KR101270601B1 - Apparatus for substrate using plasma ion and method of using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치는 다수의 기판이 안착된 복수개의 트레이가 반입되는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 내부에 구비되며, 상기 공정 챔버의 입구 측으로 진입한 기판에 대하여 처리를 수행하는 제 1플라즈마 이온 소스부; 상기 공정 챔버의 내부에 구비되며, 상기 제 1플라즈마 이온 소스부로부터 상기 공정 챔버의 출구 측으로 이동하는 상기 기판에 대하여 처리를 수행하는 제 2플라즈마 이온 소스부; 상기 공정 챔버 내부로 반입되는 복수개의 트레이들의 끝단이 서로 접하도록 하여 상기 제 1플라즈마 이온 소스부와 상기 제 2플라즈마 이온 소스부로 이송시키는 이송부를 구비하여 기판이 안착된 트레이들 사이를 밀착하여 인라인 방식으로 공정을 진행하는 경우 최초 공정 시작시 플라즈마를 발생시킨 후 연속적으로 기판 처리 공정을 진행할 수 있기 때문에 고속의 기판 처리가 가능하게 된다.
A substrate processing apparatus using plasma ions according to the present invention includes a process chamber into which a plurality of trays on which a plurality of substrates are placed is loaded; A first plasma ion source unit provided inside the process chamber and performing processing on a substrate entering the inlet side of the process chamber; A second plasma ion source unit provided in the process chamber and performing processing on the substrate moving from the first plasma ion source unit to an exit side of the process chamber; An in-line method is provided in close contact between the trays on which the substrate is mounted, including a transfer unit for transferring the end portions of the plurality of trays brought into the process chamber to the first plasma ion source unit and the second plasma ion source unit. In the case of proceeding with the process, the substrate can be processed continuously after generating plasma at the beginning of the first process, thereby enabling high speed substrate processing.
Description
본 발명은 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마 이온을 이용하여 기판을 처리하도록 하는 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method, and more particularly, to a substrate processing apparatus and a substrate processing method using plasma ions to treat a substrate using plasma ions.
플라즈마 및 이온 소스는 반도체 웨이퍼, 디스플레이용 유리기판, 솔라셀 용 기판을 처리하는 공정에서 사용된다. 그리고 이러한 플라즈마 및 이온 소스를 이용한 단위 공정으로는 플라즈마 화학적 기상증착(PECVD), 반응성 이온 에칭, 플라즈마 표면 개질 및 세정 그리고 스퍼터링과 같은 공정이 있다. Plasma and ion sources are used in processes for processing semiconductor wafers, glass substrates for displays, and substrates for solar cells. In addition, unit processes using such plasma and ion sources include processes such as plasma chemical vapor deposition (PECVD), reactive ion etching, plasma surface modification and cleaning, and sputtering.
그리고 플라즈마 및 이온 소스의 종류로는 중공 캐소드 플라즈마 소스, 그리드 이온 소스(gridded ion source), 엔드 홀 이온 소스(end hall ion source), 클로즈드 드리프트 타입의 이온 소스(closed drift type ion source), 임피디드 애노드 타입(impeded anode type) 등이 있다. The types of plasma and ion sources include hollow cathode plasma sources, grid ion sources, end hall ion sources, closed drift type ion sources, and impeded. Or an anode type.
그런데, 종래의 플라즈마 및 이온 소스는 대부분 점 전자 소스(point electron source)를 이용하기 때문에 선형으로 확장시키는 것이 곤란하다. 따라서 대부분 고정된 스테이지 상에서 기판을 처리해야 하므로, 기판 처리 효율이 높지 않다. 기판 처리를 위하여 가장 이상적으로는 기판의 이송 중에 기판에 대한 플라즈마 처리가 이루어지는 것이 효율적이지만 점 전자 소스는 플라즈마를 선형으로 확장시키기 어렵기 때문에 기판의 이송 중에 플라즈마 처리를 수행하는 것이 곤란하다.By the way, it is difficult to expand linearly since most plasma and ion sources use a point electron source. Therefore, since the substrate must be processed on a mostly fixed stage, the substrate processing efficiency is not high. Ideally, the plasma treatment for the substrate is efficient during substrate transfer for the substrate treatment, but the point electron source is difficult to linearly expand the plasma, which makes it difficult to perform the plasma treatment during the transfer of the substrate.
