KR101020156B1 - 플라즈마 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 그 구성은 플라즈마 처리장치에 있어서, 고주파 전원을 인가하는 제 1 RF전원 공급기; 저주파 전원을 인가하는 제 2 RF전원 공급기; 상기 제 1 및 제 2 RF전원 공급기에서 인가된 주파수의 조절 및 안정화를 위해 구비되는 가변저항 및 정합기; 상기 제 2 RF전원 공급기를 제어하여 전원공급을 조절하기 위한 제어부가 구비된다.

본 발명은 진공챔버 상에 공급되는 고전압 및 저전압 전원 중 저전압의 주파주 변조를 다양하게 하고, 고전압 및 저전압을 혼용 또는 선택적으로 사용함과 동시에 전원 인가 방식(PE, Rie, Daul Type)을 다양하게 할 수 있으며, 에칭의 균일도 향상 및 수율이 증가하게 하는 효과가 있다.

고주파 전원, 저주파 전원, RF전원공급기, 플라즈마 처리장치

Description

플라즈마 처리장치{Plasma Processing apparatus}

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 처리장치를 나타내는 개략 단면도.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 진공챔버 110 : 상부전극

120 : 하부전극 130 : 제1RF전원공급기

140 : 제2RF전원공급기 150a,150b : 제어부

160 : 정합기 170 : 가변저항

180 : 모니터링부

본 발명은 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진공챔버 상에 공급되는 고전압 및 저전압 전원 중 저전압의 주파주 변조를 다양하게 하고, 고전압 및 저전압을 혼용 또는 선택적으로 사용함과 동시에 전원 인가 방식(PE, Rie, Daul Type)을 다양하게 할 수 있게 하는 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.

최근 정보화 사회로 시대가 급진전함에 따라, 대량의 정보를 처리하고 이를 표시하는 디스플레이(Display)분야가 발전하고 있다. 최근 들어 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 시대상에 부응하기 위해 평판 표시장치(Plate Panel Display)의 필요성이 대두 되었다. 이에 따라 색 재현성이 우수하고 박형인 박막 트랜지스터형 액정표시장치(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display: 이하 TFT-LCD라 한다)가 개발되었다.

통상적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display;LCD)에서는 액정패널 상에 메트릭스 형태로 배열된 액정 셀들의 광 투과율을 그에 공급되는 비디오 데이터 신호로 조절함으로써 데이터 신호에 해당하는 화상을 패널 상에 표시하게 된다.

이를 위하여 액정표시장치(LCD)는 액정층에 전계를 인가하기 위한 전극들, 액정셀 별로 데이터 공급을 절환하기 위한 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor;TFT), 외부에서 공급되는 데이터를 액정 셀들에 공급하는 신호배선 및 TFT의 제어신호를 공급하기 위한 신호배선 등을 구비하게 된다.

이러한 TFT-LCD 패널 제조 공정중에 전극을 형성하기 의한 공정을 보면, 게이트 전극 생성, 절연막 및 반도체막 생성, 데이터 전극 생성, 보호막 생성, 화소 전극 생성 등이 있다. 상기 공정들을 통해 일반적으로 알고 있는 얇은 기판(Glass) 상에 특정 패턴을 형성함으로써 신호 배선을 형성하는 것이다.

상기 패턴 형성은 진공챔버 상에서 이루어지는데 진공챔버 내부에 기판을 배치한 후 플라스마 가스를 주입하고 상기 플라스마 가스와 반응할 수 있게 전원을 인가함으로써 기판상에 증착막을 형성하거나 특정 패턴으로 식각하여 형성되는 것이다.

상기 패턴 형성을 위한 전원공급장치의 종래 기술을 보면, 상기 진공챔버의 상부전극에 RF전원을 인가하고, 그 반대 전극인 하부전극은 접점되도록 하는 PE(Plasma Etching) 형태과, 반대로 상기 하부전극에 RF전원을 인가하고, 상기 상부전극은 접점되도록 하는 Rie(Reactive Ion Etching)형태와 그리고 상기 상부전극 및 하부전극에 동시에 RF전원을 인가하는 것을 멀티형태 또는 듀얼 형태라 한다.

