KR101373746B1 - Apparatus for Processing Substrate Using Plasma - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양전지와 같은 기판을 처리하는데 사용되는 플라즈마 강화 화학 증착(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition: PECVD) 장치에 관한 것이다. 본 발명의 PECVD 장치는 챔버, 챔버 내에 배치되며 기판을 지지하는 서셉터(suscepter), 서셉터의 상부에 배치되며 상기 기판에 막 형성을 위한 공정가스를 공급하는 샤워헤드(showerhead)를 포함한다. 샤워헤드는 오목한 중심부와 평탄한 가장자리부를 갖는 저면을 갖는다.The present invention relates to a Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) apparatus used for processing a substrate such as a solar cell. The PECVD apparatus of the present invention includes a chamber, a susceptor disposed in the chamber and supporting a substrate, and a showerhead disposed on top of the susceptor and supplying a process gas for forming a film to the substrate. The showerhead has a bottom with a concave center and a flat edge.

Figure R1020100079511
Figure R1020100079511

Description

플라즈마를 이용한 기판 처리 장치{Apparatus for Processing Substrate Using Plasma}[0001] Apparatus for Processing Substrate Using Plasma [

본 발명은 플라즈마를 이용하여 기판상에 박막을 증착하는 플라즈마 강화 화학 증착(Plasma - Enhanced Chemical Vapor Deposition: PECVD) 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) apparatus for depositing a thin film on a substrate using plasma.

최근 환경문제와 에너지 고갈에 대한 관심이 높아지면서, 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없으며 에너지 효율이 높은 대체 에너지로서의 태양전지에 대한 관심이 높아지고 있다. Recently, interest in environmental problems and energy depletion has increased, and there is a growing interest in solar cells as energy-efficient alternative energy sources, which are rich in energy resources and have no problems with environmental pollution.

태양전지는 태양열을 이용하여 터빈을 회전시키는데 필요한 증기를 발생시키는 태양열 전지와, 반도체의 성질을 이용하여 태양빛(photons)을 전기에너지로 변환시키는 태양광 전지로 나눌 수 있다. 그 중에서도 빛을 흡수하여 전자와 정공을 생성함으로써 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 전지(이하 태양전지라 함)는 그 종류에 따라 단결정 실리콘 태양 전지, 다결정 실리콘 태양 전지, 박막 태양 전지(thin-film solar cells) 등으로 분류된다.Solar cells can be divided into solar cells, which generate the steam needed to rotate the turbine using solar heat, and solar cells, which convert the photons into electrical energy using the properties of semiconductors. Among them, a photovoltaic cell (hereinafter referred to as "solar cell") that converts light energy into electrical energy by absorbing light to generate electrons and holes generates monocrystalline silicon solar cells, polycrystalline silicon solar cells, thin film solar cells -film solar cells).

박막계 태양 전지는 유리나 플라스틱 재질의 투명 기판에 p 막, i 막, n 막을 증착하여 제조되고, 결정계 태양 전지는 실리콘 기판상에 반사 방지막을 증착하여 제조되며, 이러한 막들은 플라즈마를 이용한 화학 기상 증착(PECVD) 공정에 의해 기판상에 증착될 수 있다. Thin film solar cells are fabricated by depositing p, i, and n films on a glass or plastic transparent substrate. Crystalline solar cells are fabricated by depositing an antireflection film on a silicon substrate. These films are deposited by chemical vapor deposition RTI ID = 0.0 > (PECVD) < / RTI > process.

본 발명의 목적은 증착 박막의 균일도를 향상시킬 수 있는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치를 제공하는데 있다. An object of the present invention to provide a substrate processing apparatus using a plasma that can improve the uniformity of the deposited thin film.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited thereto, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치는 챔버; 상기 챔버 내에 배치되며 기판을 지지하는 서셉터(suscepter); 상기 서셉터의 상부에 배치되며 상기 기판에 막 형성을 위한 공정가스를 공급하는 샤워헤드(showerhead)를 포함하되; 상기 샤워헤드는 오목한 중심부와 평탄한 가장자리부를 갖는 저면을 갖는다.According to an aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus using plasma, comprising: a chamber; A suscepter disposed in the chamber and supporting the substrate; A showerhead disposed on the susceptor and supplying a process gas for forming a film to the substrate; The showerhead has a bottom with a concave center and a flat edge.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 샤워헤드는 상기 공정 가스의 유로를 제공하도록 복수 개의 가스 채널들이 형성되고, 상기 가스 채널들에 가스 분사 홀들이 형성되며, 상기 공정 가스가 여기되어 플라즈마가 발생하도록 고주파 전류가 인가되는 전극; 상기 전극의 하부에 배치되며, 상기 공정 가스의 흐름을 균일하게 분산시키도록 복수 개의 홀들이 형성된 배플 플레이트; 및 상기 오목한 중심부와 상기 평탄한 가장자리부를 갖는 상기 저면을 갖으며,상기 배플 플레이트의 하부에 배치되고, 상기 배플 플레이트를 통해 공급되는 상기 공정 가스를 상기 기판상에 분사하는 분사 플레이트를 포함한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the shower head includes a plurality of gas channels formed to provide a flow path of the process gas, gas injection holes are formed in the gas channels, and the process gas is excited to generate plasma. An electrode to which a high frequency current is applied; A baffle plate disposed under the electrode and having a plurality of holes formed to uniformly distribute the flow of the process gas; And a spray plate having the concave central portion and the bottom surface having the flat edge portion, disposed below the baffle plate, and spraying the process gas supplied through the baffle plate onto the substrate.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 샤워헤드는 플라즈마 균일도 향상을 위하여 중심부가 가장자리보다 오목한 구조를 가지며, 샤워헤드의 저면의 전체 면적중 가장자리 방향으로 적어도 10% 이상이 평탄면으로 이루어진다.According to an embodiment of the present invention, the shower head has a concave structure at the center of the shower head to improve plasma uniformity, and at least 10% or more of the entire area of the bottom of the shower head is formed as a flat surface.

본 발명의 실시예에 따르면, 분사 플레이트의 분사홀들은 상단홀과 상기 상단홀과 연결되며 내부에 플라즈마가 발생되는 하단홀을 가지며, 상기 오목한 중심부에 형성된 상기 분사홀들은 중심으로 갈수록 상기 하단홀의 크기가 줄어든다. According to an embodiment of the present invention, the injection holes of the injection plate are connected to the upper hole and the upper hole and has a lower hole for generating plasma therein, and the injection holes formed in the concave center have the size of the lower hole toward the center. Decreases.