반면에 애노드 레이어 타입의 이온 소스의 경우는 균일한 이온 비임을 긴 소스 길이에 걸쳐 방사할 수 있다. 하지만 애노드 레이어 타입의 이온 소스는 이온의 전류 밀도가 낮아 사용하기에 제약이 따른다.
On the other hand, an anode layer type ion source can emit a uniform ion beam over a long source length. However, the anode layer type ion source is limited to use because of the low current density of ions.
본 발명은 플라즈마 이온 소스를 이용하여 인라인 방식으로 기판에 대한 처리를 수행할 수 있도록 하는 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치 및 기판처리방법를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method using plasma ions that can perform the processing on the substrate in an inline manner using a plasma ion source.
전술한 목적과 관련된 본 발명의 다른 목적은 플라즈마 이온 소스를 이용하여 인라인 방식으로 복수의 영역에서 선형 플라즈마를 이용하여 안정적으로 기판을 처리하도록 하는 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치 및 기판처리방법를 제공하기 위한 것이다.
Another object of the present invention related to the above object is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method using plasma ions for stably treating a substrate using a linear plasma in a plurality of regions in an inline manner using a plasma ion source. will be.
본 발명에 따른 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치는 다수의 기판이 안착된 복수개의 트레이가 반입되는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 내부에 구비되며, 상기 공정 챔버의 입구 측으로 진입한 기판에 대하여 처리를 수행하는 제 1플라즈마 이온 소스부; 상기 공정 챔버의 내부에 구비되며, 상기 제 1플라즈마 이온 소스부로부터 상기 공정 챔버의 출구 측으로 이동하는 상기 기판에 대하여 처리를 수행하는 제 2플라즈마 이온 소스부; 상기 공정 챔버 내부로 반입되는 복수개의 트레이들의 끝단이 서로 접하도록 하여 상기 제 1플라즈마 이온 소스부와 상기 제 2플라즈마 이온 소스부로 이송시키는 이송부를 구비한다.A substrate processing apparatus using plasma ions according to the present invention includes a process chamber into which a plurality of trays on which a plurality of substrates are placed is loaded; A first plasma ion source unit provided inside the process chamber and performing processing on a substrate entering the inlet side of the process chamber; A second plasma ion source unit provided in the process chamber and performing processing on the substrate moving from the first plasma ion source unit to an exit side of the process chamber; End portions of the plurality of trays brought into the process chamber are brought into contact with each other to transfer the first plasma ion source portion and the second plasma ion source portion.
상기 공정 챔버의 입구 게이트에는 제 1버퍼 챔버가 연결되고, 상기 제 1버퍼 챔버에는 상기 트레이를 상기 공정 챔버로 전달하는 제 1버퍼 챔버측 이송 스테이지가 구비되고, 상기 공정 챔버의 출구 게이트에는 제 2버퍼 챔버가 연결되고, 상기 제 2버퍼 챔버에는 상기 공정 챔버로부터 배출되는 상기 트레이를 전달받는 제 2버퍼 챔버측 이송 스테이지가 구비될 수 있다.A first buffer chamber is connected to the inlet gate of the process chamber, and the first buffer chamber is provided with a first buffer chamber side transfer stage for transferring the tray to the process chamber, and a second gate is provided at the outlet gate of the process chamber. A buffer chamber may be connected, and the second buffer chamber may include a second buffer chamber side transfer stage configured to receive the tray discharged from the process chamber.
상기 공정 챔버에는 상기 트레이를 이송하는 적어도 하나 이상의 공정 챔버측 이송 스테이지가 구비될 수 있다.The process chamber may be provided with at least one process chamber side transfer stage for transferring the tray.
상기 제 1버퍼 챔버측 이송 스테이지는 상기 트레이 중 상기 버퍼 챔버로 먼저 반입된 제 1트레이를 상기 공정 챔버 내부로 전달한 후 다음 반입되는 제 2트레이를 상기 제 1트레이의 후단과 접하도록 할 수 있다.The first buffer chamber-side transfer stage may transfer the first tray, which is first loaded into the buffer chamber, into the process chamber, and then contact the second tray, which is loaded next, with the rear end of the first tray.
상기 공정 챔버측 이송 스테이지는 상기 공정 챔버 내부에서 이송되는 복수개의 트레이들의 끝단이 서로 접하도록 한 상태로 이송시킬 수 있다.The process chamber side transfer stage may transfer the ends of the plurality of trays transferred in the process chamber to be in contact with each other.
