KR102116475B1 - 실링 유지 부재 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR102116475B1
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강정현
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Abstract

본 발명은 실링 유지 부재를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 실링 유지 부재는, 제1 열팽창계수를 갖는 제1 부품에 결합될 수 있도록 제공되고, 외경을 이루는 일면으로서 상기 제1 부품과 결합되는 측으로부터 멀어질수록 직경이 커지도록 제공되는 제1 경사면을 포함하며, 내경을 이루는 일면이 실링부재에 접하도록 제공되는 제1 링과; 내경을 이루는 일면으로서 상기 제1 경사면에 대응되는 경사를 갖는 제2 경사면이 상기 제1 링의 상기 제1 경사면에 접하도록 제공되고, 상기 실링부재에 접하도록 제공되는 가압면을 포함하며, 상기 제1 열팽창계수와 상이한 제2 열팽창계수를 갖는 제2 부품을 둘러쌀 수 있도록 제공되는 제2 링을 포함한다.

Description

실링 유지 부재 및 기판 처리 장치{SEALING REINFORCEMENT MEMBER AND APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 실링 유지 부재와 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 제조장치에서는 챔버 내부의 진공도를 유지하기 위한 실링부재로서, 오링(O-ring)을 사용하고 있다. 일반적인 오링은 물리적으로 압착됨으로써 부품과 부품 사이의 틈새를 막는다. 하지만 종래의 오링에 의한 실링 구조는 열 등에 의해 오링과 오링의 주변부 구조가 팽창했을 때 실링 구조에 따른 체결력이 약해지고, 이에 따라, 챔버 내부로 가스가 유입되거나 챔버의 외부로 가스가 유출될 수 있다.
본 발명은 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은 열에 의해 부품이 팽창했을 때 실링 구조의 체결력이 약해지지 않는 실링 유지 부재 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 실링 유지 부재를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 실링 유지 부재는, 제1 열팽창계수를 갖는 제1 부품에 결합될 수 있도록 제공되고, 외경을 이루는 일면으로서 상기 제1 부품과 결합되는 측으로부터 멀어질수록 직경이 커지도록 제공되는 제1 경사면을 포함하며, 내경을 이루는 일면이 실링부재에 접하도록 제공되는 제1 링과; 내경을 이루는 일면으로서 상기 제1 경사면에 대응되는 경사를 갖는 제2 경사면이 상기 제1 링의 상기 제1 경사면에 접하도록 제공되고, 상기 실링부재에 접하도록 제공되는 가압면을 포함하며, 상기 제1 열팽창계수와 상이한 제2 열팽창계수를 갖는 제2 부품을 둘러쌀 수 있도록 제공되는 제2 링을 포함한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2 링은 상기 제2 부품에 대하여 상대이동 가능하도록 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 부품이 가열되어 열팽창되면, 상기 제1 링은 직경이 커지는 방향으로 이동되며 변형되고, 상기 제2 링이 상기 제1 경사면을 타고 상기 제1 링과 가까워지는 방향으로 이동하면서 상기 가압면이 상기 실링부재를 가압할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 실링부재는 상기 제1 부품과 상기 제2 부품이 접하는 위치에 제공되는 것이고, 상기 제1 부품과 상기 제2 부품은 서로 수직하게 배치되는 것이며, 상기 제1 부품의 열 팽창에 따라 상기 제1 링과 상기 제2 부품 사이의 거리가 멀어지며 동시에 상기 제1 부품과 상기 제2 링의 거리는 가까워지도록 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 부품과 상기 제1 링의 상기 제1 경사면이 이루는 각도는 예각으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 가압면과 상기 제2 경사면이 이루는 각도는 예각으로 제공될 수 있다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 장치는, 처리 공간을 제공하는 하우징; 상기 하우징 내에 배치되어 기판을 지지하는 기판 지지 부재; 상기 하우징 상부에 구비되는 플라즈마 발생 유닛; 감압 펌프와 연결되고 상기 하우징의 내부 기체를 배출하는 배기 유닛을 포함하고, 상기 플라즈마 발생 유닛은, 상기 플라즈마 발생 유닛에 구비되고 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급관과 연결되는 공정 가스 공급 포트; 내부에 방전 공간이 형성되는 플라즈마 챔버; 상기 플라즈마 챔버와 상기 하우징 사이에 제공되어 플라즈마를 확산하는 확산 부재; 상기 플라즈마 챔버를 둘러싸도록 