KR101264695B1 - 플라즈마 화학 기상 증착 장치 - Google Patents

플라즈마 화학 기상 증착 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 화학 기상 증착 장치에 관한 것으로, 특히 플라즈마 화학 기상 증착 장치의 상부전극 구조 변경을 통해 단위막 공정 특성을 개선한 플라즈마 화학 기상 증착 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플라즈마 화학 기상 증착 장치는 공정 챔버; 상기 공정 챔버에 설치되어 기판을 지지하는 서셉터; 상기 기판에 박막을 증착시키기 위한 반응가스를 상기 공정 챔버 내에 주입하는 가스 주입구; 상기 가스 주입구를 통해 주입되는 반응가스를 확산시키기 위해 상기 공정 챔버 내 상부에 형성된 상부전극; 상기 상부 전극을 지탱하는 상부 전극 커버; 및 상기 상부 전극 커버와 상기 챔버 리드와의 체결을 유지하는 다수개의 볼트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명은 플라즈마 화학 증착 장치의 상부전극 구조변경을 통해 공정조건을 개선하여 균일성 개선 효과를 얻을 수 있다.
상부전극, PECVD, 서셉터

Description

플라즈마 화학 기상 증착 장치{APPARATUS FOR PLASMA ENHANCED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION}
도 1은 종래의 PECVD 장치의 챔버 내부를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 종래의 PECVD 장치 기판 상부의 증착막 두께 측정 데이타를 표시한 표면형 그래프를 나타낸 도면.
도 3는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 PECVD 장치를 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 PECVD 장치를 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 챔버 위에서 바라본 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 PECVD 장치의 평면도.
도 6는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 PECVD 장치를 개략적으로 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 PECVD 장치 기판 상부의 증착막 두께 측정 데이타를 표시한 표면형 그래프를 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 기판 120 : 서셉터
160 : 가스 주입구 170 : 상부전극
180 : 고주파 전원 190 : 상부전극커버
200 : 배출구 220 : 펌프
230 : 볼트 260 : 공정 챔버
본 발명은 플라즈마 화학 기상 증착 장치에 관한 것으로, 특히 플라즈마 화학 기상 증착 장치의 상부전극 구조 변경을 통해 단위막 공정 특성을 개선한 플라즈마 화학 기상 증착 장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 그 스위칭 소자로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)를 사용한 것이 주를 이루고 있다.
일반적으로, 액정표시장치는 두 개의 기판과 상기 두 기판 사이에 형성되는 액정층으로 구성된다. 상기 두 기판 중 하나는 일정한 거리를 두고 평행하게 배열된 다수의 게이트 라인과, 화소 영역을 정의하기 위하여 상기 각 게이트 라인에 서로 수직 교차하는 다수의 데이터 라인과, 상기 각 화소 영역에 형성되는 다수의 화소 전극과 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차점에 형성되어 상기 게이트 라인의 스캔 신호에 따라 턴온되어 상기 데이터 라인의 데이타 신호를 각 화소 전극에 인가하는 다수의 박막 트랜지스터를 포함하는 TFT 어레이 기판이다. 또 다른 기판을 상기 화소 영역을 제외한 부분의 광을 차단하기 위한 블랙매트릭스와, 상기 화 소 영역에 형성되어 색상을 표시하는 컬러 필터를 구비한 컬러 필터 어레이 기판이다. 이와 같은 컬러 필터 어레이 기판과 TFT 어레이 기판 사이에 액정 층이 형성된다.
이러한 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 박막 트랜지스터의 활성층 및 오믹 콘택층, 데이터 라인과 게이트 라인을 절연시키는 절연막, 그리고 상기 데이타 및 게이트 라인과 화소 전극을 절연시키기 위한 보호막 등은 플라즈마화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; 이하 "PECVD"라 함) 방법을 이용하여 형성한다.
상기 PECVD 방법은 진공을 이루는 챔버 내부에 증착시 필요한 가스를 주입하여 원하는 압력과 기판 온도가 설정되면 고주파(Radio Frequency)를 인가하여 주입된 가스를 이온과 라디칼로 분해함으로써 기판에 박막을 형성하는 방법이다.
