KR102324032B1 - Substrate supporting module and substrate processing apparatus having the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상게하게는 기판에 대한 식각, 증착 등의 기판처리를 수행하는 기판처리장치의 기판지지대 및 그가 설치된 기판처리장치에 관한 것이다.
본 발명은, 외부로부터 도입된 2장의 직사각형 기판들에 대하여 기판처리를 수행하기 위한 처리공간을 형성하는 공정챔버와, 공정챔버 내에 설치되어 2장의 직사각형 기판을 지지하는 기판지지대를 포함하는 기판처리장치의 기판지지대로서, 기판이 안착되는 정전척과; 정전척의 가장자리를 따라서 탈착가능하게 설치되는 하나 이상의 외곽실드부재와; 2장의 직사각형 기판들 각각을 지지하는 한 쌍의 지지영역들로 구획하도록 2장의 직사각형 기판들 사이에 대응되는 정전척의 상면에 설치되어 외곽실드부재를 연결하는 하나 이상의 중앙실드부재를 포함하며, 정전척은, 금속재질을 가지는 모재와, 모재에 용사에 의하여 형성되는 제1절연층과, 제1절연층 상에 형성되어 DC전원과 연결되어 전원인가에 의하여 정전기력을 발생시키는 도전체층과, 도전체층 상에 용사에 형성되는 제2절연층을 포함하며, 모재는, 중앙실드부재에 대응되어 상면에 베이스요홈이 형성되고, 베이스요홈은, 표면에 절연층이 형성되어 최종적으로 중앙실드부재가 삽입되는 삽입요홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판지지대를 개시한다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a substrate support for a substrate processing apparatus that performs substrate processing such as etching and deposition on a substrate, and a substrate processing apparatus installed therewith.
The present invention relates to a substrate processing apparatus including a process chamber for forming a processing space for performing substrate processing on two rectangular substrates introduced from the outside, and a substrate support installed in the process chamber to support two rectangular substrates. An electrostatic chuck on which a substrate is seated as a substrate support; at least one outer shield member detachably installed along an edge of the electrostatic chuck; at least one central shield member installed on an upper surface of an electrostatic chuck corresponding between the two rectangular substrates to partition the two rectangular substrates into a pair of support regions supporting each of the two rectangular substrates to connect the outer shield members; A base material having a silver, metallic material, a first insulating layer formed on the base material by thermal spraying, a conductor layer formed on the first insulating layer and connected to a DC power supply to generate electrostatic force by applying power, and on the conductor layer a second insulating layer formed by thermal spraying, the base material has a base groove formed on the upper surface corresponding to the central shield member, and the base groove is an insulating layer formed on the surface of the base material, and finally the central shield member is inserted. Disclosed is a substrate support of a substrate processing apparatus, characterized in that the groove is formed.
Description
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상게하게는 기판에 대한 식각, 증착 등의 기판처리를 수행하는 기판지지대 및 그가 설치된 기판처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a substrate support for performing substrate processing such as etching and deposition on a substrate, and to a substrate processing apparatus provided therewith.
기판처리장치는, 기판처리를 위한 처리공간을 형성하는 공정챔버와, 공정챔버 내에 설치되어 기판을 지지하는 기판지지대를 포함하는 것이 일반적이다.A substrate processing apparatus generally includes a process chamber for forming a processing space for processing a substrate, and a substrate support installed in the process chamber to support a substrate.
그리고 기판처리장치는, 기판처리의 종류, 방식에 따라서 샤워헤드 등의 가스공급부, 압력제어 및 배기를 위한 배기시스템 등이 설치된다.In addition, in the substrate processing apparatus, a gas supply unit such as a showerhead, an exhaust system for pressure control and exhaust, etc. are installed according to the type and method of substrate processing.
한편, 기판처리시 진공압 하에 기판처리가 수행될 때 정전기력에 의하여 기판을 흡착고정하는 정전척이 설치된다.Meanwhile, when substrate processing is performed under vacuum pressure, an electrostatic chuck for adsorbing and fixing the substrate by electrostatic force is installed.
상기와 같은 구성을 가지는 기판처리장치는, 6세대, 7세대, 8세대 등 기판처리를 기준으로 기판의 크기에 따라서 그 크기가 증가하고 있으며, 증가된 기판규격에 따라서 크기, 레시피 등이 최적화됨이 일반적이다.The substrate processing apparatus having the above configuration increases in size according to the size of the substrate based on substrate processing such as 6th generation, 7th generation, and 8th generation, and the size, recipe, etc. are optimized according to the increased substrate standard This is common.
그러나, 상기와 같이 각 크기에 최적화된 기판처리장치는, 다른 규격, 즉 크기가 다른 기판처리에 사용될 수 없어, 크기가 다른 기판처리를 위해서는 그 크기에 최적화된 기판처리장치를 새로 설치하여야 함으로 추가 투자비용이 발생되는 문제점이 있다.However, the substrate processing apparatus optimized for each size as described above cannot be used for processing substrates with different specifications, that is, different sizes. There is a problem in that the investment cost is generated.
