KR102657777B1 - 하부 전극 어셈블리, 플라즈마 처리 장치 및 포커스링을 교체하는 방법 - Google Patents

하부 전극 어셈블리, 플라즈마 처리 장치 및 포커스링을 교체하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하부 전극 어셈블리, 플라즈마 처리 장치 및 포커스링을 교체하는 방법을 제공하며, 여기서, 상기 하부 전극 어셈블리는, 처리대상 서브스트레이트를 적재하는 베이스; 상기 베이스의 주변을 둘러싸는 포커스링; 상기 포커스링의 아래쪽에 설치되고, 그 원주방향을 따라 복수 개의 홈이 설치되는 커버링; 상기 홈 내부에 설치되고, 그 내측 상단 코너에는 단차가 설치되며, 상기 단차는 일부 포커스링을 지지하는 이동 블록; 상기 이동 블록과 연결되며, 상기 이동 블록을 구동하여 포커스링이 상하로 이동하도록 구동하는 구동장치;를 포함한다. 상기 하부 전극 어셈블리를 이용하여 포커스링을 교체할 경우 반응 챔버를 열지 않고 교체를 실현할 수 있다.

Description

하부 전극 어셈블리, 플라즈마 처리 장치 및 포커스링을 교체하는 방법{BOTTOM ELECTRODE ASSEMBLY, PLASMA PROCESSING APPARATUS, AND METHOD OF REPLACING FOCUS RING}
본 발명은 반도체 분야에 관한 것으로, 특히는 하부 전극 어셈블리, 플라즈마 처리 장치 및 포커스링을 교체하는 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 제조의 다양한 공정에서, 플라즈마 처리는 처리대상 서브스트레이트를 디자인 패턴으로 가공하는 핵심 공정이다. 전형적인 플라즈마 처리 공정에서, 공정 가스는 무선 주파수(Radio Frequency，RF)의 여기작용에 의해 플라즈마를 형성한다. 이와 같은 플라즈마는 상부 전극과 하부 전극 사이의 전기장(용량 결합)을 통과 하거나 또는 인덕턴스 코일을 통해 무선 주파수 전자기장을 반응 챔버에 전송하여 플라즈마(유도 결합)를 형성하고, 플라즈마를 이용하여 처리대상 서브스트레이트 표면에 물리적 충격 작용 및 화학 반응이 발생되도록 함으로써, 처리대상 서브스트레이트 표면을 처리한다.
기존의 플라즈마 처리 장치는, 일반적으로 처리대상 서브스트레이트의 주변에 하나의 포커스링을 설치하며, 상기 포커스링은 처리대상 서브스트레이트 가장자리의 기류 및 전자기장 분포를 변경하기 위한 것으로서, 처리대상 서브스트레이트 에칭 성능을 향상시키는 작용을 한다. 포커스링은 장기적으로 플라즈마 에칭 환경에 있어, 에칭 시간의 증가에 따라 포커스링은 점차 침식되므로, 소정의 에칭 시간이 경과하면, 포커스링을 교체해야 한다. 기존의 포커스링을 교체하는 방법은 플라즈마 처리 장치의 반응 챔버를 수동으로 열어야 하므로, 해당 과정은 유지보수 인력의 작업 강도를 증가하고 동시에 플라즈마 처리 장치의 실제 작업 효율도 감소한다. 상기 문제에 대해, 반응 챔버를 열지 않고 교체를 실현할 수 있도록, 새로운 포커스링 리프팅 및 운반 구조를 설계하는 것이 시급하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 반응 챔버를 열지 않고 포커스링의 교체를 실현할 수 있도록, 하부 전극 어셈블리, 플라즈마 처리 장치 및 포커스링을 교체하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적인 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 하부 전극 어셈블리를 제공하며, 상기 하부 전극 어셈블리는, 처리대상 서브스트레이트를 적재하는 베이스; 상기 베이스의 주변을 둘러싸는 포커스링; 상기 포커스링의 아래쪽에 설치되고, 그 원주방향을 따라 복수 개의 홈이 설치되는 커버링; 상기 홈 내부에 설치되고, 그 내측에는 단차가 설치되며, 상기 단차는 일부 포커스링을 지지하는 이동 블록; 상기 이동 블록과 연결되며, 상기 이동 블록을 구동하여 포커스링이 상하이동하도록 구동하는 구동장치;를 포함한다.
