KR102099382B1 - 기판처리장치 - Google Patents

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KR102099382B1
KR102099382B1 KR1020150140807A KR20150140807A KR102099382B1 KR 102099382 B1 KR102099382 B1 KR 102099382B1 KR 1020150140807 A KR1020150140807 A KR 1020150140807A KR 20150140807 A KR20150140807 A KR 20150140807A KR 102099382 B1 KR102099382 B1 KR 102099382B1
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Abstract

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판표면에 증착, 식각 등 기판처리를 수행하는 기판처리장치에 관한 것이다.
본 발명은, 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버와; 상기 공정챔버 내에 상하 이동이 가능하도록 설치되며 기판을 지지하는 기판지지대와; 상기 기판지지대를 접지하며, 상기 기판지지대의 상하이동시 그 상하길이가 가변되는 접지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.

Description

기판처리장치 {Substrate processing apparatus}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판표면에 증착, 식각 등 기판처리를 수행하는 기판처리장치의 접지부를 가지는 기판처리장치에 관한 것이다.
기판처리장치는, 기판표면에 증착, 식각 등 기판처리를 수행하는 장치이며, 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버와, 공정챔버 내에 설치되어 기판을 지지하는 기판지지대와, 기판지지대의 상부에 설치되어 공정수행을 위한 가스를 분사하는 가스분사부를 포함하여 구성됨이 일반적이다.
한편, 기판처리장치는, 기판처리의 종류에 따라서 전원이 인가될 수 있으며, 기판지지대는 공정챔버와 함께 접지될 수 있다.
여기서 기판지지대의 접지방법으로서, 접지부에 의하여 접지된 공정챔버의 바닥면과 전기적으로 연결됨으로써 기판지지대는 접지될 수 있다.
한편, 상기 기판지지대는, 리프트핀에 의한 기판의 승하강 등을 위하여 공정챔버 내에서 상하로 승강될 수 있으며, 이때 접지부가 연결되는 기판지지대의 저면 및 공정챔버의 바닥면 사이의 거리가 변경된다.
이에, 종래의 접지부는, 도전재질의 판상의 스트랩이 저면에 설치되어 기판지지대가 하강할 때 스트랩이 휘어짐으로써 기판지지대의 승하강에도 불구하고 기판지지대를 접지시킬 수 있다.
그런데, 종래의 접지부는, 기판지지대의 반복된 승하강에 따라서 크랙, 절단, 꺽임 등 손상이 발생될 수 있는데, 이러한 손상된 부분에서 아킹이 발생되는 등 플라즈마에 영향을 주어 기판처리의 안정성을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 상하로 승하강하는 기판지지대에 대하여 그 길이가 가변되는 접지구조를 가짐으로써 기판지지대의 안정적인 접지 및 기판지지대의 승하강에도 불구하고 손상이 없어 안정적인 기판처리가 가능하도록 하는 기판처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버와; 상기 공정챔버 내에 상하 이동이 가능하도록 설치되며 기판을 지지하는 기판지지대와; 상기 기판지지대를 접지하며, 상기 기판지지대의 상하이동시 그 상하길이가 가변되는 접지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.
상기 기판지지대와 전기적으로 연결되고 상하로 배치되며, 상하이동이 가능하도록 서로 결합된 2개 이상의 접지부재들을 포함하며, 적어도 상기 기판지지대가 공정위치에 위치되었을 때, 상기 2개 이상의 접지부재들은, 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 2개 이상의 접지부재들은, 실린더 구조를 가지며, 상하로 인접한 접지부재가 내측 또는 외측으로 끼움결합될 수 있다.
