KR102009348B1 - 배치식 플라즈마 기판처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 기판처리장치는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치는 복수의 기판이 처리되는 처리공간을 제공하는 제1 튜브; 상기 처리공간에서 상기 복수의 기판을 제1방향으로 적재하는 기판 지지부; 상기 기판이 처리되는 공정에 필요한 공정가스를 공급하기 위한 공급구를 구비하는 복수의 가스 공급부; 상기 제1 튜브와 연통되어 상기 처리공간 내의 공정 잔류물을 외부로 배기하는 배기부; 및 상기 제1 튜브의 외측에 제공되고, 상기 가스 공급부로부터 공급받은 공정가스를 플라즈마 분해시켜 상기 처리공간으로 분해된 공정가스를 제공하는 플라즈마 반응부를 포함할 수 있다.

Description

배치식 플라즈마 기판처리장치{Batch type plasma substrate processing apparatus}
본 발명은 배치식 플라즈마 기판처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부에서 분해된 공정가스를 처리공간 내부로 제공하는 배치식 플라즈마 기판처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 기판처리장치는 처리공간 내에 처리하고자 하는 기판을 위치시킨 뒤 화학 기상 증착법 또는 원자층 증착법 등을 사용하여 처리공간 내에 주입된 공정가스에 포함된 반응 입자들을 기판 상에 증착시키는 장치이며, 하나의 기판에 대하여 기판처리공정을 수행할 수 있는 매엽식(Single Wafer Type)과 복수개의 기판에 대하여 기판처리공정을 동시에 수행할 수 있는 배치식(Batch Type)이 있다.
일반적인 기판처리장치의 경우 처리공간 내에 주입된 공정가스의 반응 입자들이 기판에 증착되도록 가열수단을 구비하고 있으나 높은 온도 및 고온에서의 장시간 공정으로 발생되는 문제점이 존재하며, 특히 배치식의 경우 처리공간 내부에 복수의 기판이 수용되어 있기 때문에 기판이 전체적으로 골고루 가열되지 못해 온도 구배가 생기는 문제 및 반응 시간이 오래 소요되는 문제가 발생한다. 이에 온도 구배를 개선함과 동시에 공정가스의 이온화나 화학반응 등을 촉진하여 처리공간 내의 반응 온도 및 시간을 낮추기 위해 처리공간 내부의 공간에서 플라즈마를 형성하게 된다.
한편, 일반적으로 배치식 기판처리장치에서는 처리공간을 둘러싸는 핫월(Hot wall)타입의 가열수단에 의해 기판 뿐만 아니라 처리공간의 벽면까지 온도가 높아져 공정가스들이 처리공간의 내부 벽면에도 증착되면서 원하지 않은 박막이 형성되게 되는데, 처리공간 내에서 플라즈마와 같은 공정환경을 조성할 경우 내벽에 증착된 박막이 플라즈마 발생공간에 형성된 자기장이나 전기장 등에 의해 파티클로 떨어져 나오면서 기판처리공정 중에 오염 물질로 작용하는 문제가 있다. 이로 인해 기판 상의 박막의 품질을 저하시킬 뿐만 아니라 기판에 대한 처리공정의 효율을 저하시키는 문제가 발생하게 된다.
등록특허공보 제10-1396602호
본 발명은 외부에서 플라즈마 분해된 공정가스를 처리공간 내부로 제공하는 배치식 플라즈마 기판처리장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치는 복수의 기판이 처리되는 처리공간을 제공하는 제1 튜브; 상기 처리공간에서 상기 복수의 기판을 제1방향으로 적재하는 기판 지지부; 상기 기판이 처리되는 공정에 필요한 공정가스를 공급하기 위한 공급구를 구비하는 복수의 가스 공급부; 상기 제1 튜브와 연통되어 상기 처리공간 내의 공정 잔류물을 외부로 배기하는 배기부; 및 상기 제1 튜브의 외측에 제공되고, 상기 가스 공급부로부터 공급받은 공정가스를 플라즈마 분해시켜 상기 처리공간으로 분해된 공정가스를 제공하는 플라즈마 반응부를 포함할 수 있다.
상기 제1 튜브와의 사이에 이격공간이 형성되도록 상기 제1 튜브로부터 이격되어 상기 제1 튜브의 외측을 감싸는 제2 튜브를 더 포함하고, 상기 플라즈마 반응부는 상기 이격공간에 제공될 수 있다.
상기 플라즈마 반응부는, 상기 제1방향으로 연장되는 복수의 전원공급 전극부; 및 상기 복수의 전원공급 전극부 사이에 제공되고, 상기 제1방향으로 연장되는 접지 전극부를 포함할 수 있다.
상기 플라즈마 반응부는 상기 복수의 전원공급 전극부 및 접지 전극부를 수용하고, 상기 플라즈마가 형성되는 내부 공간을 정의하는 격벽을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 전원공급 전극부 각각에 인가되는 RF 전원의 크기 또는 비율을 제어하여 공급하는 가변 전원 공급부를 더 포함할 수 있다.
상기 가변 전원 공급부는, 상기 복수의 전원공급 전극부에 RF 전원을 공급하는 전원부; 및 상기 전원부와 복수의 전원공급 전극부 사이에 각각 제공되는 복수의 가변 커패시터를 포함할 수 있다.
상기 가변 전원 공급부는 상기 복수의 전원공급 전극부 및 접지 전극부 사이의 공간에 각각 제공되어 상기 플라즈마의 방전 특성 값을 측정하는 탐침봉을 더 포함하고, 상기 탐침봉으로부터 측정된 방전 특성 값에 의해 상기 RF 전원의 크기 또는 비율이 조절될 수 있다.
상기 복수의 전원공급 전극부 및 접지 전극부의 외부 둘레면을 감싸는 세라믹관을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 전원공급 전극부 및 접지 전극부는 상기 제1 튜브의 둘레 방향을 따라 상호 이격되어 배치되고, 상기 복수의 가스 공급부는 상기 제1방향으로 연장되어 상기 전원공급 전극부의 외측에 각각 제공될 수 있다.
상기 가스 공급부의 공급구는 상기 전원공급 전극부에 대하여 반대 방향을 향하게 형성될 수 있다.
상기 복수의 가스 공급부는 상기 제1방향으로 연장되어 상기 전원공급 전극부 및 접지 전극부를 연결하는 선으로부터 외측에 제공되고, 상기 가스 공급부의 공급구는 상기 전원공급 전극부 및 접지 전극부 사이의 공간을 각각 향하도록 제공될 수 있다.
