KR102406094B1 - 기판 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 기판의 플라즈마 처리 공정이 진행되고, 상부가 개방된 공정 챔버(100); 상기 공정 챔버(100) 내에 배치되며, 기판을 지지하는 서셉터(110); 상기 공정 챔버(100)의 개방된 상부를 덮는 챔버 덮개(200); 상기 챔버 덮개(200)의 상부에 결합되고, 상부에서 하부방향으로 넓어지도록 테이퍼 형상으로 형성되는 리드(300); 및 상기 리드(300)의 상부에 결합되고, 플라즈마를 발생시켜 상기 기판에 플라즈마를 제공하는 플라즈마 발생 유닛(400);을 포함하여, 기판의 직경 크기에 따라 공정 챔버의 크기가 달라지더라도 공정 챔버를 덮는 리드를 동일하게 사용할 수 있는 기판 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.

Description

기판 플라즈마 처리 장치 {SUBSTRATE PLASMA APPARAUS}
본 발명은 기판 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 기판의 직경 크기에 따라 공정 챔버 교체 없이 사용할 수 있는 기판 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 플라즈마는 이온이나 전자, 라디칼(Radical) 등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말하며, 플라즈마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성된다.
플라즈마 처리 장치로는 플라즈마 생성 에너지원에 따라 축전 용량성 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma, CCP) 처리 장치, 유도 결합형 플라즈마 (Inductively Coupled Plasma, ICP) 처리 장치 및 마이크로웨이브 플라즈마(Microwave Plasma) 처리 장치 등이 제안되어 있으며, 이 중, 유도 결합형 플라즈마(ICP) 처리 장치는 낮은 압력에서 고밀도의 플라즈마를 생성시킬 수 있는 등의 장점으로 인해 널리 사용되고 있다.
또한, 반응성 가스와 가스 혼합물은, 전자 디바이스와 광학 디바이스를 제조하기 위한 반도체 웨이퍼 등의 재료의 처리를 포함하는 많은 생산 공정에서 사용된다. 반응성 가스는, 예를 들어, 초소형 전자기기 제조시 유전 재료와 반도체 재료 또는 포토레지스트와 폴리이미드 등의 다양한 마스킹 막을 에칭하도록 박막 증착 및 에칭에 사용될 수 있다. 반응성 가스는, 유전 막과 금속 막을 형성하는 데 사용될 수 있으며, 또한, 웨이퍼 처리의 다양한 단계들에서 웨이퍼 표면을 세정하는 데 사용될 수 있다.
이러한 플라즈마 처리 장치는 기판의 크기에 따라 공정 챔버를 기판 크기에 맞는 공정 챔버로 교체해야 한다. 이렇게 교체된 공정 챔버는 공정 세팅을 다시하고 테스트를 거쳐 다시 공정에 들어간다. 공정 챔버를 교체하고 세팅하고 테스트를 거쳐 다시 공정에 들어가는 시간이 길어져 제조 공정 시간이 오래 걸리는 문제가 발생한다.