제공되고, 상기 방전 공간에 플라즈마를 인가하는 안테나; 상기 안테나와 상기 플라즈마 챔버를 둘러싸도록 제공되며, 상기 안테나와 상기 플라즈마 챔버를 하나의 모듈로서 정의하도록 제공되는 제1 플레이트, 제2 플레이트 및 제3 플레이트를 포함하되, 상기 제1 플레이트는 상기 플라즈마 챔버의 하단에 제공되며, 상기 제2 플레이트는 상기 플라즈마 챔버의 상단에 제공되며, 상기 제3 플레이트는 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트를 연결하고, 상기 제1 플레이트와 상기 플라즈마 챔버가 접하는 부분 또는 상기 제2 플레이트와 상기 플라즈마 챔버가 접하는 부분에 제공되는 실링 부재와; 상기 실링 부재에 접하도록 제공되어 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트의 열팽창에도 불구하고 상기 실링 부재의 실링 기능을 유지시키는 실링 유지 부재를 더 포함하되, 상기 실링 유지 부재는, 상기 제1 플레이트 또는 상기 제2 플레이트에 결합될 수 있도록 제공되고, 외경을 이루는 일면으로서 상기 제1 부품과 결합되는 측으로부터 멀어질수록 직경이 커지도록 제공되는 제1 경사면을 포함하며, 내경을 이루는 일면이 실링부재에 접하도록 제공되는 제1 링과; 내경을 이루는 일면으로서 상기 제1 경사면에 대응되는 경사를 갖는 제2 경사면이 상기 제1 링의 상기 제1 경사면에 접하도록 제공되고, 상기 실링부재에 접하도록 제공되는 가압면을 포함하며, 상기 플라즈마 챔버를 둘러쌀 수 있도록 제공되는 제2 링을 포함한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 실링 부재는 오링으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트는 제1 열팽창계수를 가지고, 상기 안테나의 발열에 의해 열팽창되는 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2 링은 상기 플라즈마 챔버에 대하여 상대이동 가능하도록 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 플레이트 또는 상기 제2 플레이트가 가열되어 열팽창되면, 상기 제1 링은 직경이 커지는 방향으로 이동되며 변형되고, 상기 제2 링이 상기 제1 경사면을 타고 상기 제1 링과 가까워지는 방향으로 이동하면서 상기 가압면이 상기 실링부재를 가압할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트와 상기 플라즈마 챔버는 서로 수직하게 배치되는 것이며, 상기 제1 플레이트 또는 상기 제2 플레이트의 열 팽창에 따라 상기 제1 링과 상기 플라즈마 챔버 사이의 거리가 멀어지며 동시에 상기 제1 플레이트 또는 상기 제2 플레이트와 상기 제2 링의 거리는 가까워지도록 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 플레이트 또는 상기 제2 플레이트와 상기 제1 링의 상기 제1 경사면이 이루는 각도는 예각으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 가압면과 상기 제2 경사면이 이루는 각도는 예각으로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 열에 의해 부품이 팽창했을 때 오링이 압축되도록 하여 열팽창 등에 의해 실링 구조의 체결력이 약해지지 않는다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 설비를 간략히 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 간략히 도시한 측단면도이다.
도 3은 일 실시 에에 따른 실링 유지 부재의 단면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실링 유지 부재가 결합된 기판 처리 장치의 일 측면을 확대하여 도시한 단면도로로서, 제1 부품의 예인 제1 플레이트 열팽창 되기 전을 도시한 것이다..
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실링 유지 부재가 결합된 기판 처리 장치의 일 측면을 확대하여 도시한 단면도로서, 제1 부품의 예인 제1 플레이트가 열팽창 된 후를 도시한 것이다.
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 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 설비를 간략히 도시한 평면도이다. 이하, 도 1을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 설비 전방 단부 모듈(equipment front endmodule, EFEM)(20) 및 처리모듈(30)을 가진다. 설비 전방 단부 모듈(20)과 처리 모듈(30)은 일 방향으로 배치된다. 이하, 설비 전방 단부 모듈(20)과 처리 모듈(30)이 배열된 방향을 제1 방향(11)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1 방향(11)에 수직인 방향을 제2 방향(12)이라 한다.
