JP2022552122A - 基板処理装置｛ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ｝ - Google Patents

基板処理装置｛ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ｝ Download PDF

Info

Publication number
JP2022552122A
JP2022552122A JP2022519737A JP2022519737A JP2022552122A JP 2022552122 A JP2022552122 A JP 2022552122A JP 2022519737 A JP2022519737 A JP 2022519737A JP 2022519737 A JP2022519737 A JP 2022519737A JP 2022552122 A JP2022552122 A JP 2022552122A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lower electrode
plasma
electrode
substrate
upper electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022519737A
Other languages
English (en)
Inventor
ジオン，ブ－イル
パク，ジョン－イン
Original Assignee
チュソン エンジニアリング カンパニー，リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by チュソン エンジニアリング カンパニー，リミテッド filed Critical チュソン エンジニアリング カンパニー，リミテッド
Publication of JP2022552122A publication Critical patent/JP2022552122A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/509—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32091—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/02274—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

本発明の一実施例による基板処理装置は、工程チャンバと、工程チャンバの内側上部に配置され、前記工程チャンバの上部面と離隔して配置された上部電極と、前記上部電極と一定の間隔を有し、前記上部電極の下部で前記上部電極を対向するように配置される下部電極と、電気的に接地され、前記下部電極と一定の間隔を有し、前記下部電極の下部で前記下部電極を対向するように配置され、基板を装着する基板安置手段と、前記下部電極と接地との間、又は前記下部電極とＲＦ電源の出力端子との間に接続される可変キャパシタと、を含む。【選択図】図５

