JP2010067588A

JP2010067588A - プラズマ処理装置

Info

Publication number: JP2010067588A
Application number: JP2009015002A
Authority: JP
Inventors: Byung Hee Koo; 炳熙丘
Original assignee: Advanced Display Process Engineering Co Ltd
Current assignee: Advanced Display Process Engineering Co Ltd
Priority date: 2008-09-11
Filing date: 2009-01-27
Publication date: 2010-03-25
Also published as: KR20100030783A; KR101083590B1

Abstract

【課題】本発明は、プラズマ処理装置に関し、より詳しくは、上部電極の温度を精密に制御することができるプラズマ処理装置に関する。
【解決手段】本発明によるプラズマ処理装置は、真空チャンバと、上記真空チャンバの内部下側に備えられ、基板を載置する下部電極と、上記真空チャンバの内部上側に備えられる上部電極と、上記上部電極を冷却する冷媒が流れる冷媒流路が形成された冷却板とを備え、上記冷媒流路は、上記上部電極の複数の領域を担当するように複数個形成され、上記複数の冷媒流路は、相互連結せずに別個に形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、プラズマ処理装置に関し、より詳しくは、上部電極の温度を精密に制御することができるプラズマ処理装置に関する。

一般的に、プラズマ処理装置は、半導体又は平板ディスプレイパネルを製造するのに利用される。

図１を参照して、一般的なプラズマ処理装置１００の構成を考察すると、真空チャンバ１１０の内部下側に備えられる下部電極１２０と、下部電極１２０に対向する上側に備えられ工程ガスを噴射する上部電極１３０とを備える。下部電極１２０及び上部電極１３０のうち、少なくともいずれか一つ以上にRF電源を認可してプラズマを生成し、このようなプラズマを利用して基板に成膜をするか、又は特定の薄膜をエッチングする。

より具体的に説明すれば、上部電極１３０は、反応ガス供給器（図示せず）と連通されるボディー１３１と、供給される反応ガスを均一に拡散させる拡散版１３２と、拡散版１３２を通して流入される反応ガスを基板に向かって噴射するシャワーヘッド１３４とを備える。

一方、上部電極１３０は、上部電極１３０の温度の上昇を防止するために、冷却板１３３を備える。上記冷却板１３３には、シャワーヘッド１３４の上面に密着し固定され、冷媒が流れる冷媒流路１３３ａが形成されている。このような冷却板１３３を備えることにより上部電極１３０の温度を安定的に制御することができる。

しかし、全体的に上部電極１３０の温度を制御することができるが、上部電極１３０は、センター領域とエッジ領域との温度偏差が存在し、これに対して対処することができないという問題点がある。特に、シャワーヘッド１３４の温度の高い部分においては、アノダイジング処理(Anodizing Process)された部分にクラックが生じて異物が発生し、反対に温度の低い部分には、堆積されたポリマーが落ちてまた異物が発生する。このような異物は、基板のプラズマ処理時の不良の原因となる。

特開２００４−３１１９３４

本発明は、前述の問題点を解決するために案出されたものであり、本発明の目的は、上部電極の温度を精密に制御することができるプラズマ処理装置を提供することである。

上記のような技術的課題を解決するために、本発明によるプラズマ処理装置は、真空チャンバと、上記真空チャンバの内部下側に備えられ、基板を載置する下部電極と、上記真空チャンバの内部上側に備えられる上部電極と、上記上部電極を冷却する冷媒が流れる冷媒流路が形成された冷却板とを備え、上記冷媒流路は、上記上部電極の複数の領域を担当するように複数個形成され、上記複数の冷媒流路は、相互連結せずに別個に形成される。

また、上記上部電極は、上記チェンバ内に供給される反応ガスを均一に拡散させる拡散版と、上記拡散版を通して流入される反応ガスを上記基板に向かって噴射するシャワーヘッドとを備えることが好ましい。

