KR101353035B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR101353035B1
KR101353035B1 KR1020120042741A KR20120042741A KR101353035B1 KR 101353035 B1 KR101353035 B1 KR 101353035B1 KR 1020120042741 A KR1020120042741 A KR 1020120042741A KR 20120042741 A KR20120042741 A KR 20120042741A KR 101353035 B1 KR101353035 B1 KR 101353035B1
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조현준
이성욱
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피에스케이 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 기판 처리 장치는, 기판에 대한 처리가 이루어지는 반응공간을 제공하며, 상부가 개방된 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 상단에 결합되어 상기 반응공간을 밀폐하는 밀폐 커버; 상기 공정 챔버의 상기 반응공간에 설치되고, 기판이 안착되는 서셉터; 상기 밀폐 커버에 설치되는 클램프들; 및 상기 클램프들에 의해 고정되는 배플 플레이트를 포함한다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE TREATING APPARATUS}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정은 증착, 사진, 식각, 애싱, 세정 등 다양한 공정을 포함한다. 이들 중 애싱 공정은 사진 공정에서 사용된 포토레지스트(photoresist)를 제거하는 공정이다.
도 1은 플라즈마를 이용해 포토레지스트를 제거하는 기판 처리 장치를 보여준다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)에는 배플 플레이트(3)가 제공된다.
배플 플레이트(3)는 플라즈마 생성부에서 생성된 플라즈마가 기판(w)에 균일하게 공급되도록 분배한다. 또한, 배플 플레이트(3)는 이방성(Anisotropic) 운동을 하는 이온을 걸러내는 역할을 한다. 이 과정에서 배플 플레이트(3)는 전위를 가지게 된다. 배플 플레이트(3)는 밀폐 커버(2)에 볼트 체결로 고정되고, 밀폐 커버(2)는 접지선(미도시)으로 그라운드에 연결되어 접지된다. 따라서, 전하는 배플 플레이트(3)에서 밀폐 커버(20)를 거쳐 외부로 방전된다. 조립의 용이성을 위해서 배플 플레이트(3)의 측면과 밀폐 커버(2) 사이에는 일정한 간격이 형성되도록 한다. 따라서, 배플 플레이트(3)는 밀폐 커버(2)와 볼트 체결됨으로 접촉 면적이 일정하지 않고 볼트 체결된 부분만 점접촉된다. 특히, 배플 플레이트(3)의 측면은 밀폐 커버(2)와 이격된다.
위와 같은 구조에서는 배플 플레이트(3)의 전하가 원활하게 방전되지 못하여, 분배 플레이트(3)와 밀폐 커버(2) 사이에 플라즈마 아킹이 발생하여 기판 처리 장치(1)의 손상 및 기판 처리 장치(1)의 내부 공간에 파티클을 발생시키는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들은 배플 플레이트의 주위에서 발생하는 아크를 예방할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예들은 배플 플레이트의 고정 구조를 개선한 기판 처리 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 공정 처리실; 상기 공정 처리실 내에 기판을 지지하는 서셉터; 상기 공정 처리실 내에 상기 서셉터와 마주보도록 위치되는 배플 플레이트; 및 상기 배플 플레이트를 척킹하는 척킹부재를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 척킹부재는 상기 배플 플레이트의 양단 가장자리를 파지하는 클램프들; 및 상기 클램프들 각각에 연결되고 상기 공정 처리실의 측벽에 관통된 형태로 설치되는 지지로드들을 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지로드는 좌우이동 가능할 수 있다.
또한, 상기 척킹부재는 상기 지지로드의 길이방향으로 상기 지지로드를 이동시키는 작동부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 척킹부재는 상기 지지로드의 이동 동작시 상기 공정 처리실의 기밀 유지를 위해 상기 공정 처리실의 측벽에 설치되는 벨로우즈를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 클램프는 호형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 클램프는 상기 배플 플레이트의 가장자리 저면과 면접촉하는 저면접촉부; 및 상기 저면접촉부로부터 수직방향으로 연장되고 상기 배플 플레이트의 측면과 면접촉하는 측면접촉부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 공정 처리실은 기판에 대한 처리가 이루어지는 반응공간을 제공하며, 상부가 개방된 공정 챔버; 및 상기 공정 챔버의 상단에 결합되어 상기 반응공간을 밀폐하는 밀폐 커버를 포함하고, 상기 밀폐 커버에는, 상기 지지로드가 설치되는 관통공이 형성될 수 있다.
