KR101351310B1 - System for treatmenting substrate - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소스가스를 공급하기 위한 절연 가스관에 다수의 절연봉을 설치하여 플라즈마의 발생에 의해 박막이 증착되는 것을 방지하는 기판처리장치에 관한 것으로, 반응공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버 내부에 설치되는 플라즈마 전극; 상기 플라즈마 전극과 대향전극으로 사용되며, 기판이 안치되는 기판안치대; 상기 플라즈마 전극과 연결되며, 가스공급관과 연결되어 상기 챔버 내부에 소스가스를 공습하는 절연 가스관; 상기 절연 가스관의 내부에 배치되는 다수의 절연봉; 상기 플라즈마 전극에 연결되는 RF 전원;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a substrate processing apparatus for preventing a thin film from being deposited by the generation of plasma by installing a plurality of insulating rods in an insulating gas pipe for supplying a source gas, the chamber providing a reaction space; A plasma electrode installed inside the chamber; A substrate table used as the plasma electrode and the counter electrode, and on which the substrate is placed; An insulated gas pipe connected to the plasma electrode and connected to a gas supply pipe to air-toss the source gas into the chamber; A plurality of insulating rods disposed inside the insulating gas pipe; RF power connected to the plasma electrode; characterized in that it comprises a.

절연 가스관, 절연봉, 플라즈마, 대면적 기판, VHF Insulated gas pipes, insulated rods, plasma, large area substrates, VHF

Description

기판처리장치{System for treatmenting substrate}[0001] The present invention relates to a system for treating a substrate,

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 챔버에 소스가스를 공급하기 위한 절연 가스관에 다수의 절연봉을 설치하여, 절연 가스관의 내부에 플라즈마의 발생에 의해 박막이 증착되는 것을 방지하는 기판처리장치에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to install a plurality of insulating rods in an insulated gas pipe for supplying a source gas to a chamber, thereby preventing the thin film from being deposited by the generation of plasma inside the insulated gas pipe. It relates to a substrate processing apparatus.

일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Device) 또는 유리기판 상에 형성되는 박막 태양전지의 제조공정에서는 높은 생산성을 확보하기 위하여 대면적의 유리기판을 사용한다. 유리기판은 4 세대(730mm×920mm), 5 세대(1100mm×1300mm), 또는 그 이상의 크기이다. 그리고, 대면적의 유리기판을 채용하면, 사용하는 가스량이, 웨이퍼를 기판으로 사용하는 일반적인 반도체 공정의 기판처리장치와 비교하여, 대단히 많은 양이 소모되므로, 챔버에 유입되는 가스관의 구경도 증가하게 된다. In general, a large area glass substrate is used in the manufacturing process of a thin film solar cell formed on a liquid crystal device or a glass substrate to secure high productivity. Glass substrates are 4th generation (730 mm x 920 mm), 5th generation (1100 mm x 1300 mm), or larger. In addition, when a large area glass substrate is employed, the amount of gas used is very large compared to a substrate processing apparatus of a general semiconductor process using a wafer as a substrate, so that the diameter of the gas pipe flowing into the chamber also increases. do.

그리고, 액정표시장치 또는 박막 태양전지를 제조하기 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막증착공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 패터닝하는 식각공정 등을 거치게 되며, 이들 각 공정은 해당공정을 위해 최적의 환경으로 설계된 기판처리장치의 내부에서 진행된다.  In order to manufacture a liquid crystal display device or a thin film solar cell, a thin film deposition process for depositing a thin film of a specific material on a substrate, a photo process using a photosensitive material to expose or conceal selected areas of the thin films, and removing the thin film of the selected area After the etching process to pattern, and each of these processes is carried out inside the substrate processing apparatus designed to the optimum environment for the process.

통상적으로 대면적의 유리기판을 사용하는 액정표시장치 및 박막 태양전지의 제조방법에 있어서, 박막을 증착하기 위해서는 상대적으로 이온화율이 높은 VHF(very high frequency) 전원과 대구경의 가스관을 사용한다. 그런데 박막 증착과정에서, 대구경의 가스관에서 플라즈마의 발생에 의해 박막이 증착되는 문제가 발생한다. In the manufacturing method of a liquid crystal display device and a thin film solar cell using a large area glass substrate, in general, a very high frequency (VHF) power source having a high ionization rate and a large diameter gas pipe are used to deposit a thin film. However, in the thin film deposition process, a problem occurs that the thin film is deposited by the generation of plasma in a large diameter gas pipe.

