KR20240099968A - 기판처리장치 - Google Patents

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KR20240099968A
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Abstract

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 식각, 증착 등의 처리가 수행되는 기판처리장치에서 상기 기판들을 지지하는 기판지지부 및 상기 기판지지부를 챔버에 고정시키는 고정부를 포함하는 기판처리장치에 관한 것이다.
본 발명은, 기판처리를 수행하기 위한 처리공간(S1)을 형성하는 공정챔버(100)와; 상기 처리공간(S1)에 배치되어 기판을 지지하는 기판지지부(200)와; 상기 기판지지부(200) 및 상기 공정챔버(100) 사이에서 상기 처리공간(S1)으로부터 격리된 내부공간(S2)을 형성하는 절연부(500)와; 상기 내부공간(S2)을 관통하여 상기 기판지지부(200)를 상기 공정챔버(100)에 고정하는 하나 이상의 고정부(600)를 포함하는 기판처리장치를 개시한다.

Description

기판처리장치 {SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판을 지지하는 기판지지부 및 상기 기판지지부를 챔버에 고정시키는 고정부를 포함하는 기판처리장치에 관한 것이다.
기판처리장치란, 공정챔버와 같이 밀폐된 처리공간 내에서 플라즈마 현상 등 물리적 또는 화학적 반응을 이용하여 LCD 패널용 유리기판, AMOLED 패널용 기판, 반도체기판, 태양전지기판 등을 식각, 증착 등 소정의 기판처리를 수행하는 장치이다.
종래의 기판처리장치는, 밀폐된 처리공간을 형성하며 기판의 입출을 위한 게이트가 형성된 공정챔버, 공정챔버 내의 기판 처리공간에 가스를 공급하는 가스공급부, 공정챔버 내에 설치되어 기판처리시 기판을 지지하는 정전척, 기판의 냉각을 위해 정전척의 저면에 설치되는 냉각 플레이트 및 냉각 플레이트와 공정챔버의 하부 내벽 사이에 설치되는 절연 플레이트 등을 포함한다.
또한, 종래의 기판처리장치는, 냉각 플레이트의 고정을 위해 냉각 플레이트로부터 절연 플레이트를 통과하여 챔버 하부로 볼트를 삽입하는 방식(냉각 플레이트의 상부에서 하부로 볼트를 인입하는 방식)을 채택하고 있다.
상기 방식에 따라 냉각 플레이트를 고정하기 위해서는, 냉각 플레이트와 챔버의 하부 내벽 사이에는 절연 플레이트가 반드시 존재해야 한다.
또한, 종래의 기판처리장치는, 볼트가 삽입되는 챔버의 하부 영역에서 테프론(PTFE) 등으로 이루어진 절연부, 상기 절연부를 수용하는 케이싱 및 상기 케이싱의 저면에 설치되는 케이싱 인서트 등의 부재들을 필요로 한다.
따라서, 종래의 기판처리장치에는, 냉각 플레이트의 고정을 위해 필요한 부재의 개수가 많으므로, 냉각 플레이트의 설치시간, 실치비용 및 설치노력이 증가한다는 문제점이 있다.
한편, 종래의 기판처리장치는, 볼트가 챔버의 하부에 체결되는 경우, 볼트 하우징이 인입되는 냉각 플레이트의 및 절연 플레이트에는 유격이 발생한다.
또한, 상기와 같이 볼트가 체결되는 경우, 챔버 하부에 설치되는 케이싱 및 상기 케이싱의 하부에 결합되는 케이싱 인서트가 볼트의 체결 반대방향으로 당겨지게 되는데, 챔버 내부의 처리공간은 진공상태이므로 볼트가 당겨지게 되어 형성되는 공간은 진공 상태가 된다.
냉각 플레이트의 상부에 설치되는 정전척에는 헬륨가스 홀들이 형성되는데, 상기와 같이 유격 및 진공 상태의 공간이 형성되는 경우, 기판처리에 사용되는 공정가스는 상기 헬륨가스 홀들 및 상기 유격을 통해 상기 진공 상태의 공간에 유입될 수 있으며, 유입된 공정가스는 이상방전, 즉 아킹(Arching)을 유발한다.
