KR101432561B1 - Method for manufacturing thin film and apparatus for the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소정의 박막 패턴을 갖는 소자가 형성된 웨이퍼와 같은 기판의 배면에 형성된 각종 이물질을 은폐하기 위한 박막 제조 방법 및 박막 제조 장치에 관한 것으로서, 기판을 마련하는 단계; 상기 기판의 제1면을 차폐시키는 단계; 및 상기 기판의 제2면에 박막을 증착시키는 단계;를 포함하여, 기판의 식각이 요구되는 면에 식각을 수행하지 않고 균일한 막을 증착시킴으로써 기판 배면의 파티클 등의 이물질을 은폐시키고, 기판의 배면의 평탄화를 도모하여 후속 공정을 수월하도록 할 수 있다.The present invention relates to a thin film manufacturing method and a thin film manufacturing apparatus for concealing various foreign substances formed on a back surface of a substrate such as a wafer on which devices having a predetermined thin film pattern are formed. Shielding the first surface of the substrate; And depositing a thin film on the second surface of the substrate to deposit a uniform film on the surface of the substrate where etching is required without performing etching, thereby hiding foreign substances such as particles on the back surface of the substrate, So that the subsequent process can be facilitated.

박막 제조 장치, 웨이퍼, 기판 배면, 평탄화 Thin film manufacturing apparatus, wafer, substrate back surface, planarization

Description

박막 제조 방법 및 박막 제조 장치{Method for manufacturing thin film and apparatus for the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a thin film manufacturing method and a thin film manufacturing apparatus,

본 발명은 박막 제조 방법 및 박막 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소정의 박막 패턴을 갖는 소자가 형성된 웨이퍼와 같은 기판의 배면에 형성된 각종 이물질을 은폐하기 위한 박막 제조 방법 및 박막 제조 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film manufacturing method and a thin film manufacturing apparatus, and more particularly, to a thin film manufacturing method and a thin film manufacturing apparatus for concealing various foreign substances formed on the back surface of a substrate, will be.

반도체 소자 혹은 평판 표시 장치는 기판 상에 다수의 박막 증착과 식각을 통해 형성된다. 즉, 기판의 소정 영역 주로 중심부에 박막을 증착하고, 식각 마스크를 이용한 식각 공정을 통해 기판 중심부의 박막의 일부를 제거하여 소정의 박막 패턴을 갖는 소자를 제조하게 된다.A semiconductor device or a flat panel display is formed on the substrate by a plurality of thin film deposition and etching. That is, a thin film is deposited at a central portion of a predetermined region of a substrate, and a part of the thin film at the center of the substrate is removed through an etching process using an etch mask to produce a device having a predetermined thin film pattern.

하지만, 박막의 증착 시에는 기판의 전체면에 박막을 형성하고, 식각시에는 기판 중심부의 박막을 식각 타겟으로 하기 때문에 기판 가장자리에는 박막이 제거되지 않은 상태로 잔류하게 되고, 식각 공정 진행 시 기판 가장자리에 파티클이 퇴적되는 현상이 발생한다. 이와 더불어, 통상적으로 기판을 지지하는 기판 지지대는 정전력 또는 진공력에 의해 기판을 안착시키기 때문에 상기 기판과 기판 지지대 사이의 계면은 소정 거리 이격되어 틈이 발생되고, 이에 의해 기판의 배면 전체에도 파티클 및 박막이 퇴적된다. 따라서, 상기 기판에 존재하는 파티클 및 퇴적된 박막을 제거하지 않은 상태에서 계속적인 공정이 진행될 경우 기판이 휘어지거나 기판의 정렬이 어려워지는 등의 많은 문제점이 발생된다.However, since the thin film is formed on the entire surface of the substrate during the deposition of the thin film and the thin film is used as the etching target in the center of the substrate during the etching, the thin film remains on the edge of the substrate without being removed, A phenomenon occurs in which particles are deposited on the substrate. In addition, since the substrate support, which normally supports the substrate, seats the substrate by the electrostatic force or the vacuum force, the interface between the substrate and the substrate support is spaced by a predetermined distance to generate a gap, And a thin film are deposited. Accordingly, when a continuous process is performed without removing the particles and the deposited thin film existing on the substrate, there arise many problems such as warping of the substrate and difficulty in alignment of the substrate.

통상적으로, 상기와 같은 파티클 및 퇴적된 박막을 제거하기 위한 방법으로는 용제나 린스에 침적하여 표면의 파티클을 제거하는 습식 식각과, 플라즈마로 표면을 식각하여 제거하는 건식 세정이 알려져 있다. 습식 식각은 기판의 표면에 도포되는 파티클을 제거하는데 효과적으로 활용되고 있으나 공정 관리가 어려워 기판 배면만을 국부적으로 제거하기에는 많은 어려움이 있을 뿐만 아니라, 막대한 화공 약품 사용으로 인한 비용 증가 문제, 폐수 처리 문제 등의 환경 문제를 유발시키는 원인이 되고 장시간의 처리를 요하며 장비 크기가 대형화되어야 한다는 문제점이 있다. 반면, 건식 식각은 플라즈마를 이용하여 기판 및 배면의 박막 또는 파티클을 제거하는 방식으로 상술한 습식 식각의 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 최근에는 이러한 기판 배면을 식각하기 위한 건식 식각 장치의 개발이 활발히 수행중이다.Conventionally, as a method for removing the particles and the deposited thin film as described above, wet etching for removing particles on the surface by dipping in a solvent or rinse, and dry cleaning for removing the surface by plasma are known. Wet etching is effectively used to remove particles applied to the surface of a substrate, but it is difficult to remove the substrate only locally due to difficulty in process control. In addition, there are problems such as a problem of cost increase due to use of a large chemical agent, Which causes environmental problems, requires long processing time, and requires a large-sized equipment. On the other hand, the dry etching has an advantage of solving the above-mentioned problems of wet etching by removing thin films or particles on the substrate and the back surface by using plasma. Therefore, in recent years, development of a dry etching apparatus for etching the back surface of the substrate has been actively carried out.

그러나, 상기와 같은 건식 식각에 있어서, 기판 배면이 플라즈마로 식각되는 것과 동시에, 박막 패턴 등이 형성된 기판의 전방 표면 상으로 플라즈마가 유입되거나 또는 그 공간 내에서 가스 방전으로 플라즈마가 형성되어 식각이 이루어질 우려가 있다. 따라서, 웨이퍼의 전방 표면의 식각으로 인하여 최종 제품의 수율이 저하되고 불량률이 상승하거나, 이를 미연에 방지하기 위하여 웨이퍼의 전방 표면을 식각으로부터 보호하는 별도의 수단이 요구된다는 단점이 있다. 또한, 웨이퍼 배면 의 식각을 통하여 웨이퍼 배면이 평탄하지 않게 되는 문제점이 발생될 수 있으며, 비평탄한 웨이퍼 배면으로 인하여 후속 공정에서 불량이 야기될 수 있고 수율이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.However, in the dry etching as described above, when the back surface of the substrate is etched by the plasma, plasma is introduced onto the front surface of the substrate on which the thin film pattern or the like is formed, or plasma is formed by gas discharge in the space, There is a concern. Therefore, there is a disadvantage in that a separate means for protecting the front surface of the wafer from etching is required in order to reduce the yield of the final product due to the etching of the front surface of the wafer, increase the defective rate, or prevent it from occurring. Further, there is a problem that the back surface of the wafer may not be smooth due to the etching of the back surface of the wafer, and the back surface of the wafer may be uneven due to the back surface of the wafer.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 기판의 식각이 요구되는 면에 식각을 수행하지 않고 균일한 막을 증착시킴으로써 기판의 배면의 파티클 등의 이물질을 은폐하고, 기판 배면의 평탄화를 도모하여 후속 공정을 수월하게 하도록 하는 박막 제조 방법 및 박막 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of the Invention The present invention has been conceived to solve the problems as described above, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device, in which foreign substances such as particles on the back surface of a substrate are concealed by depositing a uniform film without performing etching on a surface requiring etching of the substrate, And to provide a thin film manufacturing method and a thin film manufacturing apparatus which are capable of facilitating a subsequent process.

