KR20230170462A - 유도결합 플라즈마 처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유도결합 플라즈마 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유도전계를 이용하여 기판처리를 수행하는 유도결합 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.
본 발명은, 기판처리를 위한 처리공간(S)을 형성하며 상측에 개구부(112)가 형성된 챔버본체(100)와; 상기 개구부(112)에 설치되어 상기 챔버본체(100)와 함께 상기 처리공간(S)을 형성하며, 적어도 하나의 윈도우(220)를 포함하는 윈도우조립체(200)와; 상기 윈도우조립체(200)의 상측에 설치되어 상기 처리공간(S)에 유도 전계를 형성하는 안테나부(300)와; 상기 윈도우(220) 전면을 덮도록 상기 윈도우(220)와 상기 안테나부(300) 사이에 배치되어 상기 윈도우(220)를 히팅하는 윈도우히터부(400)를 포함하며, 상기 윈도우히터부(400)는, 상기 윈도우(220) 상면에 설치되는 히터플레이트(410)와, 상기 히터플레이트(410) 중 상기 윈도우(220) 가장자리에 대응되는 위치에 설치되는 발열부(420)와, 상기 발열부(420)를 복개하도록 상기 히터플레이트(410)에 구비되는 커버부(430)를 포함하는 유도결합 플라즈마 처리장치를 개시한다.
본 발명은, 기판처리를 위한 처리공간(S)을 형성하며 상측에 개구부(112)가 형성된 챔버본체(100)와; 상기 개구부(112)에 설치되어 상기 챔버본체(100)와 함께 상기 처리공간(S)을 형성하며, 적어도 하나의 윈도우(220)를 포함하는 윈도우조립체(200)와; 상기 윈도우조립체(200)의 상측에 설치되어 상기 처리공간(S)에 유도 전계를 형성하는 안테나부(300)와; 상기 윈도우(220) 전면을 덮도록 상기 윈도우(220)와 상기 안테나부(300) 사이에 배치되어 상기 윈도우(220)를 히팅하는 윈도우히터부(400)를 포함하며, 상기 윈도우히터부(400)는, 상기 윈도우(220) 상면에 설치되는 히터플레이트(410)와, 상기 히터플레이트(410) 중 상기 윈도우(220) 가장자리에 대응되는 위치에 설치되는 발열부(420)와, 상기 발열부(420)를 복개하도록 상기 히터플레이트(410)에 구비되는 커버부(430)를 포함하는 유도결합 플라즈마 처리장치를 개시한다.
Description
본 발명은 유도결합 플라즈마 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유도전계를 이용하여 기판처리를 수행하는 유도결합 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.
유도결합 플라즈마 처리장치는 증착 공정, 식각공정 등 기판처리를 수행하는 장치이다.
통상 유도결합 플라즈마 처리장치는, 밀폐된 처리공간을 형성하는 챔버본체, 챔버본체의 천정에 설치된 윈도우 및 윈도우의 상측에 설치된 고주파(RF) 안테나를 구비하며, 안테나에 전원을 인가하여 처리공간에 유도 전계를 형성하고 유도 전계에 의하여 처리가스를 플라즈마 화하여 기판처리를 수행한다.
여기서 상기 유도결합 플라즈마 처리장치의 기판처리 대상은 LCD 패널용 기판, 웨이퍼 등 증착, 식각 등 기판처리가 필요한 대상이면 어떠한 기판도 가능하다.
한편, 유도결합 플라즈마 처리장치는, 대면적 기판처리 수행을 위하여 윈도우의 수평 크기도 증가하게 되며, 윈도우의 형성을 위한 윈도우부재의 크기도 증가하여야 한다.
그러나, 세라믹 재질 등으로 이루어진 윈도우부재의 대형화가 곤란하여 특허문헌 1과 같이, 종래의 유도결합 플라즈마 처리장치는, 복수의 설치개구들이 형성된 지지프레임을 챔버본체의 상측에 설치하고, 각 설치개구에 분할된 윈도우부재를 설치하여 구성됨이 일반적이다.
한편, 종래 유도결합 플라즈마 처리장치는, 윈도우를 적정온도로 가열하기 위한 윈도우히터부를 포함하며, 이때 윈도우히터부는 윈도우 전면에 미리 설정된 패턴으로 배치된다.
그러나 이 경우, 윈도우 전면에 미리 설정된 패턴으로 배치되는 윈도우히터부로 인해 상부에 배치되는 안테나와 윈도우히터부가 평면 상 교차하고, 이로 인해 필드 형성에 영향을 주는 문제점이 있다.
특히, 안테나를 통해 유도되어 형성되는 필드가 금속의 윈도우히터부와 교차함에 따라 유도되는 플라즈마에 영향을 주고 이로써 공정 필드 및 플라즈마 제어가 어려운 문제점이 있다.
(특허문헌 1) KR 10-2020622 B1
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 윈도우히터부에 따른 필드영향을 최소화할 수 있는 유도결합 플라즈마 처리장치를 제공하는데 있다.