따라서, 종래의 기판처리장치에는, 아킹에 의해 양호한 기판처리가 불가능한 한편 냉각 플레이트 및 정전척 등의 부품들이 손상되어 잦은 교체 및 수리를 요하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 기판지지부에서의 이상방전을 방지하고, 기판지지부의 체결 및 유지보수가 용이한 기판처리장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 기판처리를 수행하기 위한 처리공간(S1)을 형성하는 공정챔버(100)와; 상기 처리공간(S1)에 배치되어 기판을 지지하는 기판지지부(200)와; 상기 기판지지부(200) 및 상기 공정챔버(100) 사이에서 상기 처리공간(S1)으로부터 격리된 내부공간(S2)을 형성하는 절연부(500)와; 상기 내부공간(S2)을 관통하여 상기 기판지지부(200)를 상기 공정챔버(100)에 고정하는 하나 이상의 고정부(600)를 포함하는 기판처리장치를 개시한다.
상기 절연부(500), 상기 내부공간(S2) 및 상기 고정부(600)는 상기 공정챔버(100)로부터 상기 기판지지부(200)를 전기적으로 절연시키도록 구성될 수 있다.
상기 내부공간(S2)의 압력은 상기 처리공간(S1)의 압력보다 높을 수 있다.
상기 내부공간(S2)의 압력은 대기압일 수 있다.
상기 내부공간(S2)은, 에어로 충진된 상태 또는 일정한 압력을 유지하도록 온도조절가스가 흐르는 상태일 수 있다.
상기 고정부(600)는 상기 기판지지부(200)의 저면에 수직하게 연장되도록 상기 공정챔버(100)에 형성된 관통홀(110)을 포함하고, 상기 관통홀(110)은 상기 관통홀(110)의 직경방향 내측으로 돌출된 스토퍼(130)를 포함할 수 있다.
상기 고정부(600)는, 상기 관통홀(110)에서 상기 기판지지부(200)를 바라보는 방향으로 삽입되어 일단이 상기 기판지지부(200)에 체결되는 체결부재(610)와; 상면이 상기 스토퍼(130)에 접하도록 상기 관통홀(110)에 삽입되고, 내부에 상기 체결부재(610)가 통과하는 중공이 형성된 제1절연부재(620)를 포함할 수 있다.
상기 고정부(600)는 상기 스토퍼(130)를 기준으로 상기 기판지지부(200)를 상기 공정챔버(100) 측으로 당기는 결합력을 제공할 수 있다.
상기 제1절연부재(620)는 상기 관통홀(110)에 대응하는 평면형상을 가지며, 일정한 두께를 갖는 플레이트를 포함하거나, 중심부의 두께가 가장 두껍고 외측으로 갈수록 단계적 또는 선형적으로 두께가 감소하는 플레이트를 포함할 수 있다.
상면 및 저면 각각이 상기 기판지지부(200)의 저면 및 상기 제1절연부재(620)의 상면에 접하고, 내부에 상기 체결부재(610)가 통과하는 중공이 형성된 제2절연부재(630)를 더 포함할 수 있다.
상기 제2절연부재는 측면이 상기 스토퍼(130)의 측면에 접하는 제1부분(631) 및 측면이 상기 내부공간(S2)에 접하는 제2부분(632)을 포함하고, 상기 제2부분(632)의 직경은 상기 제1부분(631) 보다 큰 직경을 가질 수 있다.
상기 제2부분(632)의 직경은 상기 관통홀(110)의 직경과 동일하거나 또는 더 클 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 기판처리장치는 상기 공정챔버(100)의 외벽에 결합되어 상기 관통홀(110)을 차폐하는 커버(700)와; 상기 커버(700)와 상기 제1절연부재(620) 사이에 삽입된 제3절연부재(640)를 더 포함할 수 있다.
상기 절연부(500)는 상기 기판지지부(200)의 가장자리를 따라 형성되는 링타입 형상일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리장치는 기판처리시 정전기력에 의하여 기판을 흡착 고정하는 정전척(300)과; 상기 정전척(300)의 저면에 결합되며, 기판의 온도를 제어하는 온도조절부(400)를 더 포함할 수 있다.