본 발명의 목적은, 기판처리의 수행을 위하여 2장의 직사각형 기판이 안착되는 기판지지대 및 그가 설치된 기판처리장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a substrate support on which two rectangular substrates are seated and a substrate processing apparatus installed thereon to perform substrate processing.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 외부로부터 도입된 2장의 직사각형 기판들에 대하여 기판처리를 수행하기 위한 처리공간을 형성하는 공정챔버와, 상기 공정챔버 내에 설치되어 상기 2장의 직사각형 기판을 지지하는 기판지지대를 포함하는 기판처리장치의 기판지지대로서, 상기 기판이 안착되는 정전척과; 상기 정전척의 가장자리를 따라서 탈착가능하게 설치되는 하나 이상의 외곽실드부재와; 상기 2장의 직사각형 기판들 각각을 지지하는 한 쌍의 지지영역들로 구획하도록 상기 2장의 직사각형 기판들 사이에 대응되는 상기 정전척의 상면에 설치되어 상기 외곽실드부재를 연결하는 하나 이상의 중앙실드부재를 포함하며, 상기 정전척은, 금속재질을 가지는 모재와, 상기 모재에 용사에 의하여 형성되는 제1절연층과, 상기 제1절연층 상에 형성되어 DC전원과 연결되어 전원인가에 의하여 정전기력을 발생시키는 도전체층과, 상기 도전체층 상에 용사에 형성되는 제2절연층을 포함하며, 상기 모재는, 상기 중앙실드부재에 대응되어 상면에 베이스요홈이 형성되고, 상기 베이스요홈은, 표면에 절연층이 형성되어 최종적으로 상기 중앙실드부재가 삽입되는 삽입요홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판지지대를 개시한다.The present invention was created to achieve the object of the present invention as described above, and the present invention includes a process chamber for forming a processing space for performing substrate processing on two rectangular substrates introduced from the outside, and the process A substrate support for a substrate processing apparatus installed in a chamber and including a substrate support for supporting the two rectangular substrates, comprising: an electrostatic chuck on which the substrate is mounted; at least one outer shield member detachably installed along an edge of the electrostatic chuck; and at least one central shield member installed on the upper surface of the electrostatic chuck corresponding between the two rectangular substrates to partition the two rectangular substrates into a pair of support regions supporting each of the two rectangular substrates and connecting the outer shield members. The electrostatic chuck includes a base material having a metal material, a first insulating layer formed on the base material by thermal spraying, and formed on the first insulating layer and connected to a DC power source to generate electrostatic force by applying power. a conductor layer and a second insulating layer formed by thermal spraying on the conductor layer, wherein the base material has a base groove formed on its upper surface corresponding to the central shield member, and the base groove has an insulating layer on the surface Disclosed is a substrate support for a substrate processing apparatus, characterized in that it forms an insertion groove into which the central shield member is finally inserted.
상기 베이스요홈은, 내측면이 상기 모재의 상면과 경사를 이루어 상측에서 하측으로 가면서 그 폭이 감소하도록 형성될 수 있다.The base groove may be formed so that the inner surface is inclined with the upper surface of the base material and the width decreases from the upper side to the lower side.
상기 모재의 상면과 상기 베이스요홈의 내측면이 이루는 경사각들 중 둔각은, 상기 베이스요홈의 깊이와 반비례할 수 있다.An obtuse angle among the inclination angles between the upper surface of the base material and the inner surface of the base groove may be inversely proportional to the depth of the base groove.
상기 모재는, 알루미늄 재질 또는 알루미늄합금 재질을 가지고, 상기 제1절연층의 형성 전에 아노다이징 처리되며, 상기 베이스요홈의 내측면은 상기 모재의 상면과 수직을 이룰 수 있다.The base material has an aluminum material or an aluminum alloy material, and is anodized before the formation of the first insulating layer, and the inner surface of the base groove may be perpendicular to the upper surface of the base material.
상기 각 지지영역은, 기판의 저면 및 정전척의 상면 사이에서 전열가스가 충진될 수 있도록 돌출형성된 다수의 돌기부들과, 상기 전열가스가 외부로 누출되는 것을 방지하기 위하여 기판의 저면 가장자리를 지지하는 댐이 형성될 수 있다.Each of the support regions includes a plurality of protrusions protruding between the bottom surface of the substrate and the top surface of the electrostatic chuck so that the heat transfer gas can be filled, and a dam supporting the edge of the bottom surface of the substrate to prevent the heat transfer gas from leaking to the outside. can be formed.
상기 중앙실드부재의 상면은, 상기 댐의 높이와 같거나 낮게 형성될 수 있다.The upper surface of the central shield member may be formed to be equal to or lower than the height of the dam.
상기 중앙실드부재는, 상기 직사각형 기판들이 서로 마주보는 내측변에 대응되는 댐들 사이에 위치될 수 있다.The central shield member may be positioned between dams corresponding to inner sides of the rectangular substrates facing each other.
상기 각 지지영역은, 전열가스의 공급이 독립적으로 제어될 수 있다.In each of the support regions, the supply of heat transfer gas may be independently controlled.
상기 중앙실드부재는, 상기 외곽실드부재와 적어도 일부가 일체로 형성될 수 있다.The central shield member may be integrally formed at least partially with the outer shield member.
상기 중앙실드부재는, 상기 외곽실드부재와 적어도 일부가 서로 중첩될 수 있다.At least a portion of the central shield member and the outer shield member may overlap each other.
