KR20170039876A - 기판처리장치 - Google Patents

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KR20170039876A
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Abstract

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로, 기판처리장치는 진공챔버, 진공챔버의 내부에 승강 가능하게 제공되며 기판이 안착되는 서셉터, 및 서셉터와 진공챔버를 선택적으로 접지 연결하는 가변접지부를 포함하고, 서셉터와 진공챔버 간의 접지 연결 상태는 가변접지부에 의해 유지 또는 해제 가능하여, 서셉터의 접지 상태를 선택적으로 가변할 수 있으며, 가변접지부의 손상 및 파손을 방지할 수 있다.

Description

기판처리장치{APPARATUS FOR PROCESSING SUBSTRATE}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 챔버 내부에서 기판을 지지하기 위한 서셉터의 접지 상태를 선택적으로 가변시킬 수 있는 기판처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 화학 기상 증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD) 장비는, 디스플레이 제조 공정 또는 반도체 제조 공정 중에 진공 상태에서 가스의 화학적 반응을 이용하여 절연막, 보호막, 산화막, 금속막 등을 기판에 증착시키기 위해 사용된다.
도 1은 기존 기판처리장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 기존 기판처리장치는 진공챔버(10), 상기 진공챔버(10)의 내부에 승강 가능하게 제공되며 기판(2)이 로딩되는 서셉터(20)를 포함하며, 서셉터(20)의 상부에는 전극 및 공정가스가 분출되는 샤워헤드(30)가 구비된다.
상기 샤워헤드(30)를 통해 진공챔버(10)의 내부에 공정가스가 공급됨과 동시에 전극에 RF 전원이 인가됨에 따라, 진공챔버(10)의 내부에 공급된 공정가스는 플라즈마화 되어 서셉터(20)의 상면에 안착된 기판(2) 상에 증착될 수 있다.
한편, 증착 공정 중에는 서셉터(20) 상에 전하가 축적될 수 있고, 서셉터(20)에 축적된 전하는 기생 방전을 발생시킬 수 있기 때문에, 보다 안정적이고 균일한 플라즈마를 발생시키기 위해서는 서셉터(20)의 전하를 외부로 배출할 수 있어야 한다. 이에 기존에는 서셉터(20)와 공정챔버(10)를 접지스트랩(ground strap)(22)으로 연결하고, 접지스트랩(22)을 통해 서셉터(20)에 축적된 전하가 빠져 나갈 수 있도록 하였다.
그러나, 기존에는 접지스트랩(22)의 일단이 서셉터(20)에 고정되고 타단이 공정챔버(10)에 고정됨에 따라, 서셉터(20)의 승강시 접지스트랩(22)이 반복적으로 휘어지거나 접혀지도록 변형되는 문제점이 있고, 그 결과, 접지스트랩(22)의 성능이 저하되고, 심할 경우에는 접지스트랩(22)이 파손되거나 끊어지는 문제점이 있다.
또한, 기존에는 접지스트랩(22)을 일정 사용기간 후 주기적으로 교체해주어야 하지만, 접지스트랩(22)의 장착 위치상 접지스트랩(22)을 교체하기 위해서는 많은 시간이 소요되는 문제점이 있고, 접지스트랩(22)의 교체 작업 중에는 공정 자체가 정지되어야 하기 때문에 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
이에 따라, 최근에는 서셉터의 접지 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 공정 효율을 향상시키기 위한 다양한 검토가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 서셉터의 접지 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 공정 효율을 향상시킬 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 가변접지부를 이용하여 서셉터의 접지 상태를 선택적으로 가변시킬 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 접지스트랩의 성능 저하 및 파손을 방지하고, 수명을 연장할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 가변접지부를 이용하여 서셉터의 임피던스를 국부적으로 조절할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 대면적 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기판처리장치는 진공챔버, 진공챔버의 내부에 승강 가능하게 제공되며 기판이 안착되는 서셉터, 및 서셉터와 진공챔버를 선택적으로 접지 연결하는 가변접지부를 포함하고, 서셉터와 진공챔버 간의 접지 연결 상태는 가변접지부에 의해 유지 또는 해제 가능하다. 이러한 구성을 통해 서셉터의 접지 상태를 선택적으로 가변할 수 있으며, 서셉터의 이동에 따른 가변접지부의 손상 및 파손을 방지할 수 있다.
가변접지부로서는 서셉터와 진공챔버를 선택적으로 접지 연결 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 여기서, 가변접지부가 서셉터와 진공챔버를 선택적으로 접지 연결한다 함은, 공정 조건 등에 따라 가변접지부가 서셉터와 진공챔버를 접지 연결하거나, 서셉터와 진공챔버의 접지 연결 상태를 해제하는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 가변접지부에 의한 서셉터와 진공챔버의 접지 연결 상태는 서셉터의 위치 조건에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 일 예로, 서셉터가 상승된 상태에서는 가변접지부가 서셉터와 진공챔버를 접지 연결하고, 서셉터가 하강된 상태에서는 가변접지부에 의한 서셉터와 진공챔버 간의 접지 연결 상태가 해제되도록 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 서셉터가 상승된 상태에서 가변접지부에 의한 서셉터와 진공챔버 간의 접지 연결 상태가 해제되도록 구성하는 것도 가능하다.