상기 정전척(300)과 상기 온도조절부(400)의 사이, 상기 온도조절부(400)와 상기 절연부(500)의 사이 및 상기 절연부(500)와 상기 공정챔버(100)의 사이에는 실링부재(320, 420, 520)가 개재될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 공정챔버(100)에서 제1절연부재(620)와 스토퍼(130)를 향하는 방향으로 체결부재(610)를 인입한 후에 상기 체결부재(610)를 기판지지부(200)에 체결하는 구조를 가지며, 이로부터 기판 처리시에 상기 채결부재(610)의 근방에 높은 전계가 형성되는 경우에도 처리가스의 부재로 인해 아킹 현상이 발생하지 않고, 아킹 현상에 의한 부품 손상을 최소화할 수 있다는 기술상 이점을 가진다.
또한, 상기 구조에 의하면, 체결부재(610), 제1절연부재(620) 및 스토퍼(130) 만으로도 상기 기판지지부(200)를 상기 공정챔버(100)에 견고하게 고정할 수 있는 바, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 적은 부재들로도 기판지지부(200)를 공정챔버(100)에 고정할 수 있어 기판지지부(200)의 고정에 소요되는 시간, 비용 및 노력을 절약할 수 있다는 기술상 이점을 갖는다.
한편, 본 발명의에 따른 기판처리장치는, 공정챔버(100)와 기판지지부(200) 사이에 내부공간(S2)이 형성되는 바, 공정챔버(100)와 기판지지부(200) 사이의 전위차에 의한 전력 손실을 최소화할 수 있다는 기술상 이점을 가진다.
도 1은, 본 발명에 따른 기판처리장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는, 도 1의 A 부분을 나타내는 단면도이다.
도 3은, 도 2의 B 부분을 확대한 확대도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 공정챔버, 절연부 및 기판지지부를 개별적으로 보여주는 사시도이다.
도 5는, 본 발명에 따른 고정부의 일 실시예를 보여주는 사시도이다.
도 6은, 본 발명에 따른 고정부의 일 실시예를 보여주는 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 기판처리장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 기판처리장치는, 기판처리를 수행하기 위한 처리공간(S1)을 형성하는 공정챔버(100)와, 상기 처리공간(S1)에 배치되어 기판을 지지하는 기판지지부(200)와, 상기 기판지지부(200) 및 상기 공정챔버(100) 사이에서 상기 처리공간(S1)으로부터 격리된 내부공간(S2)을 형성하는 절연부(500)와, 상기 내부공간(S2)을 관통하여 상기 기판지지부(200)를 상기 공정챔버(100)에 고정하는 하나 이상의 고정부(600)를 포함할 수 있다.
이와 관련하여, 기판처리의 대상인 기판은 식각, 증착 등 기판처리가 수행되는 구성으로서, 반도체 제조용 기판, LCD 제조용 기판, OLED 제조용 기판, 태양전지 제조용기판, 투명 글라스기판 등 어떠한 기판도 가능하다.
상기 공정챔버(100)는, 기판처리가 수행되는 밀폐된 처리공간(S1)을 형성하는 챔버벽(chamber wall)으로 구성되며, 상기 처리공간(S1)은 진공상태로 유지될 수 있다.
또한, 상기 공정챔버(100)를 구성하는 챔버벽 중 하부 챔버벽은 주변보다 두껍게 형성된 육후부(120)를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 상기 처리공간(S1)으로 처리가스를 분사하는 가스공급부(150)를 포함할 수 있으며, 상기 가스공급부(150)는 상기 기판지지부(200)의 상측에 설치되어 가스를 공급하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들어, 상기 가스공급부(150)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 공정챔버(100)의 상부 플레이트의 하부에서 상기 상부 플레이트와 탈착 가능하게 결합되거나, 상기 공정챔버(100)의 상부 플레이트에 삽입 가능하게 설치될 수도 있다.
상기 기판지지부(200)는, 기판처리의 대상인 기판을 지지하기 위한 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
상기 기판지지부(200)에는 기판이 직접 안착되거나, 복수 개의 기판들이 로딩된 기판 트레이가 안착될 수 있다.
또한, 상기 기판지지부(200)는, 기판처리시 정전기력에 의하여 기판을 흡착 고정하는 정전척(300) 및 상기 정전척(300)의 저면에 결합되며 기판의 온도를 제어하는 온도조절부(400)를 포함할 수 있다.
상기 정전척(300)은, 정전기력에 의하여 기판을 흡착 고정하는 구성으로서, 상기 정전척(300)에는 외부에 설치된 DC전원과 직류 연결선에 의하여 연결되어 정전기력을 발생시키는 전극부가 설치될 수 있다.
