KR20070080159A - 진공처리장치의 정전척 및 그를 가지는 기판지지대 - Google Patents

진공처리장치의 정전척 및 그를 가지는 기판지지대 Download PDF

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KR20070080159A
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Abstract

본 발명은 진공처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공처리되는 기판을 지지 및 흡착 고정하는 진공처리장치의 정전척 및 그를 가지는 기판지지대에 관한 것으로서, 진공처리될 기판을 지지하는 지지면에 형성되어 기판을 지지하는 다수개의 돌기부와; 열전달가스를 지지면으로 토출시키도록 열전달가스유로관과 연결되어 형성되는 복수개의 가스주입유로와; 면접촉에 의하여 기판을 지지하도록 지지면의 가장자리에 형성되는 최외곽지지부와; 가스주입유로를 통하여 주입되는 열전달가스가 서로 소통되지 않도록 열전달가스의 유동을 차단하기 위하여 지지면에 형성되는 유동차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공처리장치의 정전척을 제공한다. 본 발명에 따른 진공처리장치의 정전척은 압력이 다른 복수개의 영역들로 분리하는 유동차단부를 추가로 구비함으로써 진공처리되는 기판의 온도분포를 균일하게 제어할 수 있게 한다.
진공처리, 플라즈마, 식각, 정전척, 유동차단

Description

진공처리장치의 정전척 및 그를 가지는 기판지지대 {Electrostatic Chuck for Vacuum Processing Apparatus, Substrate Supporting Plate having Same}
도 1은 종래의 진공처리장치의 정전척의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 2는 종래의 진공처리장치의 정전척의 다른 예를 보여주는 부분단면도이다.
도 3은 도 2의 정전척을 가지는 진공처리장치에 의한 기판의 식각률을 시뮬레이션을 보여주는 도표이다.
도 4는 본 발명에 따른 진공처리장치의 단면도이다.
도 5는 도 4의 일부를 보여주는 확대단면도이다.
도 6a는 도 4의 진공처리장치의 기판지지대의 평면도이다.
도 6b는 도 4의 진공처리장치의 기판지지대의 정전척의 저면도이다.
도 7a 내지 도 7c는 도 4의 진공처리장치의 기판지지대의 변형례들을 보여주는 평면도이다.
***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *****
100 : 진공처리챔버 160 : 기판
200 : 기판지지대 220 : 정전척
228 : 돌기부 229 : 가스주입유로
410 : 열전달가스 유로관 500 : 유동차단부
본 발명은 진공처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공처리장치의 정전척에 관한 것이다.
진공처리장치란 진공상태에서 플라즈마 현상 등 물리적 또는 화학적 반응을 이용하여 LCD 패널용 유리, 반도체 등의 기판을 식각 또는 증착하는 장치를 말한다.
상기와 같은 진공처리장치는 기판의 식각 또는 증착을 위한 진공처리챔버와, 로드락 챔버로부터 반송된 기판을 진공처리챔버 내로 기판을 반송하고 진공처리챔버로부터 진공 처리된 기판을 반송받는 반송챔버 등을 포함하여 구성된다.
한편 상기와 같은 진공처리장치는 반송 또는 진공처리 시에 정전척을 이용하여 기판을 흡착 고정하게 되며, 정전척은 정전기력을 이용하여 기판을 흡착 고정하는 장치를 말한다.
상기와 같은 정전척은 도 1에 도시된 바와 같이, 대한민국 공개특허공보 2002-0070340호에 그 일례가 제시되어 있다.
종래의 진공처리장치에 사용되는 정전척(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 금속재질의 본체(11)와, 본체(11) 상에 형성된 절연층(12)과, 직류(DC)전원(17)의 전원공급에 의하여 정전기력을 발생하도록 절연층(12) 상에 형성되는 전극층(13)과, 전극층(13) 상에 형성된 절연층(14)을 포함하여 구성된다. 도면부호 12a는 본체(11)와 절연층(12)과의 접착력향상을 위한 언더코트(undercoat), 즉 중간층을 가리킨다.