본 발명의 실시예에 따르면, 분사 플레이트의 분사홀은 그 단면 형상이 원통 또는 원뿔 또는 단순 홀 구조를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the injection hole of the injection plate may have a cylindrical or conical or simple hole structure in cross-sectional shape.

본 발명의 실시예에 따르면, 오목한 중싱부와 평탄한 가장자리부의 높이 차이는 1mm-10mm 를 갖는다. According to the embodiment of the present invention, the height difference between the concave heavy portion and the flat edge portion is 1 mm-10 mm.

본 발명에 의하면, 기판 상에 균일한 박막을 증착할 수 있다.According to the present invention, a uniform thin film can be deposited on a substrate.

이하에 설명된 도면들은 단지 예시의 목적을 위한 것이고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적기판용 PECVD 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적기판용 PECVD 장치의 평면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적기판용 PECVD 장치의 측단면 구성도이다.
도 4a는 서셉터가 다운 위치된 상태의 공정 챔버 단면도이다.
도 4b는 서셉터가 업 위치된 상태의 공정 챔버 단면도이다.
도 5는 샤워헤드의 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 분사 플레이트의 요부 단면 사시도이다.
도 7은 분사 플레이트의 저면도이다.
도 8a는 플랫형 분사플레이트에 의한 기판의 막두께의 균일성을 조사한 결과를 나타내는 특성도이다.
도 8b는 컨케이브형 분사플레이트에 의한 기판의 막두께의 균일성을 조사한 결과를 나타내는 특성도이다.
도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 밀짚모자형 분사플레이트에 의한 기판의 막두께의 균일성을 조사한 결과를 나타내는 특성도이다.The drawings described below are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention.
1 is a perspective view of a PECVD apparatus for a large area substrate according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view of a PECVD apparatus for a large area substrate according to an embodiment of the present invention.
3 is a side cross-sectional view of a PECVD apparatus for a large area substrate according to an embodiment of the present invention.
4A is a cross-sectional view of the process chamber with the susceptor in a down position.
4B is a cross-sectional view of the process chamber with the susceptor in the up position.
5 is a cross-sectional view of the showerhead.
6 is a cross-sectional perspective view of the main portion of the spray plate shown in FIG. 5.
7 is a bottom view of the spray plate.
Fig. 8A is a characteristic diagram showing the result of examining the uniformity of the film thickness of the substrate by the flat spray plate.
Fig. 8B is a characteristic diagram showing the result of investigating the uniformity of the film thickness of the substrate by the concave injection plate.
8B is a characteristic diagram showing a result of examining the uniformity of the film thickness of the substrate by the straw hat injection plate according to the embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 상술한 본 발명이 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 및 효과는 첨부된 도면과 관련된 실시 예들을 통해서 용이하게 이해될 것이다. 각 도면은 명확한 설명을 위해 일부가 간략하거나 과장되게 표현되었다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 도시되었음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The problem, the problem solving means, and effects to be solved by the present invention described above will be easily understood through embodiments related to the accompanying drawings. Each drawing has been partially or exaggerated for clarity. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are shown with the same reference numerals as much as possible, even if displayed on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PECVD 장치의 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PECVD 장치의 평면 구성도 및 측단면 구성도이다.FIG. 1 is a perspective view of a PECVD apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are a plan view and a side sectional view of a PECVD apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, PECVD 장치(1)는 태양전지용 대면적기판(S)에 대한 PECVD 처리 공정을 수행하기 위한 것으로, 로드락 챔버(100), 반송 챔버(200), 그리고 복수의 공정 모듈(300)을 포함한다.1 to 3, the PECVD apparatus 1 is for performing a PECVD process on a large area substrate S for a solar cell, and includes a load lock chamber 100, a transport chamber 200, Process module 300.

로드락 챔버(100)는 PECVD 장치(1)의 전방에 배치된다. 로드락 챔버(100)는 4개의 챔버들이 적층 배치된 구조로 이루어지는데, 이중에 2개의 챔버는 공정처리전 대면적기판(S)이 대기하는 로딩 챔버(110a)이고 나머지 2개의 챔버는 공정처리된 대면적기판(S)이 대기하는 언로딩 챔버(110b)로 사용될 수 있다. The load lock chamber 100 is disposed in front of the PECVD apparatus 1. [ The load lock chamber 100 has a structure in which four chambers are stacked, in which two chambers are a loading chamber 110a in which a large-area substrate S is waiting before processing, and the remaining two chambers are processed Can be used as the unloading chamber 110b in which the large-area substrate S is waiting.

로딩 챔버(110a)와 언로딩 챔버(110b) 각각은 제1출입포트(112)와 제2출입포트(114)를 갖으며 내부공간에는 대면적기판 한 장이 놓여지는 스테이지(120)가 제공된다. 로딩 챔버(110a)의 스테이지(120)에는 대면적기판을 예열하기 위한 예열 부재(130)가 설치되며, 언로딩 챔버(110b)의 스테이지(120)에는 공정 챔버에서 처리된 대면적기판(S)이 놓여지기 때문에 대면적기판의 온도를 낮추기 위한 쿨링부재(140)가 설치된다. Each of the loading chamber 110a and the unloading chamber 110b has a first entrance port 112 and a second entrance port 114 and a stage 120 in which a large area substrate is placed in the interior space. A stage 120 of the loading chamber 110a is provided with a preheating member 130 for preheating a large area substrate and a stage 120 of the unloading chamber 110b is provided with a large area substrate S processed in the process chamber. The cooling member 140 for lowering the temperature of the large-area substrate is provided.

