(57)【要約】  本発明の一実施例による基板処理装置は、中心軸から一定の半径上に周期的に配置される複数の静電チャックを含むディスクと、前記ディスクを支えるディスク支持台と、前記ディスク支持台を貫通して前記複数の静電チャックに電気的に連結されるＤＣラインと、前記ＤＣラインに電力を供給する電力供給源と、を含む。前記ＤＣラインは、前記電力供給源で前記ディスク支持台を貫通する第１ＤＣラインと、前記第１ＤＣラインを前記複数の静電チャックそれぞれに連結するために前記第１ＤＣラインを分配する電力分配部と、前記前記電力分配部で前記複数の静電チャックそれぞれに連結される複数の第２ＤＣラインと、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸から一定の半径上に周期的に配置される複数の静電チャックを含むディスクと、
前記ディスクを支えるディスク支持台と、
前記ディスク支持台を貫通して前記複数の静電チャックに電気的に連結されるＤＣラインと、
前記ＤＣラインに電力を供給する電力供給源と、を含み、
前記ＤＣラインは、
前記電力供給源で前記ディスク支持台を貫通する第１ＤＣラインと、
前記第１ＤＣラインを前記複数の静電チャックそれぞれに連結するために前記第１ＤＣラインを分配する電力分配部と、
前記電力分配部で前記複数の静電チャックそれぞれに連結される複数の第２ＤＣラインと、を含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記電力分配部は、
外側半径方向に突出した複数の第１連結端子を備え、正の電圧で帯電され、前記ディスクの上部面に配置される内側電力分配リングと、
内側半径方向に突出した第２連結端子を備え、負の電圧で帯電され、前記ディスクの上部面に配置される外側電力分配リングと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記内側電力分配リングは、半径の一部が切断されたスナップリング形状であり、
前記外側電力分配リングは、半径の一部が切断されたスナップリング形状であり、
前記内側電力分配リングの切断部位と前記外側電力分配リングの切断部位は、互いに反対側に配置され、
前記第１ＤＣラインは、第１正のＤＣライン及び第１負のＤＣラインを含み、
前記内側電力分配リングは、前記第１正のＤＣラインの一端と前記内側電力分配リングの切断部位の反対側とを連結する第１連結部位を含み、
前記外側電力分配リングは、前記第１負のＤＣラインの一端と前記外側電力分配リングの切断部位の反対側とを連結する第２連結部位を含むことを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記電力分配部は、
前記第１連結端子に連結され、前記ディスクを貫通して延長される第１コンタクトプラグと、
前記第２連結端子に連結され、前記ディスクを貫通して延長される第２コンタクトプラグと、をさらに含み、
前記第２ＤＣラインは、第２正のＤＣライン及び第２負のＤＣラインを含み、
前記第２正のＤＣラインの一端は、前記第１コンタクトプラグに連結され、
前記第２正のＤＣラインは、前記ディスクの下部面から延長され、
前記第２負のＤＣラインの一端は、前記第２コンタクトプラグに連結され、
前記第２負のＤＣラインは、前記ディスクの下部面から延長されることを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記第２正のＤＣライン及び前記第２負のＤＣラインは、第１回転式コネクタ構造体に連結され、
前記第１コンタクトプラグと前記第２コンタクトプラグは、一定の半径上に一対を成すように配置されることを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記電力分配部は絶縁体でコーティングされることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記電力分配部は、
前記ディスク上に配置され、前記内側電力分配リング及び前記外側電力分配リングを覆うように配置される上部カバーをさらに含み、
前記上部カバーは、円板形状であり、前記静電チャックが配置される位置で半円形状に陥没されることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記第２正のＤＣライン及び前記第２負のＤＣラインそれぞれはＶ字型に曲がることを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項９】
静電チャックを回転させる第１回転式コネクタ構造体内に挿入され、前記静電チャックを支持し、自転する自転板と、
前記自転板の下部面にそれぞれ固定されて前記自転板及び前記静電チャックに回転力を提供する第１磁気ギヤと、
前記ディスクの下部に配置されて前記チャンバに固定される第２磁気ギヤと、
前記ディスクに回転するように固定され、前記第１磁気ギヤと前記第２磁気ギヤとの間にそれぞれ配置されて回転比を調節する第３磁気ギヤと、を含み、
前記ディスクが公転するに従って前記第１磁気ギヤ及び前記第３磁気ギヤは自転することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記静電チャックは、
静電チャック本体と、
前記静電チャック本体の上部面で陥没された電極安着部と、
前記電極安着部を満たす絶縁部材と、
前記絶縁部材に埋没された一対の静電電極と、を含み、
前記第１回転式コネクタ構造体は、一対の静電電極に直流高電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に関するものとして、メインディスクの公転とサブディスクの自転を通じて複数基板処理時の均一性を向上させることができる基板処理装置に関する。
【０００２】
本発明は、回転電気コネクタに関するものとして、より詳細には、真空用回転電気コネクタに関する。
【背景技術】
【０００３】
［基板処理装置］
一般的に半導体メモリ素子、液晶表示装置、有機発光装置などは、基板上に複数回の半導体工程を行って、希望する形状の構造物を蒸着及び積層する加工工程を経て製造する。
【０００４】
半導体加工工程には、基板上に所定の薄膜を蒸着する工程、薄膜の選択された領域を露出させるフォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）工程、選択された領域の薄膜を除去するエッチング工程などを含む。このような半導体工程は、当該工程のために最適の環境が整った工程チャンバ内部で行われる。
【０００５】
一般的に、ウェハなどの円形基板を加工する装置は、工程チャンバ内部に配置され、円形の第１ディスク（メインディスク）に前記第１ディスクより小さい円形の第２ディスク（サブディスク）を複数個取り付けた構造を有する。
【０００６】
基板加工装置においては、前記第２ディスクに基板を安着した後、前記第１ディスクを回転させ、前記第２ディスクを自転及び公転させた後、前記基板にソース物質を噴射して、希望する形状の構造物を前記基板に蒸着及び積層する方式で基板加工を行う。
【０００７】
この時、第２ディスクをその中心を軸として回転（自転）させるために、空気又は他のガスを噴射する別途の装置を使用する。この場合、空気又はガスに含まれる異物が基板に吸着されて製品不良が発生する恐れがある。
【０００８】
韓国公開特許第１０-２０１６-００７３２８１号は、Ａｒｇｏの原理にしたがって金属円板の周辺の一部でのみ磁石が相対的に動けば、前記金属円板は回転する。しかし、前記Ａｒｇｏの原理による前記金属円板の回転は、正確な回転速度を制御することが困難であり、精密に希望する位置で金属円板を停止させることが難しい。