상기와 같은 구성을 가지는 종래의 진공처리장치의 정전척(10)은 절연층(14) 상에는 기판(16)이 적재되며, 직류전원(17)의 전원인가에 의하여 정전기력을 발생시켜 절연층(14) 상에 적재된 기판(16)을 흡착 고정하게 된다.
그런데 상기 종래의 진공처리장치의 정전척(10)은 완곡한 면을 이루게 되며, 기판(16)과 정전척(10) 사이에는 미세한 간극이 발생할 수 있다. 그리고 상기와 같이 기판(16)과 정전척(10) 사이에 형성되는 간극은 그 내부에 불순물이 축적되거나, 기판(16)을 온전하게 흡착하는 것을 방해하게 된다.
결국 종래의 진공처리장치의 정전척(10)은 기판(16)과 정전척(10) 사이에 형성된 간극에 의하여 기판(16)의 온도분포가 불균일하게 되어 기판(6)의 식각 또는 증착의 불량이 야기되는 문제점을 가지고 있다.
한편 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로서, 정전척의 표면에 복수개의 돌기부들이 형성된 정전척이 대한민국 공개특허공보 2002-0066198호에 제시되어 있다.
대한민국 공개특허공보 2002-0066198호는 도 2에 도시된 바와 같이, 개구판(29)을 사용하여 정전척(20)의 표면인 절연층(14) 상에 세라믹스를 용사하여 형성되는 다수의 돌기부(28)들을 가지는 정전척(20)을 제시하고 있다.
상기 정전척(20)은 절연층(14) 상에 형성된 돌기부(28)들에 의하여 기판(16) 과 점 접촉을 이루게 함으로써, 기판(16)의 온도분포를 균일하게 하고 기판(16)의 양호한 식각 또는 증착이 이루어지도록 하고 있다.
한편 기판(16)이 균일한 온도분포를 이루기 위해서, 종래의 정전척(20)은 도 2에 도시된 바와 같이, 헬륨과 같은 열전달가스를 정전척(20)의 상측면으로 주입하도록 가스주입유로(29)가 형성된다.
그런데 복수개의 돌기부(28)가 형성된 정전척(20)의 경우 열전달가스의 유동이 용이하며, 정전척(20)의 가장자리 부분에서 기판(16)이 정전척(20)의 표면에 완전히 흡착되지 않게 되어 기판(16)과 정전척(20)의 표면 사이에 미세한 틈이 형성될 수 있다.
그리고 기판(16)과 정전척(20)의 표면 사이에 형성된 미세한 틈으로 열전달가스의 누출이 발생하게 되며 가장자리 부분에서는 열전달가스의 압력이 저하되어 결과적으로 기판(16)의 온도분포가 불균일하게 된다.
따라서 복수개의 돌기부(28)가 형성된 종래의 정전척(20)의 경우 도 3에 도시된 바와 같이, 불균일한 온도분포에 의하여 위치에 따라서 식각률의 차이가 발생하게 되며 결과적으로 LCD 패널용 유리 등과 같은 기판(16)의 증착 또는 식각의 불량을 초래하는 문제점을 가지고 있다.