대면적기판은 대기압 반송 로봇(도시하지 않음)에 의해 로딩 챔버(110a)로 반입되거나 또는 언로딩 챔버(110b)로부터 반출된다. 로드락 챔버(100)를 구성하는 로딩챔버(110a)와 언로딩챔버(110b) 각각은 반송챔버(200)의 반송로봇(210)이 대면적기판을 로딩 또는 언로딩하는 시기에 반송챔버(200)와 동일한(근접한) 진공분위기를 형성하며, 대기압 반송로봇으로부터 미처리 대면적기판을 공급받거나 이미 처리된 대면적기판을 반출시키고자 할 때에는 대기압 상태로서 전환된다. 즉, 로드락 챔버(100)의 로딩/언로딩 챔버(110a,110b)는 반송챔버(200)의 기압상태가 변화되는 것을 방지시키기 위해 그 자체적으로 진공 상태와 대기압 상태를 교차하면서 압력을 유지하게 되며, 이러한 압력 변동을 최대한 신속하게 처리하기 위해 복수개의 로딩 챔버(110a)들과 언로딩 챔버(110b)들로 구획되어 있는 것이다. 물론, 로드락 챔버의 각 챔버들은 로딩용과 언로딩용으로 구분하지 않고 로딩/언로딩 겸용으로도 사용될 수 있다. The large-area substrate is carried into the loading chamber 110a by the atmospheric pressure transfer robot (not shown) or is taken out of the unloading chamber 110b. The loading chamber 110a and the unloading chamber 110b constituting the load lock chamber 100 are connected to the transfer chamber 200 at a time when the transfer robot 210 of the transfer chamber 200 loads or unloads the large- ), And when the untreated large-area substrate is supplied from the atmospheric pressure conveying robot or the already-processed large-area substrate is taken out, the atmospheric pressure state is switched to the atmospheric pressure state. That is, the loading / unloading chambers 110a and 110b of the load lock chamber 100 maintain the pressure while crossing the vacuum state and the atmospheric pressure state, respectively, in order to prevent the atmospheric pressure state of the transfer chamber 200 from being changed And is divided into a plurality of loading chambers 110a and unloading chambers 110b for processing such pressure fluctuations as quickly as possible. Of course, the chambers of the load lock chamber can be used for both loading and unloading as well as for loading and unloading.

반송 챔버(200)는 로드락 챔버(100)와 공정 모듈(300)의 중앙에 위치된다. 반송 챔버(200)는 로드락 챔버(100)와 공정 모듈(300)의 각 공정 챔버(300a)들과 연결되며, 대면적기판을 반송하기 위한 반송로봇(210)을 갖는다. 반송 로봇(210)은 로딩 챔버(110a)의 스테이지(120)에 놓여진 대면적기판을 반출하여 공정 모듈(300)의 공정 챔버(300a)에 반입할 수 있는 1개 또는 2개의 암 구조를 갖는 로봇으로 구성될 수 있다. The transfer chamber 200 is located at the center of the load lock chamber 100 and the process module 300. The transfer chamber 200 is connected to the load lock chamber 100 and the process chambers 300a of the process module 300 and has a transfer robot 210 for transferring a large area substrate. The transfer robot 210 is a robot having one or two arm structures capable of taking out the large area substrate placed on the stage 120 of the loading chamber 110a and transferring the large area substrate into the process chamber 300a of the process module 300. [ .

반송 챔버(200)에 구비되는 반송 로봇(210)은 본 실시예에서 보여주는 구조 이외에도 통상적인 태양전지 제조 공정 및 평판 디스플레이 패널 제조 공정에서 사용되는 다양한 로봇들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 두 장의 대면적기판(S)을 하나의 암으로 핸들링 할 수 있는 더블 블레이드 구조의 암을 구비한 로봇이나, 하나 이상의 암을 구비한 로봇 또는 이들을 혼합적으로 채용한 로봇이 사용될 수 있다. In addition to the structure shown in the present embodiment, the transport robot 210 provided in the transport chamber 200 may use various robots used in a conventional solar cell manufacturing process and a flat panel display panel manufacturing process. For example, a robot having an arm of a double blade structure capable of handling two large-area substrates S as one arm, a robot having one or more arms, or a robot employing them in combination may be used have.

공정 모듈(300)들은 반송 챔버(200)를 중심으로 측면에 연결 배치된다. 본 실시예에서는 공정 모듈(300)이 반송 챔버(200)를 중심으로 90도 간격으로 3개가 배치되어 있는 것을 도시하고 있으나, 필요에 따라서는 4개에서 5개의 공정 모듈(300)이 배치될 수 있다. The process modules 300 are connected to a side surface of the transfer chamber 200. In this embodiment, three process modules 300 are arranged at intervals of 90 degrees around the transfer chamber 200. However, if necessary, four to five process modules 300 may be arranged have.

공정모듈(300)은 플라즈마를 이용하여 기판상에 박막을 증착하는 플라즈마 화학 기상 증착(PECVD) 공정을 진행한다. 박막 증착 공정에 사용되는 기판은, 예를 들어 박막계 태양 전지(Solar Cell)의 제조에 사용되는 유리나 플라스틱 재질의 투명 기판, 또는 결정계 태양 전지(Solar Cell)의 제조에 사용되는 실리콘 기판 등일 수 있다. 공정 모듈(30)은 박막계 태양 전지의 투명 기판상에 비정질 실리콘(a-Si)막과 미세결정 실리콘(micro-crystalline silicon)(mc-Si)막을 순차적으로 적층하는 탠덤(tandem) 구조의 박막 증착 공정을 진행하는데 매우 적합하다. 이외에도, 공정 모듈(30)은 평판 디스플레이(Flat Panel Display) 장치의 제조에 사용되는 유리 기판상에 박막을 증착할 수도 있다.The process module 300 performs a plasma chemical vapor deposition (PECVD) process for depositing a thin film on a substrate using plasma. The substrate used in the thin film deposition process may be, for example, a transparent substrate made of glass or plastic used for manufacturing a thin film solar cell, or a silicon substrate used for manufacturing a crystal solar cell (solar cell) . The process module 30 is a tandem thin film in which an amorphous silicon (a-Si) film and a micro-crystalline silicon (mc-Si) film are sequentially stacked on a transparent substrate of a thin film solar cell. It is very suitable for carrying out the deposition process. In addition, the process module 30 may deposit a thin film on a glass substrate used for manufacturing a flat panel display device.

대면적기판에 대한 플라즈마 처리 공정을 독립적으로 수행하기 위한 공정 챔버(300a)들이 적층되어 있는 구조로써, 각각의 공정 챔버(300a)는 진공 챔버이며, 본 실시예에서는 공정 모듈(300)이 4개의 공정 챔버(300a)들이 적층 배치된 구조로 이루어져 있으나, 높이가 허용되는 경우 4개 이상의 공정 챔버들을 적층 배치할 수 있다. Each of the process chambers 300a is a vacuum chamber, and in this embodiment, the process module 300 is divided into four process chambers 300a, Although the process chambers 300a are constructed in a stacked structure, four or more process chambers may be stacked if the height is allowed.

