KR101509379B1 - 플라즈마 발생 시스템의 노즐 - Google Patents

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injection hole
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이세진
박양수
이승호
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Abstract

플라즈마 발생 시스템의 노즐이 개시된다. 플라즈마 발생 시스템의 유전체창을 지지하는 프레임에 형성되는 노즐은 하나 이상의 분사홀을 구비하고, 처리대상물의 피막 재질 및 이에 상응하여 주입되는 반응가스에 따라 분사각도를 각각 다르게 지정할 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생 시스 반응챔버 내의 가스 분포 균일성을 향상시키는 효과가 있다. 또한 하나 이상의 분사홀을 구비하기 때문에, 노즐의 개수를 줄여 공정비용 절감의 효과가 있다.

Description

플라즈마 발생 시스템의 노즐{NOZZLE OF PLASMA GENERATING SYSTEM}
본 발명은 플라즈마 발생 시스템 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반응가스를 반응챔버로 분사하기 위한 노즐에 관한 것이다.
플라즈마 발생 장치는 플라즈마화하는 방법에 따라 통상적으로 용량성 플라즈마(CCP: capacitive coupled plasma) 타입과, 유도성 플라즈마(inductive coupled plasma) 타입으로 나눌 수 있다.
용량성 플라즈마 장치는 예컨데, 챔버, 적어도 일부가 챔버 내에 배치되며 접지되는 상부 전극, 챔버 내에서 상부 전극의 하측에 배치되어 원료 가스를 분사하는 가스 분사부, 가스 분사부의 하측에 대향 배치되어 처리대상물을 지지하는 정전척, 상부 전극에 전원을 인가하는 상부 전원 공급부, 하부 전극에 전원을 인가하는 하부 전원 공급부를 포함한다. 이러한 용량성 플라즈마 장치에서 상부 전극 및 하부 전극에 전원을 인가하면, 하부 전극과 상부 전극 사이에 전기장 및 플라즈마가 형성된다. 용량성 플라즈마 장치에서 생성된 플라즈마는 전기장에 의해 이온 에너지가 높은 장점이 있으나, 상기 고 에너지의 이온에 의해 처리대상물 또는 처리대상물 상에 형성된 박막이 손상되는 문제가 발생된다. 그리고 패턴이 미세화 됨에 따라 고 에너지의 이온에 의한 손상의 정도가 크다.
유도성 플라즈마 장치는 예컨데, 챔버, 챔버 내에 배치되어 원료 가스를 분사하는 가스 분사부, 챔버 내에서 가스 분사부와 대향 배치되어 처리대상물을 지지하는 정전척, 챔버 외측에 배치되어 소스 전원이 인가되는 안테나, 안테나에 소스 전원을 인가하는 안테나 소스 전원 공급부 및 정전척에 고주파 바이어스 전원을 인가하는 바이어스전원 공급부를 포함한다. 이러한 유도성 플라즈마 장치에서 정전척에 바이어스 전원을 인가하고, 안테나에 소스 전원이 인가되면, 챔버 내에 플라즈마가 형성된다. 생성된 플라즈마 중 양이온은 처리대상물의 표면에 입사 또는 충돌함으로써, 처리대상물 상에 박막을 형성하거나, 상기 처리대상물 또는 처리대상물 상에 형성된 박막을 식각한다. 유도성 플라즈마 장치에서 형성된 플라즈마는 높은 밀도를 가지고, 낮은 이온 에너지 분포를 형성하여, 처리대상물 또는 박막에 대한 손상이 적은 장점이 있다.
하지만, 챔버 내에 형성되는 플라즈마의 이온 밀도가 챔버의 중앙 영역에서는 일정하나, 가장 자리 영역으로 갈수록 이온 밀도의 균일도가 떨어지는 단점이 있다. 이와 같은 이온 밀도의 차이는 처리대상물 및 챔버가 대형화 됨에 따라 더욱 두드러지게 나타나고 있다.
