KR102386547B1 - 기판지지부의 이상 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판지지부의 플레이트부나 히터부의 임피던스를 측정할 수 있는 기판지지부의 이상 측정 장치에 관한 것으로서, 내부에 적어도 하나의 전극이 구비되며 기판을 지지하기 위한 안착 플레이트와, 내부에 상기 전극과 전기적으로 연결되는 RF 로드가 구비되며 상기 안착 플레이트를 지지하기 위한 지지부를 포함하는 기판지지부의 이상을 측정하기 위한 측정 장치를 구성함에 있어서, 상기 안착플레이트의 상면이 안착되는 수용홈부를 구비하는 차폐 플레이트부와, 상기 차폐 플레이트부에 안착된 상기 기판지지부를 외부 전자기파로부터 차단하기 위해 내부 공간이 형성되고 상기 차폐 플레이트부 상부에 결합되며 상부면 중앙에 원형의 개구부가 형성되는 차폐 커버부를 포함하는 차폐 챔버; 상기 RF 로드와 외부에 구비된 임피던스 측정부를 전기적으로 연결하며 상기 차폐 커버부에 구비되는 커넥터 어셈블리;를 포함하고, 상기 차폐 챔버는, 상기 안착 플레이트의 하부를 지지하는 차폐 플레이트부; 및 상기 지지부를 둘러싸는 형상으로 형성되고, 상기 차폐 플레이트부와 고정구로 체결이 가능하게 형성되며, 상면에 상기 커넥터 어셈블리가 형성되는 차폐 커버부;를 포함할 수 있다.

Description

기판지지부의 이상 측정 장치{Testing apparatus for substrate supporting member}
본 발명은 기판지지부의 이상 측정 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 기판지지부의 플레이트부나 히터부의 임피던스를 측정할 수 있는 기판지지부의 이상 측정 장치에 관한 것이다.
기존의 기판지지부는 진공 챔버, 상기 진공 챔버의 내부에 승강 가능하게 제공되며 기판이 안착되는 기판지지부를 포함하며, 기판지지부의 상부에는 전극 및 공정가스가 분출되는 샤워 헤드가 구비될 수 있다.
상기 샤워 헤드를 통해 진공 챔버의 내부에 공정가스가 공급됨과 동시에 상기 샤워 헤드 또는 상기 기판지지부의 전극 또는 히터에 RF 전원이 인가됨에 따라, 진공 챔버의 내부에 공급된 공정 가스는 플라즈마화되어 기판지지부의 상면에 안착된 기판 상에 증착될 수 있다.
특히, 기판지지부에는 RF 파워가 인가될 수 있는 RF 로드가 설치되는 것으로서, 플라즈마의 운영을 위해서 반드시 기판지지부의 임피던스값이 정밀하게 측정되어야 한다.
즉, 기판지지부의 임피던스 파라미터(impedance parameter)를 측정함으로써, 진공 챔버의 내부 임피던스를 산출할 수 있다. 여기서, 임피던스 파라미터미터라 함은, 진공 챔버의 내부 임피던스와 밀접한 관련이 있는 인자(parameter)로서, 진공챔버의 내부 임피던스 변화에 따라 측정값(또는 수치값)이 가변될 수 있는 인자로 이해될 수 있다. 예를 들어, 상기 임피던스 파라미터는 진공 챔버 내에 RF에너지를 공급하는 전극(예를 들어, 샤워헤드)과 접지(예를 들어, 기판지지부) 사이의 전압 실효값(Vrms), 또는 진공챔버(110) 내에 RF에너지를 공급하는 전극(예를 들어, 샤워헤드)과 접지(예를 들어, 기판지지부) 사이의 전류 실효값(Irms)을 포함할 수 있으며, 진공 챔버의 내부로부터 측정되는 전압 실효값(Vrms) 또는 전류 실효값(Irms)의 측정값이 변화함에 따라 진공 챔버의 내부 임피던스가 가변될 수 있다.
