KR20220105074A - 패러데이 실드 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판을 처리하는 장치는 플라즈마 챔버; 상기 플라즈마 챔버의 주위에 설치된 코일 전극; 상기 코일 전극과 상기 플라즈마 챔버와의 사이에 제공되는 패러데이 실드를 포함하되; 상기 패러데이 실드는 상기 플라즈마 챔버의 둘레를 따라 수직 방향으로 형성된 다수의 슬롯들을 갖는 절결부 및 상기 절결부의 상부에 제공되는 상부 림부 그리고 상기 절결부의 하부에 제공되는 하부 림부를 포함하며, 상기 상부 림부 및 상기 하부 림부는 상기 절결부와의 열변형 차이 감소를 위한 열팽창 감소 수단을 가질 수 있다.

Description

패러데이 실드 및 기판 처리 장치{FARADAY SHIELD AND APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 패러데이 실드와 기판 처리 장치에 관한 것이다.
플라즈마를 이용한 기판 처리 장치로는 유도 결합 플라즈마(ICP:inductively coupled plasma)를 이용하는 기판처리 장치와 용량 결합 플라즈마(CCP: capacitively coupled plasma)를 이용하는 기판 처리 장치를 들 수 있다.
상기 유도 결합 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치의 경우, 고주파 코일과 플라즈마간에 유도 결합뿐만 아니라 용량 결합도 이루어져 공정 챔버 내에 수직 방향으로 캐패시터와 같은 전계가 형성된다. 상기 수직 방향으로 형성되는 가상적 캐패시터의 정전용량은 상기 공정 챔버 내부에서 플라즈마와 벽체, 플라즈마와 기판 사이에 전계를 인가하고 상기 플라즈마를 이루는 하전 입자가 전계에 의해 가속되도록 한다. 가속된 플라즈마 입자들이 벽체나 기판과 충돌하면 상기 공정 챔버 내부의 온도 및 상기 기판의 온도가 상승하고, 상기 기판의 표면이 손상된다.
상기 수직 방향으로의 전계를 제거하기 위해 상기 공정 챔버와 고주파 코일 사이에 패러데이 실드(Faraday shield)를 구비한다.
기존의 패러데이 실드는 자기장을 통과시키고 전기장을 차단 함으로써 플라즈마와 안테나 사이 전위차에 의하여 발생하는 유전체의 손상방지만을 고려하였다. 하지만 기판이 대형화 되면서 플라즈마 소스(source) 역시 대형화 되고 패러데이 실드의 크기 역시 커지면서 온도 변화에 대하여 장비에 민감한 영향을 끼치게 되었다.
대형 패러데이 실드는 열에 의한 팽창률 및 실제 팽창되는 길이가 매우 길기 때문에 열팽창, 뒤틀림과 같은 현상이 발생하게 되고, 패러데이 실드가 조립되어 있는 플라즈마 소스부에 물리적 손상인 딜라미네이션(delamination;도면에 점선으로 표시됨)이 발생한다( 도 1 참조).
도 2a 및 도 2b에서와 같이, 패러데이 실드는 길이 및 직경이 온도 편차에 따라서 크게 변화될 수 있다. 실제 반도체 공정장비는 수백도 까지 온도가 상승한다. 패러데이 실드(Al, 열 팽창율 0.024mm/℃)와 밀접하게 붙어있는 유전체(Quartz, 열 팽창율 0.0005mm/℃)의 경우 열 팽창율이 Al 기준 약 1/50 수준이다. 온도가 상승할 수록 또한 패러데이 실드의 크기가 클수록 열팽창에 의한 손상에 매우 취약하며 최적화된 반도체 공정을 위하여 공정 온도, 생산 공정 온도를 낮출 수도 없기 때문에 플라즈마 소스부의 손상 및 유지관리 제작 수율 관리에 어려움이 있다
이러한 문제를 해결 하기 위하여 다른 연구자들은 다양한 재질의 패러데이 실드 및 유전체 재질이 고려하였지만 패러데이 실드의 경우 반도체 공정상 기피되는 재질(Cu) 혹은 낮은 열 팽창율을 가지고 있지만 롤링(Rolling) 및 비용적 측면에서 문제시되는 재질(Mo) 또한 낮은 열팽창율 비교적 저렴한 비용이지만 고온에서 파티클(particles) 을 발생 시키는 문제 등으로 인하여 재질의 변경이 어려웠다. 또한, 유전체의 경우 쿼츠가 유전율(dielectric constant)가 낮기 때문에 플라즈마 방전에 용이 하여 패러데이 실드와 열팽창율 차이가 극명하여도 다른 재질로 바꾸는 것이 어려운 문제가 있다.