また、上記冷却板は、上記シャワーヘッドの上面又は底面に接するように固定し設けられることが好ましい。

また、上記冷媒流路は、上記上部電極のエッジ領域を担当する第１の冷媒流路と、上記上部電極のセンター領域を担当する第２の冷媒流路とを備えることが好ましい。

また、上記冷却板は、センター領域が開口され、上記第１の冷媒流路が形成される第１の冷却板と、上記第１のプレートの開口されたセンター領域に挿入され、上記第２の冷媒流路が形成される第２の冷却板とを備えることが好ましい。

また、上記冷媒流路は、上記上部電極の左側領域を担当する第３の冷媒流路と、上記上部電極の右側領域を担当する第４の冷媒流路とを備えることが好ましい。

また、上記冷却板は、上記第３の冷媒流路が形成される第３の冷却板と、上記第４の冷媒流路が形成される第４の冷却板とを備えることが好ましい。

また、上記冷媒流路は、上記上部電極の四つの隅領域を担当する第５の冷媒流路と、上記上部電極の四つの隅領域を除外した残り領域を担当する第６の冷媒流路とを備えることが好ましい。

また、上記冷却板は、上記第５の冷媒流路が形成される第５の冷却板と、上記第６の冷媒流路が形成される第６の冷却板とを備えることが好ましい。

また、上記第１の冷媒流路と第２の冷媒流路とに流れる冷媒の流量又は流速を個別に制御する制御部を更に備えることが好ましい。

本発明によれば、上部電極の温度を精密に制御することができる効果がある。従って、上部電極の領域別にプラズマ密度を制御するごとができ、また高熱や低熱による上部電極の損傷を防止することができる。

従来のプラズマ処理装置の構成図である。本発明に係る一実施例の構成図である。図２に示された実施例の主要部を示す図である。図２に示された実施例の主要部を示す図である。本発明に係る多様な実施例を示す図である。本発明に係る多様な実施例を示す図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明による実施例の構成及び作用を説明する。

図２を参照すれば、本発明に係る第1実施例（１）は、真空チャンバ１０の内部下側に備えられる下部電極２０と、下部電極２０に対向する上側に備えられ、工程ガスを噴射する上部電極３０とを備える。下部電極２０及び上部電極３０のうち、少なくともいずれか一つ以上にRF電源を印加してプラズマを生成する。

また、上部電極３０は、反応ガス供給器（図示せず）と連通されるボディー３１と、供給される反応ガスを均一に拡散させる拡散版３２と、拡散版３２を通して流入される反応ガスを基板に向かって噴射するシャワーヘッド３４と、上記シャワーヘッド３４の上面に付着され、冷媒が流れる冷媒流路が形成された冷却板４０とを備える。

図３ａ及び図３ｂを参照して、本実施例の冷却板４０を具体的に説明する。

本実施例の冷却板４０は、シャワーヘッドのエッジ領域のみに密着されるようにセンター領域が開口された第１の冷却板４２と、上記第１の冷却板４２の開口されたセンター領域に挿入されてシャワーヘッドのセンター領域のみに密着される第２の冷却板４１とを備える。

また、上記第１の冷却板４２には、冷媒が流れる第１の冷媒流路４２ｃが形成され、上記第２の冷却板４１には、第２の冷媒流路４１ｃが形成されるが、上記第１の冷媒流路４２ｃと第２の冷媒流路４１ｃは、相互連結せずに別個に形成される。即ち、第１の冷却板４２と第２の冷却板４１とには、それぞれ別個の冷媒流入口４２ａ、４１ａと冷媒排出口４２ｂ、４１ｂとが形成される。

また、上記第１の冷却板４２と第２の冷却板４１とに供給される冷媒の流量又は流速を、個別に制御する制御部（図示せず）が更に備えられる。

以下、図２を参照して、本発明による実施例の作動状態を説明する。真空チャンバ１０に基板を搬入し、下部電極２０上に基板を載置した状態で、反応ガスとRF電源を供給してプラズマを発生させ、基板に対して所定のプラズマ処理を行う。

このような工程の際にシャワーヘッド３４の温度を検出し、検出の結果、エッジ領域とセンター領域との間に温度偏差が発生すると、上記制御部を通して第１の冷媒流路４２ｃと第２の冷媒流路４１ｃとに供給される冷媒の流量又は流速を制御することにより、シャワーヘッド２４のエッジ領域とセンター領域との間に存在する温度偏差を減少させる。