상기 공정 챔버측 이송 스테이지는 상기 공정 챔버 내부에서 이송되는 복수개의 트레이들의 끝단이 상기 제 1플라즈마 이온 소스부에서 상기 제 2플라즈마 이온 소스부로 이동할 때 서로 접하도록 한 상태로 이송시킬 수 있다.The process chamber side transfer stage may transfer the ends of the plurality of trays transferred in the process chamber to be in contact with each other when moving from the first plasma ion source portion to the second plasma ion source portion.
상기 제 1버퍼 챔버에는 상기 기판을 가열하는 히터가 구비될 수 있다.The first buffer chamber may be provided with a heater for heating the substrate.
상기 제 1플라즈마 이온 소스부와 상기 제 2플라즈마 이온 소스부는 상기 기판에 대하여 선형의 플라즈마로 막을 증착할 수 있다. The first plasma ion source portion and the second plasma ion source portion may deposit a film in a linear plasma with respect to the substrate.
상기 제 1플라즈마 이온 소스부는 상기 기판에 선형의 플라즈마로 박막을 증착하고, 상기 제 2플라즈마 이온 소스부는 상기 기판의 상기 박막 상에 박막을 선형의 플라즈마로 추가로 증착할 수 있다. The first plasma ion source unit may deposit a thin film in a linear plasma on the substrate, and the second plasma ion source unit may further deposit a thin film in a linear plasma on the thin film of the substrate.
상기 공정 챔버와 상기 제 1버퍼 챔버와 상기 제 2버퍼 챔버는 진공 펌프에 의하여 진공 펌핑될 수 있다. The process chamber, the first buffer chamber and the second buffer chamber may be vacuum pumped by a vacuum pump.
상기 공정 챔버 내부는 1 ~ 50mTorr로 진공 펌핑될 수 있다. The inside of the process chamber may be vacuum pumped to 1 ~ 50mTorr.
본 발명에 따른 플라즈마 이온을 이용한 기판처리방법은 제 1버퍼 챔버 내부로 기판이 안착된 제 1트레이를 반입하고, 상기 제 1트레이를 복수개의 플라즈마 이온 소스부가 트레이의 이동방향으로 설치된 공정 챔버 내부로 반입하고, 상기 제 1버퍼 챔버 내부로 기판이 안착된 제 2트레이를 반입하고, 상기 공정 챔버 내부로 상기 제 2트레이를 전달하되, 상기 제 2트레이와 상기 제 1트레이의 끝단이 서로 접하도록 하고, 상기 제 1트레이와 상기 제 2트레이를 함께 이동시키면서 상기 기판에 대한 처리를 수행한다.In the substrate processing method using the plasma ions according to the present invention, a first tray on which a substrate is mounted is loaded into a first buffer chamber, and the first tray is inserted into a process chamber in which a plurality of plasma ion source portions are installed in a moving direction of a tray. Bringing in a second tray having a substrate seated in the first buffer chamber, and transferring the second tray into the process chamber, wherein the ends of the second tray and the first tray are in contact with each other; The substrate is processed while the first tray and the second tray are moved together.
상기 제 2트레이가 상기 공정 챔버 내부로 반입될 때 상기 제 1버퍼 챔버 내부는 상기 공정 챔버 내부와 함께 진공 펌핑될 수 있다. When the second tray is introduced into the process chamber, the first buffer chamber may be vacuum pumped together with the process chamber.
상기 공정 챔버 내부는 1 ~ 50mTorr로 진공 펌핑될 수 있다. The inside of the process chamber may be vacuum pumped to 1 ~ 50mTorr.
상기 제 2트레이가 상기 제 1버퍼 챔버 내부로 반입될 때 상기 제 1버퍼 챔버와 상기 공정 챔버는 외부와 차단될 수 있다.
When the second tray is brought into the first buffer chamber, the first buffer chamber and the process chamber may be cut off from the outside.
본 발명에 따른 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치 및 기판처리방법은 완전방전전류가 이온 소스의 내부에서 외부로 분사되는 형태로 선형 플라즈마를 형성하므로 고밀도의 플라즈마를 형성하여 인라인 방식으로 기판에 대한 처리가 가능하고, 선형 방향으로 플라즈마의 길이를 확장시켜 대면적의 기판에 대한 처리가 가능하며, 저압에서 공정 진행이 가능하여 오염물에 대한 대응에 유리하고, 고속으로 다량의 기판에 대한 처리 및 화학기상증착에 의한 막 증착이 가능하여 서로 다른 두 개의 영역에서 증착 공정을 수행할 때 상호간의 파티클 및 오염원의 이동을 억제하여 효과적인 반복 증착이 가능하도록 하는 효과가 있다.