본 발명은, 기판을 마련하는 단계; 상기 기판의 제1면을 차폐시키는 단계; 및 상기 기판의 제2면에 박막을 증착시키는 단계;를 포함하는 박막 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: providing a substrate; Shielding the first surface of the substrate; And depositing a thin film on the second surface of the substrate.

여기서, 상기 기판의 제1면을 차폐시키는 단계는, 상기 기판과 상기 기판과 이격 설치되어 있는 차폐부와의 사이 간극을 조정하는 단계를 포함하며, 상기 간극은 0.1 내지 0.8 ㎜일 수 있다.The step of shielding the first surface of the substrate may include the step of adjusting a gap between the substrate and the shielding portion provided separately from the substrate, and the gap may be 0.1 to 0.8 mm.

또한, 상기 기판의 제1면에 제1가스를 분사하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1가스는 18족 원소 및 질소로 구성되는 일 군에서 선택되는 적어도 하나 이상일 수 있다.Further, the method may further include the step of injecting a first gas onto the first surface of the substrate, wherein the first gas may be at least one selected from the group consisting of a Group 18 element and nitrogen.

또한, 상기 기판의 제2면에 제2가스를 분사하며, 상기 제2가스는 TEOS를 포함하는 가스일 수 있고, 상기 제2가스를 상기 기판의 제2면 상에 구속시키는 반응성 또는 비반응성의 제3가스를 분사하는 단계를 포함할 수 있다.The second gas may also be a gas comprising TEOS, and may be reactive or non-reactive to constrain the second gas on the second side of the substrate. And injecting a third gas.

또한, 상기 기판의 제2면에 박막을 증착시키는 단계는 상기 기판의 제2면 상에 플라즈마를 형성시키는 단계를 포함할 수 있다.In addition, depositing the thin film on the second side of the substrate may comprise forming a plasma on the second side of the substrate.

그리고, 상기 기판의 제2면에 박막을 증착시키는 단계는, 상기 기판과 상기 플라즈마를 형성시키는 전극과의 사이 간격을 조정하는 단계를 포함하며, 상기 간격은 10 내지 30 ㎜일 수 있다.The step of depositing the thin film on the second surface of the substrate may include adjusting an interval between the substrate and the electrode forming the plasma, and the interval may be 10 to 30 mm.

더욱이, 상기 박막이 증착된 기판의 제2면을 평탄화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.Further, the thin film may further include a step of planarizing the second side of the substrate on which the thin film is deposited.

본 발명은, 챔버; 상기 챔버 내에서 기판을 지지하는 기판 지지대; 상기 기판의 일면 방향으로 상기 기판 지지대와 이격 배치되는 차폐부; 상기 기판의 타면 방향으로 상기 기판 지지대와 이격 배치되는 전극; 및 상기 전극에 전원을 인가하는 전원부;를 포함하는 박막 제조 장치를 제공한다.The present invention relates to a plasma processing apparatus comprising: a chamber; A substrate support for supporting a substrate within the chamber; A shielding portion disposed apart from the substrate support in a direction of one surface of the substrate; An electrode disposed apart from the substrate support in the other direction of the substrate; And a power source for applying power to the electrode.

여기서, 상기 전원부는 고주파 전원부이고, 상기 차폐부는 접지연결될 수 있다.Here, the power supply unit may be a high-frequency power supply unit, and the shielding unit may be grounded.

또한, 상기 차폐부에는 제1가스가 분사되는 제1가스 분사수단이 마련될 수 있고, 상기 전극에 의하여 플라즈마로 생성되는 제2가스를 분사하는 제2가스 분사수단이 마련될 수 있으며, 상기 제2가스를 구속하는 제3가스가 분사되는 제3가스 분사수단이 마련될 수 있다.Also, the shielding portion may be provided with a first gas injection means for injecting a first gas, and a second gas injection means for injecting a second gas generated by the plasma by the electrode may be provided, A third gas injection means for injecting a third gas for restricting the second gas may be provided.

여기서, 상기 제2가스 분사수단은 상기 전극에 마련되며, 상기 제3가스 분사수단은 상기 전극의 외연부에 마련되거나 상기 기판 지지대에 마련될 수 있고, 바람직하게는, 상기 제3가스 분사수단이 상기 제2가스 분사수단을 향하도록 경사형성 될 수 있다.Here, the second gas injection means may be provided on the electrode, and the third gas injection means may be provided on the outer edge of the electrode or on the substrate support, and preferably the third gas injection means And may be inclined to face the second gas injection means.

또한, 상기 기판 지지대는 상기 기판의 타면이 상기 전극방향으로 노출되도록 상기 기판 외연부의 적어도 일부 이상을 지지할 수 있다.The substrate support may support at least a part of the outer edge of the substrate so that the other surface of the substrate is exposed in the direction of the electrode.

상기와 같은 본 발명에 따른 박막 제조 방법 및 박막 제조 장치에 의하여, 기판의 식각이 요구되는 면에 식각을 수행하지 않고 균일한 막을 증착시킴으로써 기판 배면의 파티클 등의 이물질을 은폐시키고, 기판의 배면의 평탄화를 도모하여 후속 공정을 수월하도록 할 수 있다.By the thin film manufacturing method and the thin film manufacturing apparatus according to the present invention, it is possible to deposit a uniform film without performing etching on the surface requiring etching of the substrate, thereby hiding foreign substances such as particles on the back surface of the substrate, Planarization can be promoted to facilitate the subsequent process.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 박막 제조 방법 및 박막 제조 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, a thin film manufacturing method and a thin film manufacturing apparatus according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박막 제조 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 1을 포함해서 이하에 나타내는 각 도면은 모식적으로 나타낸 도면으로서, 각 부의 크기, 형상은 이해를 쉽게 하기 위해 적절히 과장해서 나타내고 있다.1 is a cross-sectional view schematically showing a thin film production apparatus according to an embodiment of the present invention. Each of the drawings shown below including Fig. 1 is schematically shown, and the size and shape of each part are exaggerated appropriately in order to facilitate understanding.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 박막 제조 장치(1)는 제1가스가 분사되는 차폐부(30)와, 차폐부(30)로부터 이격 조정가능하며, 기판(50)의 외연부 를 지지하는 기판 지지대(20) 및 기판 지지대(20)와 이격 배치되며, 전원(70)이 인가되고 제2가스가 분사되어 기판 지지대(20)에 의해 지지된 기판(50)과의 사이에 플라즈마를 형성시키는 전극(40)을 포함한다.1, a thin film manufacturing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes a shielding portion 30 through which a first gas is injected, a shielding portion 30 which can be spaced apart from the shielding portion 30, And a substrate 50 spaced apart from the substrate support 20 and supported by the substrate support 20 such that a power source 70 is applied and a second gas is applied to the substrate support 20, And an electrode 40 for forming a plasma.

본 발명의 실시예에서 박막 제조 장치(1)는 반응성 플라즈마를 발생시켜 소정의 박막 패턴을 갖는 소자가 형성된 웨이퍼와 같은 기판(50)의 배면 상에 박막을 증착하는 장치이다.In the embodiment of the present invention, the thin film production apparatus 1 is an apparatus for generating a reactive plasma to deposit a thin film on the back side of a substrate 50 such as a wafer on which elements having a predetermined thin film pattern are formed.

박막 제조 장치(1)는 개폐가능하도록 형성된 챔버(10)와 이 챔버(10)와 연통된 통상의 진공 배기계(60)를 포함한다.The thin film production apparatus 1 includes a chamber 10 formed so as to be capable of opening and closing and a conventional vacuum evacuation system 60 communicating with the chamber 10.