서로 인접한 2개의 접지부재들 중 내부에 삽입된 접지부재는 반경방향으로 돌출된 플렌지부를 가지며, 상기 플렌지부는, 상기 플렌지부가 삽입되는 접지부재의 내주면과 면접촉 또는 그 사이에 설치된 통전부재에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 접지부재들은, 각각 플레이트부재이며, 상기 접지부재들 중 적어도 하나는, 상기 플레이트부재에 설치되어 상하로 배치된 플레이트부재들의 상하이동이 가능하면서 그 상하이동을 가이드하는 가이드부를 추가로 포함하며, 적어도 상기 기판지지대가 공정위치에 위치되었을 때, 상기 플레이트부재들은, 서로 인접한 상기 2개의 접지부재들이 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 기판지지대와 전기적으로 연결되고 상하로 배치되며, 서로 전기적으로 연결된 상태를 유지하면서 상하이동이 가능하도록 서로 결합된 2개 이상의 보호부재들과, 상기 보호부재들에 의하여 형성되는 내부공간에 설치되며 상하거리가 가변되는 통전부재를 포함하며, 상기 2개 이상의 보호부재들은, 실린더 구조를 가지며, 상하로 인접한 보호부재가 내측 또는 외측으로 끼움결합될 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치는, 접지부가 기판지지대 및 공정챔버 사이에서 상하로 승하강하는 기판지지대에 대하여 그 길이가 가변되는 접지구조를 가짐으로써 기판지지대의 안정적인 접지 및 기판지지대의 승하강에도 불구하고 손상이 없어 안정적인 기판처리가 가능한 이점이 있다.
특히 종래의 접지부의 경우 스트랩부재가 휨에 따라 크랙, 절단, 꺽임 등 손상이 발생될 수 있는데, 이러한 손상된 부분에서 아킹이 발생되는 등 플라즈마에 영향을 주어 기판처리의 안정성을 저하시키는 문제점이 있으나, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 접지부가 다단식 구조를 가짐으로써 종래의 접지부가 가지는 문제점을 개선하는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.
도 2a는, 도 1의 기판처리장치에 설치되는 접지부를 보여주는 사시도, 도 2b는, 도 2a의 접지부를 보여주는 일부 절개도이다.
도 3a 및 도 3b는, 도 2a의 접지부의 변형예로서 통전부재가 설치된 예를 보여주는 단면도들이다.
도 4a 및 도 4b는, 도 2a의 접지부의 다른 변형예를 보여주는 단면도들이며, 도 4c는 도 4a의 접지부의 측면 일부를 보여주는 일부 측면도이다.
도 5은, 도 4a에서 Ⅴ-Ⅴ 방향의 단면도이다.
도 6a는, 도 2a의 접지부의 또 다른 변형예를 보여주는 사시도, 도 6b는, 도 6a의 접지부를 보여주는 일부 절개도이다.
이하, 본 발명에 따른 기판처리장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 기판처리장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와; 공정챔버(100) 내에 상하 이동이 가능하도록 설치되며 기판(10)을 지지하는 기판지지대(140)와; 공정챔버(100)에 설치되어 기판지지대(140)를 접지하는 하나 이상의 접지부(200)를 포함한다.
상기 공정챔버(100)는, 기판처리의 수행을 위한 밀폐된 처리공간을 형성하는 구성으로서 기판처리의 종류에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
여기서 상기 기판처리는, 기판에 대한 식각, 증착, 열처리 등 기판에 대한 처리이면 어떠한 공정도 가능하다.
예로서, 상기 공정챔버(100)는, 서로 탈착가능하게 결합되며 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 챔버본체(110) 및 상부리드(120)를 포함할 수 있다.
상기 챔버본체(110)는, 상측이 개구되며 측면에 기판(10)의 입출을 위한 하나 이상의 게이트가 형성되는 구성으로서 다양한 구조를 가질 수 있다.
상기 상부리드(120)는, 챔버본체(110)의 개구에 탈착가능하게 결합되어 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 구성으로서 다양한 구성을 가질 수 있다.
상기 상부리드(120)는, 기판처리의 종류에 따라서 다양한 구조의 샤워헤드(130)가 설치될 수 있다.
상기 샤워헤드(130)는, 기판처리의 수행을 위하여 공정가스를 분사하는 구성으로서 공정조건 등에 따라서 다양한 구조를 가질 수 있다.
한편 상기 공정챔버(100)는, 챔버본체(110) 및 상부리드(120) 외에 처리공간(S) 내의 압력 제어 및 배기를 위한 배기시스템, 공정조건의 형성을 위한 전원인가시스템 등 다양한 구성 및 부재가 설치될 수 있다.
상기 기판지지대(140)는, 공정챔버(100) 내에 상하 이동이 가능하도록 설치되며 기판(10)을 지지하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 기판지지대(140)는, 기판(10)의 입출을 위하여 기판지지대(140)로부터 기판(10)을 이격시키는 리프트핀(미도시), 가열을 위한 히터, 기판처리시 기판지지대(140)에 흡착시키기 위한 정전척(미도시) 등 다양한 부재가 설치될 수 있다.
