KR20180035263A - 링 어셈블리 및 이를 포함하는 척 어셈블리 - Google Patents

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KR20180035263A
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Abstract

본 발명은 링 어셈블리 및 이를 포함하는 척 어셈블리에 관한 것이다. 본 발명의 링 어셈블리는 기판을 지지하는 척 본체를 둘러싸는 에지 링을 포함한다. 에지 링은 제1 상측면; 상기 제1 상측면의 외측에, 상기 제1 상측면보다 상측에 위치되는 제2 상측면; 상기 제1 상측면과 상기 제2 상측면을 연결하는 제1 내측면; 및 상기 제1 상측면 및 상기 제1 내측면 중 어느 하나로부터 외측을 향해 연장되어, 상기 에지 링을 관통하는 적어도 하나의 제1 유동 홀을 포함할 수 있다.

Description

링 어셈블리 및 이를 포함하는 척 어셈블리{Ring assembly and chuck assembly having the same}
본 발명은 링 어셈블리 및 이를 포함하는 척 어셈블리에 관한 것이다.
반도체 소자들은 그들의 작은 크기, 다기능, 및/또는 낮은 제조 단가 특성들로 인하여 전자 산업에서 널리 사용되고 있다. 반도체 소자들은 증착 공정들, 이온 주입 공정들, 포토리소그라피 공정들, 및/또는 식각 공정들과 같은 다양한 반도체 제조 공정들을 이용하여 형성된다. 이러한 반도체 제조 공정들 중에서 일부는 공정 가스로부터 발생된 플라즈마를 이용하여 수행될 수 있다. 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치는 플라즈마 밀도 분포를 균일하게 하기 위해, 척 본체의 외측에 에지 링을 필수적으로 사용하고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기판의 에지 영역과 에지 링 사이의 기류변화를 방지하는 링 어셈블리 및 이를 포함하는 척 어셈블리에 관한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기판의 공정 산포를 향상시키는 링 어셈블리 및 이를 포함하는 척 어셈블리에 관한 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 기판을 지지하는 척 본체를 둘러싸는 에지 링을 포함하는 링 어셈블리에 있어서, 에지 링은 제1 상측면; 상기 제1 상측면의 외측에, 상기 제1 상측면보다 상측에 위치되는 제2 상측면; 상기 제1 상측면과 상기 제2 상측면을 연결하는 제1 내측면; 및 상기 제1 상측면 및 상기 제1 내측면 중 어느 하나로부터 외측을 향해 연장되어, 상기 에지 링을 관통하는 적어도 하나의 제1 유동 홀을 포함한다.
본 발명에 따른 기판을 지지하는 척 본체를 둘러싸는 링 어셈블리에 있어서, 링 어셈블리는, 제1 에지 링; 상기 제1 에지 링의 상측에 이격된 제2 에지 링; 및 상기 제1 및 제2 에지 링들 사이에 위치되어, 상기 제1 및 제2 에지 링들을 연결하는 복수의 지지 부재들을 포함한다.
본 발명에 따른 척 어셈블리는, 기판을 지지하는 척 본체; 및 상기 척 본체를 둘러싸는 에지 링을 포함하고, 상기 에지 링은: 상기 척 본체의 상면보다 하측에 위치되는 제1 상측면; 상기 제1 상측면의 외측에, 상기 제1 상측면보다 상측에 위치되는 제2 상측면; 상기 제1 상측면과 상기 제2 상측면을 연결하는 제1 내측면; 및 상기 제1 상측면 및 상기 제1 내측면 중 어느 하나로부터 외측을 향해 연장되어, 상기 에지 링을 관통하는 적어도 하나의 제1 유동 홀을 포함한다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치는, 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내로 공정 가스를 공급하기 위한 가스 공급 유닛; 상기 공정 챔버 내의 가스를 배출하기 위한 가스 배기 유닛; 상기 공정 챔버 내에 위치하고, 상기 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키기 위한 상부 전극부; 및 상기 공정 챔버 내에서, 상기 상부 전극부의 하측에 위치되는 척 어셈블리를 포함하고, 상기 척 어셈블리는: 기판을 지지하는 척 본체; 및 상기 척 본체를 둘러싸는 에지 링을 포함하고, 상기 에지 링은: 상기 척 본체의 상면보다 하측에 위치되는 제1 상측면; 상기 제1 상측면의 외측에, 상기 제1 상측면보다 상측에 위치되는 제2 상측면; 상기 제1 상측면과 상기 제2 상측면을 연결하는 제1 내측면; 및 상기 제1 상측면 및 상기 제1 내측면 중 어느 하나로부터 외측을 향해 연장되어, 상기 에지 링을 관통하는 적어도 하나의 제1 유동 홀을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 기판과 에지 링 사이에 기류 변화가 발생하는 것을 방지할 수 있어, 기판의 공정 산포를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 도 1의 척 어셈블리를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 도 2의 에지 링을 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 도 2의 에지 링의 일부가 절단된 사시도이다.