설비 전방 단부 모듈(20)은 로드 포트(load port, 10) 및 이송 프레임(21)을 가진다. 로드 포트(10)는 제1 방향(11)으로 설비 전방 단부 모듈(20)의 전방에 배치된다. 로드 포트(10)는 복수 개의 지지부(6)를 가진다. 각각의 지지부(6)는 제2 방향(12)으로 일렬로 배치되며, 공정에 제공될 기판(W) 및 공정 처리가 완료된 기판(W)이 수납된 캐리어(4)(예를 틀어, 카세트, FOUP등)가 위치된다. 캐리어(4)에는 공정에 제공될 기판(W) 및 공정처리가 완료된 기판(W)이 수납된다. 이송 프레임(21)은 로드 포트(10)와 처리 모듈(30) 사이에 배치된다. 이송 프레임(21)은 그 내부에 배치되고 로드 포트(10)와 처리 모듈(30)간에 기판(W)을 이송하는 인덱스 로봇(25)을 포함한다. 인덱스 로봇(25)은 제2 방향(12)으로 구비된 이송 레일(27)을 따라 이동하여 캐리어(4)와 처리 모듈(30)간에 기판(W)을 이송한다.
처리 모듈(30)은 로드락 챔버(40), 트랜스퍼 챔버(50), 복수개의 공정챔버(60)들 그리고 제어기(70)을 포함한다.
로드락 챔버(40)는 이송 프레임(21)에 인접하게 배치된다. 일 예로, 로드락 챔버(40)는 트랜스퍼 챔버(50)와 설비 전방 단부 모듈(20)사이에 배치될 수 있다. 로드락 챔버(40)는 공정에 제공될 기판(W)이 공정 챔버(60)로 이송되기 전, 또는 공정 처리가 완료된 기판(W)이 설비 전방 단부 모듈(20)로 이송되기 전 대기하는 공간을 제공한다.
트랜스퍼 챔버(50)는 로드락 챔버(40)에 인접하게 배치된다. 트랜스퍼 챔버(50)는 상부에서 바라볼 때 다각형의 몸체를 갖는다. 몸체의 외측에는 로드락 챔버(40)와 복수개 의 공정챔버(60)들이 몸체의 둘레를 따라 배치된다. 몸체의 각 측벽에는 기판(W)이 출입하는 통로(미도시)가 형성되며, 통로는 트랜스퍼 챔버(50)와 로드락 챔버(40) 또는 공정챔버(60)들을 연결한다. 각 통로에는 통로를 개폐하여 내부를 밀폐시키는 도어(미도시)가 제공된다. 트랜스퍼 챔버(50)의 내부공간에는 로드락 챔버(40)와 공정 챔버(60)들간에 기판(W)을 이송하는 반송 로봇(53)이 배치된다. 반송 로봇(53)은 로드락 챔버(40)에서 대기하는 미처리된 기판(W)을 공정 챔버(60)로 이송하거나, 공정처리가 완료된 기판(W)을 로드락 챔버(40)로 이송한다. 그리고, 복수개의 공정 챔버(60)에 기판(W)을 순차적으로 또는 동시에 제공하기 위하여 공정 챔버(60)간에 기판(W)을 이송한다.
공정 챔버(60)는 트랜스퍼 챔버(50)의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 공정 챔버(60)는 복수 개 제공될 수 있다. 각각의 공정 챔버(60)내에서는 기판(W)에 대한 공정처리가 진행된다. 공정 챔버(60)는 반송 로봇(53)으로부터 기판(W)을 이송 받아 공정처리를 하고, 공정처리가 완료된 기판(W)을 반송 로봇(53)으로 제공한다. 각각의 공정 챔버(60)에서 진행되는 공정처리는 서로 상이할 수 있다. 공정 챔버(60)가 수행하는 공정은 기판(W)을 이용해 반도체 소자 또는 디스플레이 패널을 생산하는 과정 가운데 일 공정일 수 있다.
설비에 의해 처리되는 기판(W)은 반도체 소자나 평판 디스플레이(FPD: flat panel display) 및 그 밖에 박막에 회로패턴이 형성된 물건의 제조에 이용되는 기판을 모두 포함하는 포괄적인 개념이다. 이러한 기판(W)의 예로는, 실리콘 웨이퍼, 유리기판, 유기기판 등이 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공정 챔버를 간략히 도시한 측단면도이다. 공정 챔버는 기판의 표면을 플라즈마로 처리하는 기판 처리 장치다.
도 2를 참조하면, 공정 챔버는 공정 유닛(100), 배기 유닛(exhausting unit, 200), 플라즈마 발생 유닛(plasma supplying unit, 300)을 포함한다.