또한 상기 기판지지대(140)는, 상하방향으로 공정위치 및 기판인출위치가 설정되며 공정위치 및 기판인출위치 사이에서 상하이동될 수 있다.
일예로서, 상기 공정위치는, 기판지지대(140)가 최상측에 위치되었을 때, 기판인출위치는 기판지지대(140)가 최하측에 위치되었을 때로 설정될 수 있다.
다만, 상기 공정위치 및 기판인출위치는, 공정종류, 공정조건 등에 위하여 다양하게 설정될 수 있으며 그 상하위치가 바뀔 수 있는 등 다양한 설정이 가능하다.
한편 상기 기판처리장치는, 기판처리의 조건에 따라서 기판지지대(140)가 접지될 필요, 특히 챔버본체(110)가 접지된 경우 챔버본체(110)와 전기적으로 연결됨으로써 접지될 수 있다.
이에, 상기 기판처리장치는, 공정챔버(100)에 설치되어 기판지지대(140)를 접지하는 하나 이상의 접지부(200)를 포함한다.
상기 접지부(200)는, 공정챔버(100)에 설치되어 기판지지대(140)를 접지하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 접지부(200)는, 도 2a 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 기판지지대(140)의 상하이동시 그 상하길이가 가변되도록 구성됨이 바람직하다
그리고 상기 접지부(200)는, 그 상하길이가 가변되는 구조로서, 기판지지대(140)와 전기적으로 연결되고 상하로 배치되며, 상하이동이 가능하도록 서로 결합된 2개 이상의 접지부재(210, 220, 230, 240, 250)들을 포함할 수 있다.
상기 접지부재(210, 220, 230, 240, 250)는, 2개 이상으로 설치되며 기판지지대(140)와 전기적으로 연결되고 상하로 배치되며, 상하이동이 가능하도록 서로 결합된 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
여기서 2개 이상의 접지부재(210, 220, 230, 240, 250)들은, 공정수행시 기판지지대(140)의 접지를 위하여 적어도 기판지지대(140)가 공정위치에 위치되었을 때 전기적으로 연결된다.
제1실시예로서, 상기 2개 이상의 접지부재(210, 220, 230, 240)들은, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 실린더 구조를 가지며, 상하로 인접한 접지부재가 내측 또는 외측으로 끼움결합될 수 있다.
상기 접지부재(210, 220, 230, 240)들은, 실시예에서는 원통형으로 도시하였지만 다단식으로 서로 전기적으로 연결된 상태를 유지하면서 상하이동이 가능하도록 서로 결합될 수 있는 구조이면 어떠한 구조도 가능하다.
보다 구체적으로, 상기 접지부재(210, 220, 230, 240)들은, 실린더 구조로서, 횡단면 형상이 원형, 타원형, 사각형 등 기둥 형상을 이룰 수 있는 구조이면 어떠한 구조도 가능하다.
한편 상기 접지부재(210, 220, 230, 240)들은, 상하로 배치된 접지부재들이 전기적으로 연결될 상태를 유지하면서 상하로 이동될 필요가 있다.
여기서 상기 접지부재(210, 220, 230, 240)들이 상하로 배치된 접지부재들이 전기적으로 연결될 상태를 유지하는 구조는 내주면 및 외주면 간의 전기적 접촉, 상하로 개재된 통전부재의 설치에 의한 전기적 연결 등 다양한 방법에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.
일예로서, 상기 접지부재(210, 220, 230, 240)들은, 서로 인접한 2개의 접지부재들 중 내부에 삽입된 접지부재는 반경방향으로 돌출된 플렌지부(221, 231, 241)를 가질 수 있다.
그리고 상기 플렌지부(221, 231, 241)는, 플렌지부(221, 231, 241)가 삽입되는 접지부재의 내주면과 면접촉 또는 그 사이에 설치된 통전부재(미도시)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.
또한 상기 접지부재(210, 220, 230, 240)들은, 인접한 접지부재들 간의 결합상태 유지, 기판지지대(140)와의 고정결합, 공정챔버(110)에 대한 고정 등을 위하여, 상하 모두에 플렌지부(211, 221, 231, 241, 212, 222, 232, 242)들이 설치될 수 있다.