챔버(10)의 상부에는 차폐부(30)가 배치되며 이 차폐부(30) 내부에는 가열을 위하여, 일 예로서, 가열 제어부(37)와 연결된 가열 코일(38)이 구성된다. 또한, 차폐부(30)에는 비반응성 가스가 분사되는 분사공(33)이 형성되어 있으며, 분사공(33)은 챔버(10) 외부로부터 비반응성 가스가 공급되도록 공급공(31)과 연통구성된다. 바람직하게는, 차폐부(30)에는 하나의 공급공(31)을 통하여 챔버(10) 외부로부터 공급된 비반응성 가스가 가능한한 분사되는 면의 전면적에 걸쳐 균일하게 분사되도록 다수의 분사공(33)이, 소위 샤워헤드형으로 형성되며, 다수의 분사공(33)은 차폐부(30)의 내부에서 그와 연통된 공급공(31)으로부터 다수 개가 분기될 수 있다. 더 바람직하게는, 차폐부(30)에서 공급공(31)이 형성된 부분에 대하여 원거리에 형성된 분사공(33)의 지름은 근거리에 형성된 분사공(33)의 지름보다 크게 형성되어, 비반응성 가스 분사시 가스 이동 경로 증가에 따른 압력강하를 보상할 수 있도록 한다. 또한, 차폐부(30)는 그 내부에 가열 온도를 제어하기 위한 냉각 유로 가 구성될 수 있으며, 접지연결되는 것이 바람직하다. 차폐부(30)의 공급공(31)을 통하여 공급되는 가스는 수소 또는 불활성 가스일 수 있으며, 이외의 비반응성 가스, 즉 기판 전면(51), 그리고 기판 배면(52)과 반응하지 아니하는 가스일 수도 있다.A shielding portion 30 is disposed on the upper portion of the chamber 10 and a heating coil 38 connected to the heating control portion 37 is formed inside the shielding portion 30 for heating. The shielding portion 30 is formed with a spray hole 33 through which a non-reactive gas is sprayed. The spray hole 33 is communicated with the supply hole 31 so as to supply a non-reactive gas from the outside of the chamber 10 do. Preferably, the shield 30 is provided with a plurality of spray holes 33 (not shown) so as to uniformly spray non-reactive gas supplied from the outside of the chamber 10 through one supply hole 31, Called showerhead type, and a plurality of spray holes 33 may be branched from the supply hole 31 communicating with the inside of the shield 30. More preferably, the diameter of the spray hole 33 formed at a remote position with respect to the portion where the supply hole 31 is formed in the shield 30 is formed to be larger than the diameter of the spray hole 33 formed at a short distance, So as to compensate the pressure drop due to the increase of the gas flow path during injection. In addition, the shielding portion 30 may be configured to have a cooling channel for controlling the heating temperature therein, and may be grounded. The gas supplied through the supply hole 31 of the shield 30 may be hydrogen or an inert gas and may include other nonreactive gases such as the substrate front face 51 and the gas that does not react with the substrate back face 52 Lt; / RTI >

여기서, 기판 전면(51)은 웨이퍼와 같은 기판(50) 상의 소정의 박막 패턴을 갖는 소자가 형성된 면일 수 있고, 이외의 기판(50)의 증착이 요구되지 아니하는 면일 수도 있다. 기판(50)은 차폐부(30)의 분사공(33)이 형성된 면으로부터 소정 간격 이격되어 그 전면(51)을 분사공(33)과 대향하도록 배치되며, 기판 지지대(20)에 의하여 지지된다. Here, the substrate front surface 51 may be a surface on which an element having a predetermined thin film pattern is formed on a substrate 50 such as a wafer, or may be a surface on which another substrate 50 is not required to be deposited. The substrate 50 is disposed so as to face the spray hole 33 with its front surface 51 spaced from the surface of the shield 30 where the spray holes 33 are formed and is supported by the substrate support 20 .

기판 지지대(20)는 챔버(10) 상부로부터 연장된 암(21)이 기판(50)을 지지하도록 구성되며, 암(21)은 챔버(10) 외부의 기판 지지대(20)에 구성된 구동수단(미도시)에 의하여 신축가능하도록 구성된다. 구동수단에 의해 신축가능한 기판 지지대(20)의 구성으로 인한 진공 기밀을 유지하도록 하기 위하여, 챔버(1) 외부에 노출된 기판 지지대(20)가 구동수단과 연결되는 부위는 신축가능한 벨로우즈로 구성되는 것이 바람직하다. 기판 지지대(20)의 암(21)은 기판(50)의 외연부만을 지지하도록, 더 상세하게는 기판 배면(52)의 외연부만을 하부에서 지지하도록 형성되며, 구동수단과 연결되어 승하강 운동, 즉 차폐부(30)에 대하여 근접 또는 원접 이동가능하여, 이에 지지된 기판(50) 또한 차폐부(30)에 대하여 근접 또는 원접 배치되도록 한다. 이와 같이 기판(50)의 외연부만을 지지하게 되면, 리프트 핀 방식에서 리프트 핀과 전극과의 접촉 위험이 존재하였던 것과는 달리, 전극과 기판 지지수단과 의 접촉 위험이 없는 기판 지지대(20)를 사용함으로써 전호방전 발생 가능성을 저감시킬 수 있다. 여기서, 기판 배면(52)은 웨이퍼와 같은 기판(50) 상의 소정의 박막 패턴을 갖는 소자가 형성된 면에 대한 타면일 수 있고, 이외의 기판(50)의 파티클 등의 이물질이 존재하여 이를 은폐시키면서 평탄화가 요구되는 면일 수도 있다. 암(21)의 승하강 운동에 의하여 기판(50)의 전면(51)은 차폐부(30)의 비반응성 가스가 분사되는 면에 대하여 가변가능한 소정의 간극(d)을 유지하게 된다. 또한, 기판 지지대(20)는 박막 제조 장치(1)에서 전기적으로 부유(floating)되어 여타의 구성물에 대해서 전기적으로 비간섭되도록 구성되는 것이 바람직하며, 암(21)을 포함하는 기판 지지대(20)는 Al2O3와 같은 절연 물질로 구성되어 외부 전격(electric shock)에 의한 기판 지지대(20)의 손상을 방지한다. 기판 지지대(20)는 도 1에 도시된 구조 이외에 사용되는 챔버(10)나 기판(50) 또는 공정 특성에 따라 다른 구조의 기판 지지대(20)가 사용될 수도 있다.The substrate support 20 is configured such that the arm 21 extending from the top of the chamber 10 is configured to support the substrate 50 and the arm 21 comprises a drive means (Not shown). The portion where the substrate support 20 exposed to the outside of the chamber 1 is connected to the driving means is composed of a stretchable bellows so as to maintain the vacuum tightness due to the constitution of the stretchable and flexible substrate support 20 by the driving means . The arm 21 of the substrate support 20 is formed to support only the outer edge of the substrate 50 and more specifically only the outer edge of the substrate backside 52. The arm 21 is connected to the drive means, That is, the shielding portion 30, so that the substrate 50 supported thereon is also placed close to or in contact with the shielding portion 30. As shown in FIG. By supporting only the outer edge of the substrate 50 as described above, the substrate support 20, which is free from the risk of contact between the electrode and the substrate support means, is used, unlike the lift pin system, Thereby making it possible to reduce the possibility of the occurrence of the over discharge. Here, the substrate back surface 52 may be a surface opposite to a surface on which a device having a predetermined thin film pattern is formed on a substrate 50 such as a wafer, and foreign substances such as particles of the substrate 50 other than the substrate may be present It may be a plane that requires planarization. The front face 51 of the substrate 50 maintains a predetermined clearance d that is variable with respect to the surface on which the non-reactive gas is sprayed by the shielding portion 30 by the upward and downward movement of the arm 21. [ The substrate support 20 is preferably configured to be electrically floating in the thin film production apparatus 1 and electrically non-interfering with other components. The substrate support 20, including the arm 21, Is made of an insulating material such as Al 2 O 3 to prevent damage to the substrate support 20 due to external shocks. The substrate support 20 may be a chamber 10 or a substrate 50 used in addition to the structure shown in Fig. 1, or a substrate support 20 of a different structure depending on the process characteristics.

기판 지지대(20)의 하부에는 기판 지지대(20)와 소정 간격 이격되어 전극(40)이 배치된다. 이 전극(40)은 전원(70)이 인가되도록 구성되며, 이를 통하여 반응성 가스가 분사되도록 분사공(42) 및 분사구(46)를 가진다.An electrode 40 is disposed at a lower portion of the substrate support 20 at a predetermined distance from the substrate support 20. The electrode 40 is configured to apply a power source 70, and has a spray hole 42 and a jet port 46 for spraying a reactive gas therethrough.