본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기판의 직경 크기에 따라 공정 챔버 교체 없이 사용할 수 있는 기판 플라즈마 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 기판의 플라즈마 처리 공정이 진행되고, 상부가 개방된 공정 챔버(100); 상기 공정 챔버(100) 내에 배치되며, 기판을 지지하는 서셉터(110); 상기 공정 챔버(100)의 개방된 상부를 덮는 챔버 덮개(200); 상기 챔버 덮개(200)의 상부에 결합되고, 상부에서 하부방향으로 넓어지도록 테이퍼 형상으로 형성되는 리드(300); 및 상기 리드(300)의 상부에 결합되고, 플라즈마를 발생시켜 상기 기판에 플라즈마를 제공하는 플라즈마 발생 유닛(400); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 서셉터(110)는, 원판 형태로 형성되고, 중심에서 방사형으로 복수개의 관통홀(111)이 형성되며, 상기 공정 챔버(100)는, 상기 공정 챔버(100) 내부의 바닥부와 상기 서셉터(110) 사이에 배치되고, 상기 관통홀(111)을 관통하여 상기 기판을 상하 방향으로 이동시키는 복수개의 핀(121)을 포함하는 기판 기프팅부(120)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 챔버 덮개(200)는, 중심이 상기 기판의 직경보다 더 크게 관통되어 형성되는 중심홀(210)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 리드(300)는, 하부면에 상기 중심홀(210)의 내부에 삽입되도록 하부 방향으로 돌출되고, 상기 중심홀(210)과 대응되는 형상으로 형성되는 돌출부(310); 및 상기 리드(300)의 테이퍼진 형상의 하부 끝단에서 외측방향으로 돌출되도록 형성되고, 상기 챔버 덮개(200)의 상부면과 밀착되는 밀착부(320); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 리드(300)는, 테이퍼진 형상의 상부 두께보다 하부 두께가 점진적으로 더 두꺼워지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 플라즈마 발생 유닛(400)은, 내부가 통공되는 원통 형상으로 형성되는 본체(410); 상기 본체(410)의 내부를 관통하여 배치되는 플라즈마 반응기(420); 상기 반응기(420)의 외측 둘레를 상부에서 하부까지 권취되어 형성되며, 내부에 냉각유체가 순환되는 냉각유로(431)를 포함하는 플라즈마 냉각 코일(430); 및 상기 본체(410)의 상부 측면에 형성되어 상기 반응기(420) 내부로 가스를 공급하는 가스 공급부(440); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 본체(410)는 상단 및 하단의 중간 부분에서 측면 방향으로 직사각형 형상으로 확장되어 형성되는 도파관(411)을 포함하고, 상기 도파관(411)은 직사각형 형상에서 짧은 변이 상기 본체(411)의 길이방향과 평행하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리드(300)는 상기 리드(300)의 내부에 결합되며, 상부에서 하부방향으로 넓어지도록 테이퍼 형상으로 형성되고, 하부의 내경이 상기 기판의 직경과 대응되게 형성되는 이너 리드(350)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이너 리드(350)의 하부는 상기 리드(300)의 하부와 대응되는 위치까지 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 이너 리드(350)의 하부는 상기 챔버 덮개(200)의 하부와 대응되는 위치까지 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 이너 리드(350)의 상부는 상기 리드(300)와의 사이에 가스가 유통되는 것을 방지하는 실링부재(351)가 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 이너 리드(350)의 상부는 상기 리드(300)의 상부방향으로 돌출되어 형성되는 가스 유입 방지부(352)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 리드(300)는 상기 가스 유입 방지부(352)가 대응되는 위치에 상기 가스 유입 방지부(352)가 삽입되는 홈(330)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기판 플라즈마 처리 장치는 기판의 직경 크기에 따라 공정 챔버 교체 없이 사용할 수 있어, 기판 크기에 따라 플라즈마 처리 장치를 손쉽게 세팅할 수 있는 장점을 가지고 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 플라즈마 처리 장치의 대략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리드 및 챔버 덮개의 분해 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서셉터 및 기판 리프팅부의 분해 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 발광 유닛의 내부 단면도이다.
도 5는 본 발명의 리드 및 챔버 덮개의 제1 실시 예에 따른 내부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 리드 및 챔버 덮개의 제2 실시 예에 따른 내부 단면도이다.
도 7은 본 발명의 리드 및 챔버 덮개의 제3 실시 예에 따른 내부 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리드 및 챔버 덮개의 A 부분 확대도이다.
도 9는 본 발명의 리드 및 챔버 덮개의 A 부분 확대도의 또 다른 실시예이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리드 및 챔버 덮개의 B 부분의 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
다만, 이하의 도 1 내지 도 10을 통하여 설명되는 기판 플라즈마 처리 장치는, 본 발명에 따른 특징적인 기능을 소개함에 있어서, 필요한 구성요소만이 도시된 것으로서, 그 외 다양한 구성요소가 기판 플라즈마 처리 장치에 포함될 수 있음은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 플라즈마 처리 장치의 대략도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리드 및 챔버 덮개의 분해 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서셉터 및 기판 리프팅부의 분해 단면도이고, 도 4은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 발광 유닛의 내부 단면도이다.