【０００９】
したがって、第１ディスクを公転させ、前記第１ディスクに取り付けられた第２ディスクを安定して自転する回転方法が求められる。また、前記第２ディスクに取り付けられた基板を遠心力に対抗して安定して固定できる固定方法が求められる。
【００１０】
［回転電気コネクタ］
スリップリング（Ｓｌｉｐｒｉｎｇ）は、ロータリコネクタなどとも呼ばれる電気／機械的部品で、回転する装備に電源又は信号ラインを供給する際に電線がねじれることなく、伝達可能な一種の回転式コネクタである。
【００１１】
一般的に、ウェハなどの円形基板を加工する装置は、工程チャンバ内部に配置され、円形の第１ディスク（メインディスク）に前記第１ディスクより小さな円形の第２ディスク（サブディスク）を複数個取り付けた構造を有する。
【００１２】
基板加工装置においては、前記第２ディスクに基板を安着した後、前記第１ディスクを回転させ、前記第２ディスクを自転及び公転させた後、前記基板にソース物質を噴射して、希望する形状の構造物を前記基板に蒸着及び積層する方式で基板加工を行う。
【００１３】
この時、第２ディスクをその中心を軸として回転（自転）させるために、空気又は他のガスを噴射する別途の装置を使用する。この場合、空気又はガスに含まれる異物が基板に吸着されて製品不良が発生する恐れがある。
【００１４】
基板処理装置内で公転しつつ自転する静電チャックが取り付けられた場合、前記静電チャックに真空状態で安定して高電圧を伝達する方法が求められる。前記静電チャックが両極静電チャックの場合、通常のスリップリングは寄生放電を行って使用することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の解決しようとする技術的課題は、自転する複数の静電チャックに直流高電圧を安定して提供できる基板処理装置を提供することである。
【００１６】
本発明の解決しようとする技術的課題は、自転する複数の静電チャックに適した公転周期と自転周期を有する回転比を提供する基板処理装置を提供することである。
【００１７】
発明の解決しようとする一技術的課題は、真空チャンバ内で寄生放電なしで回転運動と高電圧の電気的連結を行う回転電気コネクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一実施例による基板処理装置は、中心軸から一定の半径上に周期的に配置される複数の静電チャックを含むディスクと、前記ディスクを支えるディスク支持台と、前記ディスク支持台を貫通して前記複数の静電チャックに電気的に連結されるＤＣラインと、前記ＤＣラインに電力を供給する電力供給源と、を含む。前記ＤＣラインは、前記電力供給源で前記ディスク支持台を貫通する第１ＤＣラインと、前記第１ＤＣラインを前記複数の静電チャックそれぞれに連結するために前記第１ＤＣラインを分配する電力分配部と、前記電力分配部で前記複数の静電チャックそれぞれに連結される複数の第２ＤＣラインと、を含む。
【００１９】
本発明の一実施例において、前記電力分配部は、外側半径方向に突出した複数の第１連結端子を備え、正の電圧で帯電され、前記ディスクの上部面に配置される内側電力分配リングと、内側半径方向に突出した第２連結端子を備え、負の電圧で帯電され、前記ディスクの上部面に配置される外側電力分配リングと、を含む。
【００２０】
本発明の一実施例において、前記内側電力分配リングは、半径の一部が切断されたスナップリング形状であり、前記外側電力分配リングは、半径の一部が切断されたスナップリング形状であり、前記内側電力分配リングの切断部位と前記外側電力分配リングの切断部位は、互いに反対側に配置される。前記第１ＤＣラインは、第１正のＤＣライン及び第１負のＤＣラインを含む。前記内側電力分配リングは、前記第１正のＤＣラインの一端と前記内側電力分配リングの切断部位の反対側とを連結する第１連結部位を含む。前記外側電力分配リングは、前記第１負のＤＣラインの一端と前記外側電力分配リングの切断部位の反対側とを連結する第２連結部位を含む。
【００２１】
本発明の一実施例による真空用回転電気コネクタは、絶縁体材質で形成され、円筒形状の回転子と、前記回転子の側面を包むように配置され、互いに離隔して配置される上部導電リング及び下部導電リングと、前記上部導電リングと前記下部導電リングとの間に配置された中間絶縁バリアと、を含む。前記中間絶縁バリアは、前記上部導電リングと前記下部導電リングとの間のプラズマ形成を遮断する。
【００２２】
本発明の一実施例において、前記上部導電リングの上部に配置された上部絶縁バリアと、前記下部導電リングの下部に配置された下部絶縁バリアと、をさらに含む。前記中間絶縁バリアは、前記上部絶縁バリア及び前記下部絶縁バリアより外半径方向に突出する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一実施例によると、電力分配部は、すべての静電チャックに実質的に同一の電気的特性を提供するために、対称的構造及び同一の配線長を提供する。これに従って、前記すべての静電チャックの吸引力は同一である。
【００２４】
本発明の一実施例によると、電力分配部は、公転する第１ディスクの上部面に配線を配置して分解／結合の容易性を提供する。
【００２５】
本発明の一実施例によると、自転する第１磁気ギヤの回転周期を調節するために、固定された第２磁気ギヤと前記第１磁気ギヤとの間に第３磁気ギヤを配置して前記第１磁気ギヤの適切な回転周期を提供する。
【００２６】
本発明の一実施例による回転電気コネクタは、一対の電極リングの間に配置された中間絶縁バリアの高さを増加させて、寄生放電経路を増加させることで寄生放電を抑制する。
【００２７】
本発明の一実施例による回転電気コネクタは、正の高電圧で帯電された第１ブラシと負の高電圧で帯電された第２ブラシを互いに十分に離隔させて前記第１ブラシと前記第２ブラシとの間の寄生放電を抑制する。
【００２８】
本発明の一実施例によれば、前記回転電気コネクタを備える基板処理装置は、自転及び公転を同時に行う静電チャックに、寄生放電なしで安定して高電圧を印加して、十分な基板吸着力を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施例による基板処理装置の磁気ギヤを説明する平面図である。
【図２】図１の基板処理装置の電力分配部を説明する平面図である。
【図３】図２の基板処理装置の電力分配部を示す拡大平面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ’線に沿って切った断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ’線に沿って切った断面図である。
【図６】本発明の一実施例による静電チャックを説明する断面図である。
【図７】本発明の一実施例による蓋が除去された真空用回転電気コネクタを示す斜視図である。
【図８】図７のＩ−Ｉ’線に沿って切った断面図である。
【図９】図７のＢ−Ｂ’線に沿って切った断面図である。
【図１０】図７の回転電気コネクタの入力コネクタ絶縁ブロックを示す斜視図である。
【図１１】図７のブラシを示す斜視図である。
【図１２】本発明のもう一つの実施例によるブラシ支持部を説明する斜視図である。
【図１３】図１２のブラシ支持部を備えた真空用回転電気コネクタを説明する断面図である。
【図１４】本発明の一実施例による基板処理装置の磁気ギヤを説明する平面図である。
【図１５】図１４の基板処理装置を説明する断面図である。
