KR20070090640A - 플라즈마 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반송 챔버에서 플라즈마가 기생하지 않는 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.

즉 본 발명은, 로드락 챔버, 반송 챔버 및 공정 챔버로 이루어지고, 각 챔버 사이에는 각 챔버를 단속하는 게이트 밸브가 구비되는 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 게이트 밸브와 인접한 상기 반송챔버의 내측벽 및 인접한 상, 하면에 외부와 접지되는 접지부재가 구비됨으로써, 상기 반송 챔버 내에서 발생하는 기생 플라즈마를 방지한다.

플라즈마 처리장치, 반송 챔버, 공정 챔버, 게이트 밸브, 접지부재, 절연커버, 기생 플라즈마

Description

플라즈마 처리장치{APPARATUS FOR PROCESSING SUBSTRATE WITH PLASMA}

도 1은 종래의 플라즈마 처리장치를 개략적으로 도시한 측단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치의 반송 챔버가 접지된 상태를 도시한 측단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

120 : 다른 실시 예에 따른 반송 챔버 120a : 접지부재

122 : 반송 로봇

124 : 엔드 이펙터 어셈블리(End Effector Assembly)

128 : 절연커버 130 : 공정 챔버

본 발명은 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반송 챔버에서 기생 플라즈마가 발생하지 않는 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 플라즈마 처리장치는 내부에 평판표시소자 기판을 반입시키고, 플라즈마 등을 이용하여 식각 등의 처리를 실시하는데 사용된다. 이때, 평판표시소 자(Flat Panel Display)는 액정 표시소자(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diodes) 등을 말하며, 이러한 플라즈마 처리장치 중 진공처리용 장치는 일반적으로 로드락(Load lock) 챔버, 반송 챔버 및 공정 챔버의 3개의 진공 챔버로 구성된다.

여기서, 상술한 로드락 챔버는 대기압 상태와 진공 상태를 번갈아 가면서 외부로부터 처리되지 않은 기판을 받아들이거나 처리가 끝난 기판을 외부로 반출하는 역할을 하며, 상술한 반송 챔버는 기판을 각 챔버들 간에 반송하기 위한 운송 로봇이 구비되어 있어서 처리가 예정된 기판을 로드락 챔버에서 공정 챔버로 전달하거나, 처리가 완료된 기판을 공정 챔버에서 로드락 챔버로 전달하는 역할을 하며, 상술한 공정 챔버는 진공 중에서 플라즈마를 이용하여 기판상에 막을 성막하거나 에칭을 수행하는 역할을 한다.

한편, 상기 공정 챔버는 그 내부 상, 하부에 전극이 설치되며, 이 전극 중 어느 하나는 RF전원에 연결되고, 다른 하나는 접지된 상태로 설치되는 것이 일반적이다. 상기 공정 챔버 내부에 공정 가스를 주입한 상태에서 RF전원을 인가하면 방전에 따른 플라즈마가 발생하고 이 플라즈마에 의해 기판을 공정처리하는 것이다.

이와 같은 종래의 플라즈마 처리장치는 도 1에 도시된 바와 같이 로드락 챔버(10)와 반송 챔버(20) 및 공정 챔버(30)로 이루어지며, 상기 로드락 챔버(10) 그리고 반송 챔버(20)의 사이와, 상기 반송 챔버(20) 그리고 공정 챔버(30)의 사이에는 인접된 상태로 게이트 밸브(40, 50)가 각각 마련된다.

상기 게이트 밸브(40, 50)는 로드락 챔버(10)와 반송 챔버(20)의 사이에 개 재되어 상호 연결되어 통하는 그들을 개방하고 폐쇄하며, 상기 반송 챔버(20)와 공정 챔버(30)의 사이에 개재되어 상호 연결되어 통하는 그들을 개방하고 폐쇄하는 기능을 한다.

이러한, 상기 게이트 밸브(40, 50)는 상기 로드락 챔버(10)와 반송 챔버(20)의 사이에서 기밀유지부재(O)에 의해 기밀이 유지되며, 상기 반송 챔버(20)와 공정 챔버(30)의 사이에서 기밀유지부재(O)에 의해 기밀이 유지된다.

또한, 상기 게이트 밸브(40, 50) 내부에는 구동부(도면에 미도시)에 의해 로드락 챔버(10) 및 반송 챔버(20)의 출입구를 개방하고 폐쇄하는 개폐구(42)와, 상기 반송 챔버(20) 및 공정 챔버(30)의 출입구를 개방하고 폐쇄하는 개폐구(52)가 마련된다.