본 발명은 기판의 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로서, 공정 챔버(100), 챔버 덮개(200), 리드(300), 및 플라즈마 발생 유닛(400)을 포함하여 형성된다.
상기 공정 챔버(100)는 기판의 플라즈마 처리 공정이 진행되고, 상부가 개방되어 형성된다. 또한, 상기 공정 챔버(100)는 내부에 기판을 지지하는 서셉터(110)가 구비되기도 한다. 이때, 상기 서셉터(110)는, 원판 형태로 형성되고, 중심에서 방사형으로 복수개의 관통홀(111)이 형성된다.
상기 공정 챔버(100)는 측면에 기판이 유출입되는 통로(미도시)가 구비되기도 한다. 즉, 상기 기판이 상기 통로를 통해 공정 챔버(100) 내부로 유입되고, 서셉터(110)의 상부면에 안착된다. 또한, 상기 공정 챔버(100)은 플라즈마 처리 공정 시 진공 상태를 유지하기도 한다.
상기 챔버 덮개(200)는 상기 공정 챔버(100)의 개방된 상부를 덮는다. 이때, 상기 챔버 덮개(200)는 중심이 기판의 직경보다 더 크게 관통되어 형성되는 중심홀(210)이 구비되기도 한다. 또한, 상기 중심홀(210)는 리드(300)와 대응되는 크기로 형성되기도 한다.
도 1 및 도 2를 참고하여 설명하면, 상기 리드(300)는 상기 챔버 덮개(200)의 상부에 결합되고, 상부에서 하부방향으로 넓어지도록 테이퍼 형상으로 형성된다.
상기 리드(300)는, 하부면에 상기 중심홀(210)의 내부에 삽입되도록 하부 방향으로 돌출되는 돌출부(310)와, 상기 챔버 덮개(200)의 상부면과 밀착되는 밀착부(320)를 포함하여 형성된다.
상기 돌출부(310)는 상기 중심홀(210)과 대응되는 형상으로 형성된다. 또한, 상기 돌출부(310)의 양 끝의 직경이 상기 중심홀(210)의 내부 직경과 대응되는 크기로 형성되기도 한다. 이러한, 상기 돌출부(310)는 상기 중심홀(210)에 삽입된다.
상기 밀착부(320)는 상기 리드(300)의 테이퍼진 형상의 하부 끝단에서 외측방향으로 돌출되도록 형성된다. 또한, 상기 밀착부(320) 및 챔버 덮개(200)의 상부면 사이에 실링부재(미도시)가 더 구비되어 더욱 밀착력을 높일 수 있다.
또한, 상기 리드(300)는, 테이퍼진 형상의 상부 두께보다 하부 두께가 점진적으로 더 두꺼워지도록 형성된다.
이러한 상기 리드(300)와 챔버 덮개(200)가 서로 분리 및 결합되는 구조로 형성되어, 기판의 크기에 따라 공정 챔버(100) 및 챔버 덮개(200)의 크기가 달라지더라도, 리드(300)의 크기를 동일하게 사용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 여기서, 상기 챔버 덮개(200)의 크기가 달라지더라도 중심홀(210) 직경의 크기를 상기 리드(300)의 돌출부(310)의 직경과 대응되는 크기로 형성하여, 상기 리드(300)를 동일하게 사용할 수 있다. 이때, 기판의 직경 크기는 200 ∼ 300mm 범위의 기판을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 챔버 덮개와 리드가 분리형으로 형성되어, 둘 중 하나의 부품이 부식에 의해 손상이 있을 경우, 부식된 부품만 교체하여 유지 보수가 유리한 장점을 가지고 있다.