본 발명은, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 기판처리를 위한 처리공간(S)을 형성하며 상측에 개구부(112)가 형성된 챔버본체(100)와; 상기 개구부(112)에 설치되어 상기 챔버본체(100)와 함께 상기 처리공간(S)을 형성하며, 적어도 하나의 윈도우(220)를 포함하는 윈도우조립체(200)와; 상기 윈도우조립체(200)의 상측에 설치되어 상기 처리공간(S)에 유도 전계를 형성하는 안테나부(300)와; 상기 윈도우(220) 전면을 덮도록 상기 윈도우(220)와 상기 안테나부(300) 사이에 배치되어 상기 윈도우(220)를 히팅하는 윈도우히터부(400)를 포함하며, 상기 윈도우히터부(400)는, 상기 윈도우(220) 상면에 설치되는 히터플레이트(410)와, 상기 히터플레이트(410) 중 상기 윈도우(220) 가장자리에 대응되는 위치에 설치되는 발열부(420)와, 상기 발열부(420)를 복개하도록 상기 히터플레이트(410)에 구비되는 커버부(430)를 포함하는 유도결합 플라즈마 처리장치를 개시한다.
상기 윈도우조립체(200)는, 상기 개구부(112)에 설치되며, 복수의 설치개구(201)를 형성하는 지지프레임(210)과, 상기 복수의 설치개구(201) 각각에 설치되는 복수의 상기 윈도우(220)를 포함할 수 있다.
상기 히터플레이트(410) 및 상기 커버부(430)는, 동종재질이며, 일체로 형성될 수 있다.
상기 히터플레이트(410) 및 상기 커버부(430)는, 운모(Mica) 소재를 포함할 수 있다.
상기 히터플레이트(410) 및 상기 커버부(430)는, 이종재질이며, 상기 발열부(420)가 사이에 위치한 상태에서 서로 결합될 수 있다.
상기 히터플레이트(410)는, 상기 중심 측에 상기 윈도우(220)로의 열전달을 위해 형성되는 적어도 하나의 관통홀을 포함할 수 있다.
상기 발열부(420)는, 상기 윈도우(220) 가장자리를 따라서 적어도 일부가 파형패턴으로 구비될 수 있다.
상기 발열부(420)는, 최고점(P1)이 상기 윈도우(220) 가장자리 측을 향하고 최저점(P2)이 상기 윈도우(220) 중심 측을 향하도록 사행패턴으로 구비될 수 있다.
상기 발열부(420)는, 상기 안테나부(300)와 평면 상 중첩되는 위치에서 상기 안테나부(300)와 직교하는 선형으로 구비될 수 있다.
상기 커버부(430)는, 상기 히터플레이트(410)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
상기 커버부(430)는, 상기 히터플레이트(410) 보다 두껍게 형성될 수 있다.
상기 발열부(420)는, 상기 지지프레임(210) 내면으로부터 이격되어 설치될 수 있다.
상기 안테나부(300)와 상기 윈도우히터부(400) 사이에 배치되어, 상기 안테나부(300)를 지지하는 지지부(500)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 지지부(500)는, 상기 윈도우히터부(400) 상면에 안착된 상태에서 상기 지지프레임(210)에 결합될 수 있다.
상기 지지부(500)는, 상기 발열부(420)와 평면 상 중첩되는 위치에 배치될 수 있다.
상기 지지부(500)는, 전기적으로 절연재질일 수 있다.
상기 안테나부(300)는, 기판(10)의 가장자리에 대응되는 위치에 배치되는 외곽안테나군(310)과, 중앙부분에 대응되는 위치에 배치되는 중앙안테나군(350)과, 외곽안테나군(310) 및 중앙안테나군(350) 사이에서 상기 중앙안테나군(350)과 동심을 이루는 하나 이상의 중간안테나군(330)을 포함할 수 있다.
상기 외곽안테나군(310)은, 상기 지지프레임(210) 외곽에 인접한 위치에 배치되는 발열부(420)와 평면 상 중첩을 방지하도록 상대적으로 중심측에 배치될 수 있다.
상기 중앙안테나군(350)은, 상기 복수의 윈도우(220)들 중 상기 기판(10) 중심에 대응되는 위치의 윈도우(220) 가장자리에 배치되는 발열부(420)와 평면 상 중첩을 방지하도록 중심측에 배치될 수 있다.
상기 윈도우히터부(400)는, 상기 발열부(420)에 전원을 공급하는 공급단자(440)를 포함하며, 상기 공급단자(440)는, 상기 지지프레임(210) 외곽에 인접한 위치에 설치될 수 있다.
상기 윈도우히터부(400)는, 상기 발열부(420)의 온도를 측정하기 위한 온도센서(450)를 포함하며, 상기 온도센서(450)는, 상기 지지프레임(210) 외곽에 인접한 위치에 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치는, 윈도우히터부의 발열부를 윈도우 가장자리에만 배치함으로써, 안테나와의 평면 상 겹치거나 교차하는 부분을 최소화할 수 있고, 이를 통해, 윈도우히터부의 발열부에 기인한 필드 및 플라즈마의 영향을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
즉, 본 발명에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치는, 안테나 및 윈도우를 통해 형성되는 필드에 윈도우히터부 패턴에 따른 영향을 최소화하여 필드 및 플라즈마를 적절히 제어할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치는, 필드 영향을 줄이기 위해 윈도우히터부의 발열부를 윈도우 가장자리에 배치하되, 윈도우 전면을 덮는 히터플레이트 및 커버부를 구비함으로써, 윈도우 가장자리 발열부로부터 윈도우 중심부까지 열전달을 강화하여 윈도우 전면에 대하여 균일한 히팅이 가능한 이점이 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치의 모습을 보여주는 단면도이다.
