KR101542352B1 - 기판처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가스분배판과 기판안치대 사이의 간격을 일정하게 유지하는 기판처리장치에 관한 것으로, 기판처리장치는 반응공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버의 상부에 위치하는 상부리드; 상기 챔버 내부에 설치되는 후방 플레이트; 상기 후방 플레이트와 연결되어 다수의 분사홀을 가지는 가스분배판; 상기 후방 플레이트와 상기 가스분배판을 체결하는 결합수단; 상기 상부리드와 상기 후방 플레이트의 간격을 측정하는 측정장치; 상기 가스분배판의 하부에 위치하고 기판이 안치되는 기판안치대;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
기판처리장치, 측정장치, 복원수단
Description
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 가스분배판과 기판안치대 사이의 간격을 일정하게 유지하는 기판처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Device) 또는 유리기판 상에 형성되는 박막 태양전지의 제조공정에서는 높은 생산성을 확보하기 위하여 대면적의 유리기판을 사용한다. 액정표시장치 또는 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 되며, 이들 각 공정은 해당공정을 위해 최적의 환경으로 설계된 기판처리장치의 내부에서 진행된다.
액정표시장치 또는 박막 태양전지에서, 증착공정 및 식각공정은 공정챔버 내부에서 상부로부터 다운 스트림 방식으로 반응 및 소스물질이 가스 상태로 유입되어 진행하며, 공정챔버는 반응 및 소스가스가 기판 상면에 균일하게 분포될 수 있도록 기판 상부에 다수의 관통홀이 형성되어 있는 가스분배판을 포함한다. 가스분 배판과 기판안치대 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위하여, 가스분배판은 후방 플레이트와 볼트로 체결된다. 그런데, 공정챔버의 내부를 진공 배기하면서, 공정챔버의 내부 및 외부 사이의 압력차에 의해 후방 플레이트의 처짐이 발생하고, 후방 플레이트의 처짐으로 인해 가스분배판이 처지게 되어, 가스분배판과 기판안치대 사이의 간격이 일정하게 유지되지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 가스분배판과 기판안치대 사이의 간격이 일정하게 유지되지 못하면, 기판 상에 형성되는 박막 또는 식각에 영향을 주게 된다.
종래기술에 대한 기판처리장치를 설명하면 다음과 같다. 도 1은 종래기술에 따른 기판처리장치의 개략도이고, 도 2는 종래기술에서 가스분배판의 처짐이 발생한 모식도이다.
기판처리장치(10)는 외부와 밀폐된 반응공간을 제공하는 공정챔버(12), 공정챔버(12) 내부의 상부에 위치하며, 플라즈마 전극으로 사용되는 후방 플레이트(14), 후방 플레이트(14)와 연결되며 공정챔버(12)의 내부에 소스가스를 공급하는 가스 공급관(36), 후방 플레이트(14)의 하부에 위치하며, 다수의 분사홀(16)을 가지는 알루미늄 재질의 가스분배판(18), 플라즈마 전극과 대향전극으로 사용되며 기판(20)이 안치되는 기판안치대(22), 공정챔버(12)의 내부에서 사용되는 반응가스 및 부산물을 배출하기 위한 배출구(24)로 포함하여 구성된다. 그리고 후방 플레이트(14)는 RF전원(30)과 연결되고, 후방 플레이트(14)와 RF전원(30) 사이에는 임피 던스 정합을 위한 매처(32)가 설치된다.
가스분배판(18)은 후방 플레이트(14)와 버퍼공간(26)을 가지고, 후방 플레이트(14)로부터 연장되어 연결되는 지지대(28)에 거치된다. 가스분배판(18)의 열변형과 가스분배판(18)의 중앙부가 하부로 처지는 현상을 방지하기 위하여, 가스 공급관(14)의 중앙부와 대응되는 후방 플레이트(14)를 볼트(34)에 의해 결합시킨다. 볼트(34)에 의한 결합에 의해, 기판처리과정에서 발생할 수 있는 열변형에 기인한 가스분배판(18)의 변형을 방지하여, 가스분배판(18)과 기판안치대(22)의 간격을 균일하게 유지시키는 기능을 한다.
