KR101213391B1

KR101213391B1 - 기판처리장치

Info

Publication number: KR101213391B1
Application number: KR1020050079012A
Authority: KR
Inventors: 김재호
Original assignee: 주성엔지니어링(주)
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2012-12-18
Also published as: KR20070024258A

Abstract

본 발명은 제 1 챔버와, 상기 제 1 챔버 내부에 설치되고 하부면에 유전체막이 형성된 상부판과, 상기 제 1 챔버 외부에 설치되고 상기 상부판에 정합된 전력을 인가하는 전원공급수단과, 상기 제 1 챔버의 일면을 이루되 상부판과 소정 간격으로 이격되고 다수의 관통부가 형성되며 상기 상부판에 대향하는 면에 유전체막이 형성된 하부판과, 상기 상부판과 상기 하부판 사이로 반응가스를 공급하는 제 1 가스 공급관과, 상기 제 1 챔버와 상기 하부판을 일면으로 공유하는 제 2 챔버와, 상기 제 2 챔버 내부에 설치되고 상기 하부판에 대향하도록 설치된 기판안치수단과, 상기 제 2 챔버의 측면 또는 하부면에 결합되는 배기구와, 상기 배기구의 배기라인에 연결된 진공 펌프를 포함하여 구성되어 상기 제 1 챔버에서는 대기압 플라즈마를 발생시키며 진공압으로 유지되는 제 2 챔버 내로 대기압 플라즈마가 분사될 수 있는 기판처리장치를 제공한다.

대기압 플라즈마, 챔버, RF전극, 유전체 장벽 방전

Description

기판처리장치{Substrate processing apparatus}

도 1은 종래기술에 의한 유전체 장벽 방전 발생 시스템을 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 기판처리장치의 제 1 실시예를 나타내는 단면도.

도 3a는 본 발명에 의한 기판처리장치의 제 2 실시예를 나타내는 단면도.

도 3b는 상기 제 2 실시예 중 제 1 챔버와 제 2 가스 공급관의 일부를 확대한 부분확대단면도.

도 3c는 상기 제 2 실시예의 저면도.

도 4a는 본 발명에 의한 기판처리장치의 제 3 실시예를 나타내는 단면도.

도 4b는 상기 제 3 실시예 중 제 1 챔버와 제 2 가스 공급관의 일부를 확대한 부분확대단면도.

도 5a는 본 발명에 의한 기판처리장치의 제 3 실시예의 다른 변형예를 나타내는 단면도.

도 5b는 상기 실시예 중 제 1 챔버와 제 2 가스 공급관의 일부를 확대한 부분확대단면도.

도 6a는 본 발명에 의한 기판처리장치의 제 3 실시예의 또 다른 변형예를 나타내는 단면도.

도 6b는 상기 실시예 중 제 1 챔버와 제 2 가스 공급관의 일부를 확대한 부 분확대단면도.

도 7a는 본 발명에 의한 기판처리장치의 제 4 실시예를 나타내는 단면도.

도 7b는 상기 제 4 실시예 중 제 1 챔버와 제 2 가스 공급관의 일부를 확대한 부분확대단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 기판처리장치 110 : 제 2 챔버

120 : 기판 스테이지 130 : 제 1 챔버

140a, 140b : 압력측정수단

150a, 150b : 제 1 및 제 3 가스 공급관

160 : 절연체 180 : 압력조절수단

190 : 진공 펌프 270 : 제 2 가스 공급관

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로, 구체적으로는 대기압 플라즈마를 발생시킬 수 있는 제 1 챔버 및 이를 이용하여 진공압으로 유지되는 제 2 챔버 내로 대기압 플라즈마가 분사될 수 있는 기판처리장치에 관한 것이다.

반도체 및 디스플레이 산업이 발전함에 따라 웨이퍼, 유리 등의 기판 가공도 한정된 면적에 원하는 패턴을 극미세화하고 고집적화하는 방향으로 진행되고 있고, 이에 따라 기판에 박막을 성장시키거나 식각할 때 플라즈마 처리 기술이 널리 활용 되고 있다. 플라즈마 처리는 고밀도로 공정을 제어할 수 있는 등의 장점에 의해 반도체, 디스플레이 기판의 가공 공정 등에 널리 사용되고 있다.