최하단에 위치하는 공정 챔버(300a) 아래에는 승강구동부(410)를 갖는 승강장치(400)가 설치되어 있으며, 이 승강장치(400)는 4개의 공정 챔버(300a) 각각에 설치된 서셉터(310)를 동시에 승강시킨다. 승강장치(400)의 승강 구동력은 승강 샤프트(360)들을 통해 각각의 공정 챔버(300a)들의 서셉터에 전달될 수 있다. 이러한 구조를 갖는 공정모듈(300)은 설비 높이를 최대한 낮출 수 있어 보다 많은 공정 챔버(300a)들을 적층 배치할 수 있다. Below the process chamber 300a positioned at the lowermost stage, an elevating device 400 having an elevation driving part 410 is installed. The elevating device 400 includes a susceptor 310 installed in each of the four process chambers 300a, Respectively. The elevating driving force of the elevating apparatus 400 can be transmitted to the susceptors of the respective processing chambers 300a through the elevating shafts 360. The process module 300 having such a structure can reduce the height of the equipment as much as possible, so that more process chambers 300a can be stacked.

이처럼, 본 발명의 PECVD 장치(1)는 동일한 면적에 다수(12개 이상)의 공정 챔버(300a)들이 배치 가능함으로써 공정 및 생산 유연성을 높일 수 있으며 장치당 생산성을 극대화할 수 있다. 특히, 본 발명은 증착두께가 ~20,000Angstrom(2um)정도로 두꺼워서 증착시간이 다른 박막에 비해 오래 걸리는 미세결정 실리콘 박막을 증착하는 탠덤(tandem) 구조의 태양전지 제조 공정에 매우 적합하다. As described above, the PECVD apparatus 1 of the present invention can increase the process and production flexibility and maximize the productivity per apparatus by allowing a plurality of (more than 12) process chambers 300a to be arranged in the same area. In particular, the present invention is well suited for a tandem solar cell fabrication process in which the thickness of a deposited layer is as thick as ~ 20,000 angstroms (2 um), and thus deposits a microcrystalline silicon thin film that takes longer than other thin films.

도 4a는 서셉터가 다운 위치된 상태의 공정 챔버 단면도이고, 도 4b는 서셉터가 업 위치된 상태의 공정 챔버 단면도이다. 4A is a cross-sectional view of the process chamber with the susceptor in the down position, and Fig. 4B is a cross-sectional view of the process chamber with the susceptor in the up position.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(300a)는 외부와 차단되고, 서셉터(310)와 샤워헤드(500) 사이에 있는 플라즈마 형성영역(반응공간)을 제공한다. As shown in FIGS. 4A and 4B, the process chamber 300a is isolated from the outside and provides a plasma forming region (reaction space) between the susceptor 310 and the showerhead 500.

공정 챔버(300a)의 측벽에는 반송 챔버(200)와 반응공간과의 연통 여부를 결정하는 슬롯밸브(380)가 설치되어 있어서, 반송 챔버(200)로부터 서셉터(310) 상으로 대면적기판(S)이 반입될 때(또는 대면적 기판이 반출될 때) 슬롯밸브(380)가 개방된다. A side wall of the process chamber 300a is provided with a slot valve 380 for determining whether the transfer chamber 200 is in communication with the reaction space. S) is loaded (or when the large area substrate is taken out), the slot valve 380 is opened.

공정 챔버(310)에는 리프트핀(390)들이 설치되는데, 이 리프트핀(390)들은 기판이 반입되거나 반출될 때 대면적기판(S)을 지지하게 되며, 기판 지지는 서셉터(310)가 아래로 하강한 상태에서 이루어진다. 즉, 대면적기판이 반송 로봇(210)에 의해 반입될 때 서셉터(310)가 하강한 상태에서 리프트핀(390)들 상에 기판이 지지되며, 서셉터(310)가 승강하게 되면서 기판이 서셉터(310) 상부에 놓여지게 되고, 리프트핀(390)들은 서셉터(310)에 형성된 핀홀에 삽입되는 구조로 이루어진다. The process chamber 310 is provided with lift pins 390 which support the large area substrate S when the substrate is carried in or out and the substrate support is supported by the susceptor 310 As shown in FIG. That is, when the large area substrate is loaded by the carrying robot 210, the substrate is supported on the lift pins 390 in a state in which the susceptor 310 is lowered. As the susceptor 310 is moved up and down, And the lift pins 390 are inserted into a pinhole formed in the susceptor 310. The susceptor 310 is mounted on the susceptor 310,

서셉터(310)의 상부 공간에는 플라즈마를 형성시키기 위해 고주파 전류를 인가하는 플라즈마 소스인 고주파 전원(미도시딤)에 연결되는 전극형 샤워헤드(500)가 설치되어 있다. In the upper space of the susceptor 310, an electrode type showerhead 500 is connected to a high frequency power source (not shown), which is a plasma source for applying a high frequency current to form a plasma.

샤워헤드(500)는 가스 공급 유닛(600)을 통해 공정 챔버(300)에서 수행되는 처리 공정의 종류에 따라 기판에 박막 증착을 위한 플라즈마 형성용 혼합가스를 공급받는다. 가스 공급 유닛(600)으로부터 공급되는 플라즈마 형성용 혼합가스는 샤워헤드(500)에서 플라즈마화 되어 대면적기판(S) 상에 소정의 박막 증착을 행한 후 기체 배기관(370)을 통해 배기된다. The showerhead 500 receives a mixed gas for forming a plasma for thin film deposition on a substrate according to a type of processing performed in the process chamber 300 through the gas supply unit 600. The mixed gas for plasma formation supplied from the gas supply unit 600 is converted into a plasma in the shower head 500, and a predetermined thin film is deposited on the large-area substrate S, and then exhausted through the gas exhaust pipe 370.

서셉터(310)는 공정 챔버(300a) 내에서 상하 이동이 가능하게 설치되며, 전기적으로 접지된다. 대면적기판(S)은 서셉터(310) 상에 안착된다. 서셉터(310)의 내부에는 대면적기판(S)을 가열시키기 위한 히터(미도시됨)가 장착된다. 서셉터(310)는 저면이 서셉터 지지대(350)들에 의해 지지된다. 서셉터 지지대(350)는 서셉터(310)보다 길이가 넓으며, 양단에는 승강 샤프트(360)가 수직방향으로 설치된다. The susceptor 310 is installed so as to be movable up and down in the process chamber 300a, and is electrically grounded. The large-area substrate S is seated on the susceptor 310. Inside the susceptor 310 is mounted a heater (not shown) for heating the large area substrate (S). The susceptor 310 has its bottom surface supported by the susceptor supports 350. The susceptor supporter 350 is longer than the susceptor 310, and the elevating shaft 360 is vertically installed at both ends.

