KR101215989B1 - 기판 지지 어셈블리 및 이를 구비한 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 지지 어셈블리 및 이를 구비한 기판 처리 장치에 관한 것이다. 특히, 전원 접속 부위가 열팽창 또는 아크 방전의 발생으로 손상되는 것을 방지할 수 있는 기판 지지 어셈블리 및 이를 구비한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 기판 지지 어셈블리는 기판이 상부면에 안착되는 안착 플레이트와, 상기 안착 플레이트에 내장되는 내장재와, 상기 내장재에 상단부가 연결되도록 상기 안착 플레이트의 하부면에 수직으로 결합되며, 연장되는 길이 방향을 따라 하단부의 외주면에 커넥터 접촉면이 구비되고, 상기 커넥터 접촉면에 나사홈 또는 나사홀이 형성되는 전원 공급 로드와, 상기 커넥터 접촉면에 일단부가 면 접촉되고, 상기 일단부에 상기 나사홈 또는 나사홀에 연통되는 나사 삽입홀이 관통 형성되는 커넥터 및 상기 커넥터의 일단부가 상기 전원 공급 로드의 하단부에 고정되도록 상기 나사 삽입홀을 통과하여 상기 나사홈 또는 나사홀에 끼워지는 고정 나사를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판의 처리 공간을 제공하는 챔버와, 상기 챔버의 처리 공간 상에서 상기 기판을 지지 및 승강시키며, 전원 공급 로드의 하단부에 형성되는 커넥터 접촉면에 외부에서 공급되는 전원을 인가시키는 일체형의 커넥터가 면 접촉되도록 연결되는 기판 지지 어셈블리와, 상기 기판 지지 어셈블리와 대향하여 위치하는 기판 처리기를 포함한다.

Description

기판 지지 어셈블리 및 이를 구비한 기판 처리 장치{Assembly for supporting substrate and apparatus for processing substrate with it}
본 발명은 기판 지지 어셈블리 및 이를 구비한 기판 처리 장치에 관한 것이다. 특히, 전원 접속 부위가 열팽창 또는 아크 방전의 발생으로 손상되는 것을 방지할 수 있는 기판 지지 어셈블리 및 이를 구비한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
최근 반도체 소자나 평판 디스플레이 소자 등을 제조하기 위한 기판 처리 공정에서는 기판의 표면을 식각하거나 또는 그 표면 상에 소정의 물질을 증착하기 위해 플라즈마를 응용한 기술이나 급속 열처리를 응용한 기술 등이 다양하게 이용되고 있다.
플라즈마 처리 장치나 급속 열처리 장치 등의 기판 처리 장치의 내부에는 공정 중 기판을 지지하는 수단으로서 서셉터, 스테이지 등과 같은 기판 지지 어셈블리가 구비된다. 기판 지지 어셈블리는 기판이 안착되는 안착 플레이트를 포함하고, 안착 플레이트에는 히터, 전극 등이 내장된다. 히터, 전극에 전원을 공급하기 위해 안착 플레이트의 하부면에는 전원 공급 로드가 연결되고, 전원 공급 로드의 하단부에는 외부에서 공급되는 전원을 인가하는 커넥터가 결합된다.
그런데, 종래의 기판 지지 어셈블리에서는 커넥터가 전원 공급 로드의 외주면을 집을 수 있도록 집게 형상으로 형성되어 기판 지지 어셈블리의 승강 구동에 따라 전원 접속 부위가 헐거워질 수 있었다. (여기서, 전원 접속 부위는 전원 공급 로드와 커넥터의 연결 부위를 의미한다.) 따라서, 헐거워진 전원 접속 부위에서 아크 방전 등을 발생시켜 전원 접속 부위가 산화되거나 저항 증가로 인해 용융되는 등의 손상이 발생되는 문제점이 있었다.