Description

本発明は、基板処理装置に関するものとして、より詳細には、１つのＲＦ電源からＲＦ電力を分配して互いに異なる領域に第１プラズマと第２プラズマをそれぞれ形成する基板処理装置に関する。
従来技術の基板処理装置においては、基板を支持する電極として動作する基板安置手段と前記基板安置手段と垂直に離隔されて互いに対向するように配置された上部電極を含む。前記上部電極にＲＦ電源が印加されると、前記上部電極と前記基板安置手段との間に容量結合プラズマが形成される。前記基板安置手段上に配置された基板は、プラズマ処理が行われる。前記プラズマは、反応ガスを分解して前記基板に薄膜を蒸着する。上部電極は、ガス供給部として動作し、前記上部電極から提供された複数のガスで構成された混合ガスは、前記上部電極の下部面に形成された複数のノズルによって噴出する。それに応じて、複数のノズルは、大面積基板にガスを均一に噴射する。前記上部電極は、噴射構造と電極の役割を兼ねる。前記上部電極表面の形状及びノズル形状の調整によって、大面積膜質及び成膜均一度の制御効果を提供する。しかし、前記上部電極と前記基板安置手段との間に形成されるバルクプラズマは、拡散特性に起因して大面積膜質及び成膜均一度の制御において制限的である。
近年、大面積平板ディスプレイの需要が増加するにつれて、高品質な有機物成膜が求められる。また、大面積封止工程又は酸化物半導体蒸着においては、２つのガスを交互に噴射して薄膜を形成する原子層蒸着法（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＡＬＤ）の必要性が高まっている。
本発明の解決しようとする技術的課題は、互いに積層された上部電極と下部電極との間にＲＦ電力を分配して互いに異なる領域で第１プラズマ及び第２プラズマをそれぞれ形成する基板処理装置を提供するものである。前記基板処理装置は、突出部を含む上部電極、前記突出部と整列された開口部を含む下部電極、及び接地された基板安置手段を含む平行板容量結合プラズマ装置である。前記上部電極に形成される第１ガス経路を通して第１ガスを基板に提供し、前記上部電極の突出部と前記基板安置手段との間に第１プラズマを形成する。また、前記上部電極と前記下部電極との間の第２ガス経路を通して第２ガスを基板に提供し、前記下部電極と前記基板安置手段との間に第２プラズマを形成する。前記第１プラズマと前記第２プラズマは、１つのＲＦ電源から電力の分配を受けてそれぞれ形成される。前記第１プラズマと前記第２プラズマを形成する電力分配比は、前記下部電極と接地との間に接続され、又は前記上部電極とＲＦ電源の出力端子と前記下部電極との間に接続された可変キャパシタの静電容量を調節して達成される。
本発明の解決しようとする技術的課題は、上部電極と下部電極それぞれにＲＦ電力を任意に分配して、プラズマ支援原子層蒸着を行う基板処理装置を提供するものである。
本発明の一実施例による基板処理装置は、工程チャンバと、前記工程チャンバ上部の上部面と離隔して下部方向に突出した複数の突出部を有する上部電極と、前記上部電極の下部に配置される下部電極と、電気的に接地され、前記下部電極を対向するように配置され、基板を装着する基板安置手段と、前記下部電極と接地との間又は前記下部電極とＲＦ電源との間に接続される可変キャパシタと、を含む。
本発明の一実施例において、前記上部電極は、前記ＲＦ電源に接続されて前記突出部と前記基板安置手段との間に第１プラズマを形成し、前記ＲＦ電力は、前記下部電極と前記基板安置手段との間に第２プラズマを形成する。
本発明の一実施例において、第１ガスは、前記突出部に形成された第１ノズルを通すことで前記基板安置手段に提供され、第２ガスは、前記上部電極の下部面に形成された第２ノズルを通し、前記開口部を通すことで前記基板安置手段に供給される。
本発明の一実施例において、前記突出部及び前記第１ノズルは、マトリックス状で周期的に配置され、前記第２ノズルは、前記第１ノズルと離隔してマトリックス状で周期的に配置される。
本発明の一実施例において、前記上部電極と前記下部電極との間に接続されたリアクティブ素子をさらに含む。
本発明の一実施例において、前記ＲＦ電源の出力端子は、前記上部電極に接続され、前記ＲＦ電源のＲＦ電力は、前記上部電極と前記下部電極との間の寄生キャパシタを通して前記下部電極に伝達され、前記可変キャパシタは、前記下部電極と接地との間に接続される。
本発明の一実施例において、前記ＲＦ電源の出力端子は、前記上部電極に接続され、前記可変キャパシタは、前記上部電極と前記下部電極との間に接続され、前記ＲＦ電源のＲＦ電力は、前記上部電極と前記下部電極との間の寄生キャパシタ及び前記可変キャパシタを通して前記下部電極に伝達される。
本発明の一実施例において、前記上部電極と前記下部電極との間に接続される固定インダクタをさらに含む。
本発明の一実施例による基板処理装置は、工程チャンバの上部に配置され、前記工程チャンバの上部面と離隔して配置された上部電極と、前記上部電極と一定の間隔を有し、前記上部電極の下部に配置され、前記上部電極を対向するように配置される下部電極と、電気的に接地され、前記下部電極と一定の間隔を有し、前記下部電極の下部に配置され、前記下部電極を対向するように配置され、基板を装着する基板安置手段と、前記下部電極と接地との間、又は前記下部電極とＲＦ電源の出力端子との間に接続される可変キャパシタと、を含む。前記上部電極は、前記下部電極方向に突出した複数の突出部を含み、前記突出部は、前記下部電極に形成された開口部にそれぞれ整列される。前記基板処理装置の動作方法において、第１ガスを前記突出部に形成された第１ノズルを通すことで前記基板安置手段に提供する段階と、第２ガスを前記下部電極の下部面に形成された第２ノズルを通し、前記開口部を通すことで前記基板安置手段に供給する段階と、ＲＦ電源は、前記上部電極にＲＦ電力を提供して前記突出部と前記基板安置手段との間に第１プラズマを形成する段階と、前記ＲＦ電源は、前記上部電極に提供されたＲＦ電力を前記下部電極に分配して前記下部電極と前記基板安置手段との間に第２プラズマを形成する段階と、を含む。
本発明の一実施例において、前記第１プラズマ及び第２プラズマは、同時に形成される。
本発明の一実施例において、前記可変キャパシタの静電容量を変更する段階をさらに含む。
本発明の一実施例による基板処理装置は、工程チャンバと、前記工程チャンバの内側に配置され、下部長さ方向に突出したノズルを有する上部電極と、前記上部電極の下部に配置される下部電極と、前記下部電極を対向するように配置され、基板を装着する基板安置手段と、前記下部電極は、電気的にフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）する。