또한, 상기 클램프 및 상기 지지로드는 도전성 재료로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판에 대한 처리가 이루어지는 반응공간을 제공하며, 상부가 개방된 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 상단에 결합되어 상기 반응공간을 밀폐하는 밀폐 커버; 상기 공정 챔버의 상기 반응공간에 설치되고, 기판이 안착되는 서셉터; 상기 밀폐 커버에 설치되는 클램프들; 및 상기 클램프들에 의해 고정되는 배플 플레이트를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 클램프들은 상기 배플 플레이트의 가장자리를 파지하도록 호형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 클램프들은 상기 배플 플레이트를 파지 또는 해제하기 위해 수평 방향으로 이동될 수 있다.
또한, 상기 클램프는 상기 배플 플레이트의 가장자리 저면과 면접촉하는 저면접촉부; 및 상기 저면접촉부로부터 수직방향으로 연장되고 상기 배플 플레이트의 측면과 면접촉하는 측면접촉부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 클램프는 상기 밀폐 커버의 외부로부터 벨로우즈를 통하여 설치되는 지지로드에 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 배플 플레이트의 접지 면적이 증가될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 배플 플레이트와 밀폐 커버 사이에 아크의 발생이 감소되는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 배플 플레이트의 탈부착이 용이하다.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치에서 배플 플레이트의 주위에서 발생하는 아크를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 단면을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2에 표시된 A부분이 확대도이다.
도 4는 척킹 부재의 요부 확대 사시도이다.
도 5는 척킹 부재가 장착된 밀폐 커버의 배면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 공정 처리실(100), 서셉터(200), 플라즈마 생성부재(300), 배플 플레이트(400) 그리고 척킹부재(500)를 포함한다.
공정 처리실(100)은 공정 챔버(110)와 밀폐커버(120)를 포함한다.
공정 챔버(110)는 하벽(111) 및 측벽(112)을 포함한다. 공정 챔버(110)는 공급된 가스에 의해서 기판(w)에 대한 공정처리를 수행하는 내부공간(114)을 제공한다. 측벽(112)에는 기판(w)이 출입하는 게이트(116)가 형성되고, 게이트(116)는 도어(118)에 의해 개폐된다. 공정 챔버(100)의 하벽(111)에는 배기 홀(119)이 형성되고, 배기 홀(119)에는 배기관(190)이 결합된다. 기판(W) 처리 과정에서 내부공간(114)에 생성되는 반응 부산물과, 내부 공간(114)으로 유입된 가스는 배기 홀(119)과 배기관(190)을 통해 외부로 배출된다. 배기관(190)에는 압력 조절 장치(미도시)가 연결될 수 있으며, 압력 조절 장치(미도시)에 의해 공정 처리실(100) 내부의 압력이 조절될 수 있다. 압력 조절 장치로는 진공 펌프가 사용될 수 있다.
서셉터(200)는 내부공간(114)에 위치하며, 공정처리에 제공되는 기판(w)을 지지한다. 서셉터(200)로는 정전척(electrode chuck)이 사용될 수 있다. 서셉터(200)는 척(210) 및 지지축(220)을 포함한다.
척(210)은 원판형상으로 제공되며, 상면에 기판(W)이 놓인다. 척(210)은 지지축(120)에 의해 지지된다. 척(210)의 내부에는 전극(electrode, 미도시)이 제공될 수 있다. 전극은 외부 전원과 연결되며, 외부에서 인가된 전원(sources of electricity , 미도시)에 의해 정전기를 발생시킨다. 발생된 정전기는 기판(W)을 척(210)에 고정시킬 수 있다.
선택적으로, 척(210)의 내부에는 가열부재(미도시됨)가 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 가열부재는 히팅 코일일 수 있다. 또한, 척(210)의 내부에는 냉각부재(미도시됨)가 제공될 수 있다. 냉각부재는 냉각수가 흐르는 냉각라인으로 제공될 수 있다. 가열부재는 기판(W)을 기 설정된 온도로 가열한다. 냉각부재는 기판(W)을 강제 냉각시킨다.
척(210)에는 상하로 관통하는 홀(미도시)이 형성된다. 홀은 세 개 이상 형성된다. 각각의 홀에는 리프트 핀(미도시)이 제공된다. 리프트핀은 홀을 따라 상하방향으로 이동하여 척(210)의 상면으로 기판(w)을 로딩하거나, 상면으로부터 기판(w)을 언로딩한다.
플라스마 생성부재(300)는 밀폐커버(120)의 상부에 위치하며, 플라스마를 생성하여 밀폐커버(120)내의 유도공간(122)으로 플라스마를 제공한다. 플라스마 생성부(300)는 플라스마 소스부(301), 가스 공급관(302), 마그네트론(303), 그리고 도파관(304)을 포함한다.
플라스마 소스부(301)는 밀폐커버(120)와 결합한다. 플라스마 소스부(301)의 내부에서는 가스 공급관(302)으로부터 공급된 반응가스와 마그네트론(303)으로부터 제공된 마이크로파에 의해 플라스마가 생성된다. 플라스마 소스부(301)에서 생성된 플라스마는 밀폐커버(120)의 유도 공간(122)에 제공되며, 배플(400)의 분사홀(402)들을 통해 서셉터(200)에 안착된 기판(W)으로 분사된다.