즉, 종래의 기판 지지 어셈블리는 전원 접속 부위가 불안정하여 공정 중 예기치 않게 전원 접속 부위가 손상될 수 있으며, 기판 처리 공정이 갑작스럽게 중단되어 기판 불량이 발생되고, 이로 인해 기판 처리 공정의 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 기판 지지 어셈블리 및 이를 구비한 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명은 전원 공급 로드에 형성되는 전원 접속 부위가 열팽창 또는 아크 방전의 발생으로 손상되는 것을 방지할 수 있는 기판 지지 어셈블리 및 이를 구비한 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 기판 지지 어셈블리는 기판이 상부면에 안착되는 안착 플레이트와, 상기 안착 플레이트에 내장되는 내장재와, 상기 내장재에 상단부가 연결되도록 상기 안착 플레이트의 하부면에 수직으로 결합되며, 연장되는 길이 방향을 따라 하단부의 외주면에 커넥터 접촉면이 구비되고, 상기 커넥터 접촉면에 나사홈 또는 나사홀이 형성되는 전원 공급 로드와, 상기 커넥터 접촉면에 일단부가 면 접촉되고, 상기 일단부에 상기 나사홈 또는 나사홀에 연통되는 나사 삽입홀이 관통 형성되는 커넥터 및 상기 커넥터의 일단부가 상기 전원 공급 로드의 하단부에 고정되도록 상기 나사 삽입홀을 통과하여 상기 나사홈 또는 나사홀에 끼워지는 고정 나사를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판의 처리 공간을 제공하는 챔버와, 상기 챔버의 처리 공간 상에서 상기 기판을 지지 및 승강시키며, 전원 공급 로드의 하단부에 형성되는 커넥터 접촉면에 외부에서 공급되는 전원을 인가시키는 일체형의 커넥터가 면 접촉되도록 연결되는 기판 지지 어셈블리와, 상기 기판 지지 어셈블리와 대향하여 위치하는 기판 처리기를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따른 기판 지지 어셈블리 및 이를 구비한 기판 처리 장치에 의하면, 전원 공급 로드의 하단부에 연결되는 커넥터를 일체형의 탄성 시트로 형성하여 연결 부위의 개수를 최소화할 수 있다. 또한, 전원 공급 로드의 하단부에 커넥터 접촉면을 구비하고, 'U자'형 커넥터의 일단부를 커넥터 접촉면에 맞대어지는 형상으로 변형시켜 연결 부위를 안정적으로 확보할 수 있으며, 이들의 분리 또는 결합을 용이하게 할 수 있다.
또한, 커넥터와 전원 공급 로드가 밀착된 상태에서 나사 결합 방식으로 직접 연결되어 전원 공급 로드의 반복적인 승강 구동에도 연결 부위가 헐거워지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 서브 챔버 내에서 아크 방전 등이 발생되는 것을 방지하여 전원 공급 로드의 하단부에 형성되는 전원 접속 부위 및 서브 챔버의 내벽 등이 산화되거나 용융되어 손상되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 전원 접속 부위가 예기치 않게 손상되는 것을 방지하여 기판 처리 공정의 중단에 따른 기판 불량의 발생을 방지할 수 있으며, 이로 인해 공정 시간이 지연되는 것을 방지하여 기판 처리 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 지지 어셈블리를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 제1변형예에 따른 커넥터를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 제2변형예에 따른 커넥터를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제3변형예에 따른 커넥터를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 지지 어셈블리를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1변형예에 따른 커넥터를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 제2변형예에 따른 커넥터를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 제3변형예에 따른 커넥터를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기판 지지 어셈블리(100)는 기판(1)이 상부면에 안착되는 안착 플레이트(110)와, 안착 플레이트(110)에 내장되는 내장재(120, 130)와, 내장재(120, 130)에 상단부가 연결되도록 안착 플레이트(110)의 하부면에 수직으로 결합되며, 연장되는 길이 방향(y방향)을 따라 하단부의 외주면에 커넥터 접촉면(142)이 구비되고, 커넥터 접촉면(142)에 나사홈(144a) 또는 나사홀(144b)이 형성되는 전원 공급 로드(140)와, 커넥터 접촉면(142)에 일단부(S1)가 면 접촉되고, 일단부(S1)에 나사홈(144a) 또는 나사홀(144b)에 연통되는 나사 삽입홀(210)이 관통 형성되는 커넥터(200) 및 커넥터(200)의 일단부(S1)가 전원 공급 로드(140)의 하단부에 고정되도록 나사 삽입홀(210)을 통과하여 나사홈(144a) 또는 나사홀(144b)에 끼워지는 고정 나사(220)를 포함한다. 또한, 안착 플레이트(110)의 하부면을 복수의 부위에서 지지하여 안착 플레이트(110)를 상하 방향(y방향)으로 승강시킬 수 있는 승강 수단(150)을 포함한다.