도 3에서 보는 바와 같이, 상기 공정 챔버(100)는, 상기 공정 챔버(100) 내부의 바닥부와 상기 서셉터(110) 사이에 기판(미도시)을 상하로 이동시키는 기판 기프팅부(120)가 구비되기도 한다. 상기 기판 기프팅부(120)는 상기 관통홀(111)을 관통하는 복수개의 핀(121)을 구비한다. 또한, 상기 핀(121)은 상단에 탄성부재(122)가 구비된다. 상기 탄성부재(122)는 기판을 지지할 때, 기판에 충격을 최소화하기 위한 것으로 고무, 실리콘 등으로 형성될 수 있다. 상기 기판 기프팅부(120)가 상하로 이동하면, 복수개의 핀(121)이 상기 관통홀(111)을 관통하여 상하방향으로 이동하게 되며, 상기 핀(121)들이 상하 방향으로 이동하면서, 상기 서셉터(110)의 상부에 안착된 기판을 상하방향으로 이동시킨다.
도 4에서 보는 바와 같이, 상기 플라즈마 발생 유닛(400)은, 본체(410), 플라즈마 반응기(420), 플라즈마 냉각 코일(430) 및 가스 공급부(440)을 포함하여 구성된다.
상기 플라즈마 발생 유닛(400)은 상기 리드(300)의 상부에 결합되고, 플라즈마를 발생시켜 상기 기판에 플라즈마를 제공한다.
상기 본체(410)는 내부가 통공되는 원통 형상으로 형성된다.
상기 플라즈마 반응기(420)는 상기 본체(410)의 내부를 관통하여 배치된다. 이러한, 상기 플라즈마 반응기(420)는 마이크로파 에너지를 실질적으로 투과시키고 플라즈마 처리를 위한 적절한 기계적 특성, 열적 특성 및 화학적 특성을 갖는 재료로 제조되기도 한다. 예를 들어 상기 플라즈마 반응기(420)는 석영, 사파이어 또는 알루미나로 사용될 수 있다. 상기 플라즈마 반응기(420)의 상부에 위치하는 가스 공급부(440)는 공정 가스들이 플라즈마 반응기(420) 내로 도입될 수 있게 한다. 플라즈마 반응기(420)의 최하부는 리드(300)에 결합된다. 플라즈마 반응기(420)에서 발생하는 반응성 가스 종들은 공정 챔버(100) 내부를 향하여 하류측으로 흐른다.
상기 플라즈마 냉각 코일(430)은 상기 플라즈마 반응기(420)의 외측 둘레를 상부에서 하부까지 권취되어 형성된다. 상기 플라즈마 냉각 코일(430)은 상기 본체(410) 및 플라즈마 반응기(420)와 밀착되도록 형성된다.
또한, 상기 플라즈마 냉각 코일(430)은 내부에 냉각유체가 순환되는 냉각유로(431)가 형성된다. 더욱 상세하게 설명하면, 상기 본체(410)의 상부 측면에 냉각유체가 공급되는 냉각유체 공급부(432)가 구비되고, 상기 본체(410)의 하부 측면에 냉각유체가 유출되는 냉각유체 출수부(433)가 구비된다.
상기 가스 공급부(440)는 상기 본체(410)의 상부 측면에 형성되어 상기 플라즈마 반응기(420)의 내부로 가스를 공급한다. 또한, 상기 가스 공급부(440)는 상기 냉각유체 공급부(432)의 상부에 구비되기도 한다. 상기 가스는 가스 공급부(440)를 통해 유입되어, 플라즈마 반응기(420)를 통과하여 공정 챔버(100)의 유출구(미도시)를 통해 배출될 수 있다.