그러나, 이러한 종래의 기판지지부의 이상 측정 장치, 특히, 기판지지부의 등 부품의 임피던스를 측정하는 이상 측정 장치들은, 임피던스 측정시, 측정의 대상물이 되는 기판지지부 등의 부품이 외부로 그대로 노출되는 것으로서, 외부 전파 등으로 인한 차폐가 전혀 이루어지지 않아서 측정치에 대한 신뢰도나 재현성이 크게 떨어지는 것은 물론이고, 임피던스 측정시, 기판지지부에 인가되는 RF 파워 등의 전력을 인가하는 과정에서 기판지지부 인근에서 파워가 공기 중이나 기타 부품들로 누설 또는 아킹이 발생되어 측정치가 균일하지 못하거나 인체에 악영향을 주는 등 안전상에도 많은 문제점들이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 기판지지부 등의 기판지지부를 외부로부터 완전히 격리시켜서 외부로부터의 각종 악영향을 방지할 수 있고, 이로 인하여 측정치에 대한 신뢰도나 재현성이 크게 향상시킬 수 있으며, 내부 전력 누설이나 아킹을 방지할 수 있고, 이를 통해 각종 안전 사고를 미연에 방지할 수 있으며, 기판지지부의 견고한 안착과 부품들 간의 조립과 분해를 용이하게 하여 임피던스 측정 작업을 용이하게 할 수 있게 하는 기판지지부의 이상 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 기판지지부의 이상 측정 장치가 제공된다. 상기 기판지지부의 이상 측정 장치는, 내부에 적어도 하나의 전극이 구비되며 기판을 지지하기 위한 안착 플레이트와, 내부에 상기 전극과 전기적으로 연결되는 RF 로드가 구비되며 상기 안착 플레이트를 지지하기 위한 지지부를 포함하는 기판지지부의 이상을 측정하기 위한 측정 장치로서, 상기 안착플레이트의 상면이 안착되는 수용홈부를 구비하는 차폐 플레이트부와, 상기 차폐 플레이트부에 안착된 상기 기판지지부를 외부 전자기파로부터 차단하기 위해 내부 공간이 형성되고 상기 차폐 플레이트부 상부에 결합되며 상부면 중앙에 원형의 개구부가 형성되는 차폐 커버부를 포함하는 차폐 챔버; 및 상기 RF 로드와 외부에 구비된 임피던스 측정부를 전기적으로 연결하며 상기 차폐 커버부에 구비되는 커넥터 어셈블리;를 포함할 수 있다.
상기 기판지지부의 이상 측정 장치에서, 상기 차폐 플레이트부는, 상기 수용홈부의 주변에 상기 차폐 커버부와 상기 고정구로 착탈이 가능하도록 형성되는 테두리부가 형성되는 전체적으로 원판 형상인 플레이트 몸체; 상기 안착 플레이트를 가이드하는 가이드부; 및 상기 안착 플레이트를 상기 수용홈부에 고정시키는 고정 브라켓;을 포함할 수 있다.
상기 기판지지부의 이상 측정 장치에서, 상기 차폐 커버부는, 상기 플레이트 몸체의 상기 테두리부와 상기 고정구로 착탈이 가능하도록 형성되는 플랜지부가 형성되고, 상기 지지부의 상부를 둘러쌀 수 있도록 전체적으로 하부가 개방된 원통 형상으로 형성되는 커버 몸체;를 포함할 수 있다.
상기 기판지지부의 이상 측정 장치에서, 상기 플레이트 몸체는 상기 안착 플레이트 내부의 상기 적어도 하나의 전극과 용량 결합(capacitive coupling)을 형성하도록 알루미늄 성분을 포함할 수 있다.
상기 기판지지부의 이상 측정 장치에서, 상기 커넥터 어셈블리는, 상기 차폐 커버부와 고정구로 착탈 가능하게 고정될 수 있도록 상부에 플랜지부가 형성되고, 하부에 삽입부가 형성되는 커넥터 몸체; 외부 전선과 연결되도록 상기 커넥터 몸체의 상부에 형성되는 적어도 하나의 외부 단자; 상기 기판지지부의 RF 로드와 연결되도록 상기 커넥터 몸체의 하부에 형성되는 적어도 하나의 내부 단자; 및 상기 커넥터 몸체의 내부에 설치되고, 상기 외부 단자와 상기 내부 단자를 전기적으로 연결시키는 리드부;를 포함할 수 있다.