도 2는, 도 1에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치의 모습을 보여주는 평면도이다.
도 3a 및 도 3b는, 도 1에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치 중 분할된 윈도우들 중 어느 하나의 모습을 보여주는 평면도들로서, 도 3a는, 지지부가 제거된 상태의 윈도우 모습을 보여주는 평면도이며, 도 3b는, 지지부가 설치된 상태의 윈도우 모습을 보여주는 평면도이다.
도 4는, 도 1에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치 중 윈도우히터부의 설치모습을 보여주는 단면도이다.
도 2는, 도 1에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치의 모습을 보여주는 평면도이다.
도 3a 및 도 3b는, 도 1에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치 중 분할된 윈도우들 중 어느 하나의 모습을 보여주는 평면도들로서, 도 3a는, 지지부가 제거된 상태의 윈도우 모습을 보여주는 평면도이며, 도 3b는, 지지부가 설치된 상태의 윈도우 모습을 보여주는 평면도이다.
도 4는, 도 1에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치 중 윈도우히터부의 설치모습을 보여주는 단면도이다.
이하 본 발명에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기판처리를 위한 처리공간(S)을 형성하며 상측에 개구부(112)가 형성된 챔버본체(100)와; 상기 개구부(112)에 설치되어 상기 챔버본체(100)와 함께 상기 처리공간(S)을 형성하며, 적어도 하나의 윈도우(220)를 포함하는 윈도우조립체(200)와; 상기 윈도우조립체(200)의 상측에 설치되어 상기 처리공간(S)에 유도 전계를 형성하는 안테나부(300)와; 상기 윈도우(220) 가장자리에 설치되어 상기 윈도우(220)를 히팅하는 윈도우히터부(400)를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치는, 상기 안테나부(300)와 상기 윈도우히터부(400) 사이에 배치되어, 상기 안테나부(300)를 지지하는 지지부(500)를 추가로 포함할 수 있다.
여기서 처리에 대상이 되는 기판(10)은, LED, LCD, OLED 등의 표시장치에 사용하는 기판, 반도체 기판, 태양전지 기판, 글라스 기판 등의 모든 기판을 포함하는 의미로 이해될 수 있다.
상기 챔버본체(100)는, 기판처리를 위한 처리공간(S)을 형성하며 상측에 개구부(112)가 형성되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
이때, 상기 챔버본체(100)는, 상측에 개구부(112)가 형성되어 기판처리를 위한 처리공간(S)을 형성하는 구성으로서, 공정수행에 필요한 소정의 진공압을 견딜 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
상기 챔버본체(100)는, 처리되는 기판(10)의 형상에 대응되는 평면형상, 예컨대, 직사각형 기판(10)의 형상에 대응되어 직사각형 형상을 이룸이 바람직하며, 기판(10)의 입출을 위한 하나 이상의 게이트(111)가 형성되며 처리공간(S) 내의 압력제어 및 부산물을 제거하기 위하여 진공펌프(미도시)와 연결되는 배기관(180)을 구비할 수 있다.
또한, 상기 챔버본체(100)는, 후술하는 안테나부(300) 상측에 리드부(140)와 안테나부(300)에서 형성되는 유도 전계의 차폐를 위한 차폐부재(미도시) 등이 탈착가능하게 결합될 수 있다.
여기서 상기 차폐부재는, 안테나부(300)를 복개하도록 설치되는 것이 바람직한 바, 안테나부(300) 상측에 설치되는 리드부(140)와 일체로 설치되거나, 내측에 리드부(140)가 결합되어 설치될 수 있다.
한편, 상기 챔버본체(100)는, 상기 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 가스분사부가 설치될 수 있다.
상기 가스분사부는, 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 구성으로서, 가스분사구조에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 후술하는 지지프레임(210)에 설치될 수 있다.
구체적으로, 상기 가스분사부는, 지지프레임(210)에 형성되어 가스가 흐르는 하나 이상의 유로(미도시)와, 유로와 연결되어 지지프레임(210)의 저면까지 형성되는 다수의 분사구(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 가스분사부는, 지지프레임(210)과 별도로 결합되어 설치되거나, 윈도우(220)에도 형성되거나, 공정챔버(100)의 측벽에 설치되는 등 다양한 구성이 가능하다.
한편, 상기 챔버본체는, 상기 챔버본체(100)에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(130)가 설치될 수 있다.
상기 기판지지부(130)는, 기판(10)이 안착되는 구성으로서 기판(10)을 지지할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하며 공정에 따라서 RF전원이 인가되거나 접지될 수 있으며, 냉각 또는 가열을 위한 열전달부재가 설치될 수 있다.
또한, 상기 기판지지부(130)는, 챔버본체(100)에서 상하로 이동가능하게 설치될 수 있으며, 기판교환을 위하여 기판지지부(130)에 대하여 상하로 기판(10)을 승하강하기 위한 리프트핀(미도시)들이 설치될 수 있다.