가스 공급관(302)은 가스 저장부(미도시)와 플라스마 소스부(301)를 연결하며, 가스저장부에 저정된 반응가스를 플라스마 소스부(301)로 공급한다. 마그네트론(303)은 도파관(304)를 통해 플라스마 소스부(301)와 연결되며, 플라스마 생성을 위한 마이크로파(microwave)를 발생시킨다. 도파관(304)은 마그네트론(303)과 플라스마 소스부(301)를 연결하며, 마그네트론(303)에서 생성된 마이크로파를 플라스마 소스부(301)로 유도한다.
상술한 실시 예에서, 플라즈마 생성부재(300)는 리모트방식의 플라즈마 생성을 예로 들어 설명하였다. 그러나, 또 다른 실시 예로, 플라즈마 생성부재(300)는 유도결합형 플라즈마 또는 용량결합형 플라즈마 방식으로도 제공될 수 있다.
공정 챔버(110) 상부에는 밀폐커버(120)와 배플 플레이트(400)가 설치된다.
밀폐커버(120)는 공정 챔버(110)의 상부벽과 결합하여 공정 챔버(110)의 개방된 상부를 밀폐한다. 밀폐커버(120)는 플라스마 생성부재(300)와 결합하며, 플라스마 생성부재(300)에서 생성된 플라스마를 배플 플레이트(400)로 제공한다. 밀폐커버(120)에는 플라스마 생성부재(300)에서 생성된 플라스마가 유입되는 유입구(124)와 유입된 플라스마를 배플 플레이트(400)로 제공하는 유도공간(122)이 형성된다. 유도공간(122)은 유입구(124)의 하부에 형성되며, 유입구(124)와 연결된다. 실시예에 의하면, 유도 공간(122)은 하부가 개방된 역 깔때기(inverted funnel) 형상을 가질 수 있다.
배플 플레이트(400)는 서셉터(200)의 상부에 서셉터(200)에 대향되게 위치한다. 구체적으로, 배플 플레이트(400)는 서셉터(200)와 플라스마 생성부재(300) 사이에 밀폐커버(120)의 유도공간(122)과 인접하여 설치된다. 배플 플레이트(400)는 원판형상으로 제공된다. 배플 플레이트(400)는 처리실(120)의 내부 공간(114)과 밀폐 커버(120)의 유도 공간(122)을 구획한다. 즉, 배플 플레이트(400)의 상면은 유도공간(122)과 접하고, 배플 플레이트(400)의 하면은 서셉터(200)가 위치되는 내부공간(114)과 접한다. 배플 플레이트(400)는 복수 개의 홀(410)을 통해 유도 공간(122)으로부터 내부 공간(114)으로 제공되는 플라즈마의 성분을 선택적으로 투과시킬 수 있다. 예컨대, 배플 플레이트(400)는 주로 플라즈마의 라디칼 성분을 내부 공간(114)으로 투과시킬 수 있다.
도 3은 도 2에 표시된 A부분이 확대도이다. 도 4는 척킹 부재의 요부 확대 사시도이고, 도 5는 척킹부재가 장착된 밀폐 커버의 배면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 척킹부재(500)는 배플 플레이트(400)를 척킹하기 위해 제공된다. 척킹 부재(500)는 클램프(510)와 지지로드(520) 그리고 작동부재(530)를 포함한다. 배플 플레이트(400)는 볼트를 이용한 체결 방식이 아니라 척킹부재(500)의 클램프들(510)에 의해 파지되는 방식으로 설치된다.
클램프(510)는 배플 플레이트(400)의 양단 가장자리를 파지할 수 있도록 호 형상으로 제공된다. 클램프(510)는 배플 플레이트(400)의 가장자리 저면과 면접촉하는 저면접촉부(512)와 저면접촉부(512)로부터 수직방향으로 연장되고 배플 플레이트(400)의 측면과 면접촉하는 측면접촉부(514)를 포함한다. 클램프(510)는 L 형상 단면을 갖는다.
지지로드(520)는 클램프(510)에 연결된다. 지지로드(520)는 밀폐 커버(120)의 측벽에 관통된 형태로 제공된다. 벨로우즈(590)는 지지로드(520)의 좌우 이동시 공정 처리실(100)의 기밀 유지를 위해 제공된다. 벨로우즈(590)는 측벽 외곽으로 노출된 지지로드(520)를 감싸는 구조를 갖도록 밀폐 커버(120)의 측벽 외곽에 설치된다.