선택 가능하게, 상기 이동 블록의 재료는 세라믹 재료이다.
선택 가능하게, 각각의 상기 이동 블록은 커버링의 외부 측벽보다 외측으로 돌출되는 연장부를 포함하며, 상기 구동장치는 상기 연장부에 연결된다.
선택 가능하게, 상기 구동장치는 실린더 구동장치 또는 전기 구동장치이다.
선택 가능하게, 상기 구동장치가 실린더 구동장치일 경우, 상기 구동장치는 실린더 및 구동로드를 포함하고, 상기 구동로드는 상기 이동 블록과 연결된다.
선택 가능하게, 상기 커버링의 아래쪽에 위치하고, 상기 구동로드가 관통되는 플라즈마 가둠 장치; 상기 커버링의 아래쪽에 위치하고, 상기 베이스를 둘러싸며, 상기 실린더와 연결되는 접지링;을 더 포함한다.
선택 가능하게, 상기 홈의 개수는 3개 이상이다.
선택 가능하게, 베어링을 더 포함하되, 상기 베어링은 링부 및 링부의 방사방향을 따라 설치되는 복수 개의 스포크를 포함하고, 상기 스포크는 상기 이동 블록의 아래쪽에 설치되며, 상기 링부의 직경은 커버링의 직경보다 크며; 상기 구동장치는 베어링과 연결되며, 상기 베어링이 동작하도록 구동하여, 상기 이동 블록과 포커스링의 상하이동을 구동한다.
선택 가능하게, 상기 베어링과 이동 블록은 탈부착 가능하게 연결된다.
선택 가능하게, 상기 베어링과 이동 블록은 나사를 통해 연결된다.
선택 가능하게, 상기 베어링의 재료는 세라믹 재료를 포함한다.
선택 가능하게, 상기 베어링은 환형 구조이고, 상기 베어링은 상기 이동 블록의 아래쪽에 설치된다.
선택 가능하게, 상기 포커스링이 구동장치에 의해 들어올려진 후, 상기 포커스링을 제거하거나, 또는 상기 포커스링을 베이스의 주변에 배치하는 로봇 암을 더 포함한다.
선택 가능하게, 상기 단차는 상기 이동 블록의 내측 상단 코너에 설치된다.
이에 대응하여, 본 발명은 플라즈마 처리 장치를 더 제공하며, 상기 플라즈마 처리 장치는, 반응 챔버; 상기 반응 챔버 내부에 위치하는 상기 하부 전극 어셈블리;를 포함한다.
선택 가능하게, 상기 반응 챔버의 상단에 위치하고, 상기 하부 전극과 대향하게 설치되며, 상기 반응 챔버로 반응 가스를 수송하기 위한 샤워헤드 플레이트를 더 포함한다.
선택 가능하게, 상기 반응 챔버의 상단에 위치하는 유전체 윈도우; 상기 유전체 윈도우에 위치하는 인덕턴스 코일; 상기 반응 챔버 내부에 반응 가스를 수송하는 가스 수송 장치;를 더 포함한다.
선택 가능하게, 상기 반응 챔버 내부를 진공 환경으로 만드는 진공 펌프를 더 포함한다.
이에 대응하여, 본 발명은 포커스링을 교체하는 방법을 제공하며, 상기 방법은, 상기 하부 전극 어셈블리를 제공하는 단계; 상기 구동장치를 이용하여, 이동 블록을 위쪽으로 이동시켜 포커스링이 위쪽으로 이동하도록 구동하는 단계; 상기 포커스링을 들어올린 후, 로봇 암을 이용하여 상기 포커스링을 제거하는 단계;를 포함한다.
선택 가능하게, 새로운 포커스링을 제공하는 단계; 상기 새로운 포커스링을 상기 이동 블록의 단차 위에 배치하는 단계; 상기 새로운 포커스링을 상기 이동 블록의 단차 위에 배치한 후, 구동장치를 이용하여 상기 처리대상 서브스트레이트가 베이스의 표면에 위치할 때까지 이동 블록과 포커스링을 아래쪽으로 이동하도록 구동하는 단계;를 더 포함한다.