도 5은 도 2의 A부분을 확대한 확대도이다.
도 6a는 도 5의 에지 링에 유동 홀이 없을 경우, 공정 가스의 흐름을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6b은 도 5의 에지 링에 따른 공정 가스의 흐름을 설명하기 위한 개략도이다.
도 7 내지 도 9는 도 5의 에지 링의 변형 예들을 설명하기 위한 개략도이다.
도 10는 본 발명의 실시예들에 따른 척 어셈블리를 설명하기 위한 개략도이다.
도 11은 도 10의 B부분을 확대한 확대도이다.
도 12은 도 10의 링 어셈블리를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 개념 및 이에 따른 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 척 어셈블리(30)를 이용하여, 기판 처리 공정을 수행하는 기판 처리 장치(1)가 제공될 수 있다. 기판 처리 장치(1)는 플라즈마를 이용하여, 기판을 식각, 세정, 증착 등의 공정들(이하, 플라즈마 공정)을 수행할 수 있다. 기판 처리 장치(1)는 공정 챔버(10), 가스 배기 유닛(12), 가스 공급 유닛(14), 상부 전극부(20), 및 척 어셈블리(30)를 포함할 수 있다.
공정 챔버(10)는 내부에 플라즈마 공정이 수행되는 공간을 제공할 수 있다. 공정 챔버(10)의 공간은 플라즈마 공정 진행 시, 밀폐될 수 있다. 공정 챔버(10)는 접지될 수 있다. 공정 챔버(10)는 적어도 하나의 배기 홀(10a)을 가질 수 있다. 배기 홀(10a)은 공정 챔버(10)의 하부에 제공될 수 있고, 가스 배기 유닛(12)과 연결될 수 있다. 실시예에 따르면, 배기 홀(10a)은 척 어셈블리(30)의 하측에 위치될 수 있다.
공정 챔버(10)는 상부에 적어도 하나의 공급 홀(10b)을 가질 수 있다. 실시예들에 따르면, 공급 홀(10b)은 공정 챔버(10)의 상부 중심에 제공될 수 있고, 가스 공급 유닛(14)과 연결될 수 있다.
가스 배기 유닛(12)은 배기 홀(10a)을 통해 공정 챔버(10) 내의 부산물 및/또는 공정 가스를 배기할 수 있다. 실시예에 따르면, 가스 배기 유닛(12)은 공정 챔버(10) 내에 진공압을 제공하는 진공 펌프일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 가스 공급 유닛(14)은 공급 홀(10b)을 통해 공정 챔버(10) 내로 공정 가스를 공급할 수 있다.
상부 전극부(20)는 공정 챔버(10) 내에 제공될 수 있다. 상부 전극부(20)는 도전성 재질로 이루어질 수 있으며, 제1 외부 전원(16a)으로부터 전력을 인가 받을 수 있다. 이에 따라, 상부 전극부(20)는 상부 전극의 기능을 할 수 있다. 상부 전극부(20)는 공정 챔버(10) 내로 공급된 공정 가스를 척 어셈블리(30)를 향해 분사할 수 있다. 실시예들에 따르면, 상부 전극부(20)는 샤워 헤드일 수 있다. 샤워 헤드인 상부 전극부(20)는 측벽부(21)와 분사판(22)을 포함할 수 있다.
측벽부(21)는 공정 챔버(10)의 상부로부터 하측을 향해 연장될 수 있다. 측벽부(21)는 원통형으로 제공될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 분사판(22)은 분사판(22)은 공정 가스가 분사되는 복수의 분사 홀들(22a)을 가질 수 있다. 분사판(22)은 측벽부(21)의 하단에 연결될 수 있다. 즉, 분사판(22)은 공정 챔버(10)의 상부에 이격될 수 있다. 그러므로, 분사판(22)과 공정 챔버(10)의 상부 사이에 공정 가스가 머무르는 공간이 제공될 수 있다. 공정 가스는 분사판(22)과 공정 챔버(10)의 상부 사이의 공간에 머무른 후, 분사 홀들(22a)을 통해 척 어셈블리(30)를 향해 분사될 수 있다.