상기 온도조절부(400)는, 기판처리를 위해 온도를 높이거나, 기판처리 공정에서 발생하는 열을 냉각할 수 있도록 온도제어를 위한 열전달유체가 흐르는 유로를 포함할 수 있으며, 상기 열전달유체로는 절연유체가 사용될 수 있다.
상기 절연부(500)는, 전기 절연을 위하여 상기 공정챔버(100) 및 상기 기판지지부(200) 사이에 설치되며, 상기 기판지지부(200)의 저면을 지지하며 내부에 내부공간(S2)을 형성하도록 상기 공정챔버(100)상에서 폐곡선을 이루며 설치되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들어, 상기 절연부(500)는, 상기 기판지지부(200)의 크기에 맞게 다양하게 형성될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 온도조절부(400)의 하부에서 상기 온도조절부(400)의 가장자리를 따라 형성되는 사각 프레임 구조 또는 링타입 형상의 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 절연부(500)는, 테플론(PTFE), 세라믹 등의 소재로 구성될 수 있다.
한편, 정전척(300)과 상기 온도조절부(400)의 사이, 상기 온도조절부(400)와 상기 절연부(500)의 사이 및 상기 절연부(500)와 상기 공정챔버(100)의 사이는 처리가스의 침투를 방지하기 위하여 실링부재(320, 420, 520)로 실링될 수 있다.
상기 실링부재(320, 420, 520)에는 다양한 구성들이 사용될 수 있으며, 오링(O-ring)이 사용될 수도 있다.
상기 내부공간(S2)은, 상기 기판지지부(200), 상기 절연부(500) 및 상기 공정챔버(100)에 의해 형성되는 영역으로서, 기판처리가 수행되는 처리공간(S1)과 구획될 수 있다.
즉, 상기 내부공간(S2)은 처리공간(S1) 내에 위치하되, 상기 처리공간(S1)으로부터 물리적으로 분리된 공간일 수 있다.
또한, 상기 내부공간(S2)은 절연부(500)와 더불어서 소정의 바이어스가 인가되는 기판지지부(200)를 접지전위를 갖는 공정챔버(100)로부터 전기적으로 절연시키는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 상기 내부공간(S2)은 에어로 충진된 상태이거나, 또는 일정한 압력을 유지하도록 온도조절가스가 흐르는 상태일 수 있다.
후자의 경우, 상기 내부공간(S2)은 온도조절부(400)와 함께 기판의 온도제어 특성을 향상시킬 수 있다.
예컨대, 내부공간(S2)의 압력은 대기압(1atm)일 수 있으며, 이는 내부공간(S2)의 압력을 처리공간(S1)보다 높게 유지하여 내부공간(S2)에서 이상방전이 발생하는 것을 효과적으로 방지하기 위함이다.
여기서, 내부공간(S2)의 압력이 대기압 미만인 경우에는 이상방전 방지 효율이 저하될 수 있고, 대기압을 초과하는 경우에는 별도의 고압력 형성 과정이 필요하기 때문에 제조 및 유지비용이 증가할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 내부공간(S2)의 내부에는 상기 기판지지부(200)의 온도 제어 및 절연을 위한 공기 및/또는 질소가 채워질 수 있으며, 상기 내부공간(S2)의 압력은 대기압(1atm)과 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다.
대기압 상태의 공기는 고체 상태의 유전물질에 비해 유전율이 낮은 바, 상기와 같이 절연부(500)에 내부공간(S2)을 형성하고 상기 내부공간(S2)에 대기압 상태의 공기 및/또는 질소를 채운다면, 상기 내부공간(S2)에 테플론(PTFE), 세라믹 등의 고체 상태의 유전물질이 채워진 경우에 비해 절연 효율을 높일 수 있다.
상기 고정부(600)는, 상기 기판지지부(200)를 상기 공정챔버(100)에 고정시키는 구성으로, 다양한 구성이 가능하다.
상기 고정부(600)는, 상기 공정챔버(100)로부터 상기 기판지지부(200)를 향하는 방향(이하, 제1방향)으로 인입되어 상기 기판지지부(200)에 체결될 수 있다.
여기서, 상기 제1방향은 공정챔버(100)의 저면에서 상면을 바라보는 방향, 즉, 관통홀(110)에서 기판지지부(200)를 바라보는 방향을 지칭할 수 있다.
