KR100648401B1 - Plasma processing apparatus - Google Patents

Plasma processing apparatus

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KR100648401B1 KR1020040081643A KR20040081643A KR100648401B1 KR 100648401 B1 KR100648401 B1 KR 100648401B1 KR 1020040081643 A KR1020040081643 A KR 1020040081643A KR 20040081643 A KR20040081643 A KR 20040081643A KR 100648401 B1 KR100648401 B1 KR 100648401B1
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Abstract

본 발명은 플라즈마 처리장치에 있어서, 그 내부 상부 영역에 마련된 상부전극; 상기 상부전극과 대향된 하부 영역에 마련되되 전극면을 제외한 상부 영역 4변과 각 측벽에 마련된 절연부재와, 상기 절연부재가 각측벽에 마련되어 그 절연부재의 사방 측벽에 마련된 세라믹판과, 상기 절연부재의 상부 영역 4변에 마련되되 전극의 높이보다 높게 형성되어 공정 가스가 장시간 머물게 할 수 있도록 사이드 플레이트를 포함하는 하부전극; 상기 플라즈마 처리장치의 내부 하부 영역 모서리부에 각각 마련되어 미공정 가스를 외부로 배출하는 배출수단;으로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치를 제공한다.The present invention provides a plasma processing apparatus comprising: an upper electrode provided at an inner upper region thereof; An insulating member provided in the lower region facing the upper electrode, the four upper regions excluding the electrode surface and the sidewalls; a ceramic plate provided on each sidewall of the insulating member; A lower electrode provided at four sides of the upper region of the member and formed higher than the height of the electrode to allow the process gas to stay for a long time; It provides a plasma processing apparatus comprising a; discharge means for discharging the unprocessed gas to the outside provided at each corner of the inner lower region of the plasma processing apparatus.

플라즈마 처리장치, 사이드 플레이트, 기판, 공정 가스, 펌프, 지연, 식각률Plasma Processor, Side Plate, Substrate, Process Gas, Pump, Delay, Etch Rate

Description

플라즈마 처리장치{Plasma processing apparatus}Plasma processing apparatus

도 1은 종래의 플라즈마 처리장치를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional plasma processing apparatus.

도 2는 도 1의 플라즈마 처리장치에 구비된 하부전극 일측을 도시한 확대도이다.FIG. 2 is an enlarged view illustrating one side of a lower electrode provided in the plasma processing apparatus of FIG. 1.

도 3은 본 발명에 따른 일실시예의 플라즈마 처리장치를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a plasma processing apparatus of one embodiment according to the present invention.

도 4는 도 3의 플라즈마 처리장치에 구비된 하부전극 일측을 도시한 확대도이다.4 is an enlarged view illustrating one side of a lower electrode provided in the plasma processing apparatus of FIG. 3.

도 5는 본 발명의 플라즈마 처리장치에 마련되는 차폐부재를 도시한 사시도이다.5 is a perspective view showing a shielding member provided in the plasma processing apparatus of the present invention.

도 6은 본 발명의 플라즈마 처리장치의 하부전극에 기판이 적재되는 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view schematically illustrating a state in which a substrate is loaded on a lower electrode of the plasma processing apparatus of the present invention.

< 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 ><Explanation of Signs of Major Parts of Drawings>

110 : 플라즈마 처리장치 120 : 상부전극110: plasma processing apparatus 120: upper electrode

130 : 하부전극 132 : 절연부재130: lower electrode 132: insulating member

134 : 세라믹판 136 : 사이드 플레이트134: ceramic plate 136: side plate

138 : 리프트 핀 P : 펌프138: lift pin P: pump

본 발명은 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마 처리장치 내에 마련된 기판의 공정 수행시 공정 가스의 배출을 지연시키는 사이드 플레이트가 마련된 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma processing apparatus, and more particularly, to a plasma processing apparatus provided with a side plate for delaying discharge of a process gas when performing a process of a substrate provided in a plasma processing apparatus.

일반적으로, 평판표시소자 제조장치 중 건식 식각장치 등 플라즈마를 이용하여 기판에 특정한 처리를 실시하는 플라즈마 처리장치에는 상부 및 하부 전극이 챔버 내부에 설치된다. 이러한 플라즈마 처리장치는 상부 전극에 고주파 전력을 인가하여 처리실내의 처리 가스를 플라즈마화함으로써, 하부 전극상에 위치되어 있는 피처리체에 플라즈마 처리를 실시하는 것이다.In general, upper and lower electrodes are installed inside a chamber in a plasma processing apparatus that performs a specific process on a substrate using a plasma such as a dry etching apparatus among flat panel display device manufacturing apparatuses. In such a plasma processing apparatus, a high frequency power is applied to the upper electrode to convert the processing gas in the processing chamber into plasma, thereby performing plasma processing on the target object positioned on the lower electrode.