본 발명은 또한 외부로부터 도입된 2장의 직사각형 기판들에 대하여 기판처리를 수행하기 위한 처리공간을 형성하는 공정챔버와; 상기 공정챔버 내에 설치되어 상기 2장의 직사각형 기판을 지지하는 기판지지대로서 상기와 같은 구성을 가지는 기판지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.The present invention also provides a process chamber for forming a processing space for performing substrate processing on two rectangular substrates introduced from the outside; Disclosed is a substrate processing apparatus installed in the process chamber and comprising a substrate supporter having the above configuration as a substrate supporter for supporting the two rectangular substrates.
본 발명에 따른 기판지지대 및 그가 설치된 기판처리장치는, 2장으로 분리하기 전 기판을 처리하는 기판처리장치의 구성에 있어서 2장으로 분리된 직사각형의 기판들을 지지할 수 있는 기판지지대를 제공함으로써, 2장으로 분리하기 전 기판을 처리하는 기판처리장치의 간단한 변형에 의하여 2장으로 분리된 직사각형의 기판들을 한번에 기판처리할 수 있는 이점이 있다.A substrate support and a substrate processing apparatus installed thereon according to the present invention provide a substrate support capable of supporting rectangular substrates separated into two in the configuration of a substrate processing apparatus that processes a substrate before separation into two sheets, There is an advantage in that the rectangular substrates divided into two can be processed at once by a simple modification of the substrate processing apparatus that processes the substrates before separating them into two sheets.
특히, 본 발명에 따른 기판지지대 및 그가 설치된 기판처리장치는, 2장으로 분리하기 전 기판을 처리하는 기판처리장치의 구성에 있어서 2장으로 분리된 직사각형의 기판들에 대응하여 제1정전척 및 제2정전척이 설치된 기판지지대를 포함함으로써, 2장으로 분리하기 전 기판을 처리하는 기판처리장치의 간단한 변형에 의하여 2장으로 분리된 직사각형의 기판들을 한번에 기판처리할 수 있는 이점이 있다.In particular, the substrate support and the substrate processing apparatus provided therewith according to the present invention include a first electrostatic chuck and a first electrostatic chuck in correspondence to rectangular substrates divided into two in the configuration of the substrate processing apparatus for processing a substrate before separation into two sheets. By including the substrate support on which the second electrostatic chuck is installed, there is an advantage in that the rectangular substrates separated into two can be processed at once by a simple modification of the substrate processing apparatus that processes the substrate before separating into two.
또한 본 발명에 따른 기판지지대 및 그가 설치된 기판처리장치는, 2장으로 분리하기 전 기판을 처리하는 기판처리장치의 구성에 있어서 2장으로 분리된 직사각형의 기판들 사이에 대응되는 위치에 정전척 보호를 위한 중앙실드부재를 추가로 설치함으로써, 2장으로 분리하기 전 기판을 처리하는 기판처리장치의 간단한 변형에 의하여 2장으로 분리된 직사각형의 기판들을 한번에 기판처리할 수 있는 이점이 있다.In addition, the substrate support and the substrate processing apparatus installed therein according to the present invention protect the electrostatic chuck at a position corresponding to the position between the rectangular substrates divided into two in the configuration of the substrate processing apparatus for processing the substrate before separation into two sheets By additionally installing a central shield member for
특히, 본 발명에 따른 기판지지대 및 그가 설치된 기판처리장치는, 2장으로 분리하기 전 기판을 처리하는 기판처리장치의 간단한 변형에 의하여 2장으로 분리된 직사각형의 기판들을 한번에 기판처리할 수 있도록 하여 기존 설비의 재활용을 극대화함으로써 처리대상인 기판의 분할에도 불구하고 분할된 기판처리에 추가되는 설비투자비용을 최소화할 수 있는 이점이 있다.In particular, the substrate support and the substrate processing apparatus installed therein according to the present invention can process the rectangular substrates separated into two sheets at once by a simple modification of the substrate processing apparatus that processes the substrates before separating them into two sheets. By maximizing the recycling of existing equipment, there is an advantage in that it is possible to minimize the cost of equipment investment added to the processing of the divided substrate despite the division of the substrate to be treated.
더 나아가 본 발명에 따른 기판지지대 및 그가 설치된 기판처리장치는, 2장으로 분리하기 전 기판을 처리하는 기판처리장치의 구성에 있어서 2장으로 분리된 직사각형의 기판들 사이에 대응되는 위치에 정전척 보호를 위한 중앙실드부재를 추가로 설치함에 있어서, 모재에 중앙실드부재에 대응되는 베이스요홈을 형성하고 그 표면에 절연층이 형성되어 최종적으로 삽입요홈이 형성됨으로써 중앙실드부재의 삽입 설치가 용이하다.Furthermore, in the substrate support and the substrate processing apparatus installed therein according to the present invention, in the configuration of the substrate processing apparatus for processing the substrate before separation into two sheets, the electrostatic chuck is positioned corresponding to the position between the rectangular substrates divided into two sheets. In additionally installing the central shield member for protection, a base groove corresponding to the central shield member is formed in the base material, an insulating layer is formed on the surface of the base material, and an insertion groove is finally formed, so that insertion and installation of the central shield member is easy. .
또한 베이스요홈의 표면에 절연층을 형성함에 있어 내측면을 경사지게 형성함으로써 용사에 의한 절연층의 형성시 모재의 표면을 모두 덮도록 하여 모재 표면이 외부로 노출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.In addition, in forming the insulating layer on the surface of the base groove, the inner surface is inclined to cover all the surface of the base material when the insulating layer is formed by thermal spraying, thereby effectively preventing the surface of the base material from being exposed to the outside.