본 발명은 플라즈마 소스의 수율 증가, 플라즈마 소스의 사용 유지 관리가 용이한 패러데이 실드 및 기판 처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 고온에 의한 열팽창율을 최소화할 수 있는 패러데이 실드 및 기판 처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 플라즈마 챔버; 상기 플라즈마 챔버의 주위에 설치된 코일 전극; 상기 코일 전극과 상기 플라즈마 챔버와의 사이에 제공되는 패러데이 실드를 포함하되; 상기 패러데이 실드는 상기 플라즈마 챔버의 둘레를 따라 수직 방향으로 형성된 다수의 슬롯들을 갖는 절결부 및 상기 절결부의 상부에 제공되는 상부 림부 그리고 상기 절결부의 하부에 제공되는 하부 림부를 포함하며, 상기 상부 림부 및 상기 하부 림부는 상기 절결부와의 열변형 차이 감소를 위한 열팽창 감소 수단을 갖는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 열팽창 감소 수단은 상기 상부 림부 및 상기 하부 림부에 형성된 오픈 영역들로 제공될 수 있다.
또한, 상기 오픈 영역들은 상기 상부 림부 및 상기 하부 림부에 일정하게 제공되는 원형의 관통공들로 제공될 수 있다.
또한, 상기 오픈 영역들은 상기 상부 림부 및 상기 하부 림부에 슬롯 형태로 제공될 수 있다.
또한, 상기 열팽창 감소 수단은 상기 상부 림부 및 상기 하부 림부에 메쉬 형태로 제공될 수 있다.
또한, 상기 오픈 영역들은 상기 상부 림부 및 상기 하부 림부 전체 면적에 40% 이하로 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상부와 하부가 개방된 중공의 실린더 형태를 갖는 몸체를 포함하되; 상기 몸체는 수직 방향으로 형성된 다수의 슬롯들을 갖는 절결부 및 상기 절결부의 상부에 제공되는 상부 림부 그리고 상기 절결부의 하부에 제공되는 하부 림부를 포함하고, 상기 상부 림부 및 상기 하부 림부는 상기 절결부와의 열변형 차이 감소를 위한 열팽창 감소 수단을 갖는 패러데이 실드가 제공될 수 있다.
또한, 상기 열팽창 감소 수단은 상기 상부 림부 및 상기 하부 림부에 형성된 오픈 영역들로 제공될 수 있다.
또한, 상기 오픈 영역들은 상기 상부 림부 및 상기 하부 림부에 일정하게 제공되는 원형의 관통공들로 제공될 수 있다.
또한, 상기 오픈 영역들은 상기 상부 림부 및 상기 하부 림부에 슬롯 형태로 제공될 수 있다.
또한, 상기 오픈 영역들은 상기 상부 림부 및 상기 하부 림부에 사선 방향으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 열팽창 감소 수단은 상기 상부 림부 및 상기 하부 림부에 메쉬 형태로 제공될 수 있다.
또한, 상기 오픈 영역들은 상기 상부 림부 및 상기 하부 림부 전체 면적에 40% 이하로 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 처리 공간을 제공하는 하우징; 상기 하우징 내에 배치되어 기판을 지지하는 기판 지지 부재; 상기 하우징 상부에 구비되는 플라즈마 발생 유닛을 포함하되; 상기 플라즈마 발생 유닛은, 상기 플라즈마 발생 유닛에 구비되고 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급관과 연결되는 공정 가스 공급 포트; 내부에 방전 공간이 형성되는 플라즈마 챔버; 상기 플라즈마 챔버를 둘러싸도록 제공되고, 상기 방전 공간에 플라즈마를 인가하는 안테나; 및 상기 안테나와 상기 플라즈마 챔버와의 사이에 제공되는 패러데이 실드를 포함하되; 상기 패러데이 실드는 상기 플라즈마 챔버의 둘레를 따라 수직 방향으로 형성된 다수의 슬롯들을 갖는 절결부 및 상기 절결부의 상부에 제공되는 상부 림부 그리고 상기 절결부의 하부에 제공되는 하부 림부를 포함하며, 상기 상부 림부 및 상기 하부 림부는 상기 절결부와의 열변형 차이 감소를 위해 상기 오픈 영역들을 갖는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 오픈 영역들은 원형의 관통공들로 제공될 수 있다.
