KR20150127379A - 플라즈마 처리장치의 기판재치대 - Google Patents

플라즈마 처리장치의 기판재치대 Download PDF

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KR20150127379A
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Abstract

본 발명의 플라즈마 처리장치의 기판 재치대는, 기판(W)의 상부면을 노출시키는 복수의 개구부가 형성되며, 각각 기판 상부면의 가장자리 부분과 중첩되는 내주면 상단의 제1 걸림턱(120) 및 상기 제1 걸림턱 아래에서 소정의 높이 차를 두고 확장되는 제2 걸림턱(130)을 가지는 복수의 기판 수납틀(110)을 구비하며, 가장자리 둘레부(140)가 아래방향으로 연장되는 상판(100); 가장자리 부분이 상기 제2 걸림턱에 대향하도록 상기 기판의 직경보다 크게 형성되며, 냉각가스를 기판(W)의 밑면으로 공급할 수 있는 하나 이상의 냉각가스공급홀(215)이 구비된 복수의 융기부(210)를 구비하며, 상기 복수의 융기부(210) 이외의 부위에 하나 이상의 제1 개구부(220, 230)가 형성되며, 상기 상판(100)의 가장자리 둘레부(140)의 내측으로 삽입되어 체결수단에 의해 상기 상판(100)의 밑면에 고정되는 하판(200)을 포함하며, 상기 하판(200)의 복수의 융기부(210)의 각각의 상면의 가장자리를 따라 립씰(283)이 설치되며, 상기 립씰의 내측의 제1 씰링립(283a)은 상기 기판(W)의 밑면에 접촉되고 외측의 제2 씰링립(283b)은 상기 상판의 기판 수납틀(110)의 제2 걸림턱(130)에 접촉된다.

Description

플라즈마 처리장치의 기판재치대{SUBSTRATE SUPPORT PLATE FOR PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 플라즈마 처리장치의 기판 재치대에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판 재치대의 상판을 효율적으로 냉각할 수 있는 플라즈마 처리장치의 기판 재치대에 관한 것이다.
일반적으로 반도체칩이나, LED, 평판 디스플레이 장치의 제조에 있어서, 기판(또는 기판) 위에 박막을 형성하거나 원하는 패턴을 가공하기 위하여 플라즈마를 이용한 표면처리공정이 수행된다. 플라즈마를 이용한 표면처리의 대표적인 예로서, 금속유기 화학기상증착(Metal Organic Chemical Vapor Deposition: MOCVD) 공정과 플라즈마 식각(Plasma Etching) 공정을 들 수 있다.
이러한 플라즈마 표면처리공정을 수행하는 플라즈마 처리장치는 공정챔버 내에 플라즈마에 의한 표면처리 대상이 되는 기판을 고정하는 재치대가 마련되어 있으며, 특히 생산성 향상을 위하여 다수의 기판을 동시에 고정하여 표면처리하는 형태의 재치대가 이용되고 있다.
이러한 플라즈마를 이용한 표면처리가 대략 150℃ 정도의 고온 상태의 공정챔버 내에서 수행되므로, 재치대에 재치된 기판은 플라즈마의 열에 온도가 상승하게 되며, 그 온도가 일정한 수준을 넘어서게 되면 공정 불량 등이 발생될 수 있다.
이와 같은 문제점을 감안하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 한국 등록특허 제10-0734016호에서는 기판재치대에 유로(7a, 7b, 7c)를 형성하여 냉각가스를 공급함으로써 기판의 온도를 일정 범위 내에서 유지하는 구조를 개시하고 있다. 이때의 재치대는 척의 상부에 위치하는 하판(7)과 상기 하판의 상면에 결합되어 기판(W)의 상면을 노출시키며 상기 하판과는 이격되어 하판을 통해 공급되는 냉각 가스가 기판(W)의 저면에 공급될 수 있도록 하는 상판(8)이 마련되어 있다. 상기 상판과 하판은 볼트 등에 의해 서로 결합되며, 그 사이에 냉각가스의 공급을 제한하는 다수의 O-링(9)을 두고 있다. 다수의 O-링에 의해 상기 하판(7)의 유로(7a, 7b, 7c)를 통해 공급된 냉각가스가 기판(W)의 배면에 접하도록 공급될 수 있으나, 다수의 O-링에 의하여 상기 상판(8)의 하부로는 냉각가스가 공급될 수 없어서 상판(8)의 온도상승을 막을 수 없었다. 