척 어셈블리(30)는 공정 챔버(10) 내에 배치될 수 있다. 척 어셈블리(30)는 상부 전극부(20)이 하측에 이격 배치될 수 있다. 척 어셈블리(30)는 기판을 지지할 수 있다. 실시예들에 따르면, 척 어셈블리(30)는 정전 척 어셈블리일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
척 어셈블리(30)는 하부 전극(미도시)을 포함하고, 하부 전극은 제2 외부 전원(16b)과 연결되어, 제2 외부 전원(16b)으로부터 전력을 인가 받을 수 있다. 실시예들에 따르면, 제1 및 제2 외부 전원들(16a, 16b)의 각각은 상부 전극부(20) 및 척 어셈블리(30)에 주파수 전력을 인가할 수 있다. 예를 들면, 상부 전극부(20)는 제1 외부 전원(16a)으로부터 고주파 전력을 인가 받아, 공정 가스로부터 플라즈마를 생성할 수 있다. 척 어셈블리(30)는 제2 외부 전원(16b)으로부터 저주파 전력을 인가 받아, 플라즈마의 입자들(예를 들면, 이온, 라디칼 등)을 기판으로 입사시킬 수 있다.
도 2는 도 1의 척 어셈블리를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2를 참조하면, 실시예들에 따르면, 척 어셈블리(30)는 척 본체(31), 링 어셈블리(RA) 및 베이스(36)를 포함할 수 있다.
척 본체(31)는 베이스(36) 상에 위치될 수 있다. 기판(S)이 척 본체(31)의 상면에 위치될 수 있다. 즉, 척 본체(31)는 기판(S)을 지지할 수 있다. 실시예들에 따르면, 척 본체(31)는 정전 척(ESC; Electro Static Chuck)일 수 있다. 척 본체(31)는 내부에 냉각수가 흐르는 유로를 가질 수 있어, 척 본체(31)의 온도를 제어할 수 있다. 척 본체(31)의 상면은 기판(S)의 형상과 대응될 수 있다. 예를 들면, 기판(S)이 원형 플레이트 형상으로 제공될 때, 척 본체(31)의 상면은 원형일 수 있다. 또한, 척 본체(31)의 상면은 단차지게 형성될 수 있다. 척 본체(31)의 자세한 사항은 후술한다.
링 어셈블리(RA)는 에지 링(32)과 커버 링(35)을 포함할 수 있다. 링 어셈블리(RA)는 척 본체(31)와 베이스(36)의 외측에 위치될 수 있다. 링 어셈블리(RA)는 척 본체(31)와, 베이스(36)를 둘러쌀 수 있다.
에지 링(32)은 베이스(36) 상에 위치될 수 있다. 에지 링(32)은 척 본체(31)를 둘러쌀 수 있다. 에지 링(32)은 척 본체(31)의 상면에 위치된 기판(S)을 둘러쌀 수 있다. 에지 링(32)은 산화 알루미늄(Al2O3), 실리콘(Si), 탄화 규소(SiC), 석영 및 산화이트륨(Y2O3) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 에지 링(32)은 기판(S)과 동일한 실리콘(Si)으로 이루어질 수 있다. 에지 링(32)은 그를 관통하는 적어도 하나의 제1 유동 홀(325)을 가질 수 있다. 에지 링(32)에 대한 자세한 사항은 후술하기로 한다.
커버 링(35)은 척 본체(31), 에지 링(32), 및 베이스(36)를 둘러쌀 수 있다. 이에 따라, 척 본체(31), 에지 링(32), 및 베이스(36)는 커버 링(35)에 의해 플라즈마로부터 보호될 수 있다. 커버 링(35)은 절연성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 커버 링(35)은 석영으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 본 명세서에서 외측 방향은 척 본체(31)의 중심을 수직하게 지나가는 중심선(CL)으로부터 멀어지는 방향을 의미할 수 있고, 내측 방향은 상기 중심선(CL)으로 가까워지는 방향을 의미할 수 있다.
베이스(36)는 척 본체(31)와 에지 링(32)의 하측에 위치되어, 척 본체(31)와 에지 링(32)를 지지할 수 있다.
도 3은 도 2의 에지 링을 설명하기 위한 평면도이다. 도 4는 도 2의 에지 링(32)의 일부가 절단된 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 에지 링(32)은 내경과 외경을 갖는 원형의 링 형상으로 제공될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 에지 링(32)은 링 몸체부(321) 및, 플랜지부(322)를 포함할 수 있다. 플랜지부(322)는 링 몸체부(321)으로부터 내측을 향해 연장될 수 있다. 즉, 플랜지부(322)는 링 몸체부(321)으로부터 척 본체(31)를 향해 연장될 수 있다.