안착 플레이트(110)는 AlN 세라믹 재질로서 기판(1)의 형상에 대응하여 원형 플레이트 또는 사각 플레이트 형상을 가지며, 기판(1)이 안착되는 상부면에는 기판(1)의 안착시 흔들림을 방지하기 위한 기판 안착홈(미도시)이 형성될 수 있다. 또한, 기판(1)의 처리 과정에서 기판(1)의 중앙 부위와 가장자리 부위가 균일하게 처리될 수 있도록 안착 플레이트(110)의 가장자리를 따라 에지링(미도시)이 구비될 수 있다.
위와 같은 안착 플레이트(110)의 내부에는 내장재(120, 130)가 구비되며, 내장재(120, 130)로는 전극(120) 또는 히터(130) 중 적어도 어느 하나가 구비될 수 있다. 여기서, 히터(130)는 기판 처리 공정 중 안착 플레이트(110)에 안착되는 기판(1)을 일정한 온도로 가열하여 식각 또는 증착 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 전극(120)은 기판(1)을 플라즈마 처리하는 공정에서 기판(1)의 상부와 하부에서 마주하는 한 쌍의 전극 중 하부에 위치하는 전극으로 사용된다.
안착 플레이트(110)에 내장되는 전극(120), 히터(130)는 외부로부터 전원을 인가 받아 구동되며, 이를 위해 안착 플레이트(110)의 하부면에는 전원 공급 로드(140)의 상단부가 결합된다. 전원 공급 로드(140)는 봉 형상의 금속 막대로서, 커넥터 접촉면(142)이 형성된 하단부를 제외한 부분은 수평 단면이 원형으로 형성된다. 반면, 커넥터 접촉면(142)이 형성된 하단부는 수평 단면이 사각형으로 형성된다. 한편, 전원 공급 로드(140)의 커넥터 접촉면(142)에는 맞대어지는 커넥터(200)를 고정시킬 수 있도록 적어도 하나 이상의 나사홈(144a)이나 나사홀(144b)이 형성된다. 여기서, 나사홈(144a)은 도 2(b)에서와 같이 전원 공급 로드(140)의 내부에 일정한 깊이로 형성되는 것을 의미하고, 나사홀(144a)은 도 2(c)에 도시된 바와 같이 전원 공급 로드(140)를 수평하게 관통하여 형성되는 것을 의미한다. 나사홈(144a)과 달리 나사홀(144b)에 고정 나사(220)를 체결할 경우에는 전원 공급 로드(140)를 관통하여 돌출되는 고정 나사(220)가 이탈되는 것을 방지하기 위해 고정 너트(미도시)가 구비된다. 본 실시예에서는 나사홈(144a) 또는 나사홀(144b)을 커넥터 접촉면(142)에 복수 개 형성하여 전원 공급 로드(140)와 커넥터(200)의 연결시 커넥터(200)가 흔들리는 것을 방지한다.
전원 공급 로드(140)의 상단부는 전극(120), 히터(130)와 전기적으로 연결되도록 용접 등의 연결 방법으로 안착 플레이트(110)의 내부에 전원 접속 부위(Cup)를 형성하며, 전원 접속 부위(Cup)의 개수에 따라 복수의 전원 공급 로드(140; 140a, 140b, 140c)가 안착 플레이트(110)의 하부면에 결합된다. 한편, 안착 플레이트(110)의 하측으로 연장되는 복수의 전원 공급 로드(140)는 챔버, 특히 공정 챔버(300)의 바닥면을 관통하도록 설치되는 보호 샤프트(310)의 내부에 삽입되어 보호된다.