이하에서, 도 1 내지 도 2를 참조하여 종래기술의 기판처리장치를 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a substrate processing apparatus of the prior art will be described with reference to FIGS. 1 to 2.

도 1은 종래기술에 따른 기판처리장치의 개략도이고 도 2a 내지 도 2b는 종래기술에 따른 기판처리장치의 저항관이 설치된 가스관의 개략도이다. 도 1은 플라즈마를 발생시켜 대면적의 유리기판에 소정 물질을 증착시키는 기판처리장치(10)의 개략적인 구성을 나타낸다. 기판처리장치(10)는 반응공간을 제공하는 챔버(12), 챔버(12)의 내부에 유리기판(S)을 안착시키는 기판안치대(14), 기판안치대(14)의 상부에 다수의 분사홀(16)을 가지는 알루미늄 재질의 가스분배부(18), 챔버(12) 상부 의 플라즈마 전극(24), 및 플라즈마 전극(24)에 연결되며, 챔버(12)의 외부로부터 소스가스를 공급하기 위한 대구경의 가스관(20) 및 챔버(12) 내부의 가스를 외부로 배출시키는 배기구(21)로 구성된다.1 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to the prior art, and FIGS. 2A to 2B are schematic views of a gas pipe provided with a resistance tube of the substrate processing apparatus according to the prior art. 1 shows a schematic configuration of a substrate processing apparatus 10 for generating a plasma and depositing a predetermined material on a large glass substrate. The substrate processing apparatus 10 includes a chamber 12 that provides a reaction space, a substrate support 14 for mounting the glass substrate S in the chamber 12, and a plurality of substrate support 14 above the substrate support 14. It is connected to the gas distribution unit 18 made of aluminum having the injection hole 16, the plasma electrode 24 above the chamber 12, and the plasma electrode 24, and supplies source gas from the outside of the chamber 12. It consists of a large diameter gas pipe 20 and an exhaust port 21 for discharging the gas inside the chamber 12 to the outside.

챔버(12)의 상부는 알루미늄 재질의 플라즈마 전극(24)에 의해 밀폐되며, 플라즈마 전극(24)과 전기적으로 연결된 가스관(20)은 RF전원(26)에 연결되고, 가스관(20)과 RF전원(26)의 사이에는 임피던스 정합을 위한 매처(28)가 설치된다. 가스분배부(18)는 버퍼공간(22)을 사이에 두고 플라즈마 전극(24)에 연결된 연결지지대(30)에 거치되거나 고정된다. 가스관(20)은 저항관(32)이 장착된 절연 가스관(32)과 연결되고, 절연 가스관(32)은 소스가스를 공급하는 가스공급관(36)과 연결된다. 도 2a는 저항관이 설치된 가스관의 개략도이며, 도 2b는 저항관이 설치된 가스관의 단면도이다. 절연 가스관(32)의 외부를 감싸는 저항관(32)이 설치되고, 저항관(32)의 일측은 RF전원(26)에 연결되고, 저항관(32)의 타측은 접지된다. The upper part of the chamber 12 is sealed by a plasma electrode 24 made of aluminum, and the gas pipe 20 electrically connected to the plasma electrode 24 is connected to the RF power source 26, and the gas pipe 20 and the RF power source. Between the 26, a matcher 28 for impedance matching is provided. The gas distribution unit 18 is mounted or fixed to the connection support 30 connected to the plasma electrode 24 with the buffer space 22 therebetween. The gas pipe 20 is connected to the insulated gas pipe 32 in which the resistance pipe 32 is mounted, and the insulated gas pipe 32 is connected to the gas supply pipe 36 for supplying the source gas. 2A is a schematic diagram of a gas pipe provided with a resistance pipe, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the gas pipe provided with a resistance pipe. The resistance tube 32 surrounding the outside of the insulating gas pipe 32 is provided, one side of the resistance tube 32 is connected to the RF power supply 26, the other side of the resistance tube 32 is grounded.