공정챔버(12)를 진공배기시키면, 공정챔버(12)의 내부와 외부의 압력차이로 인해, 도 2와 같이, 후방 플레이트(14)의 처짐이 발생할 수 있다. 후방 플레이트(14)의 처짐이 발생하면, 후방 플레이트(14)와 볼트(34)에 의해 결합되어 있는 가스분배판(18)이 후방 플레이트(14)와 동일하게 형태로 처지게 된다. 따라서, 가스분배판(18)과 기판안치대(22) 사이의 간격이 주변부에서 중앙부로 갈수록 작아지게 되어, 가스분배판(18)을 통과하는 가스흐름이 불균일하게 되기 때문에, 기판(20) 상에 형성되는 박막 또는 식각공정에 영향을 주게 된다.
상기와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 가스분배판과 기판안치대 사이의 간격을 일정하기 유지하기 위해 측정장치 및 복원수단을 포함하는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 가스분배판의 중앙부를 후방 플레이트를 체결하고, 후방 플레이트와 상부리드 사이의 간격을 측정하는 측정장치와, 측정장치의 계측결과을 중앙제어장치에 인가하고, 중앙제어장치의 제어에 의해 복원수단을 구동시켜 후방 플레이트와 상부리드 사이의 간격을 조절하는 기판처리장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판처리장치는, 반응공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버의 상부에 위치하는 상부리드; 상기 챔버 내부에 설치되는 후방 플레이트; 상기 후방 플레이트와 연결되어 다수의 분사홀을 가지는 가스분배판; 상기 후방 플레이트와 상기 가스분배판을 체결하는 결합수단; 상기 상부리드와 상기 후방 플레이트의 간격을 측정하는 측정장치; 상기 가스분배판의 하부에 위치하고 기판이 안치되는 기판안치대;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 상부리드와 상기 후방 플레이트의 간격을 조절하는 복원수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 측정장치는, 상기 상부리드는 관 통홀을 포함하고, 상기 관통홀의 주변에 고정되는 고정부, 상기 고정부의 측면에 설치되는 눈금판, 및 상기 후방 플레이트 상에 설치되며 상기 관통홀을 관통하여, 상기 후방 플레이트의 변위에 따라 수직으로 움직이는 지침를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 측정장치는 상기 지침과 상기 후방 플레이트 사이의 절연체, 상기 눈금판이 설치되는 상기 고정부의 측면에 고정되는 투명 케이스, 상기 지침 및 상기 눈금판을 확대시키는 확대경을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 측정장치는 상기 상부리드는 관통홀을 포함하고, 상기 관통홀과 대응되어 상기 상부리드에 고정되는 상부전극, 상기 상부전극과 대향하고 상기 후방 플레이트 상에 고정되는 하부전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 측정장치는, 상기 상부전극을 고정시키는 고정대; 상기 상부전극 및 상기 하부전극 사이의 유전체; 상기 하부전극과 상기 후방 플레이트 사이의 절연체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 측정장치는, 상기 상부리드는 관통홀을 포함하고, 상기 관통홀과 대응되는 상기 후방 플레이트 상의 반사판; 상기 관통홀을 통하여 상기 반사판으로 빔을 출사시키며 상기 상부리드에 고정되는 발광부; 상기 발광부에서 출사된 빔이 상기 반사판에서 반사되고, 반사빔이 입사되는 수광부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 측정장치는 상기 발광부와 상기 수광부를 고정시키는 고정부, 상기 반사판과 상기 후방 플레이트 사이의 절연체, 및 상기 수광부에 반사빔의 입사각을 측정하여 상기 후방 플레이트의 변위를 측정하는 계측장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 측정장치는, 상기 상부리드는 관통홀을 포함하고, 상기 후방 플레이트 상에 고정되며 상기 관통홀을 통과하는 지지봉; 상기 상부리드에 고정되는 발광부; 상기 발광부에서 출사된 빔을 수광하며, 상기 지지봉 상에 위치하는 수광부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 측정장치는 상기 수광부에 상기 발광부의 상기 빔을 감지하기 위해, 수직으로 배열되는 다수의 수광센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 복원수단은, 상기 상부리드 상의 지지대; 상기 지지대와 상기 상부리드의 각각에 설치되는 제 1 홀 