또한, 상기 오픈 영역들은 사선의 슬롯 형태로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면 플랜지 갭에서의 가스 누출을 효과적으로 차단할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 설비를 간략히 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 간략히 도시한 측단면도이다.
도 3은 실링 부재와 하부 플랜지를 보여주는 사시도이다.
도 4a는 실링 부재의 단면 사시도이다.
도 4b는 실링 부재의 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 실링 부재에 의한 실링 과정을 보여주는 도면들이다.
도 6a 내지 도 6d는 실링 부재의 다양한 실시예를 보여주는 도면들이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 설비를 간략히 도시한 평면도이다.
이하, 도 3을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 설비 전방 단부 모듈(equipment front endmodule, EFEM)(20) 및 처리모듈(30)을 가진다. 설비 전방 단부 모듈(20)과 처리 모듈(30)은 일 방향으로 배치된다. 이하, 설비 전방 단부 모듈(20)과 처리 모듈(30)이 배열된 방향을 제1 방향(11)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1 방향(11)에 수직인 방향을 제2 방향(12)이라 한다.
설비 전방 단부 모듈(20)은 로드 포트(load port, 10) 및 이송 프레임(21)을 가진다. 로드 포트(10)는 제1 방향(11)으로 설비 전방 단부 모듈(20)의 전방에 배치된다. 로드 포트(10)는 복수 개의 지지부(6)를 가진다. 각각의 지지부(6)는 제2 방향(12)으로 일렬로 배치되며, 공정에 제공될 기판(W) 및 공정 처리가 완료된 기판(W)이 수납된 캐리어(4)(예를 틀어, 카세트, FOUP등)가 위치된다. 캐리어(4)에는 공정에 제공될 기판(W) 및 공정처리가 완료된 기판(W)이 수납된다. 이송 프레임(21)은 로드 포트(10)와 처리 모듈(30) 사이에 배치된다. 이송 프레임(21)은 그 내부에 배치되고 로드 포트(10)와 처리 모듈(30)간에 기판(W)을 이송하는 인덱스 로봇(25)을 포함한다. 인덱스 로봇(25)은 제2 방향(12)으로 구비된 이송 레일(27)을 따라 이동하여 캐리어(4)와 처리 모듈(30)간에 기판(W)을 이송한다.
처리 모듈(30)은 로드락 챔버(40), 트랜스퍼 챔버(50), 복수개의 공정챔버(60)들 그리고 제어기(70)을 포함한다.
로드락 챔버(40)는 이송 프레임(21)에 인접하게 배치된다. 일 예로, 로드락 챔버(40)는 트랜스퍼 챔버(50)와 설비 전방 단부 모듈(20)사이에 배치될 수 있다. 로드락 챔버(40)는 공정에 제공될 기판(W)이 공정 챔버(60)로 이송되기 전, 또는 공정 처리가 완료된 기판(W)이 설비 전방 단부 모듈(20)로 이송되기 전 대기하는 공간을 제공한다.
트랜스퍼 챔버(50)는 로드락 챔버(40)에 인접하게 배치된다. 트랜스퍼 챔버(50)는 상부에서 바라볼 때 다각형의 몸체를 갖는다. 몸체의 외측에는 로드락 챔버(40)와 복수개 의 공정챔버(60)들이 몸체의 둘레를 따라 배치된다. 몸체의 각 측벽에는 기판(W)이 출입하는 통로(미도시)가 형성되며, 통로는 트랜스퍼 챔버(50)와 로드락 챔버(40) 또는 공정챔버(60)들을 연결한다. 각 통로에는 통로를 개폐하여 내부를 밀폐시키는 도어(미도시)가 제공된다. 트랜스퍼 챔버(50)의 내부공간에는 로드락 챔버(40)와 공정 챔버(60)들간에 기판(W)을 이송하는 반송 로봇(53)이 배치된다. 반송 로봇(53)은 로드락 챔버(40)에서 대기하는 미처리된 기판(W)을 공정 챔버(60)로 이송하거나, 공정처리가 완료된 기판(W)을 로드락 챔버(40)로 이송한다. 그리고, 복수개의 공정 챔버(60)에 기판(W)을 순차적으로 또는 동시에 제공하기 위하여 공정 챔버(60)간에 기판(W)을 이송한다.