상기 윈도우조립체(200)는, 개구부(112)에 설치되어 상기 챔버본체(100)와 함께 상기 처리공간(S)을 형성하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 윈도우조립체(200)는, 상기 개구부(112)에 설치되어 상기 챔버본체(100)와 함께 상기 처리공간(S)을 형성하는 구성으로서, 유전체 등의 윈도우(220) 및 윈도우(220)를 지지하는 지지프레임(210)을 포함하여 구성될 수 있다.
예로서, 상기 윈도우조립체(200)는, 개구부(112)에 설치되며 복수의 설치개구(201)를 형성하는 지지프레임(210)과; 설치개구(201)에 설치되는 하나 이상의 윈도우(220)를 포함할 수 있다.
상기 윈도우(220)는, 안테나부(300)에 의하여 처리공간(S)에 유도 전계를 형성할 수 있도록 처리공간(S)과 안테나부(300) 사이에 개재되는 구성으로서 다양한 구조를 가질 수 있으며, 그 재질은, 석영, 세라믹, 금속재질 등이 사용될 수 있다.
그리고 상기 윈도우(220)는, 후술하는 지지프레임(210)에 의하여 형성되는 설치개구(201)에 설치될 수 있다.
특히 상기 윈도우(220)는, 대형기판의 처리를 위하여 단일의 윈도우(220)로 구성되는 것보다 복수개의 윈도우(220)들로 설치됨이 바람직하다.
또한, 상기 윈도우(220)의 평면형상은, 삼각형, 사각형 등의 다각형, 원형, 타원형 등의 단일 형상을 가지거나, 모양 및 크기가 서로 다른 평면형상의 조합으로 구성되는 등 다양한 조합이 가능하다.
상기 지지프레임(210)은, 개구부(112)에 설치되며 하나 이상의 설치개구(201)를 형성하는 구성으로서, 윈도우(220)를 안정적으로 지지할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
예로서, 상기 지지프레임(210)은, 중량물인 윈도우(220)를 안정적으로 지지할 수 있도록 금속재질을 가짐이 바람직하나, 충분한 강성을 제공할 수 있다면 금속재질 및 비금속재질의 조합, 비금속재질 등 다양한 재질을 가질 수 있다.
한편, 상기 윈도우(220)가 복수로 설치되는 경우 각 윈도우(220)를 지지할 수 있도록, 지지프레임(210)은, 개구부(112)에 대응되어 설치되는 외곽프레임(211)과, 설치개구(201)를 복수개로 형성할 수 있도록 외곽프레임(211)의 내측에 설치되는 하나 이상의 분할프레임(212)을 포함하여, 지지하는 윈도우(220)의 평면형상에 대응되는 형상의 복수의 설치개구(201)들이 형성될 수 있다.
즉, 상기 지지프레임(210)은, 복수의 설치개구(201)들이 형성되며, 복수의 설치개구(201)들 각각은, 해당 설치개구(201)의 평면형상에 대응되는 형상을 가지는 윈도우(220)가 각각 설치될 수 있다.
예로서, 상기 지지프레임(210)은, 복수의 윈도우(220)들이 가로방향 및 세로방향으로 MХN(여기서, M 및 N은 2 이상의 자연수)의 배열로 배치될 수 있도록, 격자구조의 복수의 설치개구(201)들이 형성될 수 있다.
이를 위하여 상기 지지프레임(210)은, 챔버본체(100)의 상단에 설치되는 직사각형 형상의 외곽프레임(211)과, 외곽프레임(211)의 내측에서 격자구조의 설치개구(201)들을 형성하는 분할프레임(212)을 포함할 수 있다.
상기 외곽프레임(211)은, 챔버본체(100)의 상단 평면형상에 대응하는 평면형상, 예를 들면, 직사각형 형상을 가지며 챔버본체(100)의 상단에 설치되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
여기서 상기 외곽프레임(211)은, 챔버본체(100)의 상단 사이에 오링(미도시)이 개재되어 챔버본체(100)와 밀폐결합될 수 있다.
상기 분할프레임(212)은, 외곽프레임(211)의 내측에서 격자구조, 예를 들면 가로방향 및 세로방향으로 MХN(M 및 N은 2 이상의 자연수)로 배치된 설치개구(201)들을 형성하는 구성으로서, 격자숫자에 대응되어 (M-1)개의 가로프레임 및 (N-1)개의 세로프레임들로 구성될 수 있다.
상기 분할프레임(212) 및 외곽프레임(211)은, 윈도우(220)의 하중을 고려하여 금속과 같은 강성이 큰 재질의 사용이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 분할프레임(212) 및 외곽프레임(211)은, 복수의 프레임 부재로 형성될 수 있으나, 강성을 고려하여 최소한의 숫자, 바람직하게는 일체로 형성됨이 바람직하다.
한편, 상기 지지프레임(210)에 형성된 설치개구(201)는, 윈도우(220)의 지지구조에 따라서 평면형상 및 배치 등 다양한 구조를 가질 수 있다.
예를 들면 상기 지지프레임(210)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 윈도우(220)의 가장자리 측면에 형성된 단차에 대응되어 윈도우(220)를 지지할 수 있도록 설치개구(201)의 내주면에 단차가 형성될 수 있다.