상기 상판의 온도 상승은 기판(W)의 상면(8)을 노출시키는 상판의 개구부(8a) 주변의 기판 온도를 불균일하게 만들게 되어, 플라즈마 에칭을 위해 기판에 형성한 포토레지스트 패턴의 불균일한 경화나 버닝(burning) 현상이 발생하게 되어 공정 불량을 유발할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 한국 등록특허 제10-1228484호에서는 기판(W)이 상부에 재치되며, 척(10)을 통해 공급되는 냉각가스를 상기 기판의 배면측으로 공급하는 제1 냉각가스공급관(21)과 냉각가스를 상판(30)의 배면측으로 공급하는 제2 냉각가스공급관(22)을 구비하는 하판(20)과, 상기 하판의 배면측에서 수용하여 상기 기판의 상면을 노출시키는 개구부(33)가 마련되며, 상기 하판(20)의 측면과의 사이에서 상기 냉각가스가 공급되는 유로(31)를 형성하는 상판(30)과, 상기 하판(20)에 고정되어 상기 기판(W)과 상기 상판(30) 사이를 실링하는 실링부재(40)를 포함하는 플라즈마 처리장치용 기판 재치대를 개시하고 있다. 상기 한국 등록특허 제10-1228484호는 기판(W)이 실장되는 하판(20)과 기판을 고정하는 상판(30)의 사이에도 냉각가스가 공급되도록 하여 기판(W)의 온도 균일성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
그러나, 상기 한국 등록특허 제10-1228484호의 플라즈마 처리장치용 기판 재치대에서는 하판(20)에 형성된 제2 냉각가스공급관(22)과 하판(20)의 측면과 상판(30) 사이에 형성된 유로(31)를 통하여 공급되는 냉각가스에 의해 상판을 냉각하고 있으나, 하판 위에 기판을 배치하고 상판을 결합하는 재치대의 구조상, 하판 측면과 상판 사이의 유로(31)는 크게 형성하기 어렵기 때문에 상판의 냉각 효율이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 하판내에 형성된 제2 냉각가스공급관(22)을 크게 형성할 경우에는 상판(30)의 냉각효율이 증대될 수 있으나, 제2 냉각가스공급관(22)으로 유동되는 냉각가스량이 증대하여 O-링(40)에 과도한 가스압이 작용하여 냉각가스가 공정챔버내로 누출될 우려가 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 냉각가스가 플라즈마 처리공정챔버내로 누출될 우려를 없애면서 상판을 냉각가스에 의해 효율적으로 냉각시킬 수 있는 플라즈마 처리장치의 기판 재치대를 제공하는 것에 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 기판 재치대는, 기판의 상부면을 노출시키는 복수의 개구부가 형성되며, 각각 기판 상부면의 가장자리 부분과 중첩되는 내주면 상단의 제1 걸림턱 및 상기 제1 걸림턱 아래에서 소정의 높이 차를 두고 확장되는 제2 걸림턱을 가지는 복수의 기판 수납틀을 구비하며, 가장자리 둘레부가 아래방향으로 연장되는 상판; 가장자리 부분이 상기 제2 걸림턱에 대향하도록 상기 기판의 직경보다 크게 형성되며, 냉각가스를 기판의 밑면으로 공급할 수 있는 하나 이상의 냉각가스공급홀이 구비된 복수의 융기부를 구비하며, 상기 복수의 융기부 이외의 부위에 하나 이상의 제1 개구부가 형성되며, 상기 상판의 가장자리 둘레부의 내측으로 삽입되어 체결수단에 의해 상기 상판의 밑면에 고정되는 하판을 포함하며, 상기 하판의 복수의 융기부의 각각의 상면의 가장자리를 따라 립씰(Lip Seal)이 설치되며, 상기 립씰의 내측의 제1 씰링립은 상기 기판의 밑면에 접촉되고 외측의 제2 씰링립은 상기 상판의 기판 수납틀의 제2 걸림턱에 접촉된다.
상기 본 발명의 플라즈마 처리장치의 기판 재치대에서는, 상기 하판의 복수의 융기부의 각각의 상면의 가장자리에는 립씰을 장착하기 위한 립씰 수용홈이 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 기판 재치대는, 기판의 상부면을 노출시키는 복수의 개구부가 형성되며, 각각 기판 상부면의 가장자리 부분과 중첩되는 내주면 상단의 제1 걸림턱 및 상기 제1 걸림턱 아래에서 소정의 높이 차를 두고 확장되는 제2 걸림턱을 가지는 복수의 기판 수납틀을 구비하며, 가장자리 둘레부가 아래방향으로 연장되는 상판; 가장자리 부분이 상기 제2 걸림턱에 대향하도록 상기 기판의 직경보다 크게 형성되며, 냉각가스를 기판의 밑면으로 공급할 수 있는 하나 이상의 냉각가스공급홀이 구비된 복수의 융기부를 구비하며, 상기 복수의 융기부 이외의 부위에 하나 이상의 개구부가 형성되며, 상기 상판의 가장자리 둘레부의 내측으로 삽입되어 체결수단에 의해 상기 상판의 밑면에 고정되는 하판을 포함하며, 상기 하판의 복수의 융기부의 각각의 상면의 가장자리에는 서로 나란하게 형성되는 2개의 O-링 수용홈이 구비되며, 상기 2개의 O-링 수용홈에 각각 2개의 O-링이 장착된다.