本発明の一実施例によるプラズマ基板処理装置は、突出部を含む上部電極と基板安置手段との間に形成される第１プラズマと、前記突出部と整列された開口部を含む下部電極と基板安置手段との間に形成される第２プラズマに印加されるＲＦ電力比を調節して薄膜の特性を変更する。
本発明の一実施例によるプラズマ基板処理装置は、２種類のガスを異なる経路で分離注入し、２種類のガスの中で１つのガスで互いに異なる領域で第１プラズマ及び第２プラズマをそれぞれ形成して原子層蒸着を行う。
本発明の一実施例によるプラズマ基板処理装置は、第１プラズマと第２プラズマを互いに異なる空間に発生させて、解離率違いの特性を適用することで大面積に膜質及び成膜特性を改善する。
近年、大面積平板ディスプレイの需要が増加するにつれて、高品質な有機物の成膜が求められる。特に大面積封止工程又は酸化物半導体蒸着には、２つのガスを交互に噴射して薄膜を形成する原子層蒸着法の必要性がが高まっている。
本発明の一実施例による基板処理装置は、反応性ガスを十分に活性化する第１プラズマを生成する第１プラズマ生成空間と、薄膜への過度なプラズマの露出を抑制する第２プラズマ生成空間とを区分する。なお、第１プラズマを生成する電力と前記第２プラズマを形成する電力の比は、可変キャパシタに用いて調節する。
本発明の一実施例によれば、基板処理装置は、互いに離隔して配置された基板安置手段とガス噴射部を含む。前記ガス噴射部は、互いに離隔して積層した上部電極と下部電極を含む。突出部を備えた上部電極と前記突出部と整列された開口部を含む前記下部電極は、１つのＲＦ電源から寄生キャパシタ及び可変キャパシタを通してＲＦ電力の分配を受ける。なお、前記ガス噴射部は、互いに異なる経路を通して第１ガス及び第２ガスを基板上に供給する。
本発明の実施例によれば、ＲＦ電源の出力は、分岐して前記上部電極に供給され、前記上部電極に供給されたＲＦ電力の一部は、前記上部電極と前記下部電極との間の寄生キャパシタを通して前記下部電極に伝達される。前記上部電極と前記基板安置手段との間に提供される第１ＲＦ電力と、前記下部電極と前記基板安置手段との間に提供される前記第２ＲＦ電力は、独立に制御される。このために、前記下部電極と接地との間に可変キャパシタを接続する。この場合、前記上部電極に印加されたＲＦ電力の一部は、前記下部電極の開口部を通して互いに対向する前記上部電極と基板安置手段との間に第１プラズマを形成する。ＲＦ電力の残部は、寄生キャパシタを通して前記下部電極に伝達され、前記下部電極と前記基板安置手段との間に第２プラズマを発生させる。前記可変キャパシタの静電容量を調節すると、前記第１ＲＦ電力と前記第２ＲＦ電力の分配費は調節される。電力分配比を調節して、第１プラズマは高いプラズマ密度で反応性ガスを十分に活性化すると共に、第２プラズマは低いプラズマ密度で薄膜に過度に露出することを抑制する。前記上部電極と前記下部電極との間の寄生キャパシタを通してＲＦ電力が下部電極に伝達される。
前記可変キャパシタの一端は前記下部電極に接続され、前記可変キャパシタの他端は接地に接続される。ＲＦ電力を上部電極に印加したとき、上部電極と接地との間に第１電流が流れ、前記下部電極と前記上部電極との間の寄生キャパシタによって、前記下部電極に第２電流が流れる。
本発明は、蒸着される薄膜の特性を改善する。前記可変キャパシタの静電容量を調節すると、前記第１プラズマは、前記第２プラズマより高い電子温度とプラズマ密度を有する。前記第１プラズマは、反応性ガスの高い解離率を提供する。
本発明の一実施例によれば、基板処理装置の上部電極は、原子層蒸着工程のために２種類のガス（前駆体ガス、反応性ガス）を互いに異なる経路を通して同時に又は順次に基板上に供給する。すなわち、前記上部電極は、２種類のガスを互いに異なる経路を通して提供するように多重化する。
本発明の一実施例によるプラズマ基板処理装置は、前駆体ガスと反応性ガスを用いた原子層蒸着工程において、領域毎に互いに異なるプラズマ密度を提供することで良質の薄膜を形成する。
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。本発明の利点及び特徴、並びにそれを達成する方法は、添付図面と共に詳細に後述する実施例を参照すると明確になる。しかし、本発明はここで説明される実施例に限定されるものではなく、互いに異なる形で具体化することもある。かえって、ここで紹介される実施例は、開示された内容が徹底かつ完全になるよう、また当業者に本発明の思想が十分に伝えるように提供されるものであり、本発明は請求項の範疇によって定義されるだけである。
明細書全体に亘って、同一の構成要素は、同一の参照番号で表される。したがって、同一の参照符号又は類似の参照符号は、当該図面で言及又は説明されなくても、他の図面を参照して説明される。また、参照符号が表示されていなくても、他の図面を参照して説明される。
図１は、本発明の一実施例による基板処理装置の平面図である。
図２は、図１のＡ－Ａ’線に沿って切った断面図である。
図３は、図１のＢ－Ｂ’線に沿って切った断面図である。
図４は、図１のＣ－Ｃ’線に沿って切った断面図である。
図５は、図１のＤ－Ｄ’線に沿って切った切断斜視図である。
図６は、図１の基板処理装置を説明する回路図である。
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、工程チャンバ１１０と、前記工程チャンバ上部の上部面と離隔して下部方向に突出した複数の突出部１３６を有する上部電極１３０と、前記上部電極１３０の下部に配置される下部電極１２０と、電気的に接地され、前記下部電極１２０を対向するように配置され、基板を装着する基板安置手段１５２と、前記下部電極と接地との間又は前記下部電極とＲＦ電源との間に接続される可変キャパシタ１９２と、を含む。
本発明の一実施例による基板処理装置１００は、工程チャンバ１１０と、前記工程チャンバ１１０上部に配置され、前記工程チャンバ１１０の上部面と離隔して配置される上部電極１３０と、前記上部電極１３０と一定の間隔を有し、前記上部電極１３０の下部で前記上部電極１３０を対向するように配置される下部電極１２０と、電気的に接地され、前記下部電極１２０と一定の間隔を有し、前記下部電極１２０の下部で前記下部電極１２０を対向するように配置され、基板を装着する基板安置手段１５２と、前記下部電極１２０と接地との間、又は前記下部電極１２０とＲＦ電源１７４の出力端子との間に接続される可変キャパシタ１９２と、を含む。