및 제 2 홀을 관통하고, 상기 후방 플레이트의 상부에 설치되는 연결부와 체결되는 간격조절수단; 상기 상부리드와 상기 후방 플레이트 사이의 간격을 조절하기 위하여, 상기 상기 간격조절수단을 구동시키는 구동수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 복원수단은 상기 지지대 상에서 상기 간격조절수단과 상기 구동수단의 연결부위를 하우징하는 보호부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 간격조절수단은 볼트인 것을 특징 으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 간격조절수단과 상기 연결부의 체결을 위하여, 상기 간격조절수단의 하부와 상기 연결부의 내부에 나사산이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 간격조절수단과 체결되는 상기 연결부의 하부에는 상기 상부리드와 상기 후방 플레이트의 간격을 조절하기 위한 완충공간이 설정된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 측정장치의 측정결과를 상기 복원수단에 인가하여 상기 복원수단을 구동시켜 상기 후방 플레이트와 상기 상부리드의 간격을 조절하게 하는 중앙제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 측정장치의 측정결과와 상기 후방 플레이트와 상기 상부리드의 조절된 간격을 표시하는 디스플레이 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판처리장치는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 기판처리장치에서, 후방 플레이트와 상부리드 사이의 간격을 측정하는 측정장치와 이를 복원시키는 복원장치를 설치하는 것에 의해, 후방 플레이트의 변위를 챔버 내부의 진공배기의 전후에 관계없이 측정할 수 있기 때문에, 공정의 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 후방 플레이트의 변위를 신속하게 복원하는 것에 의해, 기판처리장치를 안정적으로 관리할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제 1 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판처리장치의 개략도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 후방 플레이트의 변위 측정장치의 정면도 및 측면도이다.
도 3과 같이, 본 발명의 기판처리장치(110)는 밀폐되어 반응공간을 제공하고, 상부리드(138)를 가지는 공정챔버(112), 공정챔버(112) 내부의 상부에 위치하고, 플라즈마 전극으로 사용되는 후방 플레이트(114), 후방 플레이트(114)와 연결되고 공정챔버(112)의 내부에 소스가스를 공급하는 가스 공급관(136), 후방 플레이트(114)의 하부에 위치하며, 다수의 분사홀(116)을 가지는 알루미늄 재질의 가스분배판(118), 플라즈마 전극과 대향전극으로 사용되며 기판(120)이 안치되는 기판안치대(122), 공정챔버(112)의 내부에서 사용되는 반응가스 및 부산물을 배출하기 위한 배출구(124)로 포함하여 구성된다. 그리고 후방 플레이트(114)는 RF전원(130)과 연결되고, 후방 플레이트(114)와 RF전원(130) 사이에는 임피던스 정합을 위한 매처(132)가 설치된다.
가스분배판(118)은 후방 플레이트(114)와 버퍼공간(126)을 가지고, 후방 플레이트(114)로부터 연장되어 연결되는 지지대(clamp)(128)에 거치된다. 가스분배 판(118)의 열변형과 가스분배판(118)의 중앙부가 하부로 처지는 현상을 방지하기 위하여, 가스 공급관(114)의 중앙부와 대응되는 상부리드(138)를 후방 플레이트(114)를 관통하여 볼트와 같은 결합수단(134)에 의해 결합시킨다. 결합수단(134)에 의한 결합은 기판처리과정에서 발생할 수 있는 열변형에 기인한 가스분배판(118)의 변형을 방지하고 가스분배판(118)과 기판안치대(122)의 간격을 균일하게 유지시키는 기능을 한다.
후방 플레이트(114)와 상부리드(138) 사이는 공정챔버(112) 내부의 압력과 관련없이 항상 대기압 상태를 유지한다. 공정챔버(112)의 내부를 진공 배기할 때, 공정챔버(112)의 내부 및 외부와의 압력차이에 기인하여, 후방 플레이트(114)의 처짐이 발생할 때, 후방 플레이트(114)의 변위를 측정하기 위한 측정장치(140)를 설치한다. 측정장치(140)에서 후방 플레이트(114)의 처짐을 측정하고, 후방 플레이트(114)에서 변위가 발생할 경우, 복원장치(142)는 후방 플레이트(114)를 원상태로 복원시키는 기능을 한다.