상기 본 발명의 다른 살시예에 따른 플라즈마 처리장치의 기판 재치대에서는, 상기 2개의 O-링 수용홈 중 내측의 O-링 수용홈은 상기 기판의 가장자리와 중첩되는 상기 제1 걸림턱과 대향하는 위치에 형성되고, 외측의 O-링 수용홈은 상기 제2 걸림턱과 대향하는 위치에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 기판 재치대는, 기판의 상부면을 노출시키는 복수의 개구부가 형성되며, 각각 기판 상부면의 가장자리 부분과 중첩되는 내주면 상단의 제1 걸림턱 및 상기 제1 걸림턱 아래에서 소정의 높이 차를 두고 확장되는 제2 걸림턱을 가지는 복수의 기판 수납틀을 구비하며, 가장자리 둘레부가 아래방향으로 연장되는 상판; 가장자리 부분이 상기 제2 걸림턱에 대향하도록 상기 기판의 직경보다 크게 형성되며, 냉각가스를 기판의 밑면으로 공급할 수 있는 하나 이상의 냉각가스공급홀이 구비되며, 상면에 가장자리를 따라 립씰이 각각 설치되는 복수의 커버 플레이트; 및 상기 복수의 커버 플레이트에 대향하는 부위에는 복수의 제2 개구부가 형성되며, 상기 복수의 커버 플레이트에 대향하지 않는 부위에 하나 이상의 제1 개구부가 형성되며, 상기 상판의 가장자리 둘레부의 내측으로 삽입되어 체결수단에 의해 상기 상판의 밑면에 고정되는 하판을 포함하며, 상기 커버 플레이트의 상기 립씰의 내측의 제1 씰링립은 상기 기판의 밑면에 접촉되고 외측의 제2 씰링립은 상기 상판의 기판 수납틀의 제2 걸림턱에 접촉된다.
상기 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 기판 재치대에서는, 상기 커버 플레이트의 상면의 가장자리에는 립씰을 장착하기 위한 립씰 수용홈이 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 기판 재치대는, 기판의 상부면을 노출시키는 복수의 개구부가 형성되며, 각각 기판 상부면의 가장자리 부분과 중첩되는 내주면 상단의 제1 걸림턱 및 상기 제1 걸림턱 아래에서 소정의 높이 차를 두고 확장되는 제2 걸림턱을 가지는 복수의 기판 수납틀을 구비하며, 가장자리 둘레부가 아래방향으로 연장되는 상판; 가장자리 부분이 상기 제2 걸림턱에 대향하도록 상기 기판의 직경보다 크게 형성되며, 냉각가스를 기판의 밑면으로 공급할 수 있는 하나 이상의 냉각가스공급홀이 구비되는 복수의 커버 플레이트; 및 상기 복수의 커버 플레이트에 대향하는 부위에는 복수의 제2 개구부가 형성되며, 상기 복수의 커버 플레이트에 대향하지 않는 부위에 하나 이상의 제1 개구부가 형성되며, 상기 상판의 가장자리 둘레부의 내측으로 삽입되어 체결수단에 의해 상기 상판의 밑면에 고정되는 하판을 포함하며, 상기 커버 플레이트의 각각의 상면의 가장자리에는 서로 나란하게 형성되는 2개의 O-링 수용홈이 구비되며, 상기 2개의 O-링 수용홈에 각각 2개의 O-링이 장착될 수 있다.
상기 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 재치대에서는, 상기 2개의 O-링 수용홈 중 내측의 O-링 수용홈은 상기 기판의 가장자리와 중첩되는 상기 제1 걸림턱과 대향하는 위치에 형성되고, 외측의 O-링 수용홈은 상기 제2 걸림턱과 대향하는 위치에 형성될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 플라즈마 처리장치의 기판 재치대의 상판이 하판의 개구부를 통하여 노출되어 냉각가스에 의해 상판의 노출부가 직접 냉각되어 상판 전체를 용이하게 냉각시킬 수 있으므로, 상판의 냉각효율이 증대되어 기판의 온도 균일성이 향상되어 플라즈마 처리의 공정불량 발생이 방지될 수 있다.
또한, 본원 발명에서는 상판의 하부면에 냉각가스를 직접 공급하여 상판을 냉각하는 방식이 아니므로, 상판을 냉각시키는 냉각가스가 공정챔버내로 누출될 우려가 감소된다.
도 1은 종래의 플라즈마 처리장치용 재치대를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 종래의 다른 플라즈마 처리장치용 재치대를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 종래의 다른 플라즈마 처리장치용 재치대의 개략적인 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 기판 재치대에 기판이 장착된 상태를 상부에서 바라본 사시도이다.
도 5는 도 4의 B-B선을 따라 플라즈마 처리장치의 기판 재치대를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 도 4의 플라즈마 처리장치의 기판 재치대의 상판의 저면 사시도이다.
도 7은 도 4는 플라즈마 처리장치의 기판 재치대의 하판의 상부 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 기판 재치대에 기판이 장착된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 기판 재치대에 기판이 장착된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10은 도 9의 플라즈마 처리장치의 기판 재치대의 커버 플레이트의 분해 사시도이다.
도 11은 도 9의 플라즈마 처리장치의 기판 재치대의 하판의 상부 사시도이다.
도 10은 도 9의 플라즈마 처리장치의 기판 재치대의 커버 플레이트의 분해 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 기판 재치대에 기판이 장착된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 13은 도 12의 플라즈마 처리장치의 기판 재치대의 커버 플레이트의 분해 사시도이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시 예를 통하여 보다 분명해질 것이다.
