KR102374023B1 - Substrate treatment apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판이 투입되어 처리되는 공간을 제공하는 챔버; 몸체부와 상기 몸체부의 상단면에서 돌출되며 가스분사로가 형성된 머리부를 가지는 플라즈마전극; 상기 몸체부의 외면을 감싸는 형태로 설치되는 지지부재; 및 상기 머리부와 상기 지지부재 사이에 개재되고, 상기 몸체부를 향하는 면이 상기 몸체부와 상기 지지부재의 사이에 형성된 갭에 위치되어 상기 가스분사로와 대향하는 이격부재를 포함하되, 상기 가스분사로와 대향하는 상기 이격부재의 상면 모서리부는 상기 가스분사로와 이격된 회피면으로 형성된 기판처리장치에 관한 것이다.The present invention is a chamber that provides a space in which the substrate is processed; a plasma electrode having a body and a head protruding from an upper surface of the body and having a gas injection path formed thereon; a support member installed to surround the outer surface of the body part; and a spacer member interposed between the head and the support member, the surface facing the body being positioned in the gap formed between the body and the support member and facing the gas injection path, wherein the gas injection path The upper edge of the spacer facing the furnace relates to a substrate processing apparatus formed with an avoidance surface spaced apart from the gas injection path.

Description

기판처리장치 {SUBSTRATE TREATMENT APPARATUS}Substrate processing equipment {SUBSTRATE TREATMENT APPARATUS}

본 발명은 공정가스를 플라즈마 상태로 생성하여 기판에 박막 등을 증착하는 기판처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus for depositing a thin film or the like on a substrate by generating a process gas in a plasma state.

반도체소자, 평판표시소자 또는 태양전지 등은, 실리콘 웨이퍼 또는 글라스 등과 같은 기판에 원료물질을 증착하는 박막증착공정, 감광성 물질을 사용하여 증착된 박막들 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토리소그라피공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 목적하는 대로 패터닝하는 식각공정 등에 의하여 제조된다.A semiconductor device, a flat panel display device, or a solar cell is a thin film deposition process of depositing a raw material on a substrate such as a silicon wafer or glass, a photolithography process of exposing or hiding a selected area of thin films deposited using a photosensitive material, It is manufactured by an etching process of removing the thin film in the selected area and patterning it as desired.

박막증착공정에는 물리기상증착(Physical Vapor Deposition)법, 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition)법 또는 원자층증착(Atomic Layer Deposition)법 등이 있으며, 박막증착공정은 기판에 증착하고자 하는 박막의 특성에 적합한 기판처리장치에서 수행된다.The thin film deposition process includes Physical Vapor Deposition, Chemical Vapor Deposition, or Atomic Layer Deposition. The thin film deposition process depends on the characteristics of the thin film to be deposited on the substrate. carried out in a suitable substrate processing apparatus.

도 1은 종래의 기판처리장치의 플라즈마발생부의 단면도로서, 이를 설명한다.1 is a cross-sectional view of a plasma generator of a conventional substrate processing apparatus, which will be described.

도시된 바와 같이, 종래의 기판처리장치의 플라즈마발생부는 몸체부(11a)와 몸체부(11a)의 상면에 돌출 형성된 머리부(11b)를 가지는 플라즈마전극(11)을 포함한다.As shown, the plasma generating unit of the conventional substrate processing apparatus includes a body 11a and a plasma electrode 11 having a head 11b protruding from the upper surface of the body 11a.

몸체부(11a)는 대향전극의 기능을 하는 지지부재(13)에 의하여 감싸이며, 몸체부(11a)의 외측으로 돌출된 머리부(11b)의 하면은 지지부재(13)의 상단면(上端面)측에 지지된다. 이때, 상호 대향하는 몸체부(11a)의 면과 지지부재(13)의 면 사이에는 플라즈마가 생성되는 갭(G)이 형성되고, 머리부(11b)와 지지부재(13) 사이에는 플라즈마전극(11)과 지지부재(13)를 이격시키고 절연하기 위한 이격부재(15)가 개재된다. 지지부재(13)는 접지전극의 기능을 한다.The body portion 11a is surrounded by the support member 13 functioning as a counter electrode, and the lower surface of the head portion 11b protruding to the outside of the body portion 11a is the upper surface (upper surface) of the support member 13 . is supported on the side). At this time, a gap G in which plasma is generated is formed between the surface of the body 11a and the surface of the support member 13 facing each other, and a plasma electrode ( 11) and a spacer member 15 for separating and insulating the support member 13 is interposed. The support member 13 functions as a ground electrode.