또한, 각각에 대해 고전압이나 저전압을 독립적으로 사용하거나 동시에 혼용할 수도 있도록 하고 있으나 이러한 종래 기술들은 공정에 대해 저전압 주파수의 활용도에 대한 효율성이 문제시되고 있는 실정이며, 또한 고정된 저주파 전원에 의한 전자온도 컨트롤과 대면적 기판에 대한 균일한 전압 인가 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 목적은 진공챔버 상에 공급되는 고전압 및 저전압 전원 중 저전압의 주파주 변조를 다양하게 하고, 고전압 및 저전압을 혼용 또는 선택적으로 사용함과 동시에 전원 인가 방식(PE, Rie, Daul Type)을 다양하게 할 수 있게 하는 플라즈마 처리장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해 구현된다.
챔버의 외부에 설치되어 챔버 내부에 설치되는 상부전극과 하부전극에 선택적으로 고주파 전원을 인가하는 제1R전원공급기; 상기 챔버의 외부에 설치되어 챔버 내부에 설치되는 상부전극과 하부전극에 상기 고주파 전원보다 상대적으로 낮은 주파수의 저주파 전원을 선택적으로 인가하는 제2RF전원공급기; 상기 제1,제2RF전원공급기와 상기 상,하부전극 사이에 설치되어 각각의 인가된 주파수를 조절하거나 안정화시키는 정합기; 상기 제1,제2RF전원공급기와 상기 상,하부전극 사이에 설치되어, 공정진행에 따라 제2RF전원공급기로부터 저주파 전원을 공급 또는 차단시킴에 따라 상기 상,하부전극에 고주파 전원 및 저주파 전원을 동시에 공급하거나 각각 독립적으로 공급할 수 있도록 하는 제어부; 상기 제2RF전원공급기와 정합기 사이에 설치되고, 상기 제어부와 전기적으로 연결되어, 상기 제2RF전원공급기로부터 상,하부전극에 선택적으로 공급되는 저주파 전원을 주파수 변조를 통해 공정별 최적의 주파수로 공급할 수 있도록 하는 가변저항 및; 상기 제어부와 가변저항의 작동에 따른 전압 또는 전류 등의 상태를 확인할 수 있도록 하는 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바에 의하면, 플라즈마 처리장치는 진공챔버(100), 상부전극(110)과 하부전극(120)으로 이루어지며, 상기 상부전극(110) 또는 하부전극(120)에 RF전원을 공급하는 제1RF전원공급기(130) 및 제2RF전원공급기(140)를 포함한다.

상기 진공챔버(100)는 소정의 공간을 가지며, 그 일측에 진공챔버(100)의 내부를 진공으로 유지하기 위한 펌핑장치(미도시)를 구비하고 있으며, 상기 상부전극(110)은 상기 진공챔버(100) 상부에 위치하여 진공챔버(100) 내부로 인입되며, 상기 상부전극(110)에 구비된 가스공급장치(미도시)에 의해 상기 진공챔버(100)에 내부에 공정 가스를 공급할 수 있게 하고 있다.

상기 하부전극(12)은 상기 진공챔버(10) 하부에 위치하여, 상기 진공챔버(10)와 밀폐 결합되며, 그 내부에는 높낮이를 조절할 수 있는 지지대(미도시)를 구비하고 있으며, 상기 하부전극(120)의 상면부에 기판(S)을 안착할 수 있도록 정전척(미도시)을 구비하고 있다.

그리고 상기 상부전극(110) 및 하부전극(120)에 RF전원을 인가할 수 있게 하는 제1,2RF전원공급기(130,140)가 전기적으로 연결되어 있는데, 상기 제1RF전원공급기(130)는 고주파 전원을 공급하고, 상기 제2RF전원공급기(140)는 제1RF전원공급기(130)에서 공급되는 고주파 전원보다 상대적으로 낮은 저주파 전원을 공급하도록 하고 있다. 또한 상기 제1,2RF전원공급기(130,140)와 두 전극(110,120)의 사이에 위치하는 정합기(160)을 통해 각각의 주파수를 안정화시킬 수 있게 하고 있다.