상기 본체(410)는 상단 및 하단의 중간 부분에 측면 방향으로 확장되어 형성되는 도파관(411)을 포함한다. 상기 도파관(411)은 직사각형 단면을 갖고, 길이가 짧은 변이 플라즈마 반응기(420)의 길이방향과 평행하도록 배향된다. 마이크로파 에너지는 도파관(411)을 통해 공간(412)에 결합되거나 유도된다. 플라즈마 냉각 코일(430)에 의해 둘러싸인 유전형 플라즈마 반응기(420)은 상기 공간(412)의 중심에 위치한다. 플라즈마 냉각 코일(430)은 플라즈마 반응기(420)으로부터 열을 제거하도록 플라즈마 반응기(420)에 열적 결합된다. 구체적으로 플라즈마 냉각 코일(430)은 플라즈마 반응기(420)의 외부 둘레에 나선형으로 권취될 수 있다. 인접하는 루프들 간의 이격은 플라즈마 반응기의 온도를 제어하도록 선택될 수 있다. 인접하는 루프들 간의 이격은, 마이크로파 전계의 전파를 확실히 하면서 플라즈마 반응기(420)의 온도를 최소화하도록 선택될 수 있다.
또한, 상기 본체(410)는 최상부에 광 센서(450)가 구비되기도 한다. 더욱 상세하게 설명하면, 상기 광 센서(450)는 플라즈마로부터의 발광을 감시하도록 공간(412) 상에 설치되기도 한다. 이런한, 광 센서(450)는 플라즈마 반응기(420)에 플라즈마가 점화될 때 기동된다. 마이크로파 전력 턴온 후의 플라즈마 형성을 나타내며, 후속 공정 파라미터들을 제어하는 데 사용될 수 있다. 추가적으로, 압력 센서(미도시)를 플라즈마 반응기(420)에 유체적으로 연결하여 공정 동안 플라즈마 반응기(420)에서의 가스 압력을 감시할 수 있다.
도 5는 본 발명의 리드 및 챔버 덮개의 제1 실시 예에 따른 내부 단면도이고, 도 6은 본 발명의 리드 및 챔버 덮개의 제2 실시 예에 따른 내부 단면도이고, 도 7은 본 발명의 리드 및 챔버 덮개의 제3 실시 예에 따른 내부 단면도이다.
도 5 내지 도 7에서 보는 바와 같이, 본 발명의 기판 플라즈마 처리 장치의 또 다른 실시예는 상기 리드(300)의 내부에 이너 리드(350)가 더 구비될 수 있다.
상기 이너 리드(350)는 기판의 직경에 맞게 플라즈마 발생 유닛(400)을 통과하는 가스 분포를 더욱 정확하게 할 수 있다. 일반적으로 플라즈마 발생 유닛(400)을 통과한 가스는 이온화되어 기판에 증착된다. 이때, 기판의 직경이 작을 때, 이온화된 가스가 기판이 아닌 서셉터(110)에 불필요하게 증착되기도 한다. 이를 보완하기 위해 본 발명은 리드(300)의 내부에 기판 직경에 따라 이너 리드(350)를 결합하여 가스의 분포를 더욱 균일하게 분포할 수 있다.
또한, 이러한, 상기 이너 리드(350)는 기판의 직경에 따라 리드(300)를 따로 교체하지 않아도 이너 리드(350)를 결합하여 손쉽게 장치를 세팅할 수 있다. 기판의 직경에 따라 리드(300)를 교체할 경우, 플라즈마 장치의 진공 상태와 같은 기초 세팅을 다시 시도해야하는 번거러움이 있다. 그러나, 상기 이너 리드(350)를 결합할 경우, 기초 세팅을 다시 하지 않아도 되기 때문에 제조공정 시간을 단축시킬 수 있다.
도 5 및 도 6 에서 보는 바와 같이, 상기 이너 리드(350)는 상기 리드(300)의 내부에 결합되며, 상부에서 하부방향으로 넓어지도록 테이퍼 형상으로 형성되고, 하부의 내경이 상기 기판의 직경과 대응되게 형성된다. 이때, 상기 이너 리드(350)의 하부의 내경은 기판의 직경에 따라 대응되는 크기로 형성된다. 예를 들어, 기판이 도 8의 이너 리드(350)의 하부의 내경보다 작을 경우, 도 9에서 보는 바와 같이, 상기 이너 리드(350)의 하부의 내경이 작아진 기판의 직경과 대응되는 크기로 교체하여 사용할 수 있다.