前記上部電極１３０は、前記下部電極１２０方向に突出した複数の突出部１３６を含む。前記突出部１３６は、前記下部電極１２０に形成された開口部１２２にそれぞれ整列される。第１ガスは、前記突出部１３６を貫通して形成された第１ノズル１３８を通して前記基板安置手段に提供される。第２ガスは、前記上部電極の下部面に形成された第２ノズル１３３を通して噴射され、前記上部電極と下部電極との間の流路及び前記開口部１２２を通して前記基板安置手段１５２に供給される。前記上部電極１３０は、ＲＦ電源１７４に接続される。前記ＲＦ電源１７４が提供するＲＦ電力の一部は、前記突出部１３６と接地された前記基板安置手段１５２との間に第１プラズマを形成する。前記ＲＦ電源１７４が提供するＲＦ電力の残部は、上部電極１３０と前記下部電極１２０との間の寄生キャパシタを通して、前記下部電極１２０に伝達され、前記下部電極１２０と前記基板安置手段１５２との間に第２プラズマを形成する。
前記基板処理装置１００は、前記第１ノズル１３８に供給される第１ガス及び前記第２ノズル１３３に供給される第２ガスを用いて、原子層蒸着工程を行う。前記基板処理装置１００は、前記原子層蒸着のためにプラズマの支援を受ける。前記原子層蒸着にプラズマ技術が適用されれば、原子層蒸着反応ガスの反応性が向上し、工程温度範囲が拡張され、パージ時間が減少する。
プラズマ支援原子層蒸着（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＰＥ－ＡＬＤ）は、順次に前駆体を供給し、パージガスを用いてパージさせた後、プラズマによって反応ガスを供給した後、パージガスを供給する。プラズマによる反応ガスの供給は、前駆体の反応性を向上させることで、成膜速度を向上させ、基板の温度を低下させる。
本発明の一実施例による基板処理装置１００は、第１プラズマと第２プラズマを同時に発生させ、第１プラズマと第２プラズマの電力比を調節することによって、高い薄膜成長率と良質の薄膜を同時に得る。
前記可変キャパシタ１９２は、前記下部電極１２０と接地との間に接続する。前記可変キャパシタ１９２の静電容量はＣｖである。前記下部電極１２０は、前記上部電極１３０と前記下部電極１２０との間の寄生キャパシタの静電容量Ｃａを通してＲＦ電力の供給を受ける。
第１プラズマは、前記上部電極１３０の突出部１３６と前記基板安置手段１５２との間に形成される。第２プラズマは、前記下部電極１２０と前記基板安置手段１５２との間に形成される。前記第１プラズマの第１プラズマ・インピーダンスＺｐ１は、第１プラズマ抵抗Ｒｐ１と第１プラズマリアクタンスＸｐ１の等価回路で表す。一方、前記第２プラズマの第２プラズマ・インピーダンスＺｐ２は、第２プラズマ抵抗Ｒｐ２と第２プラズマリアクタンスＸｐ２の等価回路で表す。
従って、インピーダンス・マッチング・ネットワーク１７４ａの出力端子は、前記第１プラズマ・インピーダンスＺｐ１と有効インピーダンスＺｅｆｆの並列接続で表す。前記有効インピーダンスＺｅｆｆは、第２プラズマ・インピーダンスＺｐ２に並列接続された可変キャパシタ１９２、Ｃｖ、及び並列接続された第２プラズマ・インピーダンスＺｐ２及び可変キャパシタ１９２に直列接続された寄生キャパシタを含む。
電力分配を簡単に確認するために、前記第１プラズマの第１プラズマ・インピーダンスＺｐ１は、第１静電容量Ｃ１と仮定する。なお、前記第２プラズマの第２プラズマ・インピーダンスＺｐ２は、第２静電容量Ｃ２と仮定する。第１電流は、第１プラズマ・インピーダンスＺｐ１に流れる。第２電流は、寄生キャパシタに流れる。
第１電流と第２電流の比は、次のように与えられる。
Figure 2022552122000002
ここで、ωはＲＦ電源１７４の角周波数、Ｚｐ１は第１プラズマの第１プラズマ・インピーダンス、Ｚｐ２は第２プラズマの第２プラズマ・インピーダンスである。Ｃａは、上部電極と下部電極との間の寄生キャパシタの静電容量である。Ｃｖは、前記第２プラズマに並列接続された可変キャパシタ１９２の静電容量である。
前記可変キャパシタ１９２の静電容量Ｃｖを可変すると、第１プラズマを通して流れる第１電流Ｉ１と前記有効インピーダンスＺｅｆｆを通して流れる第２電流Ｉ２の比が調節される。第２電流は、可変キャパシタ１９２を通して流れる電流Ｉ２’と第２プラズマ・インピーダンスに流れる電流Ｉ２’’に分けられる。すなわち、可変キャパシタ１９２の静電容量Ｃｖに応じて第２プラズマ・インピーダンスに流れた電流Ｉ２’’は制御される。
従って、前記可変キャパシタ１９２は、第１プラズマと第２プラズマを形成するためのＲＦ電力比を調節する。前記第１プラズマは、第１ガス又は第２ガスを高いプラズマ密度で放電し、前記第２プラズマは、第１ガス又は第２ガスを低いプラズマ密度で放電する。前記開口部１２２内で生成される前記第１プラズマの密度は、前記下部電極１２０の下部で生成される前記第２プラズマの密度より高い。すなわち、第１プラズマは、前記開口部１２２内で第１ガス又は第２ガスを十分解離し、前記第２プラズマは、低いプラズマ密度に起因して膜質の損傷を抑制すると共に第１ガス又は第２ガスを活性化する。これによって、薄膜蒸着速度及び膜質が向上する。
前記可変キャパシタ１９２の静電容量Ｃｖが変更されるにつれて、前記第１プラズマ・インピーダンスＺｐ１を通して流れる第１電流Ｉ１と前記第２プラズマ・インピーダンスを通して流れる電流Ｉ２’’が変更される。前記第１プラズマを形成するための第１ＲＦ電力と、前記第２プラズマを形成するための第２ＲＦ電力の比は、蒸着しようとする薄膜に応じて選択される。
工程チャンバ１１０は、金属チャンバとして、円筒形チャンバ、又は直六面体チャンバである。前記工程チャンバ１１０のリド１４０は、前記工程チャンバ１１０の開放された上部面を覆う。前記工程チャンバ１１０は、排気部によって真空状態で排気される。前記工程チャンバ１１０は、電気的に接地される。
前記リド１４０は、前記上部電極１３０上に離隔して配置され、ガスバッファ空間１４４は、前記リドの下部面と前記上部電極１３０の上部面との間に提供する。前記リド１４０は板状であり、導電体で形成され、接地される。前記ガスバッファ空間１４４の高さは、寄生プラズマを生成しないよう数ミリメートル以内である。前記ガスバッファ空間１４４は、外部からガス供給ライン１４６を通して第１ガスの供給を受ける。前記ガスバッファ空間１４４は、前記突出部１３６を貫通する第１ノズル１３８を通して、前記下部電極の開口部１２２に第１ガスを提供する。
上部電極１３０は、前記リド１４０の下部に離隔して配置される。前記上部電極１３０は、ＲＦ電源１７４からインピーダンス・マッチング・ネットワーク１７４ａを通してＲＦ電力の供給を受ける。前記上部電極１３０は、板状の導電体である。前記上部電極１３０は、その下部面から突出した複数の突出部１３６を含む。前記突出部１３６は、マトリックス状で配列される。第１ノズル１３８は、前記突出部１３６を貫通し、又は前記突出部及び前記上部電極を連続的に貫通して形成される。前記第１ノズル１３８は、第１ガスを噴射する。