기존의 기술과 비교할 경우, 본 발명 실시예의 기술방안은 아래와 같은 발명 효과를 갖는다:
본 발명의 기술방안에서 제공되는 하부 전극 어셈블리에서, 플라즈마 환경에 노출된 상기 포커스링이 침식되어 더 이상 공정 요건을 만족하지 않을 경우, 상기 구동장치를 이용하여 이동 블록을 위쪽으로 이동하도록 구동하고, 상기 이동 블록은 위쪽으로 이동하는 과정에서 포커스링이 위쪽으로 이동하도록 구동한 후, 로봇 암을 이용하여 공정 요건을 만족하지 않는 포커스링을 제거할 수 있다. 다음으로, 로봇 암을 이용하여 새로운 포커스링을 이동 블록의 홈 내부에 배치하고, 다음 단계의 에칭 공정을 위해 새로운 포커스링과 이동 블록은 구동장치의 작용하에 공정상태까지 아래쪽으로 이동한다. 따라서, 반응 챔버를 열지 않고 포커스링을 교체하여, 반응 챔버 내의 진공 환경이 파괴되지 않음으로써, 포커스링을 교체한 후, 반응 챔버 내의 진공도를 다시 조절할 필요 없이 직접 다음 단계 공정을 진행할 수 있으며, 따라서, 플라즈마 처리 장치의 작업 효율 향상에 유리하다.
도 1은 본 발명의 플라즈마 처리 장치의 구조 예시도이다.
도 2는 본 발명의 하부 전극 어셈블리의 구조 예시도이다.
도 3은 본 발명의 커버링의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 도 2의 하부 전극 어셈블리의 평면도이다.
도 5는 도 2의 베어링의 평면 예시도이다.
도 6은 도 2의 하부 전극 어셈블리에서 포커스링을 들어올렸을 경우의 구조 예시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 하부 전극 어셈블리의 구조 예시도이다.
도 8은 도 7의 하부 전극 어셈블리의 평면 예시도이다.
도 9는 본 발명의 포커스링을 교체하는 방법의 흐름도이다.
배경기술에서 설명한 바와 같이, 포커스링의 교체는 반응 챔버를 수동으로 열어야 하므로, 본 발명은 반응 챔버를 열지 않고 포커스링의 교체를 실현할 수 있도록, 하부 전극 어셈블리 및 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것에 주력하며, 아래 상세하게 설명을 진행한다.
도 1은 본 발명의 플라즈마 처리 장치의 구조 예시도이다.
도 1을 참조하면, 플라즈마 처리 장치(1)는 반응 챔버(10), 상기 반응 챔버(10)의 바닥에 위치하고 처리대상 서브스트레이트(W)를 적재하는 하부 전극 어셈블리(11), 상기 반응 챔버(10)의 상단에 위치하는 유전체 윈도우(12), 상기 유전체 윈도우(12)의 표면에 위치하는 인덕턴스 코일(13)을 포함한다.
본 실시예에서, 상기 플라즈마 처리 장치(1)는 유도 결합 플라즈마 에칭 장치(ICP)이며, 상기 플라즈마 처리 장치(1)는 상기 반응 챔버(10) 내부에 반응 가스를 수송하는 가스 수송 장치(14), 인덕턴스 코일(13)과 연결되는 무선 주파수 전원(15), 무선 주파수 매칭 네트워크(17)를 통해 하부 전극 어셈블리(11)에 옵셋 무선 주파수 전압을 인가하여 플라즈마에서 하전 입자의 충격 방향을 제어하는 옵셋 무선 주파수 전원(16), 반응 챔버(10)의 아래쪽에 추가로 설치되어 반응 챔버(10)에서 반응 부산물을 배출하고 반응 챔버(10)의 진공 환경을 유지하는 진공 펌프(18)를 더 포함한다.