플라즈마 전극(24)에 RF전원(26)이 인가되면 플라즈마 전극(24)의 연결 지지대(30)에 거치되는 가스분배부(18)가 하부의 기판안치대(14)와 대향하는 전극의 역할을 하게 된다. 플라즈마 전극(24)의 중앙에는 버퍼공간(22)과 연통되는 가스관(20)이 연결되며, 버퍼공간(22)은 가스공급관(20)을 통해 유입된 소스가스를 가스분배부(18)의 상부에서 미리 확산시킴으로써 챔버(12) 내부로 소스가스가 균일하게 분사되도록 하는 역할을 한다. 버퍼공간(22)의 내부에는 소스가스의 확산을 보 조하기 위하여 가스공급관(20)의 출구 전방에 배플(38)을 설치하기도 한다.When the RF power source 26 is applied to the plasma electrode 24, the gas distribution unit 18 mounted on the connection support 30 of the plasma electrode 24 serves as an electrode facing the lower substrate support 14. Done. The center of the plasma electrode 24 is connected to the gas pipe 20 in communication with the buffer space 22, the buffer space 22 is the upper portion of the gas distribution unit 18 for the source gas introduced through the gas supply pipe 20 By spreading in advance in the role of the source gas is uniformly injected into the chamber 12. The baffle 38 may be installed in the buffer space 22 in front of the outlet of the gas supply pipe 20 to assist the diffusion of the source gas.

통상적으로 기판처리장치(10)에서, 사용하는 RF전원(26)의 주파수는 13.56MHz 이다. 그러나 다결정 실리콘(poly silicon) 계열이나 박막 태양전지 분야의 마이크로 크리스탈(micro crystal Si:H)막의 경우는 일반적인 비정질 실리콘(amorphous silicon)보다 수소(H2)의 비율이 높고, 단위시간당 증착 속도(deposition rate)가 상대적으로 느리다. 액정표시장치 및 박막 태양전지에서, 결정질계의 박막으로 형성된 고품질의 활성층(active layer)이 필요하지만, 박막의 증착속도가 저하되면 생산성이 떨어지므로, 13.56MHz 보다 상대적으로 이온화율(ionization rate)이 높은 VHF(very high frequency) 전원을 사용한다. VHF의 주파수는 27.12MHz, 40.68MHz, 또는 그 이상의 대역을 사용한다. Usually, in the substrate processing apparatus 10, the frequency of the RF power supply 26 used is 13.56 MHz. However, in the case of poly-crystal silicon or thin film solar cell micro crystal Si (H) film, the ratio of hydrogen (H2) is higher than that of general amorphous silicon and the deposition rate per unit time ) Is relatively slow. In liquid crystal display devices and thin film solar cells, a high quality active layer formed of a crystalline thin film is required, but productivity decreases when the deposition rate of the thin film is decreased, so that an ionization rate is relatively higher than 13.56 MHz. Use a very high frequency (VHF) power supply. The frequency of the VHF uses a 27.12 MHz, 40.68 MHz, or higher band.

RF전원(26)으로 사용하는 VHF 전원이 플라즈마 밀도를 향상시켜 다결정 실리콘 또는 마이크로-크리스탈 실리콘 박막의 증착율을 높일 수 있다. 그러나, VHF 전원은 상대적으로 플라즈마를 발생시킬 수 있는 조건이 넓어서 가스관(20)과 연결된 절연 가스관(34)에 원하지 않는 플라즈마가 발생하게 되어 절연 가스관(34) 내에 소스가스에 의한 박막이 적층되고, 플라즈마 전극(24)과 플라즈마 전극(24)의 대향 전극으로 기능하는 기판안치대(14) 사이에서, 플라즈마 파워 손실(power-loss)이나 왜곡(distortion) 현상을 유발시켜, 박막의 증착율 및 균일도를 저하시킨다.The VHF power supply used as the RF power supply 26 may improve plasma density, thereby increasing the deposition rate of the polycrystalline silicon or micro-crystal silicon thin film. However, the VHF power source has a relatively wide condition for generating plasma, so that unwanted plasma is generated in the insulated gas pipe 34 connected to the gas pipe 20 so that a thin film by source gas is stacked in the insulated gas pipe 34. Between the plasma electrode 24 and the substrate support 14 functioning as an opposite electrode of the plasma electrode 24, a plasma power-loss or distortion is caused to cause deposition rate and uniformity of the thin film. Lowers.

