KR20220021631A - 기판의 국소부위를 세정하는 버텀 업 방식의 플라즈마 처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스플레이 공정 중 기판 세정 시 하부에서 상부로 다수의 단일 플라즈마 배기 노즐을 사용하여 기판 배면으로 플라즈마를 조사하며, 하강 기류 상태의 챔버 환경을 형성하여 플라즈마가 기판 상면으로 누설되지 않게 하며, 추가적으로 흡기구멍과 차단막을 더 구성하여 기판 상부로의 플라즈마 누설을 차단하는 시스템을 제공한다.

Description

기판의 국소부위를 세정하는 버텀 업 방식의 플라즈마 처리 시스템{Bottom-up type plasma treatment system for cleaning local parts of substrates}

본 발명은 반도체, 디스플레이 기판 상면에 구성된 박막에 손상을 입히지 않는 상태로, 기판 배면의 국소부위에 플라즈마 처리를 통해 세정 효과 및 점착 척(Chuck)의 수율을 향상시키기 위한 기술에 관한 것이다.

현재 디스플레이 기판 세정 공정은 상부의 샤워 헤드(Shower head)에서 플라즈마 기류를 형성 하며 로딩 핀(Loading Pin)위에 위치한 기판 전면에 플라즈마 처리를 한다. 플라즈마 처리는 기판에 일정한 표면 장력을 유지해줌으로써 점착척에 부착되는 점착시트의 점착력 역시 일정 수준으로 유지해 기판 생산 효율을 높여준다. 현재 OLED 제조 공정에서 플라즈마 세정은 기판에 박막이 구성되기 전 단계에 이루어지기 때문에 기판 전면에 플라즈마 처리를 하더라도 문제점이 발생하지 않았지만, 박막이 구성된 기판에서는 식각, 소스 변형 등의 문제를 일으킬 수 있다.

관련된 선행기술로서 대한민국 등록특허 1013986180000호에는 플라즈마를 이용하여 디스플레이 기판을 세정하는 기술을 기재하나, 상술한 플라즈마 처리에 의한 문제 발생 및 문제 해결과는 관계가 없다.

상기 문제에 따라 본 발명의 목적은 박막이 구성된 기판에 대해 박막 손상과 같은 악영향이 없고 불필요한 누설 플라즈마를 막을 수 있는 플라즈마 처리 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 플라즈마 처리가 박막이 구성된 기판에 영향을 미치지 않기 위해 노즐(Nozzle) 형태의 플라즈마 분출, 챔버내 차단막(Shield) 설치, 하강 기류 생성 장치 및 분출한 플라즈마를 흡입(Suction)하는 구멍(Hole)을 구성하였다.

또한, 본 발명은 상기 노즐 형태로 분출되는 플라즈마로 박막이 구성된 기판의 배면 국소부위에만 플라즈마를 처리하였다.

즉, 본 발명은 기판 배면 아래에 플라즈마 처리가 필요한 형태의 플레이트를 구성하며, 플레이트 내 플라즈마를 배출하는 단일 노즐(Nozzle)을 다수 배열하며, 플라즈마가 기판의 불필요한 부분으로 누설 되는 것을 방지하기 위해,

1. 챔버 상부에 하강 기류 생성기를 설치

2. 플라즈마 생성 노즐과 나란히 플레이트 내 흡기구멍을 구성

3. 플레이트 외곽 부위에 흡기구멍을 구성

4. 챔버 상부에 차단막(Shield)를 설치 등의 방안을 제시한다.

2~4번 항목은 플라즈마 누설 정도에 의해 구성을 하지 않을 수도 있다. 본 발명을 통해 박막이 구성된 기판에서도 필요한 국소부위 배면에 플라즈마 처리를 통해 점착척(Chuck) 사용이 가능하다.

본 발명은 기판 배면 세정이 필요한 국소부위에 플라즈마 처리를 실시할 수 있으며, 기판의 불필요한 부위에 대해서는 플라즈마 누설을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 플라즈마 처리 시스템에 의하면, 박막이 구성된 기판에서도 필요에 따라 기판 배면에 국지적으로 플라즈마를 처리하고 이를 통해 점착척(Chuck)을 적용할 수 있다.