공정 유닛(100)은 기판의 처리가 수행되는 공간이다. 공정 유닛(100)은 하우징(110)과 기판 지지 부재(120), 배플(130)을 포함한다.
하우징(110)은 내부에는 기판 처리 공정을 수행하는 처리 공간(111)을 제공한다. 처리 공간(111)에는 기판 지지 부재(120)가 제공되며, 기판 지지 부재(120)의 상면에는 처리될 기판(W)이 놓인다. 기판(W)은 개구를 통하여 하우징(110) 내부로 출입한다. 개구는 도어(미도시)와 같은 개폐부재에 의해 개폐될 수 있다.
기판 지지 부재(120)는 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 부재(120)는 지지판(121)과 지지축(122)을 포함한다. 지지판(121)은 처리 공간(111) 내에 위치되며 원판 형상으로 제공된다. 지지판(121)은 지지축(122)에 의해 지지된다. 지지판(121)은 필요에 따라 가능하게 제공될 수 있다. 기판(W)은 지지판(121)의 상면에 놓인다.
배플(130)은 지지판(121)의 상부에 위치한다. 배플(130)은 하우징(110)의 상부 벽에 전기적으로 연결될 수 있다. 배플(130)은 원판 형상으로, 기판 지지 부재(120)의 상면과 나란하게 배치될 수 있다. 배플(130)은 표면이 산화 처리된 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 배플(130)에는 관통공(131)들이 형성된다. 관통공(131)들은 균일한 라디칼 공급을 위해 동심의 원주상에 일정 간격으로 형성될 수 있다. 확산공간(341)에서 확산된 플라스마는 관통공(131)들을 통과하여 처리 공간(111)으로 유입된다. 일 예에 의하면, 이때 전자 또는 이온 등과 같은 하전 입자는 배플(130)에 갇히고, 산소 라디칼 등과 같이 전하를 띄지 않는 중성 입자들은 관통공(131)들을 통과하여 기판(W)으로 공급될 수 있다. 또한, 배플(130)은 접지되어 전자 또는 이온이 이동되는 통로를 형성할 수 있다.
하부 배플(140)은 공정 유닛(100)의 하방에 구비된다. 하부 배플(140)은 지지판(121)의 둘레에 제공될 수 있다. 하부 배플(140)은 배플(130)과 유사한 형상을 가질 수 있다. 하부 배플(140)은 플라즈마의 처리 공간(111)내 잔류 시간을 조절할 수 있다. 하부 배플(140)을 통과한 반응 부산물은 공정 유닛(100)의 외부로 배출되도록 배기 포트(201, 202)을 통해 외부로 배출된다.
플라즈마 발생 유닛(300)은 공정 유닛(100)의 상부이자 하우징(110)의 상부에 위치한다. 플라즈마 발생 유닛(300)은 공정 유닛(100)과 분리되는 것으로 공정 유닛(100)의 외부에 제공되는 것이다. 플라즈마 발생 유닛(300)은 공정 가스로부터 플라즈마(plasma)를 생성시키고, 이를 공정 유닛(100)의 처리 공간(111)으로 공급한다. 플라즈마 발생 유닛(300)은 플라즈마 챔버(310), 공정 가스 공급관(320), 전력 인가 부재(330), 확산 부재(340)를 포함한다.
플라즈마 챔버(310)의 내부에는 방전 공간(311)이 형성된다. 플라즈마 챔버(310)의 상단은 공정 가스 공급 포트(315)에 의해 밀폐된다. 가스 공급 포트(315)는 공정 가스 공급관(320)와 연결된다. 공정 가스는 플라즈마 생성을 위한 반응 가스이다. 반응 가스는 공정 가스 공급 포트(315)를 통해 방전 공간(311)으로 공급된다. 반응 가스는 이불화메탄(CH2F2, Difluoromethane), 질소(N2), 그리고 산소(O2)를 포함할 수 있다. 선택적으로 반응 가스는 사불화탄소(CF4, Tetrafluoromethane) 등 다른 종류의 가스를 더 포함할 수 있다.
전력 인가 부재(330)는 방전 공간(311)에 고주파 전력을 인가한다. 전력 인가 부재(330)는 안테나(331)와 전원(332)을 포함한다. 안테나(331)는 유도 결합형 플라즈마(ICP) 안테나로, 코일 형상으로 제공된다. 안테나(331)는 플라즈마 챔버(310) 외부에서 플라즈마 챔버(310)를 둘러 복수회 감도록 제공된다. 안테나(331)는 방전 공간(311)에 대응하는 영역에서 플라즈마 챔버(310)를 감는다. 안테나(331)의 일단은 전원(332)과 연결되고, 타단은 접지된다.