승강 샤프트(360)는 상단이 샤워헤드(500)를 관통해서 상부에 위치하는 공정챔버(300a)의 또 다른 승강 샤프트(360)와 연결된다. 즉, 승강 샤프트(360)는 승강장치(400)의 승강 구동력을 상호 전달하는 역할을 한다. 가장 최하단에 위치하는 승강 샤프트(360)는 승강장치(400)와 연결된다. 승강장치(400)의 승강 구동력은 승강 샤프트(360)들을 통해 각각의 공정 챔버(300a)들에 전달되면서 공정 챔버(300a) 각각에 설치된 서셉터(310)를 동시에 승강시킨다. The elevating shaft 360 is connected to another elevating shaft 360 of the process chamber 300a having an upper end penetrating through the shower head 500. That is, the lift shaft 360 serves to transmit the lift force of the lift apparatus 400 to each other. The lifting shaft 360 located at the lowermost end is connected to the lifting device 400. The elevating and lowering driving force of the elevating apparatus 400 is transferred to the respective processing chambers 300a through the lifting shafts 360 and simultaneously elevates and elevates the susceptors 310 installed in the respective processing chambers 300a.

도 5는 샤워헤드의 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 분사 플레이트의 요부 단면 사시도이다.FIG. 5 is a sectional view of the showerhead, and FIG. 6 is a sectional perspective view of the main portion of the spray plate shown in FIG. 5.

샤워 헤드(500)로 공급되는 가스는 원료 가스와 반응 가스의 혼합 가스일 수 있다. 원료 가스는 기판상에 형성하고자 하는 박막의 주성분을 포함하는 가스이고, 반응 가스는 플라즈마의 형성을 위한 가스이다. 일 예를 들면, 기판상에 실리콘 산화막을 증착하는 경우, 원료 가스로는 SiH4가 사용되고, 반응 가스로는 O2가 사용될 수 있다. 다른 예에 의하면, 기판상에 실리콘 질화막을 증착하는 경우, 원료 가스로는 SiH4가 사용되고, 반응 가스로는 NH3, N2가 사용될 수 있다. 또 다른 예에 의하면 기판상에 비정질 실리콘막을 증착하는 원료 가스로는 SiH4가 사용되고, 반응 가스로는 H2가 사용될 수 있다.The gas supplied to the showerhead 500 may be a mixed gas of the raw material gas and the reactive gas. The raw material gas is a gas containing a main component of a thin film to be formed on a substrate, and the reactive gas is a gas for forming a plasma. For example, when a silicon oxide film is deposited on a substrate, SiH 4 may be used as a source gas, and O 2 may be used as a reaction gas. According to another example, when a silicon nitride film is deposited on a substrate, SiH 4 is used as a raw material gas, and NH 3 and N 2 can be used as a reaction gas. According to another example, SiH 4 may be used as a source gas for depositing an amorphous silicon film on a substrate, and H 2 may be used as a reaction gas.

도 5 및 도 6을 참조하면, 샤워 헤드(500)는 전극(520), 배플 플레이트(540), 그리고 분사 플레이트(560)를 포함한다. 샤워헤드(500)의 전극(520)에는 공정가스를 공급하는 가스 공급 유닛(도 4a에 표시됨)(600)과 플라즈마의 생성을 위한 고주파 전류를 인가하는 고주파 전원(미도시됨)이 연결된다5 and 6, the shower head 500 includes an electrode 520, a baffle plate 540, and an injection plate 560. The electrode 520 of the showerhead 500 is connected to a gas supply unit (shown in FIG. 4A) 600 for supplying a process gas and a high frequency power source (not shown) for applying a high frequency current for generating plasma.

전극(520)은 대체로 사각형 형상의 플레이트로 제공된다. 전극(520)의 하부에는 전극(520)과의 사이에 일정한 공간이 형성되도록 배플 플레이트(540)가 결합되고, 배플 플레이트(540)에는 복수 개의 가스 홀들(542)이 형성된다. 배플 플레이트(540)의 하부에는 분사 플레이트(560)가 제공되고, 분사 플레이트(560)에는 복수 개의 분사 홀들(562)이 형성된다. 전극(520)을 통해 공급되는 가스는 배플 플레이트(540)의 분사 홀들(542)을 통과한 후, 분사 플레이트(560)의 분사 홀들(562)을 통해 기판(S)으로 분사된다.The electrode 520 is provided in a generally rectangular plate. The baffle plate 540 is coupled to the lower portion of the electrode 520 so that a predetermined space is formed between the electrode 520, and a plurality of gas holes 542 are formed in the baffle plate 540. An injection plate 560 is provided below the baffle plate 540, and a plurality of injection holes 562 are formed in the injection plate 560. The gas supplied through the electrode 520 passes through the injection holes 542 of the baffle plate 540 and then is injected into the substrate S through the injection holes 562 of the injection plate 560.

전극(520)의 상면에는 전극(520)으로 공급된 가스가 균일하게 흐르도록 복수 개의 가스 채널(526)들이 형성된다. 가스 채널(526) 상부에는 커버 플레이트(528)가 결합된다. 따라서, 커버 플레이트(528)와 가스 채널(526)에 의해 가스가 흐르는 공간이 형성된다. 가스 채널들(526)에는 가스가 통과하도록 홀들(527)이 관통 형성된다. A plurality of gas channels 526 are formed on the upper surface of the electrode 520 to uniformly flow the gas supplied to the electrode 520. The cover plate 528 is coupled to the upper portion of the gas channel 526. Accordingly, a space in which gas flows is formed by the cover plate 528 and the gas channel 526. Holes 527 are formed through the gas channels 526 to allow gas to pass therethrough.

분사 플레이트(560)의 분사홀(562)들은 분사 플레이트(560)를 통과하는 가스가 기판 상으로 균일하게 분배되도록 구성된다. 분사 플레이트(560)의 분사홀(562)은 원통형상의 상단홀(562a)과 원뿔형상의 하단홀(562b)이 하나로 연결된 복합타입으로 이루어지며, 하단홀(562b)의 크기(체적, 지름, 단면적)는 상단홀(562a)의 크기보다 크게 제공된다. 하단홀(562b)의 형상은 원뿔 이외에도 원통 등 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 또한, 상단홀(562b)은 오리피스로서 제공될 수 있다. 가스는 분사 플레이트(560)의 분사홀(562)의 하단홀(562b) 내에서 플라즈마 이온화되면서 기판 상으로 분출된다. The injection holes 562 of the injection plate 560 are configured to uniformly distribute the gas passing through the injection plate 560 onto the substrate. The injection hole 562 of the injection plate 560 has a complex type in which a cylindrical upper hole 562a and a conical lower hole 562b are connected in one, and the size (volume, diameter, cross-sectional area) of the lower hole 562b. Is provided larger than the size of the top hole 562a. The shape of the bottom hole 562b may be provided in various shapes such as a cylinder in addition to a cone. In addition, the top hole 562b may be provided as an orifice. The gas is ejected onto the substrate while being plasma ionized in the lower hole 562b of the injection hole 562 of the injection plate 560.