【図１６】図１４の静電チャック及び回転電気コネクタを説明する拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
［基板処理装置］
一つのチャンバ内で回転する複数の静電チャックにそれぞれ配置された基板を同時に処理するために、基板は公転と自転を同時に行い、前記基板は公転及び回転運動による遠心力に対して安定して固定されることが求められる。
【００３１】
機械チャックは安定して基板を固定することができるが、回転する公転板（又は第１ディスク）に公転と自転を同時に行う自転板（第２ディスク）に取り付けることは難しい。
【００３２】
一方、静電チャックは安定して基板を固定することができるが、回転する公転板（又は第１ディスク）に公転と自転を同時に行う自転板（第２ディスク）に電気的配線を行うことは難しい。
【００３３】
本発明の一実施例によると、磁気ギヤは第２ディスクに公転しつつ自転運動を提供し、また、前記基板を固定する静電チャックが使用される。回転式コネクタ構造体を使用して、前記静電チャックと回転する第１ディスクとの間に電気的配線を行う。これによって、安定して基板を固定すると共に、前記基板を公転させつつ自転させ、工程の均一性を確保することができる。前記第１ディスクに配置された電力分配部は、複数の回転式コネクタ構造体に直流高電圧を分配する。前記電力分配部は、前記第１ディスクの上部面で配置された内側電力分配リング及び外側分配リングを備え、前記第１ディスクの下部面で配置された放射状に延長される第１の下部延長部及び第２の下部延長部を備える。さらに、前記電力分配部は、絶縁体でコーティングされて絶縁性に優れ、分解／結合が容易である。
【００３４】
本発明の一実施例によると、公転板（第１ディスク）に自転板（第２ディスク又は静電チャック）が配置された構造を備え、前記自転板は、前記公転板の回転によって公転しつつ自転する。したがって、前記自転板を回転させるために、磁気ギヤは第１磁気ギヤ、第２磁気ギヤ、及び第３磁気ギヤを含む。前記第１磁気ギヤは前記自転板と共に回転し、第２磁気ギヤはチャンバの中心で回転せずに固定される。前記第２磁気ギヤと前記第１磁気ギヤの回転比を調節するために、前記第３磁気ギヤは前記第１磁気ギヤそれぞれと前記第１磁気ギヤとの間に配置され、前記第１ディスクに回転するように固定される。前記第２磁気ギヤはチャンバ中心で回転させずに固定し、第１磁気ギヤは前記自転板に結合して前記自転板と共に回転する。
【００３５】
本発明の一実施例によると、前記基板の配置平面を変更するために、前記第１ディスクの高さを変更する場合、前記第１磁気ギヤ及び前記第３磁気ギヤの高さが変更される。したがって、前記磁気ギヤを動作させるために、前記第２磁気ギヤの配置平面は前記第１磁気ギヤ及び第３磁気ギヤの配置平面と同一であるように調節される。
【００３６】
静電チャックを使用するために、前記第２ディスクと第１ディスクは電気的連結が求められる。このために、前記公転板（前記第１ディスク）と前記自転板（第２ディスク）は、第１回転式コネクタ構造体（又はスリップリング）を用いて配線されて、前記公転板（前記第１ディスク）は第２回転式コネクタ構造体を通じて外部電源に連結される。
【００３７】
前記第１ディスクは、前記静電チャックに電気的配線のための電力分配部を備える。電力分配部はリング状であり、前記第１ディスクの上部面に配置されて効率的な配線を提供する。
【００３８】
また、工程条件を変更するために、前記基板の配置平面は変更される。この場合、蛇管構造体を使用して、前記公転板（第１ディスク）の配置平面を変更する。
【００３９】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。実施例は、様々な変更を加えることができ、様々な形態を有することができるところ、特定の実施例を図面に例示し、本文に詳細に説明する。しかし、実施例を特定の開示形態に対して限定するものではなく、実施例の思想及び記述範囲に含まれるすべての変更、均等物又は代替物を含むことと理解されなければならない。この過程で、図面に図示された構成要素の大きさや形状などは、説明の明瞭性と便宜上、誇張されて図示される。
【００４０】
「第１」、「第２」などの用語は、多様な構成要素を説明することに使用されるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されてはならない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にのみ使用される。また、実施例の構成及び作用を考慮して特別に定義された用語は、実施例を説明するためのものであり、実施例の範囲を限定するものではない。
【００４１】
実施例の説明において、各ｅｌｅｍｅｎｔの「上」又は「下」（ｏｎ  ｏｒ  ｕｎｄｅｒ）に形成されると記載される場合において、上又は下（ｏｎ  ｏｒ  ｕｎｄｅｒ）は２つのｅｌｅｍｅｎｔが互いに直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）接触されるか、又は１つ以上の異なるｅｌｅｍｅｎｔが前記２つのｅｌｅｍｅｎｔの間に配置されて（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）形成されることをすべて含む。また、「上」又は「下」（ｏｎ  ｏｒ  ｕｎｄｅｒ）と表現される場合、一つのｅｌｅｍｅｎｔを基準に上方向だけでなく下方向の意味も含む。
【００４２】
また、以下で用いられる「上／上部」及び「下／下部」などの関係的用語は、そのような実体又は要素間のいかなる物理的又は論理的関係又は順序を必ず要求又は内包せず、ある１つの実体又は要素を他の実体又は要素と区別するためにのみ用いられる。
【００４３】
図１は、本発明の一実施例による基板処理装置の磁気ギヤを説明する平面図である。
【００４４】
図２は、図１の基板処理装置の電力分配部を説明する平面図である。
【００４５】
図３は、図２の基板処理装置の電力分配部を示す拡大平面図である。
【００４６】
図４は、図２のＡ−Ａ’線に沿って切った断面図である。
【００４７】
図５は、図２のＢ−Ｂ’線に沿って切った断面図である。
【００４８】
図６は、本発明の一実施例による静電チャックを説明する断面図である。
【００４９】
図１ないし図６に示すように、本発明の一実施例による基板処理装置１００は、中心軸から一定の半径上に周期的に配置される複数の静電チャック１７０を含むディスク１２４と、前記ディスク１２４を支えるディスク支持台１２２と、前記ディスク支持台を貫通して前記複数の静電チャックに電気的に連結されるＤＣライン２００と、前記ＤＣライン２００に電力を供給する電力供給源１１４と、を含む。前記ＤＣライン２００は、前記電力供給源１１４で前記ディスク支持台１２２を貫通する第１ＤＣライン２４０と、前記第１ＤＣライン２４０を前記複数の静電チャック１７０それぞれに連結するために、前記第１ＤＣライン２４０を分配する電力分配部２５０と、前記電力分配部２５０で前記複数の静電チャック１７０それぞれに連結される複数の第２ＤＣライン２６０と、を含む。
【００５０】
前記チャンバ１０２は、円筒形チェンバである。前記チャンバ１０２は、薄膜蒸着工程又は基板表面処理工程を行う。前記チャンバ１０２の内側上部面にはガス分配部１８０が配置される。前記ガス分配部１８０は、四角断面のトロイド形状である。前記ガス分配部１８０の下部面は、複数のガス噴射ホールを含む。前記ガス噴射ホールは、前記基板１０にガスを噴射して蒸着工程を行う。前記静電チャック１７０は、前記ガス分配部１８０の下部面で一定の半径上に一定の間隔を有して周期的に配置される。
【００５１】