前記上部電極１３０は、その内部に第１方向に並行して延長される複数の第１方向流路１３２及び前記第１方向に垂直な第２方向に延長され、前記第１方向流路の両端をそれぞれ連結する一対の第２方向流路１３４を含む。前記第２ノズル１３３は、前記第１方向流路１３２に連結される。前記第２ノズル１３３は、一定の間隔を有し、前記上部電極の下部面にマトリックス状に配列される。隣り合う第１方向流路１３２の間には第１ノズル１３８及び開口部１２２が第１方向に沿って一定の間隔で配置される。前記第１方向流路に第２ガスを供給するために、一対の第２方向流路１３４が前記第１方向流路１３２の両端に第２方向に延長される。
下部電極１２０は、板状の導電体である 。前記下部電極１２０と前記上部電極１３０との間隔は、寄生プラズマを発生させないよう数ミリメートル以下である。前記下部電極１２０と前記上部電極１３０との間の空間１３１は、前記第２ノズル１３３を通して噴射された第２ガスが、前記開口部１２２を通して 排出されるように流路を形成する。
前記下部電極１２０は、前記上部電極１３０に供給されたＲＦ電力の一部を寄生キャパシタＣａの容量結合によってＲＦ電力の供給を受ける。前記下部電極１２０は、マトリックス状に配列された複数の開口部１２２を含む。前記下部電極１２０と接地された前記基板安置手段１５２は、第２プラズマを形成する。前記下部電極１２０は、可変キャパシタ１９２と電気的に接続する。
基板安置手段１５２は、電気的に接地され、板状である。前記基板安置手段１５２は、その上部面に基板１５３を装着する。前記基板安置手段１５２は、基板１５３を支持し、一定の温度で基板を加熱又は冷却する。
ＲＦ電源１７４は、数ＭＨｚないし数百ＭＨｚの周波数を有し、インピーダンス・マッチング・ネットワーク１７４ａを通して前記上部電極１３０にＲＦ電力を供給する。前記上部電極１３０は、複数の地点からＲＦ電力の供給を受けることによって、定常波効果（ｓｔａｎｄｉｎｇ ｗａｖｅ ｅｆｆｅｃｔ）が抑制される。
絶縁スペーサ１２９は、前記下部電極１２０の上部面の縁に配置する。前記絶縁スペーサ１２９は、前記上部電極１３０と前記下部電極１２０を電気的に絶縁させ、第２ガスが進行する流路を提供する。前記流路は、前記第２ノズル１３３によって噴射された第２ガスが拡散する空間である。前記絶縁スペーサ１２９の厚さは、第２ガスが前記流路内で寄生プラズマを形成しないように数ミリメートル以下である。
絶縁部１６２は、前記上部電極１３０及び前記下部電極１２０の縁を囲むように配置される。前記絶縁部１６２は、前記工程チャンバ１１０の側壁に結合する。前記絶縁部１６２は、前記工程チャンバの上部内側壁に形成された凹みに挿入して結合する。前記絶縁部１６２は、その内側上部に形成された補助的な凹みによって前記上部電極１３０を支持する。
補助絶縁スペーサ１６４は、前記絶縁部１６２と前記上部電極１３０の縁を覆うように配置される。前記補助絶縁スペーサ１６４は、前記リド１４０と前記上部電極１３０との間に前記ガスバッファ空間１４４を提供する。前記補助絶縁スペーサ１６４は、前記絶縁部１６２の外側面と整列される。前記補助絶縁スペーサ１６４は、アルミナのようなセラミック又はプラスチックである。前記補助絶縁スペーサ１６４の厚さは、寄生プラズマが発生しないよう数百マイクロメートルないし数ミリメートルである。前記ガスバッファ空間１４４は、前記上部電極及び前記突出部を貫通する第１ノズル１３８に連通する。
ガス供給通路１４２は、前記リド１４０の縁を垂直に貫通して前記第２方向流路１３４に連結される。第１補助ホール１３４ａは、前記上部電極１３０の縁で前記ガス供給通路１４２と前記第２方向流路１３４を連結するように配置される。第２補助ホール１６４ａは、前記補助絶縁スペーサ１６４を貫通して前記第１補助ホール１３４ａと整列して配置される。前記ガス供給通路１４２は複数個であり、第２方向に沿って配置される。
ＲＦ電力供給ライン１７２は、前記第１方向に整列された隣り合う一対の第１ノズル１３８の間で前記リド１４０を垂直に貫通して前記上部電極１３０に電気的に接続される。
前記上部電極１３０は、前記第１ノズル１３８を通して第１ガスを前記基板１５３に噴射し、第２ノズル１３３を通して第２ガスを流路に噴射する。前記流路で拡散した第２ガスは、前記開口部１２２を通して基板方向に噴射される。前記第１ガスは前駆体ガスであり、第２ガスは反応性ガスである。又は、前記第１ガスは反応性ガスであり、第２ガスは前駆体ガスである。前記前駆体ガスはｔｒｉ－ｍｅｔｈｙｌ ａｌｕｍｉｎｕｍ （ＴＭＡ），ＴｉＣｌ４，ＨｆＣl４，又はＳｉＨ４ である。前記反応性ガスは、Ｈ２、Ｎ２、Ｏ２、ＮＨ３、Ａｒ、Ｈｅのうち少なくとも一つを含む。
プラズマ支援原子層蒸着工程において、第１段階として、前記上部電極１３０は、前記第１ノズル１３８を通して第１ガス（例えば、前駆体ガス）を噴射し、第２段階として、第１ノズル１３８を通してパージガス（例えば、アルゴンガス）を噴射して基板上に余剰前駆体ガスを除去する。第３段階として、第２ノズル１３３を通して第２ガス（例えば、反応性ガス）を供給すると共に、前記上部電極１３０にＲＦ電力を供給して突出部１３８と基板安置手段１５２との間に第１プラズマを形成し、下部電極１２０と前記基板安置手段１５２との間に第２プラズマを形成する。前記第１プラズマは、前記第２ガスを前記開口部１２２内で十分解離する。前記第２プラズマは、前記下部電極と基板安置手段との間で第２ガスを活性化する。第４段階として、第２ノズル１３３を通してパージガス（例えば、アルゴンガス）を噴射して余剰第２ガスを除去する。上述の第１段階ないし第４段階は繰り返す。
本発明の一実施例による基板処理装置の動作方法は、第１ガスを前記突出部１３６に形成された第１ノズル１３８を通して前記基板安置手段１５２に提供する段階と、第２ガスを前記下部電極１２０の下部面に形成された第２ノズル１３３を通し、前記開口部１２２を通すことで前記基板安置手段１５２に供給する段階と、ＲＦ電源１７４は、前記上部電極１３０にＲＦ電力を提供して前記突出部１３６と前記基板安置手段１５２との間に第１プラズマを形成する段階と、前記ＲＦ電源１７４は、前記上部電極に提供されたＲＦ電力を前記下部電極に分配して前記下部電極１２０と前記基板安置手段１５２との間に第２プラズマを形成する段階と、を含む。前記第１プラズマ及び第２プラズマは、同時に形成される。前記第１プラズマの密度は、前記第２プラズマの密度より高い。
この動作方法は、原子層蒸着のために、第１ガスを前記突出部に形成された第１ノズルを通すことで前記基板安置手段に提供した後、パージガスを前記第１ノズルを通すことで前記基板安置手段に提供する段階をさらに含む。
この動作方法は、化学気相蒸着のために、前記第１ガスと前記第２ガスは同時に供給され、前記第１プラズマ及び第２プラズマは同時に形成される。
この動作方法は、第１プラズマと第２プラズマの特性を調節するために、前記可変キャパシタの静電容量を変更する。
本発明の一実施例による基板処理装置は、化学気相蒸着工程に適用される。第１ノズル１３８は、ＳｉＨ４のような第１ガスを噴射し、同時に第２ノズル１３３は、水素、窒素、又はアンモニアのような希釈ガスを噴射する。前記第１プラズマは、前記第１ガス及び第２ガスを十分解離し、前記第２プラズマは、前記第１ガス及び第２ガスを活性化する。