상기 제1 튜브는 상기 전원공급 전극부와 대응하여 상기 제1방향으로 배치되는 복수의 분사구를 포함하고, 상기 분사구와 공급구는 상기 제1 튜브의 중심축으로부터 상기 공급구까지의 반경방향에 대해 서로 어긋나도록 제공될 수 있다.
상기 가스 공급부는, 상기 플라즈마 반응부로 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부; 및 상기 처리공간으로 소스가스를 공급하는 소스가스 공급부를 포함하고, 상기 플라즈마 반응부는 상기 반응가스를 플라즈마 분해시킬 수 있다.
본 발명에서는 제1 튜브의 외측에 플라즈마 반응부를 제공함으로써 가스 공급부로부터 공급된 공정가스가 플라즈마 반응부에서 분해된 뒤 처리공간 내부로 제공될 수 있다. 즉, 처리공간 내부에 공정가스를 공급한 뒤 플라즈마 분해하지 않고 외부에서 플라즈마 분해된 공정가스를 처리공간 내부로 공급하므로 처리공간의 내벽에서 파티클이 떨어져 나오는 문제를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 기판에 대한 처리공정의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 복수의 전원공급 전극부와 접지 전극부를 구비하여 플라즈마를 안정적으로 형성하는데 필요한 전원을 감소시켜 높은 RF 전원으로 인한 파티클의 생성을 방지할 수 있다.
더욱이, 가변 전원 공급부를 사용하여 전원공급 전극부 각각에 인가되는 RF 전원의 크기 또는 비율을 조절함으로써 플라즈마 발생공간 각각에 균일한 플라즈마가 형성되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치를 나타내는 평면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리장치를 나타내는 평면도.
도 3a는 도 2의 평면도를 A-A'를 따라 절개한 단면도.
도 3b는 도 2의 평면도를 B-B'를 따라 절개한 단면도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판처리장치를 나타내는 평면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가스 공급부를 나타내는 평면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가변 전원 공급부를 나타내는 회로도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치를 나타내는 평면도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리장치를 나타내는 평면도이며, 도 3a는 도 2의 평면도를 A-A'를 따라 절개한 단면도이고, 도 3b는 도 2의 평면도를 B-B'를 따라 절개한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치는 복수의 기판(S)이 처리되는 처리공간을 제공하는 제1 튜브(110); 상기 처리공간에서 상기 복수의 기판(S)을 제1방향으로 적재하는 기판 지지부(140); 상기 기판(S)이 처리되는 공정에 필요한 공정가스를 공급하기 위한 공급구(161)를 구비하는 복수의 가스 공급부(160); 상기 제1 튜브(110)와 연통되어 상기 처리공간 내의 공정 잔류물을 외부로 배기하는 배기부(150); 및 상기 제1 튜브(110)의 외측에 제공되고, 상기 가스 공급부(160)로부터 공급받은 공정가스를 플라즈마 분해시켜 상기 처리공간으로 분해된 공정가스를 제공하는 플라즈마 반응부(130)를 포함할 수 있다.
먼저, 기판처리장치는 공정을 수행하고자 하는 기판(S)의 나열 방식에 따라 하나의 기판(S)에 대하여 기판처리공정을 수행할 수 있는 매엽 방식과 복수 개의 기판(S)에 대하여 기판처리공정을 동시에 수행할 수 있는 배치 방식이 있으나, 본 발명에서는 복수의 기판(S)이 상하방향(제1방향)으로 적재된 배치 방식에 한해 설명하기로 한다.
본 발명의 기판처리장치는 제1 튜브(110)와 내부에 제1 튜브(110)를 수용하는 제2 튜브(120)가 소정의 거리를 유지하도록 이격 형성되어 있는 구조를 가질 수 있으며, 제1 튜브(110) 및 제2 튜브(120)는 석영 또는 세라믹 등의 내열성 재료로 이루어질 수 있다.
제1 튜브(110)는 하부가 개방된 원통 형태로 형성될 수 있고, 내부에 복수의 기판(S)이 수용되어 처리되는 처리공간을 제공할 수 있다. 제1 튜브(110)의 처리공간은 복수 개의 기판(S)들이 적층된 기판 지지부(140) 상에서 실제 공정이 이루어지는 영역이다.
기판 지지부(140)는 기판(S)을 지지하기 위한 구성으로서 복수의 기판(S)이 제1방향 즉, 상하방향으로 적재되도록 형성되고, 복수의 기판(S)이 각각 개별적으로 처리되는 단위 처리공간을 복수 개 형성할 수 있다. 즉, 기판 지지부(140)는 기판(S)이 제1방향으로 적재되도록 복수의 층을 형성하고, 하나의 층(또는 단위 처리공간)에 하나의 기판(S)이 적재될 수 있다. 따라서, 기판 지지부(140)의 각 층에 기판(S)의 단위 처리공간이 개별적으로 형성되어 단위 처리공간 사이에 간섭이 일어나는 것을 방지할 수 있다.
복수의 기판(S)이 기판 지지부(140)에 모두 적재되면 기판 지지부(140)는 제1 튜브(110)의 하부(또는 출입구)를 통해 제1 튜브(110)의 처리공간으로 이동할 수 있으며, 기판 지지부(140)는 복수의 기판(S)을 안착시켜 지지할 수 있는 형태라면 특별히 그 형태나 구조가 한정되지 않고 다양할 수 있다.
그리고, 전술한 제1 튜브(110)에는 후술하는 플라즈마 반응부(130)에서 분해된 공정가스를 처리공간으로 분사시키는 복사의 분사구(111)가 형성될 수 있는데, 복수의 분사구(111)는 복수의 기판(S) 각각으로 플라즈마 반응부(130)에서 분해된 공정가스를 공급하도록 기판 지지부(140)의 단위 처리공간에 각각 대응하여 제1방향으로 서로 다른 높이에 형성될 수 있다.
배기부(150)는 처리공간 내에 배치되어 처리공간 내의 공정 잔류물을 외부로 배기하는 역할을 할 수 있다. 배기부(150)는 제1방향으로 연장되는 배기부재(151), 배기부재(151)에 연결되는 배기라인(152) 및 배기펌프(미도시)로 구성될 수 있는데, 배기부재(151)는 제1 튜브(110)의 분사구(111)와 대향되고 단위 처리공간에 각각 대응하여 제1방향으로 서로 다른 높이에 형성되는 복수의 배기구(153)를 구비하고 있기 때문에 전술한 제1 튜브(110)의 분사구(111)들을 통해 복수의 기판(S)으로 공급된 분해가스가 기판(S)을 지나 배기구(153)들로 흡입될 수 있다.
