KR101480322B1

KR101480322B1 - 기판 처리장치

Info

Publication number: KR101480322B1
Application number: KR20130092000A
Authority: KR
Inventors: 고영배; 황영주
Original assignee: 엘아이지에이디피 주식회사
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2013-08-02
Publication date: 2015-01-09
Also published as: KR20140087986A

Abstract

본 발명은 기판 처리장치에 관한 것으로서, 상면에 엠보싱들이 설치되고, 그 상면 둘레에는 일정너비의 댐부가 형성되는 하부전극을 포함하되, 상기 댐부에서 리프트 핀 관통홀이 형성되는 부위에는 안쪽으로 일정너비만큼 연장되는 연장보강부가 형성되고, 상기 리프트 핀 관통홀을 통해서도 헬륨가스가 공급되며, 상기 연장보강부에는 헬륨가스 유로가 형성되는 것을 특징으로 하며, 이에 따라 상기 연장보강부와 수직방향으로 밀착되는 기판 가장자리 부위에도 냉각이 균일하게 이루어지게 되어 결국, 포토레지스터 버닝 발생이 예방되는 효과가 제공된다.

Description

기판 처리장치 {Substrate processing apparatus}

본 발명은 기판 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라즈마 등을 이용하여 식각 등의 처리를 실시하는 기판 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 평판표시소자 제조장치는 내부에 기판을 반입시키고, 플라즈마 등을 이용하여 식각 등의 처리를 실시하는데 사용된다.

평판표시소자(FPD : Flat Display Panel)는 액정 표시소자(LCD : Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 소자(PDP : Plasma Display Panel), 유기 발광소자(OLED : Organic Light Emitting Diodes) 등을 통칭하는 것으로서, 이러한 평판표시소자 제조장치는 기판의 표면처리 등을 위하여 진공처리용 장치를 이용하게 되는데, 일반적으로 로드락 챔버, 반송 챔버 및 공정 챔버 등이 이용되고 있다.

로드락 챔버는, 대기압 상태와 진공 상태를 번갈아 가면서 외부로부터 처리되지 않은 기판을 받아들이거나 처리가 끝난 기판을 외부로 반출하는 역할을 하고, 반송 챔버는 기판을 각 챔버들 간에 반송하기 위한 운송 로봇이 구비되어 있어서 처리가 예정된 기판을 로드락 챔버에서 공정 챔버로 전달하거나, 처리가 완료된 기판을 공정 챔버에서 로드락 챔버로 전달하는 역할을 하며, 공정 챔버는 진공 분위기 하에서 플라즈마를 이용하거나 열 에너지를 이용하여 기판 상에 성막하거나 에칭을 수행하는 역할을 한다.

도 1은 상기한 챔버들 중, 공정 챔버를 도시한 단면도로서, 도시된 바와 같이, 공정 챔버는 일측에 게이트(12)가 구비되어 진공 상태로의 전환이 가능하도록 이루어지고 내부에서 공정 처리가 수행되는 챔버(10)와, 이 챔버 내부의 상부 영역에 위치되는 상부전극(22)과, 이 상부전극의 하부에 위치되어 그 상부에 기판(S)이 탑재되는 하부전극(30)으로 구성된다.

여기서, 상부전극(22)에는 기판(S)에 공정가스를 분사하는 샤워헤드(24)가 구비된다.

샤워헤드(24)에는 미세한 직경을 갖는 다수개의 확산공이 형성되는바, 이 샤워헤드를 통해서 공정가스가 양 전극(22,30) 사이의 공간으로 균일하게 공급되며, 이와 같이 공급된 처리가스는 전극으로의 고주파 전력 인가에 의해 플라즈마로 되고, 이 플라즈마에 의해 기판(S)의 표면이 처리되는 것이다.

한편, 하부전극(30) 상에는 기판(S)이 위치되어 처리되는데, 이 하부전극(30)으로는 RF 전력을 공급하는 RF 전력 공급장치(40)가 연결된다.

하부전극(30)은, 최하부에 위치된 베이스플레이트와, 이 베이스플레이트 상부 영역에 적재된 절연부재와, 이 절연부재 상부 영역에 적재된 냉각판과, 이 냉각판의 상부 영역에 적재된 하부 전극부를 포함하여 이루어져 있다.

여기서, 하부 전극부 상에는 기판(S)이 위치되어 처리됨으로써, 챔버(10) 내부의 온도가 상승되어 기판 처리에 영향을 미칠 수 있게 되는바, 공정 처리 중에 기판(S)의 온도가 특정 온도 이상으로 상승되지 않도록 하기 위하여 하부전극(30)에는 냉각판이 구비되는 것이다.

상기 냉각판에는 냉매순환유로가 형성되어 냉매가 순환됨으로써, 하부전극(30)의 온도가 특정 온도 이상으로 올라가는 것을 예방하여 결국 기판이 일정한 온도로 유지되도록 한다.

이와 같이, 상부전극(22)과 하부전극(30)을 이용하여 기판(S)을 처리함에 있어서 집적도와 신뢰도를 향상시키기 위해서는 기판을 보다 정밀하게 하부전극(30)에 고정시키는 것이 요구된다.

일반적으로 기판을 고정시키기 위한 장치는 기계적인 특성을 이용하여 고정시키는 진공척(Vacuum chuck)과 전기적인 특성을 이용하여 고정시키는 정전척(ESC : Electro Static Chuck) 등이 널리 사용되고 있다.