이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들은 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어 있다"거나 "접속되어 있다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어 있다"거나 또는 "직접 접속되어 있다"고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "∼사이에"와 "바로 ∼사이에" 또는 "∼에 인접하는"과 "∼에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 4에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 기판 재치대에 기판이 장착된 상태를 상부에서 바라본 사시도가 도시되어 있고, 도 5에는 도 4의 B-B선을 따라 도시한 플라즈마 처리장치의 기판 재치대의 개략적인 단면도가 도시되어 있고, 도 6 및 도 7에는 도 4의 플라즈마 처리장치의 기판 재치대의 상판의 저면 사시도 및 하판의 상부 사시도가 도시되어 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 기판 재치대는, 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 기판 수납틀(110)을 구비하는 상판(100)과, 각각의 상판(100)의 기판 수납틀(110)에 수납된 기판(W)을 하부에서 상측으로 떠받치도록 위치되는 복수의 융기부(210)가 구비된 하판(200)을 포함하며, 하판(200)은 나사 또는 볼트와 같은 체결수단에 의해 상판(100)의 밑면에 고정된다.
상판(100)에 구비되는 각각의 기판 수납틀(110)은 플라즈마 처리될 기판(W)의 형상에 대응하도록 형성되는 것으로서, 수납될 기판(W)의 형상에 따라 형상이 변경될 수 있으며, 기판(W)의 크기에 따라 하나의 상판(100)에 구비되는 기판 수납틀(110)의 수가 변경될 수 있다. 각각의 기판 수납틀(110)은 도 6에 도시된 바와 같이, 상판(100)을 상하로 관통하는 개구부가 형성되며, 각각 기판(W)의 상부면의 가장자리 부분과 중첩되는 내주면 상단의 제1 걸림턱(120) 및 상기 제1 걸림턱 아래에서 소정의 높이(대략 기판(W)의 두께) 차를 두고 바깥쪽으로 확장되는 제2 걸림턱(130)을 구비한다. 상기 제1 걸림턱(120)과 상기 제2 걸림턱(130)의 구조는 도 6의 C-C 단면도에 보다 명확히 도시되었다. 또한, 상판(100)은 그 가장자리 둘레부(140)가 아래방향으로 연장되는 형상으로 이루어진다.
구체적으로, 제1 걸림턱(120)의 내측의 개구부의 직경이 기판(W)은 직경보다 작게 형성되고, 제1 걸림턱의 외측벽의 직경은 기판(W)의 직경보다 약간 크게 형성된다.
그리고, 기판(W)의 밑면을 상측으로 떠받치는 하판(200)의 융기부(210)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 가장자리 부분이 상기 기판 수납틀(110)의 제2 걸림턱(130)에 중첩되도록 기판(W)의 직경보다 크게 형성되는 것으로서, 헬륨(He) 가스 등의 냉각가스를 기판(W)의 밑면으로 공급할 수 있는 하나 이상의 냉각가스공급홀(215)을 구비한다. 이에 따라, 척(400) 내에 형성된 홀(470)을 통해 공급되는 냉각가스가 상기 냉각가스공급홀(215)을 통하여 기판(W)의 밑면으로 공급되어 기판을 냉각하여 기판의 온도 균일성을 향상시키게 된다.
또한, 융기부(210)의 상면 가장자리에는 2개의 씰링립(283a, 283b)를 가진 립씰(283)이 설치된다. 상기 립씰(283)의 내측의 제1 씰링립(283a)은 기판(W)의 밑면에 접촉되고, 외측의 제2 씰링립(283b)은 상판(100)의 기판 수납틀(110)의 제2 걸림턱(130)에 접촉된다. 따라서, 기판(W)의 밑면에 접촉되는 내측의 제1 씰링립(283a)은 기판(W)의 밑면과 융기부(210)의 상면 사이에서 냉각가스공급홀(215)을 통해 기판(W)의 밑면 측으로 공급되는 냉각가스가 과도하게 플라즈마 공정챔버내로 혼입되는 것을 방지하며, 상판(100)의 기판 수납틀(110)의 제2 걸림턱(130)에 접촉되는 제2 씰링립(283b)은 융기부(210)의 측면과 기판 수납틀(110)의 내주면 사이의 틈을 통하여 유동하는 냉각가스가 과도하게 플라즈마 공정챔버내로 혼입되는 것을 방지할 수 있게 된다. 또한, 하판(200)의 융기부(210)의 측면과 기판 수납틀(110)의 내주면 사이를 통하여 흘러들어간 냉각가스가 상판(100)의 가장자리의 내측을 통하여 과도하게 플라즈마 공정챔버내로 혼입되는 것을 방지할 필요가 있다. 이를 위하여, 상판(100)의 가장자리 둘레부(140)는 하판의 저면까지 연장되고, 기판(W)이수납된 재치대를 척(400) 위에 배치할 때 재치대와 척(400) 사이에 2중 립씰(480)을 설치하며, 상기 립씰의 내측의 제1 씰링립(480a)은 상기 하판(200)의 저면에 접촉되고 외측의 제2 씰링립(480b)은 상기 상판(100)의 가장자리 둘레부(140)의 하단부에 접촉된다. 상기 립씰(283, 480)은 내열성, 내화학성 및 내구성이 우수한 NBR, 실리콘, 우레탄, 테프론(Tefron) 등으로 제조될 수 있다.