공정 챔버(300)의 하부면에는 공정 챔버(300)의 하측으로 돌출되는 보호 샤프트(310)를 보호하기 위한 서브 챔버(400)가 구비된다. 서브 챔버(400)의 내부 공간 상에서 전원 공급 로드(140)의 하단부는 보호 샤프트(310)의 내벽에서 지지되는 커넥터(200)와 연결되는 전원 접속 부위(Cdown)를 형성한다.
커넥터(200)는 하나의 몸체를 갖는 탄성 시트로 형성되며, 이때 탄성 시트는 'U'자형 또는 'ㄷ'자형으로 형성될 수 있으며, 안착 플레이트(110)와 함께 승강되는 전원 공급 로드(140)를 탄성적으로 지지할 수 있도록 굽힘 부위가 하측 또는 상측을 향하도록 전원 공급 로드(140)에 연결된다. 일체형의 탄성 시트에서 중앙에 굽힘 부위가 형성되고, 굽힘 부위의 양측 부위, 즉 양단부(S1, S2)에는 전원 공급 로드(140)에 연결되는 부위와, 보호 샤프트(310)의 내벽과 연결되는 부위가 각각 형성된다. 본 실시예에서 커넥터(200)는 전원 공급이 원활하게 이루어지도록 Au(금)가 도금된 Be-Cu(베릴륨-구리) 재질로 형성된다. Au는 화학적으로 안정적이고, 공기 중에서 산화되지 않아 커넥터(200)에서 아크 방전이 발생되는 경우에 산화에 의한 손상을 방지할 수 있다. 베릴륨-구리는 구리에 베릴륨 2～3%를 넣어 만든 합금으로써 열처리에 의해서 특수강에 상당하는 강도가 생기며 내마모성이 우수하다. 따라서, 전원 공급 로드(140)의 하단부를 지지할 때 승강 구동, 흔들림 등으로 야기되는 반복 하중에 의한 손상을 최소화할 수 있다.
커넥터(200)의 양단부(S1, S2) 중 전원 공급 로드(140)의 커넥터 접촉면(142)에 연결되는 일단부(S1)에는 전원 공급 로드(140)에 형성되는 나사홈(144a) 또는 나사홀(144b)에 대응하여 동일한 개수로 나사 삽입홀(210)이 관통 형성된다. 또한, 커넥터(200)의 일단부(S1)와 마주하는 타단부(S2)에는 보호 샤프트(310)의 내벽과의 연결을 위한 샤프트 연결홀(230)이 관통 형성된다. 미도시되었지만, 보호 샤프트(310)의 측벽에는 외부에 구비되는 전원(340a, 340b)을 커넥터(200)와 연결시키는 관통홀이 형성되고, 관통홀에는 커넥터(200)의 타단부(S2)와 연결되는 단자가 구비된다. 즉, 커넥터(200)는 보호 샤프트(310)의 측벽에 결합된 단자에 의해 지지되며, 보호 샤프트(310)는 단자에 의해 전원(340a, 340b)이나 커넥터(200)와 통전 상태를 형성하지 않는다. 보호 샤프트(310)가 전기성을 띄지 않게 하기 위해서 보호 샤프트(310)를 접지시킬 수 있다. 따라서, 공정 챔버(300) 내에서 보호 샤프트(310)가 전기적 영향이 발생되지 않는다. 이외에도, 보호 샤프트(310)의 재질을 전기가 통하지 않는 부도체 재질로 형성할 수 있음은 물론이다.