일반적으로 대기압 플라즈마(Atmospheric Pressure Plasma)는 종래의 진공시스템이 필요치 않고, 1기압(760torr)에서 진공 챔버 없이 기존 생산라인에 직접 적용이 가능하여 연속적인 공정으로 처리가 가능하다. 대기압 플라즈마를 발생하기 위한 기술로는 유전체 장벽 방전(Dielectric Barrier Discharge : DBD), 코로나 방전(Corona Discharge), 마이크로웨이브 방전(Microwave Discharge)과 아크 방전(Arc Discharge) 등이 있다.

이 중, 유전체 장벽 방전은 유전체의 전하축적(Charge Build-up) 현상을 이용하여 교류전원에 의해 인가되는 전압 효율을 극대화시켜 균일한 글로우 방전(Glow Discharge)을 얻는 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이 유전체 장벽 방전 발생 시스템(10)은 고전압이 인가되는 두 전극(12, 14) 사이에 각기 유전체(16)를 삽입하고, 전극(12, 14)에 전압을 인가하여 이온 입자들이 두 전극(12, 14) 사이의 전기장 영역에서 가속되어 주입된 가스를 이온화시켜 플라즈마(P)를 발생시킨다.

그러나 종래의 유전체 장벽 방전 시스템은 상술한 바와 같이 플라즈마가 발생되는 공간의 압력이 대기압으로 제한되어 진공 상태에서 사용이 불가능한 문제점이 있고, 또한 플라즈마 발생 초기의 아크방전에 의해 기판이 손상되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서 대기압 플 라즈마를 발생시킬 수 있는 제 1 챔버 및 이를 이용하여 진공압으로 유지되는 제 2 챔버 내로 대기압 플라즈마가 분사될 수 있는 기판처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 기판처리장치는, 제 1 챔버와, 상기 제 1 챔버 내부에 설치되고 하부면에 유전체막이 형성된 상부판과, 상기 제 1 챔버 외부에 설치되고 상기 상부판에 정합된 전력을 인가하는 전원공급수단과, 상기 제 1 챔버의 일면을 이루되 상부판과 소정 간격으로 이격되고 다수의 관통부가 형성되며 상기 상부판에 대향하는 면에 유전체막이 형성된 하부판과, 상기 상부판과 상기 하부판 사이로 반응가스를 공급하는 제 1 가스 공급관과, 상기 제 1 챔버와 상기 하부판을 일면으로 공유하는 제 2 챔버와, 상기 제 2 챔버 내부에 설치되고 상기 하부판에 대향하도록 설치된 기판안치수단과, 상기 제 2 챔버의 측면 또는 하부면에 결합되는 배기구와, 상기 배기구의 배기라인에 연결된 진공 펌프를 포함한다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭하도록 하였다.

[제 1 실시예]

도 2는 본 발명에 의한 기판처리장치의 제 1 실시예를 나타내는 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 기판처리장치(100)의 제 1 실시예는 제 2 챔버(110)와, 기판(s)을 지지하는 기판 스테이지(120)와, 상기 기판 스테이지(120)와 대향하여 기판(s)에 가스를 분사하는 제 1 챔버(130)를 포함한다.

제 2 챔버(110)의 측벽에는 도시되지 않은 기판(s) 반입 반출구가 구비되어, 이를 통해 기판(s)을 반입 반출한다. 또한 제 2 챔버(110)의 측벽 또는 하부에는 진공 펌프(190)와 같은 배기계가 연결되어 이로부터 배기가 실행되어 제 2 챔버(110) 내를 원하는 압력으로 유지할 수 있다. 즉, 도면에 표시하였듯이 제 2 챔버(110)의 일측 하부에는 제 2 챔버(110) 내부에 공급된 가스를 배출시키는 배기관(112)이 형성되고, 배기관(112)은 진공 펌프(190)와 연결되며, 상기 진공 펌프(190)와 제 2 챔버(110) 사이에는 트로틀 밸브와 같은 압력조절수단(180)이 구비된다. 또한, 제 2 챔버(110)의 내부에는 압력측정수단(140a)이 설치되어 압력측정수단(140a)에서 측정되는 압력값을 이용하여 제 2 챔버(110) 내부의 압력을 조절하게 된다.

상기 제 2 챔버(110)의 내측 하부에는 기판(s)을 유지하는 기판 스테이지(120)가 구비된다. 기판 스테이지(120)의 내부에는 기판을 소정의 온도로 조정하기 위한 냉각 수단 및 가열 수단 등을 구비할 수 있다.