또한, 상기 고정부(600)는, 상기 제1방향으로 인입되어 상기 온도조절부(400)에 체결되는 체결 구조물이 될 수 있다.
한편, 상기 절연부(500), 상기 내부공간(S2) 및 상기 고정부(600)는 상기 공정챔버(100)로부터 상기 기판지지부(200)를 전기적으로 절연시킬 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치에는, 상기 기판지지부(200)를 고정하기 위해 상기 고정부(600)가 하나 이상 설치될 수 있다.
이때, 상기 고정부(600)의 설치 개수에는 제한이 없으며, 기판지지부(200)의 중심을 가로질러 상기 기판지지부(200) 2분할하는 가상선을 기준으로 대칭되도록 설치될 수도 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 고정부(600)는 상기 기판지지부(200)의 저면에 수직하게 연장되도록 상기 공정챔버(100)에 형성된 관통홀(110)을 포함하고, 상기 관통홀(110)은 상기 관통홀(110)의 직경방향 내측으로 돌출된 스토퍼(130)를 포함하며, 상기 관통홀(110)은 상기 기판지지부(200)의 저면과 마주보도록 배치될 수 있다.
상기 고정부(600)는 상기 스토퍼(130)를 기준으로 상기 기판지지부(200)를 상기 공정챔버(100) 측으로 당기는 결합력을 제공하도록 구성되는 것으로서, 상기 제1방향으로 삽입되어 일단이 상기 기판지지부(200)에 체결되는 체결부재(610) 및 상면이 상기 스토퍼(130)에 접하도록 상기 관통홀(110)에 삽입되고 내부에 상기 체결부재(610)가 통과하는 중공이 형성된 제1절연부재(620)를 포함할 수 있다.
특히, 상기 체결부재(610)는, 상기 기판지지부(200)에 직접 체결되는 구성으로서, 상기 기판지지부(200)에 대하여 상기 제1방향의 반대방향(이하, 제2방향)으로 당기는 결합력을 제공할 수 있다.
한편, 상기 기판지지부(200)와 상기 체결부재(610)는 다양한 방식에 의해 결합될 수 있으며, 예를 들어, 체결부재(610)는 고정볼트로서 암나사부가 형성된 기판지지부(200)에 볼트결합 될 수 있다.
상기 제1절연부재(620)는 상기 관통홀(110)에 끼워지도록 설치되며, 상기 체결부재(610)가 상기 기판지지부(200)에 결합되는 경우에 상기 체결부재(610)를 지지하며, 상기 스토퍼(130)는 상기 체결부재(610)가 상기 기판지지부(200)에 결합되는 경우에 상기 제1절연부재(620)를 지지할 수 있다.
한편, 상기 스토퍼(130)는, 상기 제1절연부재(620)의 상측에 형성되어 상기 제1절연부재(620)의 상방 이동을 저지하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들어, 상기 스토퍼(130)는, 상기 관통홀(110)의 상부 끝단에 형성되는 링 형상의 부재가 될 수 있으며, 이때, 상기 스토퍼(130)의 하부면은 상기 제1절연부재(620)의 상부면의 가장자리와 접할 수 있고, 상기 스토퍼(130)의 상부면은 상기 절연부(500)의 저면과 동일한 평면상에 위치할 수 있다.
한편, 상기 제1절연부재(620)에는 중공이 형성되어 있으며, 상기 체결부재(610)의 일부는 상기 중공을 통과할 수 있다.
예를 들어, 상기 체결부재(610)가 고정볼트인 경우, 상기 제1절연부재(620)의 관통구에는 상기 고정볼트의 볼트헤드(611)를 제외한 부분이 통과될 수 있다.
이때, 상기 고정볼트와 상기 기판지지부(200)의 볼트결합이 완료된 경우, 상기 볼트헤드(611)는 상기 제1절연부재(620)의 하부면과 접할 수 있다.
또한, 상기 고정볼트의 볼트결합이 완료된 경우, 상기 고정볼트는 상기 제1절연부재(620)에 삽입된 채로 상기 제1방향으로 당겨지는데, 이로 인해 상기 제1절연부재(620)에는 상기 볼트헤드(611)에 의해 상기 제1방향으로 당겨지는 힘이 작용할 수 있다.