한편 종래의 진공처리장치는 진공처리챔버의 내벽과 전극간의 상호작용 등 외부요인으로 인하여 증착 또는 식각을 위한 플라즈마가 균일하지 못하게 되어 기판(16)의 증착 또는 식각의 불량을 초래하는 문제점을 가지고 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 돌기부가 형성된 정전척에 열전달가스의 압력분포를 달리하여 기판의 온도분포를 균일하게 할 수 있는 진공처리장치의 정전척 및 그를 가지는 기판지지대를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 정전척의 표면에 열전달가스의 흐름을 차단하는 복수개의 유동차단부를 형성하여 기판의 온도분포를 균일하게 할 수 있는 진공처리장치의 정전척 및 그를 가지는 기판지지대를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 진공처리챔버의 내벽과 전극과의 상호작용 등으로 인하여 플라즈마 밀도가 불균일하게 형성되어도 기판을 균일하게 진공처리할 수 있는 진공처리장치의 정전척 및 그를 가지는 기판지지대를 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 진공처리될 기판을 지지하는 지지면에 형성되어 기판을 지지하는 다수개의 돌기부와; 열전달가스를 지지면으로 토출시키도록 열전달가스유로관과 연결되어 형성되는 복수개의 가스주입유로와; 면접촉에 의하여 기판을 지지하도록 지지면의 가장자리에 형성되는 최외곽지지부와; 가스주입유로를 통하여 주입되는 열전달가스가 서로 소통되지 않도록 열전달가스의 유동을 차단하기 위하여 지지면에 형성되는 유동차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공처리장치의 정전척을 개시한다.
상기 유동차단부는 하나 이상의 폐곡선을 이루도록 구성될 수 있으며, 폐곡선은 지지면의 각 꼭지점을 포함하도록 형성될 수 있다. 폐곡선은 다각형상 또는 곡선형상을 이루도록 구성될 수 있다.
상기 유동차단부는 지지면으로부터 돌출 형성되며, 유동차단부의 높이는 돌기부의 높이보다 크거나 같게 형성될 수 있다. 유동차단부는 각 가스주입유로를 통하여 열전달가스가 주입되어 형성되는 주입영역들을 각 주입영역들 간의 열전달가스의 유동을 차단하여 서로 분리하도록 구성된다.
상기 각각의 주입영역들 내의 열전달가스 압력은 압력제어부에 의하여 독립적으로 제어될 수 있다. 정전척의 저면에는 각각의 주입영역들에 속하는 복수개의 가스주입유로를 통하여 열전달가스를 주입하도록 가스주입유로와 연결되는 복수개의 가스유로가 형성될 수 있다.
상기 각각의 주입영역들에 연결되는 각각의 가스유로들은 열전달가스의 소통을 차단하기 위하여 정전척의 저면에 설치된 오링에 의하여 분리될 수 있다. 정전척의 저면에는 정전척의 온도조절을 위한 온도제어부재가 추가로 결합될 수 있다. 온도제어부재는 내부에 온도제어를 위하여 열전달매체가 흐르는 열매체유로가 형성될 수 있다. 열전달가스는 헬륨가스 등의 비활성기체로 구성된다.
본 발명은 또한 진공처리될 기판을 지지하는 지지면에 기판을 지지하는 다수개의 돌기부가 형성되며, 열전달가스를 지지면으로 토출시키도록 열전달가스유로관과 연결되는 복수개의 가스주입유로가 형성되는 정전척을 포함하며; 지지면에는 기판을 지지한 상태에서 열전달가스의 압력분포가 복수개를 이루도록 유동차단부가 형성된 것을 특징으로 하는 진공처리장치의 기판지지대를 개시한다.
이하 본 발명에 따른 진공처리장치의 정전척 및 그를 가지는 기판지지대를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 진공처리장치는 기판(160)의 식각 또는 증착을 위한 진공처리챔버(100)와, 기판(160)을 로드락 챔버(미도시)로부터 진공처리챔버(100) 내로 반송하거나 진공처리챔버(100)로부터 반송받는 반송챔버(미도시)를 포함하여 구성된다.
상기 로드락 챔버는 기판(160)을 외부로부터 반송 받아 반송챔버로 반송하거나, 반송챔버로부터 외부로 배출한다.
상기 반송챔버는 기판(160)을 로드락 챔버로부터 반송 받아 진공처리챔버(100) 내로 반송하거나 진공처리챔버(100) 내에서 기판(160)을 반송 받아 로드락 챔버로 반송한다.