종래의 플라즈마 처리장치는 도 1에 도시된 바와 같이 그 내부 상부 영역에 상부전극(20)이 마련되고, 상술한 상부전극(20)과 대향되는 하부 영역에 하부전극(30)과 각종 설비가 마련되며, 바닥 영역 모서리부에 각각 펌프(P)가 마련되어 공정 진행시 미반응된 공정 가스를 외부로 배출시키는 구조이다.In the conventional plasma processing apparatus, as shown in FIG. 1, an upper electrode 20 is provided in an inner upper region thereof, and a lower electrode 30 and various facilities are provided in a lower region facing the upper electrode 20 described above. Each of the pumps P is provided at the corner of the bottom region to discharge the unreacted process gas to the outside during the process.

상술한 상, 하부전극(20, 30)은 공정 진행시 플라즈마로부터 보호하기 위하여 전극면을 제외한 나머지 부분 즉, 상부 영역 가장자리부와 양측면을 절연부재(32)로 부착한 다음 상술한 절연부재(32)의 외곽에 세라믹판(34)을 부착하였다.The upper and lower electrodes 20 and 30 described above attach the remaining portion except the electrode surface, that is, the upper region edge portion and both sides thereof with the insulating member 32 to protect from the plasma during the process, and then the insulating member 32 described above. The ceramic plate 34 was attached to the outside of the).

그러나, 상술한 기판(40)의 공정 수행시 플라즈마 처리장치(10)내 하부 영역 모서리부에 각각 마련된 펌프(P)의 펌핑(Pumping)에 의해 직진성을 갖는 공정 가스가 수평된 상, 하부전극(20, 30)에서 펌프(P)쪽으로 유동하여 배출되므로 식각율 (Etch Rate)이 저하되는 문제점이 있었다.However, when performing the process of the substrate 40 described above, the process gas having the straightness is horizontally formed by pumping the pump P provided at each corner of the lower region of the plasma processing apparatus 10. 20, 30) because the flow toward the pump (P) discharged there was a problem that the etching rate (Etch Rate) is lowered.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 플라즈마 처리장치의 내부에서 기판의 공정 수행시 공정 가스의 배출을 지연시켜 식각율의 저하를 방지하는 플라즈마 처리장치를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a plasma processing apparatus for delaying the discharge of the process gas during the processing of the substrate in the plasma processing apparatus to prevent the lowering of the etching rate. .

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 플라즈마 처리장치에 있어서, 그 내부 상부 영역에 마련된 상부전극; 상기 상부전극과 대향된 하부 영역에 마련되되 전극면을 제외한 상부 영역 4변과 각 측벽에 마련된 절연부재와, 상기 절연부재가 각측벽에 마련되어 그 절연부재의 사방 측벽에 마련된 세라믹판과, 상기 절연부재의 상부 영역 4변에 마련된 사이드 플레이트를 포함한 하부전극; 상기 플라즈마 처리장치의 내부 하부 영역 모서리부에 마련되어 공정 가스를 외부로 배출하는 배출수단;으로 이루어짐으로써, 직진성을 갖는 플라즈마 가스가 공정 진행중 펌프로 신속하게 배출됨을 방지하기 위해 전극의 가장자리를 전극면보다 높게 사이드 플레이트를 마련하여 그 사이드 플레이트에 의해 공정 가스가 블럭킹(blocking)되어 배출 속도가 저하됨에 따라 식각율의 상승시키므로 바람직하다.In order to achieve the above object, the present invention provides a plasma processing apparatus comprising: an upper electrode provided at an inner upper region thereof; An insulating member provided in the lower region facing the upper electrode, the four upper regions excluding the electrode surface and the sidewalls; a ceramic plate provided on each sidewall of the insulating member; A lower electrode including side plates provided on four sides of the upper region of the member; Discharge means for discharging the process gas to the outside of the inner lower region of the plasma processing apparatus, so that the edge of the electrode higher than the electrode surface in order to prevent the plasma gas having a straightness is quickly discharged to the pump during the process; It is preferable to provide a side plate and to increase the etching rate as the process gas is blocked by the side plate and the discharge rate is lowered.