공정 챔버(60)는 트랜스퍼 챔버(50)의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 공정 챔버(60)는 복수 개 제공될 수 있다. 각각의 공정 챔버(60)내에서는 기판(W)에 대한 공정처리가 진행된다. 공정 챔버(60)는 반송 로봇(53)으로부터 기판(W)을 이송 받아 공정처리를 하고, 공정처리가 완료된 기판(W)을 반송 로봇(53)으로 제공한다. 각각의 공정 챔버(60)에서 진행되는 공정처리는 서로 상이할 수 있다. 공정 챔버(60)가 수행하는 공정은 기판(W)을 이용해 반도체 소자 또는 디스플레이 패널을 생산하는 과정 가운데 일 공정일 수 있다.
설비에 의해 처리되는 기판(W)은 반도체 소자나 평판 디스플레이(FPD: flat panel display) 및 그 밖에 박막에 회로패턴이 형성된 물건의 제조에 이용되는 기판을 모두 포함하는 포괄적인 개념이다. 이러한 기판(W)의 예로는, 실리콘 웨이퍼, 유리기판, 유기기판 등이 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공정 챔버를 간략히 도시한 측단면도이다. 공정 챔버는 기판의 표면을 플라즈마로 처리하는 기판 처리 장치다.
도 4를 참조하면, 공정 챔버(60)는 공정 유닛(100), 배기 유닛(exhausting unit, 200), 플라즈마 발생 유닛(plasma supplying unit, 300)을 포함할 수 있다.
공정 유닛(100)은 기판의 처리가 수행되는 공간이다. 공정 유닛(100)은 하우징(110)과 기판 지지 부재(120), 배플(130)을 포함할 수 있다.
하우징(110)은 내부에는 기판 처리 공정을 수행하는 처리 공간(111)을 제공한다. 처리 공간(111)에는 기판 지지 부재(120)가 제공되며, 기판 지지 부재(120)의 상면에는 처리될 기판(W)이 놓인다. 기판(W)은 개구를 통하여 하우징(110) 내부로 출입한다. 개구는 도어(미도시)와 같은 개폐부재에 의해 개폐될 수 있다.
기판 지지 부재(120)는 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 부재(120)는 지지판(121)과 지지축(122)을 포함한다. 지지판(121)은 처리 공간(111) 내에 위치되며 원판 형상으로 제공된다. 지지판(121)은 지지축(122)에 의해 지지된다. 지지판(121)은 필요에 따라 가능하게 제공될 수 있다. 기판(W)은 지지판(121)의 상면에 놓인다.
배플(130)은 지지판(121)의 상부에 위치한다. 배플(130)은 하우징(110)의 상부 벽에 전기적으로 연결될 수 있다. 배플(130)은 원판 형상으로, 기판 지지 부재(120)의 상면과 나란하게 배치될 수 있다. 배플(130)은 표면이 산화 처리된 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 배플(130)에는 관통공(131)들이 형성된다. 관통공(131)들은 균일한 라디칼 공급을 위해 동심의 원주상에 일정 간격으로 형성될 수 있다. 확산공간(341)에서 확산된 플라스마는 관통공(131)들을 통과하여 처리 공간(111)으로 유입된다. 일 예에 의하면, 이때 전자 또는 이온 등과 같은 하전 입자는 배플(130)에 갇히고, 산소 라디칼 등과 같이 전하를 띄지 않는 중성 입자들은 관통공(131)들을 통과하여 기판(W)으로 공급될 수 있다. 또한, 배플(130)은 접지되어 전자 또는 이온이 이동되는 통로를 형성할 수 있다.
하부 배플(140)은 공정 유닛(100)의 하방에 구비된다. 하부 배플(140)은 지지판(121)의 둘레에 제공될 수 있다. 하부 배플(140)은 배플(130)과 유사한 형상을 가질 수 있다. 하부 배플(140)은 플라즈마의 처리 공간(111)내 잔류 시간을 조절할 수 있다. 하부 배플(140)을 통과한 반응 부산물은 공정 유닛(100)의 외부로 배출되도록 배기 포트(201)을 통해 외부로 배출된다.