그리고, 머리부(11b)에는 몸체부(11a)와 지지부재(13) 사이의 갭(G)으로 공정가스를 분사하기 위한 가스분사로(11c)가 형성된다. 가스분사로(11c)의 상단부측은 공정가스가 저장된 탱크(미도시)측과 연통되고 하단부측은 몸체부(11a)와 지지부재(13) 사이의 갭(G)측과 연통된다. 그리하여, 플라즈마전극(11)에 RF 전원을 인가한 상태에서, 몸체부(11a)와 지지부재(13) 사이의 갭(G)으로 공정가스를 분사하면, 공정가스가 플라즈마 상태로 생성되어 몸체부(11a)의 하측에 지지된 기판에 증착된다.A gas injection path 11c for injecting the process gas into the gap G between the body 11a and the support member 13 is formed in the head 11b. The upper end side of the gas injection path 11c communicates with the tank (not shown) in which the process gas is stored, and the lower end side communicates with the gap G side between the body portion 11a and the support member 13 . Thus, when RF power is applied to the plasma electrode 11 and the process gas is injected into the gap G between the body portion 11a and the support member 13, the process gas is generated in a plasma state and the body portion It is deposited on a substrate supported on the underside of (11a).

머리부(11b)와 이격부재(15) 사이를 더욱 안정되게 절연시키기 위하여, 몸체부(11a)를 향하는 이격부재(15)의 면은 몸체부(11a)를 향하는 지지부재(13)의 면 보다 몸체부(11a)측으로 더 돌출되어 몸체부(11a)와 지지부재(13) 사이의 갭(G)에 위치된다. 그리고, 몸체부(11a)와 지지부재(13) 사이의 갭(G)은 대단히 미세하므로, 가스분사로(11c)의 하단부측을 형성하기 위한 제조 공정상, 가스분사로(11c)의 하단부측은 몸체부(11a)와 지지부재(13) 사이의 갭(G)에 위치된 이격부재(15)의 부위 직상방에 위치된다.In order to more stably insulate between the head portion 11b and the spacer member 15, the surface of the spacer member 15 facing the body portion 11a is higher than the surface of the support member 13 facing the body portion 11a. It further protrudes toward the body portion 11a and is located in the gap G between the body portion 11a and the support member 13 . And, since the gap G between the body portion 11a and the support member 13 is very fine, in the manufacturing process for forming the lower end side of the gas injection path 11c, the lower end side of the gas injection path 11c is It is located directly above the portion of the spacer member 15 located in the gap (G) between the body portion (11a) and the support member (13).

그러면, 이격부재(15)에 의하여 가스분사로(11c)의 하단부가 폐쇄되므로, 가스분사로(11c)의 하단부 하측에 위치된 이격부재(15)의 부위를 단(段)이진 단면(段面)(15a)으로 형성하여, 가스분사로(11c)의 하단부와 이격시킨다.Then, since the lower end of the gas injection path 11c is closed by the spacer 15 , the section of the spacer member 15 located below the lower end of the gas injection path 11c is stepped in section. ) (15a), and spaced apart from the lower end of the gas injection path (11c).

상기와 같은 종래의 기판처리장치는 가스분사로(11c)에서 배출되는 공정가스가 이격부재(15)의 단면(15a)에 부딪힌다. 그러면, 공정가스는 유속이 저하되어 몸체부(11a)와 지지부재(13) 사이의 갭(G)으로 유입되고, 몸체부(11a)와 지지부재(13) 사이의 갭(G)으로 유입된 공정가스의 압력은 설정된 압력과 상이하게 된다. 이로 인해, 원하는 상태의 플라즈마가 생성되지 않아, 기판에 원하는 박막을 증착하기 어려운 단점이 있다.In the conventional substrate processing apparatus as described above, the process gas discharged from the gas injection path 11c collides with the end face 15a of the spacer 15 . Then, the flow rate is lowered and the process gas flows into the gap (G) between the body (11a) and the support member (13), and flows into the gap (G) between the body (11a) and the support member (13). The pressure of the process gas is different from the set pressure. For this reason, there is a disadvantage in that it is difficult to deposit a desired thin film on a substrate because plasma in a desired state is not generated.

기판처리장치와 관련한 선행기술은 한국공개특허공보 제10-2013-013622호(2013.12.09) 등에 개시되어 있다.The prior art related to the substrate processing apparatus is disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2013-013622 (2013.12.09) and the like.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 모든 문제점들을 해결할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것일 수 있다.An object of the present invention may be to provide a substrate processing apparatus capable of solving all the problems of the prior art as described above.