절연 가스관(32)의 내부에 원하는 않는 플라즈마의 발생에 의해 박막이 적층되는 것을 방지하기 위하여, 절연 가스관(32)의 외부를 감싸는 저항관(32)을 설치한다. 저항관(32)의 일측은 RF전원(26)과 전기적으로 연결되고, 저항관(32)의 타측은 접지된다. 그러나, VHF전원의 주파수가 더욱 높아지게 되면, 저항관(32)의 설치에 의해서도 절연 가스관(32)의 내부의 플라즈마 발생을 근본적으로 막을 수 없다. 또한 낮은 주파수의 VHF전원을 사용하게 되면 챔버(12) 내부의 플라즈마 방전영역이 적어지기 때문에 박막의 증착율에 영향을 주게 된다.In order to prevent the thin film from being laminated by the generation of undesired plasma inside the insulated gas pipe 32, a resistance pipe 32 surrounding the outside of the insulated gas pipe 32 is provided. One side of the resistance tube 32 is electrically connected to the RF power supply 26, and the other side of the resistance tube 32 is grounded. However, if the frequency of the VHF power supply is further increased, plasma generation inside the insulated gas pipe 32 cannot be prevented fundamentally even by the installation of the resistance pipe 32. In addition, when a low frequency VHF power supply is used, the plasma discharge area in the chamber 12 is reduced, which affects the deposition rate of the thin film.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위하여, 챔버 내부의 소스가스를 공급하는 절연 가스관의 내부에 다수의 절연봉을 설치하여, 절연 가스관의 내부에 플라즈마의 발생에 의해 박막이 증착되는 것을 방지하는 기판처리장치을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by installing a plurality of insulating rods in the interior of the insulated gas pipe for supplying the source gas in the chamber, the thin film is deposited by the generation of plasma inside the insulated gas pipe It is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus that prevents the damage.

상기 목적을 달성하기 위한 기판처리장치는, 반응공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버 내부에 설치되는 플라즈마 전극; 상기 플라즈마 전극과 대향전극으로 사용되며, 기판이 안치되는 기판안치대; 상기 플라즈마 전극과 연결되며, 가스공급관과 연결되어 상기 챔버 내부에 소스가스를 공습하는 절연 가스관; 상기 절연 가스관의 내부에 배치되는 다수의 절연봉; 상기 플라즈마 전극에 연결되는 RF 전원;을 포함하는 것을 특징으로 한다.Substrate processing apparatus for achieving the above object, the chamber providing a reaction space; A plasma electrode installed inside the chamber; A substrate table used as the plasma electrode and the counter electrode, and on which the substrate is placed; An insulated gas pipe connected to the plasma electrode and connected to a gas supply pipe to air-toss the source gas into the chamber; A plurality of insulating rods disposed inside the insulating gas pipe; RF power connected to the plasma electrode; characterized in that it comprises a.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 다수의 절연봉은 원형 및 타원형이 혼재되어 있는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus as described above, the plurality of insulating rods are characterized in that the circular and elliptical are mixed.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 다수의 절연봉의 서로 동일한 길이를 가지는 것을 특징으로 한다.In the substrate treating apparatus as described above, the plurality of insulating rods have the same length.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 절연 가스관의 내부에 배치된 상기 다수의 절연봉에 의해, 상기 소스가스가 통과하는 다수의 공극이 형성되는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus as described above, a plurality of voids through which the source gas passes are formed by the plurality of insulating rods disposed inside the insulating gas pipe.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 절연 가스관 및 상기 다수의 절연봉은 세라믹 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus as described above, the insulating gas pipe and the plurality of insulating rods are formed of a ceramic material.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 플라즈마 전극의 하부에 다수의 분사홀을 가지는 가스분배판과, 상기 플라즈마 전극과 상기 가스분배판 사이의 버퍼공간를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus as described above, a gas distribution plate having a plurality of injection holes in the lower portion of the plasma electrode, and a buffer space between the plasma electrode and the gas distribution plate.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 플라즈마 전극과 상기 절연 가스관 사이에 금속으로 형성되며, 상기 플라즈마 전극과 전기적으로 연결되는 가스관을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus as described above, a gas pipe is formed between the plasma electrode and the insulating gas pipe and is electrically connected to the plasma electrode.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 RF전원의 주파수는 27.12MHz 또는 40.68MHz 인 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus as described above, the frequency of the RF power source is characterized in that 27.12MHz or 40.68MHz.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 절연 가스관의 외부에, 상기 절연 가스관을 감싸는 저항관을 설치하는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus as described above, a resistance tube surrounding the insulating gas tube is provided outside the insulating gas tube.