도 4 및 도 5와 같이, 제 1 실시예의 측정장치(140)는 눈금과 지침에 의해 후방 플레이트의 변위를 계량하는 아날로그 타입(analog type)으로, 상부리드(138)에 설치된 관통홀(146)의 주변에 고정되는 고정부(150), 고정부(150)의 측면에 설치되는 눈금판(152), 플라즈마 전극으로 사용되는 후방 플레이트(114)와 절연을 위한 절연체(144), 절연체(114) 상에 설치되고 관통홀(146)을 관통하여, 후방 플레이 트(114)의 처짐에 따라 수직으로 움직이는 지침(148), 눈금판(152)이 설치된 고정부(150)의 측면을 고정되는 투명 케이스(154), 지침(148)과 대응되는 투명 케이스(154)의 전면에 설치되어, 지침(148)이 가르키는 눈금판(152)의 눈금을 명확하게 인지할 수 있는 확대경(156)으로 구성된다.
상부리드(138)에 설치되는 관통홀(146)은 결합수단(134)의 주변에 설치되며, 가스 공급관(136)을 기준으로 대칭적으로 2 개 설치되고, 관통홀(146)의 개수에 따라 측정장치(140)은 2 개 설치되지만, 필요에 따라 1 개 또는 3 개 이상을 설치할 수 있다. 측정장치(140)는 2 개를 설치하는 것이 바람직하다. 상부리드(138)은 공정챔버(112) 내부의 압력과 관계없이 대기압 상태를 유지하므로, 관통홀(146)이 설치되어도 외부와 연통되어도 공정챔버(112)에는 영향을 주지 않고, 공정챔버(112)의 진공 배기에 관계없이 상부리드(138)은 수평상태를 유지할 수 있다. 측정장치(140)가 가스 공급관(136)을 기준으로 대칭적으로 2 개 설치되는 경우, 후방 플레이트(114)의 변위는 2 개의 측정장치(140)에 의해 측정된 2 개의 측정치를 평균하여 사용할 수 있다.
측정장치(140)의 주변에 가스 공급관(136)과 대칭적으로 2 개의 복원장치(142)를 설치한다. 복원장치(142)는 상부리드(138) 상에 설치되는 지지대(158), 지지대(158)의 제 1 홀(160), 상부리드(138)의 제 2 홀(162)을 관통하고, 후방 플레이트(114)의 상부에 설치되는 연결부(164)와 체결되는 간격조절수단(166), 지지 대(158) 상에 고정되며 간격조절수단(166)을 하우징하는 보호부(168), 및 보호부(168) 상에 설치되어 간격조절수단(166)을 구동시켜 상부리드(138)와 후방 플레이트(114) 사이의 간격을 조절하는 구동수단(170)을 포함한다. 보호부(168)의 내부에서 간격조절수단(166)과 구동수단(170)의 연결부분(230)을 포함한다. 상부리드(138)에 설치되는 제 2 홀(162)은 관통홀(146)과 동일하게 2 개 설치된다.
간격조절수단(166)은 하부에 나사산이 형성되어 있는 볼트를 사용한다. 후방 플레이트(114)의 상부에 설치되는 연결부(164)는 내부에 나사산이 형성된다. 연결부(164)가 간격조절수단(166)의 하부와 체결되어, 후방 플레이트(114)와 상부리드(138) 사이의 간격을 조절할 수 있다. 간격조절수단(166)과 체결되는 연결부(164)의 하부에는 완충공간(172)이 설정된다. 간격조절수단(166)을 연결부(164)의 완충공간(172)으로 전진시켜 후방 플레이트(114)와 상부리드(138)의 간격을 축소시킨다.