이처럼, 제1 튜브(110)의 분사구(111)와 배기부(150)의 배기구(153)가 서로 대응하여 기판(S)이 적재되는 제1방향과 교차하는 제2방향(예를 들어, 기판의 표면과 평행한 방향)으로 동일선 상에 위치하기 때문에, 분사구(111)에서 분사되는 분해가스가 배기구(153)로 유입되면서 라미나 플로우(Laminar Flow)될 수 있다. 즉, 분해가스가 기판(S)의 표면과 접촉한 후 기판(S)을 따라 이동하면서 배기구(153)로 유입될 수 있기 때문에 분해가스가 기판(S)의 표면과 평행하는 방향으로 흐를 수 있어 기판(S)의 상부면으로 균일하게 공급될 수 있다.
가스 공급부(160)는 기판(S)이 처리되는 공정에 필요한 공정가스를 공급할 수 있는데, 가스 공급부(160)는 공정가스를 공급하기 위한 공급구(161)를 구비하는 가스 공급관(160) 및 가스 공급관(160)에 연결되어 외부에서 기판처리공정에 필요한 공정가스를 공급하는 가스 공급원(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다.
일반적인 기판처리장치의 경우 처리공간 내에 주입된 공정가스의 반응 입자들이 기판에 증착되도록 가열수단을 구비하고 있으나 높은 온도 및 고온에서의 장시간 공정으로 발생되는 문제점이 존재하며, 특히 배치식의 경우 처리공간 내부에 복수의 기판이 수용되어 있기 때문에 기판이 전체적으로 골고루 가열되지 못해 온도 구배가 생기는 문제 및 반응 시간이 오래 소요되는 문제가 발생한다. 이에 온도 구배를 개선함과 동시에 공정가스의 이온화나 화학반응 등을 촉진하여 처리공간 내의 반응 온도 및 시간을 낮추기 위해 처리공간 내부의 공간에서 플라즈마를 형성하게 된다. 그러나, 처리공간을 둘러싸는 핫월(Hot wall)타입의 가열수단에 의해 기판 뿐만 아니라 처리공간의 벽면까지 가열되어 공정가스들이 처리공간의 내부 벽면에도 증착되면서 원하지 않은 박막이 형성되게 되는데, 처리공간 내에서 플라즈마와 같은 공정환경을 조성할 경우 이러한 박막은 플라즈마 발생공간에 형성된 자기장이나 전기장 등에 의해 파티클로 떨어져 나오면서 기판처리공정 중에 오염 물질로 작용하는 문제가 있다. 이로 인해 기판 상의 박막의 품질을 저하시킬 뿐만 아니라 기판에 대한 처리공정의 효율을 저하시키는 문제가 발생하게 된다.
본 발명에서는 처리공간의 내벽에서 파티클이 떨어져 나오는 문제를 방지하고 기판에 대한 처리공정의 효율을 향상시키기 위해서 제1 튜브(110)의 외측에 플라즈마 반응부(130)를 제공하여 제1 튜브(110)의 처리공간 내부로 분해된 공정가스를 제공할 수 있도록 하였다. 플라즈마 반응부(130)는 가스 공급부(160)로부터 공급받은 공정가스를 플라즈마 분해시켜 처리공간 내부로 분해된 공정가스를 제공하는 구성요소로 제1 튜브(110)의 외측에서 복수의 기판(S)이 상하로 적재된 방향(제1방향)을 따라 배치되어 있으며, 공정가스를 플라즈마로 활성화시키는 활성화 기구로서 기능할 수 있다. 이때, 제1 튜브(110)의 외측에 제공되는 플라즈마 반응부(130)는 배기부(150)와 서로 대향하도록 배치될 수도 있지만 특별히 그 위치는 한정되지 않는다.
본 발명에 따르면 플라즈마 반응부(130)를 제1 튜브(110)의 외측에 제공함으로써 공정가스가 외부에서 분해되어 처리공간 내부로 제공될 수 있기 때문에 처리공간 내로 공급된 공정가스를 분해시켜 기판(S) 상에 증착시키기 위한 온도 즉, 가열수단의 가열 온도를 감소시킬 수 있고, 이에 처리공간의 벽면 등 전체적인 온도가 감소할 수 있어 처리공간 내벽에 원하지 않는 박막이 증착되는 문제를 개선시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 처리공간의 내부가 아닌 제1 튜브(110)의 외부(즉, 처리공간의 외부)에서 플라즈마를 형성하기 때문에 처리공간으로 공정가스를 공급한 뒤 처리공간의 내부 공간에서 플라즈마를 형성함에 따라 발생하는 자기장이나 전기장에 의해 처리공간 내벽에 형성된 박막이 파티클로 떨어져 나오는 문제를 방지할 수 있게 된다.
더욱이, 플라즈마 반응부(130)를 처리공간 내에 배치하지 않고 제1 튜브(110)의 외측에 배치함으로써 제1 튜브(110)가 각각의 기판(S)이 처리되는 단위 처리공간을 한정할 수 있기 때문에 플라즈마 반응부(130)에서 분해된 모든 분해가스들이 단위 처리공간에 각각 대응되는 제1 튜브(110)의 분사구(111)들을 통해 분사되어 동일선 상에 위치하는 배기구(153)로 유입되면서 이상적인 라미나 플로우가 이루어질 수 있다.
자세히 살펴보면, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 반응부(130)를 제1 튜브(110)의 외측에 제공하게 되면 제1 튜브(110)가 처리공간 내에서 복수의 기판(S)이 적재되어 형성되는 단위 처리공간을 한정할 수 있고, 각 층에 적재된 기판(S)의 단위 처리공간들은 처리공간의 내부 벽면에 의해 한정되어 서로 분리 제공되기 때문에 단위 처리공간과 각각 대응하는 분사구(111)로부터 분사된 분해가스가 낭비되는 문제 없이 효과적으로 기판(S)의 상부면으로 균일하게 공급되어 라미나 플로우될 수 있다. 즉, 제1 튜브(110)의 외측에 제공되는 플라즈마 반응부(130)에 의해 제1 튜브(110)의 처리공간 대부분이 단위 처리공간들로 이루어질 수 있기 때문에 플라즈마 반응부(130)로부터 분해된 모든 공정가스들이 분사구(111)와 대응하는 단위 처리공간으로 흘러 들어가면서 라미나 플로우가 이루어져 기판(S)에 대한 처리공정의 효율이 향상될 수 있다.