상기와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 기판지지부의 이상 측정 장치에 따르면, 기판지지부 등의 기판지지부를 외부로부터 격리시켜서 외부로부터의 각종 악영향을 방지할 수 있고, 이로 인하여 측정치에 대한 신뢰도나 재현성이 크게 향상시킬 수 있으며, 내부 전력 누설이나 아킹을 방지할 수 있고, 이를 통해 각종 안전 사고를 미연에 방지할 수 있으며, 기판지지부의 견고한 안착과 부품들 간의 조립과 분해를 용이하게 하여 임피던스 측정 작업을 용이하게 할 수 있는 효과를 갖는다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판지지부의 이상 측정 장치를 나타내는 외관 사시도이다.
도 2 및 도 1의 기판지지부의 이상 측정 장치를 나타내는 부품 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 기판지지부의 이상 측정 장치를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판지지부의 이상 측정 장치(100)를 나타내는 외관 사시도이다. 그리고, 도 2 및 도 1의 기판지지부의 이상 측정 장치(100)를 나타내는 부품 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 기판지지부의 이상 측정 장치(100)를 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판지지부의 이상 측정 장치(100)는, 크게 차폐 챔버(10) 및 커넥터 어셈블리(20)를 포함할 수 있다.
예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 차폐 챔버(10)는, 기판지지부(1)를 외부 전자기파로부터 차단하거나 또는 내부 전자기파가 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있도록 내부에 수용 공간(A)이 형성되고, 측정 대상물, 예컨대, 상기 기판지지부(1)를 둘러싸는 통 형상으로 형성되는 일종의 챔버 구조체일 수 있다.
더욱 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 차폐 챔버(10)가 원판형 웨이퍼를 처리하는 단면이 역T자 형상인 서셉터 등을 기판지지부(1)로 하는 경우, 전체 공간이 최적화될 수 있도록 전체적으로 원통 형상으로 형성될 수 있다.
그러나, 이러한 상기 차폐 챔버(10)는 원통 형상에 반드시 국한되지 않는 것으로서, 예컨대, 사각형 기판을 처리하는 서셉터 등을 측정 대상으로 하는 경우, 전체적으로 사각통 형상으로 형성될 수 있다. 이외에도 다각통 형상 등 매우 다양한 형태로 적용될 수 있다.
여기서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 기판지지부(1)는 기판지지부의 수평 방향으로 넓게 형성된 원판형 안착 플레이트(1-1) 및 수직 방향으로 길게 형성된 막대형 RF 로드를 가진 지지부(1-2)를 포함하는 그 단면이 역T자 형상인 기판지지부가 적용된 것으로서, 다양한 기판지지부(1)들 중에 어느 하나를 예시한 것이다. 즉, 이러한 단면이 역T자 형상인 기판지지부인 경우, 이를 수용할 수 있도록 원통 형상의 상기 차폐 챔버(10)가 바람직할 수 있다.
예를 들면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 차폐 챔버(10)는, 크게 2개의 부품으로 이루어질 수 있는 것으로서, 차폐 플레이트부(11) 및 차폐 커버부(12)로 이루어질 수 있다.
더욱 구체적으로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 차폐 플레이트부(11)는 상기 기판지지부(1)의 하부를 지지하는 전체적으로 원판 형상인 바닥 구조체일 수 있다.
즉, 상기 차폐 플레이트부(11)는, 중심부에 상기 기판지지부(1)의 하면과 대응되는 수용홈부(H)가 형성되고, 상기 수용홈부(H)의 주변에 상기 차폐 커버부(12)와 상기 고정구로 착탈이 가능하도록 형성되는 테두리부(E)가 형성되는 전체적으로 원판 형상인 플레이트 몸체(11-1)와, 상기 기판지지부(1)와 상기 수용홈부(H) 사이에 형성되고, 상기 안착 플레이트(1-1)를 안내하는 가이드부(11-2) 및 상기 안착 플레이트(1-1)를 고정시키는 복수개의 고정 브라켓(11-3)을 포함할 수 있다.
따라서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 차폐 플레이트부(11)는, 상술된 상기 원판형 안착 플레이트(1-1)와 대응되는 형상으로 형성되는 것으로서, 일종의 하부 챔버의 역할을 할 수 있다.
여기서, 도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 상기 차폐 플레이트부(11)는, 상기 가이드부(11-2) 및 상기 고정 브라켓(11-3)을 이용하여 상기 안착 플레이트(1-1)를 상기 수용홈부(H)의 내부에 견고하게 지지할 수 있다.