도 1은, 본 발명의 제1실시예에 따른 기판처리장치를 보여주는 평면도이다.
도 2는, 도 1의 기판처리장치의 Ⅱ-Ⅱ 방향의 단면도이다.
도 3은, 도 1의 기판처리장치의 Ⅲ-Ⅲ 방향의 단면도이다.
도 4는, 도 2에서 외곽실드부재 및 중앙실드부재가 설치된 부분을 확대한 확대도이다.
도 5는, 도 1의 기판처리장치 중 변형된 정전척을 가지는 예를 보여주는 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는, 도 1의 기판처리장치의 기판지지대에 사용되는 모재의 실시예들을 보여주는 일부 단면도이다.
도 6은, 도 1의 기판처리장치의 기판지지대에 사용되는 모재로서, 베이스요홈이 상면과 수직을 이루는 예를 보여주는 일부 단면도이다.1 is a plan view showing a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken in the II-II direction of the substrate processing apparatus of FIG. 1 .
FIG. 3 is a cross-sectional view in the III-III direction of the substrate processing apparatus of FIG. 1 .
FIG. 4 is an enlarged view of a portion in which the outer shield member and the central shield member are installed in FIG. 2 .
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an example having a deformed electrostatic chuck in the substrate processing apparatus of FIG. 1 .
5A to 5D are partial cross-sectional views illustrating embodiments of a base material used for a substrate support of the substrate processing apparatus of FIG. 1 .
FIG. 6 is a partial cross-sectional view illustrating an example in which a base material is used for a substrate support of the substrate processing apparatus of FIG. 1 , in which the base groove is perpendicular to the upper surface.
이하 본 발명에 따른 기판처리장치의 기판지지대 및 그가 설치된 기판처리장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 참고로 도 1 내지 도 6d는 본 발명의 설명을 위하여 도시한 것으로서 실제와 대비하여 일부 구성이 과장되어 표현되거나 차이가 있음은 물론이다.Hereinafter, the substrate support of the substrate processing apparatus according to the present invention and the substrate processing apparatus installed thereon will be described with reference to the accompanying drawings. For reference, FIGS. 1 to 6D are shown for the purpose of explanation of the present invention, and it goes without saying that some configurations are exaggerated or different from the actual ones.
먼저 본 발명의 기술적 요지는, 2장으로 분할된 크기의 2장의 직사각형 기판들을 한번에 기판처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 제공하는데 있다.First, the technical gist of the present invention is to provide a substrate processing apparatus characterized in that the substrate processing is performed on two rectangular substrates having a size divided into two sheets at a time.
특히 2장의 직사각형 기판(서로 크기가 동일한 것이 바람직하다)들을 처리함에 있어서, 2장의 기판을 지지하는 기판지지대의 구성이 중요한다.In particular, in processing two rectangular substrates (preferably having the same size), the configuration of the substrate support supporting the two substrates is important.
이에 본 발명에 따른 기판처리장치는, 기판지지대의 구성에 있어서, 하나의 정전척으로 2개의 기판을 안정적으로 흡착고정할 수 있도록 기판지지대의 구성이 변형될 수 있다.Accordingly, in the substrate processing apparatus according to the present invention, in the configuration of the substrate support, the configuration of the substrate support can be modified so that two substrates can be stably adsorbed and fixed with one electrostatic chuck.
이하, 하나의 정전척으로 2개의 기판을 안정적으로 흡착고정할 수 있는 실시예를 들어 설명한다.Hereinafter, an embodiment in which two substrates can be stably adsorbed and fixed with one electrostatic chuck will be described.
본 발명에 따른 기판처리장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 외부로부터 도입된 2장의 직사각형 기판(10)들에 대하여 기판처리를 수행하기 위한 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와, 공정챔버(100) 내에 설치되어 2장의 직사각형 기판(10)을 지지하는 기판지지대(130)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 and 2 , the substrate processing apparatus according to the present invention provides a process chamber for forming a processing space S for performing substrate processing on two
여기서 기판처리는, 기판표면에 박막을 형성하는 증착공정, 식각하는 식각공정 등 다양한 공정이 될 수 있다.Here, the substrate treatment may be various processes such as a deposition process for forming a thin film on the surface of the substrate, an etching process for etching, and the like.
그리고 기판처리의 대상은, LCD패널용 기판, OLED 기판 등 식각, 증착 등의 기판처리의 대상은 모두 가능하다.In addition, the target of substrate processing, such as substrates for LCD panels, OLED substrates, etc., substrate processing such as etching and deposition are all possible.