前記ディスク１２４は、円板である。前記ディスク１２４は、その中心軸を中心に回転する。前記ディスク１２４は、一定の半径の円柱上に一定の間隔で配置された複数の安着ホール１２４ａを含む。前記安着ホールの個数は６つである。前記ディスク１２４の上部面には、電力分配部２５０が配置される。
【００５２】
前記自転板１６２は、前記安着ホール１２４ａ又は第１回転式コネクタ構造体１５０に挿入されて配置される。前記自転板１６２は、前記ディスク１２４の回転に従って公転する。前記自転板１６２は、磁気ギヤ１４０、１３０、２３０を通じて公転しつつ自転する。前記自転の角速度は、前記磁気ギヤのギヤ比によって決定される。前記自転板１６２は、円板形状であり、金属、グラファイト、又はクオーツなどの材質である。前記自転板１６２は、前記静電チャック１７０を支えて、第１磁気ギヤ１４０と結合する。
【００５３】
前記第１回転式コネクタ構造体１５０は、前記自転板１６２を包むように配置され、前記安着ホール１２４ａに挿入されて配置される。前記第１回転式コネクタ構造体１５０は、互いに垂直に離隔して配置された上部ベアリング及び下部ベアリング、前記上部ベアリングと前記下部ベアリングとの間に配置されたスリップリングの本体、前記スリップリングの本体の外周面に配置され、リング状の少なくとも一つのスリップリング、及び前記スリップリングに電気的に連結されるブラシを含む。前記第１回転式コネクタ構造体１５０は、真空用回転電気コネクタで、後に詳しく説明される。
【００５４】
前記上部ベアリングの上部面は、前記ディスク１２４の上部面と実質的に同一であり、前記下部ベアリングの下部面は、前記自転板１６２の下部面と実質的に同一である。上部ベアリングと上部下部ベアリングは、トロイド形状である。前記スリップリング本体は、トロイド形状であり、前記上部ベアリングと前記下部ベアリングとの間に配置され、回転することができ、電気的に絶縁されるか絶縁体で形成される。前記スリップリングは、前記スリップリング本体に外周面に露出されるように配置されて、前記ブラシと電気的に連結される。前記ブラシは、回転するスリップリング１５１と弾性を用いて電気的に接触して電気的連結を提供する。
【００５５】
前記静電チャック１７０は、前記自転板１６２の上部面に配置される。前記静電チャック１７０は、前記自転板１６２に形成された導線通路を通して延長される導線で電力の供給を受ける。前記静電チャック１７０は、導線通路を備え、前記導線通路を通る導線は静電電極と電気的連結を行う。
【００５６】
前記静電チャック１７０は、静電チャックの本体１７１と、前記静電チャックの本体の上部面で陥没された電極安着部１７１ａと、前記電極安着部１７１ａを満たす絶縁部材１７４と、前記絶縁部材に埋没した一対の静電電極１７２と、を含む。前記静電チャック１７０は、双極静電チャックとして動作する。前記静電チャック１７０の下部面は、前記ディスク１２４の上部面より高い。前記電極安着部１７１ａは、ディスク形態であり、前記電極本体部１７１の上部面と前記絶縁部材１７４の上部面は、実質的に同一である。前記絶縁部材１７４は、前記一対の静電電極１７２を包むように配置される。前記静電電極の下部面に配置された下部絶縁部材１７４ｂの厚さは、前記静電電極の上部面に配置された上部絶縁部材１７４ａの厚さより大きい。前記下部絶縁部材は、前記静電チャック本体に溶射コーティングを通じて形成され、前記静電電極が印刷されてコーティングされる。その次に、前記静電電極がパターニングされた後、前記上部絶縁部材は溶射コーティングを通じて形成される。前記絶縁部材１７４は、比抵抗によってクーロン（Ｃｏｕｌｏｍｂ）タイプの静電力又はジョンセン−ラーベク（Ｊｏｎｓｅｎ−Ｒａｈｂｅｋ）タイプの静電力を提供する。前記一対の静電電極１７２ａ、１７２ｂそれぞれは、同心円（ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ）構造のワッシャ形態である。第２静電電極１７２ｂは第１静電電極１７２ａを同心円構造で包み、前記一対の静電電極１７２ａ、１７２ｂは同一の平面に配置される。
【００５７】
前記静電電極１７２は、同心円構造の第１静電電極１７２ａと第２静電電極１７２ｂを含み、前記第１静電電極と前記第２静電電極との間に直流高電圧が印加される。これに従って、前記静電チャック上に配置された基板は、静電吸引力によって固定される。
【００５８】
ディスク支持台１２２は、前記ディスクの中心軸１２２で前記チャンバ１０２の下部面方向に延長する。前記ディスク支持台１２２は、円柱状であり、前記ディスク支持台１２２は、その内部に導線を配置することができる導線通路を含む。前記第１ＤＣライン２４０は、前記導線通路に配置される。前記ディスク支持台１２２は、前記ディスク１２４と固定結合する。
【００５９】
第２回転式コネクタ構造体１１２は、前記蛇管構造体１１６を貫通する前記ディスク支持台１２２の一端と軸結合して回転運動を提供し、電気的コネクションを提供する。前記第２回転式コネクタ構造体１１２は、実質的に第１回転式コネクタ構造体１５０と同一の機能を行う。前記第２回転式コネクタ構造体１１２は、スリップリングである。ブラシは電力供給源１１４に連結され、前記ブラシは前記第２回転式コネクタ構造体を通じて回転する前記ディスク支持台１２２に沿って延長される導線通路に配置された第１ＤＣライン２４０に電力を供給する。前記電力は、前記ＤＣライン２００及び前記第１回転式コネクタ構造体１５０を通じて前記静電チャック１７０に提供される。電力供給源１１４は、正の直流電圧と負の直流電圧を出力する。
【００６０】
回転駆動部１１０は、前記ディスク支持台１１２の一端に結合して前記ディスク支持台１２２を回転させる。前記回転駆動部１１０は、モータである。前記蛇管構造体１１６の伸縮性によって、前記回転駆動部１１０、前記第２回転式コネクタ構造体１１２、前記ディスク支持台１２２、及び前記ディスク１２４は垂直運動する。
【００６１】
第１磁気ギヤ１４０は、前記自転板１６２の下部面にそれぞれ固定されて、前記自転板１６２及び前記静電チャック１７０に回転力を提供する。前記第２磁気ギヤ１３０は、前記ディスク１２４の下部に配置されて前記チャンバに固定される。第３磁気ギヤ２３０は、前記ディスクの下部面に回転するように固定され、前記第１磁気ギヤと前記第２磁気ギヤとの間にそれぞれ配置されて回転比を調節する。前記ディスク１２４が公転するに従って前記第１磁気ギヤ及び前記第３磁気ギヤは自転する。
【００６２】
前記静電チャック１７０及び前記自転板１６２それぞれは、少なくとも３つの垂直貫通ホールを含む。前記垂直貫通ホールは、前記静電チャック及び前記自転板で互いに垂直に整列する。前記ディスク及び自転板が停止された場合、前記基板を持ち上げるリフト―ピン１９４が前記垂直貫通ホールを通じて挿入される。前記リフト―ピン１９４は、リフト―ピン駆動部１９２によって垂直線形運動する。
【００６３】
前記ＤＣラインは、前記電力供給源１１４で前記ディスク支持台１２２を貫通する第１ＤＣライン２４０と、前記第１ＤＣライン２４０を前記複数の静電チャック１７０それぞれに連結するために前記第１ＤＣライン２４０を分配する電力分配部２５０と、前記電力分配部２５０で前記複数の静電チャック１７０それぞれに連結される複数の第２ＤＣライン２６０と、を含む。前記ＤＣライン２００は、絶縁体でコーティングされる。前記前記ＤＣライン２００を構成する部品は、アルミニウム材質であり、アノダイてジング処理されて、絶縁体でコーティングされる。
【００６４】
前記電力分配部は、外側半径方向に突出した複数の第１連結端子を備え、正の電圧で帯電され、前記ディスクの上部面に配置される内側電力分配リングと、内側半径方向に突出した第２連結端子を備え、負の電圧で帯電され、前記ディスクの上部面に配置される外側電力分配リングと、を含む。