상기 진공척은 단위공정들이 진공 조건하에서 수행될 경우 진공척과 외부 진공 간의 압력차이가 생성되지 않기 때문에 사용에 한계가 있고, 또한 국부적 흡입 작용에 의해 기판을 고정하기 때문에 정밀한 고정이 불가능한 단점이 있다.

반면에, 정전척은 기판 등과 같은 흡착물들을 고정하기 위해 전위차에 의해 발생되는 유전분극 현상과 정전기력 원리를 이용함으로써, 압력의 영향을 받지 않고, 기판의 미세가공이 가능한 장점이 있는바, 플라즈마를 이용한 기판 처리장치에서 많이 사용된다.

이에, 하부전극(30)에는 정전척 전극(38a)이 실장되어 있으며, 이 정전척 전극(38a)에는 외부로부터 직류전압을 인가하는 직류전압봉이 연결되어 전기장을 형성함으로써, 하부전극(30)에 기판(S)을 보다 긴밀하게 척킹(Chucking)하게 된다.

한편, 하부전극(30)의 상면에는 등간격으로 복수의 엠보싱(32)이 형성되는데, 이 엠보싱(32)은 기판 흡착시, 기판(S)과 하부전극(30)과의 접촉 면적을 감소시켜 하부전극(30)의 수명을 연장할 수 있도록 매개 역할을 하게 된다.

또한, 엠보싱(30)들 사이로 헬륨가스가 공급되어 기판(S)과 하부전극(30) 사이에 분포하도록 함으로써, 기판 처리 공정에 적정한 온도와 압력이 일정하게 유지되도록 하는 역할도 하게 된다.

즉, 헬륨가스는 하부전극(30)과 기판(S) 사이에 유입되어 엠보싱(32)들 사이의 유로를 따라 순환되면서 기판의 온도제어를 보조하는 기능을 갖게 된다.

참고로, 도면 중, 미설명 부호 (34)는 기판(S)과 하부전극(30) 사이의 엠보싱(32)들 사이 공간인 유로로 헬륨가스를 공급하는 헬륨가스 공급홀을 나타낸 것이고, 미설명 부호 (36)은 상기 유로 내의 헬륨가스를 외부로 배출시키기 위한 헬륨가스 배기홀을 나타낸 것이다.

이와 같이, 기판(S)과 하부전극(30) 사이에 형성되는 엠보싱(32)들에 의해 기판(S)과 하부전극(30)은 엠보싱들 높이만큼 이격된 상태로 흡착이 이루어지게 되고, 상기 엠보싱(32)들 사이로 헬륨가스가 공급되어 순환됨에 따라, 상기 헬륨가스가 기판(S)과 하부전극(30) 사이의 외측 둘레를 통해 챔버(10) 내부로 유출될 수 있게 된다.

이에, 헬륨가스가 챔버(10) 내부로 유출됨을 예방하기 위하여 하부전극(30)의 상면 둘레에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 엠보싱(32)들과 동일 높이이거나 또는 조금 높게 댐(Dam)부(50)가 형성되어 있다.

따라서, 기판(S)과 하부전극(30) 사이로 유입되어 엠보싱(32)들 사이의 유로 공간을 순환하면서 기판(S)의 온도제어를 수행하는 헬륨가스는 하부전극(30) 둘레면에 일정너비로 형성된 댐부(50)에 의해 챔버(10)의 내부로 유출되지 않게 된다.

그러나, 상기와 같은 구조로 이루어진 하부전극의 경우 다음과 같은 문제점이 있었다.

하부전극(30)에는 공정 챔버 내로 반입,반출되는 기판(S)을 승강시키기 위한 리프트 핀(38)들이 관통되도록 형성되어 있는데, 이러한 리프트 핀(38)들은 기판(S)의 가장자리를 들어 올리도록 하부전극(30)의 둘레쪽에 관통되도록 형성되어 있다.

따라서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 하부전극(30)의 상부면 둘레에 형성되는 댐부(50)에는 일정간격으로 리프트 핀(38)이 관통되기 위한 관통홀(52)들이 형성되게 된다.

그런데, 상기 댐부(50)의 너비에 비하여 리프트 핀 관통홀(52)의 직경이 유사하거나 또는 상대적으로 크기 때문에, 댐부(50)에서 리프트 핀 관통홀(52)이 형성되는 부위에는 안쪽방향으로 라운드 진 형태의 연장보강부(54)가 더 형성된다.

그 이유는, 댐부(50)의 너비를 크게 하여 전체 단면적을 넓힐 경우, 상대적으로 헬륨가스 유로 공간이 줄어들게 됨으로써, 기판(S)의 가장자리 부분에 포토레지스트 버닝(Photoresist Burning : PR Burning)이 발생되는 문제점이 발생되기 때문으로, 이러한 문제점을 예방하기 위하여 댐부(50)의 전체적인 너비를 작게 하여 전체 단면적은 줄이고, 리프트 핀 관통홀(52)이 형성되는 부위에만 안쪽방향으로 라운드진 형태의 연장보강부(54)를 더 형성하게 되는 것이다.

