KR101464357B1 - 기판처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 벨자의 열변형을 방지하기 위한 어댑터에 설치한 기판처리장치에 관한 것으로, 벨자; 상기 벨자와 결합되어 반응공간을 제공하는 챔버; 상기 반응공간에 기판을 안치하는 기판안치수단; 상기 벨자의 외부에 설치되는 하우징; 상기 하우징 상에 설치되며, 플라즈마 배관에 의해 플라즈마를 상기 반응공간에 공급하기 위한 플라즈마 생성기; 및 상기 플라즈마 배관을 수용하여 상기 하우징과 벨자 사이에 설치되며, 방열수단과 완충수단을 포함하는 어댑터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
기판처리장치. 벨자, 어댑터, 방열수단, 완충수단

Description

기판처리장치{Appratus for treatmenting substrate}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 벨자의 열변형을 방지하기 위한 어댑터에 설치한 기판처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자, 표시장치 및 박막 태양전지를 제조하기 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막증착공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 패터닝하는 식각공정 등을 거치게 된다.이들 공정 중 박막증착공정 및 식각공정 등은 진공상태로 최적화된 기판처리장치에서 진행한다.
도 1은 종래기술에 따른 기판처리장치의 개략도이다.
도 1과 같이, 반도체소자 또는 표시소자를 제조하기 위하여 사용되는 기판처리장치(10)는 외부와 차단되어 반응공간을 제공하며, 스테인레스 스틸로 형성되는 벨자(bellja)(12) 및 벨자(12)와 연결되는 챔버(14), 챔버(14)의 벽면에 설치되며 기판(16)을 출입시키는 게이트 밸브(gate valve)(18), RF전원(도시하지 않음)이 인가되는 플라즈마 전극(32), 플라즈마 전극(32)의 대향전극으로 사용되며, 기판(16) 이 안치되는 기판안치수단(20), 벨자(12)의 상부에 설치되어, 기판(16)을 처리하는 공정을 진행하기 전에 플라즈마를 공급하여 반응공간의 내부를 세정하는 플라즈마 생성기(30), 및 반응공간의 기체를 배기하기 위한 배기구(22)로 구성된다. 플라즈마 전극(32)와 기판(16) 사이의 공간에 반응 및 소스가스를 공급하기 위한 가스공급관(도시하지 않음)이 설치된다.
반응공간을 공정온도로 올리고 유지하기 위해, 벨자(12) 및 기판안치수단(20)에 각각 제 1 가열수단(24) 및 제 2 가열수단(26)을 설치한다. 벨자(12)의 외부에는 벨자(12)를 보호하고 위하여 하우징(28)을 설치한다. 플라즈마 생성기(30)에서 발생된 플라즈마를 반응공간으로 공급하기 위한 플라즈마 배관(34)이 설치되며, 플라즈마 생성기(30)에서 발생되는 RF 노이즈를 차폐하기 위해 플라즈마 배관(34)을 수용하는 어댑터(36)를 설치한다. 어댑터(36)는 원통형으로 형성되고, 하우징(28)과 벨자(12)와 접하는 부분은 플랜지가 형성된다.
제 1 가열수단(24)의 발열에 의해 벨자(12)가 열팽창되어 중심부가 위로 부부풀어 오르고, 벨자(12)의 중앙부 상부에 위치한 어댑터(36)가 상승하게 된다. 따라서, 어댑터(36)가 벨자(12)와 하우징(28) 사이에서 완충기능을 하지 못하기 때문에, 어댑터(36)과 하우징(28)이 정상적인 조립상태를 유지할 수 없다. 또한, 어댑터(36)는 원통형의 밀폐구조를 가지고 있어, 반응공간의 내부의 열이 플라즈마 배관(34)을 따라 전달되어 플라즈마 생성기(30)의 회로에 손상을 줄 수 있다.