또한, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 처리장치의 기판 재치대의 하판(200)의 복수의 융기부(210)의 각각의 상면의 가장자리에는 립씰(283)을 안정되게 장착하기 위하여 립씰 수용홈(213)이 구비될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 기판 재치대에서는, 먼저 상판(100)의 밑면이 상측을 향하도록 뒤집은 상태로 준비한 다음에, 상판(100)의 복수의 기판 수납틀(110)에 복수의 기판(W)을 배열한다. 그 다음에, 하판(220)의 복수의 융기부(210)를 상판(100)의 복수의 기판 수납틀(110)에 맞춰서 삽입한 다음에(도 5 참조), 예를 들어, 복수의 나사 또는 볼트(미도시)를 상판의 암나사홀(151)에 체결하여 하판(200)을 상판(100)에 고정할 수 있다. 여기서, 하판(200)을 상판(100)에 고정하는 방법은 공지의 다른 방법들이 이용될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이와 같이 상판의 복수의 기판 수납틀에 복수의 기판을 배열한 다음 하판을 상판에 조립한 재치대는 플라즈마 처리장치의 공정챔버내에서 척(400) 위에 배치된다. 이때, 냉각가스가 상판(100)의 가장자리의 내측을 통하여 과도하게 공정챔버내로 혼입되는 것을 방지하기 위하여, 재치대와 척(400) 사이에는 2중 립씰(480)을 설치한다. 상기 립씰의 내측의 제1 씰링립(480a)은 상기 하판(200)의 저면에 접촉되고, 외측의 제2 씰링립(480b)은 상기 상판(100)의 가장자리 둘레부(140)의 하단부에 접촉된다.
다음에, 도 8을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 처리장치 재치대에 대하여 설명한다.
본 발명의 제1 실시예에서는, 하판(200)의 복수의 융기부(210)의 각각의 상면과 기판(W)의 저면 및 기판 수납틀(110)의 제2 걸림턱(130) 사이를 실링하기 위하여 립씰(283)을 설치하지만, 도 8에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 기판 재치대에서는 복수의 O-링(280, 282)을 설치한다. 제2 실시예는 제1 실시예에서의 립씰(283) 대신에 복수의 O-링(280, 282)을 설치하는 것을 제외하고는, 나머지 다른 구성요소들은 제1 실시예와 동일하므로, 이하에서는 제2 실시예의 하판(200)의 복수의 융기부(210)의 각각의 상면과 기판(W)의 저면 및 기판 수납틀(110)의 제2 걸림턱(130) 사이를 실링하는 복수의 O-링(280, 282) 구조에 대하여만 설명한다.
본 발명의 제2 실시예의 기판 재치대의 융기부(210)의 상면 가장자리에는 서로 나란하게 형성되는 2개의 O-링 수용홈(211, 212)이 구비되며, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 2개의 O-링 수용홈 중 내측의 O-링 수용홈(212)은 기판(W)의 가장자리와 중첩되는 제1 걸림턱(120)과 대향하는 위치에 형성되고, 외측의 O-링 수용홈(211)은 제2 걸림턱(130)과 대향하는 위치에 형성될 수 있다. 상기 2개의 O-링 수용홈에 각각 2개의 O-링(280, 282)이 장착된다. 상기 2개의 O-링 중 내측의 O-링(282)은 기판(W)의 밑면에 접촉되고, 외측의 O-링(280)은 상판(100)의 기판 수납틀(110)의 제2 걸림턱(130)에 접촉된다. 따라서, 기판(W)의 밑면에 접촉되는 내측의 O-링(282)은 기판(W)의 밑면과 융기부(210)의 상면 사이에서 냉각가스공급홀(215)을 통해 기판(W)의 밑면 측으로 공급되는 냉각가스가 과도하게 플라즈마 공정챔버내로 혼입되는 것을 방지하며, 상판(100)의 기판 수납틀(110)의 제2 걸림턱(130)에 접촉되는 O-링(280)은 융기부(210)의 측면과 기판 수납틀(110)의 내주면 사이의 틈을 통하여 유동하는 냉각가스가 과도하게 플라즈마 공정챔버내로 혼입되는 것을 방지할 수 있게 된다. 상기 O-링은 내열성, 내화학성 및 내구성이 우수한 NBR, 실리콘, 우레탄, 테프론(Tefron) 등으로 제조될 수 있다.
도 9에는 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 기판 재치대에 기판이 장착된 상태를 상부에서 바라본 사시도가 도시되어 있고, 도 10에는 도 9의 플라즈마 처리장치의 플라즈마 처리장치의 기판 재치대의 커버 플레이트의 분해사시도가 도시되어 있고, 도 11에는 도 9의 플라즈마 처리장치의 기판 재치대의 하판의 상부 사시도가 도시되어 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 기판 재치대는, 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 복수의 기판 수납틀(110)을 구비하는 상판(100)과, 각각의 상판(100)의 기판 수납틀(110)에 수납된 기판(W)을 하부에서 상측으로 떠받치는 커버 플레이트(300)와, 커버 플레이트(300)를 하부에서 상측으로 떠받치며 나사와 같은 체결수단에 의해 상판(100)의 밑면에 고정되는 하판(500)을 포함한다.