In the substrate processing apparatus and substrate processing method using plasma ions according to the present invention, since a linear plasma is formed in a form in which a complete discharge current is injected from the inside of the ion source to the outside, a high density plasma is formed to process the substrate in an inline manner. It is possible to process a large-area substrate by extending the length of the plasma in the linear direction, and process can be performed at low pressure, which is advantageous to dealing with contaminants, and to process a large amount of substrates and chemical vapor deposition at high speed. When the deposition process is performed in two different regions by the deposition of the film, there is an effect of effectively repeating the deposition by suppressing the movement of particles and contaminants therebetween.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ - Ⅰ 선에 따른 단면도이다.
도 3 ~ 도 12는 기판이 안착된 트레이가 이송되면서 기판에 대한 처리가 수행되는 상태를 설명하기 위한 도면이다.
1 is a perspective view showing a substrate processing apparatus using plasma ions according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 1.
3 to 12 are diagrams for explaining a state in which a process is performed on a substrate while the tray on which the substrate is mounted is transferred.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 이하에서 개시되는 실시예에서는 플라즈마 이온을 이용한 기판 처리장치를 실시예로 하여 설명한다. 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치는 인라인 방식으로 기판을 이동시키며 선형 플라즈마를 이용하여 기판을 처리한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the embodiments disclosed below, a substrate processing apparatus using plasma ions is described as an embodiment. A substrate processing apparatus using plasma ions according to an embodiment of the present invention moves a substrate in an inline manner and processes the substrate using linear plasma.
이하의 실시예에서 기판의 처리 방법은 부분적으로 화학기상증착 공정을 수행하는 것을 실시예로 하지만 그 외의 다른 기판처리공정에서 플라즈마 이온을 이용하는 실시예에도 적용될 수 있다. In the following embodiment, the method of treating a substrate is partially performed by performing a chemical vapor deposition process, but may be applied to an embodiment using plasma ions in other substrate processing processes.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a substrate processing apparatus using plasma ions according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치는 도 1에 도시된 바와 같이 다수의 챔버들이 연속적으로 배열되고, 기판(10)은 이들 챔버들 사이를 인라인(In-line) 방식으로 이동한다. 그리고 기판(10)이 이동되는 동안 기판(10)에 대한 처리가 이루어진다. In the substrate processing apparatus using plasma ions according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, a plurality of chambers are continuously arranged, and the