상기 진공처리챔버(100)는 반송챔버로부터 기판(160)을 반송 받아 기판(160)의 지지를 위한 기판지지대(200)에 위치시킨 후에 플라즈마 반응 등을 이용하여 기판(160)을 소정의 압력 하에, 진공상태에서 식각 또는 증착하여 진공처리한다. 이하 본 발명의 실시예에서는 진공 하에서 플라즈마 반응을 이용한 경우에 대하여 설명하기로 한다.
상기 진공처리챔버(100) 내에는 플라즈마 반응을 위한 처리가스와 함께 감압 된 상태(진공분위기)에서 직류(DC)전원 또는 교류(RF)전원을 인가하여 플라즈마 반응을 형성하여 기판(160)을 식각 또는 증착하여 진공처리하게 된다.
상기 진공처리챔버(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, 진공처리를 위한 처리공간(S)을 형성하도록 상부하우징(110) 및 하부하우징(120)을 포함하여 구성된다.
상기 상부하우징(110)에는 처리공간(S) 내에 진공처리를 위한 처리가스 등이 주입되는 가스주입관(111)이 연결 설치되며, 전원이 인가되는 상부전극(112)이 설치된다.
상기 하부하우징(120)은 상부하우징(110)과 실링부재(130)로 밀폐 결합되어 처리공간(S)을 형성하며 진공처리될 기판(160)을 지지하는 기판지지대(200)가 설치된다.
또한 상기 하부하우징(120)에는 처리공간(S) 내의 압력이 플라즈마 반응을 위하여 소정의 진공분위기를 유지하도록 진공펌프(미도시)와 연결된 배기관(121)이 연결 설치된다.
상기 기판지지대(200)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상부전극(112)과 함께 플라즈마 반응을 일으키도록 하부하우징(120)의 저면에 설치된 절연부재(211)와, 상기 절연부재(211) 위에 설치된 하부전극(212)과, 하부전극(212) 위에 설치되어 진공처리될 기판(160)을 흡착 고정하도록 설치된 정전척(220)을 포함하여 구성된다.
상기 정전척(220)은 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 진공처리될 기판(160)을 지지하는 지지면에 기판(160)을 지지하는 다수개의 돌기부(228)가 형성되며, 열전달가스를 지지면으로 토출시키도록 열전달가스유로관(410)과 연결되는 복수개의 가스주입유로(229)들이 형성된다.
상기 정전척(220)은 본체(221)와, 본체(221)의 상면에 형성된 절연층(222)과, 절연층(222)의 상면에 형성되어 직류전원(미도시)의 인가에 의하여 정전기력을 발생시키는 정전층(223)과, 정전층(223) 상면에 형성되며 진공처리되는 기판(160)을 지지하는 유전층(224)을 포함하여 구성된다.
상기 본체(221)는 전도성 부재인 하부전극(212) 자체로 구성되거나, 도 5에 도시된 바와 같이, 하부전극(212)과 결합하는 냉각판과 같은 별도의 부재와 결합되도록 구성될 수 있다.
상기 본체(221)의 상면에는 용사 등에 의하여 Al2O3, ZrO3, AlN, Y2O3 중 어느 하나로 이루어진 절연층(222)이 형성된다. 이때 상기 본체(221)와 절연층(222) 사이에는 본체(221)와의 접착성 향상을 위한 중간층(미도시)이 추가로 형성될 수 있다.
상기 중간층은 접착성 향상을 위한 부재로서, 용사 등에 의하여 본체(221)의 상면에 형성되며, Ni, Al, Cr, Co, Mo 등의 금속 또는 그들의 합금 중 1 종 이상으로 구성될 수 있다.
상기 절연층(222)의 상면에는 직류전원의 인가에 의하여 정전기력을 발생시키는 정전층(223)이 형성된다. 상기 정전층(223)은 직류전원과 전기적으로 연결되어 전원을 공급받게 된다. 그리고 상기 정전층(223)은 W, Al, Cu, Nb, Ta, Mo, Ni 등 및 이들 금속을 1 종이상 함유하는 합금 중에서 선택되는 어느 1 종 이상을 용사 등에 의하여 형성될 수 있다.