상기 PECVD에 의한 박막을 형성하는 공정은 플라즈마에 의해 이온과 라디칼이 형성되고 상기에서 형성된 라디칼이 타겟에 흡착되고 표면에 흡착된 원자의 재분포의 화학적, 물리적 반응을 통하여 박막이 기판 상에 형성되는 과정으로 나눌 수 있다. 전형적인 PECVD 조건에서는 전자의 에너지가 충분히 작아 이온화 속도보다 라디칼의 형성 속도가 빠르다. 또한, 라디칼은 높은 흡착성을 가지고 있으므로 표면에 흡착한 후, 가장 안정된 자리를 찾아 이동하고 새로운 결합을 만들어 박막을 형성한다.
도 1은 종래의 PECVD 장치의 챔버 내부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1를 참조하면, 종래의 PECVD 장치는 공정 챔버(26), 공정 챔버 내에 설치 되어 기판(10)을 지지하고 기판(10)의 온도를 조절하는 서셉터(12), 공정 챔버(26)내에 고주파를 인가하는 고주파 전원(18), 공정 챔버(26)에 반응가스를 주입하는 가스 주입구(16), 가스 주입구(16)를 통해 주입되는 반응가스를 확산시키는 상부전극(17), 상부전극(17)을 지탱하는 상부전극커버(19), 증착 후 가스 및 부산물을 외부로 배출하기 위한 배출구(20) 및 펌프(22)를 포함하여 구성된다.
상기 공정 챔버(26)는 증착 공정시 플라즈마 반응을 일으키기 위해서 고온(270~340℃) 및 펌프(22)의 펌핑에 의해 고진공상태를 유지한다.
상기 서셉터(12)는 구동부에 의해 승강되어 기판(10)을 지지함과 아울러 그 내부에 히터(도시되지 않음)가 있어 기판(10)을 일정한 온도로 가열하여 증착 효율을 향상시킨다. 또한 서셉터(12)는 증착 공정시 라디칼이 기판(10)에 증착될 때 스퍼터링 되지 않도록 접지되어 있다.
상기 고주파 전원(18)은 증착 공정시 공정 챔버(26) 내에 고주파를 인가하여 공정 챔버(26)에 주입된 반응가스를 플라즈마 상태로 분해한다.
상기 배출구(20)는 공정 챔버(26)의 하부에 설치된다.
상기 펌프(22)는 증착 공정시 공정 챔버(26)를 진공상태로 유지시키며, 증착 공정 후 가스 및 부산물을 배출구(20)를 통해 외부로 배출한다.
상기 가스 주입구(16)는 기판에 증착될 반응가스를 공정 챔버(26)에 주입한다.
상기 상부 전극(17)은 반응가스가 상기의 가스 주입구(16)를 통해 공정 챔버(26) 내로 유입되면 반응가스를 공정 챔버(26) 내에 균일하게 확산시킨다. 상기 상부 전극(17)은 다수의 분산공(미도시)이 일정한 간격으로 배열된 평판으로 공정 챔버(26) 내로 주입된 반응가스가 상기의 분산 공을 통과하면서 분산밀도가 균일한 상태로 분사된다.
상기 상부 전극 커버(19)는 상기 상부 전극(17)의 하중을 지탱한다.
이와 같은 종래의 PECVD 장치를 이용한 증착 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 공정 챔버(26) 내의 서셉터(12)에 기판(10)을 안착시킨다.
이어, 펌프(22)를 구동시켜 증착 공정 후 공정 챔버(26)에 잔존하는 가스 및 부산물을 배출구(20)를 통해 공정 챔버(26) 외부로 배출함과 아울러 공정 챔버(26)가 플라즈마 반응을 일으키게 하기 위해 고온 및 고진공상태가 되도록 만든다. 가스 주입구(16)를 통해 상기 공정 챔버(26) 내부로 반응가스를 주입하고 상부 전극(17)이 상기 가스 주입구(16)를 통해 주입된 반응가스를 상기 공정 챔버(26)내로 확산시킨다. 상기 공정 챔버(26)에 확산된 반응가스는 고주파 전원(18)이 고주파를 인가하여 고주파의 에너지를 가하여 상기 주입된 가스를 분해한다. 분해 가스는 라디칼을 형성하여 서셉터(12) 상의 기판 위에 증착되고 화학적, 물리적 반응을 일으켜 박막을 형성한다. 기판(10)이 안착된 서셉터(12)는 라디칼이 기판(10) 상으로 증착될 때 스퍼터링 되지 않도록 접지되어 있다.
이와 같은 과정을 반복하여 기판(10) 상에 증착막이 형성된다.