【００６５】
前記内側電力分配リングは、半径の一部が切断されたスナップリング形状であり、前記外側電力分配リングは、半径の一部が切断されたスナップリング形状であり、前記内側電力分配リングの切断部位と前記外側電力分配リングの切断部位は、互いに反対側に配置される。
【００６６】
前記第１ＤＣラインは、第１正のＤＣライン及び第１負のＤＣラインを含む。前記内側電力分配リングは、前記第１正のＤＣラインの一端と前記内側電力分配リングの切断部位の反対側を連結する第１連結部位を含む。前記外側電力分配リングは、前記第１負のＤＣラインの一端と前記外側電力分配リングの切断部位の反対側を連結する第２連結部位を含む。
【００６７】
電力分配部は、前記第１連結端子に連結され、前記ディスクを貫通して延長される第１コンタクトプラグと、前記第２連結端子に連結され、前記ディスクを貫通して延長される第２コンタクトプラグと、をさらに含む。
【００６８】
前記第２ＤＣラインは、第２正のＤＣライン及び第２負のＤＣラインを含む。前記第２正のＤＣラインの一端は、前記第１コンタクトプラグに連結され、前記第２正のＤＣラインは、前記ディスクの下部面から延長される。前記第２負のＤＣラインの一端は、前記第２コンタクトプラグに連結され、前記第２負のＤＣラインは、前記ディスクの下部面から延長される。前記第２正のＤＣライン及び前記第２負のＤＣラインそれぞれは、Ｖ字型に曲がる。
【００６９】
前記第２正のＤＣライン及び前記第２負のＤＣラインは、第１回転式コネクタ構造体に連結される。前記第１コンタクトプラグと前記第２コンタクトプラグは、一定の半径上に一対を成すように配置される。
【００７０】
第１正のＤＣライン２４０ａ及び第１負のＤＣライン２４０ｂは、前記ディスク１２４及び前記ディスク支持台１２２を貫通して並行に配置される。前記第１正のＤＣライン２４０ａは正の直流電圧に連結され、前記第１負のＤＣライン２４０ｂは負の直流電圧に連結される。前記第１正のＤＣライン２４０ａ及び第１負のＤＣライン２４０ｂは、アルミニウム材質であり、円柱状である。前記第１正のＤＣライン２４０ａ及び第１負のＤＣライン２４０ｂは、絶縁体でコーティングされて絶縁される。
【００７１】
内側電力分配リング２５２は、前記第１正のＤＣライン２４０ａに電気的に連結され、前記ディスク１２４の上部面に配置される。前記内側電力分配リング２５２は、絶縁体でコーティングされて絶縁される。前記内側電力分配リング２５２は、半径の一部が切断されたスナップリング形状である。前記内側電力分配リング２５２は、前記第１正のＤＣライン２４０ａの一端と前記内側電力分配リングの切断部位の反対側を連結する第１の連結部位２５２ｂを含む。前記内側電力分配リングの中心軸は、実質的に前記第１正のＤＣラインに整列される。
【００７２】
前記内側電力分配リング２５２は、一定の厚さを有する帯の形である。前記内側電力分配リング２５２は、絶縁体でコーティングされて絶縁される。前記内側電力分配リング２５２は、円周上に一定の間隔で外側に突出されるように配置された複数の第１連結端子２５２ａを含む。
【００７３】
外側電力分配リング２５４は、前記第１負のＤＣライン２４０ｂに電気的に連結され、前記ディスク１２４の上部面に配置される。前記外側電力分配リング２５４は、前記内側電力分配リング２５２を包むように配置され、同一の中心軸を有する。前記外側電力分配リング２５４は、半径の一部が切断されたスナップリング形状である。前記内側電力分配リングの切断部位と前記外側電力分配リングの切断部位は、互いに反対側に配置される。前記外側電力分配リング２５４は、前記第１負のＤＣラインの一端と前記外側電力分配リングの切断部位の反対側を連結する第２連結部位２５４ｂを含む。前記外側電力分配リング２５４は、一定の厚さを有する帯の形である。前記外側電力分配リングは、絶縁体でコーティングされて絶縁される。前記外側電力分配リング２５４は、円柱上一定の間隔で内側に突出されるように配置された複数の第２連結端子２５４ａを含む。
【００７４】
第１コンタクトプラグ２５３は、前記第１連結端子２５２ａと電気的に連結され、前記ディスク１２４を貫通して前記ディスクの下部面まで延長される。前記第１コンタクトプラグ２５３は、導電体で製作され、外周面は絶縁体でコーティングされて絶縁される。
【００７５】
第２コンタクトプラグ２５５は、第２連結端子２５４ａと電気的に連結され、前記ディスク１２４を貫通して前記ディスクの下部面まで延長される。前記第２コンタクトプラグ２５５は、導電体で製作され、外周面は絶縁体でコーティングされて絶縁される。前記第１コンタクトプラグと前記第２コンタクトプラグは、互いに隣接して配置されて一対を成す。前記第１コンタクトプラグと前記第２コンタクトプラグは、一定の半径上に交番して配置される。
【００７６】
第２ＤＣライン２６０は、第２正のＤＣライン２６０ａと第２負のＤＣライン２６０ｂを含む。前記第２正のＤＣライン２６０ａは、前記ディスクの下部面から延長され、前記第１コンタクトプラグ２５３と電気的に連結される。第２負のＤＣライン２６０ｂは、前記ディスクの下部面から延長され、前記第２コンタクトプラグ２５５と電気的に連結される。前記第２正のＤＣライン２６０ａ及び前記第２負のＤＣライン２６０ｂそれぞれは、Ｖ字型に曲がる。前記第２正のＤＣライン２６０ａと前記第２負のＤＣライン２６０ｂは、互いに並行に延長され、前記第１回転式コネクタ構造体１５０のブラシに連結される。これによって、前記静電チャックは、正の電圧及び負の電圧の供給を受ける。
【００７７】
上部カバー２５９は、前記ディスク上に配置され、前記内側電力分配リング２５２及び前記外側電力分配リング２５４を覆うように配置される。前記上部カバー２５９は、円板形状であり、前記静電チャックが配置される位置で半円形状に陥没された切断部位２５９ａである。前記上部カバー２５９は、誘電体の材質で形成される。前記上部カバーの下部面には、ワッシャ形状の陥没部位（図示せず）が配置されて、前記陥没部位に前記内側電力分配リング２５２及び前記外側電力分配リング２５４が配置される。前記陥没部位は、中心方向に対向するように延長される一対のトレンチと連続的に連結される。前記一対のトレンチは、前記第１の連結部位２５２ｂ及び前記第２連結部位２５４ｂを覆うよう配置される。
【００７８】
［回転電気コネクタ］
本発明の一実施例による回転電気コネクタは、静電チャックを自転させつつ前記静電チャックに電気的連結を提供する。前記回転電気コネクタは、真空チャンバ内に配置された場合、寄生直流プラズマ放電を抑制するように対向して配置されたブラシを含む。前記回転電気コネクタは、スリップリングであり、正の電極リングと負の電極リングとの間に寄生放電を抑制する。
【００７９】
本発明の一実施例によれば、前記回転電気コテクタに正／負高電圧が印加された場合にも、ＤＣプラズマ放電が起こらないよう絶縁バリア及びブラシの位置を変更して工程ウィンドウ（Ｗｉｎｄｏｗ）を拡張し、ハードウェアの安全性を確保できる。
【００８０】
通常のスリップリングは、大気圧で使用されるが、真空チャンバ内部で高真空状態になったとき、直流放電が発生して真空チャンバ内では使用できない。
【００８１】
本発明の一実施例によれば、回転電気コネクタの上部に取り付けられる静電チャックに高電圧を印加するために、前記回転電気コネクタの絶縁バリアの構造及びブラシの位置及び構造を変更して、寄生放電を抑制した。これによって、真空チャンバ内で工程を進行する場合、寄生ＤＣ放電によるガス漏れ（ｇａｓ  ｌｅａｋａｇｅ）の発生など問題を克服することができる。
