KR101627698B1 - Appratus for treating substrate - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반응공간의 플라즈마 밀도를 균일하게 유지하기 위하여 공정챔버의 주변부에 자기장 발생장치를 설치한 기판처리장치에 관한 것으로, 기판처리장치는, 몸체 및 주변부에 개구가 형성된 리드가 결합하여 반응공간을 제공하는 공정챔버; 상기 공정챔버 내부와 대응되는 상기 리드의 표면에 형성되는 다수의 플라즈마 소스전극; 상기 반응공간의 주변부에 자기장을 유기시키기 위하여, 상기 개구를 밀봉하면서 상기 리드의 상기 주변부에 설치되는 자기장 발생장치; 상기 다수의 플라즈마 소스전극에 전력을 인가하는 RF전원; 상기 반응공간에 위치하고 기판이 안치되는 기판안치수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a substrate processing apparatus in which a magnetic field generating apparatus is provided in a peripheral portion of a process chamber to uniformly maintain a plasma density in a reaction space, and a substrate processing apparatus includes a body and a lead having an opening formed therein, A process chamber for providing a substrate; A plurality of plasma source electrodes formed on a surface of the lead corresponding to the inside of the process chamber; A magnetic field generating device installed at the peripheral portion of the lead while sealing the opening to induce a magnetic field in a peripheral portion of the reaction space; An RF power source for applying power to the plurality of plasma source electrodes; And a substrate rest means disposed in the reaction space and on which the substrate is placed.

Description

기판처리장치{Appratus for treating substrate}[0001] Appratus for treating substrate [0002]

본 발명은 반응공간의 플라즈마 밀도를 균일하게 유지하기 위하여 공정챔버의 주변부에 자기장 발생장치를 설치한 기판처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus in which a magnetic field generating device is provided in a peripheral portion of a process chamber to uniformly maintain a plasma density in a reaction space.

일반적으로, 반도체 소자, 표시장치 및 박막 태양전지를 제조하기 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막증착공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 패터닝하는 식각공정 등을 거치게 된다. 이들 공정 중 박막증착공정 및 식각공정 등은 진공상태로 최적화된 기판처리장치에서 진행한다.Generally, in order to manufacture a semiconductor device, a display device, and a thin film solar cell, a thin film deposition process for depositing a thin film of a specific material on a substrate, a photolithography process for exposing or concealing a selected one of the thin films using a photosensitive material, And an etching process in which the thin film is removed and patterned. Among these processes, the thin-film deposition process and the etching process are performed in a vacuum-optimized substrate processing apparatus.

증착공정 및 식각공정에서 사용되는 기판처리장치는 플라즈마의 발생방식에 따라 유도결합 플라즈마(Inductively coupled plasma: ICP)와 축전결합 플라즈마 (capacitively coupled plasma: CCP)의 방식으로 구분되며, 일반적으로 유도결합 플라즈마는 RIE(reactive ion etching) 및 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)에 이용되고, 축전결합 플라즈마는 HDP(high density plasma etching)을 사용하는 식각 및 증착장치에 이용된다. 유도결합 플라즈마와 축전결합 플라즈마 방법은 플라즈마를 발생시키는 원리가 다르고 각각 장단점을 가지고 있어서, 필요에 따라 선택적으로 이용한다.A substrate processing apparatus used in a deposition process and an etching process is classified into an inductively coupled plasma (ICP) and a capacitively coupled plasma (CCP) type according to a generation method of a plasma, Are used for reactive ion etching (RIE) and plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), and capacitive coupled plasma is used for etching and deposition apparatus using high density plasma etching (HDP). The inductively coupled plasma and the capacitively coupled plasma method are different in principle from each other in producing plasma, and each has advantages and disadvantages.

도 1은 종래기술에 따른 기판처리장치의 개략도이고, 도 2는 종래기술에 따른 다수의 피딩라인과 연결된 후방 플레이트의 사시도이다.FIG. 1 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to the prior art, and FIG. 2 is a perspective view of a rear plate connected with a plurality of feeding lines according to the prior art.

도 1과 같이, 축전결합 플라즈마 방식을 이용한 기판처리장치(10)는 반응공간을 제공하는 공정챔버(12), 공정챔버(12) 내부의 상부에 위치하며, 플라즈마 전극으로 사용되는 후방 플레이트(14), 후방 플레이트(14)와 연결되고 공정챔버(12)의 내부에 공정가스를 공급하는 가스 공급관(36), 후방 플레이트(14)의 하부에 위치하며, 다수의 분사홀(16)을 가지는 알루미늄 재질의 가스분배판(18), 플라즈마 전극과 대향전극으로 사용되며 기판(20)이 안치되는 기판안치대(22), 기판(20)을 공정챔버(12)로 출입 또는 반출시키기 위한 기판 출입구(40) 및 공정챔버(12)의 내부에서 사용되는 반응가스 및 부산물을 배출하기 위한 배출구(24)로 포함하여 구성된다.1, a substrate processing apparatus 10 using a capacitive coupling plasma system includes a process chamber 12 for providing a reaction space, a rear plate 14 disposed at an upper portion inside the process chamber 12 and used as a plasma electrode, A gas supply pipe 36 connected to the rear plate 14 and supplying a process gas to the inside of the process chamber 12; A substrate table 22 used as a plasma electrode and a counter electrode and on which a substrate 20 is placed, a substrate inlet 22 for entering and exiting the substrate 20 into and out of the process chamber 12, 40 and a discharge port 24 for discharging the reaction gas and by-products used in the process chamber 12.

가스 공급관(36)은 피딩 라인(feeding line)(38)에 의해서 RF 전원(30)과 연결된다. RF 전원(30)과 피딩 라인(38) 사이에는 임피던스 정합을 위한 매처(matcher)(32)가 설치된다. 기판안치대(22) 및 공정챔버(12)는 접지된 상태이다. 가스분배판(18)은 후방 플레이트(14)와 버퍼공간(26)을 가지고, 후방 플레이트(14)로부터 연장되어 연결되는 지지대(28)에 거치된다. 일반적으로 RF전원(30)은 플라즈마 전극으로 사용되는 후방 플레이트(14)의 중심부에 인가되고, 후방 플레이트(14)와 접지된 기판안치대(22) 사이에서 RF 전자기장이 형성된다. RF 전자기장에 의해 공정가스가 이온화 또는 활성화되어 박막증착 또는 박막식각을 기판처리공정이 수행된다.The gas supply pipe 36 is connected to the RF power supply 30 by a feeding line 38. A matcher 32 for impedance matching is installed between the RF power source 30 and the feeding line 38. The substrate table 22 and the process chamber 12 are in a grounded state. The gas distribution plate 18 has a rear plate 14 and a buffer space 26 and is mounted on a support 28 extending from the rear plate 14 and connected thereto. Generally, the RF power source 30 is applied to the center of the rear plate 14 used as a plasma electrode, and an RF electromagnetic field is formed between the rear plate 14 and the grounded substrate stand 22. The process gas is ionized or activated by an RF electromagnetic field to perform a thin film deposition or a thin film etching substrate processing process.

도 1과 같은 축전결합 플라즈마 방식의 기판처리장치(10)에서, 일반적으로 공정챔버(12)의 내부에서 측벽으로 갈수록 중앙부와 비교하여 플라즈마 밀도가 낮아지는 경향이 있다. 또한, 플라즈마 전극으로 사용하는 후방 플레이트(14)의 크기가 RF파의 파장에 가까워질수록, 플라즈마 소스 전극에 인가되는 RF 파장이 일정한 위치를 유지하여 진행하지 않는 파장으로 보이는 정상파 효과(standing wave effect)가 나타난다. 정현파인 정상파에 의해, 플라즈마 전극으로 사용되는 후방 플레이트(14)의 중심부는 고전압이 인가되지만 후방 플레이트(14)의 주변부는 저전압이 인가되어 불균일한 전자기장 분포를 나타낸다. 불균일한 전자기장으로 인해, 박막의 증착 또는 식각이 불균일하게 진행된다.In the substrate processing apparatus 10 of the capacitive coupling plasma type as shown in FIG. 1, the plasma density generally tends to be lower in the process chamber 12 as compared with the central portion toward the side wall. Further, as the size of the rear plate 14 used as a plasma electrode is closer to the wavelength of the RF wave, the standing wave effect ) Appears. By the standing wave, which is a sinusoidal wave, the central portion of the rear plate 14 used as a plasma electrode is applied with a high voltage, but the peripheral portion of the rear plate 14 is applied with a low voltage to exhibit a nonuniform electromagnetic field distribution. Due to the non-uniform electromagnetic field, the deposition or etching of the thin film proceeds unevenly.