상기 정전층(223)의 상면에는 용사 등에 의하여 Al2O3, ZrO3, AlN, Y2O3 중 어느 하나로 이루어진 용사 등에 의하여 유전층(224)이 형성된다. 여기서 유전층(224)은 기판(160)을 흡착 고정할 수 있도록 정전층(223)에 직류전원이 인가되면 정전기력이 발생하도록 소정의 유전율을 가지는 유전물질로 형성된다.
한편 상기 정전척(220)은 지지면에 기판(160)을 지지하는 복수개의 돌기부들(228)이 돌출 형성되는데, 돌기부들(228)의 수직단면은 삼각형, 사각형 또는 사다리꼴 등의 다각형, 콘 형상 등의 곡면 형상 등 다양한 형상을 이룰 수 있다. 그리고 상기 돌기부들(228)은 정전척(220)의 표면을 이루는 유전층(224)과 함께 또는 형성 후에 용사, 블라스팅(Blasting) 가공, 밀링(milling) 가공, 샷 피닝(Shot Peening) 가공 등 다양한 가공방법에 의하여 형성될 수 있다.
또한 상기 돌기부들(228)은 정전척(220)을 구성하는 본체(221)에 먼저 돌기들을 형성하고 그 위에 순차적으로 절연층(222), 정전층(223) 및 유전층(224)을 형성하여 최종적으로 형성되는 유전층(224)에 돌출된 부분들에 의하여 형성될 수도 있다. 이때도 상기 본체(221)는 용사, 블라스팅(Blasting) 가공, 밀링(milling) 가공, 샷 피닝(Shot Peening) 가공 등 다양한 가공방법에 의하여 형성될 수 있다.
한편 기판(160)이 진공처리될 때 온도 상승 등에 따른 온도변화가 기판(160)의 식각 또는 증착에 영향을 주는 것을 방지하기 위하여 정전척(220)으로부터 열전달을 받아 기판(160)을 냉각시키는 등 기판(160)의 온도제어를 할 필요가 있는데, 상기 가스주입유로(229)는 정전척(220)으로부터 기판(160)으로 열전달을 원활하게 하기 위하여 열전달가스를 주입한다. 여기서 열전달가스로는 헬륨(He), 아르곤(Ar), 네온(Ne) 등 비활성기체가 사용된다.
한편 상기 정전척(220)의 지지면의 가장자리에는 면접촉에 의하여 진공처리될 기판(160)을 지지하는 최외곽지지부(225)가 형성될 수 있다. 상기 최외곽지지부(225)는 정전척(220)의 지지면의 가장자리에서 기판(160)과 면접촉을 이룸으로써 지지면에 분사되는 열전달가스가 외부로 누출되는 것을 방지하게 된다.
또한 상기 정전척(220)의 지지면에는 가스주입유로(229)를 통하여 주입되는 열전달가스가 서로 소통되지 않도록 열전달가스의 유동을 차단하기 위한 유동차단부(500)가 형성된다.
상기 유동차단부(500)는 지지면으로부터 돌출 형성되며, 그 높이는 돌기부(228)의 높이보다 크거나 같게 구성된다. 특히 상기 유동차단부(500)는 돌기부(228)가 형성될 때 함께 형성될 수 있으며, 상기 돌기부(280)의 형성방법과 동일한 가공방법에 의하여 형성될 수 있다.
상기 유동차단부(500)는 도 6a에 도시된 바와 같이, 정전척(220)의 지지면에 가스주입유로(229)를 통하여 열전달가스가 주입되는 복수개의 주입영역들(D1, D2)을 형성한다. 그리고 상기 유동차단부(500)는 열전달가스가 각 주입영역들 (D1, D2) 사이에서 유동되는 것을 차단하여, 각 주입영역들 (D1, D2)을 분리시키도록 구성된다.