【００８２】
本発明の一実施例による回転電気コネクタは、一対の電極リングの間の放電経路を増加させることによって寄生放電を抑制する。また、絶縁バリアの構造を突起を有する構造に変更して、寄生放電経路を増加することで寄生放電を抑制する。
【００８３】
本発明の一実施例による回転電気コネクタは、高電圧を静電チャックに伝達しつつ寄生放電を抑制することができ、高電圧で静電チャックを動作させて基板吸入力を増加させることができ、前記静電チャックの公転及び自転速度を増加させることができるため、工程均一度及びエッチング率を向上させることができる。
【００８４】
また、前記回転電気コネクタは、寄生放電を抑制し、基板チャッキング時に発生する漏出（ｌｅａｋａｇｅ）を統制する。また、前記漏出による基板のスリップ問題も改善された。また、寄生放電又はアークを発生しないようにして、維持管理費が減少する。
【００８５】
図７は、本発明の一実施例による蓋が除去された真空用回転電気コネクタを示す斜視図である。
【００８６】
図８は、図７のＩ−Ｉ’線に沿って切った断面図である。
【００８７】
図９は、図７のＢ−Ｂ’線に沿って切った断面図である。
【００８８】
図１０は、図７の回転電気コネクタの入力コネクタ絶縁ブロックを示す斜視図である。
【００８９】
図１１は、図７のブラシを示す斜視図である。
【００９０】
図７ないし図１１に示すように、真空用回転電気コネクタ３００は、絶縁体材質で形成され、円筒形状の回転子３５５と、前記回転子３５５の側面を包むように配置され、互いに離隔して配置される上部導電リング３５１ａ及び下部導電リング３５１ｂと、前記上部導電リングと前記下部導電リングとの間に配置された中間絶縁バリア３７３と、を含む。前記中間絶縁バリア３７３は、前記上部導電リング３５１ａと前記下部導電リング３５１との間のプラズマの形成を遮断する。
【００９１】
上部絶縁バリア３７１は、前記上部導電リング３５１ａの上部に配置され、下部絶縁バリア３７４は、前記下部導電リング３５１ｂの下部に配置される。前記中間絶縁バリア３７３は、前記上部絶縁バリア３７１及び前記下部絶縁バリア３７４より外半径方向に突出される。
【００９２】
上部ベアリング３５４ａは、前記回転子３５５の上部側面に配置され、下部ベアリング３５４ｂは、前記上部ベアリングと垂直に整列され、前記回転子３５５の下部側面に配置される。
【００９３】
固定子３６３は、前記上部ベアリングと前記下部ベアリングと接触し、前記上部絶縁バリア３７１、前記下部絶縁バリア３７４、及び前記中間絶縁バリア３７３を包むように配置される。
【００９４】
前記回転子３５５は、前記上部ベアリング３５４ａと前記下部ベアリング３５４ｂによって回転する。前記回転子３５５は、基本的に円筒形状である。前記回転子３５５の内部には静電チャック又は静電チャックを支持するための支持部が配置される。前記回転子３５５は、絶縁体で形成され、具体的にエンジニアリングプラスチックである。前記回転子３５５の外側壁には、リング状の陥没部分が配置され、前記陥没部位に前記上部絶縁バリア３７１、前記中間絶縁バリア３７３、及び前記下部絶縁バリア３７４が挿入されて整列され、固定される。前記回転子３５５が前記上部ベアリング及び下部ベアリングを搭載して回転することによって、前記上部導電リング３５１ａ及び下部導電リング３５１ｂは共に回転する。
【００９５】
前記回転子本体３５５ａの上部外側面には上部突起を備え、前記上部突起に前記上部ベアリングが挿入される。前記回転子本体３５５ａの下部外側面には下部突起を備え、前記下部突起に前記下部ベアリング３５４ｂが挿入される。前記第１出力コネクタ３６５ａは、前記上部導電リング３５１ａに導電性ワイヤを通じて連結され、前記第２出力コネクタ３６５ｂは、前記下部導電リング３５１ｂに導電性ワイヤを通じて連結される。前記第１出力コネクタ３６５ａは静電チャックに正の高電圧を提供し、前記第２出力コネクタ３６５ｂは静電チャックに負の高電圧を提供する。
【００９６】
上部導電リング３５１ａ及び下部導電リング３５１ｂは、導電体で形成され、リング状である。前記上部導電リング３５１ａは正の高電圧が印加され、前記下部導電リング３５１ｂは負の高電圧が印加される。前記上部導電リング３５１ａと前記下部導電リング３５１ｂは、前記中間絶縁バリア３７３によって絶縁される。前記上部導電リング３５１ａと前記下部導電リング３５１ｂは、直接真空状態に露出されるため、前記中間絶縁バリア３７３が十分に電場を遮断しない場合、寄生放電を誘発する。これによって、前記中間絶縁バリア３７３は十分に外半径方向に延長される。これによって、露出した部位で前記上部導電リングと前記下部導電リングとの間の寄生放電経路を増加させて寄生放電を遮断する。寄生放電は放電経路が長いほど減少し、寄生放電は放電空間が小さいほど減少する。
【００９７】
絶縁バリア３７０は、前記上部導電リング３５１ａと前記下部導電リング３５１ｂとの間の外側寄生放電経路を増加させるように外半径方向に突出する。また、前記絶縁バリア３７０は、前記上部導電リングと前記下部導電リングとの間の内側寄生放電経路を増加させるように前記上部導電リング３５１ａと前記下部導電リング３５１ｂの内側面を包むように配置され、曲がりくねる寄生放電経路を提供する。
【００９８】
前記中間絶縁バリア３７３は、絶縁破壊電圧が十分に高い絶縁体で形成される。前記中間絶縁バリア３７３は、円形のワッシャ形状である。前記中間絶縁バリア３７３の外直径は、前記上部絶縁バリア３７１及び前記下部絶縁バリア３７４の外側径より大きい。前記中間絶縁バリア３７３の内半径は実質的に前記上部絶縁バリア３７１及び前記下部絶縁バリア３７４の内半径と同一である。
【００９９】
前記上部絶縁バリア３７１及び前記下部絶縁バリア３７４は、円形のワッシャ形状である。前記上部絶縁バリア３７１又は中間絶縁バリア３７３は、前記上部導電リング３５１ａの内側面に接触するように突出される。前記下部絶縁バリア３７４又は中間絶縁バリア３７３は、前記下部導電リング３５１ｂの内側面に接触するように突出する。これによって、前記上部導電リング３５１ａの内側面は、前記上部絶縁バリア３７１又は中間絶縁バリア３７３によって追加的に絶縁される。また、前記下部導電リング３５１ｂの内側面は、前記下部絶縁バリア３７４又は中間絶縁バリア３７３によって追加的に絶縁される。これによって、前記上部導電リングと前記下部導電リングとの間の寄生放電経路を遮断する。また、前記上部導電リングと前記下部導電リングとの間の寄生放電経路を増加させて寄生放電を遮断する。
【０１００】
前記上部絶縁バリア３７１の内側面は、前記中間絶縁バリア３７３方向に突出される。前記中間絶縁バリア３７３の内側面は、前記下部絶縁バリア３７４方向に突出される。前記下部絶縁バリア３７４の内側上部面は、前記中間絶縁バリア３７３方向に突出されて前記中間絶縁バリアの突出部位と突起を有して結合する。上部補助絶縁バリア３７２は、前記上部絶縁バリア３７１と前記中間絶縁バリア３７３との間に配置される。前記上部補助絶縁バリア３７２は、前記上部絶縁バリア３７１の突出部位と突起を有して結合する。前記上部補助絶縁バリア３７２は、前記上部導電リング３５１ａの内側面に結合する。前記絶縁バリアの構造は、放電経路を曲がりくねらせて寄生放電を抑制する。
【０１０１】
前記固定子３６３は、円筒形状であり、前記固定子の側面３６３の一部が垂直に切断された切断面３６３ｃを備える。入力コネクタ絶縁ブロック３６６は、長さ方向に延長され、前記切断面３６３ｃに沿って配置される。第１入力端子３６７ａ及び第２入力端子３６７ｂは、それぞれ前記入力コネクタ絶縁ブロック３６６に互いに離隔して配置される。前記第１入力端子３６７ａは正の高電圧の入力を受け、前記第２入力端子３６７ｂは負の高電圧の入力を受ける。前記入力コネクタ絶縁ブロック３６６は、前記内部空間３６３ｃに突出する。