일 예로, 가변접지부는 서셉터에 접근 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 제공되는 가동부재, 및 일단은 진공챔버에 연결되고 타단은 가동부재의 단부에 연결되는 접지스트랩을 포함할 수 있으며, 가동부재가 서셉터에 접근되는 방향으로 이동하면, 가동부재에 의해 접지스트랩의 타단이 서셉터에 접촉되며 접지 연결될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 서셉터가 상승 및 하강할 시에는 접지스트랩과 가이드로드 간의 접촉 상태가 해제될 수 있기 때문에, 접지스트랩의 변형을 최소화하고, 접지스트랩의 반복적인 변형에 따른 파손을 미연에 방지할 수 있다.
다른 일 예로, 가변접지부는, 서셉터에 접근 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 제공되는 가동부재, 및 일단은 진공챔버에 고정되고 타단은 자유단으로 배치되는 접지스트랩을 포함할 수 있으며, 가동부재가 서셉터에 접근되는 방향으로 이동하면, 가동부재에 의해 접지스트랩의 자유단이 서셉터에 접촉되며 접지 연결될 수 있다.
아울러, 구동부재는 서셉터에 접근 및 이격되는 방향으로 직선 이동하거나 회전 운동하도록 구성될 수 있으며, 구동부재의 이동 방식은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 가동부재가 이동하도록 구동력을 제공하는 구동부가 제공될 수 있는 바, 가동부재는 구동부의 구동력에 의해 서셉터에 접근 및 이격되는 방향으로 이동할 수 있다.
참고로, 가변접촉부가 접촉되는 서셉터의 접촉부위는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 여기서, 가변접촉부가 접촉되는 서셉터의 접촉부위라 함은, 서셉터 자체 또는 서셉터에 전기적으로 연결되도록 서셉터에 부착 또는 결합되는 주변 부재를 모두 포함하는 개념으로 이해될 수 있다. 일 예로, 서셉터에는 가이드로드가 전기적으로 연결되도록 결합될 수 있으며, 가변접지부는 가이드로드와 진공챔버를 선택적으로 접지 연결할 수 있다. 보다 구체적으로, 가이드로드의 일단은 서셉터의 저면에 고정되고 타단은 자유단으로 배치될 수 있으며, 가변접지부는 가이드로드의 자유단에 선택적으로 접지 연결될 수 있다. 또한, 진공챔버에는 서셉터의 하강시 가이드로드가 수용되기 위한 로드수용부가 형성될 수 있다.
한편, 가변접지부는 서셉터 상에 이격되게 복수개가 제공될 수 있으며, 복수개의 가변접지부는 서로 독립적으로 접지 연결 상태를 유지 또는 해제할 수 있다. 즉, 서셉터가 상승된 상태에서 복수개의 가변접지부 중 일부는 접지 연결 상태를 유지할 수 있고, 복수개의 가변접지부 중 다른 일부는 접지 연결 상태가 해제될 수 있다. 여기서, 가변접지부에 의한 접지 연결 상태가 유지된다 함은, 접지스트랩이 가이드로드에 접촉된 상태로 이해될 수 있고, 가변접지부에 의한 접지 연결 상태가 해제된다 함은, 접지스트랩이 가이드로드로부터 이격된 상태로 이해될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 서셉터의 접지 부위를 국부적으로 조절함으로써 서셉터의 임피던스를 국부적으로 조절할 수 있다. 대면적 기판 상에 증착 공정을 수행하는 경우, 서셉터의 임피던스가 불균일한 문제점이 빈번하게 발생하는 문제점이 있고, 임피던스가 불균일 할 경우 피증착물질이 균일하게 증착되기 어려운 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에서는 복수개의 가변접지부에 의한 접지 연결 상태를 독립적으로 유지 또는 해제할 수 있기 때문에, 서셉터의 임피던스를 전체적으로 균일하게 조절할 수 있고, 피증착물질을 보다 균일하게 증착할 수 있다.
가변접지부의 다른 일 예로서, 가변접지부는 스트랩리스(strapless) 방식으로 서셉터와 진공챔버 간의 접지 연결 상태를 가변하도록 구성될 수 있다. 특히, 스트랩리스 방식의 가변접지부는 스트랩의 사용이 배제되기 때문에, 구조를 간소화할 수 있고 스트랩에 의한 문제를 원천적으로 차단할 수 있다. 일 예로, 가변접지부는, 진공챔버에 전기적으로 연결되며 가이드로드의 주변에 인접하게 제공되는 접지단자를 포함할 수 있고, 서셉터가 상승된 상태에서는 가이드로드가 접지단자에 접촉되며 접지 연결되고, 서셉터가 하강된 상태에서는 가이드로드가 접지단자로부터 이격될 수 있다.
아울러, 가이드로드와 접지단자 간의 물리적 접촉은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 가령, 가이드로드와 접지단자 간의 물리적 접촉은 구동부의 구동력을 이용하여 구현되거나, 서로 대응되는 구조체 간의 간섭에 의해 구현될 수 있다.
