KR20070014698A - 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 그 구성은 진공챔버 내에 위치한 하부전극 상에 제1RF전원을 인가하여 기판상에 소정의 공정을 실시하는 플라즈마 처리장치에 있어서, 적어도 하나 이상의 윈도우와; 상기 윈도우가 안착되는 프레임과; 상기 윈도우의 상부에 위치하고, 제2RF전원을 인가받는 적어도 하나 이상의 고주파 안테나;를 포함하여 이루어지며, 상기 윈도우에 대해 상기 고주파 안테나가 각각 독립되도록 위치시킨 것을 특징으로 하는 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.

본 발명은 다중 분할된 윈도우 상에 각각 격판으로 독립되도록 하는 고주파 안테나를 구비시켜 상기 고주파 안테나의 자기장이 프레임에 의해 간섭되지 않도록 하는 효과가 있다.

안테나, 플라즈마 처리장치

Description

다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치{Plasma Processing apparatus of Equipped Multi MICP}

도 1은 종래의 플라즈마 처리장치를 나타내는 단면도.

도 2는 종래의 플라즈마 처리장치의 윈도우를 나타내는 부분 확대 사시도.

도 3은 본 발명의 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치를 나타내는 분해 사시도.

도 4는 도 3에 도시된 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치를 나타내는 단면도.

도 5는 도 3에 도시된 윈도우와 프레임을 나타내는 부분 확대 단면도.

도 6은 본 발명의 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치의 프레임을 나타내는 부분 확대 사시도.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 플라즈마 처리장치 110 : 진공챔버

114 : 제1RF전원 116 : 제2RF전원

120 : 윈도우 122 : 윈도우

124 : 프레임 124a : 격판

124b : 지지체 130 : 하부전극

200 : 고주파 안테나 300 : 피처리 기판

본 발명은 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다중 분할된 윈도우 상에 각각 격판으로 독립되도록 하는 고주파 안테나를 구비시켜 상기 고주파 안테나의 자기장이 프레임에 의해 간섭되지 않도록 하는 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정 디스플레이(LCD)의 제조 공정에 있어서, 유리로 만든 직사각형의 LCD 유리 기판의 표면에 대하여 증착막 생성, 에칭 등의 처리가 실시된다. 이러한 처리를 플라즈마를 사용하여 실행하는 장치로서, 고밀도 플라즈마를 발생시킬 수 있는 유도 결합 플라즈마 처리장치가 알려져 있다.

유도 결합 플라즈마 처리장치의 전형적인 구조는 기밀 처리실의 천정에 유전체를 배치하고, 해당 유전체 상에 고주파 안테나가 배치된다. 고주파 안테나에 의해 처리실 내에 유도 전계가 형성되고, 해당 전계에 의해 처리 가스가 플라즈마로 변화한다. 이렇게 하여 생성된 플라즈마 가스를 사용하여 처리실에 배치된 피처리 기판에 대하여 증착막 생성 및 에칭 등의 처리가 실시되는 것이다.

통상적으로 피처리 기판은 LCD 패널을 제작하기 위한 전단계로 1개의 피처리 기판에서 다수개의 LCD 패널을 제작하게 되는데, 그러기 때문에 LCD 패널의 크기는 피처리 기판의 크기와 비례하게 되고, 또한 피처리 기판의 크기에 따라 LCD 패널의 크기가 결정됨으로 LCD 패널이 커지면 상대적으로 피처리 기판도 커지게 되어 피처리 기판의 처리 공정 또한 상대적으로 대형화되고, 피처리 기판의 대형화로 인해 피처리 기판과 고주파 안테나의 사이에 배치되는 유전체도 대형화로 인해 에너지 효율의 저하 원인이 되었다.

도 1은 종래의 플라즈마 처리장치를 나타내는 단면도이며, 도 2는 종래의 다른 플라즈마 처리장치를 나타내는 사시도이다.

도 1에 도시된 바에 의하면, 상기 플라즈마 처리장치는, 제품이 놓이는 진공챔버(10)와, 상기 진공챔버(10) 바깥에서 발생되는 RF 필드 발생용 전기발생원(12)과, RF 필드와 커플링 되도록 진공챔버(10) 내부에 위치여 프레임(16)에 의해 개별 지지되는 복수의 윈도우(3)와, 상기 윈도우(3) 상에 위치한 평면 안테나(13)로 이루어져서, 대형화되고 있는 기판(300)과 대응되는 윈도우(3)의 크기가 커짐에 따라 윈도우를 복수개로 하고, 상기 윈도우를 지지하는 프레임을 하부에 둠으로써 윈도우가 처지는 것을 방지하고 있다.