이때, 상기 제1절연부재(620)의 상부면은 상기 스토퍼(130)의 하부면과 접하고 있는 바, 상기 제1절연부재(620)의 상기 제1방향 이동은 상기 스토퍼(130)에 의해 저지될 수 있다.
상기 체결부재(610)와 상기 기판지지부(200)의 결합시에, 상기 스토퍼(130)는 상기 제1절연부재(620)에 상기 제2방향으로 지지력을 제공할 수 있고, 상기 제1절연부재(620)는 상기 체결부재(610)에 상기 제2방향의 지지력을 제공할 수 있다.
한편, 도 3 및 6에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기판처리장치는 상면 및 저면 각각이 상기 기판지지부(200)의 저면 및 상기 제1절연부재(620)의 상면에 접하고, 내부에 상기 체결부재(610)가 통과하는 중공이 형성된 제2절연부재(630)를 더 포함할 수 있다.
상기 제2절연부재는 측면이 상기 스토퍼(130)의 측면에 접하는 제1부분(631) 및 측면이 상기 내부공간(S2)에 접하는 제2부분(632)을 포함하고, 상기 제2부분(632)의 직경은 상기 제1부분(631) 보다 큰 직경을 가질 수 있다.
상기 제1부분(631) 및 상기 제2부분(632)은 모두 중공의 원통형 부재로서, 상기 제1부분(631)은 상기 관통홀(110)에서 상기 스토퍼(130)가 형성된 부분의 크기에 맞게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2부분(632)은 상기 내부공간(S2)에 형성되며, 상기 제2부분(632)의 하부면은 상기 제1부분(631)의 상부면과 접할 수 있고, 상기 제2부분(632)의 상부면은 상기 기판지지부(200)의 저면과 접할 수 있다.
이때, 상기 제2부분(632)의 외경은 상기 스토퍼(130)가 형성되는 부분의 직경과 동일하거나 크며, 상기 제2부분(632)의 높이는 상기 내부공간(S2)의 높이와 실질적으로 동일한 바, 상기 제2부분(632)은 상기 기판지지부(200)를 하부에서 지지하는 역할을 할 수 있다.
구체적으로, 상기 체결부재(610)는 상기 기판지지부(200)와 결합되어 상기 기판지지부(200)를 제1방향으로 당기는데, 상기 제2부분(632)은 상기 공정챔버(100)와 상기 기판지지부(200)의 사이에 개재되어 상기 기판지지부(200)에 대하여 상기 제2방향 지지력을 제공할 수 있다.
한편, 상기 공정챔버(100)의 외벽에는 상기 관통홀(110)을 차폐하는 커버(700)가 결합될 수 있으며, 상기 커버(700)와 상기 공정챔버(100)의 사이에는 실링부재(720)가 개재될 수 있다.
상기 실링부재(720)는 상기 커버(700)의 내부 영역을 외부 영역으로부터 밀폐하는 구성으로, 상기 실링부재(720)에는 다양한 구성들이 사용될 수 있다.
예를 들어, 상기 실링부재(720)는 오링(O-ring)일 수 있다.
상기 제1절연부재(620)의 하부 영역으로서, 상기 커버(700)에 의해 밀폐되는 영역에는 대기압 상태의 공기가 채워질 수 있다.
한편, 상기 제1절연부재(620)의 하부 영역으로서, 상기 커버(700)에 의해 밀폐되는 영역에는 제3절연부재(640)가 설치될 수 있다.
이때, 상기 체결부재(610)는 상기 제3절연부재(640)의 내부로 인입되어야 하는 바, 상기 제3연결부재(640)의 내부에는 중공이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제3절연부재(640)는, 상기 제1절연부재(620) 및 상기 커버(700)의 사이에서 설치될 수 있으며, 상기 제3절연부재(640)와 커버(700)는 커버볼트(710)에 의해 볼트결합 될 수 있다.
한편, 상기 제1절연부재(620)는 세라믹 소재이며, 상기 제2절연부재(630) 및 상기 제3절연부재(650)는 테플론(PTFE) 소재일 수 있다.
한편, 상기 볼트헤드(611)와 상기 제1절연부재(620)의 하부면 사이에는 하나 이상의 와셔가 설치될 수 있으며, 상기 하나 이상의 와셔는 울템(ULTEM) 재질의 제1와셔(660) 및 서스(SUS) 재질의 제2와셔(670)를 포함할 수 있다.