이때 상기 가스주입유로(229)는 도 4, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 각 주입영역(D1, D2)들로 열전달가스가 각각 주입되도록 제 1 주입영역(D1)과 연결되는 제 1 가스주입유로(229b)들과, 다른 주입영역인 제 2 주입영역(D2)과 연결되는 제 2 가스주입유로(229a)들로 구성된다. 물론 상기 가스주입유로(229)들은 유동차단부(500)에 의하여 분할되는 주입영역들의 수에 따라 복수개의 군으로 구성될 수 있다.
상기 각각의 주입영역(D1, D2)들 내의 열전달가스 압력들은 열전달가스유로 관(410)에 설치된 압력제어부(420)에 의하여 독립적으로 제어되며, 압력제어부(420)는 압력제어장치(미도시) 및 유량계(미도시) 등으로 구성될 수 있다.
한편 상기 압력제어부(420)는 열전달가스를 공급하는 열전달가스공급장치(430)와 연결되어 열전달가스를 공급받도록 유로관(431)에 의하여 연결된다.
상기 정전척(220)을 구성하는 본체(221)의 저면에는 각각의 주입영역들(D1, D2)에 속하는 복수개의 가스주입유로(229; 229a, 229b)들을 통하여 열전달가스를 주입하도록 가스주입유로(229; 229a, 229b)와 연결되는 복수개의 가스유로(231, 232)가 형성될 수 있다. 이때 각각의 주입영역들(D1, D2)에 연결되는 각각의 가스유로(231, 232)들은 열전달가스의 소통을 차단하기 위하여 정전척(220)의 저면, 즉 본체(221)의 저면에 설치된 실링부재인 오링(233)에 의하여 분리된다.
상기 가스유로(231, 232)들은 본체(221)의 저면에 형성된 요홈부들로 구성되어, 후술할 본체(221)가 결합되는 온도제어부재(240)의 결합면과 함께 유로를 형성하게 되며, 상기 오링(233)은 본체(221)의 저면과 온도제어부재(240)의 결합면 사이에 개재되어 가스유로(231, 232)들 간의 열전달가스의 소통을 차단하게 된다.
한편 상기 정전척(220)을 구성하는 본체(221)의 저면에는 도 5에 도시된 바와 같이, 본체(221)의 온도조절을 위하여 냉각판 등과 같은 온도제어부재(240)가 추가로 결합될 수 있다.
상기 온도제어부재(240)는 그 내부에 온도제어를 위하여 물과 같은 냉매 등의 열전달매체가 흐르는 열매체유로(241)가 형성될 수 있다. 그리고 상기 온도제어부재(240)는 정전척(220)과 볼트(미도시) 등에 의하여 결합된다.
상기 유동차단부(500)는 열전달가스의 압력분포를 달리하여 기판의 온도분포를 균일하게 할 수 있는 수단으로써, 정전척(220)의 지지면에 형성되어 열전달가스의 압력이 서로 다른 복수개의 주입영역들로 분리할 수 있으면 어떠한 구성도 가능하며, 그 변형례들을 도 7a 내지 도 7c에 도시하였다.
예를 들면 상기 유동차단부(500)는 도 7a에 도시된 바와 같이, 지지면의 가장자리에 면접촉에 의하여 진공처리될 기판(160)을 지지하는 최외곽지지부(225)와 함께 유동차단부(500)를 이루는 하나 이상의 폐곡선을 이룰 수 있으며, 상기 각 폐곡선은 지지면의 각 꼭지점을 포함하도록 형성될 수 있다.
또한 상기 유동차단부(500)는 하나 이상의 폐곡선을 이루도록 구성될 수 있으며, 도 7b 및 도 7c에 도시된 바와 같이, 삼각형, 사각형 등의 다각형상 또는 곡선형상, 불규칙한 형상 등 다양한 형상을 이루도록 구성될 수 있다.