본 발명의 다른 목적은 유속의 변화없이 공정가스를 플라즈마가 생성되는 갭으로 유입시켜, 플라즈마가 생성되는 갭으로 유입된 공정가스가 설정된 압력을 유지할 수 있도록 구성하여, 기판에 원하는 박막을 증착할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것일 수 있다.Another object of the present invention is to introduce a process gas into a gap where plasma is generated without changing the flow rate, so that the process gas introduced into the gap where plasma is generated can maintain a set pressure, so that a desired thin film can be deposited on a substrate. It may be to provide a substrate processing apparatus.

상기 목적을 달성하기 위한 본 실시예에 따른 기판처리장치는, 기판이 투입되어 처리되는 공간을 제공하는 챔버; 몸체부와 상기 몸체부의 상단면에서 돌출되며 가스분사로가 형성된 머리부를 가지는 플라즈마전극; 상기 머리부측이 지지되고, 상기 몸체부의 외면을 감싸는 형태로 설치되어 상기 몸체부와의 사이에 상기 가스분사로에서 분사된 가스를 플라즈마 상태로 생성하기 위한 공간인 갭을 형성하며, 상기 챔버에 설치되어 대향전극의 기능을 하는 지지부재; 상기 머리부와 상기 지지부재 사이에 개재되며 상기 몸체부를 향하는 면은 상기 갭에 위치되어 상기 가스분사로와 대향하는 이격부재를 포함하며, 상기 가스분사로와 대향하는 상기 이격부재의 상면 모서리부는 상기 가스분사로와 이격된 회피면으로 형성될 수 있다.A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes: a chamber providing a space in which a substrate is input and processed; a plasma electrode having a body and a head protruding from an upper surface of the body and having a gas injection path formed thereon; The head side is supported and installed to surround the outer surface of the body to form a gap, which is a space for generating the gas injected from the gas injection path in a plasma state, between the body and the body, and installed in the chamber a support member serving as a counter electrode; Interposed between the head and the support member, the surface facing the body part includes a spacer member positioned in the gap to face the gas injection path, and an upper edge of the spacer member facing the gas injection path is the It may be formed as an avoidance surface spaced apart from the gas injection path.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 실시예에 따른 기판처리장치는, 기판이 투입되어 처리되는 공간을 제공하는 챔버; 몸체부와 상기 몸체부의 상단면에서 돌출된 머리부를 가지는 플라즈마전극; 상기 챔버에 설치되어 대향전극의 기능을 하며, 상기 머리부측이 지지되고, 상기 몸체부의 외면을 감싸는 형태로 설치되어 상기 몸체부와의 사이에 플라즈마가 생성되는 공간인 갭을 형성하며, 상기 갭으로 가스를 분사하기 위한 가스분사로가 형성된 지지부재; 상기 머리부와 상기 지지부재 사이에 개재되며 상기 몸체부를 향하는 면은 상기 갭에 위치되어 상기 가스분사로와 대향하는 이격부재를 포함하며, 상기 가스분사로와 대향하는 상기 이격부재의 하면 부위는 상기 갭과 연통됨과 동시에 상기 가스분사로와 이격된 회피면으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치는 기판이 투입되어 처리되는 공간을 제공하는 챔버; 몸체부와 상기 몸체부의 상단면에서 돌출되며 가스분사로가 형성된 머리부를 가지는 플라즈마전극; 상기 몸체부의 외면을 감싸는 형태로 설치되는 지지부재; 및 상기 머리부와 상기 지지부재 사이에 개재되고, 상기 몸체부를 향하는 면이 상기 몸체부와 상기 지지부재의 사이에 형성된 갭에 위치되어 상기 가스분사로와 대향하는 이격부재를 포함할 수 있다. 상기 가스분사로와 대향하는 상기 이격부재의 상면 모서리부는 상기 가스분사로와 이격된 회피면으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치는 기판이 투입되어 처리되는 공간을 제공하는 챔버; 몸체부와 상기 몸체부의 상단면에서 돌출된 머리부를 가지는 플라즈마전극; 상기 몸체부의 외면을 감싸는 형태로 설치되어 상기 몸체부와의 사이에 갭을 형성하며, 상기 갭으로 가스를 분사하기 위한 가스분사로가 형성된 지지부재; 및 상기 머리부와 상기 지지부재 사이에 개재되고, 상기 몸체부를 향하는 면이 상기 갭에 위치되어 상기 가스분사로와 대향하는 이격부재를 포함할 수 있다. 상기 가스분사로와 대향하는 상기 이격부재의 하면 부위는 상기 갭과 연통됨과 동시에 상기 가스분사로와 이격된 회피면으로 형성될 수 있다.In addition, the substrate processing apparatus according to the present embodiment for achieving the above object, a chamber for providing a space in which a substrate is input and processed; a plasma electrode having a body and a head protruding from the top surface of the body; It is installed in the chamber to function as a counter electrode, the head side is supported, and is installed to surround the outer surface of the body part to form a gap that is a space in which plasma is generated between the body part and the gap. a support member having a gas injection path for injecting gas; It is interposed between the head and the support member, and the surface facing the body part includes a spacer member positioned in the gap to face the gas injection path, and the lower surface of the spacer member facing the gas injection path is the It may be formed as an avoidance surface that communicates with the gap and is spaced apart from the gas injection path.
A substrate processing apparatus according to the present invention includes a chamber providing a space in which a substrate is input and processed; a plasma electrode having a body and a head protruding from an upper surface of the body and having a gas injection path formed thereon; a support member installed to surround the outer surface of the body part; And it is interposed between the head and the support member, the surface facing the body portion is located in the gap formed between the body portion and the support member may include a spacer member facing the gas injection path. The upper edge of the spacer member opposite to the gas injection passage may be formed as an avoidance surface spaced apart from the gas injection passage.
A substrate processing apparatus according to the present invention includes a chamber providing a space in which a substrate is input and processed; a plasma electrode having a body and a head protruding from the top surface of the body; a support member installed to surround the outer surface of the body part to form a gap between the body part and a gas injection path for injecting gas into the gap; and a spacer member interposed between the head part and the support member, the surface facing the body part being positioned in the gap, and facing the gas injection path. A lower surface portion of the spacer that faces the gas injection passage may be formed as an avoidance surface that communicates with the gap and is spaced apart from the gas injection passage.