본 발명의 제3 실시예의 기판 재치대의 상판(100)은 전술한 제1 실시예의 기판 재치대의 상판(100)과 구성 및 기능이 동일하므로, 제3 실시예에 대하여는 상판(100)에 대한 설명은 생략하고, 커버 플레이트(300) 및 하판(500)에 대하여 설명한다.
제 3 실시예에서, 기판(W)의 밑면을 상측으로 떠받치는 커버 플레이트(300)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 가장자리 부분이 상기 기판 수납틀(110)의 제2 걸림턱(130)에 중첩되도록 기판(W)의 직경보다 크게 형성되는 것으로서, 헬륨(He) 가스 등의 냉각가스를 기판(W)의 밑면으로 공급할 수 있는 하나 이상의 냉각가스공급홀(315)을 구비한다. 이에 따라, 척(400) 내에 형성된 홀(470)을 통해 공급되는 냉각가스가 상기 냉각가스공급홀(315)을 통하여 기판(W)의 밑면으로 공급되어 기판을 냉각하여 기판의 온도 균일성을 향상시키게 된다.
또한, 커버 플레이트(300)의 상면 가장자리에는 2개의 씰링립(383a, 383b)를 가진 립씰(383)이 설치된다. 상기 립씰(383)의 내측의 제1 씰링립(383a)은 기판(W)의 밑면에 접촉되고, 외측의 제2 씰링립(383b)은 상판(100)의 기판 수납틀(110)의 제2 걸림턱(130)에 접촉된다. 따라서, 기판(W)의 밑면에 접촉되는 내측의 제1 씰링립(383a)은 기판(W)의 밑면과 커버 플레이트(300)의 상면 사이에서 냉각가스공급홀(315)을 통해 기판(W)의 밑면 측으로 공급되는 냉각가스가 과도하게 플라즈마 공정챔버내로 혼입되는 것을 방지하며, 상판(100)의 기판 수납틀(110)의 제2 걸림턱(130)에 접촉되는 제2 씰링립(383b)은 커버 플레이트(300)의 측면과 기판 수납틀(110)의 내주면 사이의 틈을 통하여 유동하는 냉각가스가 과도하게 플라즈마 공정챔버내로 혼입되는 것을 방지할 수 있게 된다. 상기 립씰은 내열성, 내화학성 및 내구성이 우수한 NBR, 실리콘, 우레탄, 테프론(Tefron) 등으로 제조될 수 있다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 처리장치의 기판 재치대의 복수의 커버 플레이트(300)의 각각의 상면의 가장자리에는 립씰(383)을 안정되게 장착하기 위하여 립씰 수용홈(313)이 구비될 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 기판 재치대에서는, 먼저 상판(100)의 밑면이 상측을 향하도록 뒤집은 상태로 준비한 다음에, 상판(100)의 복수의 기판 수납틀(110)에 복수의 기판(W)을 배열한다. 그 다음에, 복수의 커버 플레이트(300)를 상판(100)의 복수의 기판 수납틀(110)에 삽입한 다음에(도 9 참조), 예를 들어, 복수의 나사 또는 볼트(미도시)를 상판의 암나사홀(151)에 체결하여 하판(400)을 상판(100)에 고정할 수 있다. 여기서, 하판(400)을 상판(100)에 고정하는 방법은 공지의 다른 방법들이 이용될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이와 같이 상판의 복수의 기판 수납틀에 복수의 기판을 배열한 다음 하판을 상판에 조립한 재치대는 플라즈마 처리장치의 공정챔버내에서 척(400) 위에 배치된다. 이때, 냉각가스가 상판(100)의 가장자리의 내측을 통하여 과도하게 공정챔버내로 혼입되는 것을 방지하기 위하여, 재치대와 척(400) 사이에는 2중 립씰(480)을 설치한다. 상기 립씰의 내측의 제1 씰링립(480a)은 상기 하판(500)의 저면에 접촉되고, 외측의 제2 씰링립(480b)은 상기 상판(100)의 가장자리 둘레부(140)의 하단부에 접촉된다.
다음에, 도 12 및 도 13을 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 플라즈마 처리장치 재치대에 대하여 설명한다.
본 발명의 제3 실시예에서는, 복수의 커버 플레이트(300)의 각각의 상면과 기판(W)의 저면 및 기판 수납틀(110)의 제2 걸림턱(130) 사이를 실링하기 위하여 립씰(383)을 설치하지만, 도 12 및 도 13에 도시된 본 발명의 제4 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 기판 재치대에서는 복수의 O-링(380, 382)을 설치한다. 제4 실시예는 제3 실시예에서의 립씰(383) 대신에 복수의 O-링(380, 382)을 설치하는 것을 제외하고는, 나머지 다른 구성요소들은 제3 실시예와 동일하므로, 이하에서는 제4 실시예의 복수의 커버 플레이트(300)의 각각의 상면과 기판(W)의 저면 및 기판 수납틀(110)의 제2 걸림턱(130) 사이를 실링하는 복수의 O-링(380, 382) 구조에 대하여만 설명한다.