또한, 처리대상물의 상부로 원료물질을 분사하는 과정에서는 원료물질의 분포균일도가 공정에 큰 영향을 미치게 된다. 특히 최근 집적도 및 수율 향상을 위해 처리대상물에 형성되는 패턴이 갈수록 미세해지고 반대로 처리대상물이 대형화됨에 따라 공정가스의 균일도 향상에 대한 요구도 갈수록 높아지고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 종래 기술에서는 유전체창 및 반응챔버 측벽에 다수개의 구멍을 형성하여 노즐을 배치하였으나, 이는 공정이 복잡해질 뿐만 아니라, 고비용의 문제가 있다. 또한 플라즈마 생성에 있어서 반응챔버 내에 유입되는 가스 분사량이 구역별로 상이할 수 있다. 이처럼 불균일한 가스 분포로 인해, 처리대상물 상에서 가스 분출 속도 및 밀도 차이가 현저하게 발생하고, 와류 현상도 발생하는 문제점이 있다.
한국특허공개공보 제10-2004-0104197 A
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자, 유전체창을 지지하는 프레임에 착탈 가능하게 설치될 수 있는 복수개의 노즐을 제공한다.
본 발명은 가스를 분사하는 분사홀의 분사각도가 처리대상물의 피막 재질 및 이에 상응하여 주입되는 반응가스에 따라 상이한 플라즈마 발생 시스템의 노즐을 제공한다.
본 발명은 플라즈마 발생 시스템의 노즐을 제공한다. 이는 몸체, 몸체 내에 소정 깊이까지 형성되어 반응 가스 공급라인과 연통된 유입구 및 몸체 내에서 유입구와 연결되고 반응챔버 내로 가스를 분사하도록 형성된 하나 이상의 분사홀을 포함한다.
하나 이상의 분사홀은 반응챔버 내의 처리대상물이 놓여있는 면에 대하여 직하방향에서 수평방향 사이의 분사각도를 가진다.
플라즈마 발생 시스템은 반응챔버와 상부챔버를 구분하는 유전체창을 포함하고, 노즐은 유전체창을 지지하는 프레임에 형성된 구멍에 삽입 설치된다.
노즐이 삽입되는 구멍에는 반응 가스 공급라인이 삽입되어 유입구와 연결된다.
유입구는 바닥 부위에 하나 이상의 경사면을 포함하고, 분사홀은 소정길이를 갖고, 경사면에 분사홀의 일단이 형성된다.
노즐은 몸체에 형성된 체결공을 구비하고, 체결공을 통해 체결부재가 프레임에 결합된다.
노즐은 돌출구조를 구비하고, 돌출구조에 분사홀의 타단이 형성된다.
분사홀의 내경은 돌출구조 내에서 유입구의 내경보다 작다.
분사홀의 분사각도는 기판 피막 재질에 상응하여 정해진다.
기판 피막 재질이 SiO2, SiNx 및 포토레지스트 중 어느 하나인 경우, 분사홀의 분사각도는 직하방향으로부터 45도 사이의 값 중 어느 하나를 가진다.
기판 피막 재질이 Mo, Ti 및 Al 중 어느 하나인 경우, 분사홀의 분사각도는 수평방향으로부터 45도 사이의 값 중 어느 하나를 가진다.
분사홀의 분사각도는 기판 피막 재질에 대응하여 분사되는 반응가스의 종류에 따라 정해진다.
반응가스가 CF4, O2, He, SF6, Ar, NF3, Cl2, H2 및 C2HF5 중 어느 하나인 경우, 분사홀의 분사각도는 직하방향으로부터 45도 사이의 값 중 어느 하나를 가진다.
반응가스가 CF4, O2, He, SF6, Ar, NF3, Cl2 및 BCl3 중 어느 하나인 경우, 분사홀의 분사각도는 수평방향으로부터 45도 사이의 값 중 어느 하나를 가진다.