반면에, 플라즈마 반응부(130)를 제1 튜브(110)의 외측에 제공하지 않고 기판(S)이 처리되는 처리공간 내부에 제공하게 되면, 플라즈마 반응부(130)가 일부 차지하고 있는 공간에 의해 각각의 단위 처리공간이 제1 튜브(110)의 내벽에 의해 한정되지 못하고 다른 빈 공간들과 서로 연통되기 때문에 플라즈마 반응부(130)로부터 제공되는 분해가스들이 기판(S)의 표면이 아닌 처리공간 내의 빈 공간으로 흘러 들어가 이상적인 라미나 플로우를 이루는데 어려운 문제점이 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 플라즈마 반응부(130)를 제1 튜브(110)의 외측에 제공하였다.
상기 제1 튜브(110)와의 사이에 이격공간이 형성되도록 상기 제1 튜브(110)로부터 이격되어 상기 제1 튜브(110)의 외측을 감싸는 제2 튜브(120)를 더 포함하고, 상기 플라즈마 반응부(130)는 상기 이격공간에 제공될 수 있다.
본 발명에서는 플라즈마 반응부(130)의 분위기 제어가 더욱 용이해지도록 제1 튜브(110)로부터 이격되어 제1 튜브(110)의 외측을 감싸는 제2 튜브(120)를 배치하였고, 내부 튜브인 제1 튜브(110)의 외벽과 외부 튜브인 제2 튜브(120)의 내벽 사이에 대기압 상태인 외부 분위기로부터 차단된 이격공간을 형성하여 이격공간에 플라즈마 반응부(130)가 배치되도록 하였다.
기판(S)이 처리되는 처리공간은 진공 상태이며 플라즈마 반응부(130)의 외부는 대기압 상태로 제1 튜브(110)의 처리공간, 제1 튜브(110)의 외측에 제공되는 플라즈마 반응부(130) 및 플라즈마 반응부(130)의 외부공간 각각의 공간마다 모두 다른 분위기로 이루어져 있기 때문에 플라즈마를 형성하기에 적합한 분위기 즉, 플라즈마 반응부(130)의 압력 및 온도 등의 분위기 제어는 매우 중요할 수 있다. 이에 본 발명에서는 플라즈마 반응부(130)를 진공 상태인 처리공간으로부터 분리시키고, 대기압 상태인 외부공간으로부터 더욱 효과적으로 차단시켜 플라즈마를 발생하는데 적합한 분위기를 용이하게 제어할 수 있도록 제1 튜브(110)의 외측에서 제1 튜브(110)를 감싸는 제2 튜브(120)를 배치하여 제1 튜브(110)와 제2 튜브(120) 사이에 서로 이격된 이격공간(또는 버퍼공간)을 형성하였고, 진공 상태인 처리공간 및 대기압 상태인 외부 분위기와 차단되는 독립된 공간 즉, 이격공간에 플라즈마 반응부를 제공하였다.
또한, 가열수단의 경우 처리공간을 외측에서 둘러싸도록 제공될 수 있는데, 플라즈마 반응부(130)를 제1 튜브(110)와 제2 튜브(120) 사이의 공간인 이격공간에 제공하게 되면 외부 튜브인 제2 튜브(120)의 외측을 감싸는 가열수단을 설치하는데 있어서 더욱 용이할 수 있다. 즉, 플라즈마 반응부(130)가 제1 튜브(110)의 외측으로부터 돌출되어 형성되지 않고 이격공간 내부에 형성되기 때문에 가열수단을 설치하는데 있어서 플라즈마 반응부(130)에 제한받지 않고 설치할 수 있게 된다. 이때 플라즈마 반응부(130)에 공정가스를 공급하는 복수의 가스 공급부(160)가 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 제2 튜브(120)의 외측으로 돌출된 것으로 도시되어 있지만, 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131)를 연결하는 선으로부터 외측에 제공될 수 있는 위치라면 특별히 그 위치는 한정되지 않고, 가스 공급부(160)의 위치에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
한편, 공정가스를 플라즈마로 활성화시키기 위해 일반적으로는 두 개의 전극에 하나의 RF 전원을 인가하여 플라즈마를 형성하게 되는데, 하나의 RF 전원을 인가하는 경우에는 플라즈마를 안정적으로 형성하기 위한 전원이 높아지게 되면서 파티클이 발생하는 문제가 발생하게 된다. 즉, 하나의 RF 전원이 인가되는 경우 플라즈마를 형성하기 위한 높은 전원에 의해 이온화된 입자들이 높은 에너지를 가지게 되기 때문에 상기 입자들에 의해 전극을 보호하는 관(170), 격벽(133), 제1 튜브(110) 및 제2 튜브(120)에 데미지 등의 손상이 생겨 파티클이 발생하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 공정가스를 처리공간이 아닌 외부에서 분해시킨 뒤 처리공간 내부로 제공하기 위해 플라즈마 반응부(130)를 형성하였고, 플라즈마 반응부(130)에는 RF 전원이 각각 인가되는 복수의 전원공급 전극부(132) 및 복수의 전원공급 전극부(132) 사이에 접지 전극부(131)를 구비하여 플라즈마를 발생하는데 필요한 전원을 감소시켜 높은 RF 전원에 의한 파티클의 발생이 방지될 수 있도록 하였다.
상기 플라즈마 반응부(130)는, 상기 제1방향으로 연장되는 복수의 전원공급 전극부(132); 및 상기 복수의 전원공급 전극부(132) 사이에 제공되고, 상기 제1방향으로 연장되는 접지 전극부(131)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 플라즈마 반응부(130)는 상기 복수의 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131)를 수용하고, 상기 플라즈마가 형성되는 내부 공간을 정의하는 격벽(133)을 더 포함할 수 있다.