또한, 상기 지지프레임(210)은, 후술하는 지지부(500)와의 결합을 위하여 지지부(500) 측면 및 상면 적어도 일부에 접촉하도록 상측 내주면에 단차가 형성될 수 있다.
상기 안테나부(300)는, 윈도우조립체(200)의 상측에 설치되어 처리공간(S)에 유도 전계를 형성하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
이때, 상기 안테나부(300)는, 처리대상인 기판(10)의 크기, 기판처리 공정조건 등에 따라서 다양한 패턴으로 설치될 수 있으며, 특히, 대면적 기판처리 시 균일한 기판처리를 위하여 특허문헌1과 같이 다양한 패턴이 적용될 수 있다.
예를 들면, 상기 안테나부(300)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 가장자리에 대응되는 위치에 배치되는 외곽안테나군(310)과, 중앙부분에 대응되는 위치에 배치되는 중앙안테나군(350)과, 외곽안테나군(310) 및 중앙안테나군(350) 사이에서 상기 중앙안테나군(350)과 동심을 이루는 하나 이상의 중간안테나군(330)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 외곽안테나군(310), 중앙안테나군(350) 및 중간안테나군(330) 각각은, 상기 윈도우(220)의 상측에 미리 설정된 패턴으로 배치된 하나 이상의 도전체라인(311)들로 구성될 수 있다.
그리고 상기 외곽안테나군(310), 중앙안테나군(350) 및 중간안테나군(330) 각각은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 도전체라인(311)들로 구성되며, 일단에 RF전원(170)이 연결되는 제1단자부분(318)과, 타단에 접지와 연결되는 제2단자부분(319)을 포함할 수 있다.
여기서 상기 RF전원(170)은, 상기 외곽안테나군(310), 중앙안테나군(350) 및 중간안테나군(330)를 이루는 도전체라인(311)의 일단에 결합되어 미리 설정된 주파수의 RF전원을 공급하는 구성으로서, 별도의 전원인가부재(381, 382)에 의하여 도전체라인(311)의 일단에 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고 상기 도전체라인(311)은, 외곽안테나군(310), 중앙안테나군(350) 및 중간안테나군(330) 각각에서 2개 이상의 루프구조를 형성하기 위하여 복수개로 설치될 수 있다.
한편, 상기 외곽안테나군(310), 중앙안테나군(350) 및 중간안테나군(330)들 중 적어도 일부, 예를 들면 외곽안테나군(310) 및 중간안테나군(330)의 도전체라인(311)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 2개 이상의 설치개구(201)에 걸쳐서 설치될 수 있다.
이때, 상기 안테나부(300)는, 후술하는 윈도우히터부(400)의 발열부(420)와 평면 상 중첩을 최소화하도록 배치될 수 있으며, 이를 위해, 윈도우히터부(400)의 발열부(420)가 윈도우(220) 가장자리에 배치될 수 있다.
상기 안테나부(300)의 윈도우히터부(400)를 고려한 배치에 대해서는 후술한다.
상기 윈도우히터부(400)는, 윈도우(220)에 설치되어 윈도우(220)를 히팅하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 윈도우히터부(400)는, 윈도우(220) 상면 중 적어도 일부를 커버하는 히터플레이트(410)와, 히터플레이트(410) 중 윈도우(220) 가장자리에 대응되는 위치에 설치되는 발열부(420)와, 발열부(420)를 복개하도록 설치되는 커버부(430)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 윈도우히터부(400)는, 발열부(420)에 전원을 공급하는 공급단자(440)와, 발열부(420)의 온도를 측정하기 위한 온도센서(450)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 히터플레이트(410)는, 윈도우(220) 상면 중 적어도 일부를 커버하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
이때, 상기 히터플레이트(410)는, 유전체인 윈도우(220) 상면에 설치되어 후술하는 발열부(420)가 윈도우(220)에 열전달이 가능하도록 배치되는 구성일 수 있다.
즉, 유전체인 윈도우(220) 상면에 전원이 인가되는 발열부(420)를 접촉하여 배치할 경우, RF파워가 인가됨에 따라 윈도우(220)와 발열부(420) 사이에 아킹이 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 발열부(420)를 안정적으로 설치하면서도, 윈도우(220) 가장자리에만 배치되어 발열하는 발열부(420)의 열이 윈도우(220) 전면으로 전달 가능하도록 윈도우(220) 상면 중 적어도 일부를 커버하는 히터플레이트(410)가 설치될 수 있으며, 보다 바람직하게는 히터플레이트(410)는, 윈도우(220) 평면 형상에 대응되는 형상으로 윈도우(220) 상측 전면을 커버할 수 있다.
또한, 상기 히터플레이트(410)는, 윈도우(220) 가장자리에 대응되는 위치에 배치되는 발열부(420) 열을 윈도우(220) 전체에 균일하게 전달하도록 열전도가 뛰어난 소재로 적용되거나, 열전도가 용이하도록 가공가능한 범위 내에서 최대한 얇은 두께로 제작될 수 있다.