안테나(331)와 플라즈마 챔버(310)는 제1 플레이트(311)와 제2 플레이트(312)와 제3 플레이트(313)에 의해 둘러싸인 하나의 모듈로서 제공된다. 플라즈마 챔버(310)의 하부에 제1 플레이트(311)가 제공되고, 플라즈마 챔버(310)의 상단에 제2 플레이트(312)가 걸치도록 제공된다. 제1 플레이트(311)는 플라즈마 챔버(310)의 하단에 걸치도록 제공되고, 제1 플레이트(311)와 플라즈마 챔버(310)은 서로 수직하게 제공된다. 제2 플레이트(312)는 플라즈마 챔버(310)의 상단에 걸치도록 제공되고, 제2 플레이트(312)는 플라즈마 챔버(310)은 서로 수직하게 제공된다. 제3 플레이트(313)는 제1 플레이트(311)와 제2 플레이트(312)를 연결하도록 제공되며, 모듈의 측면을 이룬다. 플라즈마 챔버(310)은 세라믹 재질로 제공된다. 제1 플레이트(311)와 제2 플레이트(312)와 제3 플레이트(313)는 금속 소재로 제공된다. 예컨대, 제1 플레이트(311)와 제2 플레이트(312)와 제3 플레이트(313)는 알루미늄 소재로 제공될 수 있다.
플라즈마 챔버(310)과 제1 플레이트(311)가 만나 서로 연결되는 부분에는 실링 부재(360)가 제공된다. 실링 부재(360)는 오링으로 제공될 수 있다. 플라즈마 챔버(310)과 제2 플레이트(312)가 만나 서로 연결되는 부분에는 실링 부재(360)가 제공된다. 일 실시 예에 의하면, 실링 부재(360)는 오링으로 제공될 수 있다. 실링 부재(360)는 결합 부분에서 챔버 내부로 가스가 유입되거나 챔버의 외부로 가스가 유출되는 것을 방지할 수 있다.
실링 유지 부재(350)는 실링 부재(360)와 접하도록 제공된다. 안테나(331)는 그 동작 과정에서 대량의 열을 발산한다. 안테나(331)에 의한 열로 인해 그 주변에 제공되는 부품으로서 예컨대, 제1 플레이트(311)와 제2 플레이트(312)는 열을 흡수하여 열팽창이 일어날 수 있다. 실링 유지 부재(350)는 제1 플레이트(311)와 제2 플레이트(312)의 열 팽창에도 불구하고, 실링 부재(360)가 실링 기능을 상실하지 않고 유지하도록 하는 구성이다.
도 3은 일 실시 에에 따른 실링 유지 부재의 단면 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실링 유지 부재가 결합된 기판 처리 장치의 일 측면을 확대하여 도시한 단면도로로서, 제1 부품의 예인 제1 플레이트 열팽창 되기 전을 도시한 것이다. 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실링 유지 부재가 결합된 기판 처리 장치의 일 측면을 확대하여 도시한 단면도로서, 제1 부품의 예인 제1 플레이트가 열팽창 된 후를 도시한 것이다. 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하여, 실링 유지 부재(350)에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4 및 도 5는 제1 플레이트(311)와 플라즈마 챔버(310)의 사이에 제공되는 실링 유지 부재(350)를 일예로 설명하였으나, 제2 플레이트(312)와 플라즈마 챔버(310)의 사이에 제공되는 것도 도 4 및 도 5의 설명과 동일하게 설명될 수 있다.
실링 유지 부재(350)는 제1 링(351)과 제2 링(352)을 포함한다.
제1 링(351)은 링 형상으로 제공된다. 제1 링(351)은 일면이 제1 열팽창계수를 갖는 제1 부품에 해당하는 제1 플레이트(311)에 결합될 수 있도록 제공된다. 일 예에 의하면, 제1 링(351)과 제1 플레이트(311)는 나사에 의한 결합이 이루어질 수 있다(결합 방에 관한 도시는 생략함). 제1 링(351)의 외경을 이루는 일면은 제1 경사면(351a)으로 제공된다. 제1 경사면(351a)은 제1 플레이트(311)와 결합되는 일면으로부터 멀어질수록 직경이 커지도록 제공된다. 일 예에 있어서, 제1 경사면(351a)이 제1 플레이트(311)와 결합되어 이루는 각 θ1은 예각으로 제공된다. 제1 링(351)의 내경을 이루는 일면은 실링 부재(360)와 접하게 제공된다. 제1 링(351)은 제1 플레이트(311)와 동일한 열팽창계수를 갖거나, 더 높은 열팽창계수를 갖거나, 더 낮은 열팽창계수를 가질 수 있다.