배기 유닛(200)은 배기 포트(201)와 감압 펌프(210)를 포함한다. 배기 포트(201)는 반응 부산물을 펌핑하여 공정 유닛(100) 내부의 압력을 조절 할 수 있는 감압 펌프(210)와 연결된다.
배기 포트(201)는 하우징(110)의 바닥면에 형성된 배기홀과 연결된다. 배기 포트(201)는 하우징(110) 내부에 머무르는 플라즈마 및 반응 부산물이 외부로 배출되는 통로를 제공한다. 배기 포트(201)는 배기관(203)에 연결된다. 배기관(203)은 감압 펌프(210)에 연결된다. 배기 포트(201)는 기판 지지판(121)의 둘레에 구비될 수 있다.
플라즈마 발생 유닛(300)은 공정 유닛(100)의 상부이자 하우징(110)의 상부에 위치한다. 플라즈마 발생 유닛(300)은 공정 유닛(100)과 분리되는 것으로 공정 유닛(100)의 외부에 제공되는 것이다. 플라즈마 발생 유닛(300)은 공정 가스로부터 플라즈마(plasma)를 생성시키고, 이를 공정 유닛(100)의 처리 공간(111)으로 공급한다.
플라즈마 발생 유닛(300)은 플라즈마 챔버(310), 공정 가스 공급관(320), 전력 인가 부재(330), 확산 부재(340) 그리고 패러데이 실드(400)를 포함할 수 있다.
플라즈마 챔버(310)의 내부에는 방전 공간(310a)이 형성된다. 플라즈마 챔버(310)의 상단은 공정 가스 공급 포트(315)에 의해 밀폐된다. 가스 공급 포트(315)는 공정 가스 공급관(320)와 연결된다. 공정 가스는 플라즈마 생성을 위한 반응 가스이다. 반응 가스는 공정 가스 공급 포트(315)를 통해 방전 공간(310a)으로 공급된다. 일 예로, 반응 가스는 이불화메탄(CH2F2, Difluoromethane), 질소(N2), 그리고 산소(O2)를 포함할 수 있다. 선택적으로 반응 가스는 사불화탄소(CF4, Tetrafluoromethane) 등 다른 종류의 가스를 더 포함할 수 있다.
전력 인가 부재(330)는 방전 공간(310a)에 고주파 전력을 인가한다. 전력 인가 부재(330)는 안테나(331)와 전원(332)을 포함할 수 있다. 안테나(331)는 유도 결합형 플라즈마(ICP) 안테나로, 코일 형상으로 제공된다. 안테나(331)는 플라즈마 챔버(310) 외부에서 플라즈마 챔버(310)를 둘러 복수회 감도록 제공된다. 안테나(331)는 방전 공간(310a)에 대응하는 영역에서 플라즈마 챔버(310)를 감는다. 안테나(331)의 일단은 전원(332)과 연결되고, 타단은 접지된다.
안테나(331)와 플라즈마 챔버(310)를 포함하는 소스부는 제1 플레이트(311)와 제2 플레이트(312)와 제3 플레이트(313)에 의해 둘러싸인 하나의 모듈로서 제공된다. 플라즈마 챔버(310)는 유전체(세라믹이나 석영 등)로 제공될 수 있다. 제1 플레이트(311)와 제2 플레이트(312)와 제3 플레이트(313)는 금속 소재로 제공될 수 있다.
전원(332)은 안테나(331)에 고주파 전류를 공급한다. 안테나(331)에 공급된 고주파 전력은 방전 공간(310a)에 인가된다. 고주파 전류에 의해 방전 공간(310a)에는 유도 전기장이 형성되고, 방전 공간(310a)내로 공급된 공정 가스는 유도 전기장으로부터 이온화에 필요한 에너지를 얻어 플라즈마 상태로 변환된다.
전력 인가 부재의 구조는 상술한 예에 한정되지 않고, 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키기 위한 다양한 구조가 사용될 수 있다.
플라즈마 챔버(310)의 하단은 확산 부재(340)와 연결된다. 확산 부재(340)는 플라즈마 챔버(310)와 하우징(110) 사이에 위치한다. 확산 부재(340)는 하우징(110)의 개방된 상면을 밀폐하며, 하단에 하우징(110)과 배플(130)이 결합한다. 확산 부재(340)의 내부에는 확산공간(341)이 형성된다. 확산 공간(341)은 방전 공간(310a)과 처리 공간(111)을 연결하며, 방전 공간(310a)에서 생성된 플라즈마가 처리 공간(111)으로 공급되는 통로로 제공한다.