그러나 상기 윈도우의 자중을 상쇄시키기 위해 프레임의 두께를 두껍게 하여, 윈도우와 윈도우 사이 간격이 커지는 문제점이 있었다.

또한, 상기 프레임의 두께가 두꺼워짐에 따라 상대적으로 기판과의 간격이 멀어져 플라즈마 가스와 기판의 반응이 효과적으로 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

이에 따라 상기 문제점을 극복하기 위해 안출된 것이, 도 2의 플라즈마 처리장치인데, 그 구성을 보면, 도 1에서와 같이 전체 크기의 윈도우(3')를 복수개로 분할한 윈도우(3')와, 상기 각각의 분할된 윈도우(3')를 하면에서 결합시키는 지지대(16')와, 상기 지지대(16')와 연개되어 진공챔버(미도시)와 결속될 수 있게 하는 지지봉(8a)을 가지며, 상기 유전체(3')의 중심부에는 가스를 주입할 수 있는 가스주입관(8b)을 포함하고 있다.

이렇게 지지봉을 이용한 지지를 통해 상기 윈도우의 대형화로 인한 윈도우의 처짐 현상의 문제점을 극복하고, 상기 프레임의 두께를 얇게 할 수 있었으나, 상기 도 1 또는 도 2를 보면, 상기 하나의 평면 안테나를 복수 윈도우 전체에 걸쳐 형성하고 있어서, 상기 평면 안테나를 통해 이동하는 자기장이 상기 윈도우를 통해 플라즈마 가스와 반응하여야 하는데 상기 평면 안테나가 상기 프레임 상에 걸쳐 있는 형태여서 프레임에 의한 자기장의 변화를 초래하여 플라즈마 가스의 밀도를 변화시키는 문제점이 있었다.

또한, 상기 도 1 또는 도 2는 복수의 윈도우 전체에 걸쳐 평면 안테나가 형성되어 있어서, 상기 안테나를 설치하기 위해서는 프레임을 하면에서 두껍게 구성하거나 하면에 있는 프레임을 지지봉을 사용하여 지지하는 구조를 채택할 수밖에 없는 문제점이 있으며, 상기 하나의 평면 안테나가 복수의 윈도우 전체에 걸쳐 안착되어, 상기 프레임을 윈도우 상면으로 돌출시킬 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 다중 분할된 윈도우 상에 각각 격판으로 독립되도록 하는 고주파 안테나를 구비시켜 상기 고주파 안테나의 자기장이 프레임에 의해 간섭되지 않도록 하는 다중 안테 나가 구비된 플라즈마 처리장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해 구현된다.

본 발명의 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치는, 진공챔버 내에 위치한 하부전극 상에 제1RF전원을 인가하여 기판상에 소정의 공정을 실시하는 플라즈마 처리장치에 있어서, 적어도 하나 이상의 윈도우와; 상기 윈도우가 안착되는 프레임과; 상기 윈도우의 상부에 위치하고, 제2RF전원을 인가받는 적어도 하나 이상의 고주파 안테나;를 포함하여 이루어지며, 상기 윈도우에 대해 상기 고주파 안테나가 각각 독립되도록 위치시킨 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 프레임은 적어도 하나 이상의 격판과, 상기 격판과 결합되는 지지체를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 프레임은 상기 윈도우와 윈도우 사이에 격판을 위치시키고, 상기 격판을 상기 윈도우의 상면보다 더 돌출시킬 수 있다.

본 발명의 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 프레임은 상하면이 개방된 사각의 격자 형상으로 이루어진다.

본 발명의 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 고주파 안테나는 상기 윈도우와 직교하는 수직의 나선형태로 이루어진다.

본 발명의 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 윈도우는 짝수개로 분할되어 이루어진 것이다.

본 발명의 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 고주파 안테나는 짝수개로 이루어진 것이다.

본 발명의 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 고주파 안테나 하나의 RF전원공급기에 병렬로 연결될 수 있다.