작동부재(530)는 클램프(510)가 배플 플레이트(400)를 파지 또는 해제하도록 지지로드(520)를 좌우로 이동시킨다. 도 3에서 점선으로 표시된 클램프는 해제 위치로 이동된 클램프를 보여준다. 작동부재(530)는 밀폐 커버(120)의 외측면에 설치된다. 작동부재(530)는 모터, 실린더와 같은 직선 구동장치를 포함할 수 있다. 예컨대, 지지로드의 좌우 이동은 락(lock) 방식이나 용수철 등과 같은 다양한 방식이 적용될 수 있다.
척킹 부재(500)의 클램프(510), 지지로드(520)는 도전성 재료로 제공되어 배플 플레이트(400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 예로, 클램프(510), 지지로드(520)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제공될 수 있다. 도시하지 않았지만, 지지로드(520)에는 접지선이 연결된다. 따라서, 배플 플레이트(400)의 전하는 클램프(510), 지지로드(520) 그리고 접지선을 통해서 그라운드로 흐르게 된다.
이처럼, 배플 플레이트(400)는 볼트 체결 방식에 비해 클램프(510)와의 접촉 면적이 넓을 뿐만 아니라, 배플 플레이트(400)의 저면 뿐만 아니라 배플 플레이트(400)의 측면이 클램프와 면접촉된다. 따라서, 배플 플레이트(400)에 쌓이는 전하가 클램프(510)와 지지로드(520)를 통해 외부로 원활하게 방전됨으로써 배플 플레이트(400)와 밀폐 커버(120) 사이의 아크 발생이 감소된다.
상술한 실시 예에서, 기판 처리 장치는 애싱 공정을 수행하는 장치를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 기판 처리 장치는 식각 공정 또는 증착 공정을 수행하는 장치일 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 공정 처리실 200 : 서셉터
300 : 플라즈마 생성부재 400 : 배플 플레이트
500 : 척킹 부재

Claims (14)

  1. 기판 처리 장치에 있어서:
    공정 처리실;
    상기 공정 처리실 내에 기판을 지지하는 서셉터;
    상기 공정 처리실 내에 상기 서셉터와 마주보도록 위치되는 배플 플레이트; 및
    상기 배플 플레이트를 척킹하는 척킹부재를 포함하되;
    상기 척킹부재는
    상기 배플 플레이트의 양단 가장자리를 파지하는 클램프들;
    상기 클램프들 각각에 연결되고 상기 공정 처리실의 측벽에 관통된 형태로 설치되고, 좌우이동 가능한 지지로드들; 및
    상기 지지로드의 길이방향으로 상기 지지로드를 이동시키는 작동부재를 포함하며, 상기 클램프는 호형상으로 이루어지고, 상기 배플 플레이트의 가장자리 저면과 면접촉하는 저면접촉부; 및
    상기 저면접촉부로부터 수직방향으로 연장되고 상기 배플 플레이트의 측면과 면접촉하는 측면접촉부를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 척킹부재는
    상기 지지로드의 이동 동작시 상기 공정 처리실의 기밀 유지를 위해 상기 공정 처리실의 측벽에 설치되는 벨로우즈를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정 처리실은
    기판에 대한 처리가 이루어지는 반응공간을 제공하며, 상부가 개방된 공정 챔버; 및
    상기 공정 챔버의 상단에 결합되어 상기 반응공간을 밀폐하는 밀폐 커버를 포함하고,
    상기 밀폐 커버에는,
    상기 지지로드가 설치되는 관통공이 형성되는 기판 처리 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 클램프 및 상기 지지로드는 도전성 재료로 제공되는 기판 처리 장치.
  10. 기판 처리 장치는
    기판에 대한 처리가 이루어지는 반응공간을 제공하며, 상부가 개방된 공정 챔버;
    상기 공정 챔버의 상단에 결합되어 상기 반응공간을 밀폐하는 밀폐 커버;
    상기 공정 챔버의 상기 반응공간에 설치되고, 기판이 안착되는 서셉터;
    상기 밀폐 커버에 설치되는 클램프들; 및
    상기 클램프들에 의해 고정되는 배플 플레이트를 포함하되;
    상기 클램프들은
    상기 배플 플레이트의 가장자리를 파지하도록 호형상으로 이루어지며,
    상기 배플 플레이트의 가장자리 저면과 면접촉하는 저면접촉부; 및
    상기 저면접촉부로부터 수직방향으로 연장되고 상기 배플 플레이트의 측면과 면접촉하는 측면접촉부를 포함하는 기판 처리 장치.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 클램프들은
    상기 배플 플레이트를 파지 또는 해제하기 위해 수평 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  13. 삭제
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 클램프는 상기 밀폐 커버의 외부로부터 벨로우즈를 통하여 설치되는 지지로드에 연결되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20080044487A (ko) * 2006-11-16 2008-05-21 삼성전자주식회사 플라즈마 장치

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