그러나, 댐부(50)에서 리프트 핀 관통홀(52)이 형성되는 부위에 안쪽방향으로 연장 형성된 연장보강부(54)로 인하여, 이 연장보강부(54)에도 헬륨가스가 순환되지 못하게 되는바, 기판(S)에서 상기 연장보강부(54)와 수직방향으로 밀착되는 부위 또한 포토레지스트 버닝이 발생되는 문제점을 완전히 해소하지는 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 하부전극의 둘레면에 형성되는 댐부에 있어서, 리프트 핀 관통홀이 형성되는 부위인 안쪽방향으로 연장되는 연장보강부에 측방향으로 헬륨가스 유로를 형성함으로써, 상기 연장보강부와 수직방향으로 밀착되는 기판 부위에도 냉각이 균일하게 이루어지도록 하여 결국, 포토레지스터 버닝 발생을 억제하도록 한 기판 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 댐부의 연장보강부에 형성된 리프트 핀 관통홀을 통해서도 헬륨가스가 하부전극과 기판 사이로 공급되도록 함으로써, 상기 연장보강부와 수직방향으로 밀착되는 기판 가장자리 부위에도 냉각이 균일하게 이루어지도록 하여 결국, 포토레지스터 버닝 발생을 억제하도록 한 기판 처리장치를 제공하는데에도 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리장치는, 상면에 엠보싱들이 설치되고, 그 상면 둘레에는 일정너비의 댐부가 형성되는 하부전극을 포함하되, 상기 댐부에서 리프트 핀 관통홀이 형성되는 부위에는 안쪽으로 일정너비만큼 연장되는 연장보강부가 형성되고, 상기 연장보강부에는 헬륨가스 유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 연장보강부의 둘레면으로부터 측방향을 따라 직선방향의 통과홀로 형성되며, 상기 통과홀은 일정간격을 두고 복수개로 형성될 수 있다.

또한, 상기 헬륨가스 유로는, 상기 연장보강부의 둘레면으로부터 측방향을 따라 통과홀로 형성되되, 상기 통과홀은 수평방향으로 지그재그 형성되어 요철형상을 이루며, 상기 요철형상의 통과홀은 일정간격을 두고 복수개 형성되어, 전체적인 유로길이가 길게 형성될 수 있으며, 이때, 상기 헬륨가스 유로를 이루는 통과홀은, 입구단쪽 요철형상이 상대적으로 크게 형성되고, 안쪽으로 갈수록 요철형상이 상대적으로 점차 작아지게 형성될 수도 있다.

한편, 상기 헬륨가스 유로는, 상기 연장보강부의 둘레면으로부터 측방향을 따라 직선방향의 절개홈으로 형성되며, 상기 절개홈은 일정간격을 두고 복수개로 형성될 수도 있다.

이 경우, 상기 헬륨가스 유로는, 상기 연장보강부의 둘레면으로부터 측방향을 따라 절개홈으로 형성되되, 상기 절개홈은 수평방향으로 지그재그 형성되어 요철형상을 이루며, 상기 요철형상의 절개홈은 일정간격을 두고 복수개 형성되어, 전체적인 유로길이가 길게 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 더욱 바람직하게는, 상기 헬륨가스 유로를 이루는 절개홈은, 입구단쪽 요철형상이 상대적으로 크게 형성되고, 안쪽으로 갈수록 요철형상이 상대적으로 점차 작아지게 형성되는 것이다.

여기서, 상기 헬륨가스 유로를 이루는 절개홈은, 상면이 개방되고 하부 전극의 상면과 동일높이를 이루는 것이 바람직하다.

또 한편, 상기 연장보강부에는 헬륨가스 공급홀이 형성되고, 상기 헬륨가스 공급홀은 상기 연장보강부에 형성된 헬륨가스 유로와 연통되어, 상기 헬륨가스 유로로 직접 헬륨가스가 공급되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 기판 처리장치는, 상면에 엠보싱들이 설치되고, 그 상면 둘레에는 일정너비의 댐부가 형성되는 하부전극을 포함하되, 상기 댐부에서 리프트 핀 관통홀이 형성되는 부위에는 안쪽으로 일정너비만큼 연장되는 연장보강부가 형성되고, 상기 리프트 핀 관통홀을 통해 헬륨가스가 공급되어, 기판의 가장자리 부위를 냉각시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 하부전극에 기판이 안착되어 척킹된 상태에서, 상기 하부전극과 기판 사이로 헬륨가스를 공급하는 헬륨가스 공급홀을 더 포함하고, 상기 헬륨가스 공급홀로부터 분기된 분기관이 상기 리프트 핀 관통홀과 연통되게 형성되어, 상기 리프트 핀 관통홀을 통해 헬륨가스가 공급되도록 할 수 있다.

여기서, 상기 연장보강부에는 헬륨가스 유로가 형성될 수 있다.

즉, 상기 헬륨가스 유로는, 상기 리프트 핀 관통홀로부터 연장보강부의 측방향을 따라 직선방향의 통과홀로 형성되며, 상기 통과홀은 일정간격을 두고 복수개로 형성될 수 있다.

또한, 상기 헬륨가스 유로는, 상기 리프트 핀 관통홀로부터 연장보강부의 측방향을 따라 통과홀로 형성되되, 상기 통과홀은 수평방향으로 지그재그 형성되어 요철형상을 이루며, 상기 요철형상의 통과홀은 일정간격을 두고 복수개 형성되어, 전체적인 유로길이가 길게 형성될 수도 있다.

이 경우, 상기 헬륨가스 유로를 이루는 통과홀은, 리프트 핀 관통홀과 연통되는 입구단쪽 요철형상이 상대적으로 작게 형성되고, 바깥쪽으로 갈수록 요철형상이 상대적으로 점차 크게 형성될 수도 있다.

또한, 상기 헬륨가스 유로는, 상기 리프트 핀 관통홀로부터 연장보강부의 측방향을 따라 직선방향의 절개홈으로 형성되며, 상기 절개홈은 일정간격을 두고 복수개로 형성되는 것일 수도 있다.