【０１０２】
前記入力コネクタ絶縁ブロックの突出部分３６６ａは、その内部に長さ方向に形成されたホールを含み、前記ホールに沿って進行する導線３６９は電気的配線を行う。前記導線は、絶縁体でコーティングされる。
【０１０３】
第１絶縁ブラシ支持部３６１ａは、前記固定子のトロイド形状の内部空間３６３ｃに配置される。前記第１絶縁ブラシ支持部３６１ａは、直角柱形状である。前記第１絶縁ブラシ支持部３６１ａは、前記内部空間に挟まれて固定される。上部ブラシ３６２ａは、前記第１絶縁ブラシ支持部３６１ａに固定され、前記上部導電リング３５１ａと電気的に接触する。上部ブラシ３６２ａは、弾性を有する導電性ワイヤ又はストリップに形成され、Ｕ字型である。
【０１０４】
第２絶縁ブラシ支持部３６１ｂは、前記固定子の内部空間に配置され、前記第１絶縁ブラシ支持部３６１ａを対向するように配置される。前記第２絶縁ブラシ支持部３６１ｂは、前記第１絶縁ブラシ支持部と同一の形状である。
【０１０５】
下部ブラシ３６２ｂは、前記第２絶縁ブラシ支持部３６１ｂに固定され、前記下部導電リングと電気的に接触する。前記下部ブラシ３６２ｂは、前記上部ブラシと同一の形状である。ただし、前記下部ブラシ３６２ｂは、前記下部導電リングと電気的に接触するように前記第２絶縁ブラシ支持部３６１ｂの下段部に固定される。上部ブラシ及び上部ブラシは、弾性を有する導電性ワイヤ又はストリップで形成され、Ｕ字型である。
【０１０６】
下部ブラシ３６２ｂは、前記固定子の中心軸を基準に方位角方向で前記上部ブラシ３６２ａ重ならないように配置される。好ましくは、前記下部ブラシは、前記下部ブラシと１８０度を有して対向するように配置される。これによって、前記下部ブラシと前記上部ブラシは、互いに寄生放電を抑制する。
【０１０７】
前記第１絶縁ブラシ支持部３６１ａと前記入力コネクタ絶縁ブロック３６６は、前記固定子の中心軸を基準に９０度の差を置いて配置される。前記第１出力端子３６５ａと第２出力端子３６５ｂは、前記回転子の中心軸を基準に１８０度の差を置いて配置される。前記上部ブラシ３６２ａは、前記第１入力端子３６７ａとワイヤ３６９を通じて連結され、前記下部ブラシ３６２ｂは、前記第２入力端子３６７ｂとワイヤを通じて連結される。前記上部ブラシ３６２ａと前記下部導電リングとの間に寄生放電を抑制するように、前記中間絶縁バリア３７３は前記上部ブラシ支持部３６１ａと最低限の公差を有するように配置される。
【０１０８】
図１２は、本発明の他の実施例によるブラシ支持部を説明する斜視図である。
【０１０９】
図１３は、図１２のブラシ支持部を備えた真空用回転電気コネクタを説明する断面図である。
【０１１０】
図１２及び図１３に示すように、真空用回転電気コネクタ４００は、絶縁体の材質で形成され、円筒形状の回転子３５５と、前記回転子の上部側面に配置された上部ベアリング３５４ａ前記上部ベアリングと垂直に整列され、前記回転子の下部側面に配置された下部ベアリング３５４ｂと、前記回転子の側面を包むように配置され、互いに離隔して配置される上部導電リング３５１ａ及び下部導電リング３５１ｂと、前記上部導電リングと前記下部導電リングとの間に配置され、前記回転子を包むように配置されたワッシャ形状の絶縁バリア３７０と、前記上部ベアリングと前記下部ベアリングと接触し、前記絶縁バリア、前記上部導電リング及び前記下部導電リングを包むよう配置された固定子３６３と、前記上部導電リングと電気的に接触する上部ブラシ４６２ａと、前記固定子の中心軸を基準に方位角方向に前記上部ブラシ４６２ａと重ならないように前記上部ブラシを対向するように配置された下部ブラシ４６２ｂと、を含む。
【０１１１】
前記上部ブラシ４６２ａと前記下部ブラシ４６２ｂは、互いに重ならないように方位角方向に離隔して配置される。好ましくは、前記上部ブラシ４６２ａと前記下部ブラシ４６２ｂは、固定子の中心軸を基準に１８０度間隔に配置される。
【０１１２】
前記上部ブラシ４６２ａと前記下部導電リングとの間に寄生放電を抑制するように、前記絶縁バリア３７０は、前記上部ブラシ支持部４６１ａと最低限の公差を有するように配置される。前記上部ブラシ支持部４６１ａ及び前記下部ブラシ支持部４６１ｂは、寄生放電空間を減少させるために円弧形状である。前記上部ブラシ支持部４６１ａ及び前記下部ブラシ支持部４６１ｂそれぞれは円弧形状であり、内側面で突出された下部突出部４６１ｃ及び上部突出部４６１ｄを備える。前記下部ブラシの一部は、前記下部突出部に埋め立てられ、絶縁される。また、前記上部ブラシの一部は、前記上部突出部に埋め立てられ絶縁される。
【０１１３】
前記絶縁バリア３７０は、前記上部ブラシをガイドする上部絶縁バリア３７１、前記下部ブラシをガイドする下部絶縁バリア３７４、及び前記上部ブラシと前記下部ブラシを絶縁してガイドする中間絶縁バリア３７３を含む。上部補助絶縁バリア３７２は、前記上部絶縁バリア３７１と前記中間絶縁バリア３７３との間に配置される。前記絶縁バリア３７０を構成する部品は、前記上部ブラシ４６２ａと前記下部導電リングの内側の寄生放電を抑制するために曲がりくねる寄生放電経路を提供する。
【０１１４】
図１４は、本発明の一実施例による基板処理装置の磁気ギヤを説明する平面図である。
【０１１５】
図１５は、図１４の基板処理装置を説明する断面図である。
【０１１６】
図１６は、図１４の静電チャック及び回転電気コネクタを説明する拡大図である。
【０１１７】
図１４ないし図１６に示すように、本発明の一実施例による基板処理装置１０００は、中心軸から一定の半径上に周期的に配置された複数の安着ホール１１２４ａを含み、チャンバ内に配置されて回転する第１ディスク１１２４と、前記安着ホールにそれぞれ配置され、前記第１ディスクの回転に従って共に公転しつつ自転する複数の静電チャック１１７０と、前記安着ホールにそれぞれ配置されて前記静電チャックに自転運動を提供しつつ電気的連結を提供する第１回転電気コネクタ３００と、を含む。前記第１回転電気コネクタ３００は、上述した真空回転電気コネクタ３００である。
【０１１８】
第１回転電気コネクタ３００それぞれは、絶縁体の材質で形成され、円筒形状の回転子３５５と、前記回転子の側面を包むように配置され、互いに離隔して配置される上部導電リング３５１ａ及び下部導電リング３５１ｂと、前記上部導電リングと前記下部導電リングとの間に配置される絶縁バリア３７０と、を含む。前記絶縁バリア３７０は、前記上部導電リングと前記下部導電リングのプラズマの形成を遮断する。
【０１１９】
第１回転電気コネクタ３００それぞれは、絶縁体の材質で形成され、円筒形状の回転子３５５と、前記回転子の上部側面に配置された上部ベアリング３５４ａと、前記上部ベアリングと垂直に整列され、前記回転子の下部側面に配置された下部ベアリング３５４ｂと、前記回転子の側面を包むように配置され、互いに離隔して配置される上部導電リング３５１ａ及び下部導電リング３５１ｂと、前記上部導電リングと前記下部導電リングとの間に配置され、前記回転子を包むように配置される絶縁バリア３７０と、前記上部ベアリングと前記下部ベアリングと接触し、前記絶縁バリア、前記上部導電リング及び前記下部導電リングを包むように配置された固定子３６３と、前記上部導電リングと電気的に接触した上部ブラシ３６２ａと、前記固定子の中心軸を基準に方位角方向に回転して互いに重ならないように配置された下部ブラシ３６２ｂと、を含む。
【０１２０】