본 발명의 제 1 실시예에서는, 공정챔버(112)의 내부를 진공으로 배기시킬 때, 후방 플레이트(114)의 처짐이 발생한 것을 측정장치(140)에서 측정하고, 측정된 처짐량을 복원하기 위하여 복원장치(142)의 구동수단(170)을 구동시켜 간격조절수단(166)에 의해 후방 플레이트(114)를 상부방향으로 들어올려 후방 플레이트(114)와 상부리드(138) 사이의 간격을 일정하게 조절한다. 구동수단(170)은 모터 특히 스테핑 모터를 사용할 수 있다. 후방 플레이트(114)의 처짐이 방지되므로, 가 스분배판(118)과 기판안치대(122) 사이의 간격이 일정하게 유지된다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판처리장치의 개략도이고, 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 측정장치의 개략도이고, 도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 측정장치의 개념도이다.
본 발명의 제 2 실시예는 제 1 실시예와 비교하여, 디지털 타입(digital type)의 측정장치(140)를 사용하고, 측정장치(140)와 복원장치(142)의 각각을 중장제어장치(172)에 연결하여, 측정장치(140)의 측정결과를 복원장치(142)에 인가하여 자동적으로 후방 플레이트(114)와 상부리드(138)의 간격을 조절하게 하는 것이 특징이다. 도 6과 같은 제 2 실시예의 기판처리장치에서는 측정장치(140) 및 복원장치(142)가 각각 중앙제어장치(172)에 연결되어, 중앙제어장치(172)에 의해 제어되는 것을 제외하고, 제 1 실시예의 기판처리장치(110)와 유사하므로, 기판처리장치(110)의 구체적인 설명은 생략한다. 또한, 제 2 실시예의 기판처리장치(110)는 측정장치(140)의 측정결과와 후방 플레이트(114)와 상부리드(138)의 조절된 간격을 표시하는 디스플레이 장치(240)를 설치할 수 있다.
도 7과 같이, 제 2 실시예의 측정장치(140)는 상부리드(138)의 관통홀(146)과 대응되어, 상부리드(138)에 고정되는 상부전극(178), 상부전극(178)과 대향하고 후방 플레이트(114) 상에 고정되는 하부전극(180), 및 상부전극(178) 및 하부전 극(180) 사이의 유전체(182)로 구성된다. 측정장치(140)는 상부전극(178)을 상부리드(138) 상에 고정시키는 고정대(184), 하부전극(180)과 후방 플레이트(114) 사이에 설치되며, 플라즈마 전극으로 사용되는 후방 플레이트(114)와 하부전극(180)을 절연시키는 절연체(144), 및 상부전극(178)과 하부전극(180) 사이의 정전용량을 측정하고, 이를 전압으로 환산하여 후방 플레이트(114)의 변위를 측정하는 계측수단(도시하지 않음)을 더욱 포함하여 구성된다.
정전용량은 "C=ε0εr*(A/d)"에 따라 결정된다. 여기서, C는 정전용량, ε0는 공기의 유전율, εr은 유전체(182)의 유전율, A는 단면적, d는 상부전극 및 하부전극 사이의 간격이다. 상기와 같이, 정전용량은 상부전극(178) 및 하부전극(180)의 간격에 따라 반비례한다. 측정장치(140)는 상부전극(178)은 상부리드(138)에 고정되어 있고, 하부전극(180)은 후방 플레이트(114)의 변위에 따라 위치가 변화한다. 후방 플레이트(144)가 하부로 처지게 되면, 하부전극(180)도 후방 플레이트(144)와 동일하게 하부로 처지게 된다. 따라서, 상부전극(178)과 하부전극(180)의 간격에 변화따라 정전용량을 측정하고, 이를 환산하여 후방 플레이트(114)의 변위를 측정한다.