일 실시예에서, 유전체 윈도우(12)에 근접한 반응 챔버(10) 측벽의 일단에는 가스 수송 장치(14)가 설치되고, 다른 실시예에서 가스 수송 장치(14)는 유전체 윈도우(12)의 중심 영역에 설치될 수도 있으며, 가스 수송 장치(14)는 반응 챔버(10) 내부에 반응 가스를 주입하며, 상기 무선 주파수 전원(15)의 무선 주파수 전력은 인덕턴스 코일(13)을 구동하여 비교적 강한 고주파 교번 자기장을 생성함으로써, 반응 챔버(10) 내부의 저압 반응 가스가 이온화되어 플라즈마를 생성하도록 한다. 플라즈마는 전자, 이온, 들뜬 상태의 원자, 분자 및 라디칼 등 대량의 활성 입자를 포함하며, 상기 활성 입자는 처리대상 서브스트레이트의 표면과 다양한 물리 반응 및 화학 반응을 일으켜, 서브스트레이트 표면의 형상이 변경되도록 하며, 즉 에칭 과정을 완성할 수 있다.
본 실시예에서, 플라즈마 처리 장치는 용량 결합 플라즈마 에칭 장치(CCP)이며, 상기 플라즈마 처리 장치는, 상기 반응 챔버의 상단에 설치되는 장착 기판, 및 상기 장착 기판 상에 위치하고 정전척과 대향되게 설치되는 샤워헤드 플레이트; 상기 샤워헤드 플레이트와 연결되고, 반응 가스를 반응 챔버 내부로 수송하는 가스 공급 장치; 샤워헤드 플레이트 또는 베이스에 연결되는 무선 주파수 전원;을 더 포함하며, 대응되는 샤워헤드 플레이트 또는 베이스는 접지되고, 상기 무선 주파수 전원에서 생성되는 무선 주파수 신호는 샤워헤드 플레이트와 베이스에 의해 형성되는 커패시턴스를 통해 반응 가스를 플라즈마로 변환하고, 상기 플라즈마는 처리대상 서브스트레이트에 대해 플라즈마 공정 처리를 진행한다.
아래 하부 전극 어셈블리(11)에 대해 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 하부 전극 어셈블리의 구조 예시도이고; 도 3은 본 발명의 커버링의 평면도이며; 도 4는 본 발명의 도 2의 하부 전극 어셈블리의 평면도이고; 도 2는 도 4의 A-A1선에 따른 단면 예시도이다.
도 2를 참조하면, 하부 전극 어셈블리(11)는 베이스(101), 포커스링(103), 커버링(104), 이동 블록(105), 베어링(106) 및 구동장치를 포함한다. 상기 베이스(101)는 처리대상 서브스트레이트(W)를 적재하며, 상기 포커스링(103)은 상기 베이스(101)의 주변을 둘러싸며, 상기 커버링(104)은 상기 포커스링(103)의 주변에 설치되고 상단 표면이 위쪽의 플라즈마에 노출되며, 여기서 커버링(104)의 바닥은 포커스링(103)의 바닥보다 낮고, 커버링(104)의 원주방향을 따라 복수 개의 홈이 설치되며, 상기 이동 블록(105)은 상기 홈 내부에 설치되고, 그 내측에는 단차가 설치되며, 상기 단차는 일부 포커스링(103)을 지지하며, 이동 블록(105)의 상부 표면은 커버링(104)의 상부 표면과 동일한 높이에 위치하여 플라즈마 처리의 균일성을 개선할 수 있으며, 상기 베어링(106)은 상기 이동 블록(105)의 아래쪽에 위치하고, 상기 구동장치는 상기 베어링(106)과 연결되며, 상기 베어링(106)을 구동하여 이동 블록(105)과 포커스링(103)이 상하로 이동하도록 한다.