그리고 다량의 기판(10)을 동시에 로딩 및 언로딩 하기 위하여 다수개의 기판(10)은 하나의 트레이(20)에 적재되어 이송된다. 기판(10)은 예를 들어 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 그리고 기판(10)에 대한 처리는 옥사이드막의 증착, 나이트라이드막의 증착, 마이크로 미정질 실리콘(uC-Si:H) 및 비결정질(a-Si:H) 실리콘 박막을 증착하는 플라즈마 보강 화학기상증착(PECVD; Plasma Enhanced CVD) 공정일 수 있지만, 본 발명의 실시예는 옥사이드막의 증착, 나이트라이드막의 증착, 마이크로 미정질 실리콘, 비결정질 실리콘 또는 화학기상증착에만 한정되지는 않는다. 그리고 트레이(20)에는 기판(10)이 삽입되는 포켓이 형성될 수 있지만, 포켓 없이 기판(10)이 지지되도록 할 수 있다. In addition, in order to simultaneously load and unload a plurality of
한편, 기판(10)이 안착된 트레이(20)의 이송을 위하여 로딩부(100)가 구비된다. 그리고 로딩부(100)에는 제 1버퍼 챔버(200)가 연결된다. 필요한 경우 로딩부(100)로는 공정이 완료된 기판(10)이 언로딩 될 수 있다. 따라서 로딩부(100)는 언로딩부(500)로 기능을 할 수 도 있다. 그리고 로딩부(110)에서 언로딩부(500)까지 이송부(600)가 구비될 수 있다. Meanwhile, the loading unit 100 is provided to transfer the
로딩부(100)에 연결된 제 1버퍼 챔버(200)는 로딩부(100)로부터 전달된 기판(10)을 히팅하는 기능을 수행한다. 따라서 제 1버퍼 챔버(200)에는 히터(210)가 설치될 수 있다. 제 1버퍼 챔버(200)는 복수개로 구비될 수 있다. 제 1버퍼 챔버(200)에서 기판(10)을 소정 온도 이상으로 가열하게 되면 기판(10)에 대한 증착이 보다 신속하고 효율적으로 이루어진다.The
그리고 제 1버퍼 챔버(200)에는 트레이(20)의 이동방향으로 공정 챔버(300)가 연결된다. 제 1버퍼 챔버(200)는 복수개로 구비될 수 있다. 또한 제 1버퍼 챔버(200)에는 도 3에 도시된 바와 같이 롤러(611)가 구비된 제 1버퍼 챔버측 이송 스테이지(610)이 설치된다.In addition, the
공정 챔버(300)는 플라즈마 이온을 발생시켜 기판(10)에 대한 처리를 수행한다. 공정 챔버(300)는 제 1버퍼 챔버(200)보다 길이가 더 길게 구성될 수 있다. 공정 챔버(300)에는 롤러(621)(631)가 구비된 제 1이송 스테이지(620)와 제 2이송 스테이지(630)이 구비된다.The
그리고 공정 챔버(300)에는 복수개의 진공 펌프(360)가 상부에 설치되고, 또한 복수개의 플라즈마 이온 소스부(320)(340)가 상부에 설치된다. 본 실시예에서 플라즈마 이온 소스부(320)(340)는 선형 플라즈마 이온을 발생시킨다. In the
공정 챔버(300)에서 기판(10)이 반출되는 위치에는 제 2버퍼 챔버(400)가 연결된다. 제 2버퍼 챔버(400)는 공정 수행 후 반출되는 기판(10)에 대한 냉각을 수행할 수 있다. 냉각을 위하여 별도의 냉각장치가 구비될 수 있고, 또는 트레이(20)의 이동 중 자연 냉각이 이루어지도록 할 수 있다. 그리고 이 제 2버퍼 챔버(400)는 복수개로 구비될 수 있다. 또한 제 2버퍼 챔버(400)에는 롤러(641)가 설치된 제 2버퍼 챔버측 이송 스테이지(640)가 구비된다. The
계속해서 제 2버퍼 챔버(400) 다음에는 언로딩부(500)가 연결된다. 하지만 언로딩부(500)는 별도로 구비되지 않고, 제 2버퍼 챔버(400)에서 기판(10)이 안착된 트레이(20)를 전달받은 후 다른 경로를 통하여 트레이(20)를 로딩부(100)로 복귀 시키도록 구성할 수 있다. Subsequently, the
로딩부(100), 제 1버퍼 챔버(200), 공정챔버(300), 제 2버퍼챔버(400) 그리고 언로딩부(500)로 기판(10)이 안착된 트레이(20)를 이동시키기 위한 이송부(600)가 챔버들의 하부에 설치된다. 도 2는 도 1의 Ⅰ - Ⅰ 선에 따른 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 이송부(600)는 복수개의 롤러(631)와 이 복수개의 롤러(631)를 회전시키는 모터(632)로 구성될 수 있다. For moving the
한편, 플라즈마 이온 소스부(320)(330)는 공정 챔버(300)의 내부 중 입구측 게이트(310)로 진입한 기판(10)에 대하여 처리를 수행하는 제 1플라즈마 이온 소스부(320)와 공정 챔버(300)의 내부 중 출구측 게이트(350) 측에는 이송부(600)에 의하여 제 1플라즈마 이온 소스부(320)로부터 전달된 기판(10)에 대하여 처리를 수행하는 제 2플라즈마 이온 소소부(340)가 구비된다. Meanwhile, the plasma