에지 링(32)은 에지 링(32)을 관통하는 복수의 유동 홀들(325)을 가질 수 있다. 유동 홀들(325)은 에지 링(32)의 내측 공간과 외측 공간을 연결할 수 있다. 유동 홀들(325)은 에지 링(32)의 상면 또는 내측면으로부터 에지 링(32)의 외측면으로 연장되어, 에지 링(32)을 관통할 수 있다. 예를 들면, 유동 홀들(325)는 링 몸체부(321)를 관통할 수 있다. 또한, 유동 홀들(325)은, 플랜지부(321)의 상측에 위치될 수 있다. 유동 홀들(325)은 에지 링(32)의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 이격 배치될 수 있다. 유동 홀들(325)의 각각은 전술한 중심선(CL)과 수직한 평면적 관점에서, 아치 형상으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 다른 실시예에서, 유동 홀들(325)의 각각은 중심선(CL)과 수직한 평면적 관점에서, 직선의 배관 형상으로 제공될 수 있다.
도 5은 도 2의 A부분을 확대한 확대도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 기판(S)은 척 본체(31)의 상면(31a)에 위치될 수 있다. 이에 따라, 척 본체(31)의 상면(31a, 이하, 지지면)은 기판(S)을 지지할 수 있다. 지지면(31a)은 기판(S)의 하면(S1)과 접촉할 수 있다. 지지면(31a)은 평탄 면일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 전술한 바와 같이, 지지면(31a)은 원형일 수 있다. 지지면(31a)의 직경은 기판(S)의 직경보다 작을 수 있다. 이에 따라, 기판(S)의 에지 영역은 지지면(31a)의 외측에 위치될 수 있다. 즉, 기판(S)의 에지 영역은 지지면(31a)과 중첩되지 않을 수 있다.
척 본체(31)는 지지면(31a)의 경계로부터 하측으로 연장된 제1 외측면(31b)을 가질 수 있다. 제1 외측면(31b)은 지지면(31a)의 경계로부터 베이스(36)를 향해 연장될 수 있다. 제1 외측면(31b)은 지지면(31a)과 수직할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 실시예에서, 제1 외측면(31b)은 플랜지부(322)와 이격될 수 있다.
척 본체(31)는 제1 외측면(31b)의 하단으로부터 외측으로 연장된 단차면(31c)을 가질 수 있다. 즉, 단차면(31c)은 제1 외측면(31b)의 하단으로부터 에지 링(32)을 향해 연장될 수 있다. 단차면(31c)는 지지면(31a)과 단차를 형성할 수 있다. 단차면(31c)은 평탄 면일 수 있다. 단차면(31c)은 제1 외측면(31b)과 수직할 수 있고, 지지면(31a)과 평행할 수 있다. 단차면(31c)은 에지 링(32)의 플랜지부(322)의 하면과 접촉할 수 있다. 단차면(31c)은 플랜지부(322)를 지지할 수 있다.
지지면(31a)과 단차면(31c) 간의 수직 거리는 플랜지부(322)의 두께보다 클 수 있다. 이에 따라, 플랜지부(322)의 상면과 기판(S)의 하면(S1) 사이에 갭(G)이 형성될 수 있다. 본 명세서에서 두께는 수직 방향의 길이를 의미할 수 있다.
에지 링(32)은 척 본체(31)의 상면(31a)보다 하측에 위치되는 제1 상측면(320a)과, 제1 상측면(320a)의 외측에 위치되는 제2 상측면(320b)과, 제1 상측면(320a)과 제2 상측면(320b)을 연결하는 제1 내측면(320c)을 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 제1 상측면(320a)는 플랜지부(322)의 상면을 의미할 수 있고, 제2 상측면(320b)는 링 몸체부(321)의 상면을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 상측면(320a)은 전술한 지지면(31a)보다 하측에 위치될 수 있다. 이에 따라, 기판(S)의 하면(S1)과 제1 상측면(320a) 사이에 갭(G)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 기판(S)의 하면(S1)과 제1 상측면(320a) 사이의 갭(G)은 대략 1mm 내지 대략 10mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 상측면(320a)은 평탄 면일 수 있다. 제1 상측면(320a)은 지지면(31a) 및/또는 기판(S)의 하면(S1)과 평행할 수 있다. 제1 상측면(320a)의 적어도 일부는 기판(S)의 에지 영역과 수직하게 중첩될 수 있다.