전술한 바와 같이, 수평 단면이 사각형으로 형성되는 전원 공급 로드(140)의 하단부에는 커넥터(200)의 일단부(S1)가 면 접촉된 상태로 연결된다. 특히, 커넥터(200)의 일단부(S1)는 수평 단면의 형상이 'ㅡ자'형(도1 참조), 'ㄷ자'형(도2 참조) 또는 'ㅁ자'형(도3 참조) 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있으며, 형상 변경을 통해 전원 공급 로드(140)와의 면 접촉 면적을 확대시킬 수 있다. 여기서, 커넥터(200)의 일단부(S1)의 수평 단면의 형상이 'ㅡ자'형인 경우에는 사각 기둥 형상으로 이루어진 전원 공급 로드(140)의 하단부에서 1개의 커넥터 접촉면(142)에 커넥터(200)가 연결되는 것을 의미하고, 'ㄷ자'형인 경우에는 전원 공급 로드(140)의 하단부에서 3개의 커넥터 접촉면(142)을 감싸도록 커넥터(200)가 연결되는 것을 의미하고, 'ㅁ자'형인 경우에는 전원 공급 로드(140)의 하단부에서 4개의 커넥터 접촉면(142)을 감싸도록, 즉 전원 공급 로드(140)의 하단부 전체 둘레를 감싸도록 커넥터(200)가 연결되는 것을 의미한다. 커넥터(200)의 일단부(S1)의 수평 단면의 형상이 'ㅁ자'형인 경우에는 도 3(a)에 도시된 바와 같이 전원 공급 로드(140)의 하단부가 커넥터(200)의 일단부(S1)를 관통하여 설치될 수 있으며, 도 3(b)에 도시된 바와 같이 전원 공급 로드(140)의 하단부가 커넥터(200)의 일단부(S1)에 부분 삽입된 상태로 설치될 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이 전원 공급 로드(140)의 하단부에 형성되는 커넥터 접촉면(142)의 형상을 평면(도4(a) 참조), 테이퍼면(도4(b) 참조) 또는 단차면(도4(c) 참조) 중 어느 하나의 형상으로 형성할 수 있다. 즉, 전원 공급 로드(140)와 커넥터(200)와의 면 접촉 면적을 확대시킬 수 있다. 전원 공급 로드(140)의 하단부에서 커넥터 접촉면(142)이 테이퍼면 또는 단차면으로 형성될 때 일측면에만 테이퍼 형상, 단차 형상이 형성될 수 있으며, 측면 둘레를 따라 전체면에 테이퍼 형상, 단차 형상이 형성될 수 있다.
위와 같이, 하나의 몸체로 이루어지는 커넥터(200)를 면 접촉이 용이하도록 커넥터 접촉면(142)이 형성되는 전원 공급 로드(140)에 나사 결합을 통해 직접 연결시킴으로써 연결 부위가 헐거워지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 전원 공급 로드(140)의 상단부 및 하단부에 형성되는 전원 접속 부위(Cup, Cdown)가 열팽창 또는 반복 하중으로 인해 단락 등 손상이 발생되는 것을 용이하게 방지할 수 있다.
이하, 전술한 기판 지지 어셈블리(100)를 구비하는 기판 처리 장치에 관하여 도 5와 도 6을 참조하여 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치(1000)는 플라즈마 처리 장치로서, 기판(1)의 처리 공간을 제공하는 공정 챔버(300)와, 공정 챔버(300)의 처리 공간 상에서 기판(1)을 지지 및 승강시키며, 전원 공급 로드(140; 140a, 140b, 140c)의 하단부에 형성되는 커넥터 접촉면(142; 도1참조)에 외부에서 공급되는 전원을 인가시키는 일체형의 커넥터(200)가 면 접촉되도록 연결되는 기판 지지 어셈블리(100)와, 기판 지지 어셈블리(100)와 대향하여 공정 챔버(300) 내에 위치하는 기판 처리기를 포함한다. 여기서, 기판 지지 어셈블리(100)는 기판(1)이 상부면에 안착되는 안착 플레이트(100)와, 안착 플레이트(110)에 내장되는 내장재(120, 130)와, 내장재(120, 130)에 상단부가 연결되도록 안착 플레이트(110)의 하부면에 수직으로 결합되며, 연장되는 길이 방향(y방향)을 따라 하단부의 외주면에 커넥터 접촉면(142)이 구비되고, 커넥터 접촉면(142)에 나사홈(144a) 또는 나사홀(144b)이 형성되는 전원 공급 로드(140)와, 커넥터 접촉면(142)에 일단부(S1)가 면 접촉되고, 일단부(S1)에 나사홈(144a) 또는 나사홀(144b)에 연통되는 나사 삽입홀(210)이 관통 형성되는 커넥터(200) 및 커넥터(200)의 일단부(S1)가 전원 공급 로드(140)의 하단부에 고정되도록 나사 삽입홀(210)을 통과하여 나사홈(144a) 또는 나사홀(144b)에 끼워지는 고정 나사(220)를 포함한다. 또한, 안착 플레이트(110)의 하부면을 복수의 부위에서 지지하여 안착 플레이트(110)를 상하 방향(y방향)으로 승강시킬 수 있는 승강 수단(150)을 포함한다. 또한, 미도시되었지만 공정 챔버(300)의 일측에는 기판(1)을 로딩/언로딩하기 위한 게이트 수단이 구비되고, 공정 챔버(300)의 다른 일측에는 기판(1)의 처리 공간을 일정한 압력으로 유지시킬 수 있는 펌프 수단 등이 구비된다.