이 때, 상기 안착 플레이트(1-1)는 상기 가이드부(11-2)에 의해 상기 수용홈부(H)의 측면과 이격될 수 있어서 측면 누설 및 아킹 현상을 방지하고, 오로지 상기 차폐 플레이트부(11)는 상기 안착 플레이트(1-1)의 하면과 전기적으로 접촉되어 보다 안정적으로 견고한 기계적, 전기적 연결이 가능하다.
한편, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 차폐 커버부(12)는, 상기 기판지지부(1)의 상부를 둘러싸는 형상으로 형성되고, 상기 차폐 플레이트부(11)와 고정구로 체결이 가능하게 형성되며, 상면에 상기 커넥터 어셈블리(20)가 형성되는 일종의 전체적으로 하부 개방형인 원통체일 수 있다.
더욱 구체적으로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 차폐 커버부(12)는, 상기 플레이트 몸체(11-1)의 상기 테두리부(E)와 상기 고정구로 착탈이 가능하도록 형성되는 플랜지부(F1)가 형성되고, 상기 기판지지부(1)의 상부를 둘러쌀 수 있도록 전체적으로 하부가 개방된 원통 형상으로 형성되는 커버 몸체(12-1) 및 상기 커버 몸체(12-1)의 상면에 형성되는 손잡이부(12-2)를 포함할 수 있다.
따라서, 작업자는 상기 손잡이부(12-2)를 이용하여 상기 커버 몸체(12-1)를 이동하면서 상기 플랜지부(F1)에 볼트나 나사나 너트 등의 고정구들을 이용하여 상기 차폐 플레이트부(11)와 쉽게 체결하거나 내부에 상기 기판지지부(1)를 쉽게 분리할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 커버 몸체(12-1)는, 상기 기판지지부(1)와의 쇼트를 방지하기 위해서 아노다이징 표면 처리 또는 차폐 코팅되는 일체형 구조물이고, 상기 플레이트 몸체(11-1)는 상기 기판지지부(1)와 용량 결합(capacity coupling)을 이루도록 알루미늄 성분을 포함할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 커넥터 어셈블리(20)는 내부에 수용된 RF 로드의 지지부(1-2)와 전기적으로 접속되어 이를 외부의 전선과 연결할 수 있는 것으로서, 일단부가 상기 기판지지부(1)의 일부분과 전기적으로 연결되도록 상기 차폐 챔버(10)의 내부에 형성되고, 중간부가 상기 차폐 챔버(10)를 관통하며, 타단부가 외부 전선과 연결될 수 있도록 상기 차폐 챔버(10)의 외부에 형성되는 일종의 소켓 구조체일 수 있다.
더욱 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 커넥터 어셈블리(20)는, 상기 차폐 커버부(12)와 고정구로 착탈 가능하게 고정될 수 있도록 상부에 플랜지부(F2)가 형성되고, 하부에 삽입부(T)가 형성되는 커넥터 몸체(20-1)와, 상기 외부 전선과 연결되도록 상기 커넥터 몸체(20-1)의 상부에 형성되는 적어도 하나의 외부 단자(20-2)와, 상기 기판지지부(1)인 기판지지부의 RF 로드의 지지부(1-2)와 연결되도록 상기 커넥터 몸체(20-1)의 하부에 형성되는 적어도 하나의 내부 단자(20-3) 및 상기 커넥터 몸체(20-1)의 내부에 설치되고, 상기 외부 단자(20-2)와 상기 내부 단자(20-3)를 전기적으로 연결시키는 적어도 하나의 리드부(20-4)를 포함할 수 있다.
따라서, 이러한 상기 커넥터 어셈블리(20)를 이용하여 내부에 수용된 RF 로드의 지지부(1-2)와 외부의 전선을 전기적으로 연결할 수 있는 것이다.
그러므로, 도 3에 도시된 바와 같이, 임피던스 감지부(30)가 상기 기판지지부의 상기 안착 플레이트(1-1)의 하단부와 상기 RF 로드의 지지부(1-2)의 상단부 사이에 형성되는 내부 임피던스의 순수한 고유값을 외부의 간섭이나 내부의 누설 전류 없이 정밀하고 안전하게 측정할 수 있다.