제2 상측면(320b)은 제1 상측면(320a)보다 상측에 위치될 수 있다. 이에 따라, 제1 상측면(320a)과 제2 상측면(320b)은 서로 단차를 형성할 수 있다. 제2 상측면(320b)은 지지면(31a)보다 상측에 위치될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 상측면(320b)은 지지면(31a)에 위치된 기판(S)의 상면(S2)보다 상측에 위치될 수 있다. 이에 따라, 에지 링(32)이 플라즈마에 의해 식각될 때, 척 어셈블리(30, 도 2 참조)가 형성한 전기장의 변화가 최소화될 수 있다. 실시예에서, 제2 상측면(320b)은 평탄 면일 수 있다. 또한, 제2 상측면(320b)은 제1 상측면(320a) 및/또는 지지면(31a)과 평행할 수 있다.
제1 내측면(320c)은 제1 상측면(320a)과 제2 상측면(320b)을 연결할 수 있다. 실시예들에 따르면, 제1 내측면(320c)은 제1 상측면(320a)으로부터 외측으로 상향 경사지게 연장될 수 있다. 즉, 제1 내측면(320c)은 경사면일 수 있다. 제1 내측면(320c)는 링 몸체부(321)의 내측면의 일부일 수 있다.
유동 홀들(325)은 에지 링(32)을 관통할 수 있다. 상세하게, 유동 홀(325)은 제1 상측면(320a) 또는 제1 내측면(320c)으로부터 외측을 향해 연장될 수 있다. 실시예에서, 유동 홀(325)은 제1 내측면(320c)과 에지 링(32)의 외측면(320f)을 관통할 수 있다. 유동 홀(325)의 입구는 제1 내측면(320c)에 위치되고, 유동 홀(325)의 출구는 에지 링(32)의 외측면(320f)에 위치될 수 있다.
유동 홀(325)은 제1 상측면(320a)과 제2 상측면(320b) 사이에 위치될 수 있다. 유동 홀(325)은 제1 상측면(320a) 및/또는 제2 상측면(320b)과 평행할 수 있다. 실시예에서, 유동 홀(325)은 척 본체(31)의 상면(31a)보다 상측에 위치될 수 있다. 이와 달리, 다른 실시예에서, 유동 홀(325)은 척 본체(31)의 상면(31a)보다 하측에 위치될 수 있다. 이에 따라, 기판(S)의 하면(S1)과 제1 상측면(320a) 사이 공간의 공정 가스는 유동 홀(325)을 통해 에지 링(32)의 외측으로 유동할 수 있다.
링 몸체부(321)는 베이스(36)와 커버 링(35) 상에 위치될 수 있고, 플랜지부(322)는 척 본체(31)의 단차면(31c) 상에 위치될 수 있다. 즉, 에지 링(32)은 척 본체(31), 커버 링(35) 및 베이스(36)에 의해 지지될 수 있다.
도 6a는 도 5의 에지 링에 유동 홀이 없을 경우, 공정 가스의 흐름을 설명하기 위한 개략도이다. 도 6b은 도 5의 에지 링에 따른 공정 가스의 흐름을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6a를 참조하면, 에지 링(32)과 기판(S)의 에지 영역은 이격 배치될 수 있다. 즉, 에지 링(32)과 기판(S) 사이에 공간(이하, 정체 영역)이 형성될 수 있다. 공정 가스(PG)는 정체 영역으로 유입될 수 있다.
에지 링(32)의 제1 상측면(320a)은 기판(S)의 하면(S1)보다 하측에 위치되고, 에지 링(32)의 제2 상측면(320b)은 기판(S)의 상면(S2)보다 상측에 위치될 수 있다. 즉, 에지 링(32)의 상면은 단차를 형성할 수 있다. 정체 영역 내의 공정 가스(PG)는 에지 링(32)의 상면의 단차, 기판(S)과 에지 링(32) 상에 흐르는 공정 가스, 및 정체 영역에서 발생된 와류(votex, V)에 의해 정체될 수 있다.
정체 영역에 정체된 공정 가스(PG, 이하, 잔류 가스)는 기판 처리 공정 중 발생하는 라디칼(Radical), 폴리머(Polymer) 등과 같은 공정 부산물들을 포함할 수 있다. 공정 부산물들은 에지 링(32)의 제1 상측면(320a) 상에 쌓일 수 있고, 공정 부산물들의 일부는 와류(V) 등에 의해 기판(S) 상에 떨어질 수 있다. 이에 따라, 기판의 산포 불량 등이 발생할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 정체 영역의 공정 가스(PG)는 에지 링(32)의 유동 홀들(325)을 통해 에지 링(32)의 외측으로 배출될 수 있다. 이에 따라, 에지 링(32)의 제1 상측면(320a) 상에 공정 부산물들 등이 쌓이지 않고, 와류(V) 등에 의해 공정 부산물의 일부가 기판(S) 상에 떨어지지 않는다. 이에 따라, 기판(S)의 산포 불량이 방지될 수 있다.