그리고 제 1플라즈마 이온 소스부(320)와 제 2플라즈마 이온 소스부(340) 사이에는 하단이 트레이(20)의 표면 측으로 근접하도록 설치되어 최소한 트레이(20)가 안착된 기판(10)이 제 1플라즈마 이온 소스부(320)와 제 2플라즈마 이온 소스부(340) 사이를 이동할 수 있을 정도의 폭만큼 바닥과 이격된 격벽(330)이 설치된다.In addition, between the first plasma
이 격벽(330)은 제 1플라즈마 이온 소스부(320)와 제 2플라즈마 이온 소스부(340)에서 각각 발생한 증착 파티클 또는 오염원이 서로 간에 전달되지 않도록 차단하는 기능을 수행한다. The
그리고 제 1플라즈마 이온 소스부(320)와 제 2플라즈마 이온 소스부(340)는 동일한 구성으로 구비된다. 도면에 도시하지 않았지만, 각각의 플라즈마 이온 소스부(320)(340)는 서로 이격된 제 1이온 소스와 제 2이온 소스를 구비하고, 제 1이온 소스와 제 2이온 소스 사이에는 전구체를 기판(10) 측으로 분사하는 가스 공급부를 구비한다. 그리고 이러한 이온 소스는 선형의 플라즈마를 형성하기 위하여 비대칭 마그네트론 소스 또는 중공 캐소드 소스 등으로 실시될 수 있다. The first plasma
즉 예를 들어 이온 소스는 AC 전원에 연결된 적어도 하나 이상의 전극, 마그네트론과 서로 대면한 복수의 자석으로 구성될 수 있고, 복수의 자석은 방전 공동 내에서 널 자기장 포인트(null magnetic field point)를 생성하고, AC 전원에 연결되는 각각의 플라즈마 비임 소스의 전극은 반사이클 동안 번갈아 가면서 애노드 전극이나 캐소드 전극으로서 기능을 하여 전구체 가스를 이온화 함으로써 기판(10) 표면에서 선형 플라즈마가 발생 되도록 한다.That is, for example, the ion source may consist of at least one electrode connected to an AC power source, a magnetron and a plurality of magnets facing each other, the plurality of magnets creating a null magnetic field point in the discharge cavity and The electrodes of each plasma beam source connected to the AC power source alternately function as an anode electrode or a cathode electrode for half a cycle to ionize the precursor gas so that a linear plasma is generated on the surface of the
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 이온을 이용한 막 증착방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a film deposition method using plasma ions according to an embodiment of the present invention will be described.
도 3에 도시된 바와 같이 기판(10)의 처리를 위하여 다수개의 기판(10)이 안착된 제 1트레이(20)가 로딩부(100)를 거쳐서 제 1버퍼 챔버(200)로 반입된다. 이때 공정 챔버(300)의 입구측 게이트(310)는 닫힌 상태가 될 수 있고, 공정 챔버(300) 내부는 진공 펌핑되는 상태일 수 있다. As shown in FIG. 3, the
이후 제 1버퍼 챔버(200)의 게이트(220)는 닫히고, 공정 챔버(300)의 입구측 게이트가 열리면 기판은 공정 챔버(300) 내부의 버퍼 공간으로 이동하고, 이후 공정 챔버(300)의 입구측 게이트(310)는 닫힌다.Thereafter, the
다음으로 도 4에 도시된 바와 같이 공정 챔버(300)의 입구측 게이트(310)가 닫힌 상태에서 공정 챔버(300)측 제 1이송 스테이지(621)에 의하여 제 1트레이(20)는 제 1플라즈마 이온 소스부(320)로 이동한다. 이에 따라 제 1트레이(20)에 안착된 기판에 대한 처리 공정이 진행된다. 그리고 이때에 제 1버퍼 챔버(200)의 게이트(220)가 열려서 제 1버퍼 챔버(200) 내부로 제 2트레이(21)가 반입된다. Next, as shown in FIG. 4, the
이후 도 5에 도시된 바와 같이 제 2트레이(21)가 제 1버퍼 챔버(200) 내부로 완전히 반입되면 제 1버퍼 챔버(200)의 게이트(220)는 닫히고, 공정 챔버(300)의 입구측 게이트(310)가 열린다. 그리고 이때 제 1버퍼 챔버측 이동 스테이지(610)는 제 2트레이(21)를 신속히 이동시켜 제 1트레이(20)의 후단과 제 2트레이(21)의 전단이 서로 접하도록 밀착시킨다. Subsequently, as shown in FIG. 5, when the