상기와 같이 유동차단부(500)가 형성된 정전척의 작동에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
진공처리장치는 진공처리될 기판(160)을 진공처리챔버(100) 내에 반송하여 기판지지대(200)의 지지면에 위치시킨다. 기판지지대(200)의 지지면에 위치된 기판(160)은 정전척(220)의 정전층(223)에 가해지는 직류전원의 인가에 의하여 정전척(220)에 흡착 고정된다. 기판(160)의 고정이 완료되면 진공처리공간(S)는 진공처리를 위한 소정의 압력으로 조정되며, 상부전극(112) 및 하부전극(212)에 전원이 인가된다. 상부전극(112) 및 하부전극(212)의 전원인가와 함께 처리가스가 진공처리공간(S) 내로 유입되어 플라즈마를 형성하게 된다. 상기와 같이 형성된 플라즈마는 기판(160)으로 투사되어 소정의 패턴으로 식각 또는 증착을 이루게 된다.
한편 플라즈마 형성에 따라서 진공처리공간(S) 내의 온도가 상승하게 되며 기판(160) 또한 온도가 상승하게 되며, 상술한 바와 같이 열전달가스가 기판(160)을 지지하는 정전척(220)의 지지면으로 분사되어 기판(160)의 온도를 제어하게 된다. 그런데 기판(160)을 지지하는 정전척(220)과 기판(160) 사이에는 기판(160)의 가장자리 부분에서 형성되는 미세한 틈이 형성되며, 그 틈으로 열전달가스가 누출된다. 열전달가스의 누출에 따라서 기판(160)의 가장자리 부분에서는 열전달가스의 압력이 저하된다. 이때 도 6a에 도시된 바와 같이, 열전달가스를 가장자리부분에 해당되는 주입영역(D1)에 주입되는 열전달가스의 압력을 높임으로써 기판(160)의 가장자리 부분에서의 열전달가스의 압력의 저하를 보정하게 된다. 이때 유동차단부(500)는 다른 주입영역(D1)으로의 열전달가스의 유동을 차단하게 되며, 다른 주입영역(D1)에서의 열전달가스의 압력변화를 방지하게 된다.
따라서 상기 유동차단부(500)는 열전달가스의 압력저하를 보정함으로써 열전달가스의 누출에 따라 기판(160)의 가장자리 부분에서 열전달가스의 압력이 저하되어 기판(160)의 온도분포를 불안정하게 되는 것을 방지하여 기판(160)의 식각 또는 증착의 불량을 방지할 수 있게 된다.
한편 상기 유동차단부(500)는 열전달가스의 누출특성에 따라서 다양한 형상을 이루어 정전척의 표면에 형성되어 열전달가스의 누출을 보정할 수 있다.
또한 진공처리챔버(100) 내에 형성되는 플라즈마가 불균일하게 형성되는 경우에도 유동차단부(500)에 의하여 분할되는 주입영역들의 압력분포를 조정함으로써 플라즈마의 불균일한 분포에 따른 기판(160)의 불균일한 식각 또는 증착을 보정할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 진공처리장치의 정전척, 그를 가지는 기판지지대는 열전달가스의 흐름을 차단하여 압력이 다른 복수개의 영역들로 구성하여 기판의 가장자리에 대응되는 부분의 열전달가스의 누출을 보상할 수 있게 한다.
또한 본 발명은 열전달가스의 흐름을 차단함으로써 가장자리부분에서 열전달가스의 누출을 보상함으로써 진공처리될 기판의 온도분포를 균일하게 할 수 있게 한다.
또한 본 발명은 또한 압력이 다른 복수개의 영역들로 분리하는 유동차단부를 추가로 구비함으로써 진공처리되는 기판의 온도분포를 균일하게 제어할 수 있게 한다.