또, 상기 헬륨가스 유로는, 상기 리프트 핀 관통홀로부터 연장보강부의 측방향을 따라 절개홈으로 형성되되, 상기 절개홈은 수평방향으로 지그재그 형성되어 요철형상을 이루며, 상기 요철형상의 절개홈은 일정간격을 두고 복수개 형성되어, 전체적인 유로길이가 길게 형성될 수도 있다.

이 경우, 상기 헬륨가스 유로를 이루는 절개홈은, 리프트 핀 관통홀과 연통되는 입구단쪽 요철형상이 상대적으로 작게 형성되고, 바깥쪽으로 갈수록 요철형상이 상대적으로 점차 크게 형성되는 것일 수 있다.

한편, 상기 헬륨가스 유로를 이루는 절개홈은, 상면이 개방되고 하부 전극의 상면과 동일높이를 이루는 것이 바람직하다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 기판 처리장치에 의하면, 하부전극의 둘레면에 형성되는 댐부에 있어서, 리프트 핀 관통홀이 형성되는 부위인 안쪽방향으로 연장되는 연장보강부에 측방향으로 헬륨가스 유로가 형성됨으로써, 상기 연장보강부와 수직방향으로 밀착되는 기판 부위에도 냉각이 균일하게 이루어지게 되어 결국, 포토레지스터 버닝 발생이 예방되는 효과가 제공된다.

또한, 댐부의 연장보강부에 형성된 리프트 핀 관통홀을 통해서도 헬륨가스가 하부전극과 기판 사이로 공급됨으로써, 상기 연장보강부와 수직방향으로 밀착되는 기판의 가장자리 부위에도 냉각이 균일하게 이루어져서 결국, 포토레지스터 버닝 발생이 예방되는 효과가 제공된다.

도 1은 종래의 기판 처리장치의 단면 구성도.
도 2는 종래의 기판 처리장치 중, 하부전극의 상면 구성을 나타낸 사시도.
도 3은 도 1의 요부 확대 단면도.
도 4는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 기판 처리장치에서, 하부전극의 상면 구성을 나타낸 사시도.
도 5는 도 4의 요부 확대 사시도.
도 6은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 기판 처리장치의 요부 확대 단면도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제 1실시 예의 변형 실시 예에 따른 기판 처리장치에서 하부전극의 상면 일부 구성을 도시한 확대 평면도.
도 9는 본 발명의 제 2실시 예에 따른 기판 처리장치의 일부 구성을 나타낸 평면도.
도 10은 본 발명의 제 3실시 예에 따른 기판 처리장치를 나타낸 일부 사시도.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제 3실시 예의 변형 실시 예에 따른 기판 처리장치에서 하부전극의 상면 일부 구성을 도시한 확대 평면도.
도 13은 본 발명의 제 4실시 예에 따른 기판 처리장치의 일부 구성을 나타낸 평면도.
도 14는 본 발명의 제 5실시 예에 따른 기판 처리장치의 일부 구성을 나타낸 단면도.
도 15는 도 14에서 댐부의 연장보강부에 측방향으로 헬륨가스 유로가 형성된 상태를 나타낸 단면도.
도 16a 내지 도 16c는 댐부의 연장보강부에 측방향으로 형성된 헬륨가스 유로의 다양한 실시 형태를 도시한 일부 사시도 및 평면도.
도 17a 내지 도 17c는 댐부의 연장보강부에 측방향으로 형성된 헬륨가스 유로의 또 다른 실시 형태들을 도시한 일부 사시도 및 평면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 종래에 있어서와 동일한 부분에 대해서는 동일부호를 부여하여 설명하고, 그 반복되는 설명은 생략하여 설명하기로 한다.

<제 1실시 예>

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 하부전극(30)의 상면에는 등간격으로 복수의 엠보싱(32)이 형성되어 있다. 이 엠보싱(32)은 기판 흡착시, 기판(S)과 하부전극(30)과의 접촉 면적을 감소시켜 하부전극(30)의 수명을 연장할 수 있도록 매개 역할을 하게 된다.

이와 같이, 기판(S)과 하부전극(30) 사이에 형성되는 엠보싱(32)들에 의해 기판(S)과 하부전극(30)은 엠보싱(32)들 높이만큼 이격된 상태로 흡착이 이루어지게 되고, 상기 엠보싱(32)들 사이로 헬륨가스가 공급되어 순환됨에 따라, 상기 헬륨가스가 기판(S)과 하부전극(30) 사이의 외측 둘레를 통해 챔버(10) 내부로 유출될 수 있게 된다.

이에, 헬륨가스가 챔버(10) 내부로 유출됨을 예방하기 위하여 하부전극(30)의 상면 둘레에는 엠보싱(32)들과 동일 높이이거나 또는 약간 높은 높이로 댐부(50)가 형성되어 있다.

따라서, 기판(S)과 하부전극(30) 사이로 유입되어 엠보싱(32)들 사이를 순환하면서 기판(S)의 온도제어를 수행하는 헬륨가스는 하부전극(30) 둘레면에 일정너비로 형성된 댐부(50)에 의해 챔버(10)의 내부로 유출되지 않게 된다.

한편, 상기 댐부(50)에는 기판(S)을 승강시키기 위한 리프트 핀(38)의 관통홀(52)이 형성되어 있는데, 이 리프트 핀 관통홀(52)의 직경은 댐부(50)의 너비와 유사하거나 상대적으로 크게 형성되는 관계로, 그 형성 과정에서 댐부(50)가 파손되거나 크랙이 발생되는 것을 방지하기 위하여, 상기 리프트 핀 관통홀(52)이 형성되는 부위에는 안쪽방향으로 일정너비만큼 연장보강부(54)가 연장,형성되어 있다.