RF 전자기장의 불균일한 분포를 해소하기 위하여, 도 2와 같이, 다수의 피딩 라인(50)을 통하여 RF전원(30)을 플라즈마 전극으로 사용되는 후방 플레이트(14)에 인가할 수 있다. 그러나, 후방 플레이트(14)에 다수의 피딩 라인(50)을 통하여 RF 전원(30)을 연결하여도, 정상파 효과에 의한 전기장의 불균일한 분포가 발생한다. 2, the RF power supply 30 can be applied to the rear plate 14, which is used as a plasma electrode, through a plurality of feeding lines 50 in order to solve the uneven distribution of the RF electromagnetic field. However, even when the RF power supply 30 is connected to the rear plate 14 through the plurality of feeding lines 50, an uneven distribution of the electric field due to the standing wave effect is generated.

상기와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 RF파 파장보다 작은 크기를 가지는 다수의 플라즈마 소스전극을 설치하여 정상파 효과를 극복하고, 공정챔버의 주변부에 자기장 발생장치를 설치하여 주변부의 플라즈마 밀도를 보상하는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention provides a plasma processing apparatus in which a plurality of plasma source electrodes having a size smaller than an RF wave wavelength are provided to overcome a standing wave effect, It is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus that compensates for a plasma density.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판처리장치는, 몸체 및 주변부에 개구가 형성된 리드가 결합하여 반응공간을 제공하는 공정챔버; 상기 공정챔버 내부와 대응되는 상기 리드의 표면에 형성되는 다수의 플라즈마 소스전극; 상기 반응공간의 주변부에 자기장을 유기시키기 위하여, 상기 개구를 밀봉하면서 상기 리드의 상기 주변부에 설치되는 자기장 발생장치; 상기 다수의 플라즈마 소스전극에 전력을 인가하는 RF전원; 및 상기 반응공간에 위치하고 기판이 안치되는 기판안치수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus comprising: a processing chamber in which a body and a lead having an opening formed therein are coupled to each other to provide a reaction space; A plurality of plasma source electrodes formed on a surface of the lead corresponding to the inside of the process chamber; A magnetic field generating device installed at the peripheral portion of the lead while sealing the opening to induce a magnetic field in a peripheral portion of the reaction space; An RF power source for applying power to the plurality of plasma source electrodes; And a substrate rest means placed in the reaction space and on which the substrate is placed.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 자기장 발생장치는, 상기 개구를 밀봉하고 삽입홀을 가지는 플레이트; 상기 삽입홀의 내부에 설치되는 도선; 상기 도선과 연결되는 직류전원; 및 상기 삽입홀의 내부에 설치되고 상기 도선을 감싸는 반원형의 단면을 가지는 전자석;을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the above-described substrate processing apparatus, the magnetic field generating device may include: a plate having an opening and sealing the opening; A wire provided inside the insertion hole; A DC power source connected to the lead wire; And an electromagnet having a semicircular cross section which is installed inside the insertion hole and surrounds the lead wire.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 개구는 상기 리드의 상기 주변부에 다수 설치되고, 상기 자기장 발생장치는, 다수의 상기 개구를 밀봉하고 삽입홀을 가지는 다수의 플레이트; 상기 다수의 플레이트 각각의 상기 삽입홀의 내부 설치되는 다수의 도선;을 포함하고, 상기 다수의 도선은 하나의 상기 직류전원에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus, a plurality of openings are provided in the peripheral portion of the lead, and the magnetic field generating device includes: a plurality of plates sealing the plurality of openings and having insertion holes; And a plurality of leads provided inside the insertion holes of each of the plurality of plates, wherein the plurality of leads are connected in parallel to one DC power source.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 플레이트는, 상기 반응공간의 외부와 대응하는 상기 개구에 위치하는 상부 플레이트; 및 상기 상부 플레이트와 결합하여 상기 삽입홀을 형성하고, 상기 반응공간의 내부와 대응하는 상기 개구에 위치한 하부 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the above substrate processing apparatus, the plate may include: an upper plate positioned in the opening corresponding to the outside of the reaction space; And a lower plate coupled with the upper plate to form the insertion hole, the lower plate being located in the opening corresponding to the inside of the reaction space.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트는 유전재질의 세라믹으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In the above-described substrate processing apparatus, the upper plate and the lower plate are formed of a dielectric ceramic material.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 개구의 내부에는 상기 플레이트가 거치되는 거치부가 형성되는 것을 특징으로 한다.In the above-described substrate processing apparatus, the opening is formed with a mounting portion on which the plate is mounted.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서 상기 거치부 상에 위치한 상기 플레이트를 고정시키고, 상기 개구를 상기 플레이트에 의해서 밀봉시키는 다수의 고정대를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a plurality of fixing tables for fixing the plate positioned on the mounting portion and sealing the opening by the plate in the substrate processing apparatus.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 자기장 발생장치는, 상기 개구를 밀봉하고 삽입홀을 가지는 플레이트; 상기 삽입홀의 내부에 설치되고 튜브형태의 전자석; 상기 전자석을 다수의 턴으로 감싸는 도선; 및 상기 도선과 연결되는 직류전원;을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the above-described substrate processing apparatus, the magnetic field generating device may include: a plate having an opening and sealing the opening; An electromagnet disposed inside the insertion hole and in the form of a tube; A conductor surrounding the electromagnet in a plurality of turns; And a direct current power source connected to the lead wire.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 개구는 상기 리드의 상기 주변부에 다수 설치되고, 상기 자기장 발생장치는, 다수의 상기 개구를 밀봉하고 삽입홀을 가지는 다수의 플레이트; 상기 다수의 플레이트 각각의 상기 삽입홀의 내부 설치되는 튜브형태의 다수의 전자석; 상기 다수의 전자석 각각을 다수의 턴으로 감싸는 다수의 도선;을 포함하고, 상기 다수의 도선은 하나의 상기 직류전원에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus, a plurality of openings are provided in the peripheral portion of the lead, and the magnetic field generating device includes: a plurality of plates sealing the plurality of openings and having insertion holes; A plurality of electromagnets in the form of tubes provided inside the insertion holes of each of the plurality of plates; And a plurality of conductors surrounding each of the plurality of electromagnets in a plurality of turns, wherein the plurality of conductors are connected in parallel to one DC power source.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 전자석은 사각형의 단면을 가지는 것을 특징으로 한다.In the above substrate processing apparatus, the electromagnet is characterized by having a rectangular cross section.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 전자석은 제 1 파트와 상기 제 1 파트에서 수직으로 연장되는 제 2 파트를 포함하는 엘보우 형태로 제작되는 것을 특징으로 한다.In the above-described substrate processing apparatus, the electromagnet is manufactured in an elbow shape including a first part and a second part extending perpendicularly to the first part.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 자기장 발생장치는 상기 전자석에 상기 도선을 인접하게 위치시키는 도선 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the above-described substrate processing apparatus, the magnetic field generating device may include a wire fixing portion for positioning the conductive wire adjacent to the electromagnet.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 도선 고정부는, 상기 전자석의 상하면 및 양측면을 감싸는 연포부; 및 상기 전자석의 상기 양측면과 대응되는 상기 연포부에 설치되고 상기 도선이 통과하는 다수의 통과부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the above-described substrate processing apparatus, the lead wire fixing portion may include: a burner portion surrounding the upper and lower surfaces and both side surfaces of the electromagnet; And a plurality of passing portions provided in the burner portion corresponding to the both side surfaces of the electromagnet and through which the lead wire passes.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 다수의 플라즈마 소스전극은 서로 평행하게 등간격으로 배열되고 상기 RF전원과 병렬로 연결된 것을 특징으로 한다.In the above substrate processing apparatus, the plurality of plasma source electrodes are arranged at equal intervals in parallel with each other and are connected in parallel with the RF power source.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 리드와 상기 다수의 플라즈마 소스전극 각각의 사이에 설치된 다수의 절연판을 포함하는 것을 특징으로 한다.The above substrate processing apparatus may further include a plurality of insulating plates provided between the leads and the plurality of plasma source electrodes, respectively.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 자기장 발생장치는 상기 다수의 플라즈마 소스전극이 형성되지 않은 상기 리드의 주변부에 설치되는 것을 특징으로 한다.In the above-described substrate processing apparatus, the magnetic field generator may be installed at a peripheral portion of the lead where the plurality of plasma source electrodes are not formed.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 자기장 발생장치는 상기 리드의 모서리와 대응되는 상기 리드의 주변부에 설치되는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus as described above, the magnetic field generating device is provided at a peripheral portion of the lead corresponding to the edge of the lead.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 플라즈마 소스전극과 상기 RF전원을 연결하는 피딩라인을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.The substrate processing apparatus may further include a feeding line connecting the plasma source electrode and the RF power source.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 피딩라인은, 상기 다수의 플라즈마 소스전극 각각을 연결하는 다수의 서브 피딩라인; 및 상기 다수의 서브 피딩라인을 상기 RF전원에 연결하는 메인 서브 피딩라인;을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the above-described substrate processing apparatus, the feeding line may include: a plurality of sub-feeding lines connecting the plurality of plasma source electrodes; And a main sub-feeding line connecting the plurality of sub-feeding lines to the RF power source.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 반응공간에 공정가스를 공급하는 가스분사수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The above substrate processing apparatus may further include gas injection means for supplying a process gas to the reaction space.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 가스분사수단은 상기 다수의 플라즈마 소스전극 사이의 상기 리드에 설치되는 다수의 제 1 가스분사수단과 상기 다수의 플라즈마 소스전극 각각에 설치되는 다수의 제 2 가스분사수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the above-described substrate processing apparatus, the gas injection means may include a plurality of first gas injection means provided on the leads between the plurality of plasma source electrodes, and a plurality of second gas injection means provided on each of the plurality of plasma source electrodes And an injection means.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 다수의 제 1 가스분사수단 각각은, 상기 리드에 통하여 인입되는 가스유입관; 상기 리드 내부에 형성되고 상기 가스유입관과 연통되는 수용공간; 상기 수용공간의 하부에 위치하고, 상기 공정가스를 상기 반응공간에 분사하는 가스분배판;을 포함하는 것을 특징으로 힌다.In the above-described substrate processing apparatus, each of the plurality of first gas injection means may include: a gas inflow tube drawn through the lead; A receiving space formed inside the lead and communicating with the gas inlet pipe; And a gas distribution plate positioned below the accommodation space and injecting the process gas into the reaction space.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 제 2 가스분사수단은, 상기 리드 및 상기 다수의 플라즈마 소스전극 각각을 통하여 인입되는 가스유입관; 상기 다수의 플라즈마 소스전극 각각의 내부에 형성되고 상기 가스유입관과 연통되는 수용공간; 상기 수용공간의 하부에 위치하고, 상기 공정가스를 상기 반응공간에 분사하는 가스분배판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the above-described substrate processing apparatus, the second gas injection means may include a gas inlet pipe through which the lead and the plurality of plasma source electrodes enter, respectively; A receiving space formed inside each of the plurality of plasma source electrodes and communicating with the gas inlet tube; And a gas distribution plate disposed below the accommodation space and injecting the process gas into the reaction space.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 리드의 상부에 상기 피딩라인을 수용하기 위한 밀폐공간을 제공하는 하우징; 및 상기 하우징에 설치되는 냉각장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the above substrate processing apparatus, a housing may be provided on the top of the lead to provide a sealed space for accommodating the feeding line. And a cooling device installed in the housing.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 냉각장치는, 상기 하우징의 측면에 설치되는 다수의 환풍구; 및 상기 다수의 환풍구 각각에 설치되는 다수의 팬;을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the above-described substrate processing apparatus, the cooling device may include: a plurality of vents provided on a side surface of the housing; And a plurality of fans installed in each of the plurality of ventilation holes.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 공정챔버 및 상기 기판안치수단은 플라즈마 접지전극으로 사용되는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus as described above, the process chamber and the substrate holding means are used as a plasma ground electrode.