또한, 본 발명에서는 하부전극에 기판의 적재시 사이드 플레이트의 높이 영역 보다 높게 리프트 핀이 상승하고, 반송로봇은 사이트 플레이트의 높이 영역 보다 높은 상태로 근접하여 리프트 핀에 기판을 적재하는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, when the substrate is loaded on the lower electrode, the lift pin is raised higher than the height region of the side plate, and the transport robot is preferably placed closer to the height region of the site plate and loads the substrate on the lift pin.

또한, 본 발명에서의 사이드 플레이트는 그 내벽이 하향 경사지게 마련됨으로써, 공정 가스를 블럭킹함과 아울러 기판의 가장자리부가 충돌하여 손상되는 것을 방지하므로 바람직하다.In addition, the side plate of the present invention is preferable because the inner wall is inclined downward, thereby blocking the process gas and preventing the edge portion of the substrate from colliding and being damaged.

이하, 본 발명의 플라즈마 처리장치를 첨부도면을 참조하여 일실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the plasma processing apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 바람직한 일실시예의 플라즈마 처리장치는 도 3에 도시된 바와 같이 그 내부의 상부 영역에 직사각형 형상의 상부전극(120)이 마련되고, 상술한 상부전극(120)과 대향되는 하부 영역에도 직사각형 형상의 하부전극(130)과 각종 설비(도면에 미도시)가 마련된다.In the plasma processing apparatus of a preferred embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, an upper electrode 120 having a rectangular shape is provided in an upper region therein, and a rectangular shape is also formed in a lower region facing the upper electrode 120. The lower electrode 130 and various facilities (not shown) are provided.

상술한 하부전극(130)은 그 상부 영역의 4변을 감싸도록 형성된 사이드 플레이트(136)가 마련되되 이 사이드 플레이트(136)는 일체 또는 복수개의 조각으로 이루어지되 각 조각은 상호 밀착되도록 구비되며 가장자리부의 높이가 상대적으로 높게 형성된다.The lower electrode 130 is provided with a side plate 136 formed to cover four sides of the upper region, the side plate 136 is composed of one or a plurality of pieces, each piece is provided to be in close contact with each other and the edge The height of the part is formed relatively high.

또한, 플라즈마 처리장치(110) 내부의 하부 영역 모서리부에 각각 배출수단인 펌프(P)가 마련되어 미반응된 공정 가스를 펌핑(Pumping)하여 외부로 배출시킨다.In addition, pumps P, which are discharge means, are respectively provided at corners of the lower region of the plasma processing apparatus 110 to pump the unreacted process gas and discharge it to the outside.

상술한 하부전극(130)은 공정 진행시 플라즈마의 침투를 방지하기 위해 전극면을 제외한 나머지 부분 즉, 상부 영역 가장자리부와 사방 측면에 절연부재(132) 를 부착한 다음 상술한 절연부재(132)의 외곽에 세라믹판(134)을 부착한다.The lower electrode 130 has the insulating member 132 attached to the remaining portion except the electrode surface, that is, the upper region edge and the four sides, in order to prevent the penetration of plasma during the process. The ceramic plate 134 is attached to the outside of the.

상술한 사이드 플레이트(136)는 도 4에 도시된 바와 같이 그 단면 형상이 그 내벽으로 갈수록 하향 경사지고 단차가 형성되는 세라믹재로 형성되어 상부전극(120)에서 배출되는 공정 가스로 기판(140)에 공정 처리하는 과정에서 직진성에 의해 하부전극(130)의 외측 방향으로 이동할 때 사이드 플레이트(136)의 경사부에 충돌한 공정 가스 이동방향이 역전되어 와류가 발생함에 따라 배출되는 시간이 지연된다. 즉, 상술한 사이드 플레이트(136)의 높이가 기판(140)이 적재되는 하부전극(130)의 높이보다 상대적으로 더 돌출되어 공정 가스의 이동을 간섭하게 된다.As shown in FIG. 4, the side plate 136 is formed of a ceramic material whose cross-sectional shape is inclined downward toward the inner wall thereof, and a step is formed, and the substrate 140 is a process gas discharged from the upper electrode 120. In the process of the process, the process gas moving direction collided with the inclined portion of the side plate 136 when moving in the outward direction of the lower electrode 130 by the straightness is reversed and the discharge time is delayed as the vortex occurs. That is, the height of the side plate 136 described above protrudes relatively higher than the height of the lower electrode 130 on which the substrate 140 is loaded to interfere with the movement of the process gas.

그리고, 상술한 사이드 플레이트(136)를 하부전극(130)에 장착시 상술한 사이드 플레이트(136)의 수평된 내측벽 부분 높이와 상술한 하부전극(130)의 높이가 일치한다.When the side plate 136 is mounted on the lower electrode 130, the height of the horizontal inner wall portion of the side plate 136 and the height of the lower electrode 130 coincide with each other.