本発明の一実施例による基板処理装置は、大面積ディスプレイの封止工程において、透湿特性の改善のための有機膜又は無機膜の原子層蒸着工程を行う。
図７は、本発明の他の実施例による基板処理装置を説明する概念図である。
図８は、図７の基板処理装置を示す回路図である。
図７及び図８に示すように、基板処理装置１００ａは、上部電極１３０と下部電極１２０との間に接続されたリアクティブ素子１９４をさらに含む。前記リアクティブ素子１９４は、リアクタンスＸを有する。前記リアクティブ素子１９４は、固定キャパシタである。前記リアクティブ素子１９４は、前記寄生キャパシタに並列接続する。前記リアクティブ素子１９４は、前記下部電極１２０にＲＦ電力を効率的に伝達する。前記リアクティブ素子１９４は、前記可変キャパシタ１９２の静電容量Ｃｖに応じた電力分配比の線型性を向上させる。
図９は、本発明の他の実施例による基板処理装置を説明する切断斜視図である。
図１０は、図９の基板処理装置を説明する回路図である。
図９及び図１０に示すように、基板処理装置１００ｂは、前記下部電極１２０とＲＦ電源１７４の出力端子の間に接続される可変キャパシタ１９２を含む。具体的には、インピーダンス・マッチング・ネットワーク１７４ａの出力端子は、分岐して前記上部電極１３０に接続され、前記可変キャパシタ１９２を通して前記下部電極１２０に接続する。前記上部電極１３０は、前記可変キャパシタ１９２及び寄生キャパシタを通して前記下部電極１２０に接続される。
前記可変キャパシタ１９２の静電容量Ｃｖを調節すると、上部電極１３０の突出部１３６と基板安置手段１５２との間に発生する第１プラズマに提供される第１ＲＦ電力と、前記下部電極１２０と前記基板安置手段１５２との間に発生する第２プラズマに提供する第２ＲＦ電力の比が調節される。前記上部電極１３０と前記下部電極１２０との間の寄生キャパシタＣａは、前記可変キャパシタ１９２に並列接続される。第２プラズマ・インピーダンスＺｐ２は、並列接続された寄生キャパシタと可変キャパシタ１９２に対して直列接続される。
電力分配を簡単に確認するために、前記第１プラズマの第１プラズマ・インピーダンスＺｐ１は、第１静電容量Ｃ１と仮定する。なお、前記第２プラズマの第２プラズマ・インピーダンスＺｐ２は、第２静電容量Ｃ２と仮定する。第１電流と第２電流の比は、次のように与えられる。
Figure 2022552122000003
図１１は、本発明の他の実施例による基板処理装置を説明する分解切断斜視図である。
図１１に示すように、基板処理装置１００ｃは、流路絶縁板１８０を含む。前記流路絶縁板１８０は、前記上部電極１３０と前記下部電極１２０との間に配置される。前記流路絶縁板１８０は、絶縁体である。前記流路絶縁板１８０は、前記開口部１２２に整列された補助開口部１８２を含む。前記補助開口部は、前記流路絶縁板１８０を貫通する。前記流路絶縁板１８０は、前記第２ノズル１３３と前記補助開口部１８２を連結するトレンチ１８４を含む。前記トレンチ１８４は、前記流路絶縁板１８０の上部面から第２方向に延長される。 前記流路絶縁板１８０は、寄生放電を抑制すると共に流路を形成する。
前記上部電極と前記下部電極との間にリアクティブ素子１９４が更に配置されて、前記上部電極から供給されるＲＦ電力を前記下部電極に伝達する。
前記リアクティブ素子１９４は、固定キャパシタである。前記流路絶縁板は、寄生放電を抑制すると共に第２ガスの流路を提供する。
図１２は、本発明の他の実施例による基板処理装置を説明する切断斜視図である。
図１３は、図１２の基板処理装置の回路図である。
図１２及び図１３に示すように、基板処理装置１００ｄは、上部電極１３０と下部電極１２０との間に接続された可変キャパシタ１９２及び固定インダクタ１９３を含む。固定インダクタ１９３は、インタクタンスＬを有する。寄生キャパシタの静電容量Ｃａ、前記可変キャパシタ１９２の静電容量Ｃｖ及び固定インダクタ１９３のインタクタンスＬは、並列共振回路を構成する。ＲＦ電源が前記可変キャパシタの静電容量Ｃｖを調節して共振周波数で動作する場合、前記共振回路のインピーダンスは無限大に増加して、前記ＲＦ電源の電力は主に第１プラズマのみを選択的に形成する。一方、前記可変キャパシタの静電容量を調節して、共振周波数から外れた周波数で動作する場合、前記下部電極と前記基板安置手段との間にＲＦ電力が分配されて、前記第１プラズマ及び第２プラズマを同時に形成する。
さらに図５を参照すると、本発明の一実施例による基板処理装置１００は、工程チャンバ１１０と、前記工程チャンバ内側に配置され、下部長さ方向に突出したノズルを有する上部電極１３０と、前記上部電極の下部に配置される下部電極１２０と、前記下部電極を対向するように配置され、基板を装着する基板安置手段１５２と、前記下部電極１３０は電気的にフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）する。
すなわち、図５において、前記可変キャパシタ１９２が除去される。これによって、前記下部電極は、上部電極から容量結合によってＲＦ電力の供給を受けて、前記下部電極と前記基板安置手段との間に第２プラズマを形成する。なお、前記上部電極の突出部は、前記下部電極の開口部を通して前記基板安置手段の間に第１プラズマを形成する。前記下部電極と前記基板安置手段との間の電圧降下は、電圧分配モデルによって前記上部電極と前記基板安置手段との間の電圧降下より小さい。これによって、前記第２プラズマの特性は、前記第１プラズマの特性とは互いに異なる。
以上、添付図面を参照して本発明の実施例を説明したが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須的な特徴を変更せずに他の具体的な形態で実施できることがわかる。したがって、以上の実施例においては、あらゆる面で例示的であり、限定的でないものと理解しなければならない。
本発明の一実施例による基板処理装置の平面図である。 図１のＡ－Ａ’線に沿って切った断面図である。 図１のＢ－Ｂ’線に沿って切った断面図である。 図１のＣ－Ｃ’線に沿って切った断面図である。 図１のＤ－Ｄ’線に沿って切った切断斜視図である。 図１の基板処理装置を説明する回路図である。 本発明の他の実施例による基板処理装置を説明する概念図である。 図７の本発明の他の実施例による基板処理装置を説明する概念図である。 本発明の他の実施例による基板処理装置を説明する切断斜視図である。 図９の基板処理装置を説明する回路図である。 本発明の他の実施例による基板処理装置を説明する分解切断斜視図である。 本発明の他の実施例による基板処理装置を説明する切断斜視図である。 図１２の基板処理装置の回路図である。