본 발명의 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 고주파 안테나는 사각형상으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 제2RF전원이 상기 제1RF전원 보다 더 큰 주파수를 가질 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바에 의하면, 플라즈마 처리장치(100)는 진공챔버(110), 제2RF전원(114), 윈도우(122), 프레임(124), 덮개(126), 하부전극(130)과 고주파 안테나(200)를 포함하여 이루어진다.

상기 진공챔버(110)는 소정의 공간을 가지며, 그 일측에 진공챔버(110)의 내부를 고진공으로 유지하기 위한 펌핑장치(미도시)를 구비되며, 상기 진공챔버(110) 상부는 개방된 상태로 형성된다.

상기 제2RF전원(114)은 특정 주파수를 갖는 유도 전계 형성용 교류전원을 다수개의 전원공급선을 이용해 고주파 안테나(200)에 공급한다.

상기 윈도우(122)는 4개의 동일 크기를 갖는 것으로 형성되어 프레임(124)에 안착된다.

상기 프레임(124)은 얇은 판 형태를 갖는 격판(124a)을 십자형상으로 구성하고, L자 형태의 지지체(124b)에 결합시켜 그 결합된 형상이 격자 형상을 이루게 하며, 상기 격자 형상으로 분할된 안착부(125) 상에 상기 윈도우(122)를 안착할 수 있게 한다.

또한, 상기 프레임(124)은 상기 진공챔버(110)의 상면부에 안착되며, 상기 진공챔버(110)를 밀폐시킬 수 있도록, 상기 프레임(124)과 진공챔버(110) 상면부 사이에는 실링 처리하는 것이 바람직하다.

상기 실링 처리는 상기 진공챔버의 고진공 상태를 유지할 수 있는 것이면 어떠한 것도 가능함으로 그 구성의 설명은 생략하기로 한다.

그리고, 상기 프레임(124)은 격판(124a)을 통해 윈도우와 윈도우가 맞다는 간격을 최소화하고, 상기 격판(124a)이 상부로 돌출되도록 하여 윈도우와 윈도우를 각각 독립되도록 함으로써 상기 고주파 안테나(200)에서 발생하는 자기장이 프레임(124)에 의해 간섭받지 않도록 할 수 있으며, 상기 프레임에 의해 상기 윈도우(122)를 다수개로 분할하여 자중을 보다 효과적으로 분산함으로써 윈도우가 처지는 현상을 방지할 수 있게 된다.

예컨대, 상기 윈도우(124a)의 폭을 L이라 하고, 상기 윈도우(124a)의 두께를 T라하며, 상기 윈도우(124a)의 자중을 P라할 때, 상기 P에 의해 처지는 것은 폭 L 또는 두께 T에 의해 영향을 받는데, 여기서 상기 폭 L을 프레임에 의해 분할함으로 써 두께 T와 무관하게 처짐을 방지가 가능하다.

또한, 도 6에 도시된 바에 의하면, 상기 격판(124a)의 높이 H라하고, 상기 격판의 폭을 A라며, 상기 격팍의 길이를 L'라 하며, 그리고 상기 프레임(124)의 자중을 P'라 할 때, 상기 P에 의해 발생할 수 있는 격판 또는 지지체의 처림은 높이 H와 폭 A에 의해 영향을 받는데, 여기서 높이 H나 폭 A를 증가시킴으로써 자중 P'와 대응되는 반력을 얻을 수 있다.

따라서 상기 폭 A는 윈도우와 윈도우의 사이 간격을 좌우하기 때문에 최소한의 폭을 유지시키고, 반대로 높이 H를 증가시킴으로써 자중 P와 대응되는 반력을 보상받아 프레임(122)의 처짐을 방지하는 것이 가능하게 된다.

그리고, 상기 지지체(124b)가 L자 형상을 하고 있으므로 그 효율을 더욱 극대화할 수 있게 된다.

상기 고주파 안테나(200)는 상기 윈도우(122)의 상부에 위치하여 하나의 RF전원(114)을 병렬로 연결하여 공급받아 그 내부에서 일정한 자기장을 형성하고, 상기 윈도우(122) 상에 자기력을 인가함으로써 진공챔버(110) 내부의 플라즈마 가스의 밀도를 높여 피처리 기판(300) 상에 소정의 공정 등을 처리할 수 있게 하는 것이다.