가이드로드와 접지단자가 물리적으로 접촉되는 일 예로, 가이드로드에 접근 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 가동부재가 제공될 수 있는 바, 가동부재가 가이드로드에 접근되는 방향으로 이동하면 가동부재에 의해 가이드로드가 가압되며 접지단자에 접촉될 수 있고, 가동부재가 가이드로드로부터 이격되는 방향으로 이동하면 가이드로드가 접지단자로부터 이격될 수 있다.
가이드로드와 접지단자가 물리적으로 접촉되는 다른 일 예로, 가이드로드에는 접촉돌기가 형성될 수 있고, 가이드로드의 주변에는 접촉돌기와 간섭 가능하게 가이드돌기가 제공될 수 있는 바, 서셉터가 상승된 상태에서는 접촉돌기가 가이드돌기에 의해 가압되며 가이드로드를 접지단자에 접촉시킬 수 있다. 접촉돌기와 가이드돌기 간의 간섭 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 가이드돌기에는 경사안내부가 형성될 수 있고, 접촉돌기는 경사안내부를 따라 이동하며 가이드로드를 접지단자에 접촉되는 방향으로 가압할 수 있다.
또한, 서셉터에 대한 접지스트랩의 접촉 여부를 감지하기 위한 감지부가 제공될 수 있다. 다르게는 스트랩리스 방식 가변접지부가 적용된 경우에도 가변접지부의 의한 접촉 여부(접지 연결 상태)를 감지하기 위한 감지부가 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 서셉터의 접지 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면 가변접지부를 이용하여 서셉터의 접지 상태를 선택적으로 가변시킬 수 있다. 따라서, 가변접지부의 변형을 최소화할 수 있으며, 서셉터의 상하 이동에 따른 가변접지부의 성능 저하 및 파손을 방지하고, 수명을 연장할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 가변접지부로서 접지스트랩을 사용하는 경우, 서셉터의 상하 이동시 접지스트랩이 서셉터로부터 분리될 수 있게 함으로써, 서셉터의 반복적인 상하 이동에 따른 접지스트랩의 성능 저하 및 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 서셉터의 접지 상태를 보다 안정적으로 유지할 수 있게 함으로써, 기생방전의 발생을 방지하고, 보다 안정적이고 균일한 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 가변접지부를 이용하여 서셉터의 접지 부위를 국부적으로 조절함으로써 서셉터 영역의 임피던스를 전체적으로 균일하게 조절할 수 있다. 특히, 본 발명에 따르면 공정 조건에 따라 서셉터 영역의 임피던스를 국부적으로 조절함으로써 피증착물질이 보다 균일하고 효율적으로 대면적 기판에 증착될 수 있게 하여, 대면적 기판의 수율을 향상 시킬 수 있다.
도 1은 기존 기판처리장치를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 기판처리장치를 설명하기 위한 도면,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 기판처리장치로서, 가변접지부의 구조 및 작동 구조를 설명하기 위한 도면,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 기판처리장치로서, 가변접지부의 변형예를 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 기판처리장치로서, 가변접지부의 다른 사용예를 설명하기 위한 도면,
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리장치를 설명하기 위한 도면,
도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판처리장치를 설명하기 위한 도면,
도 12는 본 발명에 따른 기판처리장치로서, 감지부를 설명하기 위한 도면,
도 13은 본 발명에 따른 기판처리장치로서, 가변접지부의 다른 배치예를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 기판처리장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 기판처리장치로서 가변접지부의 구조 및 작동 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 기판처리장치로서, 가변접지부의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 기판처리장치는 진공챔버(110), 서셉터(120) 및 가변접지부(200)를 포함한다.
상기 진공챔버(110)는 내부에 소정 처리 공간을 갖도록 제공되며, 측벽 적어도 일측에는 기판(102) 및 마스크 등이 출입되기 위한 출입부가 제공된다.
상기 진공챔버(110)의 사이즈 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있으며, 진공챔버(110)의 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 진공챔버(110)는 대면적 크기의 기판(102) 및 마스크와 함께 각종 이송유닛이 수용될 수 있는 대면적 처리 공간을 갖도록 제공될 수 있다. 아울러, 후술할 가변접지부(예를 들어, 접지스트랩)는 진공챔버(110)의 접지선(미도시)에 연결됨으로써, 진공챔버와 서셉터가 서로 접지 연결될 수 있다.
상기 서셉터(120)는 진공챔버(110)의 내부에 상하 방향을 따라 승강 가능하게 제공되며, 서셉터(120)의 상면에는 기판(102)이 안착될 수 있다. 상기 서셉터(120)는 모터와 같은 통상의 구동수단에 의해 상하 방향을 따라 이동될 수 있다.
상기 서셉터(120)의 상부에는 공정가스를 공급하고 RF 에너지를 공급하는 샤워 헤드가 제공될 수 있으며, 샤워헤드로서는 공지된 통상의 샤워헤드가 사용될 수 있다.
상기 가변접지부(200)는 서셉터(120)와 진공챔버(110)를 선택적으로 접지 연결하도록 제공되며, 서셉터(120)와 진공챔버(110) 간의 접지 연결 상태는 가변접지부(200)에 의해 유지 또는 해제될 수 있다.