상기 플렌지부(211, 221, 231, 241, 212, 222, 232, 242)들은, 상하로 배치된 접지부재의 전기적 연결을 위한 구성으로서 전기적 연결을 위한 구조이면 고리형상, 나사형상 등 다양한 구조를 가질 수 있다.
또한 상기 플렌지부(211, 221, 231, 241, 212, 222, 232, 242)들은, 실린더 구조에서 상측의 접지부재로터 분리되는 것을 방지하는 기능도 함께 수행할 수 있다.
한편 상기 접지부재(210, 220, 230, 240)들은, 플라즈마와 같은 공정환경에 노출될 수 있는바 이를 방지하기 위하여 통전이 가능하면서 플라즈마에 강한 재질의 사용이 바람직하다.
예로서, 상기 접지부재(210, 220, 230, 240)들은, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질이 사용될 수 있으며 그 외주면은 아노다이징처리되거나, 세라믹재질에 의하여 용사 등에 의하여 코팅될 수 있다.
또한 상기 접지부재(210, 220, 230, 240)들은, 실린더 구조에서 측면 부분의 두께를 조절함으로써 처리공간(S) 내의 공정환경을 개선하기 위하여 접지 컨덕턴스를 조절할 수 있다.
한편 상기 접지부재(210, 220, 230, 240)들이 하측으로 가면서 내측에 삽입되는 경우 그 외경이 점차 작아져 제조가 어렵거나 조립이 어려울 수 있다.
이에, 제2실시예로서, 상기 접지부재(210, 220, 230, 240, 250)들은, 하측으로 가면서 그 외경의 크기가 교차로 증감하거나, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 그 외경이 감소하다가 다시 증가할 수 있다.
제2실시예의 경우, 제1실시예와 비교하여 접지부재의 배치, 숫자 및 외경이 달라지는 것 외에는 동일하거나 유사한바 자세한 설명은 생략한다.
다만, 도 3a 및 도 3b에서 도면부호 250는 추가된 접지부재, 251 및 252는 각각 추가된 접지부재(250)의 상단 및 하단에 형성된 플렌지부를 가리킨다.
한편 본 발명에 따른 접지부(200)는, 기판지지대(140)의 상하이동에 대응할 수 있도록 상하거리가 가변됨에 특징이 있는바 도 2a 내지 도 3b에 도시된 실린더 구조와 달리 다단식 구조로서 다양한 구조를 가질 수 있다.
제3실시예로서, 상기 2개 이상의 접지부재(210, 220, 230)들은, 도 4a 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 각각 플레이트부재로 구성될 수 있다.
여기서 상기 서로 인접한 2개의 플레이트부재들은, 서로 평평한 면이 향하도록 설치될 수 있다.
한편 상기 2개 이상의 접지부재(210, 220, 230)들 중 적어도 일부는, 플레이트부재에 설치되어 상하로 배치된 플레이트부재들의 상하이동이 가능하면서 그 상하이동을 가이드하는 가이드부(213, 233)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 플레이트부재는, 통전이 가능한 재질이면 어떠한 재질도 가능하다.
그리고 상기 플레이트부재들 간의 전기적 연결은, 플레이트부재들 간의 면접촉, 가이드부(213, 233)의 면접촉 등 다양한 방식에 의하여, 적어도 기판지지대(140)가 공정위치에 위치되었을 때, 서로 인접한 2개의 접지부재들이 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
또한 상기 플레이트부재들 중 일부는, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상단 및 하단에 이탈방지를 위하여 측면으로 돌출된 돌출턱(224, 225)이 형성되고, 돌출턱(224, 225)에 대응되어 나머지 플레이트부재들에 걸림턱(215, 235)가 형성되는 등 인접한 플레이트부재들은 돌출턱 및 걸림턱의 조합에 의하여 서로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
여기서 상기 돌출턱 및 걸림턱은, 인접한 플레이트부재들과 면접촉에 의하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
한편 도 2a 내지 도 4b에 도시된 실시예들에서, 실린더부재들은 통전이 가능한 부재 대신에 플라즈마 등 공정환경에 영향이 작은 재질이 사용되고, 그 내부에 통전부재가 설치될 수 있다.