상기와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 벨자와 하우징 사이에 설치되는 어댑터에, 어댑터 내부의 열을 방출시키기 위한 방열수단과 벨자의 열변형을 수용하는 완충수단을 설치하여, 최적조건의 공정상태를 유지하는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판처리장치는 벨자; 상기 벨자와 결합되어 반응공간을 제공하는 챔버; 상기 반응공간에 기판을 안치하는 기판안치수단; 상기 벨자의 외부에 설치되는 하우징; 상기 하우징 상에 설치되며, 플라즈마 배관에 의해 플라즈마를 상기 반응공간에 공급하기 위한 플라즈마 생성기; 상기 플라즈마 배관을 수용하여 상기 하우징과 벨자 사이에 설치되며, 방열수단과 완충수단을 포함하는 어댑터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 어댑터는 내부공간에 상기 플라즈마 배관이 수용된 원통부이고, 상기 방열수단은 상기 원통부의 벽을 관통하는 다수의 방열창이고, 상기 완충수단은 벨로우즈인 것을 특징으로 한다.
상기 기판처리장치에 있어서, 상기 다수의 방열창은 상기 하우징과 인접하여 위치하고, 상기 완충수단은 상기 벨자와 인접하여 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 다수의 방열창의 각각은 원형이고, 상기 원형의 직경은 1 내지 5mm인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 어댑터는 상기 하우징과 접하는 제 1 플랜지와 상기 벨자와 접하는 제 2 플랜지를 포함하고, 상기 제 2 플랜지와 상기 벨자 사이에 가스켓을 설치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치는 다음과 같은 효과가 있다.
벨자와 하우징 사이에 다수의 방열창과 벨로우즈를 설치한 어댑터를 개재하여, 반응공간의 온도에 의해 벨자가 열변형되어도, 벨자의 열변형을 어댑터의 벨로우즈가 흡수하고, 어댑터 내부의 열을 다수의 방열창에 의해 용이하게 방열시키는 것에 의해 정상적인 조립상태 및 최적의 공정상태를 유지할 수 있다.
다수의 방열창의 직경을 1 내지 5mm로 형성하여, 어댑터의 외부로 RF 노이즈를 누출되는 것을 방지할 수 있다.
벨자와 어댑터 사이에 가스켓을 설치하여, 벨자의 열변형에 의해 어댑터와 벨자가 이격되는 것을 방지한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 기판처리장치의 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 어댑터의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 어댑터의 단면도이다.
도 2와 같이, 반도체소자 또는 표시소자를 제조하기 위하여 사용되는 기판처리장치(110)는 스테인레스 스틸로 형성되는 벨자(bellja)(112), 벨자(112)의 하부에 결합되는 챔버(114), 챔버(114)의 벽면에 설치되며 기판(116)을 출입시키는 게이트 밸브(gate valve)(118), RF전원(도시하지 않음)이 인가되는 플라즈마 전극(132), 플라즈마 전극(132)의 대향전극으로 사용되며, 기판(116)이 안치되는 기판안치수단(120), 벨자(112)의 상부에 설치되어 기판(116)을 처리하는 공정, 박막증착 또는 박막식각을 진행하기 전에 플라즈마를 공급하여 반응공간의 내부를 세정하는 플라즈마 생성기(130), 및 반응공간의 기체를 배기하기 위한 배기구(122)로 구성된다. 플라즈마 전극(132)와 기판(116) 사이의 공간에 반응 및 소스가스를 공급하기 위한 가스공급관(도시하지 않음)이 설치된다. 벨자(112)와 챔버(114)는 기밀부재 예를 들면 오링(O-ring)을 개재하여 결합되어 반응공간을 제공하고, 벨자(112)와 챔버(114)는 전기적으로는 접지된다.
반응공간의 온도를 공정상태로 유지하기 위해, 벨자(112) 및 기판안치수단(120)에 각각 제 1 가열수단(124) 및 제 2 가열수단(126)을 설치한다. 벨자(112)의 외부에는 벨자(112)를 보호하기 위하여 하우징(128)을 설치한다. 벨자(112)와 하우징(128) 사이는 진공상태는 아니지만 밀폐공간을 유지한다. 플라즈마 생성기(130)에서 발생된 플라즈마를 반응공간으로 공급하기 위한 플라즈마 배관(134)이 설치되며, 플라즈마 생성기(130)와 벨자(112) 사이에서, 노이즈(noise)를 차폐하기 위해 플라즈마 배관(134)을 수용하는 어댑터(136)를 설치한다.