図４を参照して、本発明による冷却板の第２実施例（５０）を説明する。示されたように、冷却板５０は、上部電極の左側領域を担当する第３の冷媒流路５１ａと、上部電極の右側領域を担当する第４の冷媒流路５２ａとを備える。上記第３の冷媒流路５１ａ及び第４の冷媒流路５２ａは、相互連結せずに別個に形成され、それぞれの冷媒流入口と冷媒流出口とが形成される。また、上記第３の冷媒流路５１ａが形成される第３の冷却板５１と、上記第４の冷媒流路５２ａが形成される第４の冷却板５２とを備える。

しかし、これとは違い、第３の冷媒流路５１ａと第４の冷媒流路５２ａとが、それぞれ別個に形成されるが、冷却板５０は一つに形成されることもある。

図５を参照すれば、本発明による冷却板の第３実施例（６０）を説明する。示されたように、冷却板６０は、上部電極の四つの隅領域をそれぞれ担当する４つの第５の冷媒流路（図示せず）と、上部電極の四つの隅領域を除外した領域を担当する第６の冷媒流路（図示せず）とを備える。上記第５の冷媒流路及び第６の冷媒流路は、相互連結せずに別個に形成され、これらには、それぞれの冷媒流入口と冷媒流出口とが形成される。また、上記第５の冷媒流路が形成される第５の冷却板６２と、上記第６の冷媒流路が形成される第６の冷却板６１とを備える。

しかし、これとは違い、第５の冷媒流路と第６の冷媒流路とが、それぞれ別個に形成されるが、冷却板６０は一つに形成されることもある。

１プラズマ処理装置、１０真空チャンバ、
２０下部電極、３０上部電極、３１ボディー、
３２ :拡散版、３４シャワーヘッド、４０冷却板、
４１第２の冷却板、４２第１の冷却板

Claims

真空チャンバと、
前記真空チャンバの内部下側に備えられ、基板を載置する下部電極と、
前記真空チャンバの内部上側に備えられる上部電極と、
前記上部電極を冷却する冷媒が流れる冷媒流路が形成された冷却板と、
を備え、
前記冷媒流路は、前記上部電極の複数の領域を担当するように複数個形成され、前記複数の冷媒流路は、相互連結せずに別個に形成されることを特徴とするプラズマ処理装置。
前記上部電極は、
前記チェンバ内に供給される反応ガスを均一に拡散させる拡散版と、
前記拡散版を通して流入される反応ガスを前記基板に向かって噴射するシャワーヘッドと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
前記冷却板は、前記シャワーヘッドの上面又は底面に接するように固定し設けられることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。
前記冷媒流路は、前記上部電極のエッジ領域を担当する第１の冷媒流路と、前記上部電極のセンター領域を担当する第２の冷媒流路とを備えることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
前記冷却板は、
センター領域が開口され、前記第１の冷媒流路が形成される第１の冷却板と、
前記第１のプレートの開口されたセンター領域に挿入され、前記第２の冷媒流路が形成される第２の冷却板と、
を備えることを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
前記冷媒流路は、前記上部電極の左側領域を担当する第３の冷媒流路と、前記上部電極の右側領域を担当する第４の冷媒流路とを備えることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
前記冷却板は、
前記第３の冷媒流路が形成される第３の冷却板と、
前記第４の冷媒流路が形成される第４の冷却板と、
を備えることを特徴とする請求項６に記載のプラズマ処理装置。
前記冷媒流路は、前記上部電極の四つの隅領域を担当する第５の冷媒流路と、前記上部電極の四つの隅領域を除外した残り領域を担当する第６の冷媒流路とを備えることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
前記冷却板は、
前記第５の冷媒流路が形成される第５の冷却板と、
前記第６の冷媒流路が形成される第６の冷却板と、
を備えることを特徴とする請求項８に記載のプラズマ処理装置。
前記第１の冷媒流路と第２の冷媒流路とに流れる冷媒の流量又は流速を個別に制御する制御部を、更に備えることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。