분사공(42)은, 차폐부(30)에서의 그것과 유사하게, 챔버(1) 외부의 공급수단(44)으로부터 그와 연통된 공급공(41)을 통하여 반응성 가스가 공급되어 챔버(1) 내부로 반응성 가스를 분사하도록, 소위 샤워헤드형으로 구성되며, 기판 지지대(20)에 지지된 기판(50)의 배면(52) 전면적에 걸쳐 균일한 반응성 가스가 분사되 도록 기판 배면(52) 방향을 향하여 다수 개가 형성된다. 이러한 분사공(42)은 공급공(41)이 형성된 부분에 대하여 원거리에 형성된 분사공(42)의 지름이 근거리에 형성된 분사공(42)의 지름보다 크게 형성되어, 반응성 가스 분사시 가스 이동 경로 증가에 따른 압력강하를 보상할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성 이외에도, 차폐부(30) 또는 전극(40)에서의 가스 분사 구조는 필요에 의하여 다양하게 가변가능하다.The spray hole 42 is formed by supplying the reactive gas from the supply means 44 outside the chamber 1 through the supply hole 41 communicating therewith to the chamber 1 The substrate backside 52 is made of a so-called showerhead type so as to inject the reactive gas into the substrate support 20 so as to inject a uniform reactive gas onto the entire back surface 52 of the substrate 50 supported on the substrate support 20. [ A plurality of portions are formed facing toward the direction of FIG. The diameter of the spray hole 42 formed at a remote position with respect to the portion where the supply hole 41 is formed is formed to be larger than the diameter of the spray hole 42 formed near the discharge hole 42, So that the pressure drop due to the increase can be compensated. In addition to this configuration, the gas injection structure in the shield 30 or the electrode 40 can be variously varied as needed.

한편, 전극(40)의 외주에는 전극(40) 상에 생성되는 플라즈마를 집중시키기 위한 절연링(43)이 구비될 수 있다. 이 절연링(43)은 Al2O3와 같은 절연 물질로 구성될 수 있다.On the other hand, an insulating ring 43 for concentrating plasma generated on the electrode 40 may be provided on the outer circumference of the electrode 40. The insulating ring 43 may be made of an insulating material such as Al 2 O 3 .

분사구(46)는 별도의 공급수단(45)으로부터 공급된 반응성 가스가 전극(40)의 외연에서 전극(40)의 중심축 또는 기판(50)의 중심방향으로 분사되도록, 소위 노즐형으로 형성된다. 분사공(42)에서 분사되는 반응성 가스가 전극(40)의 평면 외연을 초과하여 확산되지 않도록, 즉 반응성 가스가 전극(40)의 평면적 상에서만 방전을 일으켜 플라즈마 발생 효율을 향상시킬 수 있도록, 분사구(46)에서의 가스압은 분사공(42)에서의 가스압과 같거나 보다 큰 것이 바람직하다. 전극(40)의 분사공(42) 및 분사구(46)를 통하여 분사되는 반응성 가스는 TEOS(Tetraethyl orthosilicate) 원료 가스를 포함할 수 있으며, 이외의 기판 배면(52)에 증착될 수 있는 여타 원소를 포함하는 가스일 수도 있다. 또한, 분사구(46)에서는 불활성 기체와 같은 비반응성 가스가 분사될 수도 있다. 분사구(46)에서 반응성 가스 또는 비반응성 가스 중 어느 가스가 분사될 지는 요구되는 공정에 따라 달라질 수 있으며, 그에 따라 분사구(46)에서의 분사 압력 또한 달라질 수 있다. 분사구(46)에서 반응성 가스가 분사될 시에는 노출된 기판 배면(52)에서의 플라즈마 생성 효율이 더욱 향상될 수 있으며, 비반응성 가스가 분사될 시에는 분사공(42)에서 분사되는 반응성 가스의 구속 효율을 향상시킬 수 있다. 분사구(46)에서 반응성 가스가 분사되는 경우 분사공(42)에서의 가스 분사가 이루어지지 않은 채로, 분사구(46)에서 분사되는 반응성 가스로만 사용가능할 수 있다. 반응성 가스의 분사압이 과다할 시에 기판(50)의 요동을 야기할 수 있으므로, 분사공(42) 및 분사구(46)를 통하여 분사되는 반응성 가스는 기판(50) 인근에서의 반응성 가스의 압력이 차폐부(30)의 분사공(33)을 통하여 분사되는 비반응성 가스의 기판(50) 인근에서의 압력보다 작거나 같도록 분사되는 것이 바람직하다.The injection port 46 is formed in a so-called nozzle shape so that the reactive gas supplied from the separate supply means 45 is injected from the outer edge of the electrode 40 to the central axis of the electrode 40 or the center of the substrate 50 . The reactive gas injected from the spray hole 42 is prevented from diffusing beyond the plane outer edge of the electrode 40, that is, the reactive gas is discharged only on the plane of the electrode 40 to improve the plasma generation efficiency, It is preferable that the gas pressure in the discharge hole 46 is equal to or greater than the gas pressure in the injection hole 42. [ The reactive gas injected through the injection hole 42 and the injection port 46 of the electrode 40 may contain TEOS (Tetraethyl orthosilicate) source gas and other elements that can be deposited on the substrate back surface 52 It may be a gas containing. In addition, non-reactive gas such as an inert gas may be injected at the injection port 46. Which of the reactive gas or the non-reactive gas is injected at the injection port 46 may vary depending on the required process, and thus the injection pressure at the injection port 46 may also be varied. When the reactive gas is injected at the injection port 46, the plasma generation efficiency at the exposed substrate back surface 52 can be further improved. When the non-reactive gas is injected, the reactive gas injected from the injection hole 42 The constraining efficiency can be improved. The reactive gas can be used only as the reactive gas injected from the injection port 46 without the gas injection at the injection hole 42 when the reactive gas is injected at the injection port 46. [ The reactive gas injected through the injection hole 42 and the injection port 46 can be supplied to the substrate 50 in the vicinity of the substrate 50 because the pressure of the reactive gas near the substrate 50 can be increased, Is less than or equal to the pressure near the substrate (50) of the non-reactive gas injected through the injection hole (33) of the shielding part (30).

또한, 전극(40)은 챔버(1) 외부에 별도로 구성된 구동수단(49)에 의하여, 기판 지지대(20)의 그것과 유사하게, 승하강 운동 가능하도록 구성되어 기판 지지대(20)에 지지된 기판(50)의 배면(52)으로부터 전극(40)까지의 간격(D)이 가변가능하도록 한다. 구동수단(49)에 의해 승하강 운동 가능한 전극(40)의 구성으로 인한 진공 기밀을 유지하도록 하기 위하여, 전극(40)이 구동수단(49)과 연결되는 부위는 신축가능한 벨로우즈로 구성되는 것이 바람직하다.The electrode 40 is mounted on the substrate support 20 so as to be movable upward and downward similarly to that of the substrate support 20 by a drive means 49 separately provided outside the chamber 1 (D) from the back surface (52) of the electrode (50) to the electrode (40). A portion where the electrode 40 is connected to the driving means 49 is preferably made of a stretchable bellows so as to maintain the vacuum airtightness due to the configuration of the electrode 40 that can move up and down by the driving means 49 Do.