상기 공정챔버(100)는, 서로 탈착가능하게 결합되어 처리공간(S)을 형성하는 챔버본체(110) 및 상부리드(120)를 포함하여 구성될 수 있다.The
상기 챔버본체(110)는, 설계 및 디자인에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 기판(10)이 입출될 수 있도록 게이트밸브(미도시)에 의하여 개폐되는 적어도 하나의 게이트(111)가 형성된다. The
한편, 상기 공정챔버(100)는, 가스공급장치(미도시)로부터 공급받아 처리공간(S)으로 처리가스를 분사하는 가스공급부(140) 및 기판(10)이 안착되는 기판지지대(130), 처리공간(S) 내의 압력조절 및 배기를 위한 배기시스템과 연결되는 배기관(미도시) 등 진공처리공정을 수행하기 위한 장치들이 설치될 수 있다.On the other hand, the
상기 기판지지대(130)는, 처리공간(S)에서 공정 수행을 위한 플라즈마 형성 등 진공처리를 위한 반응이 일어날 수 있도록 전원이 인가되는 하부전극(미도시)이 설치될 수 있다.The
여기서 상기 하부전극은, 전원인가 방식에 따라서 챔버본체(110) 및 가스공급부(140)를 접지시키고 하나 또는 두 개의 RF전원이 인가되거나, 하부전극은 접지되고 챔버본체(110) 및 가스공급부(140)에 RF전원이 인가되거나, 하부전극에 제1의 RF전원이 인가되고 챔버본체(110) 및 가스공급부(140)에 제2의 RF전원이 인가되는 등 다양한 형태로 전원이 인가될 수 있다.Here, the lower electrode grounded the
한편 상기 기판지지대(130)는, 반송로봇 등에 의하여 기판(10)을 인출할 수 있도록 기판(10)를 상하로 승강시키는 다수개의 리프트핀(미도시)들 및 기판지지대(130)에 대하여 리프트핀들을 상하로 이동시키기 위한 승강장치 등이 설치될 수 있다.On the other hand, the
여기서 상기 승강장치는, 기판지지대(130)에 대한 승강방식에 따라서 다양한 구성이 가능하다.Here, the elevating device may have various configurations according to the elevating method for the
또한 상기 기판지지대(130)는, 플라즈마에 의한 기판처리를 위해 온도를 높이거나 처리공정에서 발생하는 열을 냉각할 수 있도록, 후술하는 정전척(200)의 하측에 결합되어 온도 제어를 위한 전열유체가 흐르는 유로가 형성된 쿨링 플레이트(cooling plate; 132)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
또한 상기 기판지지대(130)는, 챔버본체(110)가 접지되어 구성될 수 있는바, 정전척(200)이 챔버본체(110)와 절연될 수 있도록 정전척(200)과 챔버본체(110) 사이에 절연부재(131)가 추가로 설치될 수 있다.In addition, the
상기 절연부재(131)는, 상술한 바와 같이 쿨링 플레이트(132)가 설치되는 경우, 쿨링 플레이트(132)의 하측에 결합되는 것이 바람직하다.The
또한 상기 기판지지대(130)는, 절연부재(131)의 하측에 결합되고 챔버본체(110)의 저면에 설치된 복수의 플랜지(160)에 의해 지지되는 베이스 플레이트(미도시)를 더 포함할 수 있다.Also, the
또한 상기 기판지지대(130)는, 공정챔버(100) 내에 고정되는 예로 도시하였으나, 공정챔버(100) 내에서 상하로 이동가능하게 설치될 수도 있다.In addition, although the
또한 상기 기판지지대(130)는, 도 1 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 정전기력을 이용하여 기판(10)를 흡착 고정하는 정전척(200)과; 정전척(200)의 가장자리를 따라서 탈착가능하게 설치되어 직사각형을 이루는 하나 이상의 외곽실드부재(250)와; 2장의 직사각형 기판(10)들 각각을 지지하는 한 쌍의 지지영역(A1, A2)들로 구획하도록 2장의 직사각형 기판(10)들 사이에 대응되는 정전척(200)의 상면에 설치되어 외곽실드부재(250)를 연결하는 하나 이상의 중앙실드부재(270)를 포함한다.In addition, the
상기 정전척(200)은, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 평면형상이 직사각형이며 금속재질을 가지는 모재(210)와; 모재(210)에 용사에 의하여 형성되는 제1절연층(220)과; 제1절연층(220) 상에 형성되어 DC전원과 연결되어 전원인가에 의하여 정전기력을 발생시키는 도전체층(230)과; 도전체층(230) 상에 용사에 형성되는 제2절연층(240)을 포함한다.The
상기 모재(210)는, 평면형상이 직사각형을 이룸과 아울러, 접지되거나 RF전원이 인가되어 전원인가부의 하부전극으로 기능할 수 있도록 금속재질, 예를 들면 알루미늄, 알루미늄합금, Ti, 스테인리스강 (SUS 또는 STS) 등이 사용될 수 있다.The
그리고 상기 모재(210)는, 중앙실드부재(270)에 대응되어 상면에 베이스요홈(217)이 형성된다.And the
상기 베이스요홈(217)은, 최종적으로 중앙실드부재(270)가 삽입되는 삽입요홈(247)의 형성을 위하여 형성되며, 절연층의 형성 후에 중앙실드부재(270)가 삽입되는 삽입요홈(247)의 치수를 고려하여 그 단면형상 및 깊이가 결정된다.The
한편 상기 베이스요홈(217)은, 제1절연층(220) 및 제2절연층(240) 중 적어도 하나의 절연층의 형성시에, 또는 별도로 절연층이 형성될 수 있으며, 절연층이 용사에 의하여 코팅됨을 고려하여 도 2 내지 도 4, 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이, 내측면이 모재(210)의 상면과 경사를 이루어 상측에서 하측으로 가면서 그 폭이 감소하도록 형성됨이 바람직하다.Meanwhile, the
특히, 상기 모재(210)의 상면과 베이스요홈(217)의 내측면이 이루는 경사각들 중 둔각(θ)은, 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이, 베이스요홈(217)의 깊이(H)와 반비례함이 바람직하다.In particular, the obtuse angle θ among the inclination angles between the upper surface of the