또한, 도 5 및 7에서 보는 바와 같이, 상기 이너 리드(350)는 하부가 상기 리드(300)의 하부와 대응되는 위치까지 형성될 수도 있고, 상기 챔버 덮개(200)의 하부와 대응되는 위치까지 형성될 수도 있다. 상기 이너 리드(350)의 하부가 상기 챔버 덮개(200)의 하부와 대응되는 위치까지 형성될 경우, 이온화된 가스가 기판까지 안내되어 더욱 균일하게 분포될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리드 및 챔버 덮개의 A 부분 확대도이다.
도 8에서 보는 바와 같이, 상기 이너 리드(350)는 상부에 상기 리드(300)와의 사이에 가스가 유통되는 것을 방지하는 실링부재(351)가 배치될 수 있다. 상기 실링부재(351)는 고무, 실리콘 등의 소재로 사용될 수 있다.
더욱 상세하게 설명하면, 상기 이너 리드(350)는 상기 리드(300)와 밀착하여 결합되더라도, 상기 리드(300)와 이너 리드(350) 사이에 이격된 간격이 형성될 수 있다. 이러한 간격은 플라즈마 발생 유닛(400)을 통과한 가스가 상기 간격으로 샐 수 있어, 기판 상에 이온화된 가스를 균일하게 분포하는 것을 방해할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 상기 실링부재(351)는 상기 간격으로 가스가 유통되는 것을 방지하여, 가스가 기판 상에 더욱 균일하게 분포할게 할 수 있다.
도 9는 본 발명의 리드 및 챔버 덮개의 A 부분 확대도의 또 다른 실시예이다.
도 9에서 보는 바와 같이, 상기 이너 리드(350)의 상부는 상기 리드(300)의 상부방향으로 돌출되어 형성되는 가스 유입 방지부(352)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 가스 유입 방지부(352)의 상부에는 실링부재(351)가 배치될 수 있다. 또한, 상기 리드(300)는 상기 가스 유입 방지부(352)가 대응되는 위치에 상기 가스 유입 방지부(352)가 삽입되는 홈(330)이 형성될 수 있다. 더욱 상세하게 설명하면, 상기 가스 유입 방지부(352)가 상기 홈(330)에 삽입되어, 상기 리드(300)의 내경과 가스 유입 방지부(352)가 평평하게 형성되어, 플라즈마 발생 유닛(400)을 통과한 가스가 상기 가스 유입 방지부(352)에 걸리지 않아 가스의 흐름에 방해되지 않는 장점이 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리드 및 챔버 덮개의 B 부분의 확대도이다.
또한, 상기 이너 리드(350)와 리드(300)는 서로 결합되는 결합부가 형성될 수 있다. 예를 들어 도 10에서 보는 바와 같이, 상기 이너 리드(350)는 볼록부(353)가 형성되고, 상기 리드(300)는 상기 볼록부(353)와 대응되는 형상으로 형성되는 오목부(354)가 형성되어 결합될 수 있다. 또 다른 예로 상기 이너 리드(350)와 리드(300)를 서로 결합시키기 위해 나사와 같은 결합부재를 사용할 수도 있다.
상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 대해 기재한 것이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적인 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경하여 실시할 수 있음을 명시한다.