제2 링(352)은 링 형상으로 제공된다. 제2 링(352)은 제2 열팽창계수를 갖는 제2 부품에 해당하는 플라즈마 챔버(310)를 둘러싸도록 제공된다. 일 실시 예에 따르면, 제2 열팽창계수는 제1 열팽창계수와는 상이할 수 있다. 보다 상세하게, 제2 열팽창계수는 제1 열팽창계수보다 작을 수 있다.
제2 링(352)은 플라즈마 챔버(310)에 고정 결합되지 않는다. 보다 상세하게 제2 링(352)은 어느 구성에도 고정 결합되지 않는 구성이다. 다만, 제2 링(352)은 상하 방향(링의 축방향)으로의 이동이 가능하고, 측방향(링의 방사방향)으로 이동은 구속되어 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 링(352)은 경사부(353)와 가압부(353)를 포함한다.
경사부(353)는 내경을 이루는 일면으로서 제1 경사면(351a)에 대응되는 경사를 갖는 제2 경사면(353a)을 갖는다. 제2 경사면(353a)은 제1 경사면(351a)에 접하게 제공된다. 제2 경사면(353a)이 제1 경사면(351a)을 타고 움직이면 제2 링(352)은 제1 링(351)의 이동에 의해 링의 축방향에 따른 상방향 또는 하방향으로 움직일 수 있다. 가압부(354)는 경사부(353)와 결합되며, 일면이 실링 부재(360)에 접하는 가압면(354a)로 제공된다. 가압부(354)는 링 형상의 플레이트로 제공될 수 있다. 가압면(354a)과 제2 경사면(353a)이 이루는 각도는 예각으로 제공된다.
제1 링(351)은 제1 플레이트(311)에 고정되어 있으므로, 제1 플레이트(311)가 열에 의해 팽창되면, 제1 링(351)은 직경이 커지는 방향으로 이동되며 변형된다. 도 4는 제1 플레이트(311)의 열팽창이 일어나기 전을 도시한 것이고, 도 5는 제1 플레이트(311)의 열 팽창이 일어난 후를 도시한 것이다. 열 팽창이 일어나기 전의 제1 링(351)과 플라즈마 챔버(310)의 거리가 L1이었다면, 열 팽창이 일어난 후에 제1 링(351)과 플라즈마 챔버(310)의 거리는 L1보다 긴 L2가 된다.
제1 플레이트(311)의 열 팽창이 일어남에 따라 제1 링(351)의 직경이 커지는 방향으로 이동되면, 제2 링(352)의 제2 경사면(353a)은 제1 경사면(351a)을 타고 제1 링(351)과 가까워지는 방향으로 이동하게 된다. 제2 링(352)이 제1 링(351)과 가까워지는 방향은 제2 링(352)이 실링 부재(360)를 압축하는 방향과 동일하다. 즉, 제1 링(351)의 직경이 커지는 방향으로 이동하면 제2 링(352)의 가압면(354a)이 실링 부재(360)를 압축하는 방향으로 이동함에 따라, 실링 부재(360)는 제2 링(352)에 의해 압축된다.
제2 링(352)은 제1 플레이트(311)과의 상호작용으로 실링 부재(360)를 압축한다. 다시 말해 제2 링(352)이 실링 부재(360)를 압축하는 방향으로 이동할수록 제2 링(352)과 제1 플레이트(311)의 거리는 가까워진다. 도 4는 제1 플레이트(311)의 열팽창이 일어나기 전을 도시한 것이고, 도 5는 제1 플레이트(311)의 열 팽창이 일어난 후를 도시한 것이다. 열 팽창이 일어나기 전의 제2 링(352)의 가압면(354a)과 제1 플레이트(311)의 거리가 H1이었다면, 열 팽창이 일어난 후에 제2 링(352)의 가압면(354a)과 제1 플레이트(311)의 거리는 H1보다 짧은 H2가 된다.