도 7 내지 도 9는 도 5의 에지 링의 변형 예들을 설명하기 위한 개략도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 5를 참조하여 설명한 실시예와 실질적으로 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 7을 참조하면, 제1 상측면(320a)과 제2 상측면(320b)은 서로 평행할 수 있다. 제1 내측면(320c)은 제1 상측면(320a)으로부터 상측으로 수직하게 연장될 수 있다. 즉, 제1 내측면(320c)은 제1 상측면(320a) 및 제2 상측면(320b)과 수직할 수 있다. 유동 홀(325)은 제1 내측면(320c)으로부터 외측을 향해 하향 경사지게 연장될 수 있다. 유동 홀(325)의 입구는 유동 홀(325)의 출구보다 상측에 위치될 수 있다. 이에 따라, 정체 영역의 공정 가스는 중력의 영향으로 유동 홀(325)을 통해 에지 링(32)의 외측으로 신속하게 배출될 수 있다.
도 8 및 도 10을 참조하면, 유동 홀(325)은 제1 상측면(320a)과 에지 링(32)의 외측면(320f)을 연결할 수 있다. 실시예에서, 유동 홀(325)은 제1 상측면(320a)으로부터 하측을 항해 연장되는 제1 홀 영역(325a)과, 제1 홀 영역(325a)으로부터 외측을 향해 연장되는 제2 홀 영역(325b)을 포함할 수 있다. 제2 홀 영역(325b)은 제1 홀 영역(325a)과 연결될 수 있다. 실시예에서, 유동 홀(325)은 대략 “L”자의 수직 방향의 단면을 가질 수 있다. 이와 달리, 다른 실시예에서, 유동 홀(325)은 제1 상측면(320a)으로부터 외측을 향해 하향 경사지게 연장되어, 제1 상측면(320a)과 에지 링(32)의 외측면(320f)을 관통할 수 있다. 이에 따라, 정체 영역의 공정 가스는 제1 홀 영역(325a)과 제2 홀 영역(325b)을 통해 에지 링(32)의 외측 공간으로 배출될 수 있다.
도 9을 참조하면, 에지 링(32)은 제1 상측면(320a), 제2 상측면(320b) 및 제1 내측면(320c)을 포함할 수 있다. 또한, 에지 링(32)은 제2 상측면(320b)보다 상측에 위치되는 제3 상측면(320d)과, 제2 상측면(320b)과 제3 상측면(320d)을 연결하는 제2 내측면(320e)을 포함할 수 있다. 도 8의 에지 링(32)의 두께는 도 5의 에지 링(32)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 이에 따라, 도 8의 에지 링(32)의 수명이 도 5의 에지 링(32)의 수명보다 클 수 있다.
제3 상측면(320d)은 제2 상측면(320b)의 외측에 위치될 수 있다. 제2 상측면(320b)과 제3 상측면(320d)은 단차를 형성할 수 있다. 제3 상측면(320d)은 척 본체(31)의 상면(31a) 및 기판(S)의 상면(S2)보다 상측에 위치될 수 있다.
에지 링(32)은 제2 내측면(320e)과 에지 링(32)의 외측면(320f)을 연결하는 유동 홀들(327)을 가질 수 있다. 설명의 편의를 위해, 제1 내측면(320c)과 에지 링(32)의 외측면(320f)를 연결하는 유동 홀(325)을 제1 유동 홀이라고 지칭하고, 제2 내측면(320e)과 에지 링(32)의 외측면(320f)을 연결하는 유동 홀(327)을 제2 유동 홀이라고 지칭한다.
제2 유동 홀(327)은 제2 내측면(320e)으로부터 외측을 향해 연장될 수 있다. 제2 유동 홀(327)은 제2 내측면(320e)와 외측면(320f)을 관통할 수 있다. 즉, 제2 유동 홀(327)은 에지 링(32)을 관통할 수 있다. 이에 따라, 제2 상측면(320b)와 제3 상측면(320d) 사이에 정체된 공정 가스는 제2 유동 홀(327)을 통해 에지 링(32)의 외측 공간으로 배출될 수 있다.