상기 기판 스테이지(120)는 내부에 도시되지 않은 도전성 부재를 구비하여, 도전성 부재를 고압 직류 전원에 접속시켜 고전압을 인가함으로써 기판(s)을 흡착 유지할 수 있고, 기타 정전력 외에 진공력 또는 기계적 힘 등에 의해 기판(s)을 유지할 수도 있다.

상기 제 2 챔버(110)의 상부에는 상기 기판 스테이지(120)와 대향하여 제 1 챔버(130)가 설치된다. 이때, 상기 제 2 챔버(110)는 상기 제 1 챔버(130)와 연결된 부분을 제외하고는 기밀이 유지되도록 구성되나, 제 1 챔버(130)는 기밀을 유지하기 위한 별도의 구성이 필요하지 않다. 제 1 챔버(130)는 일면에 유전체(132)가 형성된 상부판(134)과 상기 상부판(134)과 소정 간격 이격되고 상기 상부판(134)과 대향하는 면에 유전체(132)가 형성되며 기판(s)에 가스를 공급하는 가스 분사공(h1)을 구비한 하부판(136)과 상기 상부판(134)과 상기 하부판(136) 사이에 전위차를 발생시키는 전원공급수단(138)을 포함한다. 또한, 상부판(134)과 제 2 챔버(110) 사이에는 절연체(160)가 구비되어 서로 절연된 상태를 유지하도록 하였다. 이때, 상기 상부판(134)과 하부판(136)의 측면은 대기압 상태인 외부로 개방될 수도 있다.

이처럼 제 1 챔버(130)의 상부판(134) 및 하부판(136)의 대향하는 면에 유전체(132)를 형성함에 의해 상부판(134) 및 하부판(136) 사이에 전압을 인가하여 대기압 플라즈마를 발생시킬 수 있다.

도면에 표시하였듯이 제 1 챔버(130)의 일측 상부에는 상기 상부판(134)과 하부판(136) 사이의 공간에 가스를 공급하는 제 1 가스 공급관(150a)이 구비된다. 또한, 상부판(134)과 하부판(136) 사이의 공간에는 압력측정수단(140b)이 설치되어 압력측정수단(140b)에서 측정되는 압력값을 이용하여 제 1 챔버(130) 내부, 즉 상 부판(134)과 하부판(136) 사이 공간의 압력을 조절하게 된다.

상술한 바와 같이 상기 제 1 챔버(130)와 제 2 챔버(110)에는 그 내부의 압력을 측정하기 위한 압력측정수단(140b, 140a)이 각각 구비된다. 또한, 상기 압력측정수단(140b, 140a)과 연결되어 제 1 챔버(130)와 제 2 챔버(110)의 내부 압력을 조절하는 제어부(미도시)가 구비된다.

상기 제어부는 압력측정수단(140b, 140a)에서 측정된 압력값을 참조하며 배기관(112)을 통해 배출되는 가스의 배출량을 상기 압력조절수단(180)을 이용하여 조절함으로써 제 1 챔버(130)와 제 2 챔버(110) 내부의 압력을 조절하게 된다. 또한, 압력측정수단(140b)에서 측정된 압력값을 참조하며 제 1 가스 공급관(150a)을 통해 공급되는 가스의 공급량을 조절함으로써 제 1 챔버(130) 내부의 압력을 조절하게 된다. 이때, 상기 배기관(112) 및 제 1 가스 공급관(150a)을 통해 배출 및 공급되는 가스의 양을 각각 제어할 경우, 제 1 챔버(130)와 제 2 챔버(110)의 내부 압력을 개별적으로 조절할 수 있다.

한편, 상기 상부판(134)과 하부판(136) 사이의 공간, 즉 상기 제 1 챔버(130)의 내부로 별도의 비반응가스를 공급하는 제 3 가스 공급관(150b)을 더 구비할 수 있다. 상기 제 3 가스 공급관(150b)은 반응에 관여하지 않는 비반응가스를 공급하여 상기 제 1 가스 공급관(150a)과 함께 제 1 챔버(130) 내부의 압력을 조절하기 위한 것이다.