상기와 같이, 상기 베이스요홈(217)의 내주면에 플라즈마 용사에 의하여 절연층의 형성시 깊이가 작은 경우에 형성될 절연층의 두께가 상대적으로 작게 되어, 모재(210)의 상면과 베이스요홈(217)의 내측면이 이루는 경사각들 중 둔각(θ)이 베이스요홈(217)의 깊이(H)와 반비례하여야 만 베이스요홈(217)의 내주면에 절연층이 원활하게 형성될 수 있기 때문이다.As described above, the thickness of the insulating layer to be formed is relatively small when the depth is small when the insulating layer is formed on the inner peripheral surface of the
한편 상기 모재(210)가 스테인리스강(SUS 또는 STS)이 사용되는 경우 열팽창을 고려하여 중앙실드부재(270)는, 세라믹 재질을 가짐이 바람직하다.Meanwhile, when the
여기서 물론 상기 모재(210)가 알루미늄 또는 알루미늄 합금인 경우 중앙실드부재(270)는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질, 세라믹 재질 등의 사용이 모두 가능하다.Here, of course, when the
그리고 상기 모재(210)가 알루미늄 재질 또는 알루미늄합금 재질을 가지는 경우, 제1절연층(220)의 형성 전에 아노다이징 처리되며, 베이스요홈(217)의 내측면은, 모재(210)의 상면과 경사를 이루는 것 이외에 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 수직을 이룰 수 있다.And when the
상기 제1절연층(220) 및 제2절연층(240)은, 정전척으로서의 기능을 수행하기 위하여 소정의 유전율을 가지도록 다양한 재질이 사용될 수 있으며, 절연재질인 Al2O3, ZrO3, AlN 및 Y2O3 등의 세라믹 재질이 사용될 수 있다. Various materials may be used for the first insulating
여기서 상기 제2절연층(240)은, 2장의 직사각형 기판(10)들 각각을 지지하는 한 쌍의 지지영역(A1, A2)들을 형성한다.Here, the second insulating
그리고 상기 한 쌍의 지지영역(A1, A2)들을 형성하는 제2절연층(240)은, 기판(10)을 지지하고 온도 제어를 위해 기판(10)의 저면 및 정전척(200), 즉 정전척(200)의 상면 사이에서 헬륨(He) 등의 전열가스가 충진될 수 있도록 다수의 돌기부(241)들이 돌출형성되고, 전열가스가 외부로 누출되는 것을 방지하기 위하여 기판(10)의 저면 가장자리를 지지하는 댐(242)이 형성될 수 있다.In addition, the second insulating
한편 상기 모재(210)에 형성된 베이스요홈(217)에는, 제1절연층(220) 및 제2절연층(240) 중 적어도 하나 또는 별도의 절연층 형성될 수 있으며, 최종적으로 형성된 절연층의 상면에 중앙실드부재(270)가 삽입되는 삽입요홈(247)이 형성된다.Meanwhile, at least one of the first insulating
상기 삽입요홈(247)은, 제1절연층(220) 및 제2절연층(240) 중 적어도 어느 하나가 형성되어 중앙실드부재(270)가 삽입되는 홈으로서 설계 및 디자인에 따라서 다양하게 형성될 수 있다.The
특히, 상기 삽입요홈(247)은, 제1절연층(220), 제2절연층(240) 등의 두께가 수마이크로 단위임을 고려하여 중앙실드부재(270)의 하단이 모재(210)의 상면보다 깊게 위치된다.In particular, in the
상기와 같이, 상기 삽입요홈(247)이 중앙실드부재(270)의 하단이 모재(210)의 상면보다 깊게 위치되도록 형성되면 공정 수행 중 플라즈마의 침입 등을 효과적으로 방지하여 정전척의 손상을 방지할 수 있게 된다.As described above, when the
상기 도전체층(230)은, DC전원과 연결되어 제2절연층(240)과 함께 정전기력을 발생시켜 제2절연층(240) 상에 안착된 기판(10)을 흡착고정하기 위한 구성으로서, 텅스텐(W)과 같은 전도성이 있는 재질이 사용될 수 있다.The
그리고 상기 도전체층(230)은, 정전기력을 신속하게 발생시키고 전압차가 생기지 않도록 복수 개로 분할 형성될 수 있다.In addition, the
특히 상기 도전체층(230)은, 한 쌍의 지지영역(A1, A2)들에 대응되어 별도로 형성될 수 있으며, 각각 별도의 DC전원 또는 하나의 DC전원에 의하여 DC전원을 인가받을 수 있다.In particular, the
여기서 상기 도전체층(230)에 인가되는 DC전원은, 각 기판(10)에 대응되어 독립적으로 제어되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the DC power applied to the
구체적으로, 상기 정전척(200)은, 전원인가에 의하여 정전기력을 발생시키는 도전체층(230)이 한 쌍의 지지영역(A1, A2)들 각각에 대응되어 별도로 형성되거나 일체로 형성될 수 있다.Specifically, in the
즉, 상기 도전체층(230)은, 베이스요홈(217)에 대응되는 부분을 제외하고 제1절연층(220) 상에 소정의 패턴으로 형성될 수 있다.That is, the
아울러, 상기 전열가스의 공급에 있어서도, 한 쌍의 지지영역(A1, A2)들에 대응되어 전열가스공급이 별도로 제어되거나, 통합되어 제어될 수 있다.In addition, in the supply of the heat transfer gas, the heat transfer gas supply may be controlled separately or integratedly, corresponding to the pair of support regions A1 and A2.