그러나 종래의 PECVD 장치는 PECVD 장치의 챔버 내부에서 플라즈마 반응을 일으키기 위해서 고온 및 고진공 상태를 유지하는 과정에서 하부로 유출되는 펌핑 압력과 상부 전극 자체 하중에 의해 상부 전극 센터 부위가 에지 부위 대비 약 4~6mm 처짐 현상이 발생하게 되고 처짐 현상에 의하여 기판의 센터 부위와 에지 부위의 균일성이 상이하게 된다.
도 2는 종래의 PECVD 장치 기판 상부의 증착막 두께 측정 데이타를 표시한 표면형 그래프를 나타낸 도면이다.
도 2는 광학식 두께 측정기인 소프라 장비를 이용하여 x축을 기판의 장축, y축을 기판의 단축, z축을 증착막 두께로 하여 PECVD 장치의 기판 상부의 위치별 증착막 두께 데이타를 나타낸 것이다. 도면에서 볼수 있듯이 센터 부위와 에지 부위의 두께가 서로 상이함을 알 수 있다.
이로 인해 불균일한 플라즈마 형성영역이 발생하게 되어 공정 마진 및 단위막 특성저하의 원인이 되고 센터부와 에지부의 균일성이 상이하게 되어 기판 상부에 얼룩이 발생하게 된다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 플라즈마 화학 기상 증착 장치의 상부전극 구조 변경을 통해 단위막 공정 특성을 개선한 플라즈마 화학 기상 증착 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 화학 기상 증착 장치는 공정 챔버; 상기 공정 챔버에 설치되어 기판을 지지하는 서셉터; 상기 기판에 박막을 증착시키기 위한 반응가스를 상기 공정 챔버 내에 주입하는 가스 주입구; 상기 가스 주입구를 통해 주입되는 반응가스를 확산시키기 위해 상기 공정 챔버 내 상부에 형성된 상부전극; 상기 상부 전극을 지탱하는 상부 전극 커버; 및 상기 상부 전극 커버와 상기 챔버 리드와의 체결을 유지하는 다수개의 볼트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 플라즈마 화학 기상 증착 장치를 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 3는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 PECVD 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 PECVD 장치는 공정 챔버(260), 공정 챔버 내에 설치되어 기판(100)을 지지하고 기판(100)의 온도를 조절하는 서셉터(120), 공정 챔버(260) 내에 고주파를 인가하는 고주파 전원(180), 공정 챔버(260)에 반응가스를 주입하는 가스 주입구(160), 가스 주입구(160)를 통해 주입되는 반응가스를 확산시키는 상부전극(170), 상부전극(170)을 지탱하는 상부전극커버(190), 증착 후 가스 및 부산물을 외부로 배출하기 위한 배출구(200) 및 펌프(220)를 포함하여 구성된다.
상기 공정 챔버(260)는 증착 공정시 플라즈마 반응을 일으키기 위해서 고온(270~340℃) 및 펌프(220)의 펌핑에 의해 고진공상태를 유지한다.
상기 서셉터(120)는 구동부에 의해 승강되어 기판(100)을 지지함과 아울러 그 내부에 히터(도시되지않음)가 있어 기판(100)을 일정한 온도로 가열하여 증착 효율을 향상시킨다. 또한 서셉터(120)는 증착 공정시 라디칼이 기판(100)에 증착될 때 스퍼터링되지 않도록 접지되어 있다.
상기 고주파 전원(180)은 증착 공정시 공정 챔버(260)내에 고주파를 인가하여 공정 챔버(260)에 주입된 반응가스를 플라즈마 상태로 분해한다.
상기 배출구(200)는 공정 챔버(260)의 하부에 설치된다.
상기 펌프(220)는 증착 공정시 공정 챔버(260)를 진공상태로 유지시키며, 증착 공정 후 가스 및 부산물을 배출구(200)를 통해 외부로 배출한다.
상기 가스 주입구(160)는 기판에 증착될 반응가스를 공정 챔버(260)에 주입한다.
상기 상부 전극(170)은 반응가스가 상기의 가스 주입구(160)를 통해 공정 챔버(260) 내로 유입되면 반응가스를 공정 챔버(260) 내에 균일하게 확산시킨다. 상기 상부 전극(170)은 다수의 분산공(미도시)이 일정한 간격으로 배열된 평판으로 공정 챔버(260) 내로 주입된 반응가스가 상기의 분산 공을 통과하면서 분산밀도가 균일한 상태로 분사된다. 상기 상부전극(170)의 자중과 펌핑 압력에 의한 센터부 처짐 현상 발생을 최소화하기 위해 상부전극(170) 하부는 2.5~4.5mm 오목 가공 형태로 되어있다.