본 실시예의 경우 제 2 챔버(110)의 내부 압력은 대기압 이하의 저압 혹은 진공압으로, 제 1 챔버(130)의 내부 압력은 대기압 또는 대기압 이하 (Subatmospheric pressure, 반대기압)로 조절한다. 이때, 상기 제 2 챔버(110)의 압력은 제 1 챔버(130)의 압력보다 5Torr 또는 그 이하로 낮게 설정된다. 상기와 같이 소정의 압력 차가 발생되도록 조절하면, 제 1 가스 공급관(150a)을 통해 상기 제 1 챔버(130)의 내부로 공급된 가스는 진공압 상태의 제 2 챔버(110)의 내부로 분사된다.

여기서, 제 1 챔버(130)와 제 2 챔버(110) 사이의 압력 차는 다수의 가스분사공(h1)이 형성된 상기 하부판(136)에 의해 용이하게 유지될 수 있다. 제 1 챔버(130)로부터 제 2 챔버(110)로 가스가 이동할 때, 상기 하부판(136)의 가스 분사공(h1)을 통과하며 가속되어 압력이 떨어지는 현상이 발생한다. 이때, 상기 가스 분사공(h1)의 직경은 그 크기가 작을수록 제어가 용이한 반면, 가스 이동량이 감소하므로 적절한 크기의 직경을 선택하는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같이 제 1 챔버(130)와 제 2 챔버(110)의 내부 압력을 개별적으로 제어함으로써 종래의 유전체 장벽 방전 플라즈마에서 흔히 발생되던 아크 방전에 의한 기판(s)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 제 2 챔버(110)의 내부 압력은 진공압으로 조절되므로 종래의 대기압에서 사용할 수 없었던 독성가스 및 폭발성 가스를 사용한 공정도 수행할 수 있다.

상기의 기판처리장치(100)를 이용한 공정 동작에 대하여 설명한다. 기판 반입 반출구로부터 기판(s)이 제 2 챔버(110) 내부로 반입되어 기판 스테이지(120) 상부면에 장착 유지된다. 이때 기판 스테이지(120)는 내부 가열 수단 또는 냉각 수단에 의해 처리 공정 종류에 따라 원하는 온도로 조절된다. 또한, 제 2 챔버 (110) 내부는 진공 펌프(190)를 이용하여 원하는 압력으로 조절 유지된다.

이후, 가스 공급원과 연결된 제 1 가스 공급관(150a)을 통해 제 1 챔버(130) 내부로 가스가 도입되고, 외부로부터 정합된 고주파 전력이 상부판(134) 및 하부판(136) 사이에 인가되고 고주파 전력에 의해 제 1 챔버(130) 내의 가스가 전리되고, 상부판(134) 및 하부판(136) 사이의 공간에서 대기압 플라즈마를 발생시킨다.

이렇게 제 1 챔버(130) 내부에서 발생된 대기압 플라즈마가 제 1 챔버(130) 하부판(136)의 가스 분사공(h1)을 통해 진공압 상태로 유지된 제 2 챔버(110)의 기판(s) 쪽으로 분사되고, 분사되는 플라즈마에 의해 박막 증착 등의 플라즈마 처리를 수행한다.

기판(s)의 플라즈마 처리가 종료되면 고주파 전원으로부터의 전력 공급이 정지되고 기판(s)은 반입 반출구를 통해 제 2 챔버(110) 외부로 반출된다.

[제 2 실시예]

도 3a는 본 발명에 의한 기판처리장치의 제 2 실시예를 나타내는 단면도이고, 도 3b는 상기 제 2 실시예 중 제 1 챔버와 제 2 가스 공급관의 일부를 확대한 부분확대단면도이며, 도 3c는 상기 제 2 실시예의 저면도이다.

도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 기판처리장치(200)의 제 2 실시예는 제 2 챔버(210)와, 기판(s)을 지지하는 기판 스테이지(220)와, 상기 기판 스테이지(220)와 대향하여 기판(s)에 가스를 분사하는 제 1 챔버(230)를 포함한다.

상기 챔버(110)의 내측 하부에는 기판(s)을 유지하는 기판 스테이지(220)가 구비된다. 기판 스테이지(220)의 내부에는 기판을 소정의 온도로 조정하기 위한 냉각 수단 및 가열 수단 등을 구비할 수 있다.