상기 연장보강부(54)는, 리프트 핀 관통홀(52) 형상에 대응되도록 라운드진 형태로 이루어져서 마치 반원형태로 이루어져 있으며, 이 연장보강부(54)의 둘레면으로부터 일정간격을 두고 측방향으로 복수개의 헬륨가스 유로(100)가 형성되어 있다.

여기서, 상기 헬륨가스 유로(100)는, 연장보강부(54)의 둘레면으로부터 일정간격을 두고 측방향으로 관통형성되는 통과홀로 형성될 수 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 하부전극에 기판을 고정시키는 척킹과정과 기판을 떼어내는 디척킹 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 척킹 과정에서는 하부전극(30)의 상면 즉, 댐부(50)와 엠보싱(32)에 기판(S)을 올려놓는다. 여기서 공정 챔버에서는 하부전극(30)을 관통하여 승강되는 리프트 핀(38)을 이용하여 기판(S)을 댐부(50)와 엠보싱(32)에 올려놓게 되는데, 상기 리프트 핀(38)은 댐부(50) 둘레에 일정간격으로 형성된 리프트 핀 관통홀(52)을 통해 승강이 이루어지게 된다.

그리고, 정전척 전극(38a)에 직류 전원을 인가하여 정전척 전극(38a)과 기판(S) 사이에 정전력을 발생시켜서 기판(S)이 하부전극(30)에 고정되면, 기판(S)과 댐부(50) 사이에는 밀폐공간이 형성되는바, 헬륨가스 공급홀(34)을 통해 상기 밀폐공간으로 헬륨가스를 유입시켜서 엠보싱들 사이의 유로를 순환하도록 한다. 따라서, 기판의 온도는 일정하게 유지되고, 후에 RF 전극에 전원을 인가하여 공정가스를 공급하면서 플라즈마 처리를 수행하면 된다.

이때, 밀폐공간으로 유입된 헬륨가스는, 엠보싱(32)들 사이 공간을 통해 순환하면서 기판(S)의 온도가 상승하는 것을 억제하게 되는데, 순환되는 헬륨가스들 중 일부는, 상기 댐부(50)에서 리프트 핀 관통홀(52) 주변에 안쪽으로 연장형성된 연장보강부(54)의 헬륨가스 유로(100)인 통과홀로도 인입된다.

따라서, 하부전극(30)에 흡착된 기판(S)에서 엠보싱(32)들 및 엠보싱(32)들 사이의 헬륨가스 유로공간에 대응되는 부위를 비롯하여, 댐부(50)의 연장보강부(54)에 수직방향으로 대응되는 부위도 헬륨가스 유로(100)인 통과홀로 인입되는 헬륨가스에 의해 온도가 제어됨으로써, 포토레지스트 버닝이 발생되지 않게 된다.

이와 같이, 플라즈마 처리가 완료되면, 상술한 척킹과정의 역순으로 디처킹 과정을 진행한다. 즉, RF 전원 및 공정가스를 차단하여 플라즈마를 제거한 상태에서, 헬륨가스를 차단한 후에 정전척 전극(38a)에 인가된 직류전원을 차단하여 정전력을 해제한 후, 리프트 핀(38)을 이용하여 기판(S)을 들어 올린 다음 공정 챔버의 외부로 반출하면 된다.

한편, 도 7 및 도 8은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 기판 처리장치에서 하부전극의 상면 일부 구성의 변형 실시 예들을 도시한 확대 평면도로서, 댐부(50)의 연장보강부(54)에 측방향으로 형성되는 헬륨가스 유로(100-1)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 수평방향으로 지그재그 형성되어 요철형상을 이루며, 상기 요철형상의 헬륨가스 유로(100-1)는 일정간격을 두고 복수개 형성되어, 전체적인 유로길이가 길게 형성되는 구조일 수도 있다.

이와 같이, 헬륨가스 유로(100-1)가 요철형상으로 이루어져서 지그재그로 반복형성되는 구조일 경우, 전체적인 헬륨가스 유로(100-1)의 길이가 길어지고, 기판(S)과 수직방향으로 접촉되는 단면적이 넓어지게 됨으로써, 상기 댐부(50)의 연장보강부(54)와 수직방향으로 밀착되는 기판(S)의 가장자리 부위에 보다 효과적으로 온도제어가 이루어지게 된다.

여기서, 도 8에 도시된 바와 같이, 헬륨가스 유로(100-2)는 입구단쪽 요철형상이 상대적으로 크게 형성되고, 안쪽으로 갈수록 요철형상이 상대적으로 점차 작아지게 형성되도록 함으로써, 댐부(50)의 연장보강부(54)와 수직방향으로 밀착되는 기판(S)의 가장자리 부위와 헬륨가스의 접촉 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

즉, 상기 댐부(50)의 연장보강부(54)는 반구형태로 이루어짐으로써, 그 둘레면으로부터 리프트 핀 관통홀(52) 쪽으로 형성되는 복수의 헬륨가스 유로들은, 그 입구단들의 간격이 상대적으로 크고, 그 끝단들의 간격이 상대적으로 작게 되는바, 입구단쪽과 가까운 요철형상은 상대적으로 크게 형성하고, 안쪽으로 갈수록 요철형상이 상대적으로 점차 작아지게 형성하게 되면, 연장보강부(54)와 수직방향으로 밀착되는 기판(S)의 가장자리 부위가 보다 균등하게 헬륨가스와 접촉될 수 있게 된다.