상기 가변접지부(200)로서는 서셉터(120)와 진공챔버(110)를 선택적으로 접지 연결 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 여기서, 상기 가변접지부(200)가 서셉터(120)와 진공챔버(110)를 선택적으로 접지 연결한다 함은, 공정 조건 등에 따라 가변접지부(200)가 서셉터(120)와 진공챔버(110)를 접지 연결하거나, 서셉터(120)와 진공챔버(110)의 접지 연결 상태를 해제하는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 상기 가변접지부(200)에 의한 서셉터(120)와 진공챔버(110)의 접지 연결 상태는 서셉터(120)의 위치 조건에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 일 예로, 상기 서셉터(120)가 상승된 상태(증착 공정이 진행되는 상태)에서는 가변접지부(200)가 서셉터(120)와 진공챔버(110)를 접지 연결하고, 상기 서셉터(120)가 하강된 상태에서는 가변접지부(200)에 의한 서셉터(120)와 진공챔버(110) 간의 접지 연결 상태가 해제되도록 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 서셉터가 상승된 상태에서 가변접지부에 의한 서셉터와 진공챔버 간의 접지 연결 상태가 해제되도록 구성하는 것도 가능하다.
상기 가변접지부(200)는 스트랩을 이용한 방식 또는 스트랩리스(strapless) 방식으로 서셉터(120)와 진공챔버(110) 간의 접지 연결 상태를 가변하도록 구성될 수 있으며, 이외에도 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 구성될 수 있다.
일 예로, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 가변접지부(200)는 서셉터(120)에 접근 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 제공되는 가동부재(210), 및 일단은 진공챔버(110)에 연결되고 타단은 가동부재(210)의 단부에 연결되는 접지스트랩(220)을 포함할 수 있으며, 상기 가동부재(210)가 서셉터(120)에 접근되는 방향으로 이동하면, 가동부재(210)에 의해 접지스트랩(220)의 타단이 서셉터(120)에 접촉되며 접지 연결될 수 있다.
상기 가동부재(210)는 서셉터(120)에 접근 및 이격되는 방향으로 직선 이동하거나 회전 운동하도록 구성될 수 있다. 이하에서는 상기 가동부재(210)가 서셉터(120)에 접근 및 이격되는 방향으로 직선 이동하도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다.
또한, 상기 가동부재(210)가 이동하도록 구동력을 제공하는 구동부(230)가 제공될 수 있는 바, 상기 가동부재(210)는 구동부(230)의 구동력에 의해 서셉터(120)에 접근 및 이격되는 방향으로 이동할 수 있다. 상기 구동부(230)로서는 통상의 모터 및 솔레노이드가 사용될 수 있으며, 구동부(230)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
상기 접지스트랩(220)의 일단은 진공챔버(110)에 연결되고 타단은 가동부재(210)의 단부에 연결되어, 가동부재(210)의 이동에 대응하여 선택적으로 서셉터(120)에 접촉되거나 서셉터(120)로부터 이격될 수 있다.
상기 접지스트랩(220)으로는 플렉시블한 통상의 알루미늄 스트랩이 사용될 수 있으며, 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 여타 다른 재질의 스트랩을 사용하는 것도 가능하다. 바람직하게 상기 접지스트랩(220)이 면접촉될 수 있고, 휨 변형이 용이하게 구현될 수 있도록, 접지스트랩(220)은 비교적 얇은 판상 형태로 형성될 수 있으며, 상기 접지스트랩(220)에 의한 접지 연결이 해제된 상태에서는 접지스트랩(220)이 접지 연결되기 전의 초기 위치(또는 초기 배치 상태)로 복귀될 수 있다.
참고로, 상기 가변접촉부가 접촉되는 서셉터(120)의 접촉부위는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 여기서, 가변접촉부가 접촉되는 서셉터(120)의 접촉부위라 함은, 서셉터(120) 자체 또는 서셉터(120)에 전기적으로 연결되도록 서셉터(120)에 부착 또는 결합되는 주변 부재를 모두 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.
일 예로, 상기 서셉터(120)의 저면에는 가이드로드(122)가 전기적으로 연결되도록 결합될 수 있으며, 상기 가변접지부(200)는 가이드로드(122)와 진공챔버(110)를 선택적으로 접지 연결할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 가이드로드(122)의 일단은 서셉터(120)의 저면에 고정되고 타단은 자유단으로 배치될 수 있으며, 상기 가변접지부(200)는 가이드로드(122)의 자유단에 선택적으로 접지 연결될 수 있다. 바람직하게 상기 가이드로드(122)는 소정의 휨 탄성을 갖는 재질 또는 구조로 형성될 수 있으며, 가이드로드(122)를 이용한 접지 연결이 해제된 상태에서는 가이드로드(122)가 접지 연결되기 전의 초기 위치로 복귀할 수 있다.
또한, 상기 진공챔버(110)의 하부에는 서셉터(120)의 하강시 가이드로드(122)가 수용되기 위한 로드수용부(112)가 형성될 수 있다. 상기 로드수용부(112)는 진공챔버(110)의 하부에 결합되는 로드수용체(113)에 의해 제공될 수 있으며, 진공챔버(110)와 균일한 진공 상태를 이룰 수 있다.