상기 제 2 실시예(200)에는 상기 제 2 챔버(210)의 내부에 가스를 공급하는 제 2 가스 공급관(270)이 더 구비된다. 상기 제 2 가스 공급관(270)은 원형의 횡단면을 가지고, 그 하부에는 다수의 가스 분사공(h2)이 제 2 가스 공급관(270)의 길이방향으로 등간격 이격되게 형성된다. 또한, 상기 제 2 가스 공급관(270)은 제 2 챔버(210)의 내부에 복수로 구비되고 기판 스테이지(220)와 제 1 챔버(230) 사이에 위치되어지되 수평방향 일측으로 등간격 이격되어 배열된다.

도 3c를 참조하여 상기 제 2 가스 공급관(270)의 배열을 좀 더 자세히 설명하면, 복수의 제 2 가스 공급관(270)은 제 1 챔버(230) 하부판(236)의 가스 분사공(h1) 사이에 각각 위치된다. 즉, 상기 하부판(236)의 가스 분사공(h1) 사이에 상기 제 2 가스 공급관(270)의 가스 분사공(h2)이 위치되도록 수평방향 일측으로 교번하여 배열된다. 또한, 상기 제 2 가스 공급관(270)의 길이방향으로도 하부판(236)의 가스 분사공(h1) 사이에 제 2 가스 공급관(270)의 가스 분사공(h2)이 위치되도록 배열된다.

상기와 같이 각 가스 분사공(h1, h2)이 교번하도록 배열한 이유는 상기 가스 분사공(h1, h2)을 통해 분사되는 플라즈마 및 가스가 제 2 챔버(210)의 내부로 고르게 분사되도록 하기 위함이며, 특히 분사되는 플라즈마 및 가스에 의해 박막 증착 등이 잘 이루어지도록 하기 위함이다.

본 실시예의 경우 제 2 챔버(210)의 내부 압력은 진공압으로, 제 1 챔버(230)의 내부 압력은 대기압으로 조절한다. 상기와 같이 소정의 압력 차가 발생되도록 조절하면, 제 1 가스 공급관(250)을 통해 상기 제 1 챔버(230)의 내부로 공급된 가스와 제 2 가스 공급관(270)을 통해 제 2 챔버(210)의 내부로 공급된 가스는 진공압 상태의 제 2 챔버(210)의 내부로 분사된다.

상기의 기판처리장치(200)를 이용한 공정 동작에 대하여 설명한다. 기판 반입 반출구로부터 기판(s)이 제 2 챔버(210) 내부로 반입되어 기판 스테이지(220) 상부면에 장착 유지된다. 이때 기판 스테이지(220)는 내부 가열 수단 또는 냉각 수단에 의해 처리 공정 종류에 따라 원하는 온도로 조절된다. 또한, 제 2 챔버(210) 내부는 진공 펌프(290)를 이용하여 원하는 압력으로 조절 유지된다.

이후, 가스 공급원과 연결된 각 가스 공급관(250, 270)을 통해 제 1 챔버(230)와 제 2 챔버(210) 내부로 가스가 도입되고, 외부로부터 정합된 고주파 전력이 상부판(234) 및 하부판(236) 사이에 인가되고 고주파 전력에 의해 제 1 챔버(230) 내의 가스가 전리되고, 상부판(234) 및 하부판(236) 사이의 공간에서 대기압 플라즈마를 발생시킨다.

이때, 제 2 챔버(210)에 설치된 제 2 가스 공급관(270)으로부터 공급되는 가스는 플라즈마가 발생되기 전 혹은 후에 주입될 수 있고, 플라즈마 발생과 동시에 주입될 수 있다.

이렇게 제 1 챔버(230) 내부에서 발생된 대기압 플라즈마가 제 1 챔버(230) 하부판(236)의 가스 분사공(h1)을 통해 진공압 상태로 유지된 제 2 챔버(210)의 기 판(s) 쪽으로 분사되고, 제 2 챔버(210) 내부의 제 2 가스 공급관(270)으로부터 분산된 분사되는 가스와 반응하며 박막 증착 등의 플라즈마 처리를 수행한다.

본 실시예에 의하면 원하는 가스를 다양하게 제 2 챔버(210) 내로 주입할 수 있다.

[제 3 실시예]

도 4a는 본 발명에 의한 기판처리장치의 제 3 실시예를 나타내는 단면도이고, 도 4b는 상기 제 3 실시예 중 제 1 챔버와 제 2 가스 공급관의 일부를 확대한 부분확대단면도이다.