커넥터(200)는 하나의 몸체를 갖는 탄성 시트로 형성되며, 이때 탄성 시트는 'U'자형 또는 'ㄷ'자형으로 형성될 수 있다. 또한, 탄성 시트는 전원 공급이 원활하게 이루어지도록 Au(금)가 도금된 Be-Cu(베릴륨-구리) 재질로 형성된다.
전원 공급 로드(140)의 하단부는 사각 기둥 형상을 갖고, 이러한 전원 공급 로드(140)의 하단부에 연결되는 커넥터(200)의 일단부(S1)는 수평 단면의 형상이 'ㅡ자'형, 'ㄷ자'형 또는 'ㅁ자'형 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 전원 공급 로드(140)의 하단부에 형성되는 커넥터 접촉면(142)은 전원 공급 로드(140)의 하단부에서 연장되는 길이 방향(y방향)을 따라 평면, 테이퍼면 또는 단차면 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.
도 5에서는 기판 처리 장치(1000)로서 플라즈마 처리 장치를 예로 들었다. 플라즈마 처리 장치는 기판(1)의 표면 상에 소정의 물질을 증착하거나 또는 기판(1)의 표면을 식각할 수 있으며, 이를 위해 공정 챔버(300)의 내부 공간에서 기판 지지 어셈블리(100)의 상측에는 기판 처리기가 구비된다. 즉, 기판 지지 어셈블리(100)의 안착 플레이트(110)에 내장되는 전극(120)에 대향하여 전극(320)이 위치될 수 있으며, 이들 전극(120, 320) 사이에 위치되는 기판(1)의 주위에 플라즈마(P)를 형성할 수 있다.
또한, 공정 챔버(300)의 내부 공간에서 기판 지지 어셈블리(100)의 상측으로 가스 공급기, 즉 인젝터나 노즐 등의 샤워 헤드 기능이 갖추어진 전극(320)을 구비시켜 기판(1)을 향해 공정 가스(G)를 분사한 후 기판(1)의 주위에 플라즈마(P)를 형성시킬 수 있다.
기판(1)의 상측 및 하측에 구비되는 한 쌍의 전극(320, 120)에는 적어도 어느 한쪽에 고주파 전원(340a)이 외부로부터 인가되는데, 본 실시예에서는 기판(1)의 하측에 위치하는 전극(120)에 전원이 인가되고, 기판(1)의 상측에 위치하는 전극(320)은 접지되었다. 한편, 기판(1)이 안착되는 안착 플레이트(110)에 내장되는 히터(130)에는 2개의 전원 공급 로드(140a, 140c)가 연결되는데, 이 중 일측의 전원 공급 로드(140a)에 외부에 위치하는 전원(340b)이 연결되고, 타측의 전원 공급 로드(140c)는 접지된다. 또한, 복수의 전원 공급 로드(140a, 140b, 140c)를 공정 챔버(300), 서브 챔버(400) 내에서 감싸 보호하는 보호 샤프트(310)도 접지되어 전기적으로 안정한 상태를 유지할 수 있다.
도 6에서는 기판 처리 장치(1000')의 다른 실시예로서 급속 열처리 장치를 예로 들었다. 급속 열처리 장치(Rapid Thermal Process; RTP)는 기판(1)을 향해 섬광을 조사하여 기판(1)을 열처리시킬 수 있다. 이를 위해, 공정 챔버(300)의 내부 공간에서 기판 지지 어셈블리(100)의 상측에 기판 처리기가 구비된다. 즉, 대향되는 기판(1)의 표면을 향해 섬광(L)을 조사할 수 있는 복수의 열원(350)이 구비된다.