다시, 도 3을 참조하면, 증착 공정을 수행하기 위해 서셉터(120)가 상승된 상태에서는, 서셉터(120)가 상승함에 따라 서셉터(120)에 연결된 가이드로드(122)도 함께 상승한다. 서셉터(120) 및 가이드로드(122)가 상승한 상태에서, 상기 가동부재(210)는 구동부(230)의 구동력에 의해 가이드로드(122)에 접근되는 방향으로 이동하고, 이에 따라 가동부재(210)의 단부에 연결된 접지스트랩(220)의 타단이 가이드로드(122)에 접촉되며 접지 연결될 수 있다.
바람직하게 상기 서셉터(120)에는 접지스트랩(220)이 면접촉되기 위한 평탄부(122a)가 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 접지스트랩(220)이 접축되는 가이드로드(122)의 외주면 영역에는 접지스트랩(220)이 면접촉될 수 있는 평탄부(122a)가 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 가이드로드가 사각 단면 형태를 갖는 사각 로드로 제공되는 것도 가능하다.
반면, 도 4를 참조하면, 기판(102) 또는 마스크가 로딩 또는 언로딩되는 동안에는 서셉터(120)가 하강할 수 있다. 상기 서셉터(120)가 하강함과 동시 또는 하강하기 전에, 상기 가동부재(210)는 구동부(230)의 구동력에 의해 가이드로드(122)로부터 이격되는 방향으로 이동할 수 있고, 이에 따라 가동부재(210)의 단부에 연결된 접지스트랩(220)의 타단이 가이드로드(122)부터 이격됨으로써, 접지스트랩(220)에 의한 접지 연결 상태가 해제될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 가변접지부(200)의 접지스트랩(220)에 의한 서셉터(120)(가이드로드)와 진공챔버(110) 간의 접지 연결 상태를 선택적으로 유지 또는 해제할 수 있는 바, 서셉터(120)가 상승 및 하강할 시에는 접지스트랩(220)과 가이드로드(122) 간의 접촉 상태가 해제될 수 있게 함으로써, 접지스트랩(220)의 변형 또는 휨 변형을 최소화하고, 접지스트랩(220)의 반복적인 변형에 따른 파손을 미연에 방지할 수 있다.
상기 가변접지부(200)의 변형예로서, 도 5 및 도 6을 참조하면, 가변접지부(200)는, 서셉터(120)에 접근 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 제공되는 가동부재(210), 및 일단은 진공챔버(110)에 고정되고 타단은 자유단으로 배치되는 접지스트랩(220)을 포함할 수 있으며, 가동부재(210)가 서셉터(120)에 접근되는 방향으로 이동하면, 가동부재(210)에 의해 접지스트랩(220)의 자유단이 서셉터(120)에 접촉되며 접지 연결될 수 있다.
상기 접지스트랩(220)은 캔틸레버(cantilever) 구조로 일단은 진공챔버(110)에 고정되고 타단은 자유단으로 배치된 상태에서, 가동부재(210)에 의해 선택적으로 서셉터(120)의 가이드로드(122)에 접촉될 수 있다.
도 5를 참조하면, 증착 공정을 수행하기 위해 서셉터(120)가 상승된 상태에서는, 서셉터(120)가 상승함에 따라 서셉터(120)에 연결된 가이드로드(122)도 함께 상승한다. 서셉터(120) 및 가이드로드(122)가 상승한 상태에서, 상기 가동부재(210)는 구동부(230)의 구동력에 의해 가이드로드(122)에 접근되는 방향으로 이동하고, 이에 따라 가동부재(210)의 단부에 인접하게 배치된 접지스트랩(220)의 자유단이 가이드로드(122)에 접촉되며 접지 연결될 수 있다.
전술한 실시예와 마찬가지로, 상기 접지스트랩(220)이 접축되는 가이드로드(122)의 외주면 영역에는 접지스트랩(220)이 면접촉될 수 있는 평탄부(122a)가 형성될 수 있다.
반면, 도 6을 참조하면, 기판(102) 또는 마스크가 로딩 또는 언로딩되는 동안에는 서셉터(120)가 하강할 수 있다. 이때, 상기 가동부재(210)는 구동부(230)의 구동력에 의해 가이드로드(122)로부터 이격되는 방향으로 이동할 수 있고, 상기 가동부재(210)에 의해 가압되던 접지스트랩(220)의 자유단은 가동부재(210)에 의한 가압력이 해제됨에 따라 가이드로드(122)부터 이격됨으로써, 접지스트랩(220)에 의한 접지 연결 상태가 해제될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 기판처리장치로서, 가변접지부(200)의 다른 사용예를 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 7을 참조하면, 가변접지부(200)는 서셉터(120) 상에 이격되게 복수개가 제공될 수 있으며, 복수개의 가변접지부(200)는 서로 독립적으로 접지 연결 상태를 유지 또는 해제할 수 있다. 즉, 서셉터(120)가 상승된 상태에서 복수개의 가변접지부(200) 중 일부는 접지 연결 상태를 유지할 수 있고, 복수개의 가변접지부(200) 중 다른 일부는 접지 연결 상태가 해제될 수 있다.
여기서, 가변접지부(200)에 의한 접지 연결 상태가 유지된다 함은, 접지스트랩(220)이 가이드로드(122)에 접촉된 상태로 이해될 수 있고, 가변접지부(200)에 의한 접지 연결 상태가 해제된다 함은, 접지스트랩(220)이 가이드로드(122)로부터 이격된 상태로 이해될 수 있다.