상기 상부 전극 커버(190)는 상기 상부 전극(170)의 하중을 지탱한다.
이와 같은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 PECVD 장치를 이용한 증착 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 공정 챔버(260) 내의 서셉터(120)에 기판(100)을 안착시킨다.
이어, 펌프(220)를 구동시켜 증착 공정 후 공정 챔버(260)에 잔존하는 가스 및 부산물을 배출구(200)를 통해 공정 챔버(260) 외부로 배출함과 아울러 공정 챔 버(260)가 플라즈마 반응을 일으키게 하기 위해 고온 및 고진공상태가 되도록 만든다. 가스 주입구(160)를 통해 상기 공정 챔버(260) 내부로 반응가스를 주입하고 상부 전극(170)이 상기 가스 주입구(160)를 통해 주입된 반응가스를 상기 공정 챔버(260) 내로 확산시킨다. 상기 공정 챔버(260)에 확산된 반응가스는 고주파 전원(180)이 고주파를 인가하여 고주파의 에너지를 가하여 상기 주입된 가스를 분해한다. 분해 가스는 라디칼을 형성하여 서셉터(120) 상의 기판 위에 증착되고 화학적, 물리적 반응을 일으켜 박막을 형성한다. 기판(100)이 안착된 서셉터(120)는 라디칼이 기판(100) 상으로 증착될 때 스퍼터링 되지 않도록 접지되어 있다.
이와 같은 과정을 반복하여 기판(100) 상에 증착막이 형성된다.
이러한, 본 발명의 제 1 실시 예에 의한 플라즈마 화학 기상 증착 장치는 공정 진행시 플라즈마 반응을 일으키기 위해서 챔버 내부의 고온 및 고진공 상태가 반복될 때 상부전극(170)의 자중과 펌핑 압력에 의해 센터부 처짐 현상이 발생하더라도 상부전극(170)의 하부가 오목가공 형태로 되어 있기 때문에 전체적으로는 수평한 상태를 유지할 수 있게 된다.
따라서, 반도체 단위막 특성 확보를 통한 안정적인 공정 진행이 가능하다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 PECVD 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고 도 5는 챔버 위에서 바라본 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 PECVD 장치의 평면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 PECVD 장치는 공정 챔버(260), 공정 챔버(260) 내에 설치되어 기판(100)을 지지하고 상기 기판(100)의 온도를 조절하는 서셉터(120), 상기 공정 챔버(260) 내에 고주파를 인가하는 고주파 전원(180), 상기 공정 챔버(260)에 반응가스를 주입하는 가스 주입구(160), 가스 주입구(160)를 통해 주입되는 반응가스를 확산시키는 상부전극(170), 상기 상부전극(170)을 지탱하는 상부전극커버(190), 상기 상부전극커버(190)와 공정챔버(260)를 안정적으로 고정시켜주는 다수개의 볼트(230), 증착 후 가스 및 부산물을 외부로 배출하기 위한 배출구(200) 및 펌프(220)를 포함하여 구성된다.
상기 공정 챔버(260)는 증착 공정시 플라즈마 반응을 일으키기 위해서 고온(270~340℃) 및 펌프(220)의 펌핑에 의해 고진공상태를 유지한다.
상기 서셉터(120)는 구동부에 의해 승강되어 기판(100)을 지지함과 아울러 그 내부에 히터(도시되지않음)가 있어 기판(100)을 일정한 온도로 가열하여 증착 효율을 향상시킨다. 또한 서셉터(120)는 증착 공정시 라디칼이 기판(100)에 증착될 때 스퍼터링되지 않도록 접지되어 있다.
상기 고주파 전원(180)은 증착 공정시 공정 챔버(260)내에 고주파를 인가하여 공정 챔버(260)에 주입된 반응가스를 플라즈마 상태로 분해한다.
상기 배출구(200)는 공정 챔버(260)의 하부에 설치된다.
상기 펌프(220)는 증착 공정시 공정 챔버(260)를 진공상태로 유지시키며, 증착 공정 후 가스 및 부산물을 배출구(200)를 통해 외부로 배출한다.
상기 가스 주입구(160)는 기판에 증착될 반응가스를 공정 챔버(260)에 주입한다.
상기 상부 전극(170)은 반응가스가 상기의 가스 주입구(160)를 통해 공정 챔 버(260) 내로 유입되면 반응가스를 공정 챔버(260) 내에 균일하게 확산시킨다. 상기 상부 전극(170)은 다수의 분산공(미도시)이 일정한 간격으로 배열된 평판으로 공정 챔버(260) 내로 주입된 반응가스가 상기의 분산 공을 통과하면서 분산밀도가 균일한 상태로 분사된다.