본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치는 다음과 같은 효과가 있다. The substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention has the following effects.

절연 가스관의 내부에 설치되는 다수의 절연봉에 의해, 이온화율이 높은 VHF전원을 사용하여도, 증착율을 개선하고 균일성을 확보한 다결정실리콘 계열 및 마이크로 크리스탈의 실리콘 박막을 성막할 수 있다. By using a plurality of insulated rods provided inside the insulated gas pipe, even when a VHF power source having a high ionization rate is used, it is possible to form a silicon thin film of polycrystalline silicon series and microcrystal, which has improved deposition rate and ensures uniformity.

기판처리장치에서, 일반적으로 RF전원으로 사용하는 13.56MHz보다 높은 27.12MHz, 40.68MHz, 또는 그 이상의 대역을 사용하여도, 절연 가스관에 플라즈마의 발생에 의해 박막이 적층되지 않으므로, 기판에 형성되는 박막의 특성에 따라 주파수를 자유롭게 선택할 수 있다. In a substrate processing apparatus, even when using a band of 27.12 MHz, 40.68 MHz, or more than 13.56 MHz, which is generally used as an RF power source, a thin film is formed on a substrate because a thin film is not laminated by the generation of plasma in an insulating gas pipe. The frequency can be freely selected according to the characteristics of.

절연 가스관의 외부에 절연 가스관을 감싸는 저항관을 설치하여, 보다 근본적으로 플라즈마의 발생을 억제할 수 있다.By providing a resistance tube surrounding the insulating gas pipe outside the insulating gas pipe, the generation of plasma can be suppressed more fundamentally.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 개략도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 절연 가스관의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 절연봉의 개략도이고, 도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 절연 가스관의 확대 단면도이다. 3 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view of an insulated gas pipe according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a schematic view of an insulating rod according to an embodiment of the present invention. 6A to 6C are enlarged cross-sectional views of an insulated gas pipe according to an embodiment of the present invention.

도 3은 플라즈마를 발생시켜 대면적의 유리기판에 박막을 증착시키는 기판처리장치(110)의 개략적인 구성을 나타낸다. 기판처리장치(110)는 반응공간을 제공하는 챔버(112), 챔버(112)의 내부에 유리기판(S)을 안착시키는 기판안치대(114), 기판안치대(114)의 상부에 다수의 분사홀(116)을 가지는 알루미늄 재질의 가스분배부(118), 챔버(112) 상부의 플라즈마 전극(124), 및 플라즈마 전극(124)에 연결되며, 챔버(112)의 외부로부터 소스가스를 공급하며, 금속으로 형성된 대구경의 가스 관(120)으로 구성된다. 3 illustrates a schematic configuration of a substrate processing apparatus 110 that generates plasma and deposits a thin film on a large area glass substrate. The substrate processing apparatus 110 includes a chamber 112 that provides a reaction space, a substrate stabilizer 114 for seating the glass substrate S inside the chamber 112, and a plurality of substrates on the substrate stabilizer 114. It is connected to the gas distribution unit 118 made of aluminum having the injection hole 116, the plasma electrode 124 on the chamber 112, and the plasma electrode 124, and supplies source gas from the outside of the chamber 112. And, it consists of a large diameter gas pipe 120 formed of a metal.

챔버(112)의 상부는 알루미늄 재질의 플라즈마 전극(124)에 의해 밀폐되며, 플라즈마 전극(124)과 전기적으로 연결된 가스관(120)은 RF 전원(126)에 연결되고, 가스관(120)과 RF 전원(126)의 사이에는 임피던스 정합을 위한 매처(128)가 설치된다. 가스분배부(118)는 버퍼공간(122)을 사이에 두고 플라즈마 전극(124)에 연결된 연결지지대(130)에 거치되거나 고정된다. 가스관(120)은 세라믹 재질로 형성되는 절연 가스관(132)과 연결되고, 절연 가스관(132)은 소스가스를 공급하는 가스공급관(136)과 연결된다.The upper part of the chamber 112 is sealed by the aluminum plasma electrode 124, the gas pipe 120 electrically connected to the plasma electrode 124 is connected to the RF power source 126, and the gas pipe 120 and the RF power source. Between 126, a matcher 128 for impedance matching is provided. The gas distribution unit 118 is mounted or fixed to the connection support 130 connected to the plasma electrode 124 with the buffer space 122 interposed therebetween. The gas pipe 120 is connected to an insulated gas pipe 132 formed of a ceramic material, and the insulated gas pipe 132 is connected to a gas supply pipe 136 for supplying a source gas.