본 발명의 플라즈마 발생 시스템의 노즐은 유전체창을 지지하는 프레임에 연통되어 복수개로 설치되기 때문에 균일한 플라즈마 생성이 가능하다. 또한 처리대상물의 피막 재질 및 이에 상응하여 주입되는 반응가스에 따라 상이한 분사각도를 지정할 수 있기 때문에 가스 분포의 균일성이 향상되는 효과가 있다. 또한, 노즐은 하나 이상의 분사홀을 구비하기 때문에 노즐의 개수를 감소시킬 수 있으므로 공정비용 절감의 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노즐의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 분사각도를 가질 수 있는 노즐의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하나 이상의 분사홀를 구비하는 노즐의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 노즐을 적용한 플라즈마 발생 시스템의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 노즐이 프레임 상의 개구부에 결합된 것을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 하부에 노즐이 장착된 것을 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 프레임에 장착된 노즐을 나타낸 단면도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 플라즈마 발생 시스템의 노즐은 몸체와, 몸체 내에 소정 깊이까지 형성되어 반응 가스 공급라인과 연통된 유입구와, 유입구에 연결되고 하나 이상으로 분기된 분사홀을 포함한다.
도 1, 도 4, 도 5 및 도 7을 참조하면, 플라즈마 발생 시스템은 반응챔버(10)와 상부챔버(80)를 구분하는 유전체창(40)을 포함한다.
노즐(70)은 반응챔버(10)의 상부에서 처리대상물(미도시)을 향하여 공정가스를 분사하는 수단으로, 유전체창(40)을 지지하는 프레임(50)에 형성된 하나 이상의 구멍에 삽입 설치될 수 있다. 더욱 상세하게는, 각각의 노즐(70)은 외곽 프레임(54), 프레임(50)의 가로보(52), 세로보(53) 및 가로보(52)와 세로보(53)의 교차 부분에서 각각의 노즐 장착구(51)에 결합될 수 있다. 따라서, 반응챔버(10) 내에서 유전체창(40)을 지지하는 프레임(50)에 착탈 가능하게 설치될 수 있는 복수개의 노즐 구비하기 때문에, 균일한 플라즈마 생성이 가능하다.
플라즈마 발생 시스템이 대면적용으로 사용될 경우, 유전체창(40) 및 프레임(50)은 다수개의 영역으로 구성될 수 있고, 그에 따라 노즐(70)도 하나 이상 구비될 수 있다. 종래 기술에서는 유전체창 및 반응챔버 측벽에 다수개의 구멍을 형성하여 노즐을 배치하였으나, 이는 공정이 복잡해질 뿐만 아니라, 고비용의 문제가 있다. 또한 플라즈마 생성에 있어서 반응챔버(10) 내에 유입되는 가스 분사량이 구역별로 상이할 수 있다. 이처럼 불균일한 가스 분포로 인해, 처리대상물(미도시)상에서 가스 분출 속도 및 밀도 차이가 현저하게 발생하고, 와류 현상도 발생된다.
따라서 본 발명에서는 노즐(70)을 프레임(50)에 배치함으로써, 유전체창(40) 및 반응챔버(10)에 구멍을 형성할 때 발생하는 부품 손상을 방지할 수 있다.
또한, 도 3을 참조하면, 본 실시예의 노즐(70)은 하나 이상의 분사홀(74)을 가질 수 있다. 각각의 분사홀(74)은 서로 같거나 혹은 서로 다른 분사각도를 가질 수 있기 때문에, 기존의 노즐보다 미세한 가스분사 조절이 가능하다. 따라서, 하나 이상의 분사홀(74)을 구비하는 노즐(70)은 반응챔버(10)내의 가스 분포를 균일하게 하는 효과가 있을 뿐만 아니라, 노즐(70)의 개수를 줄일 수 있어, 공정비용이 절감되는 효과도 있다.
바람직하게는 분사홀(74)은 1구형 내지 8구형인 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 플라즈마 발생 시스템이 대면적용으로 사용될 경우, 각 노즐(70)은 8구형 이상의 분사홀(74)을 가질 수 있다.
또한 분사홀(74)의 형상으로는 원통 또는 육면체일 수 있으며, 몸체(71) 내에서 휘어지거나, 소정의 각을 가지는 구조일 수 있고, 하나 이상의 홀로 분할되어 가스 분사가 이루어질 수도 있다.