즉, 기판지지부 등의 기판지지부(1)를 외부로부터 완전히 격리시켜서 외부로부터의 각종 악영향을 차단할 수 있고, 이로 인하여 임피던스 측정치에 대한 신뢰도나 재현성이 크게 향상시킬 수 있으며, 내부 전력 누설이나 아킹을 방지할 수 있고, 이를 통해 각종 안전 사고를 미연에 방지할 수 있으며, 기판지지부(1)의 견고한 안착과 부품들 간의 조립과 분해를 용이하게 하여 임피던스 측정 작업을 용이하게 할 수 있다.
한편, 이러한 본 발명은 도면에 반드시 국한되지 않는 것으로서, 도시하지 않았지만, 임피던스 측정시, 실제 공정 챔버와 유사하거나 같은 환경을 조성할 수 있도록 상기 차폐 챔버(10)에 온도 제어 장치나, 진공 형성 장치나, 가스 공급 장치나, 압력 제어 장치 등이 추가로 설치될 수 있다.
따라서, 실제 기판 처리 공정시의 온도와 진공도와, 가스 환경과, 압력을 모사할 수 있어서 보다 정확한 임피던스 측정치를 얻을 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 기판지지부
10: 차폐 챔버
11: 차폐 플레이트부
11-1: 플레이트 몸체
11-2: 가이드부
11-3: 고정 브라켓
12: 차폐 커버부
12-1: 커버 몸체
12-2: 손잡이부
20: 커넥터 어셈블리
20-1: 커넥터 몸체
20-2: 외부 단자
20-3: 내부 단자
20-4: 리드부
30: 임피던스 감지부
100: 기판지지부의 이상 측정 장치

Claims (5)

  1. 내부에 적어도 하나의 전극이 구비되며 기판을 지지하기 위한 안착 플레이트와, 내부에 상기 전극과 전기적으로 연결되는 RF 로드가 구비되며 상기 안착 플레이트를 지지하기 위한 지지부를 포함하는 기판지지부의 이상을 측정하기 위한 측정 장치로서,
    상기 안착플레이트의 상면이 안착되는 수용홈부를 구비하는 차폐 플레이트부와, 상기 차폐 플레이트부에 안착된 상기 기판지지부를 외부 전자기파로부터 차단하기 위해 내부 공간이 형성되고 상기 차폐 플레이트부 상부에 결합되며 상부면 중앙에 원형의 개구부가 형성되는 차폐 커버부를 포함하는 차폐 챔버; 및
    상기 RF 로드와 외부에 구비된 임피던스 측정부를 전기적으로 연결하며 상기 차폐 커버부에 구비되는 커넥터 어셈블리;를 포함하고,
    상기 차폐 플레이트부는,
    상기 수용홈부의 주변에 상기 차폐 커버부와 고정구로 착탈이 가능하도록 형성되는 테두리부가 형성되는 전체적으로 원판 형상인 플레이트 몸체;
    상기 안착 플레이트를 가이드하는 가이드부; 및
    상기 안착 플레이트를 상기 수용홈부에 고정시키는 고정 브라켓;
    을 포함하는, 기판지지부의 이상 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 차폐 커버부는,
    상기 플레이트 몸체의 상기 테두리부와 상기 고정구로 착탈이 가능하도록 형성되는 플랜지부가 형성되고, 상기 지지부의 상부를 둘러쌀 수 있도록 전체적으로 하부가 개방된 원통 형상으로 형성되는 커버 몸체;
    를 포함하는, 기판지지부의 이상 측정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 플레이트 몸체는 상기 안착 플레이트 내부의 상기 적어도 하나의 전극과 용량 결합(capacity coupling)을 형성하도록 알루미늄 성분을 포함하는, 기판지지부의 이상 측정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 커넥터 어셈블리는,
    상기 차폐 커버부와 고정구로 착탈 가능하게 고정될 수 있도록 상부에 플랜지부가 형성되고, 하부에 삽입부가 형성되는 커넥터 몸체;
    외부 전선과 연결되도록 상기 커넥터 몸체의 상부에 형성되는 적어도 하나의 외부 단자;
    상기 기판지지부의 RF 로드와 연결되도록 상기 커넥터 몸체의 하부에 형성되는 적어도 하나의 내부 단자; 및
    상기 커넥터 몸체의 내부에 설치되고, 상기 외부 단자와 상기 내부 단자를 전기적으로 연결시키는 적어도 하나의 리드부;
    를 포함하는, 기판지지부의 이상 측정 장치.
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