본 발명은, RF파 파장보다 작은 크기를 가지는 다수의 플라즈마 소스전극을 구비하여, 정상파 효과를 극복하고, 공정챔버의 주변부에 설치된 자기장 발생장치에 의해 반응공간의 주변부에서 플라즈마 밀도를 보상하여, 플라즈마 밀도의 불균일성을 개선할 수 있다. 전자기장을 균일하게 분포시킴으로써, 박막증착 또는 박막식각의 균일도를 개선할 수 있다.The present invention has a plurality of plasma source electrodes having a size smaller than the RF wave wavelength so as to overcome the standing wave effect and to compensate the plasma density at the peripheral portion of the reaction space by a magnetic field generating device installed in the peripheral part of the process chamber, The nonuniformity of the density can be improved. By uniformly distributing the electromagnetic field, uniformity of thin film deposition or thin film etching can be improved.

도 1은 종래기술에 따른 기판처리장치의 개략도
도 2는 종래기술에 따른 다수의 피딩라인과 연결된 후방 플레이트의 사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 개략도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 전극 및 자기장 발생장치의 배치도
도 5는 도 3의 A에 대한 확대 단면도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자기장 발생장치의 분해 사시도
도 7a는 도 3의 B에 대한 확대 단면도
도 7b는 도 3의 C에 대한 확대 단면도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 하우징의 사시도
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자기장 발생장치의 분해 사시도
도 10은 제 2 실시예에 따른 자기장 발생장치의 단면도
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 자기장 발생장치의 분해 사시도
도 12는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 도선 고정부의 사시도
도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플라즈마 소스전극 및 자기장 발생장치의 배치도1 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to the prior art;
2 is a perspective view of a rear plate connected with a plurality of feeding lines according to the prior art;
3 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention
4 is a layout diagram of a plasma electrode and a magnetic field generator according to an embodiment of the present invention.
5 is an enlarged cross-sectional view taken along line A of Fig.
6 is an exploded perspective view of the magnetic field generating apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7A is an enlarged cross-sectional view of FIG. 3B; FIG.
Fig. 7B is an enlarged cross-sectional view of Fig. 3C
8 is a perspective view of a housing according to an embodiment of the present invention.
9 is an exploded perspective view of the magnetic field generating apparatus according to the second embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view of the magnetic field generating device according to the second embodiment
11 is an exploded perspective view of a magnetic field generating apparatus according to a third embodiment of the present invention.
12 is a perspective view of a wire fixing portion according to a third embodiment of the present invention.
13 is a layout diagram of a plasma source electrode and a magnetic field generating apparatus according to a third embodiment of the present invention

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

제 1 실시예First Embodiment

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판처리장치의 개략도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 전극 및 자기장 발생장치의 배치도이고, 도 5는 도 3의 A에 대한 확대 단면도이고, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자기장 발생장치의 분해 사시도이고, 도 7a는 도 3의 B에 대한 확대 단면도이고, 도 7b는 도 3의 C에 대한 확대 단면도이고, 도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하우징의 사시도이다.FIG. 3 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 4 is a layout diagram of a plasma electrode and a magnetic field generating apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 5 is a cross- Fig. 6 is an exploded perspective view of the magnetic field generator according to the first embodiment of the present invention, Fig. 7A is an enlarged sectional view of Fig. 3B, Fig. 7B is an enlarged sectional view of Fig. 8 is a perspective view of a housing according to a first embodiment of the present invention.

도 3과 같이, 축전결합 플라즈마 방식을 이용한 기판처리장치(110)는 리드(112a)와 몸체(112b)의 결합에 의해 반응공간이 제공되는 공정챔버(112), 공정챔버(112)의 내부와 대응되는 리드(112a)의 표면에 설치되는 다수의 플라즈마 소스전극(114), 리드(112a)의 주변부에 설치되는 자기장 발생장치(120), 공정챔버(112)의 외부와 대응되는 리드(112a) 상부에 설치되고 다수의 플라즈마 소스전극(114) 각각과 연결되는 피딩라인(118), 다수의 플라즈마 소스전극(114) 또는 다수의 플라즈마 소스전극(114) 사이의 리드(112a)에 설치되는 가스분사수단(124), 및 기판(121)이 안치되고 플라즈마 접지전극으로 사용되는 기판안치수단(122)을 포함하여 구성된다.3, the substrate processing apparatus 110 using the capacitive coupling plasma method includes a process chamber 112 in which a reaction space is provided by coupling of a lead 112a and a body 112b, A plurality of plasma source electrodes 114 provided on the surface of the corresponding leads 112a, a magnetic field generating device 120 provided on the periphery of the leads 112a, leads 112a corresponding to the outside of the process chamber 112, A plurality of plasma source electrodes 114 and a plurality of plasma source electrodes 114. The plasma source electrodes 114 and the plasma source electrodes 114 are connected to the plasma source electrodes 114, Means 124, and substrate seating means 122, on which the substrate 121 is placed and used as a plasma ground electrode.

기판처리장치(110)는 공정챔버(112)의 외부와 대응되는 리드(112a)의 상부에 위치하고, 피딩라인(118)을 수용하기 위한 하우징(136), 기판(121)을 반입 및 반출시키기 위한 출입구(130), 반응공간의 반응가스 및 부산물을 배출하기 위한 배기구(132), 및 기판(120) 상부의 주변부에 박막이 증착되거나 박막이 식각되는 것을 방지하기 위한 에지 프레임(134)을 더욱 포함하여 구성될 수 있다.The substrate processing apparatus 110 is disposed above the lid 112a corresponding to the outside of the process chamber 112 and includes a housing 136 for receiving the feeding line 118, An exhaust port 132 for discharging reaction gas and by-products in the reaction space, and an edge frame 134 for preventing a thin film from being deposited on the peripheral portion of the substrate 120 or etching the thin film, .