또한, 전극(40)의 내부에는 챔버(10) 외부에 구성된 냉각수 순환수단(47)과 연결된 냉각 유로(48)가 구비될 수 있다. 이때의 냉각수 순환수단(47)은 차폐부(30)에 냉각수를 순환시키는 냉각 유로와 동일한 부재로서 구성되어도 무방하다.A cooling passage 48 connected to the cooling water circulating means 47 formed outside the chamber 10 may be provided inside the electrode 40. The cooling water circulating means 47 at this time may be configured as the same member as the cooling flow path for circulating the cooling water to the shielding portion 30. [

전극(40)에 연결된 전원(70)은 13.56 ㎒의 정수배의 주파수를 가지는 고주파 전력일 수 있으며, 목적하는 공정 또는 장치 등에 따라 여타의 전원이 사용될 수도 있다. 이때, 전극(40)과 연결된 고주파 전원(70)의 구성은 정합기를 포함한다. 접지된 차폐부(30)와 고주파 전원(70)이 연결된 전극(40)의 구성으로 인하여, 차폐부(30)는 애노드의 역할을 전극(40)은 캐소드의 역할을 하게 되며 애노드 및 캐소드 사이의 가스에 13.56 ㎒ 또는 13.56 ㎒의 정수배의 교번진동을 부여하여 플라즈마 발생 효율을 향상시킨다.The power source 70 connected to the electrode 40 may be a high frequency power having an integer multiple of 13.56 MHz and other power sources may be used depending on the desired process or apparatus. At this time, the configuration of the high frequency power source 70 connected to the electrode 40 includes a matching unit. The shielding portion 30 serves as an anode and the electrode 40 serves as a cathode due to the structure of the electrode 40 to which the grounded shield 30 and the high frequency power source 70 are connected. An alternating vibration of an integral multiple of 13.56 MHz or 13.56 MHz is applied to the gas to improve the plasma generation efficiency.

도 2는 도 1의 다른 예를 나타낸 도면이다.Fig. 2 is a view showing another example of Fig. 1. Fig.

도 2에서는, 도 1에서와 비교하여, 기판 지지대(20)의 암(21)에 별도의 분사구(23)가 구비되어 있다. 이 분사구(23) 또한 전극(40)의 분사구(46)와 마찬가지로 반응성 가스 또는 비반응성 가스가 분사되어 분사공(42)에서 분사되는 반응성 가스가 전극(40)의 평면 외연을 초과하여 확산되지 않도록, 즉 반응성 가스가 전극(40)의 배면 상에서만 방전을 일으켜 플라즈마 발생 효율을 향상시킬 수 있도록 한다. 이때, 분사구(23)는 평면상으로 전극(40)의 분사구(46)보다 외각에 또는 내각에 배치될 수 있으나, 어느 경우에나 분사공(42) 보다는 외각에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 이 분사구(23)도 전극(40)의 분사구(46)와 마찬가지로, 기판(50)의 중심방향으로 배치될 수 있으나, 연직 하방을 향하여 배치될 수도 있다.2, the arm 21 of the substrate support 20 is provided with a separate jetting port 23, as compared with that shown in FIG. The reactive gas or the non-reactive gas is injected in the injection port 23 as in the case of the injection port 46 of the electrode 40 so that the reactive gas injected from the injection hole 42 is not diffused beyond the plane outer edge of the electrode 40 That is, the reactive gas, is discharged only on the back surface of the electrode 40, thereby improving the plasma generation efficiency. At this time, the jetting port 23 may be arranged on the plane on the outer or inner side of the jetting port 46 of the electrode 40, but in any case, it is preferable to be arranged on the outer side of the jetting hole 42. The jetting ports 23 may be arranged in the center direction of the substrate 50 as in the case of the jetting ports 46 of the electrodes 40, but may also be arranged to be vertically downward.

도 3은 분사공(42) 및 분사구(46)에서 분사되는 가스의 흐름을 개략적으로 나타낸 도면이다.3 schematically shows the flow of gas injected from the injection hole 42 and the injection port 46. As shown in Fig.

도 3에서와 같이, 분사공(42)을 통하여 분사되는 반응성 가스는 전극(40)과 기판(50) 간에 플라즈마를 형성하며, 이때 전극(40)의 외연에서 플라즈마 형성 영역 방향으로 분사되는 가스로 인하여 플라즈마 영역이 전극(40) 외연 방향으로 확산되지 아니하고 기판 배면(52)으로 집약될 수 있다. 물론, 분사구(46)를 통한 가스의 분사각은 요구되는 공정의 종류 및 공정 진행 정도에 따라 가변가능할 수 있다. 분사구(46)에서 분사되는 가스압(P1)은 분사공(42)에서 분사되는 반응성 가스의 흐름을 전극(40) 상으로만 한정시키기에 충분한 것이 바람직하다. 또한, 분사구(46)에서는 불활성 기체와 같은 비반응성 가스를 분사시켜 공정중에 소모되는 비반응성 가스를 저감시킬 수도 있다.3, the reactive gas injected through the injection holes 42 forms a plasma between the electrode 40 and the substrate 50, and a gas is injected in the direction of the plasma forming region from the outer edge of the electrode 40 The plasma region can be concentrated on the substrate backside 52 without diffusing the electrode 40 in the outer edge direction. Of course, the injection angle of the gas through the injection port 46 may be variable depending on the type of the required process and the degree of process progress. It is preferable that the gas pressure P 1 injected from the injection port 46 is sufficient to confine the flow of the reactive gas injected from the injection hole 42 only onto the electrode 40. In addition, non-reactive gas such as an inert gas may be injected at the injection port 46 to reduce non-reactive gas consumed during the process.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 박막 제조 장치의 작동을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the thin film manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 박막 제조 장치의 작동을 순차적으로 도시한 도면이며, 특히 도 4d에서는 기판 처리 시의 가스 유동 경로를 화살표로 도시하였다.FIGS. 4A to 4D sequentially illustrate the operation of the apparatus for manufacturing a thin film according to the embodiment of the present invention. In particular, FIG. 4D shows the gas flow paths during substrate processing by arrows.

본 발명의 실시예에서 박막 제조 장치의 작동은 플라즈마를 발생시켜 소정의 박막 패턴을 갖는 소자가 형성된 웨이퍼와 같은 기판(50)의 배면 상에 퇴적된 박막 및 파티클을 은폐하는 증착 방법이다.In the embodiment of the present invention, the operation of the thin film production apparatus is a deposition method in which thin films and particles deposited on the back surface of a substrate 50 such as a wafer on which devices having a predetermined thin film pattern are formed by generating plasma are concealed.

본 발명의 실시예에 따른 박막 제조 장치의 작동은, 기판(50)을 박막 제조 장치(1) 내의 차폐부(30) 및 전극(40) 사이의 기판 지지대(80) 상에 안착시키는 기판 안착 단계와, 안착된 기판(50)을 고정시키는 기판 고정 단계와, 고정된 기 판(50)의 제1면(51) 상에 제1가스를 분사시키고, 제2면(52) 상에 제2가스를 분사시키는 가스 분사 단계 및 분사된 제2가스에 전원(70)을 인가하여 플라즈마를 형성시켜 기판(50)의 제2면(52)을 처리하는 기판 처리 단계를 포함한다.The operation of the thin film manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention is performed by placing a substrate 50 on the substrate support 80 between the shield 30 and the electrode 40 in the thin film manufacturing apparatus 1 And a second substrate (50) on which a first gas (51) is sprayed and a second gas (52) on the second surface (52) And a substrate processing step of applying a power source (70) to the injected second gas to form a plasma to process the second surface (52) of the substrate (50).

도 4a에서와 같이, 기판(50)은 챔버(1)에 별도로 구비된 인입구를 통하여 인입되며, 기판 지지대(80) 상에 안착된다. 기판 지지대(80) 상에 지지된 기판(50)은 그 전면(51)이 차폐부(30)의 분사공(33)을 향하고, 배면(52)이 전극의 분사공(42)을 향하도록 배치된다. 기판 지지대(80)는 차폐부(30)에 대하여 간극(d')을 이루어 후퇴된 위치에 있으며, 전극(40) 또한 차폐부(30)에 대하여 간격(D")를 이루어 후퇴된 위치에 있다. As in FIG. 4A, the substrate 50 is drawn through the inlet provided separately in the chamber 1 and is mounted on the substrate support 80. The substrate 50 supported on the substrate support 80 is placed such that the front surface 51 thereof faces the spray hole 33 of the shield 30 and the back surface 52 faces the spray hole 42 of the electrode do. The substrate support 80 is in the retracted position with a clearance d 'relative to the shield 30 and the electrode 40 is also in the retracted position with a gap D "relative to the shield 30 .