도 8은 정전용량으로 제 2 실시예의 측정장치(140)의 측정원리를 설명하는 개념도이다. 제 2 실시예의 측정장치(140)는 공정챔버(112)를 진공 배기하기 전에 후방 플레이트(114)의 변위가 없는 최초상태(220)와 공정챔버(112)의 내부를 진공 배기하고, 후방 플레이트(114)의 변위에 따라 하부전극(180)의 위치가 변화했을 때의 변위상태(222)를 정전용량의 변화로 비교하여, 후방 플레이트(114)의 처짐을 측정한다. 상부전극(178)은 상부리드(138)에 고정되어 있고, 후방 플레이트(114)의 변위가 없는 최초상태(220)에서, 상부전극(178)과 하부전극(180)이 제 1 간격(d1)을 유지한 상태에서 측정된 제 1 정전용량을 기준으로, 후방 플레이트(114)의 변위가 발생하여, 변위상태(222)에서 상부전극(178)과 하부전극(180) 사이의 제 2 간격(d2)로 변화하였을 때 측정한 제 2 정전용량을 비교하여, 후방 플레이트(114)의 변화를 환산한다.
유전체(186)는 상부전극(178) 또는 하부전극(180)에 고정되어 있고, 하부전극(180)이 후방 플레이트(114)의 변위에 따라 하강하여 상부전극(178)과 하부전극(180) 사이가 제 2 간격(d2)이 되면, 유전물질로 공기를 포함하게 된다. 후방 플레이트(114)의 처짐에 따라 상부전극(178)과 하부전극(180) 사이의 간격이 증가하였을 때의 처짐 발생 후의 제 2 정전용량을 제 1 정전용량과 비교하여, 후방 플레이트(114)의 변위를 측정하고, 복원장치(142)를 구동시켜 상부리드(138)과 후방 플레이트(114)의 간격을 일정하게 유지시킨다. 후방 플레이트(114)의 처짐이 방지되므로, 가스분배판(118)과 기판안치대(122) 사이의 간격이 일정하게 유지된다.
상부리드(138)에 설치되는 관통홀(146)은 볼트(134)의 주변에 설치되며, 가스 공급관(136)을 기준으로 대칭적으로 2 개 설치되고, 관통홀(146)의 개수에 따라 측정장치(140)은 2 개 설치되지만, 필요에 따라 1 개 또는 3 개 이상을 설치할 수 있다. 측정장치(140)는 2 개를 설치하는 것이 바람직하다. 상부리드(138)은 공정챔버(112) 내부의 압력과 관계없이 대기압 상태를 유지하므로, 관통홀(146)이 설치되어도 외부와 연통되어도 공정챔버(112)에는 영향을 주지 않고, 공정챔버(112)의 진공 배기에 관계없이 상부리드(138)은 수평상태를 유지할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 후방 플레이트의 처짐 측정장치의 개략도이다. 제 3 실시예는 광학적 원리를 이용한 측정장치(140)를 사용하기 때문에, 측정장치(140)를 제외하고, 측정장치(140) 및 복원장치(142)와 연결되어, 측정장치(140)의 측정결과를 복원장치(142)에 인가하여 자동적으로 후방 플레이트(114)와 상부리드(138)의 간격을 조절하게 하는 중앙제어장치(172)를 설치한 제 2 실시예의 구성과 동일하다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시예의 기판처리장치(110)와 동일한 구성요소의 설명은 생략한다.
도 9와 같이 제 3 실시예의 측정장치(140)는, 후방 플레이트(114) 상에 설치되는 절연체(144), 상부리드(138)를 관통하는 관통홀(146)과 대응되며 절연체(114) 상에 설치되는 반사판(190), 반사판(190)으로 빔이 출광되는 발광부(192), 발광부(192)의 빔이 반사판(190)에서 반사되어 반사빔이 입사되는 수광부(194), 발광부(192) 및 수광부(194)를 고정시키는 고정부(196)으로 구성된다. 발광부(192)은 레이저 빔을 출사한다. 제 3 실시예의 측정장치(140)는 공정챔버(112)를 진공 배기 하기 전에 후방 플레이트(114)의 변위가 없는 최초상태(198)와 공정챔버(112)의 내부를 진공배기하고, 후방 플레이트(114)의 변위에 따라 반사판(190)의 위치가 변화했을 때의 변위상태(200)를 수광부(194)에 입사되는 입사각의 변화로 비교하여, 후방 플레이트(114)의 처짐을 측정한다.