에지 프레임(134)은 기판(121) 상부의 주변부에서 공정챔버(112)의 내벽 근처까지 연장된다. 에지 프레임(134)은 전기적으로 부유상태(foating state)를 유지한다. 피딩라인(118)은 다수의 플라즈마 소스전극(114) 각각과 연결되는 다수의 서브 피딩라인(118a)과 다수의 서브 피딩라인(118a)을 RF전원(126)과 연결시키는 메인 피딩라인(118b)으로 구성된다.The edge frame 134 extends near the inner wall of the process chamber 112 at the periphery of the upper portion of the substrate 121. The edge frame 134 maintains an electrically floating state. The feeding line 118 includes a plurality of subfeeding lines 118a connected to each of the plurality of plasma source electrodes 114 and a main feeding line 118b connecting the plurality of subfeeding lines 118a to the RF power supply 126. [ .

다수의 플라즈마 소스전극(114) 각각과 리드(112a) 사이에는 전기적 절연을 위한 다수의 절연판(116)이 설치된다. 공정챔버(112)의 내부와 대응되는 리드(112a)와 직접적으로 밀착하는 다수의 절연판(116)과 다수의 절연판(116) 각각에 직접적으로 밀착하는 다수의 플라즈마 소스전극(114)을 별도로 도시하지 않았지만, 볼트와 같은 체결수단으로 체결한다.A plurality of insulating plates 116 for electrical insulation are provided between each of the plurality of plasma source electrodes 114 and the leads 112a. A plurality of insulating plates 116 directly contacting the leads 112a corresponding to the inside of the process chamber 112 and a plurality of plasma source electrodes 114 directly contacting each of the plurality of insulating plates 116 are separately shown However, it is fastened with a fastening means such as a bolt.

기판처리장치(110)에서 RF전원(126)이 인가되는 다수의 플라즈마 소스전극(114)에 대하여, 접지되는 리드(112a), 몸체(112b) 및 기판안치수단(122)은 플라즈마 접지전극으로 사용된다. 리드(112a), 몸체(112b) 및 기판안치수단(122)은 알루미늄 또는 스테인레스 스틸과 같은 금속재질을 사용하여 제작하고, 절연판(116)은 세라믹 재질을 사용하여 제작한다.The lead 112a, the body 112b and the substrate seating means 122 to be grounded are used as a plasma ground electrode with respect to a plurality of plasma source electrodes 114 to which the RF power source 126 is applied in the substrate processing apparatus 110 do. The lead 112a, the body 112b and the substrate seating means 122 are made of a metal such as aluminum or stainless steel and the insulating plate 116 is made of a ceramic material.

기판안치수단(122)은 기판(121)이 안치되고 기판(121)보다 넓은 면적을 가지는 기판지지판(122a)과 기판지지판(122a)을 승강 및 하강시키는 샤프트(122b)를 포함하여 구성된다. 기판처리장치(110)에서, 기판안치수단(122)은 공정챔버(112)와 동일하게 접지된다. 그러나, 도면에서 도시하지 않았지만, 기판처리공정의 조건에 따라 기판안치수단(122)에 별도의 RF전원이 인가되거나, 전기적으로 부유(floating) 상태를 유지할 수 있다.The substrate holding means 122 includes a substrate support plate 122a having a substrate 121 and an area larger than the substrate 121 and a shaft 122b for lifting and lowering the substrate support plate 122a. In the substrate processing apparatus 110, the substrate holding means 122 is grounded in the same manner as the process chamber 112. However, although not shown in the drawing, a separate RF power source may be applied to the substrate placing means 122 according to the conditions of the substrate processing process, or an electrically floating state may be maintained.

기판처리장치(110)에서, 정상파 효과를 방지하기 위하여, RF파의 파장과 비교하여 작은 크기를 가지는 다수의 플라즈마 소스전극(114)을 배열한다. 다수의 플라즈마 전극(114)에 의해, 정상파 효과를 방지하여, 반응공간에서 균일한 플라즈마 밀도를 유지할 수 있다.In the substrate processing apparatus 110, in order to prevent a standing wave effect, a plurality of plasma source electrodes 114 having a small size in comparison with the wavelength of an RF wave are arranged. By the plurality of plasma electrodes 114, the standing wave effect can be prevented and a uniform plasma density can be maintained in the reaction space.

도 3 및 도 4와 같이 다수의 플라즈마 소스전극(114)을 RF전원(126)과 병렬로 연결시키고, 다수의 플라즈마 소스전극(114)과 RF전원(126) 사이에는 임피던스 정합을 위한 매처(128)가 설치된다. RF 전원(126)은 플라즈마 발생효율이 좋은 20 내지 50 MHz 대역의 초고주파(very high frequency: VHF)을 사용할 수 있다.3 and 4, a plurality of plasma source electrodes 114 are connected in parallel to the RF power source 126. Between the plurality of plasma source electrodes 114 and the RF power source 126, a matcher 128 for impedance matching Is installed. The RF power source 126 may use a very high frequency (VHF) band of 20 to 50 MHz, which has a good plasma generation efficiency.

리드(112a)는 장방형 형태이고, 다수의 플라즈마 소스전극(114) 각각은 장축과 단축을 가진 스트라이프(stripe) 형태로 제작되고, 서로 동일한 간격으로 평행하게 이격된다. 다수의 서브 피딩라인(118a) 각각은, 다수의 플라즈마 소스전극(114) 각각의 양단부에서 연결되거나 또는 도면에서 도시하지 않았지만 다수의 플라즈마 소스전극(114)의 중앙부에서 연결될 수 있다.The leads 112a are in a rectangular shape, and each of the plurality of plasma source electrodes 114 is formed in a stripe shape having a long axis and a short axis, and are spaced apart in parallel at equal intervals. Each of the plurality of sub-feeding lines 118a may be connected at both ends of each of the plurality of plasma source electrodes 114 or at a central portion of the plurality of plasma source electrodes 114, though not shown in the figure.

도 4와 같이, 자기장 발생장치(120)는 리드(112a)에서 다수의 플라즈마 소스전극(114)이 형성되지 않은 4 개의 주변부에 각각 설치될 수 있다. 자기장 발생장치(120)는 리드(112a)의 형태에 따라 리드(112a)의 주변부에 다양한 형태로 배열할 수 있다. 4 개의 자기장 발생장치(120)은 직류전원(190)에 병렬로 연결된다.As shown in FIG. 4, the magnetic field generator 120 may be installed at four peripheral portions of the lead 112a where a plurality of plasma source electrodes 114 are not formed. The magnetic field generating device 120 may be arranged in various forms on the periphery of the lead 112a depending on the shape of the lead 112a. The four magnetic field generators 120 are connected in parallel to the DC power supply 190.

도 5는 도 3의 A을 확대한 리드(112a) 및 자기장 발생장치(120)의 단면도이고, 도 5와 같이, 다수의 플라즈마 소스전극(114)이 형성되지 않은 리드(112a)의 주변부에 다수의 개구(160)가 형성된다. 다수의 개구(160) 각각의 내부에는 자기장 발생장치(120)가 거치되는 거치부(162)가 설치된다.5 is a cross-sectional view of the lead 112a and the magnetic field generating device 120 enlarged in FIG. 3. As shown in FIG. 5, in the periphery of the lead 112a where a plurality of plasma source electrodes 114 are not formed, An opening 160 is formed. In each of the plurality of openings 160, a mounting portion 162 for mounting the magnetic field generating device 120 is installed.

도 5 및 도 6과 같이, 자기장 발생장치(120)는, 절연재질로 형성되는 플레이트(142), 플레이트(142)를 횡축으로 관통하는 삽입홀(144), 삽입홀(144)의 내부에 설치되고 직류전원(190)과 연결되는 도선(146), 삽입홀(144)의 내부에 설치되고 도선(146)을 감싸는 반원형의 단면을 가지는 전자석(148), 삽입홀(114)의 양단부에서 도선(146)을 고정시키는 지지부(150), 도선(146)에 양단에 연결되어 전류를 인가하는 직류전원(190)을 포함하여 구성된다.5 and 6, the magnetic field generating apparatus 120 includes a plate 142 formed of an insulating material, an insertion hole 144 penetrating the plate 142 in the horizontal direction, An electromagnet 148 disposed inside the insertion hole 144 and having a semicircular cross section to enclose the lead 146 and a lead wire 146 at both ends of the lead- And a DC power supply 190 connected to both ends of the wire 146 to apply a current thereto.