한편, 분사 플레이트(560)는 오목한 곡면(566)의 중심부(X1)와 평탄한 평면(564)의 가장자리부(X2)로 이루어지는 저면을 갖는다. 즉 분사 플레이트(560)는 대체로 밀짚모자 형상을 갖는다. 분사홀(562)들은 분사 플레이트(560)의 오목한 중심부(X1)뿐만 아니라 평탄한 가장자리부(X2)에도 형성된다. On the other hand, the injection plate 560 has a bottom surface consisting of the central portion X1 of the concave curved surface 566 and the edge portion X2 of the flat plane 564. That is, the spray plate 560 generally has a straw hat shape. The injection holes 562 are formed at the flat edge portion X2 as well as the concave center portion X1 of the injection plate 560.

오목한 중심부(X1)에 형성된 분사홀(562)들은, 기판의 중심과 가까울수록 분사홀(562)의 하단홀(562b)의 크기가 작아진다. 그래도 기판의 중심은 높은 플라즈마 밀도에 의해 높은 증착률을 가진다. 그러나 본 발명의 분사 플레이트는 기판 중심부의 과도한 증착률을 낮추기 위해 분사 플레이트 중심부에서 하단홀(562b)의 크기를 줄였으며, 그로 인해 기판 중심부에 위치한 분사홀(562)들을 통과하는 가스의 플라즈마 이온화률이 다른 부분보다 감소하여 기판 중심부에서의 과도한 증착을 방지할 수 있다. The jetting holes 562 formed in the concave center X1 are smaller in size as the lower hole 562b of the jetting hole 562 is closer to the center of the substrate. Still, the center of the substrate has a high deposition rate due to the high plasma density. However, the spray plate of the present invention reduces the size of the bottom hole 562b at the center of the spray plate in order to reduce the excessive deposition rate at the center of the substrate, thereby reducing the plasma ionization rate of the gas passing through the spray holes 562 located at the center of the substrate. This can be reduced compared to other parts to prevent excessive deposition at the center of the substrate.

이처럼, 분사 플레이트(560)의 저면이 오목한 중심부(X1)와 평탄한 가장자리부(X2)로 이루어지는 것은 플라즈마 밀도의 균일한 제어 및 플라즈마 균일도 향상을 위한 것이다. 분사 플레이트(560)의 저면은 저면 전체를 오목하게 가공한 후 가장자리부분만 평탄하게 가공하거나, 중심부만 오목하게 가공할 수 있다. As such, the bottom surface of the injection plate 560 having the concave center portion X1 and the flat edge portion X2 is for uniform control of the plasma density and improvement of plasma uniformity. The bottom surface of the jet plate 560 may be processed with the entire bottom surface concave, and then only the edge portion may be flat or the center portion may be concave.

도 7은 분사 플레이트의 저면도이며, 도 7에서는 도면 편의상 분사홀들을 생략하였다. 도 7을 참조하면, 분사 플레이트(560)는 대면적기판(S)보다 사이즈가 크고 라운드 처리된 모서리를 갖으며, 분사 플레이트(560)의 오목한 곡면(566)인 중심부(X1)는 대면적 기판(S) 안쪽에 위치되는 것이 바람직하다. 중심부(X1)와 가장자리부(X2)의 경계를 이루는 경계라인(L)을 살펴보면 라운드진 모서리를 갖는다. 즉, 중심부를 둘러싸고 있는 평탄한 평면으로 이루어진 가장자리부(X2)는 4변의 직선폭(W2) 보다 4개의 모서리의 대각선폭(W3)이 큰 것은 모서리 부분에서의 플라즈마 밀도의 균일한 제어 및 플라즈마 균일도 향상을 위한 것이다. FIG. 7 is a bottom view of the spray plate, and FIG. 7 omits spray holes for convenience of drawing. Referring to FIG. 7, the spray plate 560 is larger than the large area substrate S and has rounded corners, and the central portion X1, which is the concave curved surface 566 of the spray plate 560, has a large area substrate. It is preferable that it is located inside (S). Looking at the boundary line (L) forming a boundary between the center (X1) and the edge (X2) has a rounded corner. That is, the edge portion X2 having a flat plane surrounding the center portion has a larger diagonal width W3 of four corners than the four-sided linear width W2 improves uniform control of plasma density and plasma uniformity at the corner portion. It is for.

분사 플레이트(560)는 플라즈마 균일도 향상을 위해 저면 전체 면적 중에서 평탄한 가장자리부(X2)의 면적이 10% 이상을 차지하는 것이 바람직하며, 평탄한 가장자리부(X2)와 오목한 중심부(X1)의 최대 높이차(t)는 1mm ~ 10mm 범위인 것이 바람직하다. 예컨대, 분사홀(562)들의 단면 형상이 원통 또는 원뿔 구조에서는 높이차이가 1mm-5mm 범위인 것이 바람직하고, 분사홀(562)들의 단면 형상이 단순 구조인 경우 높이차이는 3mm-10mm 범위인 것이 바람직하다. In order to improve the plasma uniformity, the injection plate 560 preferably occupies 10% or more of the flat edge portion X2 of the entire bottom surface, and the maximum height difference between the flat edge portion X2 and the concave central portion X1 ( t) is preferably in the range of 1 mm to 10 mm. For example, when the cross-sectional shape of the injection holes 562 is a cylindrical or conical structure, the height difference is preferably in the range of 1 mm-5 mm, and when the cross-sectional shape of the injection holes 562 is a simple structure, the height difference is in the range of 3 mm-10 mm. desirable.

이러한 구조의 분사 플레이트(560)를 갖는 샤워헤드(500)는 VHF(Very high frequency; 30MHz~300MHz) 대역의 고주파전원과 1Torr 이상 10Torr 이하의 공정압력하에서 대면적(1100*1400mm)크기의 기판 표면에 미세결정(micro crystalline) 실리콘박막(mc-si) 증착에 적합하며, 특히 가장자리의 증착 두께 관리(제어)에 유리하다. The shower head 500 having the spray plate 560 having such a structure has a large surface area (1100 * 1400mm) size under a high frequency power supply of a VHF (Very high frequency; 30 MHz to 300 MHz) band and a process pressure of 1 Torr or more and 10 Torr or less. It is suitable for the deposition of micro crystalline silicon thin film (mc-si), and is particularly advantageous for the deposition thickness control (control) of the edge.