도 1a은 흡기 구멍이 플레이트 외각에 위치한 플라즈마 노즐 구성을 보여주는 사시도이다.
도 1b은 도 1의 측면도로서 플라즈마 배기/흡기 및 하강 기류를 형상화하였다.
도 2a은 플라즈마 노즐과 흡기 구멍이 쌍(Pair)으로 배치된 것을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2b은 도 2의 측면도로서 플라즈마 배기/흡기 및 하강 기류를 형상화하였다.
도 3a는 플라즈마 플레이트(400)를 최대한 크기를 확장한 형태를 보여주는 사시도이고, 도 3b는 그 측면도로서 플라즈마 배기/흡기 및 하강 기류를 형상화하였다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 플라즈마 플레이트(400)에 구성된 플라즈마 생성 배기노즐(410)에서 기판(300)으로 플라즈마 처리하는 것을 설명한다. 상기 플라즈마 플레이트(400) 내부 또는 배기노즐(410) 내부에는 플라즈마 발생용 전극 모듈이 배치될 수 있으며, 배기노즐(410) 자체가 전극으로 구성될 수 있다. 상기 배기노즐(410)은 속이 빈 부분을 갖는 노즐로 구성될 수 있으며, 상술한 바와 같이 그 안에 전극 모듈을 구비하거나, 배기노즐 자체가 전극의 일부로 구성될 수 있다.

단일 배기노즐(410)을 플라즈마 플레이트(400) 내 하나 이상, 바람직하게는 다수 배열하여 플라즈마를 생성, 배출한다.

배기노즐(410)과 기판(300)이 접촉하지 않도록 로딩핀 플레이트(500)에 설치된 로딩핀(Loading-Pin)(510)으로 기판(300)을 지지하며 로딩핀 플레이트(500)의 상하 구동을 통해 플라즈마 플레이트(400)와 기판(300)과의 플라즈마 조사 거리를 조절한다.

챔버 상부에 하강 기류 (Down Flow) 생성 장치(100)를 설치하여 하강기류를 흘려 플라즈마가 기판(300) 상면으로 새어 나가는 것을 1차적으로 방지한다. 즉, 하강 기류가 흐르는 상태의 챔버 내부 환경에 의해 흡기구멍(420)으로 누설 플라즈마가 빠져 나간다. 하강 기류 생성을 위해 비활성 가스, 질소 등을 소정 속도로 공급할 수 있다.

또한, 챔버 상부에 기판(300) 사면과의 거리 d가 3~5mm 가량 되는 차단막(200)을 설치하여 기판(200) 상면으로의 플라즈마 누설을 2차적으로 차단한다. 상기 차단막(200)은 기판 사면과 간격을 두고 기판 사면을 에워싸듯 배치되며, 기판 상부를 향해 오르막의 경사를 형성하도록 배치된다.

플라즈마 플레이트(400) 중앙에 다수의 배기노즐(410)을 일정 배열로 배치하고 외곽으로 다수의 흡기구멍(420)을 구성한다. 흡기구멍(420)은 플라즈마 플레이트(400) 외곽 혹은 로딩핀 플레이트(500) 외곽에 배치한다. 흡기 구멍(420)은 플라즈마 플레이트(400) 혹은 로딩핀 플레이트(500)를 관통하는 관통구 또는 속이 비고 저면은 막힌 형태로 구성될 수 있다.

도 2a와 도 2b는 도 1a, 도 1b에 대해 배기노즐(410)과 흡기구멍(420)의 배열을 달리한 변형 실시예이다. 배기노즐(410)과 흡기구멍(420)을 쌍(Pair)으로 배치하여, 배기노즐(410)에서 생성된 플라즈마는 기판을 세정하고 잔여 플라즈마는 쌍(Pair)으로 구성한 흡기구멍(420)으로 빠져 나간다.

도 3a, 도 3b는 플라즈마 플레이트(400) 크기를 최대한 확장한 형태이다.

로딩핀(510)이 플라즈마 플레이트(400)를 통과한 후 기판(300)을 지지할 수 있도록 플라즈마 플레이트(400)에 로딩핀 구멍(520)을 구성한다. 플라즈마 플레이트(400) 내 다수의 단일 배기노즐(410)과 이에 상응하는 다수의 흡기구멍(420)을 플라즈마 플레이트(400) 외곽에 배치한다.