도 4a에서는 도 1 내지 도 3에서와 달리, 상부에서 기판(50)을 지지하는 기판 지지대(20)의 구성 대신 하부에서 기판(50)을 지지하는 기판 지지대(80)의 구성을 채택하였다. 어느 경우에나 본 발명의 취지에 부합할 수 있으며, 이외의 다른 기판 지지대의 구성에서 또한 본 발명의 구성이 적용될 수 있음을 유념해야 한다.In FIG. 4A, the configuration of the substrate support 80 for supporting the substrate 50 in the lower portion is adopted instead of the configuration of the substrate support 20 for supporting the substrate 50 at the upper portion, unlike in FIGS. It should be noted that in any case, it is possible to comply with the intent of the present invention, and the constitution of the present invention can also be applied to other configurations of the substrate support.

도 4b에서와 같이, 개폐수단(11)을 통하여 챔버(1)가 밀폐되고 진공이 형성되면 기판 지지대(80)는 구동수단(미도시)에 의하여 상승이동하여 기판 전면(51)과 차폐부(30)가 간극(d)을 이루도록 한다(d<d'). 기판 지지대(80)가 상승하여 차폐부(30)와 기판 전면(51)과의 간극(d)이 감소됨에 따라 전극(40)과 기판 배면(52)과의 간격(D") 또한 간격(D')으로 넓어지게 된다.4B, when the chamber 1 is closed and the vacuum is formed through the opening and closing means 11, the substrate support 80 is moved upward by the driving means (not shown) to move the substrate front surface 51 and the shielding portion 30) to make a gap d (d <d '). The distance D "between the electrode 40 and the substrate back surface 52 also becomes smaller than the gap D as the substrate support 80 rises and the gap d between the shield 30 and the substrate front face 51 decreases ').

이후, 도 4c에서와 같이, 전극(40)도 구동수단(49)에 의하여 상승이동되어 기판 배면(52)과 전극(40)이 간격(D)을 이루도록 한다(D<D'). 차폐부(30)와 기 판(50)과의 간극(d) 또는 기판(50)과 전극(40)과의 간격(D)은 본 발명의 실시예에서 설명된 바와 같이 기판 지지대(80) 및 전극(40)의 승하강 운동만으로 달성되지 아니하고, 차폐부(30), 기판 지지대(80) 및 전극(40) 중 적어도 2 개의 부재의 구동을 통하여 달성시킬 수도 있으며, 이를 위하여 각 부재에 별도의 구동수단이 구비될 수 있다. 또한, 전극(40)과 기판 배면(52)과의 간격(D)은 반드시 가변될 필요는 없고 간격(D) 내에서 플라즈마를 생성시킬 수 있을 정도이면 어느 간격(D, D', D")이나 가능할 수 있으며, 이에 따라 전극(40)을 이동하지 않고 기판 지지대(80)만 이동한 뒤 공정을 진행하는 것도 가능하다. 물론, 도면 상에 도시된 간격(D, D', D") 이외의 간격 또한 가능하며, 기판 지지대(80)와 전극(40) 간의 간격은 요구되는 공정, 챔버 또는 기판 크기에 따라 가변가능할 수 있고, 공정 수행 중에도 가변될 수 있음은 물론이다.Then, as shown in FIG. 4C, the electrode 40 is also moved up by the driving means 49 so that the substrate back surface 52 and the electrode 40 form an interval D (D <D '). The gap d between the shield 30 and the substrate 50 or the gap D between the substrate 50 and the electrode 40 can be adjusted by the substrate support 80 and / It may be achieved by driving at least two members of the shield 30, the substrate support 80 and the electrode 40 without achieving the up and down movements of the electrode 40, A driving means may be provided. The interval D between the electrode 40 and the substrate rear surface 52 does not necessarily have to be varied and is set to be any distance D, D ', D "so long as plasma can be generated within the interval D. [ It is also possible to move the substrate support 80 without moving the electrode 40 and then to carry out the process. It goes without saying that other than the intervals D, D ', D " And the distance between the substrate support 80 and the electrode 40 may be variable depending on the required process, chamber, or substrate size, and may vary during the process.

이후, 도 4d에서와 같이, 차폐부(30)를 통하여 비반응성 가스가 먼저 유입된 뒤, 전극(40)을 통하여 반응성 가스가 유입되고 고주파 전원(70)을 통하여 전력이 인가되어 반응성 가스 플라즈마가 생성된다. 반응성 가스의 플라즈마는 플라즈마 생성영역에 형성되며 기판 배면(52)에 박막이 퇴적되는 증착 공정이 수행된다. 이때, 플라즈마는 기판 배면(52)과 전극(40)간의 간격(D)에 형성되며, 차폐부(30)와 기판 전면(51)과의 간극(d)에서는 비반응성 가스의 유입으로 인하여 비플라즈마 상태의 가스 유동만이 존재하게 된다. 이때, 간극(d)은 0.1 내지 0.8 ㎜인 것이 바람직하다. 간극(d)이 0.1 ㎜ 미만일 시에는 차폐부(30)와의 접촉가능성이 존재하며 보다 안정된 공정을 수행하기 위하여 0.1 ㎜ 이상의 간극(d)을 유지할 필요가 있 다. 0.8 ㎜를 초과하는 간극(d)에서는 상대적으로 비반응성 가스의 압력이 저하되어 간격(D)에서 형성된 플라즈마가 간극(d)으로 유입되어 기판 전면(51) 상에 증착될 수가 있으므로, 간극(d)은 0.8 ㎜ 이하가 바람직하다. 또한, 0.8 ㎜를 초과하는 간극에서는 비반응성 가스의 플라즈마화가 진행될 수 있으며, 이로 인하여 기판 전면(51)이 증착될 수도 있으나, 0.8 ㎜ 이하의 간극(d)에서는 통상의 플라즈마 공정에서의 공정 압력 및 공정 전압에 의하여 플라즈마가 생성되지 않는 영역을 유지할 수 있다. 그리고, 간격(D)은 10 내지 30 ㎜인 것이 바람직하다. 간격(D)이 작아질수록 증착율은 증가하게 되고 균일도는 저하된다. 이와는 반대로, 간격(D)이 커질수록 균일도는 개선되지만 증착율이 저하되게 된다. 따라서, 만족스러운 증착율과 균일도를 확보하기 위해, 간격(D)을 조정하는 것이 바람직하다. 그러므로, 본 발명에서는 간격(D)을 10 내지 30 ㎜로 조정하였다. Thereafter, as shown in FIG. 4D, a non-reactive gas is first introduced through the shield 30, reactive gas is introduced through the electrode 40, power is applied through the RF power source 70, . A plasma of the reactive gas is formed in the plasma generation region, and a deposition process is performed in which a thin film is deposited on the substrate back surface 52. At this time, the plasma is formed at a distance D between the substrate back surface 52 and the electrode 40, and the non-reactive gas is introduced into the gap d between the shield 30 and the substrate front surface 51, Only the gas flow in the state exists. At this time, the gap (d) is preferably 0.1 to 0.8 mm. When the clearance d is less than 0.1 mm, there is a possibility of contact with the shield 30 and it is necessary to maintain a gap d of 0.1 mm or more in order to perform a more stable process. The pressure of the relatively unreactive gas is lowered in the gap d exceeding 0.8 mm and the plasma formed in the gap D can flow into the gap d and be deposited on the substrate front surface 51, ) Is preferably 0.8 mm or less. In addition, in the gap exceeding 0.8 mm, the non-reactive gas may be plasmaized, and thereby the front surface 51 of the substrate may be deposited. However, in the gap d of 0.8 mm or less, It is possible to maintain a region where the plasma is not generated by the process voltage. The interval D is preferably 10 to 30 mm. As the distance D becomes smaller, the deposition rate increases and the uniformity decreases. On the other hand, as the distance D increases, the uniformity is improved but the deposition rate is lowered. Therefore, in order to secure a satisfactory deposition rate and uniformity, it is preferable to adjust the interval D. Therefore, in the present invention, the interval D is adjusted to 10 to 30 mm.