전원공급 전극부(132)는 기판(S)이 적재된 제1방향으로 연장된 전극으로, 후술하는 가변 전원 공급부(180)로부터 각각 RF 전원을 인가받을 수 있으며, 전원공급 전극부(132) 각각에 RF 전원을 인가하기 위한 가변 전원 공급부(180)에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
접지 전극부(131)는 전원공급 전극부(132)와 마찬가지로 기판(S)의 적재 방향을 따라 연장된 전극일 수 있고, 전원공급 전극부(132)와의 사이에 복수의 플라즈마 발생공간이 형성되도록 복수의 전원공급 전극부(132) 사이에서 전원공급 전극부(132)로부터 평행하게 이격 거리를 두고 설치되어 있다.
전원공급 전극부(132)에 가변 전원 공급부(180)로부터 RF 전원이 인가되면 전원공급 전극부(132)와 접지 전극부(131) 사이에 전기장이 생성되며 플라즈마의 발생이 일어나는데, 본 발명에서와 같이 접지 전극부(131)의 외측에 각각 전원공급 전극부(132)가 설치된 전극 구조를 가지게 될 경우 공정가스가 분해되는 플라즈마 발생 즉, 원하는 양의 라디칼을 얻는데 필요한 RF 전원을 필요로 하는 전원의 절반으로 감소시킬 수 있어 높은 전원에 의해 전극을 보호하는 관(170), 격벽(133), 제1 튜브(110) 및 제2 튜브(120) 등에 손상이 생겨 파티클이 발생하는 문제를 방지할 수 있다. 즉, 충분한 에너지로 공정가스를 분해시키는데 필요한 RF 전원이 예를 들어, 100W일 경우 복수의 전원공급 전극부(132) 사이에 접지 전극부(131)가 설치된 구조를 가지게 되면 100W보다 낮은 예를 들어 50W의 전원을 전원공급 전극부(132) 각각에 공급하여 플라즈마를 발생시킬 수 있기 때문에 필요한 전원보다 낮은 전원을 공급한다 할지라도 최종적으로 100W의 전원을 공급했을 때와 동일하게 충분한 에너지로 파티클의 발생 없이 공정가스를 더욱 효과적으로 분해시킬 수 있다.
이때, 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131)는 전기적으로 연결되지 않고 이격 배치되어 있으며, 전원공급 전극부(132)에 각각 RF 전원을 인가함으로써 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131) 사이에 생성되는 전기장에 의해 플라즈마가 발생되는 용량성 결합 플라즈마(CCP) 방식을 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 CCP 방식에 대해 설명하기에 앞서, 먼저 ICP 방식은 안테나에 흐르는 전류에서 형성된 자기장이 시간에 따라서 변할 때 자기장 주변으로 형성되는 전기장으로부터 플라즈마가 발생되는 것으로, 플라즈마 밀도 혹은 인가 전력에 따라 E-mode 및 H-mode로 구분된다. 일반적으로 ICP 방식에서는 E-mode에 의해 플라즈마가 발생되고 H-mode로 변환하면서 고 밀도 플라즈마를 발생하게 되는데, 전반적으로 플라즈마 밀도가 낮은 E-mode 에서 플라즈마가 유지되는 높은 밀도를 가지는 H-mode로 모드 변환을 이루기 위해선 높은 파워를 유기해야하며, 높은 파워 즉, 입력 전력이 커지게 되면 파티클과 높은 전자온도에 따른 반응에 참여하지 않는 다수의 라디칼이 생성으로 양질의 막질을 얻기 힘든 문제점 및 안테나에 의해 형성되는 전기장에 따라 균일한 플라즈마를 발생하기 어려운 문제점이 존재하게 된다.
반면에, 본 발명에서는 서로 연결되지 않고 이격된 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131) 사이에 형성되는 전기장에 의해 전자 가속이 일어나 플라즈마가 발생되는 CCP 방식을 사용하기 때문에 ICP 방식과 같이 플라즈마를 유지하기 위한 높은 파워가 필요 없으며, 이에 전자온도가 낮아져서 반응에 참여하는 다수의 라디칼이 생성되어 양질의 막질을 얻는데 더욱 효과적일 수 있다. 또한, 단일 전극을 사용하는 CCP 방식의 경우 유기하는 파워에 따라 반응에 참여하는 라디칼이 영향을 받아 높은 파워를 인가해야 원하는 양의 라디칼을 얻을 수 있지만, 본 발명의 실시예에 따른 다전극(복수의 전원공급 전극부(132) 사이에 접지 전극부(131)가 설치된 구조)을 사용하는 CCP 방식의 경우에는 전술한 바와 같이 전극마다 파워를 나누어 공급할 수 있기 때문에 단일 전극에 공급되는 파워보다 낮은 파워로도 동일한 양의 라디칼을 얻을 수 있다.
상기 복수의 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131)의 외부 둘레면을 감싸는 세라믹관(170)을 더 포함할 수 있다.
복수의 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131) 각각은 상부로부터 하부에 걸쳐 각 전극부를 보호하는 세라믹관(170)에 의해 감싸진 상태로 보호될 수 있으며, 복수의 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131)는 연성을 가지는 편조선으로 이루어질 수 있다.
일반적으로 RF 사용에 따른 전기 전도는 전류가 흐르는 깊이인 금속의 침투 깊이(Skin Depth)에 영향을 받을 수 있는데, RF 전원을 인가하여 플라즈마가 발생되는 플라즈마 반응부에서 그물 타입의 그물망 전극을 사용하는 경우에는 빈 공간이 차지하는 면적이 넓기 때문에 적은 표면적으로 인한 큰 저항으로 RF 전원 인가에 비효율적인 문제점이 존재한다. 더욱이, 기판처리공정을 고온과 저온에서 반복적으로 진행하게 되는데 전극이 그물 타입으로 이루어질 경우 변화되는 온도에 따라 그물망 전극의 형상이 불규칙하게 변화되어 형상 유지 측면에서 불리하게 되고, 변화되는 형상에 따라 저항이 달라지기 때문에 RF 전원 인가시 불균일한 플라즈마가 발생되는 문제점이 있다.
반면에, 본 발명의 실시예에 따른 복수의 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131)는 세라믹관(170) 내부로 삽입될 뿐만 아니라 빈 공간을 최소화하여 전술한 문제점들을 방지하기 위해 연성을 가지는 편조 타입(편조선)으로 형성될 수 있다. 한 실시예로, 빈 공간을 더욱 감소시키기 위하여 각각의 전극부 표면에 코팅하는 방법을 추가적으로 사용할 수도 있다.