Claims (12)

  1. 工程チャンバと、
    前記工程チャンバ上部の上部面と離隔して下部方向に突出した複数の突出部を有する上部電極と、
    前記上部電極の下部に配置される下部電極と、
    電気的に接地され、前記下部電極を対向するように配置され、基板を装着する基板安置手段と、
    前記下部電極と接地との間又は前記下部電極とＲＦ電源との間に接続される可変キャパシタと、を含むことを特徴とする基板処理装置。
  2. 前記上部電極は、前記ＲＦ電源に接続されて前記突出部と前記基板安置手段との間に第１プラズマを形成し、
    前記ＲＦ電力は、前記下部電極と前記基板安置手段との間に第２プラズマを形成することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 第１ガスは、前記突出部に形成された第１ノズルを通すことで前記基板安置手段に提供され、
    第２ガスは、前記上部電極の下部面に形成された第２ノズルを通し、前記開口部を通すことで前記基板安置手段に供給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。
  4. 前記突出部及び前記第１ノズルは、マトリックス状で周期的に配置され、
    前記第２ノズルは、前記第１ノズルと離隔してマトリックス状で周期的に配置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。
  5. 前記上部電極と前記下部電極との間に接続されたリアクティブ素子をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
  6. 前記ＲＦ電源の出力端子は、前記上部電極に接続され、
    前記ＲＦ電源のＲＦ電力は、前記上部電極と前記下部電極との間の寄生キャパシタを通して前記下部電極に伝達され、
    前記可変キャパシタは、前記下部電極と接地との間に接続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。
  7. 前記ＲＦ電源の出力端子は、前記上部電極に接続され、
    前記可変キャパシタは、前記上部電極と前記下部電極との間に接続され、
    前記ＲＦ電源のＲＦ電力は、前記上部電極と前記下部電極との間の寄生キャパシタ及び前記可変キャパシタを通して前記下部電極に伝達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。
  8. 前記上部電極と前記下部電極との間に接続される固定インダクタをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置。
  9. 工程チャンバの上部に配置され、前記工程チャンバの上部面と離隔して配置された上部電極と、前記上部電極と一定の間隔を有し、前記上部電極の下部に配置され、前記上部電極を対向するように配置される下部電極と、電気的に接地され、前記下部電極と一定の間隔を有し、前記下部電極の下部に配置され、前記下部電極を対向するように配置され、基板を装着する基板安置手段と、前記下部電極と接地との間、又は前記下部電極とＲＦ電源の出力端子との間に接続される可変キャパシタと、を含み、前記上部電極は、前記下部電極方向に突出した複数の突出部を含み、前記突出部は、前記下部電極に形成された開口部にそれぞれ整列される基板処理装置の動作方法において、
    第１ガスを前記突出部に形成された第１ノズルを通すことで前記基板安置手段に提供する段階と、
    第２ガスを前記下部電極の下部面に形成された第２ノズルを通し、前記開口部を通すことで前記基板安置手段に供給する段階と、
    ＲＦ電源は、前記上部電極にＲＦ電力を提供して前記突出部と前記基板安置手段との間に第１プラズマを形成する段階と、
    前記ＲＦ電源は、前記上部電極に提供されたＲＦ電力を前記下部電極に分配して前記下部電極と前記基板安置手段との間に第２プラズマを形成する段階と、を含むことを特徴とする基板処理装置の動作方法。
  10. 前記第１プラズマ及び第２プラズマは、同時に形成されることを特徴とする請求項９に記載の基板処理装置の動作方法。
  11. 前記可変キャパシタの静電容量を変更する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の基板処理装置の動作方法。
  12. 工程チャンバと、
    前記工程チャンバの内側に配置され、下部長さ方向に突出したノズルを有する上部電極と、
    前記上部電極の下部に配置される下部電極と、
    前記下部電極を対向するように配置され、基板を装着する基板安置手段と、
    前記下部電極は、電気的にフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）することを特徴とする基板処理装置。