또한, 차폐부(30)로부터 분사되는 비반응성 가스는 전극(40)에서 분사되는 반응성 가스보다 절연파괴전압이 더 크며, 전극(40)에 인가되는 전력에 의하여 플라즈마가 생성되지 않는 것이 바람직하다. 전극(40)에서 분사되는 반응성 가스는 TEOS 원료 가스가 포함된 가스를 사용할 수 있으며, 사용되는 기판 배면(52) 상에 증착되는 박막종을 제어하기 위하여 여타의 원소종이 포함된 기체가 사용될 수도 있다. TEOS가 포함된 반응성 가스로 플라즈마를 형성하면 기판 배면(52) 상에는 TEOS 막이 형성될 수 있다. 이와 같이 형성되는 TEOS 막은 기판 배면(52)의 파티클과 같은 이물질을 은폐하며, 기판 배면(52) 상에 TEOS 막으로서 새로운 평탄면을 형성한다. 이때, 차폐부(30)를 통한 가열로서 기판(50)에 열 에너지를 공급하여, 기판 배면(52)에 증착되는 TEOS 막이 균일하게 증착되도록 할 수 있으며, 좀 더 조밀한 구조의 박막 성장이 가능하도록 할 수 있다.The non-reactive gas injected from the shield 30 preferably has a higher breakdown voltage than the reactive gas injected from the electrode 40, and preferably does not generate plasma due to the electric power applied to the electrode 40. The reactive gas injected from the electrode 40 may use a gas containing TEOS source gas and a gas containing other elemental species may be used to control the thin film species deposited on the substrate backside 52 to be used . When a plasma is formed with a reactive gas containing TEOS, a TEOS film may be formed on the substrate back surface 52. The thus formed TEOS film conceals foreign matter such as particles of the substrate back surface 52 and forms a new flat surface as a TEOS film on the substrate back surface 52. [ At this time, thermal energy is supplied to the substrate 50 as the heating through the shielding portion 30, so that the TEOS film deposited on the substrate backside 52 can be uniformly deposited and the thinner film structure can be grown more densely .

한편, 전극(40)의 분사공(42)에서 분사되는 가스압(P2)은 전극(40)의 분사구(46)에서 분사되는 가스압(P1) 보다 크지 아니하여, 분사공(42)에서 분사된 반응성 가스에 의한 플라즈마가 전극(40) 상에 집약될 수 있다. 또한, 차폐부(30)에서 분사되는 비반응성 가스의 가스압(P3)은 분사공(42)에서 분사되는 가스압(P2) 및 전극(40)의 분사구(46)에서 분사되는 가스압(P1) 보다 작지 아니하여, 반응성 가스가 간극(d)으로 유입되는 것을 방지하고 반응성 가스 플라즈마의 집약을 더욱 확보시킬 수 있다.The gas pressure P 2 injected from the injection hole 42 of the electrode 40 is not greater than the gas pressure P 1 injected from the injection port 46 of the electrode 40, The plasma generated by the reactive gas can be concentrated on the electrode 40. [ The gas pressure P 3 of the non-reactive gas injected from the shield 30 is controlled by the gas pressure P 2 injected from the injection hole 42 and the gas pressure P 1 injected from the injection port 46 of the electrode 40 ), The reactive gas can be prevented from flowing into the gap (d), and the concentration of the reactive gas plasma can be further secured.

플라즈마 영역의 한정을 위하여 별도의 구속 자계를 더 형성할 수 있으며, 이 구속 자계는 영구 자석, 전자석 또는 유도자계 등으로 형성될 수 있다. 경우에 따라서, 자력으로 플라즈마 내 이온들의 진동을 야기시켜 플라즈마 발생 효율을 더욱 향상시킬 수도 있다. 이 경우 형성되는 자계는 챔버(10), 기판(50), 차폐부(30) 또는 전극(40) 등의 형상에 따라서 다르게 형성될 수 있다.A separate restraining magnetic field may be further formed for confining the plasma region, and the restraining magnetic field may be formed by a permanent magnet, an electromagnet, an induction magnetic field, or the like. In some cases, the plasma generation efficiency may be improved by causing the ions in the plasma to oscillate with magnetic force. In this case, the magnetic field to be formed may be formed differently depending on the shape of the chamber 10, the substrate 50, the shield 30, the electrode 40, or the like.

또한, 전극(40)에 전력을 인가하는 전원(70)은 고주파 전원 이외에 직류, 교류 등이 사용될 수 있으며, 단극 또는 양극 펄스 전원이 사용될 수도 있다. 이 경우 사용되는 전원에 따라서 차폐부(30) 또는 전극(40)의 전기적 연결이 달라질 수 있으며, 전력인가를 위한 별도의 부재가 더 구비될 수도 있다.The power source 70 for applying electric power to the electrode 40 may be a direct current or an alternating current in addition to the high frequency power source, or a single-pole or bipolar pulse power source may be used. In this case, the electrical connection of the shield 30 or the electrode 40 may be changed depending on the power source used, and a separate member for power application may be further provided.

증착이 종료되면 전력 공급을 중단하고 반응성 가스 및 비반응성 가스의 공 급을 차단하며, 진공 배기를 통하여 챔버(10) 내 부산물을 제거한다. 증착 부산물의 제거가 이루어지면 구동수단(49)을 통하여 전극(40)이 하강되고, 기판 지지대(20)의 구동수단을 통하여 기판(50)이 차폐부(30)로부터 퇴거된다. 이후 진공을 파기하고 개폐수단(11)을 개봉하여 기판(50)을 인출함으로써 증착 공정이 완료된다. 경우에 따라서, 인출된 기판(50), 더 상세하게는 인출된 기판의 배면(52)에 형성된 TEOS 막을 고온 공정 등으로 평탄화시키는 공정을 더 포함할 수 있다.Upon completion of the deposition, the power supply is stopped, supply of reactive gas and non-reactive gas is stopped, and by-products in the chamber 10 are removed through the vacuum exhaust. When the deposition byproduct is removed, the electrode 40 is lowered through the driving means 49 and the substrate 50 is evacuated from the shielding portion 30 through the driving means of the substrate supporter 20. Then, the vacuum is discarded and the opening and closing means 11 is opened, and the substrate 50 is taken out to complete the deposition process. In some cases, the method may further include the step of flattening the drawn-out substrate 50, more specifically, the TEOS film formed on the back surface 52 of the drawn-out substrate by a high-temperature process or the like.

이와 같은 각 공정 단계별 구성요소의 구동을 도 5에 나타내었다.The driving of the constituent elements at each step of the process is shown in Fig.

먼저, 박막 제조 장치(1)는 대기 상태에서, 기판 지지대(20)가 차폐부(30) 방향의 상부에 위치되어 있다(S1). 이후, 퍼지 밸브를 통하여 챔버(10) 내에 공기를 주입하면서 기판 지지대(20)가 하강하고(S2) 대기압 분위기가 형성된 뒤 개폐 수단(11)을 통하여 기판(50)이 인입된다(S3). First, in the standby state, the thin film manufacturing apparatus 1 is positioned above the substrate support 20 in the direction of the shield 30 (S1). Thereafter, the substrate support 20 is lowered (S2) by injecting air into the chamber 10 through the purge valve, and the substrate 50 is introduced through the opening / closing means 11 (S3) after the atmospheric pressure atmosphere is formed.

개폐 수단(11)이 폐쇄되면 기판 지지대(20)를 상승시키고(S4), 진공 분위기가 형성되면 불활성 가스가 인입되며(S5), 기판(50)과 차폐부(30) 사이의 간극의 조정이 수행되고(S6) 간극이 유지된다(S7).When the opening and closing means 11 is closed, the substrate support 20 is raised (S4). When a vacuum atmosphere is formed, inert gas is introduced (S5) and adjustment of the gap between the substrate 50 and the shielding portion 30 (S6) and the gap is maintained (S7).

이후, 공정 가스가 유입되어(S8) 요구되는 공정 분위기가 조성된 뒤(S9), 고주파 전력을 인가하여 공정을 수행한다(S10).Thereafter, the process gas is introduced (S8) to form the required process atmosphere (S9), and the process is performed by applying the RF power (S10).

공정이 종료되면 공정 가스와 불활성 가스의 유입이 차단되고(S11), 유지된 간극이 재조정을 통하여 이격된다(S12). When the process is terminated, the inflow of the process gas and the inert gas is interrupted (S11), and the maintained gap is separated through readjustment (S12).