한편, 도 1, 도 4 및 도 5를 참조하면, 노즐(70)은 가스 분사 과정에서 분사홀(74)의 수평방향 분사각도를 가질 수 있도록 하는 돌출구조(77)를 포함한다. 돌출구조(77)는 몸체(71) 외부에 결합될 수 있으며, 사면체, 육면체 또는 원통의 형상일 수 있다. 돌출구조(77) 내에는 유입구(73) 일부와 분사홀(74)이 서로 연결되어 있을 수 있다.
유입구(73)는 몸체(71) 내에 소정 깊이까지 형성된다. 또한 유입구(73)는 노즐(70)이 노즐 장착구(51)에 결합된 상태에서 외부 가스 공급원으로부터 공급받은 가스를 분사홀(74)로 공급하는 역할을 수행한다.
유입구(73)는 바닥 부위에 하나 이상의 경사면(72)을 포함한다. 다만, 유입구(73)의 바닥 부위는 원형의 형태일 수도 있다. 각각의 경사면(72)은 분사홀(74)과 연결되어 있다. 유입구(73)의 바닥 부위가 편평하면 분사홀(74)이 특정 각도를 가질 때 와류될 수 있다. 따라서, 경사면(72)은 유입구(73)로부터 분사홀(74)로 공급되는 가스가 바닥 부위에서 와류되는 것을 방지할 수 있다.
분사홀(74)은 소정 길이를 갖고, 일단이 몸체(71) 내에서 유입구(73)와 연결되고 타단이 돌출구조(77)에 형성되어 분사홀(74)을 통해 반응챔버(10) 내로 가스를 공급할 수 있다. 이때, 도 2를 참조하면, 분사각도는 반응챔버(10) 내의 처리대상물이 놓여있는 면에 대하여 직하방향(90도)에서 수평방향(0도) 사이의 값 중 어느 하나로 정해질 수 있다. 분사각도는 각 노즐(70)마다 상이하게 지정될 수 있다.
분사홀(74)의 분사각도는 처리대상물 상에 피막이 형성되어 있거나, 처리대상물로부터 제거되는 피막의 재질에 따라 상이하게 지정될 수 있다. 보다 상세하게는, 비금속 재질의 피막을 포함하는 처리대상물인 경우, 분사각도는 처리대상물이 놓여있는 면에 대하여 직하방향으로부터 45도 사이의 값 중 어느 하나를 가질 수 있다. 바람직하게는 분사홀(74)은 45도보다 큰 분사각도를 가지는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 처리대상물의 피막이 비금속 재질인 경우, 금속 재질의 피막의 밀도 및 무게보다 대체로 작은 값을 가지기 때문에, 반응챔버(10) 내에 피막 재질에 상응하는 반응가스가 상술한 분사각도를 가지고 도포되면, 분산이 용이하게 이루어질 수 있다.
처리대상물이 비금속 재질의 피막을 포함하는 경우, 피막은 예를 들면 SiO2, SiNx 및 포토레지스트 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
처리대상물의 비금속 재질의 피막을 처리하는 공정과정에서 주입되는 가스는 CF4, O2, He, SF6, Ar, NF3, Cl2, H2 및 C2HF5 중 어느 하나수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 금속 재질의 피막을 포함하는 처리대상물인 경우, 분사각도는 처리대상물이 놓여있는 면에 대하여 분사각도는 처리대상물이 놓여있는 면에 대하여 수평방향으로부터 45 사이의 값 중 어느 하나를 가질 수 있다. 바람직하게는 분사홀(74)은 45도보다 작은 분사각도를 가지는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 처리대상물의 피막이 금속 또는 금속을 포함하는 금속화합물인 경우, 피막의 밀도 및 무게는 비금속 재질의 피막의 밀도 및 무게보다 대체로 큰 값을 가지기 때문에, 반응챔버(10) 내에 피막 재질에 상응하는 반응가스가 상술한 분사각도를 가지고 도포되지 않으면, 반응가스와의 균일한 반응이 일어나지 않을 수 있다. 이러한 경우, 반응가스는 처리대상물의 전면에 균일하게 도포되지 못하고, 특정 부위에 집중 도포되기 때문에 가스 밀도가 고르지 않은 상태로 반응이 진행될 수 있다. 더욱이, 플라즈마 발생 시스템이 대면적으로 사용될 경우, 반응가스의 불균일성은 더욱 증가하여 공정상의 손실을 야기한다. 따라서, 금속 또는 금속을 포함하는 금속화합물 피막을포함하는 처리대상물인 경우, 분사각도는 수평방향으로부터 45 사이의 값 중 어느 하나인 것으로 하여, 처리대상물의 보다 넓은 부위에 가스를 도포할 수 있다. 이러한 분사각도는 노즐(70)의 몸체(71)에 결합된 돌출구조(77)를 통하여 구현될 수 있다.