본 발명에 의한 기판처리장치(300)의 제 3 실시예는 상기 제 2 실시예와 동일한 구성으로 이루어지되 제 1 챔버 하부판의 형상 및 제 2 가스 공급관의 결합구조가 상이하다. 이에 상기 제 1 챔버와 제 2 가스 공급관을 제외한 다른 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 4a와 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 제 3 실시예의 제 2 가스 공급관(370)은 제 1 챔버(330) 하부판(336)의 하면에 일부가 삽입되도록 위치된다. 즉, 상기 하부판(336) 하면 중 가스 분사공(h1) 사이에 제 2 가스 공급관(370)의 상부 일부가 삽입되는 형태로 구성된다.

도 5a는 본 발명에 의한 기판처리장치의 제 3 실시예의 다른 변형예를 나타내는 단면도이고, 도 5b는 상기 실시예 중 제 1 챔버와 제 2 가스 공급관의 일부를 확대한 부분확대단면도이다.

도 5a와 도 5b에 도시된 바와 같이 상기 제 3 실시예의 다른 실시예인 기판처리장치(400)는 상기 제 3 실시예(300)와 동일한 구성으로 이루어지되, 다만 제 2 가스 공급관(470)의 위치와 하부판(436)에 형성된 가스 분사공(h1)의 형상이 상이하다. 즉, 상기 제 2 가스 공급관(470)은 하부판(436)의 가스 분사공(h1) 하단부에 위치되어지되 하부판(436)의 하면에 상부 일부가 삽입된다. 또한 상기 하부판(436)의 가스 분사공(h1) 하단부는 상기 제 2 가스 공급관(470)의 상부 좌우 양측둘레를 따라 분기되어 상기 하부판(436)의 하면까지 연장된다.

도 6a는 본 발명에 의한 기판처리장치의 제 3 실시예의 또 다른 변형예를 나타내는 단면도이고, 도 6b는 상기 실시예 중 제 1 챔버와 제 2 가스 공급관의 일부를 확대한 부분확대단면도이다.

도 6a와 도 6b에 도시된 바와 같이 제 3 실시예의 또 다른 실시예인 기판처리장치(500)는 상기 제 3 실시예(300) 및 제 3 실시예(300)의 다른 실시예(400)와 동일한 구성으로 이루어지되, 다만 제 2 가스 공급관(570)의 위치와 형상이 상이하다. 즉, 상기 제 3 실시예(300) 및 제 3 실시예(300)의 다른 실시예(400)의 경우 제 2 가스 공급관(370, 470)의 단면 형상이 원형인데 비해 상기 실시예(500)의 경우 제 2 가스 공급관(570)의 단면 형상은 사각으로 형성된다. 또한, 상기 제 2 가스 공급관(570)은 하부판(536)의 가스 분사공(h1) 하단부에 위치되어지되 하부판(536)의 하면에 제 2 가스 공급관(570) 전부가 삽입되고 하부판(536)의 가스 분사공(h1) 하단부는 상기 제 2 가스 공급관(570)의 상부 좌우 양측둘레를 따라 분기되어 상기 하부판(536)의 하면까지 연장된다.

이처럼 가스 분사공(h1)의 하단부가 분기되어 형성되면 제 1 챔버(530)에서 발생된 대기압 플라즈마 가스가 제 2 챔버(510)로 분사될 때 플라즈마 내의 고에너지 이온이나 전자 등이 차단될 수 있다.

상기 제 3 실시예의 여러 실시예에 예시된 각 제 2 가스 공급관(370, 470, 570)은 복수로 구비되며, 제 1 챔버(330, 430, 530) 하부판(336, 436, 536)의 가스 분사공(h1) 사이에 각각 위치된다. 즉, 상기 하부판(336, 436, 536)의 가스 분사공(h1) 사이에 상기 제 2 가스 공급관(370, 470, 570)의 가스 분사공(h2)이 위치되도록 수평방향 일측으로 교번하여 배열된다. 또한, 상기 제 2 가스 공급관(370, 470, 570)의 길이방향으로도 하부판(336, 436, 536)의 가스 분사공(h1) 사이에 상기 제 2 가스 공급관(370, 470, 570)의 가스 분사공(h2)이 위치되도록 배열된다.