상기 하부 전극 어셈블리(11)는 상기 베이스(101) 위에 위치하고, 처리대상 서브스트레이트(W)를 정전기적으로 흡착하는 정전척(102)을 더 포함한다. 처리대상 서브스트레이트(W)에 대해 표면 처리를 진행하는 경우, 처리대상 서브스트레이트(W) 가장자리의 플라즈마 분포의 불균일성을 개선하기 위해, 상기 처리대상 서브스트레이트(W)의 주변에 포커스링(103)을 제공하며, 이는 처리대상 서브스트레이트(W)의 반경을 외측으로 확장하는 것과 동일하며, 처리대상 서브스트레이트(W) 위쪽과 동일한 조건의 플라즈마가 포커스링(103) 위쪽에 생성되며, 처리대상 서브스트레이트(W) 위쪽의 플라즈마 분포 가장자리를 포커스링(103)의 외부 측벽까지 효과적으로 확장하고, 플라즈마의 분포 범위를 증가시키며, 처리대상 서브스트레이트(W) 표면의 플라즈마의 밀도 분포 곡선을 확장하여, 처리대상 서브스트레이트(W)의 플라즈마의 밀도 분포를 평탄하게 함으로써, 처리대상 서브스트레이트(W)의 플라즈마 밀도 분포가 더욱 균일화되어, 가장자리 영역 및 중심 영역의 에칭 공정 균일성을 보장하는데 유리하다.
상기 포커스링(103)의 재료에는 규소 또는 탄화규소가 포함되고, 상기 처리대상 서브스트레이트(W)의 재료에는 규소가 포함되며, 따라서, 처리대상 서브스트레이트(W) 표면을 플라즈마 처리하는 과정에서, 포커스링(103)의 표면도 쉽게 에칭된다. 즉, 처리대상 서브스트레이트(W) 표면을 플라즈마 처리하는 과정에서, 포커스링(103)의 높이가 점점 감소하며, 상기 포커스링(103)의 높이가 일정한 정도까지 감소하면, 공정의 요구를 만족하기 어려우므로, 이때 새로운 포커스링(103)으로 교체해야 한다.
본 실시예에서, 상기 구동장치는 실린더 구동장치이며, 구체적으로 실린더(108) 및 구동로드(107)를 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 구동장치는 전기 구동장치이다.
본 실시예에서, 상기 이동 블록(105)은 커버링(104)의 외부 측벽보다 외측으로 돌출되고, 상기 구동장치는 상기 돌출된 이동 블록(105)과 연결된다.
상기 커버링(104)은 상기 커버링(104)의 아래쪽에 위치하는 부속품을 보호하여 플라즈마의 부식을 방지한다. 상기 커버링(104)의 재료에는 산화규소가 포함된다. 상기 커버링(104)의 원주방향을 따라 복수 개의 홈(104a, 도 3참조)이 설치된다. 상기 홈(104a)은 이동 블록(105)을 수용하며, 상기 이동 블록(105)의 재료에는 세라믹 재료가 포함되어, 상기 이동 블록(105)이 플라즈마 환경에 노출되어도, 플라즈마의 부식을 방지할 수 있도록 한다. 일 실시예에서, 상기 이동 블록(105)의 내측 상단 코너에는 단차(105a)가 더 설치되며, 다른 실시예에서, 상기 단차는 이동 블록 내측의 다른 위치에 설치될 수도 있다. 상기 단차는 일부 포커스링(103)을 지지하기 위한 것으로, 베어링(106)이 상하로 이동하도록 구동장치(실린더(108) 및 구동로드(107))를 구동할 경우, 포커스링(103)도 상하로 이동하도록 구동될 수 있다.
상기 베어링(106)과 이동 블록(105)은 커넥터(110, 도 4 참조)를 통해 탈부착 가능하게 연결된다. 구체적으로, 일 실시예에서, 상기 베어링(106)과 이동 블록(105)은 나사를 통해 견고하게 연결된다.
플라즈마 처리 장치는 상기 커버링(104)의 아래쪽에 위치하고 상기 구동로드(107)가 관통되는 플라즈마 가둠 장치; 상기 커버링(104)의 아래쪽에 위치하고 상기 베이스(101)를 둘러싸며 상기 실린더(108)와 연결되는 접지링(109);을 더 포함한다.
도 5를 참조하면, 상기 베어링(106)은 링부(106a) 및 링부(106a)를 따라 방사상으로 설치된 복수 개의 스포크(106b)를 포함한다. 여기서 스포크(106b)의 개수가 3개인 것을 예시적으로 설명하며, 상기 스포크(106b)의 개수는 제한되지 않는다.