도 5는 플라즈마 챔버에 설치된 패러데이 실드를 보여주는 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 패러데이 실드의 평면도이며, 도 7은 온도에 따른 패러데이 실드의 길이 및 직경 변화를 보여주는 표이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 패러데이 쉴드(Faraday shield, 400)는 안테나(331)에 인가된 전력에 의해 방전 공간(310a) 내에 인가되는 전기장 중 일부를 차폐한다. 패러데이 쉴드(400)는 플라즈마 챔버(310)와 안테나(331) 사이에서 플라즈마 챔버의 측면을 감싸도록 제공된다. 패러데이 쉴드(400)는 상하 방향의 길이가 안테나(331)의 방전 공간(310a)의 측면을 감싸는 영역 중 상단으로부터 하단에 대향되는 길이로 제공된다. 패러데이 쉴드(400)는 챔버(100)를 통해 접지될 수 있다. 선택적으로, 패러데이 쉴드(400)는 별도의 접지 라인에 직접 연결될 수 있다. 패러데이 쉴드(400)는 전기장을 차폐하기 위해 금속 재질로 제공된다. 예를 들면, 패러데이 쉴드(600)는 알루미늄(AL) 재질로 제공될 수 있다.
패러데이 실드(400)는 상부 림부(420)와 하부 림부(430) 그리고 그 사이에 절결부(410)로 구분될 수 있다. 절결부(410)는 플라즈마 챔버(310)의 둘레를 따라 수직 방향으로 형성된 다수의 슬롯(412)들을 포함한다. 상부 림부(420)는 절결부(410)의 상부에 제공되고, 하부 림부(430)는 절결부(410)의 하부에 제공될 수 있다.
상부 림부(420)와 하부 림부(430)는 절결부(410)와의 열변형 차이 감소를 위한 열팽창 감소 수단을 포함할 수 있다. 열팽창 감소 수단은 상부 림부(420) 및 하부 림부(430)에 형성된 오픈 영역(422,432)들로 제공될 수 있다. 오픈 영역(422,432)들은 상부 림부(420) 및 하부 림부(430) 전체 면적에 60% 이상으로 제공되는 것이 바람직하다. 오픈 영역들의 면적이 클 수록 열변형 차이를 최소화할 수 있다.
상기와 같이, 패러데이 실드(400)는 전자파 차폐와는 상관 없는 위치인 상부 림부 및 하부 림부에 금속 필링 레이트(metal filing rate)를 낮춤으로써 전체 길이는 동일하지만 열팽창이 발생 하더라도 동일 재질상 실제 팽창율은 낮은 구조를 갖는다.
도 7과 도 2a를 비교하면, 온도가 증가 하여도 필링 레이트(Filling rate)가 100% 인 종래 패러데이 실드와 필링 레이트가 상대적으로 낮은 본 발명의 패러데이 실드를 비교하면 그 팽창율(변화)이 현저하게 낮은 것을 확인할 수 있고, 실제 플라즈마 소스에 적용 한 결과 내구성(durability) 및 생산 수율이 향상됨을 알 수 있다.
도 8 내지 도 10은 패러데이 실드의 다양한 변형예를 보여주는 도면들이다. 도면 편의상 상부 림부는 도시하지 않았음. 오픈 영역들은 림부의 필릴 레이트를 감소시킬 수 있는 형상(원형, 사각형, 삼각형 등의 다양한 모양)이라면 다양하게 제공될 수 있다.
도 8에서와 같이, 패러데이 실드의 상부 림부(420)와 하부 림부(430)에 형성되는 오픈 영역은 비스듬하게 형성된 슬롯 형태로 제공될 수 있다.
또 다른 예로, 도 9에서와 같이, 패러데이 실드의 상부 림부(420)와 하부 림부(430)에 형성되는 오픈 영역은 관통공 형태로 제공될 수 있다.