여기서 상기 제1RF전원공급기(130)의 고주파 전원은 항시 공급되도록 하며, 상기 제2RF전원공급기(140)의 저주파 전원은 진행되는 공정에 따라 선택적으로 공급할 수 있게 하는데, 상기 제2RF전원공급기(140)와 전기적으로 연결되는 제어부(150a,150b)를 마련하여 상기 제어부(150a,150b)로 하여금 공정진행에 따라 저주파 전원을 공급 및 차단하는 기능을 수행하도록 하고 있다.

예컨대 증착 공정의 경우 저주파 전원의 공급을 차단시켜 고주파 전원만을 공급하도록 하여 공정 효율을 증대시킬 수 있도록 하는 것이다.

또한, 상기 제2RF전원공급기(140)와 정합기(160)의 사이에 가변저항(170)을 위치시키고, 상기 가변저항(170)을 제어부(150a,150b)와 전기적으로 연결시켜, 상기 가변저항(170)으로 하여금 제2RF전원공급기(140)의 저주파 전원을 주파수 변조를 통해 공정별 최적의 주파수를 공급할 수 있도록 한다.

그리고 상기 제1,2RF전원공급기(130,140)와 상기 두 전극(110,120)의 사이에 위치하는 제어부(150a,150b)를 이용해 공급되는 주파수 전원을 상부 또는 하부전극 각각에 대해 동시에 공급하거나 각각 독립적으로 공급할 수 있게 함으로써 다양한 형태의 전극방식(PE, Rie, Daul Type)을 구현할 수 있게 하며, 상기 제어부로는 선택 스위치 또는 펄스장치 등을 이용할 수 있다.

또한, 상기 제어부와 가변저항의 작동상태를 작업자가 수시로 확인할 수 있는 모니터링부(180)를 상기 제어부와 가변저항에 전기적으로 연결함으로써 전압 또는 전류 등의 상태를 확인할 수 있어 더욱 효율적인 제어가 가능하게 된다.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 고안의 취지와 범위에 포함된다.

본 발명은 앞서 본 구성에 의해 다음과 같은 효과를 가진다.

본 발명은 진공챔버 상에 공급되는 고전압 및 저전압 전원 중 저전압의 주파주 변조를 다양하게 하고, 고전압 및 저전압을 혼용 또는 선택적으로 사용함과 동시에 전원 인가 방식(PE, Rie, Daul Type)을 다양하게 할 수 있으며, 에칭의 균일도 향상 및 수율이 증가하게 하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 플라즈마 처리장치에 있어서,

   챔버의 외부에 설치되어 챔버 내부에 설치되는 상부전극과 하부전극에 선택적으로 고주파 전원을 인가하는 제1R전원공급기;

   상기 챔버의 외부에 설치되어 챔버 내부에 설치되는 상부전극과 하부전극에 상기 고주파 전원보다 상대적으로 낮은 주파수의 저주파 전원을 선택적으로 인가하는 제2RF전원공급기;

   상기 제1,제2RF전원공급기와 상기 상,하부전극 사이에 설치되어 각각의 인가된 주파수를 조절하거나 안정화시키는 정합기;

   상기 제1,제2RF전원공급기와 상기 상,하부전극 사이에 설치되어, 공정진행에 따라 제2RF전원공급기로부터 저주파 전원을 공급 또는 차단시킴에 따라 상기 상,하부전극에 고주파 전원 및 저주파 전원을 동시에 공급하거나 각각 독립적으로 공급할 수 있도록 하는 제어부;

   상기 제2RF전원공급기와 정합기 사이에 설치되고, 상기 제어부와 전기적으로 연결되어, 상기 제2RF전원공급기로부터 상,하부전극에 선택적으로 공급되는 저주파 전원을 주파수 변조를 통해 공정별 최적의 주파수로 공급할 수 있도록 하는 가변저항 및;

   상기 제어부와 가변저항의 작동에 따른 전압 또는 전류 등의 상태를 확인할 수 있도록 하는 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
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