제2 유동 홀(327)은 제1 유동 홀(325)보다 상측에 위치될 수 있다. 제2 유동 홀(327)의 입구는 제2 내측면(320e)에 위치되고, 제2 유동 홀(327)의 출구는 에지 링(32)의 외측면(320f)에 위치될 수 있다. 실시예들에 따르면, 제2 유동 홀(327)은 제1 유동 홀(325)과 평행할 수 있다. 제2 유동 홀(327)은 제2 상측면(320b)과 제3 상측면(320d) 사이에 위치될 수 있다. 이와 달리, 다른 실시예들에서, 제2 유동 홀(327)은 제2 내측면(320e)으로부터 하향 경사지게 연장될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 척 어셈블리를 설명하기 위한 개략도이다. 도 11은 도 10의 B부분을 확대한 확대도이다. 도 12은 도 10의 링 어셈블리를 설명하기 위한 분해 사시도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한 실시예와 실질적으로 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 10 내지 도 12을 참조하면, 척 어셈블리(30')는 척 본체(31), 링 어셈블리(RA) 및 베이스(36)를 포함할 수 있다. 링 어셈블리(RA)는 제1 에지 링(32'), 제2 에지 링(33), 지지 부재(34) 및 커버 링(35)을 포함할 수 있다.
제1 에지 링(32')은 척 본체(31)를 둘러쌀 수 있고, 베이스(36) 상에 위치될 수 있다. 제1 에지 링(32')은 원형의 링 형상으로 제공될 수 있다. 제1 에지 링(32')은 제1 링 몸체부(321') 및, 제1 링 몸체부(321')의 중간 영역으로부터 척 본체(31)를 향해 돌출된 제1 플랜지부(322')를 포함할 수 있다. 제1 플랜지부(322')는 단차면(31c) 상에 위치될 수 있다. 즉, 제1 플랜지부(322')는 척 본체(31)에 의해 지지될 수 있다. 제1 플랜지부(322')의 상면(322a')은 척 본체(31)의 상면(31a)보다 하측에 위치될 수 있다. 실시예들에 따르면, 제1 링 몸체부(321')의 상면(321a')은 지지면(31a)보다 하측에 위치될 수 있다. 이와 달리, 다른 실시예에서, 제1 링 몸체부(321')의 상면(321a')은 지지면(31a)보다 상측에 위치될 수 있다.
제2 에지 링(33)은 척 본체(31)를 둘러싸고, 제1 에지 링(32')의 상측에 이격될 수 있다. 상세하게, 제2 에지 링(33)은 제1 링 몸체부(321')의 상면(321a')과 수직하게 중첩될 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 에지 링들(32', 33) 사이에 공간(SP)이 형성될 수 있다. 제2 에지 링(33)은 원형의 링 형상으로 제공될 수 있다. 제2 에지 링(33)의 내경은 제1 에지 링(32')의 내경보다 클 수 있다. 제2 에지 링(33)의 상면(330a)은 척 본체(31)의 상면(31a)보다 상측에 위치될 수 있다. 또한, 제2 에지 링(33)의 상면(330a)은 기판(S)의 상면(S2)보다 상측에 위치될 수 있다.
지지 부재(34)는 제1 에지 링(32')과 제2 에지 링(33) 사이에 위치될 수 있다. 지지 부재(34)는 제1 및 제2 에지 링들(32', 33)과 연결될 수 있다. 상세하게, 지지 부재(34)의 일단은 제1 에지 링(32')과 연결되고, 지지 부재(34)의 타단은 제2 에지 링(33)과 연결될 수 있다. 즉, 지지 부재(34)는 제2 에지 링(33)을 지지할 수 있다. 지지 부재(34)는 복수 개 제공될 수 있다. 복수의 지지 부재들(34)는 제1 에지 링(32')의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 이격 배치될 수 있다. 실시예에 따르면, 지지 부재들(34)은 제1 및 제2 에지 링들(32', 33) 사이의 공간(SP)을 구획할 수 있다. 서로 인접한 지지 부재들(34)에 의해 구획된 공간(SP)은 전술한 유동 홀(325, 도 5 참조)일 수 있다. 이와 달리, 다른 실시예에서, 지지 부재들(34)는 제1 및 제2 에지 링들(32', 33) 사이의 공간(SP)을 구획하지 않고, 제1 및 제2 에지 링들(32' 33)을 연결할 수 있다. 본 명세서에서, 공간을 구획한다는 것은 분리된 공간들을 들을 형성하는 것을 의미할 수 있다.
실시예에 따르면, 제1 및 제2 에지 링들(32', 33) 사이의 공간(SP)는 척 본체(31)의 상면(31a)보다 하측에 위치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 실시예에 따르면, 지지 부재들(34)은 제1 에지 링(32')에 일체로 형성될 수 있다. 상세하게, 지지 부재들(34)은 제1 링 몸체부(321') 상에 일체로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 링 몸체부(321')는 상측에 유동 홈들(SP', 도 12 참조)이 형성될 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 유동 홈들(SP')은 상부가 개구될 수 있다. 유동 홈들(SP')은 제1 에지 링(32')의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 이격될 수 있다. 유동 홈들(SP')의 각각은 평면적 관점에서, 아치 형상으로 제공될 수 있다. 유동 홈들(SP')은 제1 플랜지부(322')의 상면보다 상측에 위치될 수 있다. 유동 홈들(SP')은 제1 에지 링(32')의 중심으로부터 방사 방향을 따라 연장될 수 있다. 제2 에지 링(33)은 지지 부재(34) 상에 위치되어, 유동 홈들(SP')의 상부 개구들을 폐쇄할 수 있다. 상부 개구가 폐쇄된 유동 홈들(SP')은 전술한 유동 홀들(325, 도 5 참조)일 수 있다.