<제 2실시 예>

도 9는 본 발명의 제 2실시 예에 따른 기판 처리장치의 일부 구성을 나타낸 평면도로서, 도시된 바와 같이, 댐부(50)의 연장보강부(54)에 헬륨가스 공급홀(34-1)이 형성되고, 상기 연장보강부(54)의 측방향으로 관통형성되는 통과홀로 이루어진 헬륨가스 유로(100)들은 상기 헬륨가스 공급홀(34-1)과 연통되는 구조로 이루어질 수도 있다.

이와 같이, 헬륨가스 공급홀(34-1)이 연장보강부(54)에 형성되고, 헬륨가스 유로(100)들과 연통되도록 형성됨에 따라, 기판의 척킹 후 헬륨가스 공급홀(34-1)을 통해 공급되는 헬륨가스는 헬륨가스 유로(100)를 이루는 통과홀들을 통하여 기판의 저부로 공급이 이루어질 수 있게 된다.

한편, 별도로 도시하지는 않았으나, 헬륨가스 유로(100)를 이루는 통과홀들이 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 요철형상이 지그재그로 형성된 경우에도, 연장보강부에 헬륨가스 공급홀이 형성되고, 이 헬륨가스 공급홀과 통과홀들이 연통되도록 구성될 수 있음은 물론이다.

참고로, 본 발명의 제 2실시 예에서는, 앞선 제 1실시 예와 비교할 때, 헬륨가스 공급홀(34-1)이 연장보강부(54)에 형성되고, 이 헬륨가스 공급홀(34-1)과 헬륨가스 유로(100)를 이루는 통과홀들이 연통된 구조로 이루어진 것에만 차이가 있을 뿐, 그 외의 나머지 구성 및 작동관계는 동일하므로, 이에 대한 반복설명은 생략하기로 한다.

<제 3실시 예>

한편, 도 10은 본 발명의 제 3실시 예에 따른 기판 처리장치를 나타낸 일부 사시도로서, 도시된 바와 같이, 댐부(50)의 연장보강부(54)에 측방향으로 형성되는 헬륨가스 유로(100a)가 절개홈으로 구성될 수도 있다.

여기서 절개홈은, 상면이 개방되고 하부 전극의 상면과 동일높이를 이루도록 형성될 수 있다.

본 발명의 제 3실시 예에서도, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 헬륨가스 유로(100a-1, 100a-2)인 절개홈의 형상을 달리하여 기판의 냉각효율을 보다 향상시킬 수 있음은 물론이다.

본 발명의 제 3실시 예에서와 같이, 댐부(50)의 연장보강부(54)에 형성되는 헬륨가스 유로(100a, 100a-1, 100a-2)가 절개홈으로 형성될 경우에도, 앞선 제 1실시 예에서와 나머지 구성 및 그에 따른 작용효과는 동일하므로, 이에 대한 반복설명은 생략하기로 한다.

<제 4실시 예>

도 13은 본 발명의 제 4실시 예에 따른 기판 처리장치의 일부 구성을 나타낸 평면도로서, 도시된 바와 같이, 댐부(50)의 연장보강부(54)에 헬륨가스 공급홀(34-2)이 형성되고, 상기 연장보강부(54)의 측방향으로 형성되되, 절개홈으로 이루어진 헬륨가스 유로(100a)들은 상기 헬륨가스 공급홀(34-2)과 연통되는 구조로 이루어질 수도 있다.

이와 같이, 헬륨가스 공급홀(34-2)이 연장보강부(54)에 형성되고, 절개홈으로 이루어진 헬륨가스 유로(100a)들과 연통되도록 형성됨에 따라, 기판의 척킹 후 헬륨가스 공급홀(34-2)을 통해 공급되는 헬륨가스는 헬륨가스 유로(100a)를 이루는 절개홈들을 통하여 기판의 저부로 공급이 이루어질 수 있게 된다.

한편, 별도로 도시하지는 않았으나, 헬륨가스 유로를 이루는 절개홈들이 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 요철형상이 지그재그로 형성된 경우에도, 연장보강부에 헬륨가스 공급홀(34-2)이 형성되고, 이 헬륨가스 공급홀(34-2)과 절개홈으로 이루어진 헬륨가스 유로가 연통되도록 구성될 수 있음은 물론이다.

참고로, 본 발명의 제 4실시 예에서도, 앞선 제 3실시 예와 비교할 때, 헬륨가스 공급홀(34-2)이 연장보강부(52)에 형성되고, 이 헬륨가스 공급홀(54-2)과 헬륨가스 유로(100a)를 이루는 절개홈들이 연통된 구조로 이루어진 것에만 차이가 있을 뿐, 그 외의 나머지 구성 및 작동관계는 동일하므로, 이에 대한 반복설명은 생략하기로 한다.

<제 5실시 예>

도 14는 본 발명의 제 5실시 예에 따른 기판 처리장치의 일부 구성을 나타낸 단면도로서, 도시된 바와 같이, 하부전극(30)과 기판 사이로 헬륨가스를 공급하는 헬륨가스 공급홀(34)로부터 분기되어 리프트 핀 관통홀(52)과 연통되는 분기관(200)이 형성되어 있다.