최초상태(198)에서 발광부(192)에서 출사되는 빔이 반사판(190)에서 반사되어 수광부(194)에 입사되는 제 1 입사각(202)은, 변위상태(200)에서 후방 플레이트(114)의 처짐에 따라, 반사판(190)의 위치가 최초보다 하강되었을 때, 발광부(192)에서 출사되는 빔이 반사판(190)에서 반사되어 수광부(194)에 입사되는 제 2 입사각(204)이 서로 다르게 된다. 변위상태(200)에서 발광부(192)로부터 반사판(190)의 거리가 최초상태보다 멀어지기 때문에, 수광부(194)의 법선을 기준으로 제 1 입사각(202)보다 제 2 입사각(204)이 크다. 제 3 실시예의 측정장치(142)은 제 1 및 제 2 입사각(202, 204)의 차이를 측정하여 후방 플레이트(114)의 변위를 환산하는 환산장치(도시하지 않음)을 포함한다.
후방 플레이트(114)의 처짐에 따라 상부전극(178)과 하부전극(180) 사이의 간격이 증가하였을 때의 처짐 발생 후의 제 2 입사각(204)을 제 1 입사각(202)와 비교하여, 후방 플레이트(114)의 변위를 측정하고, 복원장치(142)를 구동시켜 상부리드(138)과 후방 플레이트(114)의 간격을 일정하게 유지시킨다. 후방 플레이트(114)의 처짐이 방지되므로, 가스분배판(118)과 기판안치대(122) 사이의 간격이 일정하게 유지된다.
상부리드(138)에 설치되는 관통홀(146)은 볼트(134)의 주변에 설치되며, 가스 공급관(136)을 기준으로 대칭적으로 2 개 설치되고, 관통홀(146)의 개수에 따라 측정장치(140)은 2 개 설치되지만, 필요에 따라 1 개 또는 3 개 이상을 설치할 수 있다. 그러나, 측정장치(140)는 2 개를 설치하는 것이 바람직하다. 상부리드(138)은 공정챔버(112) 내부의 압력과 관계없이 대기압 상태를 유지하므로, 관통홀(146)이 설치되어도 외부와 연통되어도 공정챔버(112)에는 영향을 주지 않고, 공정챔버(112)의 진공 배기에 관계없이 상부리드(138)은 수평상태를 유지할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 후방 플레이트의 처짐 측정장치의 개략도이다. 제 4 실시예는 광학적 원리를 이용한 측정장치(140)를 사용하기 때문에, 측정장치(140)를 제외하고, 측정장치(140) 및 복원장치(142)와 연결되어, 측정장치(140)의 측정결과를 복원장치(142)에 인가하여 자동적으로 후방 플레이트(114)와 상부리드(138)의 간격을 조절하게 하는 중앙제어장치(172)를 설치한 제 2 실시예의 구성과 동일하다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시예의 기판처리장치(110)와 동일한 구성요소의 설명은 생략한다.
도 10과 같이 제 4 실시예의 측정장치(140)는, 후방 플레이트(114) 상에 설치되는 절연체(144), 상부리드(138)의 관통홀(146)을 관통하며, 절연체(114) 상에 고정되는 지지봉(206), 상부리드(138) 상에 설치되며 빔을 출사하는 발광부(192), 지지봉(206) 상에 고정되고 발광부(192)의 빔을 수광하는 수광부(194), 발광부(192) 및 수광부(194)를 고정시키는 고정부(196)으로 구성된다. 수광부(194)에는 수광부(194)의 위치의 변화에 따라 발광부(192)의 빔을 감지할 수 있고 수직으로 배열된 다수의 수광센서(도시하지 않음)이 설치된다. 제 4 실시예의 측정장치(140)는 공정챔버(112)를 진공 배기하기 전에 후방 플레이트(114)의 변위가 없는 최초상태(210)와 공정챔버(112)의 내부를 진공배기하고, 후방 플레이트(114)의 변위가 발생했을 때의 변위상태(212)를 발광부(192)로부터 출사되는 빔이 수광부(194)에 수광되는 위치로 판단한다.