상기 제1절연부재(620)는, 도 5 및 6에 도시된 바와 같이, 상기 관통홀(110)에 대응하여 설치되며, 일정한 두께를 갖는 플레이트일 수 있다.
또한, 상기 제1절연부재(620)는, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 상부면의 중심부에는 상기 제1방향으로 제1보스부(621)가 형성되고, 상기 제1절연부재(620)의 하부면의 중심부에는 상기 제2방향으로 제2보스부(622)가 형성될 수 있다.
즉, 상기 제1절연부재(620)는 상기 관통홀(110)에 대응하여 설치되며, 중심부의 두께가 가장 두껍고 외측으로 갈수록 단계적 또는 선형적으로 두께가 감소하는 플레이트일 수 있다.
상기 제1절연부재(620)는 중심부의 두께가 가장 두껍고 외측으로 갈수록 두께가 감소하는 구조를 가질 수 있는데, 이로부터 상기 제1절연부재(620)는 상기 체결부재(610)로부터 가해지는 외력에 대해 효율적으로 견딜 수 있다.
구체적으로, 체결부재(610)가 기판지지부(200)에 체결되는 경우에 상기 체결부재(610)는 제1절연부재(620)의 중심부를 상기 제2방향으로 가압하는데, 상기 제1절연부재(620)의 중심부는 두껍게 형성되는 바 상기 제1절연부재(620)의 중심부는 외력에 대한 높은 강성을 가질 수 있다.
즉, 상기 제1절연부재(620)는, 중심부의 두께가 가장 두껍고 외측으로 갈수록 두께가 감소하는 구조를 채택함으로써, 상기 체결부재(610)로부터 가해지는 외력에 의한 변형 및 파괴를 줄일 수 있다.
한편, 상기 고정부(600)는, 상기 체결부재(610)를 수용하는 중공의 케이싱(650)을 더 포함할 수 있으며, 이때, 상기 제1절연부재(620), 상기 제2절연부재(630) 및 상기 제3절연부재(640) 각각은 상기 케이싱(650)의 일부를 감싸도록 형성될 수 있다.
한편, 온도조절부의 고정을 위해 온도조절부의 상부에서 하부로 볼트 조립체를 삽입하여 상기 볼트조립체가 공정챔버에 체결되는 구조를 갖는 종래의 기판처리장치에서, 상기 볼트조립체는 온도조절부를 관통해서 지나가며, 상기 볼트조립체의 헤드부분은 정전척에 노출되어 있다.
따라서, 종래의 기판처리장치의 경우, 상기 볼트조립체가 하부전극(온도조절부 및 정전척)에 닿는 면적이 넓어 상기 볼트조립체 및 그 주변부에서 전위가 높게 형성될 수 있다.
반면, 온도조절부(400)의 고정을 위해 공정챔버(100)의 하부에서 상부로 고정부(600)를 삽입하여 상기 고정부(600)의 팁 부분이 상기 온도조절부(400)에 체결되는 본 발명의 기판처리장치에서, 상기 고정부(600)는 상기 온도조절부(400) 하부의 일부분에 삽입되어 있을 뿐이므로, 상기 고정부(600)는 상기 온도조절부(400)의 상부에 결합된 정전척(300)에 직접적으로 노출되지 않는다.
즉, 본 발명에 따른 기판처리장치의 경우, 상기 고정부(600)에서 하부전극(300, 400)에 직접적으로 닿는 면적은 상기 종래의 기판처리장치에 비해 작은 바, 상기 고정부(600)에 형성되는 전위는 종래의 기판처리장치에 비해 낮게 형성된다.
따라서, 종래의 기판처리장치와 비교하여, 본 발명에 따른 기판처리장치에서의 전력손실은 감소할 것이므로, 본 발명에 따른 기판처리장치는 하부 구조의 전력손실 채널이 감소하여 바이어스(bias) 효율이 향상된다는 기술상 이점을 가진다.