그리고 상기 반송 챔버(20)는 그 내부에 기판(도면에 미도시)을 로드락 챔버(10) 또는 공정 챔버(30)로 반송하기 위해 반송 로봇(22)이 구비되며, 상기 반송 로봇(22)은 반송암과 구동부(도면에 미도시)로 이루어지되 상기 반송암은 엔드 이펙터 어셈블리(End Effector Assembly : 24)와 상기 엔드 이펙터 어셈블리(24)에 결합되어 기판을 이송하는 엔드 이펙터(End Effector : 26)로 이루어진다.

한편, 일반적으로 챔버는 보통 알루미늄으로 제작되지만 무게 대비 강도와 기판 크기에 상응되도록 부피 커짐 등의 문제로 인해 상기 반송 챔버(20)는 스테인레스 스틸(SUS) 재질로 제작하였다.

그런데 상기 반송 챔버(20)를 스테인레스 스틸로 제작하면서, 스테인레스스틸은 알루미늄과 달리 비저항 등의 차이에 의해 접지가 잘되지 않는 특성을 가진 다. 이렇게 접지가 되지 않으면서 공정 챔버의 RF 전력이 외부로 배출되지 아니하고 반송챔버에 유기되는 현상이 발생한다. 이렇게 RF 전력이 반송 챔버 내에 유기되면, 챔버 월은 완벽한 그라운드 전위가 아닌 상태가 되며, 이 챔버 월에 거리가 가깝게 배치되어 있으면서 그라운드 전위인 앤드 이펙터 어셈블리 모서리 부분 사이에서 커플링되어 기생 플라즈마가 발생된다.

반송 챔버 내에 기생 플라즈마가 발생하게 되면, RF 전력 손실에 따른 공정 특성이 변화되는 문제와, 반송 챔버 내부의 이온 손상에 의한 파티클 증가의 문제, 반송 챔버 내부 또는 반송 로봇의 차징(charging)에 따른 기판의 정전기 발생의 문제, 그리고 RF의 노이즈 성 영향으로 로봇이 오작동되는 문제점 등 많은 문제가 발생한다.

본 발명의 목적은 반송 챔버 내부를 접지시킴과 동시에 반송 로봇를 절연시킬 수 있게 한 플라즈마 처리장치를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 로드락 챔버, 반송 챔버 및 공정 챔버로 이루어지고, 각 챔버 사이에는 각 챔버를 단속하는 게이트 밸브가 구비되는 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 게이트 밸브와 인접한 상기 반송챔버의 내측벽 및 인접한 상, 하면에 외부와 접지되는 접지부재가 구비됨으로써, 상기 반송 챔버 내에서 발생하는 기생 플라즈마를 방지하므로 바람직하다.

이하, 본 발명의 플라즈마 처리장치를 첨부도면을 참조하여 실시 예들을 들어 설명하면 다음과 같다.

본 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치는 도 2에 도시된 바와 같이 로드락 챔버(110)와 공정 챔버(130)와 상기 로드락 챔버(110) 그리고 반송 챔버(120)의 사이에 개재되는 게이트 밸브(140)와 상기 반송 챔버(120) 그리고 공정 챔버(130)의 사이에 개재되는 게이트 밸브(150) 및 접지부재로 이루어진다. 여기에서 상기 로드락 챔버(110)와 반송 챔버(120)와 공정 챔버(130) 및 상기 로드락 챔버(110) 그리고 반송 챔버(120)의 사이에 개재되는 게이트 밸브(140)와 상기 반송 챔버(120) 그리고 공정 챔버(130)의 사이에 개재되는 게이트 밸브(150)는 종래의 그것과 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 반송 챔버(120)는 종래의 구조와 거의 유사하나 상기 게이트 밸브(150)와 인접한 반송 챔버(120)의 내측벽 및 이 내측벽과 인접한 상, 하면에 외부와 접지시키는 접지부재(120a)가 구비되고 상기 반송 챔버(120) 내부에 구비되는 반송 로봇(122)의 엔드 이펙터 어셈블리(124)를 감싸는 절연커버(128)가 더 마련된다.

즉, 상기 접지부재(120a)는 상기 반송 챔버(120)의 출입구를 기준으로 상, 하단에 각각 구비되며, 출입구가 형성된 내측벽에서 상면으로 절곡되어 마련되고 그와 대향되는 내측벽에서 저면으로 절곡되어 마련된다.