상기 가변접지부(200)의 개수 및 이격 간격은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있으며, 각 가변접지부(200)에 의한 접지 연결 상태 역시 공정 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
이와 같은 구조는, 가변접지부(200)를 이용하여 서셉터(120)의 접지 부위를 국부적으로 조절함으로써 서셉터(120)의 임피던스를 국부적으로 조절할 수 있게 한다. 특히, 대면적 기판(102) 상에 증착 공정을 수행하는 경우, 서셉터(120)의 임피던스가 불균일한 문제점이 빈번하게 발생하는 문제점이 있고, 임피던스가 불균일 할 경우 피증착물질이 균일하게 증착되기 어려운 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에 따르면 공정 조건에 따라 가변접지부(200)를 이용하여 서셉터(120)의 접지 부위를 국부적으로 조절할 수 있기 때문에, 서셉터(120)의 임피던스를 전체적으로 균일하게 조절할 수 있고, 피증착물질을 보다 균일하게 증착할 수 있다.
전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 가변접지부(200)가 접지스트랩(220)을 포함하여 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 다르게는 가변접지부(200)가 스트랩리스(strapless) 방식으로 서셉터(120)와 진공챔버(110) 간의 접지 연결 상태를 가변하도록 구성될 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판처리장치를 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 8 내지 도 11을 참조하면, 기판처리장치는 진공챔버(110), 서셉터(120), 및 가변접지부(200)를 포함하되, 가변접지부(200)는, 진공챔버(110)에 전기적으로 연결되며 가이드로드(122)의 주변에 인접하게 제공되는 접지단자(220')를 포함할 수 있고, 서셉터(120)가 상승된 상태에서는 가이드로드(122)가 접지단자(220')에 접촉되며 접지 연결되고, 서셉터(120)가 하강된 상태에서는 가이드로드(122)가 접지단자(220')로부터 이격될 수 있다.
상기 접지단자(220')는 진공챔버(110)에 전기적으로 연결되는 전기 전도성 블록 구조체로 제공될 수 있다. 경우에 따라서는 접지단자가 진공챔버에 전기적으로 연결 가능한 여타 다른 구조체 또는 부재를 통해 제공될 수 있으며, 접지단자의 특성 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 상기 접지단자(220')는 가이드로드(122)가 수용되는 로드수용체(113)의 내벽면에 제공될 수 있다.
아울러, 상기 가이드로드(122)와 접지단자(220') 간의 물리적 접촉은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 가령, 상기 가이드로드(122)와 접지단자(220') 간의 물리적 접촉은 구동부(230)의 구동력을 이용하여 구현되거나, 서로 대응되는 구조체 간의 간섭에 의해 구현될 수 있다.
일 예로, 상기 가이드로드(122)와 접지단자(220') 간의 물리적 접촉은 구동부(230)의 구동력을 이용하여 구현될 수 있다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 가이드로드(122)에 접근 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 가동부재(210)가 제공될 수 있으며, 가동부재(210)는 구동부(230)의 구동력에 의해 이동될 수 있는 바, 상기 가동부재(210)가 가이드로드(122)에 접근되는 방향으로 이동하면 가동부재(210)에 의해 가이드로드(122)가 가압되며 접지단자(220')에 접촉될 수 있고, 상기 가동부재(210)가 가이드로드(122)로부터 이격되는 방향으로 이동하면 가이드로드(122)가 접지단자(220')로부터 이격될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서는 가이드로드(122) 자체가 전술한 실시예의 접지스트랩(220) 역할을 수행할 수 있다.
다시, 도 8을 참조하면, 서셉터(120)가 상승된 상태에서는, 서셉터(120)가 상승함에 따라 서셉터(120)에 연결된 가이드로드(122)도 함께 상승한다. 서셉터(120) 및 가이드로드(122)가 상승한 상태에서, 상기 가동부재(210)는 구동부(230)의 구동력에 의해 가이드로드(122)에 접근되는 방향으로 이동하고, 이에 따라 가이드로드(122)의 자유단(하단)이 가동부재(210)에 의해 가압됨으로써 접지단자(220')에 접촉되며 접지 연결될 수 있다. 여기서, 상기 가이드로드(122)와 접지단자(220')는 면접촉되도록 구성되는 것이 바람직하다.
반면, 도 9를 참조하면, 기판(102) 또는 마스크가 로딩 또는 언로딩되는 동안에는 서셉터(120)가 하강할 수 있다. 이때, 상기 가동부재(210)는 구동부(230)의 구동력에 의해 가이드로드(122)로부터 이격되는 방향으로 이동할 수 있고, 상기 가동부재(210)에 의해 가압되던 가이드로드(122)의 자유단은 가동부재(210)에 의한 가압력이 해제됨에 따라 접지단자(220')로부터 이격됨으로써, 가이드로드(122)에 의한 접지 연결 상태가 해제될 수 있다.