그리고, 플렉서블한 편조 타입의 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131)를 플라즈마 반응부(130)의 내부에서 제1방향으로 연장, 고정된 상태로 유지시키기 위해 각 전극부의 양단을 움직이지 않도록 고정, 지지하는 스프링부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 스프링부에 의해 플렉서블한 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131)는 각각 제1방향으로 고정되어 가늘고 길쭉한 봉 형태로 유지될 수 있다.
세라믹관(170)은 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131)의 외부 둘레면을 둘러쌈으로써 각 전극부를 전기적으로 절연시키는 동시에 플라즈마 분위기에 노출되는 전극부들을 플라즈마로부터 보호할 수 있고, 이에 따라 전극부는 플라즈마에 의해 발생될 수 있는 오염 또는 파티클로부터 안전하게 보호될 수 있다. 세라믹관(170)은 제1 튜브(110) 및 제2 튜브(120)와 같은 석영 또는 세라믹 등의 내열성 재료로 이루어져 제1 튜브(110) 및 제2 튜브(120)와 일체형으로 제작될 수 있다.
세라믹관(170)으로 둘러싸인 복수의 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131)는 플라즈마가 형성되는 내부 공간을 정의하는 격벽(133) 내부에 수용될 수 있는데, 이격공간 내에서 내부 공간을 정의하는 격벽(133)을 따로 형성함으로써 공정가스가 플라즈마 반응부(130) 내부에 고르게 확산되는 시간을 감소시킬 수 있고, 이에 격벽(133) 내로 공급된 공정가스의 플라즈마 분해 속도가 향상될 수 있어 기판(S)에 대한 처리공정의 효율이 증가할 수 있다.
도 1 내지 도 2를 다시 참조하면, 상기 복수의 가스 공급부(160)는 상기 제1방향으로 연장되어 상기 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131)를 연결하는 선으로부터 외측에 제공되고, 상기 가스 공급부(160)의 공급구(161)는 상기 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131) 사이의 공간을 각각 향하도록 제공될 수 있다.
가스 공급부(160)는 기판(S)이 처리되는 공정에 필요한 공정가스가 플라즈마 반응부(130)에서 분해될 수 있도록 플라즈마 반응부(130) 내부로 공정가스를 공급할 수 있다. 복수의 가스 공급부(160)로부터 공급받아 플라즈마 반응부(130) 내부가 공정가스로 채워지면 전원공급 전극부(132) 각각에 소정의 RF 전원을 인가하여 서로 대향하는 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131) 사이에 플라즈마를 형성할 수 있으며, 플라즈마 상태로 여기되어 분해된 공정가스는 처리공간 내부로 제공되어 기판처리공정이 수행될 수 있다.
복수의 가스 공급부(160)를 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131)를 연결하는 선으로부터 외측에 제공하고, 가스 공급부(160)의 공급구(161)는 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131) 사이의 공간을 각각 향하도록 제공하면 가스 공급부(160)의 공급구(161)가 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131) 사이의 공간에 대향될 수 있어 플라즈마 분해율이 증가될 수 있다. 즉, 가스 공급부(160)의 공급구(161)를 통해 공급되는 공정가스는 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131) 사이의 플라즈마 발생공간으로 직접적으로 공급될 수 있기 때문에 분해되기 위한 공정가스가 플라즈마 발생공간으로 확산되는 시간이 단축될 수 있어 공정가스의 분해 속도 향상 및 그에 따른 플라즈마 분해율도 향상될 수 있다.
또한, 복수의 가스 공급부(160)가 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131)를 연결하는 선으로부터 외측에 제공되고, 가스 공급부(160)의 공급구(161)가 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131) 사이의 공간을 각각 향하도록 제공됨으로써 격벽(133)으로 둘러싸인 플라즈마 반응부(130)의 공간 크기가 감소할 수 있기 때문에 플라즈마 반응부(130)로 공급되는 공정가스가 고르게 확산되는 시간이 감소될 수 있고, 이에 따라 공정가스가 플라즈마 분해되어 처리공간으로 제공되는 시간도 단축시킬 수 있다. 이러한 복수의 가스 공급부(160)는 도 1 내지 도 2와 같이 제2 튜브(120)의 외측면으로부터 돌출되어 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131) 사이에 각각 제공된 것으로 도시되어 있지만, 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131) 사이에 제공되면서 동시에 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131)의 연장선상으로부터 외측에 제공될 수 있는 위치라면 특별히 그 위치는 한정되지 않는다.
상기 분사구(111)와 공급구(161)는 상기 제1 튜브(110)의 중심축으로부터 상기 공급구(161)까지의 반경방향에 대해 서로 어긋나도록 제공될 수 있다.
전술한 제1 튜브(110)의 분사구(111)는 기판 지지부(140)의 단위 처리공간에 각각 대응하여 제1방향으로 서로 다른 높이에 형성됨과 동시에 제1방향으로 연장된 전원공급 전극부(132)와 대응하는 위치에 배치될 수 있고, 가스 공급부(160)의 공급구(161)는 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131) 사이의 공간에 대향하도록 제공될 수 있기 때문에 분사구(111)와 공급구(161)는 제1 튜브(110)의 중심축으로부터 공급구(161)까지의 반경방향에 대해 서로 어긋날 수 있다. 분사구(111)와 공급구(161)의 위치가 서로 대응되지 않고 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 서로 어긋나 있게 되면 공급구(161)를 통해 공급된 공정가스가 바로 제1 튜브(110)의 분사구(111)로 빠져나가지 않고 플라즈마 분해되기 위한 시간적 여유를 가진 뒤 분해되어 분사구(111)로 빠져나가기 때문에 플라즈마 분해 효율이 더욱 향상될 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판처리장치를 나타내는 평면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예로 상기 복수의 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131)는 상기 제1 튜브(110)의 둘레 방향을 따라 상호 이격되어 배치되고, 상기 복수의 가스 공급부(160)는 상기 제1방향으로 연장되어 상기 전원공급 전극부(132)의 외측에 각각 제공될 수 있다.
복수의 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131)와 같이 제1방향으로 연장되는 가스 공급부(160)는 기판(S)이 처리되는 공정에 필요한 공정가스가 플라즈마 반응부(130)에서 분해될 수 있도록 격벽(133) 내에서 제1 튜브(110)의 둘레 방향으로 이격 배치되는 전원공급 전극부(132)의 외측에 각각 제공되어 플라즈마 반응부(130) 내부로 공정가스를 공급할 수 있다.