그리고, 상기 고주파 안테나(200)는 상기 윈도우(122)에 대해 직교하는 사각 형상의 나선형태를 하고 있으며, 상기 분할된 윈도우(122)상에 상기 격판(124a)의 의해 각각 독립된 형태로 위치하고 있어서, 상기 프레임(124)에 의해 자기장이 간섭을 받지 않아 자기장의 변화 없이 플라즈마 가스의 밀도가 균일하게 될 수 있게 한다.

또한, 종래의 고주파 안테나는 평판 형태를 하고 있으나 본 발명의 고주파 안테나는 입체적인 형상을 하고 있어서 더욱 효율적으로 극성을 윈도우 상에 인가할 수 있다.

상기 덮개(126)는 상기 프레임(124) 상부에 위치하여 상기 진공챔버(110)와 결합되며, 상기 고주파 안테나(200)에서 발생하는 자기장이 외부로 방출되는 것을 방지할 수 있게 한다.

상기 하부전극(130)은 그 하면에 중심을 지지하는 지지대(115)에 의해 상기 진공챔버(110) 내부에 구비되며, 상기 지지대(115)를 관통하는 전원 공급봉(미도시)이 상기 하부전극과 진공챔버 외부에 위치한 별도의 제1RF전원(116)과 접촉시켜, 상기 전원 공급봉에 의해 상기 하부전극 상에 별도의 RF전원을 공급할 수 있게 한 것이다.

또한, 상기 하부전극(130)은 상면부에 기판(300)을 안착할 수 있게 하였으며, 상기 기판(300)이 유동하지 않도록 흡착장치(미도시)를 구비하고 있다.

여기서, 상기 고주파 안테나(200)에는 13.56㎒의 고주파전원을 그리고 상기 하부전극(130)에는 100㎑의 저주파전원을 각각 인가함으로써 기판(300) 상에 소정의 공정 등을 실시할 수 있다.

또한, 상술한 본 발명은 바람직한 실시예로서 설명한 것이며, 상기 분할된 윈도우는 기판(300)의 크기에 따라 변경될 수 있으며, 그와 동일하게 고주파 안테나를 변경 구비할 수 있다.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 고안의 취지와 범위에 포함된다.

본 발명은 앞서 본 구성에 의해 다음과 같은 효과를 가진다.

본 발명은 다중 분할된 윈도우 상에 각각 격판으로 독립되도록 하는 고주파 안테나를 구비시켜 상기 고주파 안테나의 자기장이 프레임에 의해 간섭되지 않도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 고주파 안테나를 윈도우와 직교하는 사각형상의 나선형태로 형성하여 자기장을 더욱 효율적으로 발생할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 프레임의 격판을 상기 윈도우의 상면보다 더 돌출시킴으로써 프레임이 자중에 의해 처지는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 진공챔버 내에 위치한 하부전극 상에 제1RF전원을 인가하여 기판상에 소정의 공정을 실시하는 플라즈마 처리장치에 있어서,

   적어도 하나 이상의 윈도우와;

   상기 윈도우가 안착되는 프레임과;

   상기 윈도우의 상부에 위치하고, 제2RF전원을 인가받는 적어도 하나 이상의 고주파 안테나;를 포함하여 이루어지며,

   상기 윈도우에 대해 상기 고주파 안테나가 각각 독립되도록 위치시킨 것을 특징으로 하는 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 프레임은 적어도 하나 이상의 격판과, 상기 격판과 결합되는 지지체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 프레임은 상기 윈도우와 윈도우 사이에 격판을 위치시키고, 상기 격판을 상기 윈도우의 상면보다 더 돌출시킨 것을 특징으로 하는 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 프레임은 상하면이 개방된 사각의 격자 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 고주파 안테나는 상기 윈도우와 직교하는 수직의 나선형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치.
6. 제 1 항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 윈도우는 짝수개로 분할되어 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치.
7. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 적어도 하나 이상의 고주파 안테나는 짝수개로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치.
8. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 고주파 안테나 하나의 RF전원공급기에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치.
9. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 고주파 안테나는 사각형상인 것을 특징으로 하는 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 제2RF전원이 상기 제1RF전원 보다 더 큰 주파수를 가지는 것을 특징으로 하는 다중 안테나가 구비된 플라즈마 처리장치.

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