또한, 상술한 사이드 플레이트(136)는 도 5에 도시된 바와 같이 일체형 또는 다수개의 조각으로 이루어져 상호 밀착되도록 구비된 조합형으로 형성된다.In addition, the side plate 136 described above is formed in a combination or provided in one piece or a plurality of pieces to be in close contact with each other, as shown in FIG.

여기서, 상술한 사이드 플레이트(136)가 가장자리부에 마련된 하부전극(130)상에 기판이 적재되는 과정은 도 6에 도시된 바와 같이 일측에서 기판(140)을 반송하는 반송로봇(150)의 포크에 기판(140)이 위치된 상태로 하부전극(130)을 향해 이동할 때 상술한 반송로봇(150)의 포크는 사이드 플레이트(136)의 높이보다 높게 위치한 상태에서 진입하며 하부전극(130)에서 승강하는 리프트 핀(138)도 상술한 사이드 플레이트(136)의 높이보다 높에 상승하게 되어 기판(140)을 반입 또는 반출하는 과정에서 하부전극(130)의 가장자리부에 마련된 사이드 플레이트(136)에 기판 (140)이 충돌하여 손상되는 것을 방지한다.Here, the process of loading the substrate on the lower electrode 130 having the side plate 136 is provided at the edge portion of the fork of the transport robot 150 for transporting the substrate 140 from one side as shown in FIG. When the fork of the above-mentioned carrier robot 150 moves higher than the height of the side plate 136 when the substrate 140 moves toward the lower electrode 130 with the substrate 140 positioned thereon, the lower electrode 130 moves up and down. The lift pin 138 also rises above the height of the side plate 136 described above, so that the substrate is placed on the side plate 136 provided at the edge of the lower electrode 130 in the process of loading or unloading the substrate 140. Prevent 140 from colliding and being damaged.

그러므로, 본 발명의 플라즈마 처리장치에 기판이 적재되어 공정을 수행하는 과정중 공정 가스가 배출되는 과정을 설명하면 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이 우선, 플라즈마 처리장치(110)의 외부에 설치된 반송로봇(150)이 카세트(도면에 미도시)의 처리전 기판(140)중 어느 하나의 기판(140)을 로딩시키기 위해 처리장치 내부를 개방하고 하부전극(130)의 가장자리부에 마련된 사이드 플레이트(136)의 높이보다 높게 진입하면, 이때 상술한 하부전극(130)에 수직방향으로 승강하는 리프트 핀(138)이 사이드 플레이트(136)의 높이보다 높게 상승하게 되며, 상술한 하부전극(130)의 리프트 핀(138) 상측에 기판(140)이 위치되면 반송로봇(150)에 위치된 기판(140)을 하강시켜 상술한 리프트 핀(138)의 흡착력에 의해 흡착시킨 후 리프트 핀(138)이 하강하고 기판(140)은 하부전극(130)상에 적재된다.Therefore, referring to the process of discharging the process gas during the process of loading the substrate in the plasma processing apparatus of the present invention, as shown in Figures 3 and 6, first, installed outside the plasma processing apparatus 110 In order to load any one of the substrates 140 of the pre-processing substrate 140 of the cassette (not shown in the drawing), the transfer robot 150 opens the inside of the processing apparatus and is provided at the edge of the lower electrode 130. When entering higher than the height of the (136), the lift pin 138 to rise in the vertical direction to the above-described lower electrode 130 rises higher than the height of the side plate 136, the lower electrode 130 described above When the substrate 140 is positioned above the lift pin 138, the substrate 140 positioned on the transport robot 150 is lowered and adsorbed by the above-mentioned adsorption force of the lift pin 138. The substrate 140 is lowered to the lower electrode ( 130).

적재후, 상술한 플라즈마 처리장치(110)의 내부를 폐쇄하고 상부전극(120)이 하강하며 상술한 상부전극(120)에서 유입되는 플라즈마 가스에 의해 기판(140)의 표면에 공정을 수행한다. 여기서, 상술한 하부전극(130)의 상부 영역에 마련된 기판(140)이 플라즈마화한 처리 가스에 의해 공정을 수행하는 과정에서 직진성을 갖는 공정 가스가 하부전극(130)의 하부 영역 모서리부에 마련된 펌프(P)의 펌핑력에 의해 외부로 배출되려고 할 때, 하부전극(130)의 상부 영역 4변에 마련된 사이드 플레이트(136)에 의해 블럭킹(blocking)되어 처리 가스는 곧바로 배출되지 않고 지연된 후 배출되므로 기판(140)의 식각률이 저하됨을 방지한다.After loading, the inside of the plasma processing apparatus 110 described above is closed, the upper electrode 120 is lowered, and the process is performed on the surface of the substrate 140 by the plasma gas introduced from the upper electrode 120. Here, in the process of performing the process by the processing gas that the substrate 140 provided in the upper region of the lower electrode 130 described above, the process gas having a straightness is provided at the corner of the lower region of the lower electrode 130. When it is to be discharged to the outside by the pumping force of the pump (P), it is blocked by the side plate 136 provided on the four sides of the upper region of the lower electrode 130 so that the processing gas is not immediately discharged and is discharged after being delayed. Therefore, the etching rate of the substrate 140 is prevented from being lowered.