즉, 제4실시예로서, 상기 접지부는, 도 2a 및 도 2b에 도시된 구조를 가지는 보호부재(210, 220, 230, 240)들, 도 4a 및 도 4b에 도시된 구조 등의 구조를 가지는 보호부재(210, 220, 230, 240, 250)들, 즉 상하로 배치된 복수의 다단식 실린더 구조의 보호부재들과, 보호부재(210, 220, 230, 240, 250)들에 의하여 형성되는 내부공간에 설치되며 상하거리가 가변되는 통전부재(290)를 포함할 수 있다.
상기 보호부재(210, 220, 230, 240, 250)들은, 도 2a 및 도 2b에 도시된 구조, 도 4a 및 도 4b에 도시된 구조 등, 즉 다단식 실린더 구조를 가지는 구성으로서 제1실시예 및 제2실시예와 대비하여 보호부재가 통전가능한 것을 제외하고는 그 구조가 동일하거나 유사한 바 자세한 설명은 생략한다.
상기 통전부재(290)는, 보호부재(210, 220, 230, 240, 250)들에 의하여 형성되는 내부공간에 설치되며 상하거리가 가변되는 구성으로서, 가요성 재질의 전선, 가요성 재질의 통전선, 스프링코일 구조의 전선, 스프링코일 구조의 도전선 등 다양한 구조를 가질 수 있다.
한편 상기 접지부(200)는, 실험 등을 통하여 최적의 조건을 형성하기 위하여 기판지지대(140)의 평면 형상에서 가장자리 중 복수의 지점에 대칭, 비대칭 등으로 복수개로 설치될 수 있다.
또한 상기 접지부(200)는, 기판지지대(140)를 전기적으로 접지시키기 위한 구성으로서, 공정챔버(100), 특히 챔버본체(110)가 접지되는 경우 챔버본체(110)에 기판지지대(140)를 전기적으로 연결시킴으로써 접지시킬 수 있다.
여기서 상기 공정챔버(100), 특히 챔버본체(110)가 접지되지 않거나, 기판지지대(140)가 접지되지 않고 전원이 인가되는 경우, 즉 공정챔버(100)와 다른 전원(접지 포함)이 인가되는 경우 접지부(200)는 챔버본체(110)와 연결되지 않고 대신 외부와 연결된 별도의 배선(미도시)와 연결될 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10 : 기판 100 : 공정챔버
140 : 기판지지대 200 : 접지부

Claims (6)

  1. 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버와;
    상기 공정챔버 내에 상하 이동이 가능하도록 설치되며 기판을 지지하는 기판지지대와;
    상기 기판지지대를 접지하며, 상기 기판지지대의 상하이동시 그 상하길이가 가변되는 접지부를 포함하며,
    상기 접지부는, 상기 기판지지대와 전기적으로 연결되고 상하로 배치되며, 상하이동이 가능하도록 서로 결합된 2개 이상의 접지부재들을 포함하며,
    적어도 상기 기판지지대가 공정위치에 위치되었을 때, 상기 2개 이상의 접지부재들은, 서로 전기적으로 연결되며,
    상기 접지부재들은, 각각 플레이트부재이며,
    상기 접지부재들 중 적어도 하나는, 상기 플레이트부재에 설치되어 상하로 배치된 플레이트부재들의 상하이동이 가능하면서 그 상하이동을 가이드하는 가이드부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    적어도 상기 기판지지대가 공정위치에 위치되었을 때, 상기 플레이트부재들은, 서로 인접한 상기 2개의 플레이트부재들이 서로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버와;
    상기 공정챔버 내에 상하 이동이 가능하도록 설치되며 기판을 지지하는 기판지지대와;
    상기 기판지지대를 접지하며, 상기 기판지지대의 상하이동시 그 상하길이가 가변되는 접지부를 포함하며,
    상기 접지부는, 상기 기판지지대와 전기적으로 연결되고 상하로 배치되며, 서로 전기적으로 연결된 상태를 유지하면서 상하이동이 가능하도록 서로 결합된 2개 이상의 보호부재들과, 상기 보호부재들에 의하여 형성되는 내부공간에 설치되며 상하거리가 가변되는 통전부재를 포함하며,
    상기 2개 이상의 보호부재들은, 실린더 구조를 가지며, 상하로 인접한 보호부재가 내측 또는 외측으로 끼움결합되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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