금속 또는 금속을 포함하는 금속화합물 피막 재질은, 예를 들면 Mo, Ti 및 Al 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
금속 또는 금속을 포함하는 금속화합물 피막을 처리하는 공정과정에서 주입되는 가스는 CF4, O2, He, SF6, Ar, NF3, Cl2 및 BCl3 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 분사홀(74)의 내경은 돌출구조(77) 내에서 유입구(73)의 내경보다 작은 것일 수 있다. 분사홀(74)의 내경이 유입구(73)의 내경보다 작은 경우, 분사홀(74)의 내부 압력은 상대적으로 낮기 때문에, 내부 압력이 높은 유입구(73)에서 분사홀(74)로 가스는 경사면(72)에서의 와류 현상이 감소되어 용이하게 공급될 수 있다.
도 1을 참조하면, 체결공(75)은 몸체(71)내에서 하나 이상의 개구를 구비하여 체결부재(76)가 삽입될 수 있는 형상으로 배치된다. 도 5를 참조하면, 체결공(75)을 통해 체결부재(76)가 프레임(50)의 노즐 장착구(51)에 결합될 수 있다. 체결부재(76)는 나사일 수 있으며, 노즐(70)이 프레임(50)에 탈착될 수 있도록 하기 때문에, 노즐(70)의 교체가 요구될 경우, 프레임(50)을 교체하지 않고 노즐(70)만 교체하여 분사각도를 조절할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 노즐을 적용한 플라즈마 발생 시스템의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 플라즈마 발생 시스템은 유도 결합형일 수 있으며, 이는 반응챔버(10), 서셉터(20), 안테나(30), 유전체창(40), 프레임(50), 가스 공급라인(60), 노즐(70), 상부챔버(80) 및 상부덮개(90)를 포함한다.
반응챔버(10)는, 처리대상물(미도시)에 대해 플라즈마 증착 공정을 수행하기 위한 환경을 조성하고 플라즈마가 생성 및 반응되는 공간을 제공한다. 이때, 반응챔버(10)는 사각의 판면 형상을 갖는 처리대상물(미도시)에 적합하도록 전체적으로 사각 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명에서 반응챔버(10)의 형상은 플라즈마 처리 대상이 되는 처리대상물의 종류 및 형상에 따라 변경될 수 있다.
서셉터(20)는 반응챔버(10)의 내부 아래쪽에 마련되어 처리대상물(미도시)을 지지하고, 반응챔버(10) 내에 생성된 플라즈마가 처리대상물의 표면에 충돌할 수 있도록 바이어스 고주파전력을 제공한다. 서셉터(20)는 처리대상물을 고정시키기 위하여 진공척 또는 정전척을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 고주파전극(21)과, 접지된 영역을 제공하는 접지전극(23)과, 고주파전극(21)과 접지전극(23) 사이에 구비되는 절연체(22)를 구비한다. 이때, 절연체(22)는 세라믹 및/또는 테프론 재질로 이루어질 수 있다.