상기 상부 전극 커버(190)는 상기 상부 전극(170)의 하중을 지탱한다.
상기 볼트(230)는 알루미늄 재질을 포함하여 만들어지고 상기 상부전극커버(190)와 상기 공정 챔버(260) 사이에 다수개를 연결시켜 안정적으로 고정시켜주는 역할을 하며, 도 5에 도시된 바와 같이 그 체결 형태는 15~17개 부위로 상기 상부 전극(170)의 자중을 최대한 골고루 분산시킬 수 있는 크로스(cross) 배열 체결 형태이다.
이와 같은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 PECVD 장치를 이용한 증착 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 공정 챔버(260) 내의 서셉터(120)에 기판(100)을 안착시킨다.
이어, 펌프(220)를 구동시켜 증착 공정 후 공정 챔버(260)에 잔존하는 가스 및 부산물을 배출구(200)를 통해 공정 챔버(260) 외부로 배출함과 아울러 공정 챔버(260)가 플라즈마 반응을 일으키게 하기 위해 고온 및 고진공상태가 되도록 만든다. 가스 주입구(160)를 통해 상기 공정 챔버(260) 내부로 반응가스를 주입하고 상부 전극(170)이 상기 가스 주입구(160)를 통해 주입된 반응가스를 상기 공정 챔버(260) 내로 확산시킨다. 상기 공정 챔버(260)에 확산된 반응가스는 고주파 전원(180)이 고주파를 인가하여 고주파의 에너지를 가하여 상기 주입된 가스를 분해 한다. 분해 가스는 라디칼을 형성하여 서셉터(120) 상의 기판 위에 증착되고 화학적, 물리적 반응을 일으켜 박막을 형성한다. 기판(100)이 안착된 서셉터(120)는 라디칼이 기판(100) 상으로 증착될 때 스퍼터링 되지 않도록 접지되어 있다.
이와 같은 과정을 반복하여 기판(100) 상에 증착막이 형성된다.
이러한, 본 발명의 제 2 실시 예에 의한 플라즈마 화학 기상 증착 장치는 공정 진행시 플라즈마 반응을 일으키기 위해서 챔버 내부의 고온 및 고진공 상태가 반복될 때 상부전극(170)의 자중과 펌핑 압력에 의해 센터부 처짐 현상이 발생하더라도 공정챔버(260)와 상부전극커버(190)가 다수개의 크로스 체결 형태의 볼트(230)에 의해 안정적으로 고정시켜져 있어 상부전극커버(190)와 상부전극(170)이 안정적인 체결상태를 유지할 수 있게 되기 때문에 이를 통해 상부전극(170)의 센터부 처짐 현상을 최소화할 수 있게 된다.
도 6는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 PECVD 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고 도 7은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 PECVD 장치 기판 상부의 증착막 두께 측정 데이타를 표시한 표면형 그래프를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 PECVD 장치는 공정 챔버(260), 상기 공정 챔버(260) 내에 설치되어 기판(100)을 지지하고 기판(100)의 온도를 조절하는 서셉터(120), 상기 공정 챔버(260) 내에 고주파를 인가하는 고주파 전원(180), 상기 공정 챔버(260)에 반응가스를 주입하는 가스 주입구(160), 가스 주입구(160)를 통해 주입되는 반응가스를 확산시키는 상부전극(170), 상기 상부전극(170)을 지탱하는 상부전극커버(190), 상기 상부전극커버(190)와 공정챔 버(260)를 안정적으로 고정시켜주는 다수개의 볼트(230), 증착 후 가스 및 부산물을 외부로 배출하기 위한 배출구(200) 및 펌프(220)를 포함하여 구성된다.
상기 공정 챔버(260)는 증착 공정시 플라즈마 반응을 일으키기 위해서 고온(270~340℃) 및 펌프(220)의 펌핑에 의해 고진공상태를 유지한다.
상기 서셉터(120)는 구동부에 의해 승강되어 기판(100)을 지지함과 아울러 그 내부에 히터(도시되지않음)가 있어 기판(100)을 일정한 온도로 가열하여 증착 효율을 향상시킨다. 또한 서셉터(120)는 증착 공정시 라디칼이 기판(100)에 증착될 때 스퍼터링되지 않도록 접지되어 있다.