복수의 가스 공급부(160)로부터 공급받아 플라즈마 반응부(130) 내부가 공정가스로 채워지면 전원공급 전극부(132) 각각에 소정의 RF 전원을 인가하여 공정가스를 플라즈마 분해시킬 수 있으며, 분해된 공정가스는 처리공간 내부로 제공되어 기판처리공정이 수행될 수 있다.
이때, 상기 가스 공급부(160)의 공급구(161)는 상기 전원공급 전극부(132)에 대하여 반대 방향을 향하게 형성될 수 있다.
전원공급 전극부(132)의 외측에 각각 제공되는 가스 공급부(160)의 공급구(161)가 격벽(133)을 대향하도록 제공되면 공급구(161)로부터 공급되는 공정가스가 공급구(161)와 대향하는 격벽(133)으로부터 플라즈마 반응부(130)의 중심영역으로 점차 확산될 수 있어 플라즈마 반응부(130) 내부의 전체 공간에 공정가스가 고르게 분포될 수 있고, 이에 모든 공정가스가 플라즈마 분해되어 처리공간으로 제공될 수 있게 된다.
본 발명의 실시예와 다르게 전원공급 전극부(132)의 외측에 각각 제공되는 가스 공급부(160)의 공급구(161)가 격벽(133)과 대향하는 위치에 형성되지 않고, 반대로 전원공급 전극부(132)와 대향하는 위치에 형성될 경우에는 공정가스가 플라즈마 반응부(130) 내부에 확산되어 플라즈마 분해될 수 있는 시간적 여유를 가지지 못하고 바로 제1 튜브(110)의 분사구(111)를 통해 처리공간으로 빠져나갈 수 있기 때문에 공정가스가 낭비될 수 있을 뿐만 아니라 그에 따른 공정 효율이 저하될 수 있다.
반면에, 본 발명에서는 가스 공급부(160)의 공급구(161)가 격벽(133)과 대향하는 위치에 형성되기 때문에 공정가스가 분사구(111)를 통해 처리공간으로 바로 빠져나가지 않고 플라즈마 반응부(130)의 가장자리 영역(즉, 공급구(161)와 대향하는 격벽(133))부터 중심 영역으로 고르게 확산되어 채워질 수 있고, 이에 공정가스가 플라즈마 반응부(130) 내부에 머물 수 있는 시간적 여유가 증가하게 되어 공정가스의 플라즈마 분해 효율이 향상될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가스 공급부를 나타내는 평면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 가스 공급부(160)는, 상기 플라즈마 반응부(130)로 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부(160); 및 상기 처리공간으로 소스가스를 공급하는 소스가스 공급부(190)를 포함하고, 상기 플라즈마 반응부(130)는 상기 반응가스를 플라즈마 분해시킬 수 있다.
공정가스는 1종 이상의 가스 즉, 반응가스 및 소스가스를 포함할 수 있으며, 소스가스 공급부(190)는 처리공간으로 바로 소스가스를 공급할 수 있다. 소스가스는 기판(S) 상에 증착될 박막 물질을 포함하는 예를 들어, 실리콘 등과 같은 박막 물질을 함유하여 이루어진 가스(디클로로실란(SiH2Cl2, 약칭: DCS 등))로 이루어질 수 있다.
반응가스 공급부(160)는 처리공간으로 바로 공급하는 소스가스 공급부(190)와 다르게 플라즈마 반응부(130) 내로 먼저 반응가스를 공급할 수 있으며, 반응가스는 플라즈마에 의해 활성화되어 처리공간 내부로 제공될 수 있다. 이와 같은 반응가스는 소스가스와 반응하여 박막층을 형성하는 질소를 포함하는 가스(질소 함유 가스), 예를 들어, NH3, N2O, NO 등으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면 낮은 온도에서도 분해되는 소스가스보다 상대적으로 가스 분해 온도가 더욱 높은 NH3, N2O, NO 등의 반응가스를 플라즈마 반응부(130)로 공급함으로써 플라즈마 반응부(130)에 의해 반응가스가 효과적으로 분해되어 처리공간으로 제공될 수 있고, 반응가스가 플라즈마 분해되는 내용에 대해서는 도 1 내지 도 4에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가변 전원 공급부를 나타내는 회로도이다.
도 6을 참조하면, 상기 복수의 전원공급 전극부(132) 각각에 인가되는 RF 전원의 크기 또는 비율을 제어하여 공급하는 가변 전원 공급부(180)를 더 포함할 수 있다.
플라즈마 발생공간은 복수의 전원공급 전극부(132)와 접지 전극부(131)의 사이에 각각 형성되는 공간으로서 플라즈마 발생공간의 형상과 폭 등이 플라즈마 형성과 밀도 결정에 중요한 역할을 할 수 있는데, 복수의 전원공급 전극부(132)와 접지 전극부(131) 사이에 각각 형성되는 플라즈마 발생공간의 폭이 동일하게 형성되었다 할지라도 여러 외부 요인에 의해서 플라즈마의 형성이 불균일해지는 문제점이 있다. 즉, 복수의 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131)가 서로 일정한 간격으로 이격 배치되어 동일한 폭을 가지는 복수의 플라즈마 발생공간이 형성되어도 플라즈마 형성시 플라즈마 밀도 분포가 정확하게 1:1로 만들어지지 않아 밀도 분포가 불균일하게 된다는 문제가 발생된다.
본 발명에서는 플라즈마 발생공간 각각에 균일한 플라즈마가 형성되도록 가변 전원 공급부(180)를 이용하여 전원공급 전극부(132) 각각에 인가되는 RF 전원의 크기 또는 비율을 조절할 수 있도록 하였다.
상기 가변 전원 공급부(180)는, 상기 복수의 전원공급 전극부(132)에 RF 전원을 공급하는 전원부(182); 및 상기 전원부(182)와 복수의 전원공급 전극부(132) 사이에 각각 제공되는 복수의 가변 커패시터(181)를 포함할 수 있다.
전원부(182)는 전원공급 전극부(132) 각각에 RF 전원을 공급하는 것으로, 한 실시예로 도 6b에 도시된 바와 같이 전원공급 전극부(132) 각각에 전기적으로 연결되어 전원공급 전극부(132)에 인가되는 RF 전원을 독립적으로 각각 공급할 수도 있고, 다른 실시예로 도 6a에 도시된 바와 같이 하나의 전원부(182)로부터 출력된 RF 전원을 분배하여 복수의 가변 커패시터(181) 및 전원공급 전극부(132)로 공급할 수도 있다.