이와 달리, 다른 실시예에서, 지지 부재들(34)은 제2 에지 링(33)에 일체로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 에지 링(33)은 하측에 유동 홈들을 가질 수 있다. 유동 홈들은 하부가 개구될 수 있다. 제1 에지 링(32')은 유동 홈들의 개구들을 폐쇄할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
1: 기판 처리 장치 10: 공정 챔버
10a: 배기 홀 10b: 공급 홀
20: 상부 전극부 30: 척 어셈블리
31: 척 본체 31a: 척 본체의 상면
31c: 단차면 32: 에지 링
320a: 제1 상측면 320b: 제2 상측면
320c: 제1 내측면 320d: 제3 상측면
320e: 제2 내측면 32': 제1 에지 링
33: 제2 에지 링 34: 지지 부재
35: 커버 링 36: 베이스

Claims (10)

  1. 기판을 지지하는 척 본체를 둘러싸는 에지 링을 포함하는 링 어셈블리에 있어서,
    상기 에지 링은:
    제1 상측면;
    상기 제1 상측면의 외측에, 상기 제1 상측면보다 상측에 위치되는 제2 상측면;
    상기 제1 상측면과 상기 제2 상측면을 연결하는 제1 내측면; 및
    상기 제1 상측면 및 상기 제1 내측면 중 어느 하나로부터 외측을 향해 연장되어, 상기 에지 링을 관통하는 적어도 하나의 제1 유동 홀을 포함하는 링 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유동 홀은, 상기 제1 내측면으로부터 외측을 향해 연장되며, 상기 제1 상측면과 상기 제2 상측면 사이에 위치되는 링 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유동 홀은, 상기 제1 상측면으로부터 하측을 향해 연장되는 제1 홀 영역과, 상기 제1 홀 영역으로부터 외측을 향해 연장되는 제2 홀 영역을 포함하는 링 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유동 홀은 복수 개로 이루어지고,
    상기 복수의 제1 유동 홀들은 상기 에지 링의 원주 방향을 따라 이격 배치되는 링 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 에지 링은:
    상기 제2 상측면의 외측에, 상기 제2 상측면보다 상측에 위치되는 제3 상측면;
    상기 제2 상측면, 제3 상측면을 연결하는 제2 내측면; 및
    상기 에지 링을 관통하며 상기 제1 유동 홀보다 상측에 위치된 적어도 하나의 제2 유동 홀을 더 포함하고,
    상기 제2 유동 홀은 상기 제2 내측면으로부터 외측을 향해 연장되어, 상기 에지 링을 관통하는 링 어셈블리.
  6. 기판을 지지하는 척 본체를 둘러싸는 링 어셈블리에 있어서,
    상기 링 어셈블리는:
    제1 에지 링;
    상기 제1 에지 링의 상측에 이격된 제2 에지 링; 및
    상기 제1 및 제2 에지 링들 사이에 위치되어, 상기 제1 및 제2 에지 링들을 연결하는 복수의 지지 부재들을 포함하는 링 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지지 부재들은, 상기 제1 에지 링의 원주 방향을 따라 이격되는 링 어셈블리.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 지지 부재들은 상기 제1 에지 링과 상기 제2 에지 링 사이의 공간을 구획하는 링 어셈블리.
  9. 기판을 지지하는 척 본체; 및
    상기 척 본체를 둘러싸는 에지 링을 포함하고,
    상기 에지 링은:
    상기 척 본체의 상면보다 하측에 위치되는 제1 상측면;
    상기 제1 상측면의 외측에, 상기 제1 상측면보다 상측에 위치되는 제2 상측면;
    상기 제1 상측면과 상기 제2 상측면을 연결하는 제1 내측면; 및
    상기 제1 상측면 및 상기 제1 내측면 중 어느 하나로부터 외측을 향해 연장되어, 상기 에지 링을 관통하는 적어도 하나의 제1 유동 홀을 포함하는 척 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 유동 홀은, 상기 척 본체의 상면보다 하측에 위치되는 척 어셈블리.
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