본 발명의 제4 실시예의 커버 플레이트(300)의 상면 가장자리에는 서로 나란하게 형성되는 2개의 O-링 수용홈(311, 312)이 구비되며, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 2개의 O-링 수용홈 중 내측의 O-링 수용홈(312)은 기판(W)의 가장자리와 중첩되는 제1 걸림턱(120)과 대향하는 위치에 형성되고, 외측의 O-링 수용홈(311)은 제2 걸림턱(130)과 대향하는 위치에 형성될 수 있다. 상기 2개의 O-링 수용홈에 각각 2개의 O-링(380, 382)이 장착된다. 상기 2개의 O-링 중 내측의 O-링(382)은 기판(W)의 밑면에 접촉되고, 외측의 O-링(380)은 상판(100)의 기판 수납틀(110)의 제2 걸림턱(130)에 접촉된다. 따라서, 기판(W)의 밑면에 접촉되는 내측의 O-링(382)은 기판(W)의 밑면과 커버 플레이트(300)의 상면 사이에서 냉각가스공급홀(315)을 통해 기판(W)의 밑면 측으로 공급되는 냉각가스가 과도하게 플라즈마 공정챔버내로 혼입되는 것을 방지하며, 상판(100)의 기판 수납틀(110)의 제2 걸림턱(130)에 접촉되는 O-링(382)은 커버 플레이트(300)의 측면과 기판 수납틀(110)의 내주면 사이의 틈을 통하여 유동하는 냉각가스가 과도하게 플라즈마 공정챔버내로 혼입되는 것을 방지할 수 있게 된다. 상기 O-링은 내열성, 내화학성 및 내구성이 우수한 NBR, 실리콘, 우레탄, 테프론(Tefron) 등으로 제조될 수 있다.
이어서, 본 발명에 따른 플라즈마 처리장치의 기판 재치대의 작용효과에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 기판 재치대에서는 상판(100)이 하판(200, 500)의 제1 개구부(220, 230, 520, 530) 및 제2 개구부(240, 540)를 통하여 노출되어 대략 -20℃ 정도의 헬륨(He) 등의 냉각가스에 의해 상판의 노출부가 직접 냉각되어 상판 전체를 용이하게 냉각시킬 수 있다. 이에 따라, 상판(100)의 냉각효율이 증대되어 기판(W)의 온도 균일성이 향상되어 플라즈마 처리의 공정불량 발생이 방지될 수 있다.
또한, 본원 발명에서는 상판(100)의 하부면에 냉각가스를 직접 공급하여 상판을 냉각하는 방식이 아니므로, 상판을 냉각시키는 냉각가스가 공정챔버내로 누출될 우려가 감소된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
100 : 상판 110 : 개구부
120 : 제1 걸림턱 130 : 제2 걸림턱
140 : 상판의 가장자리 둘레부 151 : 암나사홀
200 : 하판 210 : 융기부
211, 212, 311, 312 : O-링 수용홈 213, 313 : 립씰 수용홈
215, 315 : 냉각가스공급홀 220, 230 : 제1 개구부
240 : 제2 개구부 251 : 나사구멍
280, 282, 380, 382, 480 : O-링 283, 383 : 립씰
300 : 커버 플레이트 400 : 척
470 : 냉각가스공급로 W : 기판

Claims (8)

  1. 기판(W)의 상부면을 노출시키는 복수의 개구부가 형성되며, 각각 기판 상부면의 가장자리 부분과 중첩되는 내주면 상단의 제1 걸림턱(120) 및 상기 제1 걸림턱 아래에서 소정의 높이 차를 두고 확장되는 제2 걸림턱(130)을 가지는 복수의 기판 수납틀(110)을 구비하며, 가장자리 둘레부(140)가 아래방향으로 연장되는 상판(100);
    가장자리 부분이 상기 제2 걸림턱에 대향하도록 상기 기판의 직경보다 크게 형성되며, 냉각가스를 기판(W)의 밑면으로 공급할 수 있는 하나 이상의 냉각가스공급홀(215)이 구비된 복수의 융기부(210)를 구비하며, 상기 복수의 융기부(210) 이외의 부위에 하나 이상의 제1 개구부(220, 230)가 형성되며, 상기 상판(100)의 가장자리 둘레부(140)의 내측으로 삽입되어 체결수단에 의해 상기 상판(100)의 밑면에 고정되는 하판(200)을 포함하며,
    상기 하판(200)의 복수의 융기부(210)의 각각의 상면의 가장자리를 따라 립씰(283)이 설치되며, 상기 립씰의 내측의 제1 씰링립(283a)은 상기 기판(W)의 밑면에 접촉되고 외측의 제2 씰링립(283b)은 상기 상판의 기판 수납틀(110)의 제2 걸림턱(130)에 접촉되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치의 기판 재치대.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하판(200)의 복수의 융기부(210)의 각각의 상면의 가장자리에는 립씰(283)을 장착하기 위한 립씰 수용홈(213)이 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치의 기판 재치대.