다른 일 예로, 상기 가이드로드(122)와 접지단자(220') 간의 물리적 접촉은 서로 대응되는 구조체 간의 간섭에 의해 구현될 수 있다. 도 10 및 도 11을 참조하면, 가이드로드(122)에는 접촉돌기(122b)가 형성될 수 있고, 가이드로드(122)의 주변에는 접촉돌기(122b)와 간섭 가능하게 가이드돌기(210')가 제공될 수 있는 바, 서셉터(120)가 상승된 상태에서는 접촉돌기(122b)가 가이드돌기(210')에 의해 가압되며 가이드로드(122)를 접지단자(220')에 접촉시킬 수 있다. 일 예로, 상기 가이드돌기(210')는 가이드로드(122)가 수용되는 로드수용체(113)의 내벽면에 제공될 수 있다.
상기 접촉돌기(122b)와 가이드돌기(210') 간의 간섭 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 가이드돌기(210')에는 경사안내부(210a)가 형성될 수 있고, 상기 접촉돌기(122b)는 경사안내부(210a)에 의해 안내되면서 가이드로드(122)의 휨 변형을 유도하여 가이드로드(122)를 접지단자(220')에 접촉시킬 수 있다. 경우에 따라서는 가이드로드 상에 경사안내부를 갖는 가이드돌기를 형성하고, 가이드로드의 주변(예를 들어, 로드수용체의 내벽면)에 접촉돌기를 형성하는 것도 가능하다.
다시, 도 10을 참조하면, 서셉터(120)가 상승함에 따라 서셉터(120)에 연결된 가이드로드(122)도 함께 상승한다. 상기 가이드로드(122)가 상승할 경우에는, 가이드로드(122)에 형성된 접촉돌기(122b)가 로드수용체(113)의 내벽면에 형성된 가이드돌기(210')의 경사안내부(210a)를 따라 이동하며 가압될 수 있고, 결과적으로 가이드로드(122)가 접지단자(220')에 접근되는 방향으로 가압됨으로써 접지단자(220')에 접촉되며 접지 연결될 수 있다.
반면, 도 11을 참조하면, 기판(102) 또는 마스크가 로딩 또는 언로딩되는 동안에는 서셉터(120)가 하강할 수 있다. 상기 서셉터(120)가 하강할 경우에는 접촉돌기(122b) 및 가이드돌기(210') 간의 간섭이 해제될 수 있고, 각 돌기 간의 간섭에 의해 가이드로드(122)에 가해지는 가압력이 해제됨에 따라 가이드로드(122)가 접지단자(220')로부터 이격됨으로써, 가이드로드(122)에 의한 접지 연결 상태가 해제될 수 있다.
한편, 도 12는 본 발명에 따른 기판처리장치로서, 감지부(300)를 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 12를 참조하면, 본 발명에 따르면 서셉터(120)에 대한 접지스트랩(220)의 접촉 여부를 감지하기 위한 감지부(300)가 제공될 수 있다.
상기 감지부(300)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 서셉터(120)에 대한 접지스트랩(220)의 접촉 여부를 감지하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 상기 감지부(300)는 가이드로드(122)의 이동을 감지함으로써, 접지스트랩(220)의 접촉 여부를 감지할 수 있다. 즉, 접지스트랩(220)이 가동부재(210)에 의해 가압되는 방식의 경우, 가동부재(210)가 접지스트랩(220)을 가압함에 따른 가이드로드(122)의 이동을 감지함으로써, 접지스트랩(220)의 접촉 여부를 감지할 수 있다.
상기 감지부(300)로서는 통상의 기계적 스위치 또는 센서가 사용될 수 있으며, 감지부(300)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 경우에 따라서는 스트랩리스 방식 가변접지부가 적용된 경우(도 8 내지 도 11 참조)에도 가변접지부의 의한 접촉 여부(접지 연결 상태)를 감지하기 위한 감지부가 사용될 수 있다.
한편, 도 13은 본 발명에 따른 기판처리장치로서, 가변접지부의 다른 배치예를 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 13을 참조하면, 본 발명에 따르면 서셉터에 전술한 가이드로드와 같은 주변 부재가 배제된 조건에서도, 가변접지부가 서셉터에 직접 선택적으로 접지 연결되도록 구성할 수 있다.