안테나(30)는 고주파전원(미도시)으로부터 고주파전력을 인가받아 반응챔버(10)의 내부에 플라즈마를 생성시키는 전기장을 유도하는 수단으로, 전체적으로 코일 형태의 구조를 갖는다. 본 발명에서 안테나(30)의 형상, 개수 및 배치는 적절하게 선택될 수 있다. 한편, 고주파전원(미도시)으로부터 공급되는 고주파전력은 상부덮개(90)의 상부에 마련된 정합기(31)를 거쳐 상부덮개(90) 내에 배치된 전력인입선(32)을 통해 안테나(30)에 인가된다. 이때, 정합기(31)는 고주파전원(미도시)의 내부임피던스와 고주파전력이 공급되는 경로의 임피던스를 매칭(matching)시킬 수 있다.
한편, 안테나(30)에 고주파전력이 인가되면, 반응챔버(10)의 내부에 플라즈마를 생성시키기 위한 유도전기장이 형성될 뿐만 아니라, 안테나(30) 표면에 고주파 주파수로 양전하와 음전하가 교대로 대전됨에 따라 축전전기장이 형성될 수 있다. 이때, 축전전기장은 플라즈마 초기 방전에 기여하기도 하지만, 스퍼터링(sputtering) 현상에 의해 플라즈마와 안테나(30) 사이에 존재하는 유전체창(40)을 손상시키고, 플라즈마의 균일도를 떨어뜨리는 등의 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
유전체창(40)은 위와 같은 축전전기장으로 인한 부정적인 영향을 방지하는 수단으로, 반응챔버(10)와 안테나(30) 사이에 배치되어 축전전기장을 감소시키고 유도전기장을 플라즈마에 더 효과적으로 전달하도록 하는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 유전체창(40)은 안테나(30)와 플라즈마 사이의 용량성(축전성) 결합 성분을 감소시키기 때문에 고주파전력에 의한 에너지를 유도성 결합으로 플라즈마에 더 효과적으로 전달하도록 할 수 있다.
본 실시예에서, 유전체창(40)은 반응챔버(10)의 상부에서 실질적으로 동일한 수평면 상에 구비되며, 원, 타원, 삼각, 사각 중 어느 하나의 형상일 수 있다. 바람직하게는 본 실시예의 유전체창(40)은 사각 형상으로 배치될 수 있다. 또한 유전체창(40)은 하나 이상의 개수로 분할된 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 본 실시예의 유전체창(40)은 4분할, 5분할, 6분할, 8분할, 9분할 및 그 이상으로 분할된 것 중 어느 하나인 형태일 수 있다.
도 6을 참조하면, 프레임(50)은 반응챔버(10)의 측벽 상단에 배치되어 다수개의 유전체창(40)을 지지한다. 프레임(50)은 두 개 이상의 유전체창(40)이 대응 배치되는 두 개 이상의 개구부가 형성될 수 있다. 예를 들면, 유전체창(40)이 4분할인 경우, 프레임(50)도 4개의 개구부가 형성되어 개구부에 유전체창을 결합시켜 지지하는 형태일 수 있다. 구체적으로, 본 실시예에서 프레임(50)은 사각 형상을 갖는 외곽 프레임(54), 외곽 프레임(54)의 내측 영역을 두 개 이상의 개구부로 분할하는 가로보(52) 및/또는 세로보(53)를 구비할 수 있다.
또한 프레임(50)의 강도를 보강하도록 적어도 하나의 보강리브(미도시)가 마련될 수 있다. 프레임(50)과 보강리브(미도시) 사이의 결합은 볼트체결 방식 등을 포함하여 다양한 체결 방식이 선택될 수 있다.
가스 공급라인(60)은 가스 공급원(미도시)으로부터 공급받은 가스를 노즐(70)로 공급하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 가스 공급원(미도시)으로부터 가스 공급라인(60)으로 가스를 공급하는 과정은 FRC(Flow Ratio Controller)를 통한 유전체창(40)의 구역별 가스 유량 제어 방식을 적용할 수 있다. 이때, 가스 공급라인(60)은 가스 공급원으로부터 챔버의 측벽 내부를 통하여 상부챔버(80)측 프레임(50) 상에 하나 이상 분기되어 배치될 수 있다. 구체적으로는 균일한 가스 분사를 위하여 가스 공급라인(60)은 프레임(50)의 외곽 프레임(54), 가로보(52) 및 세로보(53) 상에 분할 배치될 수 있다.