또한, 도 10에서와 같이, 패러데이 실드의 열팽창 감소 수단은 상부 림부 및 하부 림부에 메쉬 형태로 제공될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (16)

  1. 플라즈마 챔버;
    상기 플라즈마 챔버의 주위에 설치된 코일 전극;
    상기 코일 전극과 상기 플라즈마 챔버와의 사이에 제공되는 패러데이 실드를 포함하되;
    상기 패러데이 실드는
    상기 플라즈마 챔버의 둘레를 따라 수직 방향으로 형성된 다수의 슬롯들을 갖는 절결부 및 상기 절결부의 상부에 제공되는 상부 림부 그리고 상기 절결부의 하부에 제공되는 하부 림부를 포함하며,
    상기 상부 림부 및 상기 하부 림부는 상기 절결부와의 열변형 차이 감소를 위한 열팽창 감소 수단을 갖는 기판 처리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 열팽창 감소 수단은
    상기 상부 림부 및 상기 하부 림부에 형성된 오픈 영역들로 제공되는 기판 처리 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 오픈 영역들은
    상기 상부 림부 및 상기 하부 림부에 일정하게 제공되는 원형의 관통공들로 제공되는 기판 처리 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 오픈 영역들은
    상기 상부 림부 및 상기 하부 림부에 슬롯 형태로 제공되는 기판 처리 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 열팽창 감소 수단은
    상기 상부 림부 및 상기 하부 림부에 메쉬 형태로 제공되는 기판 처리 장치.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 오픈 영역들은 상기 상부 림부 및 상기 하부 림부 전체 면적에 40% 이하로 제공되는 기판 처리 장치.
  7. 패러데이 실드에 있어서:
    상부와 하부가 개방된 중공의 실린더 형태를 갖는 몸체를 포함하되;
    상기 몸체는 수직 방향으로 형성된 다수의 슬롯들을 갖는 절결부 및 상기 절결부의 상부에 제공되는 상부 림부 그리고 상기 절결부의 하부에 제공되는 하부 림부를 포함하고,
    상기 상부 림부 및 상기 하부 림부는 상기 절결부와의 열변형 차이 감소를 위한 열팽창 감소 수단을 갖는 패러데이 실드.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 열팽창 감소 수단은
    상기 상부 림부 및 상기 하부 림부에 형성된 오픈 영역들로 제공되는 패러데이 실드.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 오픈 영역들은
    상기 상부 림부 및 상기 하부 림부에 일정하게 제공되는 원형의 관통공들로 제공되는 패러데이 실드.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 오픈 영역들은
    상기 상부 림부 및 상기 하부 림부에 슬롯 형태로 제공되는 패러데이 실드.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 오픈 영역들은 상기 상부 림부 및 상기 하부 림부에 사선 방향으로 형성되는 패러데이 실드.
  12. 제7 항에 있어서,
    상기 열팽창 감소 수단은
    상기 상부 림부 및 상기 하부 림부에 메쉬 형태로 제공되는 패러데이 실드.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 오픈 영역들은 상기 상부 림부 및 상기 하부 림부 전체 면적에 40% 이하로 제공되는 패러데이 실드.
  14. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    처리 공간을 제공하는 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되어 기판을 지지하는 기판 지지 부재;
    상기 하우징 상부에 구비되는 플라즈마 발생 유닛을 포함하되;
    상기 플라즈마 발생 유닛은,
    상기 플라즈마 발생 유닛에 구비되고 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급관과 연결되는 공정 가스 공급 포트;
    내부에 방전 공간이 형성되는 플라즈마 챔버;
    상기 플라즈마 챔버를 둘러싸도록 제공되고, 상기 방전 공간에 플라즈마를 인가하는 안테나; 및
    상기 안테나와 상기 플라즈마 챔버와의 사이에 제공되는 패러데이 실드를 포함하되;
    상기 패러데이 실드는
    상기 플라즈마 챔버의 둘레를 따라 수직 방향으로 형성된 다수의 슬롯들을 갖는 절결부 및 상기 절결부의 상부에 제공되는 상부 림부 그리고 상기 절결부의 하부에 제공되는 하부 림부를 포함하며,
    상기 상부 림부 및 상기 하부 림부는 상기 절결부와의 열변형 차이 감소를 위해 상기 오픈 영역들을 갖는 기판 처리 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 오픈 영역들은
    원형의 관통공들로 제공되는 기판 처리 장치.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 오픈 영역들은
    사선의 슬롯 형태로 제공되는 기판 처리 장치.

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