샤워헤드(500)로 공급된 가스의 이동 경로를 간단히 정리하면, 가스는 전극(520)의 채널들을 통해 흐른 후, 홀들(527)을 통해 전극(520)과 배플 플레이트(540) 사이의 공간으로 유입된다. 이후 가스는 배플 플레이트(540)의 가스 홀들(542)을 통해 배플 플레이트(540)와 분사 플레이트(560) 사이의 공간으로 유입되고, 분사 플레이트(560)의 분사 홀들(562)을 통해 기판(S)으로 분사된다.In brief, the movement path of the gas supplied to the showerhead 500 is briefly arranged, and the gas flows through the channels of the electrode 520 and then through the holes 527 to the space between the electrode 520 and the baffle plate 540. Inflow. Thereafter, the gas flows into the space between the baffle plate 540 and the injection plate 560 through the gas holes 542 of the baffle plate 540 and the substrate S through the injection holes 562 of the injection plate 560. Sprayed).

도 8a 내지 도 8c는 플랫형 분사플레이트, 컨케이브형 분사플레이트 그리고 본 발명의 실시예에 따른 밀짚모자형 분사플레이트에 의한 기판의 막두께의 균일성을 조사한 결과를 나타내는 특성도들이다.8A to 8C are characteristic diagrams showing the results of investigating the uniformity of the film thickness of the substrate by the flat jet plate, the concave jet plate, and the straw hat jet plate according to the embodiment of the present invention.

이하의 처리조건에 의해, 비정질 실리콘(a-Si)막이 증착된 대면적(1100*1400mm)크기의 기판 표면에 미세결정(micro crystalline) 실리콘박막 증착 공정을 각기 다른 분사 플레이트를 사용하여 실시한 후 기판의 실리콘막의 막두께를 측정하여, 기판의 막 균일성에 대하여 조사하였다. 도면에 도시된 각각의 그래프는 상기 조건에서 각 그래프의 상부에 표기된 형태의 분사 플레이트에 의한 기판 표면의 평면에서의 막두께 분포를 도시하고 있다. According to the following processing conditions, a microcrystalline silicon thin film deposition process was performed on the surface of a large area (1100 * 1400mm) substrate on which an amorphous silicon (a-Si) film was deposited by using different spray plates. The film thickness of the silicon film was measured, and the film uniformity of the substrate was investigated. Each graph shown in the figure shows the film thickness distribution in the plane of the substrate surface by the spray plate of the type indicated on top of each graph under the above conditions.

(처리조건)(Processing conditions)

고주파 : 40.68MHz, 파워 : 2kW ~ 6kWHigh Frequency: 40.68MHz, Power: 2kW ~ 6kW

압력 : 3torr ~ 9torrPressure: 3torr ~ 9torr

가스 : SiH2 200~500sccm, H2 15000~25000sccmGas: SiH2 200 ~ 500sccm, H2 15000 ~ 25000sccm

저면 전체가 평탄한 플랫형의 경우에는 도 8a의 그래프에서와 같이, 기판의 중앙부분의 증착율이 가장 높고 가장자리로 갈수록 증착율이 현저하게 떨어지는 것을 알 수 있다. In the case of a flat flat bottom surface, as shown in the graph of FIG. 8A, the deposition rate of the central portion of the substrate is the highest, and the deposition rate is significantly decreased toward the edge.

이에 반해 도 8b의 결과를 보면, 저면(분사 플레이트의 저면) 전체(가장자리로부터 중앙까지)가 오목하게 형성된 컨케이브형의 경우에는 기판 중앙부분의 증착율이 매우 안정적이라 할 수 있다. 하지만, 전극에 파워를 6KW로 높게 설정한 B1의 경우 기판 가장자리에서 에지효과(edge effect)(높은 파워인가로 서셉터 에지 벽면 간의 접지로 높은 플라즈마 밀도가 생성)가 발생되면서 기판 가장자리에서 증착율이 과도하게 증가되면서 균일성이 떨어지는 것을 알 수 있다. 그와는 반대로 전극에 파워를 2KW로 낮게 설정한 B3의 경우 기판 가장자리에서 증착율이 현저하게 낮아지는 것을 알 수 있다. 참고로, 도 8b에서 B1은 상기 공정 조건에서 전극에 가해지는 파워를 6kw로 높게 설정한 상태의 막두께 분포이고, B2는 상기 공정 조건에서 전극에 가해지는 파워를 4kw로 설정한 상태의 막두께 분포이고, B3는 상기 공정 조건에서 전극에 가해지는 파워를 2kw로 낮게 설정한 상태의 막두께 분포이다.On the contrary, in the result of FIG. 8B, in the case of the concave type in which the entire bottom face (bottom face of the injection plate) (from the edge to the center) is concave, the deposition rate of the center portion of the substrate is very stable. However, in the case of B1 having a high power of 6 kW on the electrode, the deposition rate is excessive at the edge of the substrate due to an edge effect (high plasma density is generated due to grounding between the susceptor edge walls due to high power). It can be seen that the uniformity decreases as it increases. On the contrary, in the case of B3 having a low power of 2 kW on the electrode, the deposition rate is significantly lowered at the edge of the substrate. For reference, in FIG. 8B, B1 is a film thickness distribution in which the power applied to the electrode is set to 6 kW in the above process conditions, and B2 is a film thickness in which the power applied to the electrode is set to 4 kW under the process conditions. B3 is a film thickness distribution in a state where the power applied to the electrode under the above process conditions is set as low as 2 kw.

마지막으로, 도 8c의 결과를 보면 저면의 중앙부분만 오목하고 나머지 가장자리부분은 평탄한 본 발명의 밀짚모자형의 경우에는 기판 전체적으로 균일한 박막두께 분포를 갖고 있음을 알 수 있으며, 특히 전극에 가해지는 파워를 높게(C1; 6kw) 또는 낮게(C2; 2kw) 설정한 경우에도 비균일도가 10% 이내로써 도 8a의 비균일도 20%이상 및 도 8b의 비균일도 10% 이상의 경우보다 현저하게 낮다는 것을 확인할 수 있다.Finally, in the result of FIG. 8C, in the case of the straw hat shape of the present invention where only the center portion of the bottom surface is concave and the other edge portion is flat, the overall thickness of the substrate has a uniform film thickness distribution. Even when the power is set high (C1; 6kw) or low (C2; 2kw), the nonuniformity is less than 10%, which is significantly lower than the nonuniformity of FIG. 8A and more than 20% and the nonuniformity of FIG. 8B and more than 10%. You can check it.