이로써, 상기 히터플레이트(410)는, 윈도우(220) 상면 및 발열부(420) 하부를 보호할 뿐만 아니라, 윈도우(220) 중심 측까지 열을 전달하고 전기적 절연 기능을 수행할 수 있다.
한편, 상기 히터플레이트(410)는, 발열부(420)가 배치되는 가장자리 측과 중심 측이 서로 다른 두께로 형성됨으로써 윈도우(220)에 비교적 균일한 열전도를 유도할 수 있으며, 일 예로, 발열부(420)가 배치되는 가장자리 측은 중심 측에 비해 두껍게 형성될 수 있다.
또한, 상기 히터플레이트(410)는, 발열부(420)가 배치되지 않은 중심 측에서의 원활한 열전달을 위해 윈도우(220) 중심 측에 대응되는 위치에 형성되는 적어도 하나의 관통홀을 포함할 수 있다.
즉, 상기 히터플레이트(410)는, 중심 측에 다수의 관통홀이 형성됨으로써, 가장자리에 배치되는 발열부(420)로부터 발생되는 열을 윈도우(220) 중심 측으로 균일하게 전달할 수 있다.
상기 발열부(420)는, 히터플레이트(410) 중 윈도우(220) 가장자리에 대응되는 위치에 설치되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
이때, 상기 발열부(420)는, 가열이 가능한 종래 개시된 어떠한 형태도 적용 가능하며, 예로서 전원인가를 통한 열선이나 열매체유로 형성을 통한 발열이 가능할 수 있다.
이때, 상기 발열부(420)는, 윈도우(220) 가장자리에 대응되는 위치의 히터플레이트(410) 상면에 설치될 수 있으며, 윈도우(220) 가장자리를 따라서 적어도 일부가 파형패턴을 가지도록 구비될 수 있다.
이를 통해, 상기 발열부(420)는, 제한된 면적 내에서 최대한의 열선 길이를 확보함으로써 발열 성능을 충분히 확보할 수 있으며, 안테나부(300)와 평면 상 직교하도록 배치되어 중첩되는 면적을 최소화할 수 있다.
이때, 파형패턴은 다양한 파형을 포함할 수 있으며, 일예로, 정현파, 삼각파, 톱니파, 사각파 등 다양한 패턴으로 형성될 수 있으며 보다 바람직하게는 열 전도 효율 증대 및 균일한 열공급을 위해 사인파 형태로 사행패턴을 형성할 수 있다.
이때, 상기 발열부(420)는, 최고점(P1)이 윈도우(220) 가장자리 측을 향하고 최저점(P2)이 윈도우(220) 중심 측을 향하도록 윈도우(220) 가장자리를 따라서 형성될 수 있으며, 윈도우(220) 가장자리 전체에서 동일하고 일정한 사행패턴을 반복하여 배치되거나, 적어도 일부에서 사행패턴을 형성하도록 배치될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 발열부(420)는, 생성되는 필드에 대한 간섭을 최소화하기 위하여, 전술한 안테나부(300)와 평면 상 중첩을 최소화하도록 안테나부(300)와 평면 상 중첩되는 위치에서 상기 안테나부(300)와 직교하는 선형으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 발열부(420)는, 윈도우(220) 가장자리 전체에 배치됨이 일반적이나, 이에 한정되는 것은 아니고 윈도우(220) 가장자리 중 적어도 일부에만 배치될 수 있음은 또한 물론이다.
한편, 상기 발열부(420)는, 지지프레임(210) 내면으로부터 미리 설정된 간격만큼 이격되어 설치될 수 있으며, 이를 통해 지지프레임(210) 측으로의 열손실을 방지할 수 있다.
이 경우, 전술한 히터플레이트(410) 및 커버부(430)는 지지프레임(210)에 인접 또는 접촉한 상태에서 발열부(420)만 지지프레임(210)으로부터 미리 설정된 간격만큼 이격될 수 있으며, 다른 예로서, 히터플레이트(410), 발열부(420) 및 커버부(430) 모두 지지프레임(210) 내면으로부터 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
한편, 전술한 윈도우조립체(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 분할된 복수의 설치개구(201)를 포함할 수 있으며, 이 상태에서 안테나부(300)와 발열부(420) 사이의 평면 상 중첩을 방지하는 배치의 일 실시예에 대하여 설명한다.
상기 외곽안테나군(310)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 외곽프레임(211)에 인접한 위치에 배치되는 발열부(420)와 평면 상 중첩을 방지하도록 상대적으로 중심측에 배치될 수 있다.
즉, 외곽안테나군(310)은, 분할된 외곽에 배치되는 윈도우(220)들 각각에 설치되는 발열부(420)들 중 외곽프레임(211)에 인접한 위치에 배치되는 발열부(420)와 평면 상 중첩을 방지하도록, 외곽프레임(211)으로부터 상대적으로 중심측에 배치될 수 있다.
또한, 상기 중앙안테나군(350)은, 복수의 윈도우(220)들 중 기판(10) 중심에 대응되는 위치의 윈도우(220) 가장자리에 배치되는 발열부(420)와 평면 상 중첩을 방지하도록 중심측에 배치될 수 있다.