前記チャンバ１１０２は、円筒形チェンバである。前記チャンバ１１０２は薄膜蒸着工程又は基板表面処理工程を行う。前記チャンバ１１０２の内側上部面には、ガス分配部１１８０が配置される。前記ガス分配部１１８０は、四角断面のトロイド形態である。前記ガス分配部１１８０の下部面は、複数のガス噴射ホールを含む。前記ガス噴射ホールは、前記基板１０にガスを噴射して蒸着工程を行う。前記静電チャック１１７０は、前記ガス分配部１１８０の下部面で一定の半径上に一定の間隔を有して周期的に配置される。
【０１２１】
前記第１ディスク１１２４は円板である。前記第１ディスク１１２４は、その中心軸を中心に回転する。前記第１ディスク１１２４は、一定の半径の円柱上に一定の間隔に配置された複数の安着ホール１１２４ａを含む。前記安着ホールの個数は６つである。前記第１ディスク１１２４には、電力分配部１２５０が配置される。
【０１２２】
前記第２ディスク１１６２は、前記安着ホール１１２４ａ又は前記第１回転電気コネクタ３００に挿入されて配置される。前記第２ディスク１１６２は、前記第１ディスク１１２４の回転によって公転する。前記第２ディスク１１６２は、磁気ギヤ１１４０、１１３０、１２３０を通じて公転しつつ自転する。前記自転の角速度は、前記磁気ギヤのギヤ比によって決定される。前記第２ディスク１１６２は円板形状であり、金属、グラファイト、又はクオーツなどの材質である。前記第２ディスク１１６２は、前記静電チャック１１７０を支え、第１磁気ギヤ１１４０と結合する。
【０１２３】
前記第１回転電気コネクタ３００は、前記第２ディスク１１６２を包むように配置され、前記安着ホール１１２４ａに挿入されて配置される。前記上部ベアリングと上部下部ベアリングは、トロイド形状である。前記回転子３５５は、トロイド形状であり、前記上部ベアリングと前記下部ベアリングとの間に配置され、回転することができ、電気的に絶縁されるか絶縁体で形成される。
【０１２４】
前記静電チャック１１７０は、前記第２ディスク１１６２の上部面に配置される。前記静電チャック１１７０は、前記第２ディスク１１６２に形成された導線通路を通して延長される導線で電力の供給を受ける。前記静電チャック１１７０は導線通路を備え、前記導線通路を通る導線は静電電極と電気的連結を行う。前記静電チャック１１７０は、絶縁部材１１７４及び前記絶縁部材に埋没した一対の静電電極１１７２を含む。前記静電チャック１１７０は、双極静電チャックで動作する。前記静電チャック１１７０の下部面は、前記第１ディスク１１２４の上部面より高い。前記絶縁部材１１７４は、前記一対の静電電極１１７２を包むように配置される。前記静電電極の下部面に配置された下部絶縁部材の厚さは、前記静電電極の上部面に配置された上部絶縁部材の厚さより大きい。前記下部絶縁部材は、前記静電チャック本体に溶射コーティングを通じて形成され、前記静電電極が印刷されてコーティングされる。その次に、前記静電電極がパターニングされた後、前記上部絶縁部材は溶射コーティングを通じて形成される。前記絶縁部材１１７４は、比抵抗によってクーロン（Ｃｏｕｌｏｍｂ）タイプの静電力又はジョンセン−ラーベク（Ｊｏｎｓｅｎ−Ｒａｈｂｅｋ）タイプの静電力を提供する。前記一対の静電電極１１７２それぞれは、同心円（ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ）構造のワッシャ形態である。第２静電静電電極は第１静電電極を同心円構造で包み、前記一対の静電電極１１７２は同一の平面に配置される。
【０１２５】
前記静電電極１１７２は、同心円構造の第１静電電極と第２静電電極を含み、前記第１静電電極と前記第２静電電極との間に直流高電圧が印加される。これによって、前記静電チャック上に配置された基板は、静電吸引力によって固定される。
【０１２６】
第１ディスク中心軸１１２２は、前記第１ディスク１１２４の中心軸からチャンバ１１０２の下部面方向に延長される。前記第２ディスク中心軸１１２２は円柱状であり、前記第２ディスク中心軸１１２２はその内部に導線を配置することができる導線通路を含む。電力分配部１２５０の一部は、前記導線通路に配置される。前記第１ディスク中心軸１１２２は、前記第１ディスク１１２４と固定結合する。
【０１２７】
第２回転電気コネクタ１１１２は、前記蛇管構造体１１１６を貫通する前記第１ディスク中心軸１１２２の一端と軸結合して回転運動を提供し、電気的連結を提供する。前記第２回転電気コネクタ１１１２は、実質的に第１回転電気コネクタ３００と同一の機能を行う。前記第２回転電気コネクタ１１１２はスリップリングである。ブラシは外部直流電源１１１４に連結され、前記ブラシは前記第２回転電気コネクタを通じて回転する前記第１ディスク中心軸１１２２に沿って延長される導線通路に配置された導線に電力を供給する。前記電力は、前記回転電気コネクタ３００を通じて前記静電チャック１１７０に提供される。外部直流電源１１１４は、正の直流電圧と負の直流電圧を出力する。
【０１２８】
回転駆動部１１１０は、前記第１ディスク中心軸１１１２の一端に結合して前記第１ディスク中心軸１１２２を回転させる。前記回転駆動部１１０はモータである。前記蛇管構造体１１１６の伸縮性によって、前記回転駆動部１１１０、前記回転電気コネクタ１１１２、前記第１ディスク中心軸１１２２、及び前記第１ディスク１１２４は垂直運動する。
【０１２９】
第１磁気ギヤ１１４０は、前記第２ディスク１１６２の下部面にそれぞれ固定されて前記第２ディスク１６２及び前記静電チャック１１７０に回転力を提供する。前記第２磁気ギヤ１１３０は、前記第１ディスク１１２４の下部に配置されて前記チャンバに固定される。第３磁気ギヤ１２３０は、前記第１ディスクの下部面に回転するように固定され、前記第１磁気ギヤと前記第２磁気ギヤとの間にそれぞれ配置されて回転比を調節する。前記第１ディスクが公転するに従って前記第１磁気ギヤ及び前記第３磁気ギヤは自転する。
【０１３０】
前記静電チャック１１７０及び前記第２ディスク１１６２それぞれは、少なくとも３つの垂直貫通ホールを含む。前記垂直貫通ホールは、前記静電チャック及び前記第２ディスクで互いに垂直に整列される。前記第１ディスク及び第２ディスクが停止された場合、前記基板を持ち上げるリフト―ピン１１９４が前記垂直貫通ホールを通じて挿入される。前記リフト―ピン１１９４は、リフト―ピン駆動部１１９２によって垂直線形運動する。
【０１３１】
電力分配部１２５０は、第１ディスク中心軸１１２２を貫通して配置される電力柱１２５１ａ、１２５１ｂ、前記第１ディスクの上部面及び下部面から延長され、前記第１ディスクを貫通するプラグを含む。電力分配部１２５０は、前記第１ディスクの内部、上部面、及び／又は下部面に沿って延長され、静電チャックに高電圧を分配する。上部カバー１２５９は、前記第１ディスク上に配置され、前記電力分配部の一部を覆うように配置される。
【０１３２】
以上、本発明においては、具体的な構成要素などの特定事項と限定された実施例及び図面によって説明されたが、これは本発明のより全般的な理解を深めるために提供されたものであって、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の属する分野において通常の知識を有する者であれば、このような記載から様々な修正及び変形が可能である。
【０１３３】
したがって、本発明の思想は説明された実施例に限定して定められてはならず、後述する特許請求範囲のみならず、この特許請求範囲と均等であるか、又は等価的変形がある全てのものは本発明の思想の範疇に属する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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