또한 프레임(50)은 가스 공급라인(60)으로부터 가스를 공급받기 위해 하나 이상의 홀을 가질 수 있다. 따라서, 홀이 형성된 프레임(50) 상부에 분할된 가스 공급라인(60)이 연결되어 가스를 공급한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 홀의 하부에는 하나 이상의 노즐 장착구(51)가 형성될 수 있다. 노즐 장착구(51)의 형상으로는 노즐(70)이 탈착 가능하도록 홈일 수 있다.
이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
10 : 반응챔버
20 : 서셉터
30 : 안테나
40 : 유전체창
50 : 프레임
60 : 가스 공급라인
70 : 노즐
71 : 몸체
72 : 경사면
73 : 유입구
74 : 분사홀
75 : 체결공
76 : 체결부재
77 : 돌출구조
80 : 상부챔버
90 : 상부덮개

Claims (13)

  1. 플라즈마 발생 시스템에서 반응 가스 공급라인에 장착되는 노즐로서:
    몸체;
    상기 몸체 내에 소정 깊이까지 형성되어 상기 반응 가스 공급라인과 연통되며, 바닥 부위에 하나 이상의 경사면을 갖는 유입구; 및
    상기 몸체 내에서 소정의 길이를 갖고, 상기 유입구와 연결되고 반응챔버 내로 가스를 분사하도록 형성된 하나 이상의 분사홀;을 포함하고,
    상기 경사면에 상기 분사홀의 일단이 형성되며, 상기 하나 이상의 분사홀은 상기 반응챔버 내의 처리대상물이 놓여있는 면에 대하여 직하방향에서 수평방향 사이의 분사각도를 가지는 것인,
    노즐.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시스템은 반응챔버와 상부챔버를 구분하는 유전체창을 포함하고, 상기 노즐은 상기 유전체창을 지지하는 프레임에 형성된 구멍에 삽입 설치되는 것인,
    노즐.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 노즐이 삽입되는 구멍에는 상기 반응 가스 공급라인이 삽입되어 상기 유입구와 연결되는 것인,
    노즐.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서, 상기 노즐은,
    상기 몸체에 형성된 체결공을 구비하고,
    상기 체결공을 통해 체결부재가 상기 프레임에 결합되는 것인,
    노즐.
  6. 제3항에 있어서, 상기 노즐은 돌출구조를 구비하고,
    상기 돌출구조에 상기 분사홀의 타단이 형성되는 것인,
    노즐.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 분사홀의 내경은 상기 돌출구조 내에서 상기 유입구의 내경보다 작은 것인 노즐.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 분사홀의 상기 분사각도는 처리대상물의 피막 재질에 상응하여 정해지는 것인,
    노즐.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 처리대상물의 피막 재질이 SiO2, SiNx 및 포토레지스트 중 어느 하나인 경우, 상기 분사홀의 상기 분사각도는 상기 직하방향으로부터 45도 사이의 값 중 어느 하나를 가지는 것인,
    노즐.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 처리대상물의 피막 재질이 Mo, Ti 및 Al 중 어느 하나인 경우, 상기 분사홀의 상기 분사각도는 상기 수평방향으로부터 45도 사이의 값 중 어느 하나를 가지는 것인,
    노즐.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 분사홀의 상기 분사각도는 상기 처리대상물의 피막 재질에 대응하여 분사되는 반응가스의 종류에 따라 정해지는 것인,
    노즐.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 반응가스가 CF4, O2, He, SF6, Ar, NF3, Cl2, H2 및 C2HF5 중 어느 하나인 경우, 상기 분사홀의 상기 분사각도는 상기 직하방향으로부터 45도 사이의 값 중 어느 하나를 가지는 것인,
    노즐.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 반응가스가 CF4, O2, He, SF6, Ar, NF3, Cl2 및 BCl3 중 어느 하나인 경우, 상기 분사홀의 상기 분사각도는 상기 수평방향으로부터 45도 사이의 값 중 어느 하나를 가지는 것인,
    노즐.
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