상기 제1절연층(220), 도전체층(230) 및 제2절연층(240)은 다양한 방법에 의하여 형성이 가능하며, 예로서, 플라즈마 용사에 의하여 형성될 수 있다.The first insulating
한편 상기 정전척(200)은, 도 1 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 외곽실드부재(250)가 안정적으로 설치될 수 있도록 가장자리에 단차(202)가 형성될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIGS. 1 to 4B , a
상기 외곽실드부재(250)는, 기판지지대(130), 즉 정전척(200)에 기판(10)이 안착된 상태에서, 정전척(200) 중 상측으로 노출된 부분을 플라즈마로부터 보호하기 위한 구성으로서, 플라즈마에 강한 재질인 절연재질인 Al2O3, ZrO3, AlN 및 Y2O3 등의 세라믹 재질, 폴리카보네이트, 테프론 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.The
또한 상기 외곽실드부재(250)는, 대형의 정전척(200)에 사용가능하도록 복수 개의 부재들로 구성될 수 있으며, 한국공개특허공보 제10-2014-0060662호에 개시된 바와 같은 구조를 이룰 수 있다.In addition, the
한편 상기 모재(210)의 측면에는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 정전척(200), 쿨링 플레이트(132) 등이 플라즈마에 의하여 손상되는 것을 방지하기 위하여 측면실드부재(280)가 추가로 설치될 수 있다.Meanwhile, on the side surface of the
상기 측면실드부재(280)는, 모재(210)의 측면에 설치됨으로써, 정전척(200)가 외부로 노출되는 것을 방지하기 위한 구성으로서, 플라즈마에 강한 재질인 절연재질인 Al2O3, ZrO3, AlN 및 Y2O3 등의 세라믹 재질, 폴리카보네이트, 테프론 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.The
상기 중앙실드부재(270)는, 2장의 직사각형 기판(10)들 각각을 지지하는 한 쌍의 지지영역(A1, A2)들로 구획하도록 2장의 직사각형 기판(10)들 사이에서 외곽실드부재(250)를 연결하는 부재로서 다양한 구성이 가능하다.The
특히 상기 중앙실드부재(270)는, 2장의 직사각형 기판(10)들 각각을 지지하는 한 쌍의 지지영역(A1, A2)들로 구획하도록 설치되어, 제2절연층(240), 즉 정전척(200)가 플라즈마에 노출되는 것을 방지하기 위한 구성으로서, 플라즈마에 강한 재질인 절연재질인 Al2O3, ZrO3, AlN 및 Y2O3 등의 세라믹 재질, 폴리카보네이트, 테프론 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.In particular, the
또한 상기 중앙실드부재(270)는, 외곽실드부재(250)와 적어도 일부가 일체로 형성될 수 있다.In addition, at least a portion of the
또한 상기 중앙실드부재(270)는, 외곽실드부재(250)와의 경계부분에서 플라즈마가 정전척(200)로 침입하는 것을 방지하기 위하여, 외곽실드부재(250)와 적어도 일부가 서로 중첩되는 것이 바람직하다.In addition, in order to prevent plasma from entering the
그리고 상기 중앙실드부재(270)의 상면은 댐(242)의 상면이 기판(10)의 저면을 지지할 수 있도록 댐(242)의 높이와 같거나 낮게 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the upper surface of the
또한 상기 중앙실드부재(270)는, 직사각형 기판(10)들이 서로 마주보는 내측변에 대응되는 댐(242)들 사이에 위치되는 것이 바람직하다.In addition, the
상기와 같은 구성을 가지는 중앙실드부재(270)의 추가 설치에 의하여, 2장으로 분리하기 전 기판을 처리하는 기판처리장치의 구성에 있어서 2장으로 분리하기 전 기판을 처리하는 기판처리장치의 간단한 변형(정전척 교체)에 의하여 2장으로 분리된 직사각형의 기판(10)들을 한번에 기판처리할 수 있는 이점이 있다.By the additional installation of the
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 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.Since the above has only been described with respect to some of the preferred embodiments that can be implemented by the present invention, the scope of the present invention, as noted, should not be construed as being limited to the above embodiments, and It will be said that the technical idea and the technical idea with the root are all included in the scope of the present invention.