본 발명에서는 기판 처리 장치로서 플라즈마 처리 장치와 급속 열처리 장치를 예로 들어 설명하였으나, 이외에도 다양한 기판 처리 장치에 기판 지지 어셈블리(100)를 구비시켜 적용할 수 있음은 물론이다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 기판 지지 어셈블리 및 이를 구비한 기판 처리 장치에 의하면, 전원 공급 로드의 하단부에 연결되는 커넥터를 일체형의 탄성 시트로 형성하여 연결 부위의 개수를 최소화할 수 있다. 또한, 전원 공급 로드의 하단부에 커넥터 접촉면을 구비하고, 'U자'형 커넥터의 일단부를 커넥터 접촉면에 맞대어지는 형상으로 변형시켜 연결 부위를 안정적으로 확보할 수 있으며, 이들의 분리 또는 결합을 용이하게 할 수 있다. 또한, 커넥터와 전원 공급 로드가 밀착된 상태에서 나사 결합 방식으로 직접 연결되어 전원 공급 로드의 반복적인 승강 구동에도 연결 부위가 헐거워지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 서브 챔버 내에서 아크 방전 등이 발생되는 것을 방지하여 전원 공급 로드의 하단부에 형성되는 전원 접속 부위 및 서브 챔버의 내벽 등이 산화되거나 용융되어 손상되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 전원 접속 부위가 예기치 않게 손상되는 것을 방지하여 기판 처리 공정의 중단에 따른 기판 불량의 발생을 방지할 수 있으며, 이로 인해 공정 시간이 지연되는 것을 방지하여 기판 처리 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예들 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
100: 기판 지지 어셈블리 110: 안착 플레이트
120: 전극 130: 히터
140: 전원 공급 로드 142: 커넥터 접촉면
150: 승강 수단 200: 커넥터
220: 고정 나사 300: 공정 챔버
310: 보호 샤프트 1000, 1000': 기판 처리 장치

Claims (12)

  1. 기판이 상부면에 안착되는 안착 플레이트와;
    상기 안착 플레이트에 내장되는 내장재와;
    상기 안착 플레이트의 하측에 위치하는 보호 샤프트;
    상기 보호 샤프트의 내부에 삽입 설치되고, 상기 내장재에 상단부가 연결되도록 상기 안착 플레이트의 하부면에 수직으로 결합되며, 연장되는 길이 방향을 따라 하단부의 외주면에 커넥터 접촉면이 구비되고, 상기 커넥터 접촉면에 나사홈 또는 나사홀이 형성되는 전원 공급 로드와;
    굽힘 부위를 가지는 'U'자형 및 'ㄷ'자형 중 어느 하나의 형상으로 제작되며, 상기 굽힘 부위의 양측 부위 중 하나인 일단부가 상기 커넥터 접촉면과 면 접촉되고, 상기 굽힘 부위의 양측 부위 중 다른 하나이며, 상기 일단부와 마주보는 타단부는 상기 보호 샤프트의 내벽과 연결되며, 상기 일단부에 상기 나사홈 또는 나사홀에 연통되는 나사 삽입홀이 관통 형성되는 커넥터; 및
    상기 커넥터의 일단부가 상기 전원 공급 로드의 하단부에 고정되도록 상기 나사 삽입홀을 통과하여 상기 나사홈 또는 나사홀에 끼워지는 고정 나사;
    를 포함하고,
    상기 커넥터는 굽힘 부위가 하측을 향하도록 상기 전원 공급 로드와 연결되며,
    상기 보호 샤프트를 보호하도록 서브 챔버가 설치되며, 상기 서브 챔버의 내부 공간에서 상기 전원 공급 로드의 커넥터 접촉면이 상기 커넥터와 연결되는
    기판 지지 어셈블리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 내장재는,
    전극 또는 히터 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기판 지지 어셈블리.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 커넥터는 탄성 시트로 형성되고, 상기 탄성 시트는 Au가 도금된 Be-Cu 재질로 형성되는 기판 지지 어셈블리.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 커넥터의 타단부에는 상기 커넥터의 타단부와 상기 보호 샤프트를 연결하는 샤프트 연결홀이 형성되는 기판 지지 어셈블리.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 적어도 하나의 항에 있어서,
    상기 전원 공급 로드의 하단부는 사각 기둥 형상을 갖고, 상기 전원 공급 로드의 하단부에 연결되는 상기 커넥터의 일단부는 수평 단면의 형상이 'ㅡ자'형, 'ㄷ자'형 또는 'ㅁ자'형 중 어느 하나의 형상으로 형성되는 기판 지지 어셈블리.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 커넥터 접촉면은 상기 전원 공급 로드의 하단부에서 평면, 테이퍼면 또는 단차면 중 어느 하나의 형상으로 형성되는 기판 지지 어셈블리.