JP2022519737A 2019-10-10 2020-09-29 基板処理装置｛ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ｝ Pending JP2022552122A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190125478A KR20210042653A (ko) 2019-10-10 2019-10-10 기판 처리 장치
KR10-2019-0125478 2019-10-10
PCT/KR2020/013310 WO2021071167A1 (ko) 2019-10-10 2020-09-29 기판 처리 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022552122A true JP2022552122A (ja) 2022-12-15

Family

ID=75437352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022519737A Pending JP2022552122A (ja) 2019-10-10 2020-09-29 基板処理装置｛ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ｝

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220181119A1 (ja)
JP (1) JP2022552122A (ja)
KR (1) KR20210042653A (ja)
CN (1) CN114375488A (ja)
TW (1) TW202115280A (ja)
WO (1) WO2021071167A1 (ja)

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2721908A (en) * 1949-08-13 1955-10-25 Time Inc High impedance probe
US5013400A (en) * 1990-01-30 1991-05-07 General Signal Corporation Dry etch process for forming champagne profiles, and dry etch apparatus
US5474648A (en) * 1994-07-29 1995-12-12 Lsi Logic Corporation Uniform and repeatable plasma processing
JP3238082B2 (ja) * 1996-05-16 2001-12-10 シャープ株式会社 電子デバイス製造装置
US6136388A (en) * 1997-12-01 2000-10-24 Applied Materials, Inc. Substrate processing chamber with tunable impedance
JP3704023B2 (ja) * 1999-04-28 2005-10-05 株式会社日立製作所 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
KR100552641B1 (ko) * 2000-04-27 2006-02-20 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 플라즈마처리장치 및 플라즈마처리방법
JP4132016B2 (ja) * 2001-12-25 2008-08-13 松下電器産業株式会社 整合回路およびプラズマ処理装置
US20040118344A1 (en) * 2002-12-20 2004-06-24 Lam Research Corporation System and method for controlling plasma with an adjustable coupling to ground circuit
US20170213734A9 (en) * 2007-03-30 2017-07-27 Alexei Marakhtanov Multifrequency capacitively coupled plasma etch chamber
JP5281309B2 (ja) * 2008-03-28 2013-09-04 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング装置及びプラズマエッチング方法及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
US9666414B2 (en) * 2011-10-27 2017-05-30 Applied Materials, Inc. Process chamber for etching low k and other dielectric films
KR102061749B1 (ko) * 2012-12-27 2020-01-02 주식회사 무한 기판 처리 장치
KR102053303B1 (ko) * 2016-03-02 2019-12-10 주식회사 무한 기판 처리 장치
KR102670124B1 (ko) * 2018-05-03 2024-05-28 주성엔지니어링(주) 기판 처리 장치
KR102661733B1 (ko) * 2018-07-31 2024-04-29 주성엔지니어링(주) 복수의 플라즈마를 이용한 기판처리장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20220181119A1 (en) 2022-06-09
CN114375488A (zh) 2022-04-19
WO2021071167A1 (ko) 2021-04-15
KR20210042653A (ko) 2021-04-20
TW202115280A (zh) 2021-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9443702B2 (en) Methods for plasma processing
JP4540742B2 (ja) 原子層成長装置および薄膜形成方法
JP4590071B2 (ja) 基板表面上に誘電体層を形成するための方法及び装置
US7709063B2 (en) Remote plasma apparatus for processing substrate with two types of gases
US20010003014A1 (en) Plasma CVD apparatus and plasma CVD method
US20070221129A1 (en) Apparatus for depositing atomic layer using gas separation type showerhead
JP4426642B2 (ja) 原子層成長装置および原子層成長方法
TWI727316B (zh) 基板處理裝置
KR20220049926A (ko) 기판처리장치
KR101929481B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP2022552122A (ja) 基板処理装置｛ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ｝
KR102046391B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102599410B1 (ko) 기판 처리 장치
KR20130141409A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101952126B1 (ko) 박막 증착 장치, 플라즈마 발생 장치, 및 박막 증착 방법
JP5078656B2 (ja) 原子層成長装置
KR20220049925A (ko) 기판처리장치

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230829

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240815

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240827