10 : 기판 100 : 기판처리장치
130 : 기판지지대 200 : 정전척
270 : 중앙실드부재10: substrate 100: substrate processing device
130: substrate support 200: electrostatic chuck
270: central shield member
Claims (20)
상기 기판이 안착되는 정전척과;
상기 정전척의 가장자리를 따라서 탈착가능하게 설치되는 하나 이상의 외곽실드부재와;
상기 2장의 직사각형 기판들 각각을 지지하는 한 쌍의 지지영역들로 구획하도록 상기 2장의 직사각형 기판들 사이에 대응되는 상기 정전척의 상면에 고정설치되어 상기 외곽실드부재를 연결하는 하나 이상의 중앙실드부재를 포함하며,
상기 정전척은, 금속재질을 가지는 모재와, 상기 모재에 용사에 의하여 형성되는 제1절연층과, 상기 제1절연층 상에 형성되어 DC전원과 연결되어 전원인가에 의하여 정전기력을 발생시키는 도전체층과, 상기 도전체층 상에 용사에 형성되는 제2절연층을 포함하며,
상기 모재는, 상기 중앙실드부재에 대응되어 상면에 베이스요홈이 형성되고,
상기 베이스요홈은, 표면에 절연층이 형성되어 최종적으로 상기 중앙실드부재가 삽입되는 삽입요홈을 형성하며,
상기 공정챔버 내에 기판을 도입하거나 상기 공정챔버로부터 기판을 인출할 수 있도록 기판를 상하로 승강시키는 다수개의 리프트핀들이 설치되며,
상기 중앙실드부재는, 상기 외곽실드부재와의 경계부분에서 상기 외곽실드부재와 적어도 일부가 중첩되며,
상기 중앙실드부재의 양 끝단은, 상기 외곽실드부재의 외측 가장자리보다 내측에 위치되며,
상기 베이스요홈은, 내측면이 상기 모재의 상면과 경사를 이루어 상측에서 하측으로 가면서 그 폭이 감소하도록 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판지지대.A process chamber having a processing space capable of processing a rectangular substrate before being divided into two, and provided in the process chamber, as long as the rectangular substrate before division supports each of the two rectangular substrates divided into two A substrate support for a substrate processing apparatus comprising a substrate support having a pair of support regions, the substrate support comprising:
an electrostatic chuck on which the substrate is mounted;
at least one outer shield member detachably installed along an edge of the electrostatic chuck;
at least one central shield member fixed to the upper surface of the electrostatic chuck corresponding between the two rectangular substrates and connecting the outer shield member to partition the two rectangular substrates into a pair of support regions supporting each of the two rectangular substrates; includes,
The electrostatic chuck includes a base material having a metal material, a first insulating layer formed on the base material by thermal spraying, and a conductor layer formed on the first insulating layer and connected to a DC power source to generate electrostatic force by applying power. and a second insulating layer formed by thermal spraying on the conductor layer,
The base material has a base groove formed on its upper surface corresponding to the central shield member,
The base groove has an insulating layer formed on its surface to form an insertion groove into which the central shield member is finally inserted,
A plurality of lift pins are installed to elevate the substrate up and down so as to introduce the substrate into the process chamber or take out the substrate from the process chamber,
wherein the central shield member overlaps at least a portion of the outer shield member at a boundary portion with the outer shield member;
Both ends of the central shield member are located inside the outer edge of the outer shield member,
The base groove, the inner surface of the substrate support of the substrate processing apparatus, characterized in that formed so that the width decreases from the top to the bottom by forming an inclination with the upper surface of the base material.
상기 모재의 상면과 상기 베이스요홈의 내측면이 이루는 경사각들 중 둔각은, 상기 베이스요홈의 깊이와 반비례하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판지지대.13. The method of claim 12,
An obtuse angle among inclination angles between the upper surface of the base material and the inner surface of the base groove is inversely proportional to the depth of the base groove.
상기 모재는, 알루미늄 재질 또는 알루미늄합금 재질을 가지고, 상기 제1절연층의 형성 전에 아노다이징 처리되며, 상기 베이스요홈의 내측면은 상기 모재의 상면과 수직을 이루는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판지지대.13. The method of claim 12,
The base material has an aluminum material or an aluminum alloy material, and is anodized before the formation of the first insulating layer, and the inner surface of the base groove is perpendicular to the upper surface of the base material. .
상기 각 지지영역은,
기판의 저면 및 정전척의 상면 사이에서 전열가스가 충진될 수 있도록 돌출형성된 다수의 돌기부들과,
상기 전열가스가 외부로 누출되는 것을 방지하기 위하여 기판의 저면 가장자리를 지지하는 댐이 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판지지대.13. The method of claim 12,
Each of the support areas is
a plurality of protrusions protruding between the bottom surface of the substrate and the top surface of the electrostatic chuck to be filled with a heating gas;
The substrate support of the substrate processing apparatus, characterized in that the dam supporting the bottom edge of the substrate is formed in order to prevent the heat transfer gas from leaking to the outside.
상기 중앙실드부재의 상면은, 상기 댐의 높이와 같거나 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판지지대.17. The method of claim 16,
The upper surface of the central shield member, the substrate support of the substrate processing apparatus, characterized in that formed equal to or lower than the height of the dam.
상기 중앙실드부재는, 상기 직사각형 기판들이 서로 마주보는 내측변에 대응되는 댐들 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판지지대.17. The method of claim 16,
and the central shield member is positioned between dams corresponding to inner sides of the rectangular substrates facing each other.
상기 각 지지영역은, 전열가스의 공급이 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판지지대.13. The method of claim 12,
The substrate support of the substrate processing apparatus, characterized in that the supply of the heat transfer gas is independently controlled in each of the support regions.
상기 공정챔버 내에 설치되어 상기 2장의 직사각형 기판을 지지하는 기판지지대로서 청구항 12, 청구항 14 내지 청구항 19 중 어느 하나의 항에 따른 기판지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.a process chamber for forming a processing space for performing substrate processing on two rectangular substrates introduced from the outside;
20. A substrate processing apparatus, comprising the substrate support according to any one of claims 12 and 14 to 19 as a substrate support installed in the process chamber to support the two rectangular substrates.
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