도 1b은 도 1a의 정면도이며 배기노즐에서(410) 생성된 플라즈마가 플레이트(400) 외곽에 구성된 다수의 흡기구멍(420)로 빠져나가는 것과 하강 기류를 형상화 하였으며, 도 2b은 도 2a의 정면도이며 플라즈마가 배기노즐(410)에서부터 쌍으로 구성된 흡기구멍(420)으로 빠져나가는 것과 하강 기류를 형상화 하였다. 흡기구멍(420)과 차단막(200)은 플라즈마 누설 정도에 따라 사용하지 않을 수도 있다.

도 3b은 도 3a의 정면도이며 흡기구멍(420)과 차단막(200)은 플라즈마 누설 정도에 따라 사용하지 않을 수도 있다.

한편, 상기에서 하나의 배기노즐이 설치된 플라즈마 플레이트(400)를 다수 설치하는 변형 실시예도 적용가능하다.

이와 같이하여, 박막이 이미 형성된 기판의 배면에 대해 필요한 부분만 국지적으로 플라즈마를 처리할 수 있으며, 플라즈마가 형성된 박막에 영향을 미치지 않게 할 수 있다. 이에 따라 박막이 형성된 기판에 대해서고 새롭게 점착척을 적용할 수 있게 된다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

100 : 하강 기류 생성 장치
200 : 차단막
300 : 기판
400 : 플라즈마 플레이트
410 : 배기노즐
420: 흡기구멍
500 : 로딩핀
510 : 로딩핀 플레이트
520 : 로딩핀 구멍

Claims (7)

1. 플라즈마 플레이트; 및
   상기 플라즈마 플레이트에 하나 이상 설치된 배기노즐;을 포함하고,
   상기 배기노즐은 플라즈마 플레이트 내부 또는 배기노즐 주변에서 생성된 플라즈마가 배기노즐 상부(Bottom-Up)로 분출하는 형태의 단일 플라즈마를 생성하여 플라즈마 플레이트 상부에 배치된 기판에 대해 배기노즐이 있는 곳에 상응하는 기판 지점에 국지적으로 플라즈마 처리할 수 있는 것을 특징으로 하는 버텀 업 방식의 플라즈마 처리 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 플레이트는 기판과 함께 챔버 내에 배치되고, 플라즈마 플레이트 위에 놓인 기판의 상부에 하강 기류 생성 장치;를 포함하여 챔버 내 기체가 챔버 위에서 아래로 흐르는 하강기류 환경을 유지하여, 상기 배기노즐에서 분출된 플라즈마가 기판 배면에만 처리되고 기판의 상면 쪽으로 누설되는 것을 방지한 것을 특징으로 하는 버텀 업 방식의 플라즈마 처리 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 플레이트는 로딩 핀을 구비한 로딩 핀 플레이트 상에 배치되고, 상기 로딩 핀은 기판을 지지하며, 상기 로딩 핀 플레이트의 상하 구동을 통해 기판과 플라즈마 플레이트 간의 간격을 조절하는 것을 특징으로 하는 버텀 업 방식의 플라즈마 처리 시스템.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플라즈마 플레이트는 흡기 구멍을 하나 이상 포함하고, 기판에 조사된 플라즈마 외 잔여 플라즈마는 하강 기류가 형성된 챔버 내에서 상기 흡기구멍을 통해 빠져나가는 것을 특징으로 하는 버텀 업 방식의 플라즈마 처리 시스템.
5. 제3항에 있어서, 상기 로딩 핀 플레이트는 흡기 구멍을 하나 이상 포함하고, 기판에 조사된 플라즈마 외 잔여 플라즈마는 하강 기류가 형성된 챔버 내에서 상기 흡기구멍을 통해 빠져나가는 것을 특징으로 하는 버텀 업 방식의 플라즈마 처리 시스템.
6. 제3항에 있어서, 로딩 핀이 플라즈마 플레이트를 통과해야 할 경우 플라즈마 플레이트 내 로딩 핀이 통과할 수 있는 로딩 핀 구멍을 포함한 것을 특징으로 하는 버텀 업 방식의 플라즈마 처리 시스템.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 기판 사면과 간격을 두고 기판 사면에 기판 상부를 향해 오르막의 경사를 두고 배치되는 차단막을 설치하여 기판 상면으로 누설될 수 있는 플라즈마를 차단한 것을 특징으로 하는 버텀 업 방식의 플라즈마 처리 시스템.
   
   
   
   

Images