  3. 기판(W)의 상부면을 노출시키는 복수의 개구부가 형성되며, 각각 기판 상부면의 가장자리 부분과 중첩되는 내주면 상단의 제1 걸림턱(120) 및 상기 제1 걸림턱 아래에서 소정의 높이 차를 두고 확장되는 제2 걸림턱(130)을 가지는 복수의 기판 수납틀(110)을 구비하며, 가장자리 둘레부(140)가 아래방향으로 연장되는 상판(100);
    가장자리 부분이 상기 제2 걸림턱에 대향하도록 상기 기판의 직경보다 크게 형성되며, 냉각가스를 기판(W)의 밑면으로 공급할 수 있는 하나 이상의 냉각가스공급홀(215)이 구비된 복수의 융기부(210)를 구비하며, 상기 복수의 융기부(210) 이외의 부위에 하나 이상의 개구부(220, 230)가 형성되며, 상기 상판(100)의 가장자리 둘레부(140)의 내측으로 삽입되어 체결수단에 의해 상기 상판(100)의 밑면에 고정되는 하판(200)을 포함하며,
    상기 하판(200)의 복수의 융기부(210)의 각각의 상면의 가장자리에는 서로 나란하게 형성되는 2개의 O-링 수용홈(211, 212)이 구비되며, 상기 2개의 O-링 수용홈에 각각 2개의 O-링(280, 282)이 장착되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치의 기판 재치대.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 2개의 O-링 수용홈 중 내측의 O-링 수용홈(212)은 상기 기판(W)의 가장자리와 중첩되는 상기 제1 걸림턱(120)과 대향하는 위치에 형성되고, 외측의 O-링 수용홈(211)은 상기 제2 걸림턱(130)과 대향하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치의 기판 재치대.
  5. 기판(W)의 상부면을 노출시키는 복수의 개구부가 형성되며, 각각 기판 상부면의 가장자리 부분과 중첩되는 내주면 상단의 제1 걸림턱(120) 및 상기 제1 걸림턱 아래에서 소정의 높이 차를 두고 확장되는 제2 걸림턱(130)을 가지는 복수의 기판 수납틀(110)을 구비하며, 가장자리 둘레부(140)가 아래방향으로 연장되는 상판(100);
    가장자리 부분이 상기 제2 걸림턱에 대향하도록 상기 기판의 직경보다 크게 형성되며, 냉각가스를 기판(W)의 밑면으로 공급할 수 있는 하나 이상의 냉각가스공급홀(315)이 구비되며, 상면에 가장자리를 따라 립씰(383)이 각각 설치되는 복수의 커버 플레이트(300); 및
    상기 복수의 커버 플레이트(300)에 대향하는 부위에는 복수의 제2 개구부(240)가 형성되며, 상기 복수의 커버 플레이트(300)에 대향하지 않는 부위에 하나 이상의 제1 개구부(520, 530)가 형성되며, 상기 상판(100)의 가장자리 둘레부(140)의 내측으로 삽입되어 체결수단에 의해 상기 상판(100)의 밑면에 고정되는 하판(500)을 포함하며,
    상기 커버 플레이트(300)의 상기 립씰(383)의 내측의 제1 씰링립(383a)은 상기 기판(W)의 밑면에 접촉되고 외측의 제2 씰링립(383b)은 상기 상판의 기판 수납틀(110)의 제2 걸림턱(130)에 접촉되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치의 기판 재치대.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트(300)의 상면의 가장자리에는 립씰(383)을 장착하기 위한 립씰 수용홈(313)이 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치의 기판 재치대.
  7. 기판(W)의 상부면을 노출시키는 복수의 개구부가 형성되며, 각각 기판 상부면의 가장자리 부분과 중첩되는 내주면 상단의 제1 걸림턱(120) 및 상기 제1 걸림턱 아래에서 소정의 높이 차를 두고 확장되는 제2 걸림턱(130)을 가지는 복수의 기판 수납틀(110)을 구비하며, 가장자리 둘레부(140)가 아래방향으로 연장되는 상판(100);
    가장자리 부분이 상기 제2 걸림턱에 대향하도록 상기 기판의 직경보다 크게 형성되며, 냉각가스를 기판(W)의 밑면으로 공급할 수 있는 하나 이상의 냉각가스공급홀(315)이 구비되는 복수의 커버 플레이트(300); 및
    상기 복수의 커버 플레이트(300)에 대향하는 부위에는 복수의 제2 개구부(240)가 형성되며, 상기 복수의 커버 플레이트(300)에 대향하지 않는 부위에 하나 이상의 제1 개구부(520, 530)가 형성되며, 상기 상판(100)의 가장자리 둘레부(140)의 내측으로 삽입되어 체결수단에 의해 상기 상판(100)의 밑면에 고정되는 하판(500)을 포함하며,
    상기 커버 플레이트(300)의 각각의 상면의 가장자리에는 서로 나란하게 형성되는 2개의 O-링 수용홈(311, 312)이 구비되며, 상기 2개의 O-링 수용홈에 각각 2개의 O-링(380, 382)이 장착되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치의 기판 재치대.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 2개의 O-링 수용홈 중 내측의 O-링 수용홈(312)은 상기 기판(W)의 가장자리와 중첩되는 상기 제1 걸림턱(120)과 대향하는 위치에 형성되고, 외측의 O-링 수용홈(311)은 상기 제2 걸림턱(130)과 대향하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치의 기판 재치대.
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