플레이트(142)는 일체형으로 형성될 수 있지만, 가공을 용이하게 하기 위하여 상부 및 하부 플레이트(142a, 142b)로 구성할 수 있다. 상부 플레이트(142a)의 하부에는 반원형의 전자석(148)을 수용할 수 있는 반원형의 단면을 가지는 제 1 그루브(144a)가 형성되고, 하부 플레이트(142b)의 상부에는 도선(146)을 수용할 수 있는 반원형의 단면을 가지는 제 2 그루브(144b)가 형성된다.The plate 142 may be integrally formed, but may be composed of upper and lower plates 142a and 142b to facilitate processing. A first groove 144a having a semicircular cross section capable of accommodating a semicircular electromagnet 148 is formed in the lower portion of the upper plate 142a and a first groove 144a is formed in the upper portion of the lower plate 142b to accommodate the lead 146 A second groove 144b having a semicircular cross section is formed.

제 1 그루브(144a)의 제 1 너비는 제 2 그루브(144b)의 제 2 너비보다 크다. 따라서, 상부 및 하부 플레이트(142a, 142b)가 결합되었을 때, 반원형의 단면을 가지는 전자석(148)은 제 2 그루브(144b)와 인접한 하부 플레이트(142b)에 의해 지지된다.The first width of the first groove 144a is greater than the second width of the second groove 144b. Thus, when the upper and lower plates 142a and 142b are engaged, the electromagnet 148 having a semicircular cross section is supported by the lower plate 142b adjacent to the second groove 144b.

플레이트(142)를 상부 및 하부 플레이트(142a, 142b)를 포함하여 구성하는 경우, 도선(146)을 지지하는 지지부(150)는 상부 플레이트(142a)의 제 1 그루브(144a)에 수용되는 상부 지지부(150a)와 하부 플레이트(142b)의 제 2 그루브(144b)에 수용되는 하부 지지부(150b)를 포함하여 구성된다. 제 1 그루브(144a)의 제 1 너비는 제 2 그루브(144b)의 제 2 너비보다 크기 때문에, 상부 지지부(150a)은 하부 지지부(150b)보다 큰 너비를 가질 수 있다.When the plate 142 is configured to include the upper and lower plates 142a and 142b, the support 150 that supports the lead 146 is supported by the upper support 142a, which is received in the first groove 144a of the upper plate 142a, And a lower support 150b received in the second groove 144b of the lower plate 142b. Since the first width of the first groove 144a is larger than the second width of the second groove 144b, the upper support 150a may have a larger width than the lower support 150b.

플레이트(142)는 절연재질로서 세라믹으로 형성될 수 있다. 플레이트(142)가 상부 및 하부 플레이트(142a, 142b)로 구성되는 경우, 상부 및 하부 플레이트(142a, 142b)의 결합에 의해 형성되는 삽입홀(144)이 형성된다. 전자석(148)은 일체형으로 형성할 수 있지만, 조립을 용이하게 하기 위하여 다수로 형성할 수 있다.The plate 142 may be formed of ceramic as an insulating material. When the plate 142 is composed of the upper and lower plates 142a and 142b, an insertion hole 144 formed by the engagement of the upper and lower plates 142a and 142b is formed. The electromagnet 148 may be integrally formed, but may be formed in a number of ways to facilitate assembly.

도 5와 같이, 하부 플레이트(142b)의 주변부는 제 1 오링(164a)을 개재하여, 거치부(162) 상에 위치된다. 제 1 오링(164a)은 하부 플레이트(142b)의 주변부를 따라 배열된다. 하부 플레이트(142b) 상에 상부 플레이트(142a)를 위치시키고, 다수의 고정대(166)에 의해 상부 플레이트(142a)와 리드(112a)에 체결하여, 자기장 발생장치(120)를 고정시킴과 동시에 개구(160)를 밀봉시킨다.5, the peripheral portion of the lower plate 142b is positioned on the mounting portion 162 via the first O-ring 164a. The first O-rings 164a are arranged along the periphery of the lower plate 142b. The upper plate 142a is positioned on the lower plate 142b and is fastened to the upper plate 142a and the lid 112a by a plurality of fixing tables 166 to fix the magnetic field generating device 120, (160).

고정대(166)는 상부 플레이트(142a)와 접촉하는 수직 고정부(166a)와 수직 고정부(166a)의 상단에서 수평으로 연장되어 리드(112a) 상에 위치하는 수평 고정부(166b)로 구성된다. 제 1 볼트(168a)를 사용하여 수평 고정부(166a)와 리드(112a)를 체결하면, 체결압력이 수직 고정부(166a)를 통하여 상부 및 하부 플레이트(142a, 142b)에 전달된다. 따라서, 제 1 오링(164a)을 개재하여 플레이트(142)와 거치부(162)는 기밀을 유지할 수 있다.The fixing table 166 is composed of a vertical fixing part 166a contacting with the upper plate 142a and a horizontal fixing part 166b extending horizontally from the upper end of the vertical fixing part 166a and positioned on the lid 112a . When the horizontal fixing portion 166a and the lid 112a are fastened using the first bolt 168a, the fastening pressure is transmitted to the upper and lower plates 142a and 142b through the vertical fixing portion 166a. Therefore, the plate 142 and the mounting portion 162 can be kept air-tight through the first O-ring 164a.

자기장 발생장치(120)를 리드(112a)의 주변부에 4 개를 설치하는 경우, 도 4와 같이, 직류전원(190)과 4 개의 자기장 발생장치(120)를 병렬로 연결할 수 있다. 필요에 따라, 4 개의 자기장 발생장치(120) 각각에 직류전원을 별도로 설치할 수 있다. 또한, 하나의 직류전원(190)을 사용하여 4 개의 자기장 발생장치(120)를 직렬로 연결할 수 있다.When four magnetic field generators 120 are provided on the periphery of the lead 112a, the DC power source 190 and the four magnetic field generators 120 may be connected in parallel as shown in FIG. If necessary, DC power can be separately provided to each of the four magnetic field generators 120. In addition, four magnetic field generators 120 may be connected in series using a single DC power source 190.

도 3의 기판처리장치(110)에서, 다수의 플라즈마 소스전극(114)에 RF전력을 인가하여, 반응공간에서 플라즈마를 발생시켰을 때, 다수의 플라즈마 소스전극(114)에 의해 정상파 효과를 극복하였지만, 여전히 공정챔버(112)의 측벽에 인접한 영역이 공정챔버(112)의 중앙부보다 낮은 플라즈마 밀도를 유지한다. 공정챔버(112)의 측벽과 인접한 반응공간에 중앙부보다 낮은 플라즈마 밀도를 보상하기 위하여 전자기 발생장치(120)를 사용한다.In the substrate processing apparatus 110 of FIG. 3, RF power is applied to a plurality of plasma source electrodes 114 to overcome the standing wave effect by a plurality of plasma source electrodes 114 when a plasma is generated in a reaction space , The region adjacent to the sidewalls of the process chamber 112 still maintains a lower plasma density than the central portion of the process chamber 112. An electromagnetic generator 120 is used to compensate for a lower plasma density in the reaction space adjacent to the sidewalls of the process chamber 112 than in the middle.

다수의 플라즈마 소스전극(114)에 RF전력을 인가함과 동시에, 자기장 발생장치(120)에 직류전원을 인가하면, 도선(146)과 전자석(148)에 의해 발생된 자기장이 세라믹으로 형성된 플레이트(142)를 투과하여 공정챔버(112)의 주변부에 유기되어, 상대적으로 중앙부보다 낮은 주변부의 플라즈마 밀도를 보상한다. 자기장 발생장치(120)에 인가하는 전류의 크기는 실험을 통해서 결정할 수 있다. 다수의 플라즈마 소스전극(114)에 RF전력이 인가되고, 자기장 발생장치(120)에 전류가 인가되면, 가스분사수단(124)을 통하여 공급된 공정가스가 활성화 또는 이온화되어 기판(121)에 공급되어 균일한 기판처리공정을 수행할 수 있다.When RF power is applied to the plurality of plasma source electrodes 114 and DC power is applied to the magnetic field generator 120, the magnetic field generated by the conductor 146 and the electromagnet 148 is applied to the plate 142 to the periphery of the process chamber 112 to compensate for the plasma density at the peripheral portion that is relatively lower than the center portion. The magnitude of the current applied to the magnetic field generator 120 can be determined through experiments. When RF power is applied to a plurality of plasma source electrodes 114 and current is applied to the magnetic field generator 120, the process gas supplied through the gas injector 124 is activated or ionized to be supplied to the substrate 121 So that a uniform substrate processing process can be performed.