RF전원(126)은 대면적의 기판에서 증착효율과 균일성을 확보하기 위하여, 이온화율(ionization rate)이 높은 VHF(very high frequency) 전원을 사용한다. VHF 전원의 주파수는 27.12MHz, 40.68MHz, 또는 그 이상의 대역을 사용한다. VHF 전원의 사용은 대면적의 기판을 이용하여 제조하는 액정표시장치 및 박막 태양전지의 다결정 실리콘(polysilicon) 계열 및 마이크로 크리스탈(microcrystal Si:H)의 박막이, 일반적인 13.56MHz 주파수를 사용하는 경우보다 균일도 및 단위 시간당 증착속도(deposition rate)가 상대적으로 빠르기 때문에, 생산성이 개선된 고품질의 박막을 얻을 수 있다.The RF power source 126 uses a very high frequency (VHF) power source having a high ionization rate in order to secure deposition efficiency and uniformity in a large area substrate. The frequency of the VHF supply uses a 27.12MHz, 40.68MHz, or higher band. The use of the VHF power supply is more than the case where a liquid crystal display device and a thin film of polysilicon and microcrystal Si (H) of a thin film solar cell manufactured using a large-area substrate use a typical 13.56 MHz frequency. Since the uniformity and deposition rate per unit time are relatively fast, a high quality thin film with improved productivity can be obtained.

그러나, VHF 전원은 상대적으로 플라즈마를 발생시킬 수 있는 조건이 넓어서 가스관(120)과 연결된 절연 가스관(134)에 원하지 않는 플라즈마가 발생하게 되어 절연 가스관(134) 내에 소스가스에 의한 박막이 적층되고, 플라즈마 전극(124)과 플라즈마 전극(124)의 대향 전극으로 기능하는 기판안치대(114) 사이의 플라즈마 파워 손실(power-loss)이나 왜곡(distortion) 현상을 유발시켜, 박막의 증착율 및 균일도를 저하시킬 수 있다. However, the VHF power source has a relatively wide condition for generating plasma, so that unwanted plasma is generated in the insulated gas pipe 134 connected to the gas pipe 120 so that a thin film by source gas is stacked in the insulated gas pipe 134. Plasma power-loss or distortion occurs between the plasma electrode 124 and the substrate support 114 that functions as an opposite electrode of the plasma electrode 124, thereby lowering the deposition rate and uniformity of the thin film. You can.

따라서, 절연 가스관(132)의 내부에 원하는 않는 플라즈마의 발생에 의해 박막이 적층되는 것을 방지하기 위하여, 도 4 및 도 5와 같이, 절연 가스관(132)의 내부에 플라즈마의 방전 방지용으로 세라믹 재질로 형성되는 다수의 절연봉(134)을 배치하고, 다수의 절연봉(134)의 사이에는 소스가스가 통과하는 공극(140)을 형성한다. 그리고 다수의 절연봉(134)의 각각은 절연 가스관(132)과 동일한 길이 또는 절연 가스관(132)보다 긴 길이를 가진다. 다수의 절연봉(134)는 절연 가스관(132)의 직경에 따라 결정되지만, 5 내지 15mm가 바람직하다. Therefore, in order to prevent the thin film from being laminated by the generation of unwanted plasma inside the insulated gas pipe 132, as shown in FIGS. 4 and 5, a ceramic material is used to prevent the discharge of plasma inside the insulated gas pipe 132. A plurality of insulating rods 134 are formed, and a gap 140 through which source gas passes is formed between the plurality of insulating rods 134. Each of the plurality of insulating rods 134 has the same length as the insulating gas pipe 132 or a length longer than the insulating gas pipe 132. The plurality of insulated rods 134 is determined according to the diameter of the insulated gas pipe 132, but 5 to 15 mm is preferable.