  7. 기판의 처리 공간을 제공하는 챔버와;
    상기 챔버의 처리 공간 상에서 상기 기판을 지지 및 승강시키며, 전원 공급 로드의 하단부에 형성되는 커넥터 접촉면에 외부에서 공급되는 전원을 인가시키는 일체형의 커넥터가 면 접촉되도록 연결되는 기판 지지 어셈블리와;
    상기 기판 지지 어셈블리와 대향하여 위치하는 기판 처리기; 및
    상기 챔버의 하측 외부에 설치되는 서브 챔버;
    를 포함하고,
    상기 기판 지지 어셈블리는,
    상기 기판이 상부면에 안착되는 안착 플레이트와;
    상기 안착 플레이트에 내장되는 내장재와;
    상기 안착 플레이트의 하측에 위치하는 보호 샤프트;
    상기 보호 샤프트의 내부에 삽입 설치되고, 상기 내장재에 상단부가 연결되도록 상기 안착 플레이트의 하부면에 수직으로 결합되며, 연장되는 길이 방향을 따라 하단부의 외주면에 커넥터 접촉면이 구비되고, 상기 커넥터 접촉면에 나사홈 또는 나사홀이 형성되는 전원 공급 로드와;
    굽힘 부위를 가지는 'U'자형 및 'ㄷ'자형 중 어느 하나의 형상으로 제작되며, 상기 굽힘 부위의 양측 부위 중 하나인 일단부가 상기 커넥터 접촉면과 면 접촉되고, 상기 굽힘 부위의 양측 부위 중 다른 하나이며, 상기 일단부와 마주보는 타단부는 상기 보호 샤프트의 내벽과 연결되며, 상기 일단부에 상기 나사홈 또는 나사홀에 연통되는 나사 삽입홀이 관통 형성되는 커넥터; 및
    상기 커넥터의 일단부가 상기 전원 공급 로드의 하단부에 고정되도록 상기 나사 삽입홀을 통과하여 상기 나사홈 또는 나사홀에 끼워지는 고정 나사;
    를 포함하고,
    상기 커넥터는 굽힘 부위가 하측을 향하도록 상기 전원 공급 로드와 연결되며,
    상기 서브 챔버의 내부 공간에서 상기 전원 공급 로드의 커넥터 접촉면이 상기 커넥터와 연결되는
    기판 처리 장치.
  8. 삭제
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 기판 처리기는,
    전극, 열원 또는 가스 공급기 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 커넥터는 탄성 시트로 형성되고, 상기 탄성 시트는 Au가 도금된 Be-Cu 재질로 형성되는 기판 처리 장치.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 전원 공급 로드의 하단부는 사각 기둥 형상을 갖고, 상기 전원 공급 로드의 하단부에 연결되는 상기 커넥터의 일단부는 수평 단면의 형상이 'ㅡ자'형, 'ㄷ자'형 또는 'ㅁ자'형 중 어느 하나의 형상으로 형성되는 기판 처리 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 커넥터 접촉면은 상기 전원 공급 로드의 하단부에서 평면, 테이퍼면 또는 단차면 중 어느 하나의 형상으로 형성되는 기판 처리 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002184761A (ja) * 2000-12-15 2002-06-28 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置、プラズマ処理装置の組付け解体方法及びその専用治具

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