도 3과 같이, 다수의 가스분사수단(124)은 다수의 플라즈마 소스전극(114) 사이와 대응되는 리드(112a)에 형성되는 다수의 제 2 가스분사수단(124a)과 다수의 플라즈마 소스전극(114) 각각에 형성되는 다수의 제 1 가스분사수단(124b)을 포함한다.3, the plurality of gas injection means 124 includes a plurality of second gas injection means 124a formed on the leads 112a corresponding to a plurality of plasma source electrodes 114 and a plurality of plasma source electrodes And a plurality of first gas injection means (124b) formed on each of the plurality of first gas injection means (114).

도 7a와 같이, 다수의 제 1 가스분사수단(124a) 각각은, 다수의 플라즈마 소스전극(114) 사이와 대응되는 리드(112a)에 형성된다. 다수의 제 1 가스분사수단(124a) 각각은, 다수의 플라즈마 소스전극(114) 사이의 리드(112a)를 통하여 인입되어 공정가스를 공급하는 제 1 가스공급관(140a), 제 1 가스공급관(140a)과 연통되고 리드(112a)의 내부에 수직방향으로 형성되는 제 1 가스유로(140b), 리드(112a)의 내부에 형성되고 제 1 가스유로(140b)와 연결되어 공정가스를 수용하는 제 1 수용공간(140c) 및 제 1 수용공간(140c)의 하부에 위치하고 공정가스를 반응공간에 분사하기 위한 제 1 가스분배판(140d)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 7A, each of the plurality of first gas injection means 124a is formed in the corresponding lead 112a between the plurality of plasma source electrodes 114. In FIG. Each of the plurality of first gas injection means 124a includes a first gas supply pipe 140a that is drawn through a lead 112a between a plurality of plasma source electrodes 114 to supply a process gas, a first gas supply pipe 140a A first gas passage 140b formed in the interior of the lid 112a and communicating with the first gas passage 140b to communicate with the first gas passage 140b, And a first gas distribution plate 140d positioned below the accommodation space 140c and the first accommodation space 140c and injecting the process gas into the reaction space.

제 1 가스공급관(140a)과 제 1 가스유로(140b)가 기밀을 유지하면서 연통될 수 있도록, 제 2 오링(164b)을 개재하여 제 1 기밀판(180a)과 리드(112a)를 제 2 볼트(168b)를 사용하여 체결한다. 제 1 가스분배판(140d)은 제 1 수용공간(140c)의 하부에 설치되는 다수의 제 1 분사구(154a)를 포함한다. 리드(112a)에는 제 1 수용공간(140c)의 주변부에서 확장된 제 1 함몰부(156a)가 형성되고, 제 1 함몰부(156a)에 제 1 가스분배판(140d)의 주변부가 인입되어 제 3 볼트(168c)에 의해 리드(112a)와 체결된다.The first airtight plate 180a and the lid 112a are connected to the second bolt 160a via the second O-ring 164b so that the first gas supply pipe 140a and the first gas flow path 140b can communicate with each other while keeping air- (168b). The first gas distribution plate 140d includes a plurality of first injection openings 154a provided at a lower portion of the first accommodation space 140c. A first depression 156a extending from a peripheral portion of the first accommodating space 140c is formed in the lead 112a and a peripheral portion of the first gas distributing plate 140d is introduced into the first depressed portion 156a, And is fastened to the lead 112a by the three bolts 168c.

리드(112a)가 알루미늄과 같은 금속으로 제작되어 있기 때문에, 제 1 가스공급관(140a)과 리드(112a)의 접촉지점에서 플라즈마가 방전될 수 있다. 플라즈마의 방전을 방지하기 위해, 제 1 가스공급관(140a)과 연결되는 제 1 가스유로(140b)에 세라믹 계통의 튜브로 만들어진 제 1 절연관(170a)을 삽입시킬 수 있다. 다수의 제 1 가스공급관(140a)은 리드(112a)의 상부에 위치한 제 1 운송관(도시하지 않음)을 통하여 공정가스 공급원(도시하지 않음)과 연결된다.Since the lead 112a is made of metal such as aluminum, the plasma can be discharged at the point of contact between the first gas supply pipe 140a and the lead 112a. In order to prevent the discharge of the plasma, the first circulation pipe 170a made of ceramic-based tube may be inserted into the first gas flow path 140b connected to the first gas supply pipe 140a. A plurality of first gas supply pipes 140a are connected to a process gas supply source (not shown) via a first transfer pipe (not shown) located at the top of the leads 112a.

도 7b와 같이, 다수의 제 2 가스분사수단(124b) 각각은, 다수의 플라즈마 소스전극(114)에 형성된다. 다수의 제 1 가스분사수단(124a) 각각은, 리드(112a), 절연판(116), 및 플라즈마 소스전극(114)을 통하여 인입되어 공정가스를 공급하는 제 2 가스공급관(141a), 제 2 가스공급관(141a)과 연통되고 플라즈마 소스전극(114)의 내부에 수직방향으로 형성되는 제 2 가스유로(141b), 플라즈마 소스전극(114)의 내부에 형성되고 제 2 가스유로(141b)와 연결되어 공정가스를 수용하는 제 2 수용공간(141c) 및 제 2 수용공간(141c)의 하부에 위치하고 공정가스를 반응공간에 분사하기 위한 제 2 가스분배판(141d)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 7B, each of the plurality of second gas injecting means 124b is formed in a plurality of plasma source electrodes 114. FIG. Each of the plurality of first gas injection means 124a includes a second gas supply pipe 141a that is led through the lead 112a, the insulating plate 116, and the plasma source electrode 114 to supply the process gas, A second gas flow path 141b communicating with the supply pipe 141a and vertically formed inside the plasma source electrode 114, and a second gas flow path 141b formed inside the plasma source electrode 114 and connected to the second gas flow path 141b A second accommodating space 141c for accommodating the process gas and a second gas distribution plate 141d disposed below the second accommodating space 141c and for injecting the process gas into the reaction space.

제 2 가스공급관(141a)과 제 2 가스유로(141b)가 기밀을 유지하면서 연통될 수 있도록, 제 2 오링(164b)을 개재하여 제 2 기밀판(180b)과 리드(112a)를 제 2 볼트(168b)를 사용하여 체결한다. 제 2 가스분배판(141d)은 제 2 수용공간(141c)의 하부에 설치되는 다수의 제 2 분사구(154b)를 포함한다. 플라즈마 소스전극(114)에는 제 2 수용공간(141c)의 주변부에서 확장된 제 2 함몰부(156b)가 형성되고, 제 2 함몰부(156b)에 제 2 가스분배판(141d)의 주변부가 인입되어 제 3 볼트(168c)에 의해 플라즈마 소스전극(114)과 체결된다.The second gas tight plate 180b and the lid 112a are connected to the second bolt 164b via the second O-ring 164b so that the second gas supply pipe 141a and the second gas passage 141b can communicate with each other while keeping the hermeticity. (168b). The second gas distribution plate 141d includes a plurality of second ejection openings 154b provided in a lower portion of the second accommodating space 141c. The plasma source electrode 114 is formed with a second depression 156b extending from the periphery of the second accommodating space 141c and a peripheral portion of the second gas distribution plate 141d is introduced into the second depression 156b, And is fastened to the plasma source electrode 114 by the third bolt 168c.

리드(112a)가 알루미늄과 같은 금속으로 제작되어 있기 때문에, 제 2 가스공급관(141a)과 리드(112a)의 접촉지점에서 플라즈마가 방전될 수 있다. 플라즈마의 방전을 방지하기 위해, 제 2 가스공급관(141a)에 세라믹 계통의 튜브로 만들어진 제 2 절연관(170b)을 삽입시킬 수 있다. 다수의 제 2 가스공급관(140b)은 리드(112a)의 상부에 위치한 제 2 운송관(도시하지 않음)을 통하여 제 2 공정가스 공급원(도시하지 않음)과 연결된다.Since the lead 112a is made of a metal such as aluminum, the plasma can be discharged at the point of contact between the second gas supply pipe 141a and the lead 112a. In order to prevent the discharge of the plasma, the second circulation pipe 170b made of a ceramic-based tube can be inserted into the second gas supply pipe 141a. A plurality of second gas supply pipes 140b are connected to a second process gas supply source (not shown) through a second transfer pipe (not shown) located at the top of the leads 112a.

도 3의 기판처리장치(110)에서, 다수의 플라즈마 소스전극(114) 또는 다수의 플라즈마 소스전극(114) 사이와 대응하는 리드(112a) 중 하나에만 다수의 가스분사수단(124)이 설치할 수 있다.In the substrate processing apparatus 110 of FIG. 3, a plurality of gas injection means 124 can be installed only in one of the plurality of plasma source electrodes 114 or between the plurality of plasma source electrodes 114 and the corresponding leads 112a have.