플라즈마 전극(124)에 RF전원(126)이 인가되면 플라즈마 전극(124)의 연결 지지대(130)에 거치되는 가스분배부(118)가 하부의 기판안치대(14)와 대향하는 전극의 역할을 하게 된다. 플라즈마 전극(124)의 중앙에는 버퍼공간(122)과 연통되는 가스관(120)이 연결되며, 버퍼공간(122)은 가스공급관(120)을 통해 유입된 소스가스를 가스분배부(118)의 상부에서 미리 확산시킴으로써 챔버(112) 내부로 소스가스가 균일하게 분사되도록 하는 역할을 한다. 버퍼공간(122)의 내부에는 소스가스의 확산을 보조하기 위하여 가스공급관(120)의 출구 전방에 배플(138)을 설치하기도 한다.When the RF power source 126 is applied to the plasma electrode 124, the gas distribution unit 118 mounted on the connection support 130 of the plasma electrode 124 serves as an electrode facing the lower substrate support 14. Done. The center of the plasma electrode 124 is connected to the gas pipe 120 in communication with the buffer space 122, the buffer space 122 is the upper portion of the gas distribution unit 118 source gas introduced through the gas supply pipe 120 By spreading in advance in the role of the source gas is uniformly injected into the chamber 112. In the buffer space 122, a baffle 138 may be installed in front of the outlet of the gas supply pipe 120 to assist the diffusion of the source gas.

그리고, 도 6a 내지도 6c와 같이, 절연 가스관(132)의 내부에 다수의 절연봉(134)이 배치되면서 생성되는 다수의 공극(140)은, 공극(140)이 중심점에서 주변부까지 동일 또는 유사한 거리를 가지는 대칭적 형태가 된다면 플라즈마가 발생될 수 있기 때문에 비대칭적 형상이 되어야 한다. 또한 다수의 절연봉(134)의 각각이 다른 길이를 가진다면, 다른 길이로 인해 생성되는 별도의 공간으로 인해 플라즈마가 발생될 수 있는 확률이 높아지므로, 다수의 절연봉(134)의 각각의 길이는 동일하게 한다. 6A through 6C, the plurality of voids 140 generated while the plurality of insulating rods 134 are disposed inside the insulated gas pipe 132 have the same or similar voids 140 from the center point to the periphery. If a symmetrical form with distance can be generated a plasma, it should be an asymmetrical shape. In addition, if each of the plurality of insulating rods 134 has a different length, since the probability that a plasma can be generated due to a separate space generated by the different length, the length of each of the plurality of insulating rods 134 Do the same.

다수의 공극(140)이 비대칭적으로 형성되는 것이 바람직하기 때문에, 다수의 절연봉(130)의 각각의 직경을 서로 다르게 형성할 수 있다. 도 6a에서는 각각의 직경이 동일한 절연봉(132)을 사용하여 공극(140)을 형성한 경우이고, 도 6b는 원형 및 타원형 형상의 절연봉(132)이 혼재되어 배치되어 공극(140)을 형성한 경우이고, 도 6c는 서로 다른 직경의 절연봉(132)을 사용하여 공극(140)을 형성한 경우이다. Since the plurality of voids 140 are preferably formed asymmetrically, each of the plurality of insulating rods 130 may have different diameters. In FIG. 6A, the voids 140 are formed using the insulating rods 132 having the same diameter, and FIG. 6B shows the voids 140 formed by mixing the insulating rods 132 having circular and elliptical shapes. In one case, FIG. 6C illustrates a case in which the gap 140 is formed by using insulating rods 132 having different diameters.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절연 가스관의 개략도이다. 도 7과 같이, 절연 가스관(132)의 내부에 원하는 않는 플라즈마의 발생에 의해 박막이 적층되는 것을 방지하기 위하여, 절연 가스관(132)의 내부에 플라즈마의 방전 방지용 으로 세라믹 재질로 형성되는 다수의 절연봉(134)을 배치하고, 다수의 절연봉(134)의 사이에는 소스가스가 통과하는 공극을 형성한다. 그리고, 절연 가스관(132)의 내부에서 플라즈마의 발생을 원천적으로 차단하기 위하여, 절연 가스관(132)의 외부를 감싸는 저항관(232)을 설치한다. 저항관(132)의 일측은 RF전원(126)과 전기적으로 연결되고, 저항관(132)의 타측은 접지된다.7 is a schematic diagram of an insulated gas pipe according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, in order to prevent the thin film from being laminated by the generation of unwanted plasma inside the insulated gas pipe 132, a plurality of sections formed of a ceramic material to prevent plasma discharge inside the insulated gas pipe 132. The lead rod 134 is disposed, and a gap through which the source gas passes is formed between the plurality of insulating rods 134. In addition, in order to fundamentally block the generation of plasma inside the insulation gas pipe 132, a resistance tube 232 is formed to surround the outside of the insulation gas pipe 132. One side of the resistance tube 132 is electrically connected to the RF power source 126, and the other side of the resistance tube 132 is grounded.