상기 커버부(430)는, 발열부(420)를 복개하도록 설치되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 커버부(430)는, 히터플레이트(410)에 대응되는 형상으로 형성되어, 히터플레이트(410)에 결합할 수 있으며, 이로써 히터플레이트(410) 가장자리 측에 배치되는 발열부(420)를 복개할 수 있다.
한편, 다른 예로서, 상기 커버부(430)는, 복수개로 구비되어, 히터플레이트(410) 상측 중 발열부(420)에 대응되는 위치에 설치되어 발열부(420) 각각만을 커버하는 구성일 수 있다.
상기 커버부(430)는, 히터플레이트(410) 보다 두껍게 형성될 수 있으며, 단열이 뛰어난 소재로 적용되어 발열부(420)에서 발생되는 열의 상측으로의 손실을 방지하여 보온효과를 제공하고, 상대적으로 얇은 히터플레이트(410) 측으로 열이 전도되어 윈도우(220) 측으로의 원활한 열전도를 유도할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 커버부(430)는, 히터플레이트(410) 두께 대비 4배 이상 6배 이하 수준의 두께를 가질 수 있으며, 4배 미만일 경우 충분한 보온효과를 가지지 못하고 전기적 절연 특성이 담보되지 못하며, 6배 초과일 경우 열전달 효율이 저하될 수 있다.
이를 위해, 상기 커버부(430)는, 단열효과가 뛰어나고 전기적 절연이 우수한 운모(Mica) 소재를 포함하여 제작될 수 있으며, 이때 히터플레이트(410) 또한 동일 재질로서, 운모(Mica) 소재를 포함하여 제작될 수 있다.
즉, 상기 커버부(430)는, 전술한 히터플레이트(410)와 동종재질로 형성되어 사이에 발열부(420)가 배치된 상태에서 가열 및 가압하여 히터플레이트(410)와 일체로 형성될 수 있다.
또한, 다른 예로서, 상기 커버부(430)는, 히터플레이트(410)와 접착제 등을 이용해 접합하여 결합하는 구성일 수 있으며, 이 경우, 히터플레이트(410)와 이종재질로 형성되어 서로 다른 열전달 특성을 가짐에 따라 접합을 통한 결합으로 적용될 수 있다.
따라서, 상기 커버부(430)는, 발열부(420)를 복개함으로써 발열부(420) 상부를 보호하고, 안테나부(300)와 발열부(420) 사이를 절연하며, 보온효과를 통해 윈도우(220) 중심 측까지 열전달을 수행할 수 있다.
상기 공급단자(440)는, 발열부(420)에 전원을 공급하는 구성으로서, 전술한 안테나부(300)와 최대거리를 유지하는 위치에 배치됨으로써, 전원공급에 따른 아킹을 방지할 수 있다.
예를 들면, 상기 공급단자(440)는, 외곽프레임(211)에 인접한 위치에 배치되는 발열부(420)와 연결되도록 설치되어 발열부(420)에 전원을 인가할 수 있으며, 안테나부(300)와 최대 이격거리를 유지할 수 있다.
또한, 상기 온도센서(450)는, 발열부(420)의 온도를 측정하기 위한 구성으로서, 전원공급이 필요한 구성인 바 전술한 공급단자(440)와 같이, 외곽프레임(211)에 인접한 위치에서 설치될 수 있다.
더 나아가, 상기 온도센서(450)는, 전원공급 및 신호라인 형성이 용이하도록 전술한 공급단자(440)에 인접한 위치에 배치될 수 있다.
상기 지지부(500)는, 안테나부(300)와 윈도우히터부(400) 사이에 배치되어 안테나부(300)를 지지하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 지지부(500)는, 윈도우히터부(400) 상면에 안착된 상태에서 지지프레임(210)에 결합될 수 있으며, 일예로, 지지프레임(210) 상측 내면에 돌출 형성되는 단차에 지지부(500) 상면 및 측면 일부가 접촉하여 정렬된 상태에서 볼트(600) 등을 이용하여 체결될 수 있다.
이때, 상기 지지부(500)는, 각 윈도우(220) 가장자리를 둘러싸고 설치될 수 있으며, 상측의 안테나부(300)에 대한 지지와 동시에 하측의 윈도우히터부(400)를 가압할 수 있다.
한편, 상기 지지부(500)는, 발열부(420)와 평면 상 중첩되는 위치에 배치되어 하측에 위치하는 발열부(420)를 자중을 통해 가압할 수 있으며, 이를 위해 발열부(420)의 설치위치에 대응되는 블록형태를 가질 수 있다.
이때, 상기 지지부(500)는, RF전원 인가에 따른 영향을 방지하기 위하여 전기적으로 절연재질로 제작될 수 있다.