상기 스포크(106b)는 상기 커버링(104)의 주변에 설치되며, 상기 스포크(106b)는 이동 블록(105)의 아래쪽에 설치된다. 따라서 상기 구동장치가 베어링(106)을 상방으로 이동하도록 구동시킬 때, 상기 스포크(106b)와 이동 블록(105) 사이의 큰 접촉 면적에 의해, 상기 스포크(106b)는 상기 이동 블록(105)을 지지할 수 있다. 이동 블록(105) 양력의 응력 포인트는 중심이 아닌 단부에 있으므로, 들어올릴 때 이동 블록(105)에 비틀림 모멘트가 생성되어 편향이 발생되는 것을 방지하기 위해, 스포크(16b)와 이동 블록(105) 사이의 접촉면적을 증가함으로써, 이동 블록(105)이 수직상향력을 받아, 커버링(104)의 홈벽과의 긁힘 또는 걸림을 방지할 수 있다.
또한, 이와 같이 상기 베어링(106)을 디자인하는 경우, 상기 링부(106a)가 비교적 작은 폭을 갖게 되며, 상기 링부(106a)는 아래쪽 플라즈마 가둠 장치를 적게 차폐하며, 상기 진공 펌프(18)는 반응 챔버(10) 내부의 가스를 용이하게 추출할 수 있다. 또한, 상기 링부(106a)의 폭이 비교적 작아, 상기 베어링(106)의 무게가 가벼워지므로, 포커스링(103)을 용이하게 들어올릴 수 있다.
상기 포커스링(103)을 일정 높이로 들어올리면, 상기 이동 블록(105)은 상기 베어링(106)의 위쪽에 위치하고, 인접한 이동 블록(105)이 서로 이격되며, 인접한 이동 블록(105) 사이의 간격은 로봇 암이 그 사이에 진입하여 더 이상 공정 요구를 만족하지 않는 포커스링(103)에 접근하고 제거하도록 하여, 새로운 포커스링(103)으로 교체하도록 한다. 상기 포커스링(103)을 교체하는 과정에서 반응 챔버를 열 필요가 없어, 반응 챔버 내부의 진공 환경이 파괴되지 않으며, 새로운 포커스링(103)으로 교체한 후, 반응 챔버 내부의 진공도를 조정할 필요 없이, 다음 단계의 공정을 직접 진행할 수 있으며, 따라서, 플라즈마 처리 장치의 작업 효율 향상에 유리하다.
도 6은 도 2의 하부 전극 어셈블리에서 포커스링을 들어올렸을 경우의 구조 예시도이다.
실린더(108)를 이용하여 상기 구동로드(107)를 구동하고, 상기 구동로드(107)는 베어링(106)을 들어올리며, 상기 베어링(106)은 이동 블록(105) 및 포커스링(103)을 위쪽으로 이동하도록 구동하고, 상기 포커스링(103), 이동 블록(105) 및 베어링(106)이 일정한 높이까지 이동하면, 로봇 암(130)은 포커스 링(103) 아래쪽에 배치될 때까지 인접한 이동 블록(105) 사이의 간극을 통과하고, 공정 요구를 만족하지 않는 상기 포커스링(103)을 제거한다. 이어서, 상기 로봇 암(130)을 이용하여 새로운 포커스링(103)을 상기 이동 블록(105)의 단차 위에 배치하고, 상기 실린더(108)는 상기 구동로드(107)를 아래쪽으로 구동시켜, 상기 포커스링(103)이 처리대상 서브스트레이트(W)의 주변을 감싸도록 함으로써, 다음 단계의 공정을 위해 준비되어, 처리대상 서브스트레이트(W)의 표면을 에칭하는데 비교적 우수한 균일성을 제공한다.
도 7은 본 발명의 다른 하부 전극 어셈블리의 구조 예시도이고; 도 8은 도 7의 하부 전극 어셈블리의 평면도이며, 도 7은 도 8의 B-B1선에 따른 단면 구조 예시도이다.