그리고 상하로 구비된 상기 접지부재(120a)를 외부로 접지시키기 위해 이 접지부재(120a)가 위치된 반송 챔버(120) 상하면에 관통 구멍을 각각 형성하고 그 구 멍을 통해 외부에 접지시킨다. 이때, 외부와 접지시키기 위해 관통 형성되는 구멍은 기밀을 유지시켜 마무리한다.

여기서, 상기 접지부재(120a)는 일체 상태에서 절곡하는 절곡형으로 구비될 수도 있고 수직 방향과 수평 방향으로 조합되는 조합형으로 구비될 수도 있다.

또한, 상기 접지부재(120a)는 판상으로 표면에 아노다이징(Anodizing) 코팅 처리된 알루미늄으로 형성되며 코팅 처리시 절연 등의 이유에 따라 두께가 10㎛ ∼ 100㎛로 형성시켜 절연성을 향상시킨다.

더욱이, 상기 반송 챔버(120)의 접지부재(120a)에 의해 게이트 밸브(150)와 근접한 반송 챔버(120)의 내부에서 기생 플라즈마가 발생되는 것을 방지하며, 상기 반송 로봇(122)의 엔드 이펙터 어셈블리(124)에도 기생 플라즈마에 의한 손상을 방지하기 위해 외부를 감싸도록 절연커버(128)를 더 구비한다.

즉, 상기 엔드 이펙터 어셈블리(124)의 외부를 감싼 절연커버(128)에 의해 이 엔드 이펙터 어셈블리(124)가 공정 챔버(130)를 향해 이동하여도 절연성이 우수한 절연커버(128)를 구비하여 손상됨을 방지할 수 있다.

한편, 상기 절연커버(128)는 절연성이 우수한 세라믹(Ceramic) 또는 테프론(Teflon) 중 선택되는 어느 하나로 형성되며, 충분한 절연 성능을 부여하기 위해 1㎜ ∼ 50㎜ 범위 안의 절연층 두께를 갖는다.

그러므로 본 발명의 플라즈마 처리장치는 도 2에 도시된 바와 같이 반송 챔버(120)가 스테인레스 재질로 형성되므로 상기 게이트 밸브(150)와 인접되는 반송 챔버(120)의 출입구에서 시작하여 천장에 절곡된 상태로 구비시키고 바닥면에 절곡된 상태로 구비시킨 후 후단을 각각 외부로 접지시켜 공정 챔버(130)에서 발생된 플라즈마가 이동하여 반송 챔버(120) 내부에서 기생하는 것을 방지한다.

더욱이, 상기 반송 로봇(122)의 엔드 이펙터 어셈블리(124)를 감싸도록 마련되는 절연커버(128)를 더 구비하여 기생 플라즈마로부터 손상됨을 방지함은 물론 절연 성능을 향상시킨다.

여기서, 설명하지 않은 부호 142, 152는 개폐구이고, 126은 엔드 이펙터이다.

이와 같은 본 발명의 플라즈마 처리장치는 스테인레스 재질의 반송 챔버내에서 게이트 밸브와 인접한 내측벽 및 상단과 하단이 외부와 접지되도록 하며, 반송 로봇의 엔드 이펙터 어셈블리를 감싸도록 절연커버를 더 구비하여 상기 반송 챔버 내에서 기생 플라즈마가 발생되는 것을 방지함은 물론 절연 성능을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 로드락 챔버, 반송 챔버 및 공정 챔버로 이루어지고, 각 챔버 사이에는 각 챔버를 단속하는 게이트 밸브가 구비되는 플라즈마 처리장치에 있어서,

   상기 게이트 밸브와 인접한 상기 반송챔버의 내측벽 및 인접한 상, 하면에 외부와 접지되는 접지부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 접지부재는 알루미늄인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접지부재의 표면에는,

   아노다이징(Anodizing) 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 코팅층의 두께가 10㎛ ∼ 100㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 접지부재는,

   판상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 반송챔버 내부에 구비되는 반송로봇의 엔드 이펙터 어셈블리(End Effector Assembly)를 깜싸는 절연커버가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 절연커버는,

   세라믹(Ceramic) 또는 테프론(Teflon) 중에서 선택되는 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
8. 제 6항에 있어서, 상기 절연커버는,

   그 두께가 1㎜ ∼ 50㎜인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.

Images