이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 특별한 구조의 저면을 갖는 샤워헤드를 사용하면, VHF(Very high frequency; 30MHz~300MHz) 대역의 고주파전원과 3Torr 이상 10Torr 이하의 공정압력하에서 대면적(1100*1400mm)크기의 기판 표면에 미세결정(micro crystalline) 실리콘박막(mc-si) 증착시 기판 표면 전체에 막두께 균일성이 개선된다는 것을 알 수 있다. As such, when a shower head having a special bottom surface according to an exemplary embodiment of the present invention is used, a large area (1100 * 1400mm) under a high frequency power supply of a VHF (Very high frequency; 30 MHz to 300 MHz) band and a process pressure of 3 Torr or more and 10 Torr or less It can be seen that when the microcrystalline silicon thin film (mc-si) is deposited on the size of the substrate, the film thickness uniformity is improved over the entire surface of the substrate.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 로드락 챔버
200 : 반송 챔버
300 : 공정 모듈
300a : 공정 챔버
310 : 서셉터
500 : 샤워헤드Description of the Related Art
100: load lock chamber
200: conveying chamber
300: Process module
300a: process chamber
310: susceptor
500: shower head

Claims (10)

플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에 있어서:
기판들을 반송하기 위한 반송로봇을 갖는 반송 챔버; 및
상기 반송 챔버와 연결되고, 기판에 대한 플라즈마 처리가 이루어지는 공정챔버가 적어도 2개 이상 상하 방향으로 적층되어 있는 공정 모듈들을 포함하되;
상기 공정 챔버는
기판을 탑재하는 서셉터; 및
오목한 중심부와 평탄한 가장자리부를 갖는 저면을 갖으며, 기판에 막 형성을 위한 공정가스를 공급하는 샤워헤드(showerhead)를 포함하고;
상기 공정 모듈은
최하단에 위치하는 상기 공정 챔버 아래에 설치되는 승강구동부를 갖는 승강장치; 및 상기 공정 챔버의 상기 서셉터 양단에 수직 방향으로 설치되고, 상기 승강장치에 의해 승강되어 상기 서셉터를 승강시키는 승강샤프트를 포함하며;
상기 승강 샤프트는 상단이 상기 샤워헤드를 관통해서 상부에 위치하는 공정챔버의 또 다른 승강 샤프트와 연결되어 상기 승강장치의 승강 구동력을 상호 전달하는 것을 특징으로 하는 기판용 플라즈마 처리 장치. A substrate processing apparatus using plasma, comprising:
A conveying chamber having a conveying robot for conveying substrates; And
A process module connected to the transfer chamber and having at least two process chambers in which plasma processing is performed on a substrate;
The process chamber
A susceptor for mounting a substrate; And
A showerhead having a concave center portion and a bottom surface having a flat edge portion, the showerhead supplying a process gas for forming a film to the substrate;
The process module
An elevating device having an elevating driver installed below the process chamber located at a lowermost end thereof; And a lifting shaft installed vertically at both ends of the susceptor of the process chamber and being lifted by the lifting device to lift the susceptor.
And the elevating shaft is connected to another elevating shaft of the process chamber whose upper end penetrates through the shower head to transfer the elevating driving force of the elevating device to each other. 제 1 항에 있어서,
상기 샤워헤드는
상기 공정 가스가 여기되어 플라즈마가 발생하도록 고주파 전류가 인가되는 전극; 및
상기 오목한 중심부와 상기 평탄한 가장자리부를 갖는 상기 저면을 갖으며,상기 전극의 하부에 배치되고, 상기 전극을 통해 공급되는 상기 공정 가스가 상기 기판상에 분사되도록 상기 오목한 중심부와 상기 평탄한 가장자리부에 분사홀들이 형성된 분사 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치.The method of claim 1,
The shower head
An electrode to which a high frequency current is applied to excite the process gas to generate a plasma; And
And a bottom surface having the concave center portion and the flat edge portion, the lower surface having the concave center portion and the bottom surface of the electrode, wherein the process gas supplied through the electrode is sprayed onto the substrate so that the concave center portion and the flat edge portion are spray holes. Substrate processing apparatus using a plasma, characterized in that it comprises a spray plate formed. 제 2 항에 있어서,
상기 전극은
상기 공정 가스의 유로를 제공하도록 복수 개의 가스 채널들이 형성되고, 상기 가스 채널들에 가스 분사 홀들이 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치.3. The method of claim 2,
The electrode
And a plurality of gas channels are formed to provide a flow path of the process gas, and gas injection holes are formed in the gas channels. 제 2 항에 있어서,
상기 샤워헤드는
상기 샤워헤드의 저면 전체 면적 중에서 상기 평탄한 가장자리부의 면적이 10% 이상을 차지하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치.3. The method of claim 2,
The shower head
And a flat edge portion occupies 10% or more of an entire bottom surface of the shower head. 제 2 항에 있어서,
상기 분사 플레이트의 분사홀들은
상단홀; 및
상기 상단홀과 연결되며 내부에 플라즈마가 발생되고 상기 상단홀과는 상이한 형상의 하단홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치.3. The method of claim 2,
The injection holes of the injection plate
Top hole; And
And a bottom hole having a shape different from that of the top hole, wherein a plasma is generated therein and connected to the top hole. 제 5 항에 있어서,
상기 상단홀은 그 단면 형상이 원통형상이고, 상기 하단홀은 그 단면 형상이 원뿔형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치.The method of claim 5, wherein
The upper end hole has a cylindrical cross-sectional shape, and the lower end hole has a conical shape whose cross-sectional shape is a substrate processing apparatus using plasma. 제 5 항에 있어서,
상기 분사홀들은
기판의 중심과 가까울수록 상기 하단홀의 크기가 작아지는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치.The method of claim 5, wherein
The injection holes
The substrate processing apparatus using the plasma, characterized in that the closer to the center of the substrate the size of the lower hole is smaller. 제 2 항에 있어서,
상기 분사홀은 그 단면 형상이 원통 또는 원뿔 또는 단순 홀 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치.3. The method of claim 2,
The spray hole substrate processing apparatus using a plasma, characterized in that the cross-sectional shape of the cylindrical or conical or simple hole structure. 제 1 항에 있어서,
상기 오목한 중심부와 상기 평탄한 가장자리부의 높이 차이는 1mm-10mm 인 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치.The method of claim 1,
The height difference between the concave center portion and the flat edge portion is a substrate processing apparatus using a plasma, characterized in that 1mm-10mm. 제 1 항에 있어서,
상기 평탄한 가장자리부는 4변의 직선폭보다 4개의 모서리의 대각선폭이 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치.
The method of claim 1,
And said flat edge portion has a diagonal width of four corners larger than a linear width of four sides.
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