도 7과 도 8을 참조하면, 하부 전극 어셈블리는(20)는 베이스(201), 정전척(202), 포커스링(203), 커버링(204), 이동 블록(205) 및 구동장치를 포함한다. 상기 정전척(202)은 베이스(201) 위에 설치되며 처리대상 서브스트레이트(W)를 적재하며, 상기 포커스링(203)은 상기 베이스(201)의 주변을 둘러싸며, 상기 커버링(204)은 상기 포커스링(203)의 아래쪽에 설치되고 그 원주방향을 따라 복수 개의 홈이 설치되며, 상기 이동 블록(205)은 상기 홈 내부에 설치되고, 그 내측 상단 코너에는 단차가 설치되며, 상기 단차는 일부 포커스링(203)을 지지하며, 상기 구동장치는 상기 이동 블록(205)과 연결되며, 포커스링(203)이 상하로 이동하도록 상기 이동 블록을 구동한다.
본 실시예에서, 상기 구동장치는 실린더 구동장치이며, 구체적으로 실린더(208) 및 구동로드(207)를 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 구동장치는 전기 구동장치이다.
본 실시예에서, 상기 실린더(208)는 상기 구동로드(207)를 구동하여, 상기 이동 블록(205)을 들어올리고, 상기 이동 블록(205)은 포커스링(203)이 위쪽으로 동작하도록 구동하며, 인접한 이동 블록(205) 사이에 간극이 있으므로, 로봇 암은 그 사이를 통과하여 포커스링(203)을 꺼내어, 공정 요구를 만족하지 않는 포커스링(203)을 교체할 수 있다. 상기 포커스링(203)을 꺼내는 과정에서 반응 챔버를 열 필요가 없으므로, 반응 챔버 내부의 진공 환경이 파괴되지 않으며, 새로운 포커스링(203)을 교체한 후, 반응 챔버 내부의 진공도를 조정할 필요가 없고, 다음 단계의 공정을 직접 진행할 수 있으며, 따라서, 플라즈마 처리 장치의 작업 효율 향상에 유리하다.
이에 대응하여, 본 발명은 포커스링을 교체하는 방법을 제공하며, 구체적인 것은 도 9를 참조한다.
도 9를 참조하면, S1은 상기 하부 전극 어셈블리를 제공하는 단계이고; S2는 상기 구동장치를 이용하여 이동 블록을 위쪽으로 이동시켜 포커스링이 위쪽으로 이동하도록 구동하는 단계이며, S3은 상기 포커스링을 들어올린 후 로봇 암을 이용하여 상기 포커스링을 제거하는 단계이다.
도 9에 도시된 방법을 이용하여 공정 요구에 부합되지 않는 포커스링을 제거할 때 반응 챔버의 상단 커버를 열 필요가 없으므로, 반응 챔버 내부의 진공 환경이 파괴되지 않아, 작업 효율의 향상에 유리하다.
포커스링을 교체하는 방법에는, 새로운 포커스링을 제공하는 단계; 상기 새로운 포커스링을 상기 이동 블록의 단차 위에 배치하는 단계; 상기 새로운 포커스링을 상기 이동 블록의 단차 위에 배치한 후, 구동장치를 이용하여 상기 처리대상 서브스트레이트가 베이스의 표면에 배치될 때까지 이동 블록과 포커스링을 아래쪽으로 이동하도록 구동하여, 포커스링의 교체를 실현하는 단계;가 더 포함된다.
상기와 같이 본 발명을 공개하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 그 어떤 당업자든지 모두 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양한 변경 및 수정을 진행할 수 있으며, 따라서 본 발명의 보호범위는 청구항에 의해 한정되는 범위를 기준으로 해야 한다.