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: 공정챔버 150: 가스공급부
200: 기판지지부 300: 정전척
400: 온도조절부 500: 절연부
600: 고정부 700: 커버

Claims (16)

  1. 기판처리를 수행하기 위한 처리공간(S1)을 형성하는 공정챔버(100)와;
    상기 처리공간(S1)에 배치되어 기판을 지지하는 기판지지부(200)와;
    상기 기판지지부(200) 및 상기 공정챔버(100) 사이에서 상기 처리공간(S1)으로부터 격리된 내부공간(S2)을 형성하는 절연부(500)와;
    상기 내부공간(S2)을 관통하여 상기 기판지지부(200)를 상기 공정챔버(100)에 고정하는 하나 이상의 고정부(600)를 포함하는 기판처리장치.
  2. 청구항 1항에 있어서,
    상기 절연부(500), 상기 내부공간(S2) 및 상기 고정부(600)는 상기 공정챔버(100)로부터 상기 기판지지부(200)를 전기적으로 절연시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 청구항 1항에 있어서,
    상기 내부공간(S2)의 압력은 상기 처리공간(S1)의 압력보다 높은 것을 특징으로 기판처리장치.
  4. 청구항 3항에 있어서,
    상기 내부공간(S2)의 압력은 대기압인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 청구항 3항에 있어서,
    상기 내부공간(S2)은, 에어로 충진된 상태 또는 일정한 압력을 유지하도록 온도조절가스가 흐르는 상태인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 청구항 1항에 있어서,
    상기 고정부(600)는 상기 기판지지부(200)의 저면에 수직하게 연장되도록 상기 공정챔버(100)에 형성된 관통홀(110)을 포함하고,
    상기 관통홀(110)은 상기 관통홀(110)의 직경방향 내측으로 돌출된 스토퍼(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 청구항 6항에 있어서,
    상기 고정부(600)는,
    상기 관통홀(110)에서 상기 기판지지부(200)를 바라보는 방향으로 삽입되어 일단이 상기 기판지지부(200)에 체결되는 체결부재(610)와;
    상면이 상기 스토퍼(130)에 접하도록 상기 관통홀(110)에 삽입되고, 내부에 상기 체결부재(610)가 통과하는 중공이 형성된 제1절연부재(620)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 청구항 7항에 있어서,
    상기 고정부(600)는 상기 스토퍼(130)를 기준으로 상기 기판지지부(200)를 상기 공정챔버(100) 측으로 당기는 결합력을 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 청구항 7항에 있어서,
    상기 제1절연부재(620)는 상기 관통홀(110)에 대응하는 평면형상을 가지며, 일정한 두께를 갖는 플레이트를 포함하거나, 중심부의 두께가 가장 두껍고 외측으로 갈수록 단계적 또는 선형적으로 두께가 감소하는 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 청구항 7항에 있어서,
    상면 및 저면 각각이 상기 기판지지부(200)의 저면 및 상기 제1절연부재(620)의 상면에 접하고, 내부에 상기 체결부재(610)가 통과하는 중공이 형성된 제2절연부재(630)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 청구항 10항에 있어서,
    상기 제2절연부재는 측면이 상기 스토퍼(130)의 측면에 접하는 제1부분(631) 및 측면이 상기 내부공간(S2)에 접하는 제2부분(632)을 포함하고,
    상기 제2부분(632)의 직경은 상기 제1부분(631) 보다 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 청구항 11항에 있어서,
    상기 제2부분(632)의 직경은 상기 관통홀(110)의 직경과 동일하거나 또는 더 큰 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  13. 청구항 7항에 있어서,
    상기 공정챔버(100)의 외벽에 결합되어 상기 관통홀(110)을 차폐하는 커버(700)와;
    상기 커버(700)와 상기 제1절연부재(620) 사이에 삽입된 제3절연부재(640)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  14. 청구항 1항에 있어서,
    상기 절연부(500)는 상기 기판지지부(200)의 가장자리를 따라 형성되는 링타입 형상인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  15. 청구항 1항에 있어서,
    기판처리시 정전기력에 의하여 기판을 흡착 고정하는 정전척(300)과;
    상기 정전척(300)의 저면에 결합되며, 기판의 온도를 제어하는 온도조절부(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  16. 청구항 15항에 있어서,
    상기 정전척(300)과 상기 온도조절부(400)의 사이, 상기 온도조절부(400)와 상기 절연부(500)의 사이 및 상기 절연부(500)와 상기 공정챔버(100)의 사이에는 실링부재(320, 420, 520)가 개재되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
KR1020220181964A 2022-12-22 2022-12-22 기판처리장치 KR20240099968A (ko)

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