도 6을 참조하면, 제1 플레이트(311)와 제1 경사면(351a)이 이루는 각도 θ1의 설정에 따라, x축 성분과, y축 성분의 크기가 상이해진다. 일 예에 있어서, 제1 플레이트(311)와 제1 경사면(351a)이 이루는 각도 θ1은 제1 플레이트(311)의 열팽창계수 또는 오링의 성질에 따라 상이하게 설정될 수 있다. 예컨대, 작은 수준의 열팽창이 발생하더라도 오링을 강하게 압축하고자 하는 경우 θ1을 크게 할 수 있다. 또는 높은 수준의 열팽창이 발생하더라도 오링을 적게 압축하고자 하는 경우 θ1을 작게 할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 전원(332)은 안테나(331)에 고주파 전류를 공급한다. 안테나(331)에 공급된 고주파 전력은 방전 공간(311)에 인가된다. 고주파 전류에 의해 방전 공간(311)에는 유도 전기장이 형성되고, 방전 공간(311)내로 공급된 공정 가스는 유도 전기장으로부터 이온화에 필요한 에너지를 얻어 플라즈마 상태로 변환된다.
전력 인가 부재의 구조는 상술한 예에 한정되지 않고, 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키기 위한 다양한 구조가 사용될 수 있다.
확산 부재(340)는 플라즈마 챔버(310)와 하우징(110) 사이에 위치한다. 확산 부재(340)는 하우징(110)의 개방된 상면을 밀폐하며, 하단에 하우징(110)과 배플(130)이 결합한다. 확산 부재의 내부에는 유입공간(341)이 형성된다. 유입 공간(341)은 방전 공간(311)과 처리 공간(111)을 연결하며, 방전 공간(311)에서 생성된 플라즈마가 처리 공간(111)으로 공급되는 통로로 제공한다.
배기 유닛(200)은 배기 포트(201,202)와 감압 펌프(210)를 포함한다. 배기 포트(201,202)는 반응 부산물을 펌핑하여 공정 유닛(100) 내부의 압력을 조절 할 수 있는 감압 펌프(210)와 연결된다.
배기 포트(201, 202)는 하우징(110)의 바닥면에 형성된 배기홀과 연결된다. 배기 포트(201, 202)는 하우징(110) 내부에 머무르는 플라즈마 및 반응 부산물이 외부로 배출되는 통로를 제공한다. 배기 포트(201, 202)는 배기관(203)에 연결된다. 배기관(203)은 감압 펌프(210)에 연결된다. 배기 포트(201, 202)는 기판 지지판(121)의 둘레에 구비된다.
본 발명의 설명에 있어서, 제1 경사면(351a)의 경사각을 설명하기 위하여 기준이 되는 구성으로서, 제1 플레이트(311)와의 결합관계를 이용하여 설명하였으나, 본 출원의 청구범위에 있어서, 실링 유지 부재는 제1 플레이트(311)을 포함하는 것이 아님을 인지해야한다.
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.

Claims (14)

  1. 제1 열팽창계수를 갖는 제1 부품에 결합될 수 있도록 제공되고, 외경을 이루는 일면으로서 상기 제1 부품과 결합되는 측으로부터 멀어질수록 직경이 커지도록 제공되는 제1 경사면을 포함하며, 내경을 이루는 일면이 실링부재에 접하도록 제공되는 제1 링과;
    내경을 이루는 일면으로서 상기 제1 경사면에 대응되는 경사를 갖는 제2 경사면이 상기 제1 링의 상기 제1 경사면에 접하도록 제공되고, 상기 실링부재에 접하도록 제공되는 가압면을 포함하며, 상기 제1 열팽창계수와 상이한 제2 열팽창계수를 갖는 제2 부품을 둘러쌀 수 있도록 제공되는 제2 링을 포함하는 실링 유지 부재.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 링은 상기 제2 부품에 대하여 상대이동 가능하도록 제공되는 실링 유지 부재.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 부품이 가열되어 열팽창되면, 상기 제1 링은 직경이 커지는 방향으로 이동되며 변형되고, 상기 제2 링이 상기 제1 경사면을 타고 상기 제1 링과 가까워지는 방향으로 이동하면서 상기 가압면이 상기 실링부재를 가압하는 실링 유지 부재.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 실링부재는 상기 제1 부품과 상기 제2 부품이 접하는 위치에 제공되는 것이고, 상기 제1 부품과 상기 제2 부품은 서로 수직하게 배치되는 것이며, 상기 제1 부품의 열 팽창에 따라 상기 제1 링과 상기 제2 부품 사이의 거리가 멀어지며 동시에 상기 제1 부품과 상기 제2 링의 거리는 가까워지도록 제공되는 실링 유지 부재.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 부품과 상기 제1 링의 상기 제1 경사면이 이루는 각도는 예각으로 제공되는 실링 유지 부재.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 가압면과 상기 제2 경사면이 이루는 각도는 예각으로 제공되는 실링 유지 부재.