상기와 같이 각 가스 분사공(h1, h2)이 교번하도록 배열한 이유는 상기 제 2 실시예에서 설명한 바와 같이 상기 가스 분사공(h1, h2)을 통해 분사되는 플라즈마 및 가스가 제 2 챔버(310, 410, 510)의 내부로 고르게 분사되도록 하기 위함이며, 특히 분사되는 플라즈마 및 가스에 의해 박막 증착 등이 잘 이루어지도록 하기 위함이다.

[제 4 실시예]

도 7a는 본 발명에 의한 기판처리장치의 제 4 실시예를 나타내는 단면도이고, 도 7b는 상기 제 4 실시예 중 제 1 챔버와 제 2 가스 공급관의 일부를 확대한 부분확대단면도이다.

도 7a와 도 7b에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 기판처리장치(600)의 제 4 실시예는 상기 제 2 실시예와 동일한 구성으로 이루어지되 제 1 챔버(630)의 하부판(636)과 제 2 가스 공급관(670)의 형상과 결합구조가 상이하다. 이에 상기 제 1 챔버(630)의 하부판(636)과 제 2 가스 공급관(670)을 제외한 다른 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

제 2 가스 공급관(670)은 상기 제 1 챔버(630)의 하부판(636) 내부에 형성되고, 상기 제 2 가스 공급관(670)의 가스 분사공(h2)은 상기 하부판(636)의 하면으로 개구부를 갖는다. 또한, 제 2 가스 공급관(670)은 복수로 구비되며, 제 1 챔버(630) 하부판(636)의 가스 분사공(h1) 사이에 각각 위치된다. 즉, 상기 하부판(636)의 가스 분사공(h1) 사이에 상기 제 2 가스 공급관(670)의 가스 분사공(h2)이 위치되도록 수평방향 일측으로 교번하여 배열된다. 또한, 상기 제 2 가스 공급관(670)의 길이방향으로도 하부판(636)의 가스 분사공(h1) 사이에 상기 제 2 가스 공급관(670)의 가스 분사공(h2)이 위치되도록 배열된다.

이상과 같이 본 발명 기판처리장치는 제 1 챔버 내에서 대기압 플라즈마를 효율적으로 발생시킬 수 있고, 상기 제 1 챔버와 제 2 챔버의 내부 압력을 각각 대기압과 진공압으로 제어하여 플라즈마 발생 초기의 아크방전에 의해 기판의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 제 2 챔버의 내부가 진공압으로 형성됨에 따라 대기압 상태에서 사용이 불가능하던 독성 및 폭발성 가스를 사용한 공정도 수행할 수 있는 장점이 있다.

Claims

서로 소정 간격 이격되며 서로 대향되는 면에 유전체막이 각각 형성된 상부판 및 하부판 을 포함하고, 상기 하부판의 하부에는 다수의 관통부가 형성된 제 1 챔버와;

상기 상부판과 상기 하부판 사이로 반응가스를 공급하는 제 1 가스 공급관과;

상기 제 1 챔버와 상기 하부판을 일면으로 공유하며, 상기 하부판에 대향하도록 설치된 기판 안치 수단과, 압력을 조절하기 위한 배기구를 포함하는 제 2 챔버와;

상기 제 2 챔버의 내부로 가스를 공급하며, 다수의 가스 분사공을 구비하는 제 2 가스 공급관을 포함하며,

상기 제 2 가스 공급관은 상기 하부판 내부에 마련되고, 상기 제 2 가스 공급관의 상기 가스 분사공은 상기 하부판의 하면으로 개구부를 갖는

것을 특징으로 하는 기판처리장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제 1 챔버는 대기압 또는 대기압 이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제 2 챔버의 압력은 상기 제 1 챔버의 압력보다 5Torr 이상 낮은 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
청구항 1에 있어서,

상기 하부판에 형성된 다수의 관통부는 상기 제 1 챔버와 제 2 챔버의 압력차를 발생시키도록 그 직경이 선택되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
청구항 1에 있어서,

상기 배기구는 배기 라인을 통해 진공 펌프와 연결되고 상기 배기라인에는 압력조절수단이 연결되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
청구항 5에 있어서,

상기 압력조절수단은 트로틀 밸브인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
청구항 1에 있어서,

상기 상부판과 하부판 사이의 공간에는 압력측정수단이 구비되고, 상기 압력측정수단을 이용하여 상기 제 1 가스 공급관을 통해 공급되는 공급량을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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청구항 1에 있어서,

상기 제 1 챔버의 내부로 비반응가스를 공급하는 제 3 가스 공급관이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.