또한, 상기 지지부(500)는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 윈도우(220) 가장자리를 둘러싸도록 띠 형상으로 설치될 수 있으며, 다른 예로서, 블록형상으로 복수개가 필요한 위치, 예를 들면 안테나부(300)와 발열부(420)가 평면 상 중첩되는 위치에 복수개가 서로 이격되어 배치될 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100: 챔버본체
200: 윈도우조립체
300: 안테나부 400: 윈도우히터부
500: 지지부
300: 안테나부 400: 윈도우히터부
500: 지지부
Claims (21)
- 기판처리를 위한 처리공간(S)을 형성하며 상측에 개구부(112)가 형성된 챔버본체(100)와;
상기 개구부(112)에 설치되어 상기 챔버본체(100)와 함께 상기 처리공간(S)을 형성하며, 적어도 하나의 윈도우(220)를 포함하는 윈도우조립체(200)와;
상기 윈도우조립체(200)의 상측에 설치되어 상기 처리공간(S)에 유도 전계를 형성하는 안테나부(300)와;
상기 윈도우(220) 전면을 덮도록 상기 윈도우(220)와 상기 안테나부(300) 사이에 배치되어 상기 윈도우(220)를 히팅하는 윈도우히터부(400)를 포함하며,
상기 윈도우히터부(400)는,
상기 윈도우(220) 상면에 설치되는 히터플레이트(410)와, 상기 히터플레이트(410) 중 상기 윈도우(220) 가장자리에 대응되는 위치에 설치되는 발열부(420)와, 상기 발열부(420)를 복개하도록 상기 히터플레이트(410)에 구비되는 커버부(430)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 윈도우조립체(200)는,
상기 개구부(112)에 설치되며, 복수의 설치개구(201)를 형성하는 지지프레임(210)과, 상기 복수의 설치개구(201) 각각에 설치되는 복수의 상기 윈도우(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 히터플레이트(410) 및 상기 커버부(430)는,
동종재질이며, 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 히터플레이트(410) 및 상기 커버부(430)는,
운모(Mica) 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 히터플레이트(410) 및 상기 커버부(430)는,
이종재질이며, 상기 발열부(420)가 사이에 위치한 상태에서 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 히터플레이트(410)는,
상기 중심 측에 상기 윈도우(220)로의 열전달을 위해 형성되는 적어도 하나의 관통홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 발열부(420)는,
상기 윈도우(220) 가장자리를 따라서 적어도 일부가 파형패턴으로 구비되는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치. - 청구항 7에 있어서,
상기 발열부(420)는,
최고점(P1)이 상기 윈도우(220) 가장자리 측을 향하고 최저점(P2)이 상기 윈도우(220) 중심 측을 향하도록 사행패턴으로 구비되는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치. - 청구항 7에 있어서,
상기 발열부(420)는,
상기 안테나부(300)와 평면 상 중첩되는 위치에서 상기 안테나부(300)와 직교하는 선형으로 구비되는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 커버부(430)는,
상기 히터플레이트(410)에 대응되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 커버부(430)는,
상기 히터플레이트(410) 보다 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 발열부(420)는,
상기 지지프레임(210) 내면으로부터 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 안테나부(300)와 상기 윈도우히터부(400) 사이에 배치되어, 상기 안테나부(300)를 지지하는 지지부(500)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치. - 청구항 13에 있어서,
상기 지지부(500)는,
상기 윈도우히터부(400) 상면에 안착된 상태에서 상기 지지프레임(210)에 결합되는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치. - 청구항 13에 있어서,
상기 지지부(500)는,
상기 발열부(420)와 평면 상 중첩되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치. - 청구항 13에 있어서,
상기 지지부(500)는,
전기적으로 절연재질인 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 안테나부(300)는,
기판(10)의 가장자리에 대응되는 위치에 배치되는 외곽안테나군(310)과, 중앙부분에 대응되는 위치에 배치되는 중앙안테나군(350)과, 외곽안테나군(310) 및 중앙안테나군(350) 사이에서 상기 중앙안테나군(350)과 동심을 이루는 하나 이상의 중간안테나군(330)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치. - 청구항 17에 있어서,
상기 외곽안테나군(310)은,
상기 지지프레임(210) 외곽에 인접한 위치에 배치되는 발열부(420)와 평면 상 중첩을 방지하도록 상대적으로 중심측에 배치되는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치. - 청구항 17에 있어서,
상기 중앙안테나군(350)은,
상기 복수의 윈도우(220)들 중 상기 기판(10) 중심에 대응되는 위치의 윈도우(220) 가장자리에 배치되는 발열부(420)와 평면 상 중첩을 방지하도록 중심측에 배치되는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치. - 청구항 17에 있어서,
상기 윈도우히터부(400)는,
상기 발열부(420)에 전원을 공급하는 공급단자(440)를 포함하며,
상기 공급단자(440)는,
상기 지지프레임(210) 외곽에 인접한 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치. - 청구항 17에 있어서,
상기 윈도우히터부(400)는,
상기 발열부(420)의 온도를 측정하기 위한 온도센서(450)를 포함하며,
상기 온도센서(450)는,
상기 지지프레임(210) 외곽에 인접한 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220070962A KR20230170462A (ko) | 2022-06-10 | 2022-06-10 | 유도결합 플라즈마 처리장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220070962A KR20230170462A (ko) | 2022-06-10 | 2022-06-10 | 유도결합 플라즈마 처리장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230170462A true KR20230170462A (ko) | 2023-12-19 |
Family
ID=89385773
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020220070962A KR20230170462A (ko) | 2022-06-10 | 2022-06-10 | 유도결합 플라즈마 처리장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230170462A (ko) |
-
2022
- 2022-06-10 KR KR1020220070962A patent/KR20230170462A/ko unknown
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