Claims (20)

  1. 처리대상 서브스트레이트를 적재하는 베이스;
    상기 베이스의 주변을 둘러싸는 포커스링;
    상기 포커스링의 주변에 설치되고, 그 원주방향을 따라 복수 개의 홈이 설치되는 커버링;
    상기 홈 내부에 설치되고, 그 내측에는 단차가 설치되며, 상기 단차는 일부 포커스링을 지지하는 이동 블록;
    상기 이동 블록과 연결되며, 상기 이동 블록을 구동하여 포커스링이 상하로 이동하도록 구동하는 구동장치;를 포함하고,
    상기 커버링의 상단 표면이 위쪽의 플라즈마에 노출되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치에 사용되는 하부 전극 어셈블리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동 블록의 재료는 세라믹 재료인 것을 특징으로 하는 하부 전극 어셈블리.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동 블록 각각은 커버링의 외부 측벽보다 외측으로 돌출되는 연장부를 포함하고, 상기 구동장치는 상기 연장부에 연결되는 것을 특징으로 하는 하부 전극 어셈블리.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동장치는 실린더 구동장치 또는 전기 구동장치인 것을 특징으로 하는 하부 전극 어셈블리.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 구동장치가 실린더 구동장치일 경우, 상기 구동장치는 실린더 및 구동로드를 포함하고, 상기 구동로드는 상기 이동 블록과 연결되는 것을 특징으로 하는 하부 전극 어셈블리.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 커버링의 아래쪽에 위치하고, 상기 구동로드가 관통되는 플라즈마 가둠 장치; 상기 커버링의 아래쪽에 위치하고, 상기 베이스를 둘러싸며, 상기 실린더와 연결되는 접지링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하부 전극 어셈블리.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 홈의 개수는 3개 이상인 것을 특징으로 하는 하부 전극 어셈블리.
  8. 청구항 1에 있어서,
    베어링을 더 포함하되,
    상기 베어링은 링부 및 링부의 원심을 향해 설치되는 복수 개의 스포크를 포함하고, 상기 스포크는 상기 이동 블록의 아래쪽에 설치되며, 상기 링부의 직경은 커버링의 직경보다 크며; 상기 구동장치는 베어링과 연결되며, 상기 베어링이 상하로 동작하도록 구동하여, 상기 이동 블록과 포커스링의 상하이동을 구동하는 것을 특징으로 하는 하부 전극 어셈블리.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 베어링과 이동 블록은 탈부착 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 하부 전극 어셈블리.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 베어링과 이동 블록은 나사를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 하부 전극 어셈블리.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 베어링의 재료는 세라믹 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 하부 전극 어셈블리.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 베어링은 환형 구조이고, 상기 베어링은 상기 이동 블록의 아래쪽에 설치되는 것을 특징으로 하는 하부 전극 어셈블리.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 포커스링이 구동장치에 의해 들어올려진 후, 상기 포커스링을 제거하거나, 또는 상기 포커스링을 베이스의 주변에 배치하는 로봇 암을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하부 전극 어셈블리.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 단차는 상기 이동 블록의 내측 상단 코너에 설치되는 것을 특징으로 하는 하부 전극 어셈블리.
  15. 반응 챔버;
    상기 반응 챔버 내부에 배치되는 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 따른 하부 전극 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 반응 챔버의 상단에 위치하고, 상기 하부 전극과 대향하게 설치되며, 상기 반응 챔버로 반응 가스를 수송하는 샤워헤드 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 반응 챔버의 상단에 위치하는 유전체 윈도우; 상기 유전체 윈도우에 위치하는 인덕턴스 코일; 상기 반응 챔버 내부에 반응 가스를 수송하는 가스 수송 장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 반응 챔버 내부를 진공 환경으로 만드는 진공 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  19. 청구항 13에 따른 하부 전극 어셈블리를 제공하는 단계;
    상기 구동장치를 이용하여, 이동 블록을 위쪽으로 이동시켜 포커스링이 위쪽으로 이동하도록 구동하는 단계;
    상기 포커스링을 들어올린 후, 로봇 암을 이용하여 상기 포커스링을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 포커스링을 교체하는 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    새로운 포커스링을 제공하는 단계;
    상기 새로운 포커스링을 상기 이동 블록의 단차 위에 배치하는 단계;
    상기 새로운 포커스링을 상기 이동 블록의 단차 위에 배치한 후, 구동장치를 이용하여 포커스링이 베이스의 외주변에 위치할 때까지 이동 블록과 포커스링을 아래쪽으로 이동하도록 구동하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포커스링을 교체하는 방법.
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