도 3의 기판처리장치(110)에서, RF전력이 인가되는 리드(112a) 상에 형성된 피딩라인(118)에서 열이 발생되어 하우징(136)의 내부에 축적되기 때문에, 하우징(136)의 내부를 냉각시켜야 한다. 따라서, 도 8과 같이, 하우징(136)에 다수의 통풍구(138)와 다수의 통풍구(138) 각각에 설치된 다수의 팬(158)을 포함하는 냉각장치를 설치한다. 다수의 통풍구(138) 및 팬(158)을 포함한 냉각장치에 외에 다양한 방법으로 하우징(136)의 내부를 냉각시킬 수 있다. In the substrate processing apparatus 110 of FIG. 3, heat is generated in the feeding line 118 formed on the lead 112a to which the RF power is applied and is accumulated in the housing 136, . Accordingly, as shown in FIG. 8, the housing 136 is provided with a cooling device including a plurality of ventilation holes 138 and a plurality of fans 158 installed in the plurality of ventilation holes 138, respectively. The interior of the housing 136 can be cooled in various ways in addition to the cooling device including the plurality of ventilation holes 138 and the fan 158. [

제 2 실시예Second Embodiment

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자기장 발생장치의 분해 사시도이고, 도 10은 제 2 실시예에 따른 자기장 발생장치의 단면도이다. 제 2 실시예를 설명함에 있어, 제 1 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용한다.FIG. 9 is an exploded perspective view of a magnetic field generating apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a sectional view of a magnetic field generating apparatus according to the second embodiment. In describing the second embodiment, the same reference numerals are used for the same components as in the first embodiment.

도 9의 자기장 발생장치(220)는, 절연재질로 형성되는 플레이트(242), 플레이트(242)를 횡축으로 관통하는 삽입홀(214), 삽입홀(214)의 내부에 설치되고 전자석(248), 전자석(248)을 다수의 턴(turn)으로 감싸는 도선(246), 삽입홀(214)의 양단부에서 전자석(248)을 고정시키는 지지부(250), 도선(246)에 양단에 연결되어 전류를 인가하는 직류전원(290)을 포함하여 구성된다.9 includes a plate 242 formed of an insulating material, an insertion hole 214 penetrating through the plate 242 in the horizontal axis, an electromagnet 248 disposed inside the insertion hole 214, A supporting member 250 for fixing the electromagnet 248 at both ends of the insertion hole 214 and a connecting member 250 connected to the both ends of the electromagnet 248 in a plurality of turns, And a DC power supply 290 to which the DC power is applied.

전자석(248)은 내부에 동공부(252)를 가지는 사각형 형태의 튜브로 제작되고, 삽입홀(214)과 평행하게 배열된다. 도선(246)은 플레이트(242)의 횡축 방향과 평행하도록 전자석(248)의 측면을 다수의 턴으로 감싼다. 전자석(248)을 지지하는 지지부(250)는 상부 지지부(250a)와 하부 지지부(250b)를 포함하여 구성할 수 있다.The electromagnet 248 is made of a quadrangular tube having a pinhole 252 therein and is arranged in parallel with the insertion hole 214. The conductor 246 surrounds the side of the electromagnet 248 with a plurality of turns so as to be parallel to the transverse direction of the plate 242. The support portion 250 supporting the electromagnet 248 may include an upper support portion 250a and a lower support portion 250b.

플레이트(242)는 일체형으로 형성될 수 있지만, 가공을 용이하게 하기 위하여 상부 및 하부 플레이트(242a, 242b)로 구성할 수 있다. 플레이트(242)는 절연재질로서 세라믹으로 형성될 수 있다. 플레이트(242)가 상부 및 하부 플레이트(242a, 242b)로 구성되는 경우, 상부 및 하부 플레이트(242a, 242b)의 결합에 의해 형성되는 삽입홀(244)이 형성된다.The plate 242 may be integrally formed, but may be constructed of upper and lower plates 242a and 242b to facilitate processing. The plate 242 may be formed of ceramic as an insulating material. When the plate 242 is composed of the upper and lower plates 242a and 242b, an insertion hole 244 formed by the engagement of the upper and lower plates 242a and 242b is formed.

도 10과 같이, 하부 플레이트(242b)의 주변부는 제 1 오링(164a)을 개재하여, 거치부(162) 상에 위치된다. 제 1 오링(164a)은 하부 플레이트(242b)의 주변부를 따라 배열된다. 하부 플레이트(242b) 상에 상부 플레이트(242a)를 위치시키고, 다수의 고정대(166)에 의해 상부 플레이트(242a)와 리드(112a)에 체결하여, 자기장 발생장치(120)를 고정시킴과 동시에 개구(160)를 밀봉시킨다.10, the peripheral portion of the lower plate 242b is positioned on the mounting portion 162 via the first O-ring 164a. The first O-ring 164a is arranged along the periphery of the lower plate 242b. The upper plate 242a is placed on the lower plate 242b and the upper plate 242a and the lid 112a are fastened by a plurality of fixing tables 166 to fix the magnetic field generating device 120, (160).

고정대(166)는 상부 플레이트(242a)와 접촉하는 수직 고정부(166a)와 수직 고정부(166a)의 상단에서 수평으로 연장되어 리드(112a) 상에 위치하는 수평 고정부(166b)로 구성된다. 제 1 볼트(168a)를 사용하여 수평 고정부(166a)와 리드(112a)를 체결하면, 체결압력이 수직 고정부(166a)를 통하여 상부 및 하부 플레이트(242a, 242b)에 전달된다. 따라서, 제 1 오링(164a)을 개재하여 플레이트(242)와 거치부(162)는 기밀을 유지할 수 있다.The fixing table 166 includes a vertical fixing portion 166a contacting with the upper plate 242a and a horizontal fixing portion 166b extending horizontally from the upper end of the vertical fixing portion 166a and positioned on the lid 112a . When the horizontal fixing portion 166a and the lid 112a are fastened using the first bolt 168a, the fastening pressure is transmitted to the upper and lower plates 242a and 242b through the vertical fixing portion 166a. Therefore, the plate 242 and the mounting portion 162 can be kept air-tight through the first O-ring 164a.

제 3 실시예Third Embodiment

도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 자기장 발생장치의 분해 사시도이고, 도 12는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 도선 고정부의 사시도이고, 도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플라즈마 소스전극 및 자기장 발생장치의 배치도이다. 제 3 실시예를 설명함에 있어, 제 1 및 제 2 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용한다.12 is a perspective view of a wire fixing unit according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a perspective view of a third embodiment of the magnetic field generating apparatus according to the third embodiment of the present invention. Fig. 2 is a layout diagram of a plasma source electrode and a magnetic field generating device according to the present invention; In describing the third embodiment, the same reference numerals are used for the same components as in the first and second embodiments.

도 11의 자기장 발생장치(320)는, 절연재질로 형성되는 플레이트(342), 플레이트(342)를 횡축으로 관통하는 삽입홀(314), 삽입홀(314)의 내부에 설치되고 전자석(348), 전자석(348)을 다수의 턴(turn)으로 감싸는 도선(346), 삽입홀(314)의 양단부에서 전자석(348)을 고정시키는 지지부(350), 도선(346)을 전자석(348)에 인접하게 위치시키는 도선 고정부(364), 및 도선(346)에 양단에 연결되어 전류를 인가하는 직류전원(390)을 포함하여 구성된다.11 includes a plate 342 formed of an insulating material, an insertion hole 314 penetrating through the plate 342 in the horizontal axis, an electromagnet 348 disposed inside the insertion hole 314, A supporting member 350 for fixing the electromagnet 348 at both ends of the insertion hole 314 and a conductive member 346 for connecting the conductive member 346 to the electromagnet 348 in a plurality of turns, And a direct current power supply 390 connected to both ends of the lead wire 346 for applying current.

전자석(348)은 내부에 동공부(352)를 가진다. 전자석(348)은 제 1 파트(348a)와 제 1 파트(348a)의 단부에서 수직으로 연장되는 제 2 파트(348b)를 포함한다. 다시 말하면 전자석(348)은 엘보우(elbow) 형태로 제작된다. 전자석(348)은 제 1 파트(348a) 및 제 2 파트(348b)가 만나서 돌출되는 외측면(360)과 제 1 파트(348a) 및 제 2 파트(348b)가 만나서 함몰되는 내측면(362)을 가진다. 전자석(348)의 외측면(360)은 도선(346)으로 용이하게 감쌀 수 있지만, 전자석(348)의 내측면(362)을 감싸기 어렵다. 따라서, 전자석(348)의 내측면(362)에서 도선(346)을 전자석(348)과 인접하기 위치시키기 위해, 도선 고정부(364)를 설치한다. 플레이트(342)는 전자석(348)과 동일한 엘보우 형태를 취하여 제작된다.The electromagnet 348 has a coin 352 therein. The electromagnet 348 includes a first part 348a and a second part 348b extending vertically at an end of the first part 348a. In other words, the electromagnet 348 is formed in an elbow shape. The electromagnet 348 includes an outer side 360 where the first part 348a and the second part 348b meet and protrude and an inner side 362 where the first part 348a and the second part 348b meet, . The outer surface 360 of the electromagnet 348 can be easily wrapped by the conductor 346 but is difficult to wrap the inner surface 362 of the electromagnet 348. [ The lead wire fixing portion 364 is provided so as to position the lead wire 346 on the inner side surface 362 of the electromagnet 348 adjacent to the electromagnet 348. [ The plate 342 is fabricated in the same elbow shape as the electromagnet 348.