가변 커패시터(181)는 복수로 구성될 수 있는데, 복수의 전원공급 전극부(132)에 대응되어 각각 배치될 수 있고, 복수의 가변 커패시터(181)는 전원부(182)의 출력부로부터 공급된 RF 전원이 분배되는 분배점과 복수의 전원공급 전극부(132) 사이에 각각 연결될 수 있다. 그리고, 가변 커패시터(181)는 전기적으로 연결된 전원부(182)로부터 공급받은 RF 전원의 크기 또는 비율을 조절할 수 있다.
상기 가변 전원 공급부(180)는 상기 복수의 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131) 사이의 공간에 각각 제공되어 상기 플라즈마의 방전 특성 값을 측정하는 탐침봉을 더 포함하고, 상기 탐침봉으로부터 측정된 방전 특성 값에 의해 상기 RF 전원의 크기 또는 비율이 조절될 수 있다.
가변 커패시터(181)가 RF 전원의 크기 또는 비율을 조절할 수 있도록 복수의 전원공급 전극부(132) 및 접지 전극부(131) 사이의 공간에 각각 탐침봉이 제공될 수 있으며, 탐침봉으로부터 플라즈마 발생공간에 형성되는 플라즈마의 방전 특성 값 즉, 방전전류, 방전전압, 위상 등이 측정되어 RF 전원의 크기 또는 비율이 조절될 수 있게 된다.
본 발명에 따르면 전원공급 전극부(132) 각각에 인가되는 RF 전원의 크기 또는 비율을 제어하여 기판(S) 처리 공정에 필요한 라디칼의 증착을 균일하게 가변 조정할 수 있음으로써 플라즈마 밀도 분포가 불균일하게 되는 문제점을 해결할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
S : 기판 110 : 제1 튜브
111 : 분사구 120 : 제2 튜브
130 : 플라즈마 반응부 131 : 접지 전극부
132 : 전원공급 전극부 133 : 격벽
140 : 기판 지지부 150 : 배기부
151 : 배기부재 152 : 배기라인
153 : 배기구 160 : 가스 공급부, 반응가스 공급부
161 : 공급구 170 : 세라믹관
180 : 가변 전원 공급부 181 : 가변 커패시터
182 : 전원부 190 : 소스가스 공급부

Claims (13)

  1. 복수의 기판이 처리되는 처리공간을 제공하는 제1 튜브;
    상기 처리공간에서 상기 복수의 기판을 제1방향으로 적재하는 기판 지지부;
    상기 기판이 처리되는 공정에 필요한 공정가스를 공급하기 위한 공급구를 구비하는 복수의 가스 공급부;
    상기 제1 튜브와 연통되어 상기 처리공간 내의 공정 잔류물을 외부로 배기하는 배기부; 및
    상기 제1 튜브의 외측에 제공되고, 상기 가스 공급부로부터 공급받은 공정가스를 플라즈마 분해시켜 상기 처리공간으로 분해된 공정가스를 제공하는 플라즈마 반응부를 포함하고,
    상기 플라즈마 반응부는,
    상기 플라즈마가 형성되는 내부 공간을 정의하는 격벽;
    상기 내부 공간에 수용되고, 상기 제1 방향으로 연장되며, 각각 RF 전원이 인가되는 복수의 전원공급 전극부; 및
    상기 복수의 전원공급 전극부 사이에 제공되어 상기 내부 공간에 수용되고, 상기 제1 방향으로 연장되며, 상기 복수의 전원공급 전극부와 전기적으로 분리되어 접지되는 접지 전극부를 포함하고,
    상기 복수의 전원공급 전극부와 상기 접지 전극부 사이의 각각의 공간에는 용량 결합 플라즈마(CCP)가 발생되는 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 튜브와의 사이에 이격공간이 형성되도록 상기 제1 튜브로부터 이격되어 상기 제1 튜브의 외측을 감싸는 제2 튜브를 더 포함하고,
    상기 플라즈마 반응부는 상기 이격공간에 제공되는 기판처리장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 전원공급 전극부 각각에 인가되는 RF 전원의 크기 또는 비율을 제어하여 공급하는 가변 전원 공급부를 더 포함하는 기판처리장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 가변 전원 공급부는,
    상기 복수의 전원공급 전극부에 RF 전원을 공급하는 전원부; 및
    상기 전원부와 복수의 전원공급 전극부 사이에 각각 제공되는 복수의 가변 커패시터를 포함하는 기판처리장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 가변 전원 공급부는 상기 복수의 전원공급 전극부 및 접지 전극부 사이의 공간에 각각 제공되어 상기 플라즈마의 방전 특성 값을 측정하는 탐침봉을 더 포함하고,
    상기 탐침봉으로부터 측정된 방전 특성 값에 의해 상기 RF 전원의 크기 또는 비율이 조절되는 기판처리장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 전원공급 전극부 및 접지 전극부의 외부 둘레면을 감싸는 세라믹관을 더 포함하는 기판처리장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 전원공급 전극부 및 접지 전극부는 상기 제1 튜브의 둘레 방향을 따라 상호 이격되어 배치되고,
    상기 복수의 가스 공급부는 상기 제1방향으로 연장되어 상기 전원공급 전극부의 외측에 각각 제공되는 기판처리장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 공급부의 공급구는 상기 전원공급 전극부에 대하여 반대 방향을 향하게 형성되는 기판처리장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 가스 공급부는 상기 제1방향으로 연장되어 상기 전원공급 전극부 및 접지 전극부를 연결하는 선으로부터 외측에 제공되고,
    상기 가스 공급부의 공급구는 상기 전원공급 전극부 및 접지 전극부 사이의 공간을 각각 향하도록 제공되는 기판처리장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 튜브는 상기 전원공급 전극부와 대응하여 상기 제1방향으로 배치되는 복수의 분사구를 포함하고,
    상기 분사구와 공급구는 상기 제1 튜브의 중심축으로부터 상기 공급구까지의 반경방향에 대해 서로 어긋나도록 제공되는 기판처리장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 공급부는,
    상기 플라즈마 반응부로 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부; 및
    상기 처리공간으로 소스가스를 공급하는 소스가스 공급부를 포함하고,
    상기 플라즈마 반응부는 상기 반응가스를 플라즈마 분해시키는 기판처리장치.
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