최초상태(198)에서 발광부(192)에서 출사되는 빔이 수광부(194)에 수광되는 제 1 위치는, 변위상태(200)에서 후방 플레이트(114)의 처짐에 따라, 발광부(192)에서 출사되는 빔이 수광부(194)에 입사되는 제 2 위치가 서로 다르게 된다. 제 1 및 제 2 위치의 차이를 측정하여 복원장치(142)를 구동시켜 상부리드(138)과 후방 플레이트(114)의 간격을 일정하게 유지시킨다. 후방 플레이트(114)의 처짐이 방지되므로, 가스분배판(118)과 기판안치대(122) 사이의 간격이 일정하게 유지된다.
상부리드(138)에 설치되는 관통홀(146)은 볼트(134)의 주변에 설치되며, 가스 공급관(136)을 기준으로 대칭적으로 2 개 설치되고, 관통홀(146)의 개수에 따라 측정장치(140)은 2 개 설치되지만, 필요에 따라 1 개 또는 3 개 이상을 설치할 수 있다. 그러나, 측정장치(140)는 2 개를 설치하는 것이 바람직하다. 상부리드(138)은 공정챔버(112) 내부의 압력과 관계없이 대기압 상태를 유지하므로, 관통홀(146)이 설치되어도 외부와 연통되어도 공정챔버(112)에는 영향을 주지 않고, 공정챔버(112)의 진공 배기에 관계없이 상부리드(138)은 수평상태를 유지할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 기판처리장치의 개략도
도 2는 종래기술에서 가스분배판의 처짐이 발생한 모식도
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판처리장치의 개략도
도 4 및 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 후방 플레이트의 변위 측정장치의 정면도 및 측면도
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판처리장치의 개략도
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 측정장치의 개략도
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 측정장치의 개념도
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 후방 플레이트의 처짐 측정장치의 개략도
도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 후방 플레이트의 처짐 측정장치의 개략도
Claims (17)
- 반응공간을 제공하는 챔버;상기 챔버의 상부에 위치하는 상부리드;상기 챔버 내부에 설치되는 후방 플레이트;상기 후방 플레이트와 연결되어 다수의 분사홀을 가지는 가스분배판;상기 상부리드와 상기 후방 플레이트의 간격을 측정하는 측정장치;상기 가스분배판의 하부에 위치하고 기판이 안치되는 기판안치대;상기 상부리드와 상기 후방 플레이트의 간격을 조절하는 변위보상수단을 포함하고,상기 측정장치의 측정결과를 상기 변위보상수단에 인가하여 상기 변위보상수단을 구동시켜 상기 후방 플레이트와 상기 상부리드의 간격을 조절하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 측정장치는,상기 후방 플레이트 상에 설치되며 상기 상부리드의 관통홀을 관통하는 기판처리장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 측정장치는 상기 후방 플레이트의 변위에 따라 움직이는 지침을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 측정장치는,상기 상부리드는 관통홀을 포함하고, 상기 관통홀과 대응되는 상기 후방 플레이트 상의 반사판;상기 관통홀을 통하여 상기 반사판으로 빔을 출사시키며 상기 상부리드에 고정되는 발광부;상기 발광부에서 출사된 빔이 상기 반사판에서 반사되고, 반사빔이 입사되는 수광부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 측정장치는,상기 상부리드는 관통홀을 포함하고, 상기 후방 플레이트 상에 고정되며 상기 관통홀을 통과하는 지지봉;상기 상부리드에 고정되는 발광부;상기 발광부에서 출사된 빔을 수광하며, 상기 지지봉 상에 위치하는 수광부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 변위보상수단은,상기 상부리드 상의 지지대;상기 지지대와 상기 상부리드의 각각에 설치되는 제 1 홀 및 제 2 홀을 관통하고, 상기 후방 플레이트의 상부에 설치되는 연결부와 체결되는 간격조절수단;상기 상부리드와 상기 후방 플레이트 사이의 간격을 조절하기 위하여, 상기 간격조절수단을 구동시키는 구동수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 측정장치의 측정결과를 상기 변위보상수단에 인가하여 상기 변위보상수단을 구동시켜 상기 후방 플레이트와 상기 상부리드의 간격을 조절하게 하는 중앙제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
- 제 16 항에 있어서,상기 측정장치의 측정결과와 상기 후방 플레이트와 상기 상부리드의 조절된 간격을 표시하는 디스플레이 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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