여기서, 공정 수행중 또는 공정이 완료된 후 플라즈마 처리장치(110) 내의 미반응가스 및 공정 중에 발생한 폴리머 등을 외부로 배출시키기 위해 플라즈마 처리장치(110)내 하부 영역 모서리부에 마련된 배기펌프(P)를 작동시켜 공정 가스를 펌핑하여 외부로 배출시킨다.Here, the exhaust pump (P) provided in the corner of the lower region in the plasma processing apparatus 110 to discharge the unreacted gas and the polymer generated during the process to the outside during or after the process is completed. Is operated to pump the process gas out of the process.

그러므로, 상술한 기판(140)에 공정을 수행하는 과정에서 공정 가스의 배출을 하부전극(130) 4변에 마련된 사이드 플레이트(136)에 의해 일시적으로 지연된 후 배출되므로 식각률이 저하되는 것을 방지한다.Therefore, since the process gas is temporarily delayed by the side plate 136 provided on the four sides of the lower electrode 130 in the process of performing the process on the substrate 140 described above, the etching rate is prevented from being lowered.

이와 같은 본 발명의 플라즈마 처리장치는 그 내부 하부 영역에 마련된 하부전극에 마련되되 공정 수행시 공정 가스의 배출을 지연시키기 위해 하부전극의 중간부 높이와 가장자리부의 높이 차이를 두기 위해 가장자리부의 위치를 상승시키는 사이드 플레이트를 마련함으로써 공정 가스의 배출을 일시적으로 블럭킹함에 따라 공정 가스의 신속한 배출에 따른 식각율의 저하를 방지하는 효과가 있다.Such a plasma processing apparatus of the present invention is provided on the lower electrode provided in the inner lower region thereof, but in order to delay the discharge of the process gas when performing the process, the position of the edge portion is raised so as to make a difference between the height of the middle portion and the edge portion of the lower electrode. By providing a side plate to make it temporarily block the discharge of the process gas, there is an effect of preventing a decrease in the etching rate due to the rapid discharge of the process gas.

Claims (4)

플라즈마 처리장치 내부 상부 영역에 마련된 상부전극과, 상기 상부전극과 대향된 하부 영역에 마련되는 하부전극과, 상기 플라즈마 처리장치의 내부 하부 영역 모서리부에 각각 마련되어 미공정 가스를 외부로 배출하는 배출수단으로 이루어지는 플라즈마 처리장치에 있어서, An upper electrode provided in the upper region of the plasma processing apparatus, a lower electrode provided in the lower region facing the upper electrode, and discharge means for discharging the unprocessed gas to the outside at the corner of the inner lower region of the plasma processing apparatus; In the plasma processing apparatus comprising: 상기 하부전극에는, The lower electrode, 이 하부전극의 전극면을 제외한 상부 가장자리 영역 4변과 각 측벽에 부착되어 하부전극을 감싸는 절연부재와, An insulating member attached to four sides of the upper edge region and each side wall of the lower electrode except for the electrode surface, and surrounding the lower electrode; 상기 절연부재의 외측면에 부착되어 마련되는 세라믹판과,A ceramic plate attached to an outer surface of the insulating member; 상기 절연부재 및 세라믹판의 상면에 부착되어 마련되며, 그 상단의 높이가 상기 하부전극에 장착되는 기판의 높이보다 높게 형성되어 공정 가스가 장시간 머물게 하는 사이드 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.And a side plate attached to an upper surface of the insulating member and the ceramic plate, and having a height at an upper end thereof higher than a height of a substrate mounted on the lower electrode to allow the process gas to stay for a long time. . 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 사이드 플레이트는 그 내벽이 하향 경사지게 마련되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.The side plate has a plasma processing apparatus, characterized in that the inner wall is provided to be inclined downward. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 사이드 플레이트는 세라믹재로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.The side plate is a plasma processing apparatus, characterized in that formed of a ceramic material.
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