일 예로, 도 13을 참조하면, 가변접지부는 진공챔버의 측벽면에 제공되어, 서셉터의 외주면에 선택적으로 접촉되도록 구성될 수 있다. 일 예로, 가변접지부는 서셉터(120)의 외주면에 접근 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 제공되는 가동부재(210), 및 일단은 진공챔버(110)의 벽면에 연결(진공챔버의 접지선에 연결)되고 타단은 가동부재(210)의 단부에 연결(또는 이격된 상태로 인접하게 배치)되는 접지스트랩(220)을 포함할 수 있으며, 상기 가동부재(210)가 서셉터(120)의 외주면에 접근되는 방향으로 이동하면, 가동부재(210)에 의해 접지스트랩(220)의 타단이 서셉터(120)의 외주면에 접촉되며 접지 연결될 수 있다. 전술한 실시예와 마찬가지로 상기 가동부재(210)는 통상의 구동부(230)에 의해 이동할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 진공챔버 120 : 서셉터
122 : 가이드로드 200 : 가변접지부
210 : 가동부재 220 : 접지스트랩
230 : 구동부 300 : 감지부

Claims (18)

  1. 기판처리장치에 있어서,
    진공챔버;
    상기 진공챔버의 내부에 승강 가능하게 제공되며, 기판이 안착되는 서셉터; 및
    상기 서셉터와 상기 진공챔버를 선택적으로 접지 연결하는 가변접지부;를 포함하고,
    상기 서셉터와 상기 진공챔버 간의 접지 연결 상태는 상기 가변접지부에 의해 유지 또는 해제 가능한 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서셉터가 상승된 상태에서는 상기 가변접지부가 상기 서셉터와 상기 진공챔버를 접지 연결하고,
    상기 서셉터가 하강된 상태에서는 상기 가변접지부에 의한 상기 서셉터와 상기 진공챔버 간의 접지 연결 상태가 해제되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가변접지부는,
    상기 서셉터에 접근 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 제공되는 가동부재; 및
    일단은 상기 진공챔버에 연결되고 타단은 상기 가동부재의 단부에 연결되는 접지스트랩;을 포함하고,
    상기 가동부재가 상기 서셉터에 접근되는 방향으로 이동하면, 상기 가동부재에 의해 상기 접지스트랩의 타단이 상기 서셉터에 접촉되며 접지 연결되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가변접지부는,
    상기 서셉터에 접근 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 제공되는 가동부재; 및
    일단은 상기 진공챔버에 고정되고 타단은 자유단으로 배치되는 접지스트랩;을 포함하고,
    상기 가동부재가 상기 서셉터에 접근되는 방향으로 이동하면, 상기 가동부재에 의해 상기 접지스트랩의 자유단이 상기 서셉터에 접촉되며 접지 연결되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 가동부재가 이동하도록 구동력을 제공하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 서셉터에는 상기 접지스트랩이 면접촉되기 위한 평탄부가 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 서셉터에 대한 상기 접지스트랩의 접촉 여부를 감지하기 위한 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 서셉터에 전기적으로 연결되는 가이드로드를 더 포함하고,
    상기 가변접지부는 상기 가이드로드와 상기 진공챔버를 선택적으로 접지 연결하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가이드로드는 상기 서셉터와 일체로 승강 가능하게 제공되되,
    상기 서셉터가 상승된 상태에서는 상기 가변접지부가 상기 가이드로드와 상기 진공챔버를 접지 연결하고, 상기 서셉터가 하강된 상태에서는 상기 가이드로드와 상기 진공챔버 간의 접지 연결 상태가 해제되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 가이드로드의 일단은 상기 서셉터의 저면에 고정되고, 타단은 자유단으로 배치되며,
    상기 가변접지부는 상기 가이드로드의 자유단에 선택적으로 접지 연결되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 진공챔버에는 상기 서셉터의 하강시 상기 가이드로드가 수용되기 위한 로드수용부가 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 가변접지부는,
    상기 가이드로드에 접근 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 제공되는 가동부재; 및
    일단은 상기 진공챔버에 연결되고 타단은 상기 가동부재의 단부에 연결되는 접지스트랩;을 포함하고,
    상기 가동부재가 상기 가이드로드에 접근되는 방향으로 이동하면, 상기 가동부재에 의해 상기 접지스트랩의 타단이 상기 가이드로드에 접촉되며 접지 연결되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 가변접지부는,
    상기 가이드로드에 접근 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 제공되는 가동부재; 및
    일단은 상기 진공챔버에 고정되고 타단은 자유단으로 배치되는 접지스트랩;을 포함하고,
    상기 가동부재가 상기 가이드로드에 접근되는 방향으로 이동하면, 상기 가동부재에 의해 상기 접지스트랩의 자유단이 상기 가이드로드에 접촉되며 접지 연결되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 서셉터에 전기적으로 연결되는 가이드로드를 더 포함하되,
    상기 가변접지부는, 상기 진공챔버에 전기적으로 연결되며 상기 가이드로드의 주변에 인접하게 제공되는 접지단자를 포함하고,
    상기 서셉터가 상승된 상태에서는 상기 가이드로드가 상기 접지단자에 접촉되며 접지 연결되고, 상기 서셉터가 하강된 상태에서는 상기 가이드로드가 상기 접지단자로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 가이드로드에 접근 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 제공되는 가동부재를 포함하되,
    상기 가동부재가 상기 가이드로드에 접근되는 방향으로 이동하면 상기 가동부재에 의해 상기 가이드로드가 가압되며 상기 접지단자에 접촉되고, 상기 가동부재가 상기 가이드로드로부터 이격되는 방향으로 이동하면 상기 가이드로드가 상기 접지단자로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 가이드로드에 형성되는 접촉돌기, 및 상기 접촉돌기와 간섭 가능하게 상기 가이드로드의 주변에 제공되는 가이드돌기를 더 포함하고,
    상기 서셉터가 상승된 상태에서는 상기 접촉돌기가 상기 가이드돌기에 의해 가압되며 상기 가이드로드를 상기 접지단자에 접촉시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 가이드돌기에는 경사안내부가 형성되고,
    상기 접촉돌기는 상기 경사안내부를 따라 이동하며 상기 가이드로드를 상기 접지단자에 접촉되는 방향으로 가압하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 가변접지부는 상기 서셉터 상에 이격되게 복수개가 제공되며,
    복수개의 상기 가변접지부는 서로 독립적으로 접지 연결 상태를 유지 또는 해제 가능한 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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