또한 본 발명은 진공처리공간 내에서 플라즈마의 불균일한 분포를 경우에도 유동차단부에 의하여 분할되는 주입영역들의 압력분포를 조정함으로써 플라즈마의 불균일한 분포에 따른 기판의 불균일한 식각 또는 증착을 보정할 수 있게 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

Claims (22)

  1. 진공처리될 기판을 지지하는 지지면에 형성되어 상기 기판을 지지하는 다수개의 돌기부와;
    열전달가스를 상기 지지면으로 토출시키도록 열전달가스유로관과 연결되어 형성되는 복수개의 가스주입유로와;
    면접촉에 의하여 상기 기판을 지지하도록 상기 지지면의 가장자리에 형성되는 최외곽지지부와;
    상기 가스주입유로를 통하여 주입되는 열전달가스가 서로 소통되지 않도록 열전달가스의 유동을 차단하기 위하여 상기 지지면에 형성되는 유동차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공처리장치의 정전척.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유동차단부는 하나 이상의 폐곡선을 이루는 것을 특징으로 하는 정전척.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 폐곡선은 상기 지지면의 각 꼭지점을 포함하도록 형성된 것을 특징으로 하는 정전척.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 폐곡선은 다각형상 또는 곡선형상을 이루는 것을 특징으로 하는 정전척.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 유동차단부는 상기 지지면으로부터 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 정전척.
  6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 유동차단부의 높이는 상기 돌기부의 높이보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 정전척.
  7. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 유동차단부는 상기 가스주입유로를 통하여 열전달가스가 주입되는 주입영역들 간의 열전달가스의 유동을 차단하는 것을 특징으로 하는 정전척.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 각각의 주입영역들 내의 열전달가스 압력들은 압력제어부에 의하여 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 정전척.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 정전척의 저면에는 상기 각각의 주입영역들에 속하는 복수개의 상기 가스주입유로를 통하여 열전달가스를 주입하도록 상기 가스주입유로와 연결되는 복수개의 가스유로들이 형성된 것을 특징으로 정전척.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 각각의 주입영역들에 연결되는 상기 각각의 가스유로들은 열전달가스의 소통을 차단하기 위하여 정전척의 저면에 설치된 오링에 의하여 분리된 것을 특징으로 하는 정전척.
  11. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 정전척의 저면에는 상기 정전척의 온도조절을 위한 온도제어부재가 추가로 결합된 것을 특징으로 하는 정전척.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 온도제어부재는 내부에 온도제어를 위하여 열전달매체가 흐르는 열매체유로가 형성된 것을 특징으로 하는 정전척.
  13. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 열전달가스는 비활성기체인 것을 특징으로 하는 정전척.
  14. 진공처리될 기판을 지지하는 지지면에 상기 기판을 지지하는 다수개의 돌기부가 형성되며, 열전달가스를 상기 지지면으로 토출시키도록 열전달가스유로관과 연결되는 복수개의 가스주입유로가 형성되는 정전척을 포함하며;
    상기 지지면에는 상기 기판을 지지한 상태에서 열전달가스의 압력분포가 복수개를 이루도록 유동차단부가 형성된 것을 특징으로 하는 진공처리장치의 기판지지대.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 지지면의 가장자리에는 면접촉에 의하여 진공처리될 기판을 지지하는 최외곽지지부가 형성된 것을 특징으로 하는 기판지지대.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 유동차단부는 하나 이상의 폐곡선을 이루는 것을 특징으로 하는 기판지지대.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 폐곡선은 상기 지지면의 각 꼭지점을 포함하도록 형성된 것을 특징으로 하는 기판지지대.
  18. 제 16항 또는 제 17항에 있어서,
    상기 폐곡선은 다각형상 또는 곡선형상을 이루는 것을 특징으로 하는 기판지지대.
  19. 제 14항 내지 제 17항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 유동차단부는 상기 지지면으로부터 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 기판지지대.
  20. 제 14항 내지 제 17항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 유동차단부의 높이는 상기 돌기부의 높이보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 기판지지대.
  21. 제 14항에 있어서,
    상기 유동차단부는 상기 가스주입유로를 통하여 열전달가스가 주입되어 형성되는 주입영역들을 각 주입영역들 간의 열전달가스의 유동을 차단하는 것을 특징으로 하는 기판지지대.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 각각의 주입영역들 내의 열전달가스 압력들은 압력제어부에 의하여 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 기판지지대.
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