100 : 공정 챔버
110 : 서셉터
111 : 관통홀
120 : 기판 리프팅부
121 : 핀
122 : 탄성 부재
200 : 챔버 덮개
210 : 중심홀
300 : 리드
310 : 돌출부
320 : 밀착부
330 : 홈
350 : 이너 리드
351 : 실링부재
352 : 가스 유입 방지부
353 : 볼록부
354 : 오목부
400 : 플라즈마 발생 유닛
410 : 본체
411 : 도파관
412 : 공간
420 : 반응기
430 : 플라즈마 냉각 코일
431 : 냉각유로
432 : 냉각유체 공급부
433 : 냉각유체 출수부
440 : 가스 공급부
450 : 광센서

Claims (13)

  1. 기판의 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    기판의 플라즈마 처리 공정이 진행되고, 상부가 개방된 공정 챔버(100);
    상기 공정 챔버(100) 내에 배치되며, 기판을 지지하는 서셉터(110);
    상기 공정 챔버(100)의 개방된 상부를 덮는 챔버 덮개(200);
    상기 챔버 덮개(200)의 상부에 결합되고, 상부에서 하부방향으로 넓어지도록 테이퍼 형상으로 형성되는 리드(300); 및
    상기 리드(300)의 상부에 결합되고, 플라즈마를 발생시켜 상기 기판에 플라즈마를 제공하는 플라즈마 발생 유닛(400);
    을 포함하며,
    상기 리드(300)는
    상기 리드(300)의 내부에 결합되며, 상부에서 하부방향으로 넓어지도록 테이퍼 형상으로 형성되고, 하부의 내경이 상기 기판의 직경과 대응되는 크기로 형성되는 이너 리드(350)를 포함하고,
    상기 이너 리드(350)의 하부는
    상기 챔버 덮개(200)의 하부와 대응되는 위치까지 형성되고,
    상기 이너 리드(350)의 상부는
    상기 리드(300)와의 사이에 가스가 유통되는 것을 방지하는 실링부재(351)가 배치되고,
    상기 이너 리드(350)는 볼록부(353)가 형성되고, 상기 리드(300)는 상기 볼록부(353)와 대응되는 형상으로 형성되는 오목부(354)가 형성되어 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 기판의 플라즈마 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서셉터(110)는,
    원판 형태로 형성되고, 중심에서 방사형으로 복수개의 관통홀(111)이 형성되며,
    상기 공정 챔버(100)는,
    상기 공정 챔버(100) 내부의 바닥부와 상기 서셉터(110) 사이에 배치되고, 상기 관통홀(111)을 관통하여 상기 기판을 상하 방향으로 이동시키는 복수개의 핀(121)을 포함하는 기판 기프팅부(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 플라즈마 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 챔버 덮개(200)는,
    중심이 상기 기판의 직경보다 더 크게 관통되어 형성되는 중심홀(210)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 플라즈마 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 리드(300)는,
    하부면에 상기 중심홀(210)의 내부에 삽입되도록 하부 방향으로 돌출되고, 상기 중심홀(210)과 대응되는 형상으로 형성되는 돌출부(310); 및
    상기 리드(300)의 테이퍼진 형상의 하부 끝단에서 외측방향으로 돌출되도록 형성되고, 상기 챔버 덮개(200)의 상부면과 밀착되는 밀착부(320);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 플라즈마 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 리드(300)는,
    테이퍼진 형상의 상부 두께보다 하부 두께가 점진적으로 더 두꺼워지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 플라즈마 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생 유닛(400)은,
    내부가 통공되는 원통 형상으로 형성되는 본체(410);
    상기 본체(410)의 내부를 관통하여 배치되는 플라즈마 반응기(420);
    상기 반응기(420)의 외측 둘레를 상부에서 하부까지 권취되어 형성되며, 내부에 냉각유체가 순환되는 냉각유로(431)를 포함하는 플라즈마 냉각 코일(430); 및
    상기 본체(410)의 상부 측면에 형성되어 상기 반응기(420) 내부로 가스를 공급하는 가스 공급부(440);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 플라즈마 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 본체(410)는
    상단 및 하단의 중간 부분에서 측면 방향으로 직사각형 형상으로 확장되어 형성되는 도파관(411)을 포함하고,
    상기 도파관(411)은 직사각형 형상에서 짧은 변이 상기 본체(410)의 길이방향과 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 플라즈마 처리 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 이너 리드(350)의 상부는
    상기 리드(300)의 상부방향으로 돌출되어 형성되는 가스 유입 방지부(352)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 플라즈마 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 리드(300)는
    상기 가스 유입 방지부(352)가 대응되는 위치에 상기 가스 유입 방지부(352)가 삽입되는 홈(330)이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 플라즈마 처리 장치.
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