간극의 이격이 종료되면(S13) 퍼지 밸브가 열려(S14) 챔버(10)는 대기압 분위기로 되고 개폐 수단(11)을 통하여 기판(50)을 인출시킨 뒤(S15), 챔버(10)의 진 공을 형성하고(S16) 기판 지지대(20)를 대기 위치로 상승시켜 장치(1)를 대기시키거나 차후의 공정을 준비하게 된다.The chamber 10 is brought into an atmospheric pressure atmosphere and the substrate 50 is drawn out through the opening and closing means 11 (S15), and the chamber 10 is opened A hole is formed (S16) and the substrate support table 20 is raised to a standby position to stand the apparatus 1 or to prepare a subsequent process.

본 발명의 기술적 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been specifically described in accordance with the above preferred embodiments, it is to be noted that the above-described embodiments are intended to be illustrative and not restrictive. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박막 제조 장치를 개략적으로 나타낸 단면도, 1 is a cross-sectional view schematically showing a thin film production apparatus according to an embodiment of the present invention,

도 2는 도 1의 다른 예를 나타낸 도면,Fig. 2 is a view showing another example of Fig. 1,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 박막 제조 장치의 가스 흐름을 개략적으로 나타낸 도면,3 is a schematic view showing a gas flow of a thin film production apparatus according to an embodiment of the present invention,

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 박막 제조 장치의 작동을 순차적으로 도시한 도면,FIGS. 4A to 4D sequentially illustrate operation of the thin film manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention; FIGS.

도 5는 각 공정 단계별 구성요소의 구동을 나타낸 도면.Fig. 5 is a diagram showing the driving of constituent elements at each step of the process; Fig.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art

1... 박막 제조 장치, 10... 챔버,1 ... thin film manufacturing apparatus, 10 ... chamber,

20... 기판 지지대, 30... 차폐부,20: substrate support, 30: shielding,

40... 전극, 50... 기판.40 ... Electrode, 50 ... Substrate.

Claims (22)

기판을 마련하는 단계;Providing a substrate; 상기 기판의 제1면을 차폐시키는 단계; 및Shielding the first surface of the substrate; And 상기 기판의 제2면에 박막을 증착시키는 단계;를 포함하고,Depositing a thin film on a second side of the substrate, 상기 기판의 제1면을 차폐시키는 단계는, 상기 기판과 상기 기판과 이격 설치되어 있는 차폐부와의 사이 간극을 조정하는 단계를 포함하는 박막 제조 방법.Wherein shielding the first surface of the substrate includes adjusting a gap between the substrate and a shielding portion provided apart from the substrate. 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 간극은 0.1 내지 0.8 ㎜인 박막 제조 방법.The thin film manufacturing method according to claim 1, wherein the gap is 0.1 to 0.8 mm. 청구항 1에 있어서, 상기 기판의 제1면에 제1가스를 분사하는 단계를 더 포함하는 박막 제조 방법.The method of claim 1, further comprising the step of injecting a first gas onto a first side of the substrate. 청구항 4에 있어서, 상기 제1가스는 18족 원소 및 질소로 구성되는 일 군에서 선택되는 적어도 하나 이상인 박막 제조 방법.5. The method of claim 4, wherein the first gas is at least one selected from the group consisting of Group 18 elements and nitrogen. 청구항 1에 있어서, 상기 기판의 제2면에 제2가스를 분사하는 박막 제조 방 법.The method of claim 1, wherein the second gas is injected onto the second surface of the substrate. 청구항 6에 있어서, 상기 제2가스는 TEOS를 포함하는 가스인 박막 제조 방법.7. The method of claim 6, wherein the second gas is a gas comprising TEOS. 청구항 6에 있어서, 상기 제2가스를 상기 기판의 제2면 상에 구속시키는 제3가스 분사단계를 포함하는 박막 제조 방법.7. The method of claim 6, comprising a third gas injection step of constraining the second gas on the second side of the substrate. 청구항 8에 있어서, 상기 제3가스는 반응성 또는 비반응성 가스인 박막 제조 방법.9. The method of claim 8, wherein the third gas is a reactive or non-reactive gas. 청구항 1에 있어서, 상기 기판의 제2면에 박막을 증착시키는 단계는 상기 기판의 제2면 상에 플라즈마를 형성시키는 단계를 포함하는 박막 제조 방법.The method of claim 1, wherein depositing a thin film on a second side of the substrate comprises forming a plasma on a second side of the substrate. 청구항 10에 있어서, 상기 기판의 제2면에 박막을 증착시키는 단계는, 상기 기판과 상기 플라즈마를 형성시키는 전극과의 사이 간격을 조정하는 단계를 포함하는 박막 제조 방법.11. The method of claim 10, wherein depositing the thin film on the second side of the substrate comprises adjusting an interval between the substrate and the electrode forming the plasma. 청구항 11에 있어서, 상기 간격은 10 내지 30 ㎜인 박막 제조 방법.12. The method according to claim 11, wherein the interval is 10 to 30 mm. 청구항 1에 있어서, 상기 박막이 증착된 기판의 제2면을 평탄화시키는 단계를 더 포함하는 박막 제조 방법.The method of claim 1, further comprising planarizing a second side of the substrate on which the thin film is deposited. 챔버;chamber; 상기 챔버 내에서 기판을 지지하는 기판 지지대; A substrate support for supporting a substrate within the chamber; 상기 기판의 일면 방향으로 상기 기판 지지대와 이격 배치되는 차폐부;A shielding portion disposed apart from the substrate support in a direction of one surface of the substrate; 상기 기판의 타면 방향으로 상기 기판 지지대와 이격 배치되는 전극; 및An electrode disposed apart from the substrate support in the other direction of the substrate; And 상기 전극에 전원을 인가하는 전원부;A power supply unit for applying power to the electrode; 를 포함하는 박막 제조 장치.And the thin film manufacturing apparatus. 청구항 14에 있어서, 상기 전원부는 고주파 전원부이고, 상기 차폐부는 접지연결되는 박막 제조 장치.15. The apparatus of claim 14, wherein the power supply is a high frequency power supply and the shield is grounded. 청구항 14에 있어서, 상기 차폐부에는 제1가스가 분사되는 제1가스 분사수단이 마련되는 박막 제조 장치.15. The thin film production apparatus according to claim 14, wherein the shielding portion is provided with a first gas injection means through which a first gas is injected. 청구항 14에 있어서, 상기 전극에 의하여 플라즈마로 생성되는 제2가스를 분사하는 제2가스 분사수단이 마련되는 박막 제조 장치.15. The apparatus of claim 14, further comprising second gas injection means for injecting a second gas generated by the plasma by the electrode. 청구항 17에 있어서, 상기 제2가스를 구속하는 제3가스가 분사되는 제3가스 분사수단이 마련되는 박막 제조 장치.The thin film production apparatus according to claim 17, further comprising third gas injection means for injecting a third gas for confining the second gas. 청구항 18에 있어서, 상기 제2가스 분사수단은 상기 전극에 마련되며, 상기 제3가스 분사수단은 상기 전극의 외연부에 마련되는 것을 특징으로 하는 박막 제조 장치.The thin film production apparatus according to claim 18, wherein the second gas injection means is provided on the electrode, and the third gas injection means is provided on the outer edge of the electrode. 청구항 18에 있어서, 상기 제3가스 분사수단은 상기 기판 지지대에 마련되는 것을 특징으로 하는 박막 제조 장치.The thin film production apparatus according to claim 18, wherein the third gas injection means is provided on the substrate support. 청구항 19 또는 청구항 20에 있어서, 상기 제3가스 분사수단이 상기 제2가스 분사수단을 향하도록 경사형성되는 박막 제조 장치.The thin film production apparatus according to claim 19 or 20, wherein the third gas injection means is formed so as to be inclined toward the second gas injection means. 청구항 14에 있어서, 상기 기판 지지대는 상기 기판의 타면이 상기 전극을 향하는 방향으로 노출되도록 상기 기판 외연부의 적어도 일부 이상을 지지하는 것을 특징으로 하는 박막 제조 장치.15. The apparatus according to claim 14, wherein the substrate support supports at least a part of the outer edge of the substrate such that the other surface of the substrate is exposed in a direction toward the electrode.
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