계속해서 도 6에 도시된 바와 같이 제 1버퍼 챔버측 이송 스테이지(610)와 공정 챔버측 제 1이송 스테이지(620)는 등속으로 동작하여 제 1트레이(20)와 제 2트레이(21)가 밀착된 상태로 이동되도록 한다. 그리고 제 1트레이(20)와 제 2트레이(21)의 기판(10)에는 플라즈마 이온에 의한 처리 공정이 수행되도록 한다.Subsequently, as shown in FIG. 6, the first buffer chamber
따라서 제 1트레이(20)와 제 2트레이(21) 사이에는 이격 틈이 없기 때문에 제 1트레이(20)와 제 2트레이(21)의 사이에서의 표면 단차에 의한 플라즈마의 분산 또는 형태 변화 없이 기판(10)에 대한 막 증착과 같은 처리가 안정적으로 이루어지도록 한다. Therefore, since there is no gap between the
한편, 도 7에 도시된 바와 같이 제 1트레이(20)에 대한 공정 챔버(300)에서의 기판 처리가 이루어지는 동안 제 1버퍼 챔버(200)에는 제 3트레이(22)가 반입된다. 그리고 도 8에 도시된 바와 같이 제 1버퍼 챔버(200)의 게이트(220)가 닫히면 공정 챔버(300)의 입구측 게이트(310)가 열리고, 이에 따라 제 1버퍼 챔버측 이송 스테이지(610)는 신속하게 제 3트레이(22)를 이송시켜 제 2트레이(21)의 후단에 제 3트레이(22)의 선단이 밀착되도록 한다.Meanwhile, as shown in FIG. 7, the
그리고 도 9에 도시된 바와 같이 제 1버퍼 챔버측 이송 스테이지(610)와 공정 챔버측 제 1이송 스테이지(620) 및 제 2이송 스테이지(630)는 등속으로 구동하여 제 1, 2, 3트레이(20)(21)(22)가 모두 밀착된 상태에서 이동하도록 한다. 이때 제 1트레이(20)는 제 2버퍼 챔버(400) 측으로 근접하게 되고, 이에 따라 공정 챔버(300)의 출구측 게이트(350)가 열리게 된다. 이때 제 2버퍼 챔버(400)의 게이트(410)는 닫힌 상태를 유지한다.As shown in FIG. 9, the first buffer chamber
이후 도 10에 도시된 바와 같이 제 1트레이(20)는 제 2버퍼 챔버(400) 측으로 반출되고, 계속해서 제 1버퍼 챔버(200)로는 제 4트레이(23)가 진입하며, 이때 공정 챔버(300)에서는 제 2와 제 3트레이(22)에 안착된 기판에 대한 처리를 수행한다.Thereafter, as shown in FIG. 10, the
그리고 도 11과 도 12에 도시된 바와 같이 제 4트레이(23)는 제 3트레이(22)에 밀착되고, 공정이 끝난 트레이(20)(21)는 제 2버퍼 챔버(400)로부터 언로딩부(500)로 차례로 반출된다.11 and 12, the
이와 같이 공정 챔버(300) 내부에서 트레이들(20)(21)(22)(23)을 단부가 서로 밀착하여 이동하기 때문에 트레이들(20)(21)(22)(23) 사이의 경계부분에 틈이 발생하지 않는다. 따라서 안정적인 플라즈마 이온에 의한 기판 처리 공정이 진행되도록 한다. 그리고 공정 챔버(300)는 항상 외부와는 차단된 상태로 진공 펌핑 상태를 유지한다. As such, the end portions of the
한편, 다른 실시예로 도면에 도시하지 않았지만 제 1버퍼 챔버(200) 측으로는 제 1로드락 챔버가 설치되고, 제 2버퍼 챔버(400) 측으로는 제 2로드락 챔버가 설치될 수 있다. 그리고 이러한 경우 제 1버퍼 챔버(200)와 제 2버퍼 챔버(400) 사이에 게이트를 설치하지 않고, 별도의 격벽을 설치할 수 있다. 그리고 로드락 챔버와 버퍼 챔버 사이에 게이트를 설치할 수 있다. On the other hand, although not shown in the drawings in another embodiment, the first load lock chamber may be installed on the
이러한 구성으로 트레이 사이의 밀착이 서로 연통된 버퍼 챔버와 공정 챔버(300) 사이에서 이루어지도록 하거나, 또는 로드락 챔버와 버퍼 챔버 사이에서 트레이 사이의 밀착이 이루어지도록 하는 경우에도 본 발명의 실시예와 같이 안정적인 플라즈마 공정이 이루어지도록 할 수 있다. In such a configuration, the close contact between the trays may be performed between the buffer chamber and the
이와 같이 기판이 안착된 트레이들 사이를 밀착하여 인라인 방식으로 공정을 진행하는 경우 최초 공정 시작시 플라즈마를 발생시킨 후 연속적으로 기판 처리 공정을 진행할 수 있기 때문에 고속의 기판 처리가 가능하게 된다. As such, when the substrate is in close contact with the trays on which the substrate is seated, the substrate may be continuously processed after generating plasma at the start of the first process, thereby enabling high speed substrate processing.