도선 고정부(364)는 도 12와 같이, 전자석(348)의 상하면 및 양측면을 감싸는 연포부(連抱部)(366) 및 전자석(348)의 양측면과 대응되는 연포부(366)에 설치되어 도선(346)이 통과하는 다수의 통과홀(368)을 포함한다. 도선(346)이 연포부(366)의 다수의 통과홀(368)을 통과하기 때문에, 전자석(348)의 내측면에서 도선(346)이 전자석(348)의 측면과 인접하여 위치할 수 있다.12, the wire fixing portion 364 is provided in a combustion holding portion 366 surrounding the upper and lower surfaces and both side surfaces of the electromagnet 348 and a combustion holding portion 366 corresponding to both side surfaces of the electromagnet 348 And includes a plurality of through holes 368 through which the leads 346 pass. The conductor 346 on the inner side of the electromagnet 348 may be located adjacent to the side of the electromagnet 348 because the conductor 346 passes through the plurality of through holes 368 of the combustor 366.

도 13과 같이 다수의 플라즈마 소스전극(114)을 RF전원(126)과 병렬로 연결시키고, 다수의 플라즈마 소스전극(114)과 RF전원(126) 사이에는 임피던스 정합을 위한 매처(128)가 설치된다. 리드(112a)는 장방형 형태이고, 다수의 플라즈마 소스전극(114) 각각은 장축과 단축을 가진 스트라이프(stripe) 형태로 제작되고, 서로 동일한 간격으로 평행하게 이격된다. 자기장 발생장치(320)는 리드(112a)의 모서리와 대응되는 영역에 설치된다. 다수의 모서리와 대응되어 다수로 설치되는 자기장 발생장치(320)는 도 11의 직류전원(390)과 병렬로 연결된다.13, a plurality of plasma source electrodes 114 are connected in parallel to the RF power source 126, and a matcher 128 for impedance matching is installed between the plurality of plasma source electrodes 114 and the RF power source 126 do. The leads 112a are in a rectangular shape, and each of the plurality of plasma source electrodes 114 is formed in a stripe shape having a long axis and a short axis, and are spaced apart in parallel at equal intervals. The magnetic field generator 320 is installed in a region corresponding to the edge of the lead 112a. A plurality of magnetic field generators 320 corresponding to a plurality of corners are connected in parallel with the DC power source 390 of FIG.

112: 공정챔버
114: 플라즈마 소스전극
120: 자기장 발생장치
126: RF전원
122: 기판안치수단112: Process chamber
114: Plasma source electrode
120: magnetic field generator
126: RF power
122: Substrate seating means

Claims (5)

리드와 몸체 결합에 의해 반응공간을 제공하는 공정챔버와;
상기 반응공간에 대응되는 상기 리드의 일면에 설치되는 다수의 플라즈마 소스전극과;
상기 다수의 플라즈마 소스전극이 설치되지 않은 상기 리드의 주변부에 설치되어, 자기장을 유기시키는 자기장 발생장치와;
상기 다수의 플라즈마 소스전극에 전력을 인가하는 RF전원과;
상기 다수의 플라즈마 소스전극 각각에 형성되는 다수의 제 1 가스분사수단과;
상기 다수의 플라즈마 소스전극의 이격된 사이의 상기 리드에 설치되는 다수의 제 2 가스분사수단과;
상기 반응공간에 위치하고, 기판이 안치되는 기판안치수단
을 포함하고,
상기 리드는 장방형으로 구비되며,
상기 다수의 플라즈마 소스전극은 각각 상기 리드의 중앙부에 상기 리드의 장축방향으로 일정한 간격으로 이격되어 배치되며,
상기 자기장 발생장치는,
다수로 구비되고, 각각의 상기 자기장 발생장치는 상기 리드의 모서리와 대응되는 영역에 설치되며, 상기 다수의 플라즈마 소스전극을 둘러싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.A process chamber for providing a reaction space by a combination of a lead and a body;
A plurality of plasma source electrodes provided on one surface of the lead corresponding to the reaction space;
A magnetic field generating device installed at a periphery of the lead where the plurality of plasma source electrodes are not provided, for inducing a magnetic field;
An RF power source for applying power to the plurality of plasma source electrodes;
A plurality of first gas injection means formed on each of the plurality of plasma source electrodes;
A plurality of second gas injection means installed on the leads between the plurality of plasma source electrodes and spaced apart from each other;
And a substrate positioning unit located in the reaction space,
/ RTI >
The lead is provided in a rectangular shape,
Wherein the plurality of plasma source electrodes are spaced apart from each other at a predetermined interval in a longitudinal direction of the lead,
The magnetic field generator comprises:
Wherein each of the magnetic field generating devices is disposed in a region corresponding to an edge of the lead, and is arranged to surround the plurality of plasma source electrodes. 제 1 항에 있어서,
상기 자기장 발생장치는,
상기 리드에 형성된 개구에 형성되고,
직류전원과 연결되는 도선; 및
사각형의 단면을 가지고, 제 1 파트와 상기 제 1 파트에 수직으로 연장되는 제 2 파트를 포함하는 엘보우 형태를 가지며, 상기 도선이 감싸도록 구비되는 전자석
을 포함하는 기판처리장치.The method according to claim 1,
The magnetic field generator comprises:
And an opening formed in the lead,
A lead connected to a DC power source; And
And an elbow shape having a rectangular cross section and including a first part and a second part extending perpendicularly to the first part,
And the substrate processing apparatus. 제 2 항에 있어서,
상기 전자석은, 상기 제 1 파트 및 상기 제 2 파트가 만나서 돌출되는 외측면과, 상기 제 1 파트 및 상기 제 2 파트가 만나서 함몰되는 내측면을 포함하고,
상기 도선이 상기 전자석의 상기 내측면을 감싸도록 상기 전자석에 배치되는 도선 고정부를 더 포함하는 기판처리장치.3. The method of claim 2,
Wherein the electromagnet includes an outer surface where the first part and the second part meet and protrude and an inner surface where the first part and the second part meet and sink,
Further comprising a wire fixing portion disposed in the electromagnet such that the wire surrounds the inner surface of the electromagnet. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 가스분사수단은,
상기 리드를 통하여 인입되어 공정가스를 공급하는 제 1 가스공급관;
상기 제 1 가스공급관 연통되고 상기 리드의 내부에 형성되는 제 1 가스유로;
상기 리드의 내부에 형성되고 상기 제 1 가스유로와 연결되어 공정가스를 수용하는 제 1 수용공간; 및
상기 제 1 수용공간의 하부에 위치하고, 공정가스를 상기 반응공간에 분사하는 제 1 가스분배판
을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. The method according to claim 1,
Wherein the first gas injection means comprises:
A first gas supply pipe which is introduced through the lead and supplies a process gas;
A first gas passage communicating with the first gas supply line and formed inside the lead;
A first accommodation space formed in the interior of the lid and connected to the first gas flow path to receive the process gas; And
A first gas distribution plate located below the first accommodation space and injecting a process gas into the reaction space,
And the substrate processing apparatus further comprises: 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 가스분사수단은,
상기 리드를 통하여 인입되어 공정가스를 공급하는 제 2 가스공급관;
상기 제 2 가스공급관과 연통되고 상기 플라즈마 소스전극의 내부에 형성되는 제 2 가스유로;
상기 플라즈마 소스전극의 내부에 형성되고 상기 제 2 가스유로와 연결되어 공정가스를 수용하는 제 2 수용공간; 및
상기 제 2 수용공간의 하부에 위치하고, 공정가스를 상기 반응공간에 분사하는 제 2 가스분배판
을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.The method according to claim 1,
Wherein the second gas injection means comprises:
A second gas supply pipe which is introduced through the lead and supplies a process gas;
A second gas flow path communicating with the second gas supply line and formed inside the plasma source electrode;
A second accommodation space formed inside the plasma source electrode and connected to the second gas flow path to receive the process gas; And
A second gas distribution plate located below the second accommodation space and injecting a process gas into the reaction space,
And the substrate processing apparatus further comprises:
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