즉, 상기 분기관(200)은 헬륨가스 공급홀(34)과 리프트 핀 관통홀(52)을 연통시키는 것으로서, 헬륨가스 공급홀(34)로부터 공급되는 헬륨가스 일부를 리프트 핀 관통홀(52)로도 공급하는 기능을 담당하게 된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 기판 처리장치에서 정전척 전극(38a)에 직류 전원을 인가하여 정전척 전극(38a)과 기판(S) 사이에 정전력을 발생시켜서 기판(S)이 하부전극(30)에 고정되면, 기판(S)과 댐부(50) 사이에는 밀폐공간이 형성되는바, 헬륨가스 공급홀(34)을 통해 상기 밀폐공간으로 헬륨가스를 유입시켜서 엠보싱들 사이의 유로를 순환하도록 한다. 따라서, 기판의 온도는 일정하게 유지되고, 후에 RF 전극에 전원을 인가하여 공정가스를 공급하면서 플라즈마 처리를 수행하면 된다.

이때, 밀폐공간으로 유입된 헬륨가스는, 엠보싱(32)들 사이 공간을 통해 순환하면서 기판(S)의 온도가 상승하는 것을 억제하게 되는데, 헬륨가스 공급홀(34)로부터 분기된 분기관(200)을 통해서 일부의 헬륨가스가 리프트 핀 관통홀(52)로도 인입된다.

따라서, 하부전극(30)에 흡착된 기판(S)에서 엠보싱(32)들 및 엠보싱(32)들 사이의 헬륨가스 유로공간에 대응되는 중앙 부위를 비롯하여, 댐부(50)의 연장보강부(54)에 수직방향으로 대응되는 가장자리 부위도 리프트 핀 관통홀(52)로 인입되는 헬륨가스에 의해 온도가 제어됨으로써, 포토레지스트 버닝이 발생되지 않게 된다.

참고로, 본 발명의 제 5실시 예에서 리프트 핀 관통홀(52)로 헬륨가스가 공급되는 것이 헬륨가스 공급홀(34)로부터 분기된 분기관(200)을 통해 이루어지는 것으로 설명하였으나, 상기 분기관(200)의 구성은 배제하고 리프트 핀 관통홀(52)로 직접 헬륨가스가 공급되도록 구성할 수도 있음은 물론이다.

한편, 상기와 같이 리프트 핀 관통홀(52)을 통해 헬륨가스가 공급되어 이 리프트 핀 관통홀(52)이 형성되는 댐부(50) 및 연장보강부(52)에 수직방향으로 안착된 기판 가장자리 부분의 포토레지스트 버닝을 억제할 경우, 상기 연장보강부(52)의 측방향으로 리프트 핀 관통홀(52)과 연통되는 헬륨가스 유로(300)를 형성하여 기판 가장자리 부위의 포토레지스트 버닝을 보다 효과적으로 예방할 수 있다.

이때, 상기 헬륨가스 유로(300)는, 도 15 및 도 16a에 도시된 바와 같이, 리프트 핀 관통홀(52)과 연통되되, 연장보강부(54)의 측방향으로 관통형성되는 복수의 통과홀로 형성될 수 있다.

여기서, 복수의 통과홀들은 방사형으로 형성되며, 직선방향을 이룰 수 있다.

또한, 도 16b에 도시된 바와 같이, 연장보강부(52)에 측방향으로 형성되는 헬륨가스 유로(300-1)는, 수평방향으로 지그재그 형성되어 요철형상을 이루며, 이 요철형상의 헬륨가스 유로(300-1)는 일정간격을 두고 복수개 형성되어, 전체적인 유로길이가 길게 형성되는 구조일 수도 있다.

여기서, 요철형상의 헬륨가스 유로(300-2)는 도 16c에 도시된 바와 같이, 리프트 핀 관통홀(52)로부터 입구단쪽 요철형상이 상대적으로 작게 형성되고, 바깥쪽으로 갈수록 요철형상이 상대적으로 점차 크게 형성되도록 함으로써, 댐부(50)의 연장보강부(54)와 수직방향으로 밀착되는 기판(S)의 가장자리 부위와 헬륨가스의 접촉 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

이와 같이, 헬륨가스 유로(300-1,3002)가 요철형상으로 이루어져서 지그재그로 반복형성되는 구조일 경우, 전체적인 헬륨가스 유로의 길이가 길어지고, 기판과 수직방향으로 접촉되는 단면적이 넓어지게 됨으로써, 상기 댐부(50)의 연장보강부(54)와 수직방향으로 밀착되는 기판(S)의 가장자리 부위에 보다 효과적으로 온도제어가 이루어지게 된다.

한편, 도 17a 내지 도 17c는 댐부(50)의 연장보강부(54)에 측방향으로 형성된 헬륨가스 유로(300a, 300a-1, 300a-2))가 절개홈으로 구성된 것을 나타낸 것이다.

여기서 절개홈은, 상면이 개방되고 하부전극의 상면과 동일높이를 이루도록 형성될 수 있다.

헬륨가스 유로(300a, 300a-1, 300a-2)가 절개홈으로 이루어진 경우에도, 앞선 도 16a 내지 도 16c에 도시된 바와 같이, 직선형으로 이루어질 수 있고, 지그재그로 요철형상으로 이루어질 수도 있다. 이의 경우에도 헬륨가스 유로가 통과홀로 형성된 경우와 나머지 구성 및 그에 따른 작용효과는 동일하므로, 이에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.