도 3 및 도 4와 같이, 어댑터(136)는 하우징(128)과 접하는 제 1 플랜지(140), 벨자(112)와 접하는 제 2 플랜지(142), 제 1 및 제 2 플랜지(140, 142) 사이에 위치하고 플라즈마 배관(134)을 수용하는 내부공간을 가지는 원통부(144)로 구성된다. 원통부(144)에는 방열수단으로 내부공간의 열을 외부로 방출시키기 위해 원통부(144)의 벽을 관통하는 다수의 방열창(146)과 완충수단으로 벨자(112)의 열팽창을 수용할 수 있는 벨로우즈(148)가 설치된다. 다수의 방열창(146)에서 방출되는 열이, 하우징(128)과 벨자(112)의 사이에서 대류가 원활하게 일어날 수 있도록, 다수의 방열창(112)은 하우징(128)에 근접하여 위치시킨다. 벨로우즈(148)는 벨자(112)의 열팽창을 용이하게 수용할 수 있도록 벨자(112)의 인접하여 위치시킨다.
다수의 방열창(146)은 플라즈마 생성기(130)의 안테나(도시하지 않음)에서 발생되는 RF를 차폐시키고 어댑터(136) 내부의 열을 용이하기 발산시키기 위한 적절한 크기로 형성되어야 한다. 다수의 방열창(146)의 각각의 직경은 1 내지 5mm정도로 형성하고, 바람직하게는 3mm정도로 형성한다. 다수의 방열창(146)의 직경이 너무 크게 되면, 열방출 효율은 높지만, 플라즈마 생성기(130)의 안테나에서 발생되는 RF을 차폐하지 못하여 반응공간에 위치한 플라즈마 전극(32)에 노이즈로 작용할 수 있다. 또한 어댑터(136)과 벨자(112) 사이에는 가스켓(gasket)(도시하지 않음)을 설치한다. 가스켓은 벨자(112)의 열변형에 의해 벨자(112)와 제 2 플렌지(142)가 이격되는 것을 방지하여, 플라즈마 생성기(130)의 안테나에서 발생한 RF가 누출되는 것을 방지한다.
벨자(112)와 하우징(138) 사이에 어댑터(134)를 설치하여, 반응공간의 온도에 의해 벨자(112)가 열변형되어도, 벨자(112)의 열변형을 어댑터(134)의 완충수단이 흡수하고, 어댑터(134) 내부의 열을 방열수단에 의해 용이하게 방열시키는 것에 의해 기판처리장치(110)의 열적 손상을 방지한다. 따라서, 정상적인 조립상태를 유지할 수 있다. 그리고, 방열수단인 다수의 방열창(146)을 적절한 크기로 형성하여 플라즈마 생성기(130)의 안테나에 의한 RF 노이즈를 방지한다.
도 1은 종래기술에 따른 기판처리장치의 개략도
도 2는 본 발명에 따른 기판처리장치의 개략도
도 3은 본 발명에 따른 어댑터의 사시도
도 4는 본 발명에 따른 어댑터의 단면도

Claims (5)

  1. 벨자;
    상기 벨자와 결합되어 반응공간을 제공하는 챔버;
    상기 반응공간에 기판을 안치하는 기판안치수단;
    상기 벨자의 외부에 설치되는 하우징;
    상기 하우징 상에 설치되며, 플라즈마 배관에 의해 플라즈마를 상기 반응공간에 공급하기 위한 플라즈마 생성기;
    상기 플라즈마 배관을 수용하여 상기 하우징과 벨자 사이에 설치되며, 완충수단을 포함하는 어댑터;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 어댑터는 내부공간에 상기 플라즈마 배관이 수용된 원통부이고, 상기 어댑터는 상기 원통부의 벽을 관통하는 방열수단인 다수의 방열창을 포함하고, 상기 완충수단은 벨로우즈인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 방열창은 상기 하우징과 인접하여 위치하고, 상기 완충수단은 상기 벨자와 인접하여 위치하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 방열창의 각각은 원형이고, 상기 원형의 직경은 1 내지 5mm인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 어댑터는 상기 하우징과 접하는 제 1 플랜지와 상기 벨자와 접하는 제 2 플랜지를 포함하고, 상기 제 2 플랜지와 상기 벨자 사이에 가스켓을 설치하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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