도 1은 종래기술에 따른 기판처리장치의 개략도1 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to the prior art;

도 2a 내지 도 2b는 종래기술에 따른 기판처리장치의 저항관이 설치된 가스관의 개략도2A to 2B are schematic views of a gas pipe in which a resistance pipe of a substrate processing apparatus according to the prior art is installed;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 개략도3 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 절연 가스관의 단면도4 is a cross-sectional view of an insulated gas pipe according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 절연봉의 개략도5 is a schematic view of an insulating rod according to an embodiment of the present invention

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 절연 가스관의 확대 단면도6A to 6C are enlarged cross-sectional views of an insulated gas pipe according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절연 가스관의 개략도7 is a schematic diagram of an insulated gas pipe according to another embodiment of the present invention;

Claims (9)

반응공간을 제공하는 챔버;A chamber providing a reaction space; 상기 챔버 내부에 설치되는 플라즈마 전극;A plasma electrode installed inside the chamber; 상기 플라즈마 전극과 대향전극으로 사용되며, 기판이 안치되는 기판안치대;A substrate table used as the plasma electrode and the counter electrode, and on which the substrate is placed; 상기 플라즈마 전극과 연결되며, 가스공급관과 연결되어 상기 챔버 내부에 소스가스를 공습하는 절연 가스관;An insulated gas pipe connected to the plasma electrode and connected to a gas supply pipe to air-toss the source gas into the chamber; 상기 절연 가스관의 내부에 배치되는 다수의 절연봉;A plurality of insulating rods disposed inside the insulating gas pipe; 상기 플라즈마 전극에 연결되는 RF 전원;An RF power source connected to the plasma electrode; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.And the substrate processing apparatus further comprises: 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다수의 절연봉은 원형 및 타원형이 혼재되어 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.The plurality of insulating rods are substrate processing apparatus, characterized in that the circular and oval mixed. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다수의 절연봉은 서로 동일한 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.And the plurality of insulating rods have the same length as each other. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 절연 가스관의 내부에 배치된 상기 다수의 절연봉에 의해, 상기 소스가스가 통과하는 다수의 공극이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.And a plurality of voids through which the source gas passes, by the plurality of insulating rods disposed inside the insulating gas pipe. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 절연 가스관 및 상기 다수의 절연봉은 세라믹 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.The insulating gas pipe and the plurality of insulating rods are substrate processing apparatus, characterized in that formed of a ceramic material. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 플라즈마 전극의 하부에 다수의 분사홀을 가지는 가스분배판과, 상기 플라즈마 전극과 상기 가스분배판 사이의 버퍼공간를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.And a gas distribution plate having a plurality of injection holes under the plasma electrode, and a buffer space between the plasma electrode and the gas distribution plate. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 플라즈마 전극과 상기 절연 가스관 사이에 금속으로 형성되며, 상기 플 라즈마 전극과 전기적으로 연결되는 가스관을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.And a gas pipe formed of a metal between the plasma electrode and the insulating gas pipe and electrically connected to the plasma electrode. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 RF전원의 주파수는 27.12MHz 또는 40.68MHz 인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.The frequency of the RF power supply is a substrate processing apparatus, characterized in that 27.12MHz or 40.68MHz. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 절연 가스관의 외부에, 상기 절연 가스관을 감싸는 저항관을 설치하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.Substrate processing apparatus, characterized in that the resistance tube surrounding the insulating gas pipe is provided outside the insulating gas pipe.
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