이상에서와 같은 본 발명의 실시 예에서 설명한 기술적 사상은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수도 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시 예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 챔버 22 : 상부전극
30 : 하부전극 32 : 엠보싱
34 : 헬륨가스 공급홀 50 : 댐부
52 : 리프트 핀 관통홀 54 : 연장보강부
100,100-1,100-2 : 헬륨가스 유로
100a, 100a-1, 100a-2 : 헬륨가스 유로
200 : 분기관
300,300-1,300-2 : 헬륨가스 유로
300a, 300a-1, 300a-2 : 헬륨가스 유로

Claims

상면에 엠보싱들이 설치되고, 그 상면 둘레에는 일정너비의 댐부가 형성되는 하부전극을 포함하되,
상기 댐부에서 리프트 핀 관통홀이 형성되는 부위에는 안쪽으로 일정너비만큼 연장되는 연장보강부가 형성되고,
상기 연장보강부에는 헬륨가스 유로가 형성되며,
상기 헬륨가스 유로는,
상기 연장보강부의 둘레면으로부터 측방향을 따라 직선방향의 절개홈으로 형성되며, 상기 절개홈은 일정간격을 두고 복수개로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
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상면에 엠보싱들이 설치되고, 그 상면 둘레에는 일정너비의 댐부가 형성되는 하부전극을 포함하되,
상기 댐부에서 리프트 핀 관통홀이 형성되는 부위에는 안쪽으로 일정너비만큼 연장되는 연장보강부가 형성되고,
상기 연장보강부에는 헬륨가스 유로가 형성되며,
상기 헬륨가스 유로는,
상기 연장보강부의 둘레면으로부터 측방향을 따라 절개홈으로 형성되되, 상기 절개홈은 수평방향으로 지그재그 형성되어 요철형상을 이루며, 상기 요철형상의 절개홈은 일정간격을 두고 복수개 형성되어, 전체적인 유로길이가 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
제 6항에 있어서,
상기 헬륨가스 유로를 이루는 절개홈은, 입구단쪽 요철형상이 상대적으로 크게 형성되고, 안쪽으로 갈수록 요철형상이 상대적으로 점차 작아지게 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
제 1항, 제 6항 또는 제 7항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 연장보강부에는 헬륨가스 공급홀이 형성되고, 상기 헬륨가스 공급홀은 상기 연장보강부에 형성된 헬륨가스 유로와 연통되어, 상기 헬륨가스 유로로 직접 헬륨가스가 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
상면에 엠보싱들이 설치되고, 그 상면 둘레에는 일정너비의 댐부가 형성되는 하부전극을 포함하되,
상기 댐부에서 리프트 핀 관통홀이 형성되는 부위에는 안쪽으로 일정너비만큼 연장되는 연장보강부가 형성되고,
상기 리프트 핀 관통홀을 통해 헬륨가스가 공급되어, 기판의 가장자리 부위를 냉각시키도록 구성되며,
상기 연장보강부에는 상기 리프트 핀 관통홀과 연통하는 헬륨가스 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
삭제
상면에 엠보싱들이 설치되고, 그 상면 둘레에는 일정너비의 댐부가 형성되는 하부전극을 포함하되,
상기 댐부에서 리프트 핀 관통홀이 형성되는 부위에는 안쪽으로 일정너비만큼 연장되는 연장보강부가 형성되고,
상기 리프트 핀 관통홀을 통해 헬륨가스가 공급되어, 기판의 가장자리 부위를 냉각시키도록 구성되며,
상기 하부전극에 기판이 안착되어 척킹된 상태에서, 상기 하부전극과 기판 사이로 헬륨가스를 공급하는 헬륨가스 공급홀을 더 포함하고,
상기 헬륨가스 공급홀로부터 분기된 분기관이 상기 리프트 핀 관통홀과 연통되게 형성되어, 상기 리프트 핀 관통홀을 통해 헬륨가스가 공급되며,
상기 연장보강부에는 헬륨가스 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
제 11항에 있어서,
상기 헬륨가스 유로는,
상기 리프트 핀 관통홀로부터 연장보강부의 측방향을 따라 직선방향의 통과홀로 형성되며, 상기 통과홀은 일정간격을 두고 복수개로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
제 11항에 있어서,
상기 헬륨가스 유로는,
상기 리프트 핀 관통홀로부터 연장보강부의 측방향을 따라 통과홀로 형성되되, 상기 통과홀은 수평방향으로 지그재그 형성되어 요철형상을 이루며, 상기 요철형상의 통과홀은 일정간격을 두고 복수개 형성되어, 전체적인 유로길이가 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
제 13항에 있어서,
상기 헬륨가스 유로를 이루는 통과홀은, 리프트 핀 관통홀과 연통되는 입구단쪽 요철형상이 상대적으로 작게 형성되고, 바깥쪽으로 갈수록 요철형상이 상대적으로 점차 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
제 11항에 있어서,
상기 헬륨가스 유로는,
상기 리프트 핀 관통홀로부터 연장보강부의 측방향을 따라 직선방향의 절개홈으로 형성되며, 상기 절개홈은 일정간격을 두고 복수개로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
제 11항에 있어서,
상기 헬륨가스 유로는,
상기 리프트 핀 관통홀로부터 연장보강부의 측방향을 따라 절개홈으로 형성되되, 상기 절개홈은 수평방향으로 지그재그 형성되어 요철형상을 이루며, 상기 요철형상의 절개홈은 일정간격을 두고 복수개 형성되어, 전체적인 유로길이가 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
제 16항에 있어서,
상기 헬륨가스 유로를 이루는 절개홈은, 리프트 핀 관통홀과 연통되는 입구단쪽 요철형상이 상대적으로 작게 형성되고, 바깥쪽으로 갈수록 요철형상이 상대적으로 점차 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
제 1항, 제 6항, 제 7항 또는 제 15항 내지 제 17항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 헬륨가스 유로를 이루는 절개홈은, 상면이 개방되고 하부 전극의 상면과 동일높이를 이루는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.