  7. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    처리 공간을 제공하는 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되어 기판을 지지하는 기판 지지 부재;
    상기 하우징 상부에 구비되는 플라즈마 발생 유닛;
    감압 펌프와 연결되고 상기 하우징의 내부 기체를 배출하는 배기 유닛을 포함하고,
    상기 플라즈마 발생 유닛은,
    상기 플라즈마 발생 유닛에 구비되고 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급관과 연결되는 공정 가스 공급 포트;
    내부에 방전 공간이 형성되는 플라즈마 챔버;
    상기 플라즈마 챔버와 상기 하우징 사이에 제공되어 플라즈마를 확산하는 확산 부재;
    상기 플라즈마 챔버를 둘러싸도록 제공되고, 상기 방전 공간에 플라즈마를 인가하는 안테나;
    상기 안테나와 상기 플라즈마 챔버를 둘러싸도록 제공되며, 상기 안테나와 상기 플라즈마 챔버를 하나의 모듈로서 정의하도록 제공되는 제1 플레이트, 제2 플레이트 및 제3 플레이트를 포함하되, 상기 제1 플레이트는 상기 플라즈마 챔버의 하단에 제공되며, 상기 제2 플레이트는 상기 플라즈마 챔버의 상단에 제공되며, 상기 제3 플레이트는 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트를 연결하고,
    상기 제1 플레이트와 상기 플라즈마 챔버가 접하는 부분 또는 상기 제2 플레이트와 상기 플라즈마 챔버가 접하는 부분에 제공되는 실링 부재와;
    상기 실링 부재에 접하도록 제공되어 상기 제1 플레이트 또는 상기 제2 플레이트의 열팽창에도 불구하고 상기 실링 부재의 실링 기능을 유지시키는 실링 유지 부재를 더 포함하되,
    상기 실링 유지 부재는,
    상기 제1 플레이트 또는 상기 제2 플레이트에 결합될 수 있도록 제공되고, 외경을 이루는 일면으로서 상기 제1 플레이트 또는 상기 제2 플레이트와 결합되는 측으로부터 멀어질수록 직경이 커지도록 제공되는 제1 경사면을 포함하며, 내경을 이루는 일면이 실링부재에 접하도록 제공되는 제1 링과;
    내경을 이루는 일면으로서 상기 제1 경사면에 대응되는 경사를 갖는 제2 경사면이 상기 제1 링의 상기 제1 경사면에 접하도록 제공되고, 상기 실링부재에 접하도록 제공되는 가압면을 포함하며, 상기 플라즈마 챔버를 둘러쌀 수 있도록 제공되는 제2 링을 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 실링 부재는 오링으로 제공되는 기판 처리 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트는 제1 열팽창계수를 가지고, 상기 안테나의 발열에 의해 열팽창되는 것인 기판 처리 장치.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 링은 상기 플라즈마 챔버에 대하여 상대이동 가능하도록 제공되는 기판 처리 장치.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 플레이트 또는 상기 제2 플레이트가 가열되어 열팽창되면, 상기 제1 링은 직경이 커지는 방향으로 이동되며 변형되고, 상기 제2 링이 상기 제1 경사면을 타고 상기 제1 링과 가까워지는 방향으로 이동하면서 상기 가압면이 상기 실링부재를 가압하는 기판 처리 장치.
  12. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트와 상기 플라즈마 챔버는 서로 수직하게 배치되는 것이며, 상기 제1 플레이트 또는 상기 제2 플레이트의 열 팽창에 따라 상기 제1 링과 상기 플라즈마 챔버 사이의 거리가 멀어지며 동시에 상기 제1 플레이트 또는 상기 제2 플레이트와 상기 제2 링의 거리는 가까워지도록 제공되는 기판 처리 장치.
  13. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 플레이트 또는 상기 제2 플레이트와 상기 제1 링의 상기 제1 경사면이 이루는 각도는 예각으로 제공되는 기판 처리 장치.
  14. 제7 항에 있어서,
    상기 가압면과 상기 제2 경사면이 이루는 각도는 예각으로 제공되는 기판 처리 장치.
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