상기 고주파 전원(180)은 증착 공정시 공정 챔버(260)내에 고주파를 인가하여 공정 챔버(260)에 주입된 반응가스를 플라즈마 상태로 분해한다.
상기 배출구(200)는 공정 챔버(260)의 하부에 설치된다.
상기 펌프(220)는 증착 공정시 공정 챔버(260)를 진공상태로 유지시키며, 증착 공정 후 가스 및 부산물을 배출구(200)를 통해 외부로 배출한다.
상기 가스 주입구(160)는 기판에 증착될 반응가스를 공정 챔버(260)에 주입한다.
상기 상부 전극(170)은 반응가스가 상기의 가스 주입구(160)를 통해 공정 챔버(260) 내로 유입되면 반응가스를 공정 챔버(260) 내에 균일하게 확산시킨다. 상기 상부 전극(170)은 다수의 분산공(미도시)이 일정한 간격으로 배열된 평판으로 공정 챔버(260) 내로 주입된 반응가스가 상기의 분산 공을 통과하면서 분산밀도가 균일한 상태로 분사된다. 상기 상부전극(170)의 자중과 펌핑 압력에 의한 센터부 처짐 현상 발생을 최소화하기 위해 상부전극(170) 하부는 2.5~4.5mm 오목 가공 형태로 되어있다.
상기 상부 전극 커버(190)는 상기 상부 전극(170)의 하중을 지탱한다.
상기 볼트(230)는 알루미늄 재질을 포함하여 만들어지고 상기 상부전극커버(190)와 상기 공정 챔버(260)사이에 다수개를 연결시켜 안정적으로 고정시켜주는 역할을 하며, 도 5에 도시된 바와 같이 그 체결 형태는 15~17개 부위로 상기 상부 전극(170)의 자중을 최대한 골고루 분산시킬 수 있는 크로스 배열 체결 형태이다.
이와 같은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 PECVD 장치를 이용한 증착 방법은 본 발명의 제 1,2 실시예와 같다.
이러한, 본 발명의 제 3 실시 예에 의한 플라즈마 화학 기상 증착 장치는 도 7에 도시된 바와 같이, 상부전극 오목가공 및 챔버와의 볼트 체결을 통한 구조 개선 후 반도체막 증착에서 증착막의 균일성이 개선된 모습을 보여주고 있고 있는데 기존 대비 센터부와 엣지부의 두께 차이가 거의 없다.
즉, 상부전극의 오목가공 형태로의 구조변경과 볼트를 이용한 상부전극커버와 공정챔버 리드와의 체결을 통하여 반도체막 증착 공정 진행 중 고온 및 고진공 상태를 유지해야하는 챔버 내부 진공 변형 및 자중 변형으로 인한 상부전극 처짐 현상을 최소화할 수 있게 되었고, 공정진행에서 상부전극이 수평 형태를 유지할 수 있게 되어 반도체 단위막 특성 확보를 통한 안정적인 공정진행이 가능하게 되어 이로 인해서 균일성 개선효과를 거둘 수 있게 되었다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 화학 기상 증착 장치는 플라즈마 화학 기상 증착 장치에 사용되는 상부 전극의 구조변경을 통하여 반도체막 증착 공정 진행중 챔버 내부 진공 변형 및 자중 변형으로 인한 상부 전극의 센터 처짐 현상을 최소화할 수 있고, 이로 인해 반도체 단위막 특성 확보를 통한 안정적인 공정진행이 가능하여 균일성 개선 효과를 거둘 수 있다.

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  7. 공정 챔버와;
    상기 공정 챔버에 설치되어 기판을 지지하는 서셉터와;
    상기 기판에 박막을 증착시키기 위한 반응가스를 상기 공정 챔버 내에 주입하는 가스 주입구와;
    상기 가스 주입구를 통해 주입되는 반응가스를 확산시키기 위해 상기 공정 챔버 내의 상부에 형성되고 하부면의 센터가 오목하게 가공된 상부 전극과;
    상기 상부 전극을 지탱하는 상부 전극 커버와;
    크로스 형태로 배열되어 상기 상부 전극 커버와 상기 공정 챔버를 체결시키는 다수개의 볼트를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 화학 기상 증착 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 상부 전극의 하부면의 센터는 2.5mm ~ 4.5mm 오목하게 가공된 것을 특징으로 하는 플라즈마 화학 기상 증착 장치.
  9. 삭제
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 볼트는 체결 부위가 15~17개의 부위인 것을 특징으로 하는 플라즈마 화학 기상 증착 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 볼트는 알루미늄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 화학 기상 증착 장치.
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