이상과 같은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치 및 플라즈마 이온을 이용한 막 증착방법은 인라인 방식으로 기판에 대한 막 증착과 같은 처리가 이루어지도록 할 수 있으며, 막 증착시에는 막의 상하 방향으로의 두께를 2개의 플라즈마 이온 소스부를 이용하여 분할하여 증착할 수 있다. The substrate treatment apparatus using the plasma ions and the film deposition method using the plasma ions according to the embodiment of the present invention as described above can be performed such as the film deposition on the substrate in an inline manner, the film is deposited at the top and bottom The thickness in the direction can be deposited by dividing using two plasma ion source portions.
따라서 상대적으로 두꺼운 후막을 기판의 이송 속도를 조절함으로서 형성할 수 있고, 또는 상대적으로 얇은 초박막은 하나의 플라즈마 이온 소스부를 이용하여 형성할 수 있기 때문에 기능성의 가변성이 매우 우수하다. 더욱이 인라인 방식은 연속적으로 기판을 처리할 수 있기 때문에 기판 처리 생산성이 매우 우수한 이점도 있다.Therefore, a relatively thick thick film can be formed by controlling the transfer speed of the substrate, or a relatively thin ultra-thin film can be formed using one plasma ion source portion, so the variability in functionality is excellent. Moreover, the in-line method can process substrates continuously, so the substrate processing productivity is very good.
이상의 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
The embodiments of the present invention have been described through the embodiments described in the drawings and the detailed description of the present invention, but these are merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains have various modifications and equivalents therefrom. Examples are possible. Therefore, the technical protection scope of the present invention will be defined by the appended claims.
200...제 1버퍼 챔버
300...공정 챔버
400...제 2버퍼 챔버
500...언로딩부
600...이송부1st buffer chamber
300 ... process chamber
400 ... second buffer chamber
500 ... Unloading Section
600 ...
Claims (15)
상기 제 1트레이를 복수개의 플라즈마 이온 소스부가 트레이의 이동방향으로 설치된 공정 챔버 내부로 반입하고,
상기 제 1버퍼 챔버 내부로 기판이 안착된 제 2트레이를 반입하고,
상기 공정 챔버 내부로 상기 제 2트레이를 전달하되, 상기 제 2트레이와 상기 제 1트레이의 끝단이 서로 접하도록 하고,
상기 제 1트레이와 상기 제 2트레이의 상호 마주하는 끝단이 서로 접한 상태를 유지시키면서 상기 제 1트레이와 상기 제 2트레이를 이동시키고, 상기 복수개의 이온 소스부에 의하여 상기 제 1트레이와 상기 제 2트레이의 상부면에 안착된 상기 기판에 선형의 플라즈마로 박막을 증착하는 플라즈마 이온을 이용한 기판처리방법.
Bringing into the first buffer chamber the first tray on which the substrate is seated,
Bringing the first tray into a process chamber provided with a plurality of plasma ion source portions in a moving direction of the tray,
Bringing in a second tray having a substrate mounted therein into the first buffer chamber,
Delivering the second tray into the process chamber, the end of the second tray and the first tray is in contact with each other,
The first tray and the second tray are moved while the opposite ends of the first tray and the second tray are in contact with each other, and the first tray and the second tray are moved by the plurality of ion source units. A substrate processing method using plasma ions for depositing a thin film in a linear plasma on the substrate seated on the upper surface of the tray.
The method of claim 1, wherein the inside of the first buffer chamber is vacuum pumped together with the process chamber when the second tray is introduced into the process chamber.
The method of claim 1, wherein the inside of the process chamber is vacuum pumped to 1 to 50 mTorr.
The substrate processing method of claim 1, wherein the first buffer chamber and the process chamber are blocked from the outside when the second tray is loaded into the first buffer chamber.
2. The plasma plasma display device of claim 1, wherein the plurality of plasma ion source portions comprise a first plasma ion source portion and a second plasma ion source portion, wherein the first plasma ion source portion and the second plasma ion source portion are linear with respect to the substrate. A substrate processing method using plasma ions for depositing a thin film with plasma.
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