본 실시예에 따른 기판처리장치는, 플라즈마전극과 대향전극 또는 접지전극의 기능을 하는 지지부재 사이에 설치되어 플라즈마전극과 지지부재 사이를 이격시키고 절연시키는 이격부재의 상측에서 공정가스가 분사될 경우, 공정가스가 분사되는 플라즈마전극의 가스분사로와 대향하는 이격부재의 상면 일측 부위를 가스분사로와 이격된 회피면으로 형성한다. 그리고, 이격부재의 하측에서 공정가스가 분사될 경우, 공정가스가 분사되는 가스분사로와 대향하는 이격부재의 하면 일측 부위를 가스분사로와 이격된 회피면으로 형성한다. 그러면, 공정가스가 회피면을 따라 흐르면서, 원활하게 플라즈마전극과 지지부재 사이의 갭으로 분사된다. 이로 인해, 플라즈마전극과 지지부재 사이의 갭으로 분사되는 공정가스의 유속이 저하되는 것이 방지되고, 플라즈마전극과 지지부재 사이의 갭으로 분사된 공정가스의 압력은 설정된 압력을 유지하게 되므로, 원하는 상태의 플라즈마가 생성된다. 따라서, 기판에 원하는 박막을 증착할 수 있는 효과가 있을 수 있다.The substrate processing apparatus according to the present embodiment is installed between a plasma electrode and a support member functioning as a counter electrode or a ground electrode to separate and insulate the plasma electrode from the support member. , a portion of the upper surface of the spacer member opposite to the gas injection path of the plasma electrode to which the process gas is injected is formed as an avoidance surface spaced apart from the gas injection path. And, when the process gas is injected from the lower side of the spacer member, a portion of the lower surface of the spacer member opposite to the gas injection path through which the process gas is injected is formed as an avoidance surface spaced apart from the gas injection path. Then, while the process gas flows along the avoidance surface, it is smoothly sprayed into the gap between the plasma electrode and the support member. Due to this, the flow rate of the process gas injected into the gap between the plasma electrode and the support member is prevented from being lowered, and the pressure of the process gas injected into the gap between the plasma electrode and the support member is maintained at the set pressure, so a desired state of plasma is generated. Accordingly, there may be an effect of depositing a desired thin film on the substrate.

도 1은 종래의 기판처리장치의 플라즈마발생부의 단면도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 기판처리장치의 일부 분해 사시도.
도 3은 도 2의 "Ⅲ-Ⅲ"선 단면도.
도 4는 도 3의 "A"부 확대도.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제2실시예 내지 제5실시예 따른 기판처리장치의 요부 확대 단면도.
도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 기판처리장치의 요부 확대 단면도.
도 7은 본 발명의 제6실시예에 따른 기판처리장치의 요부 확대 단면도.1 is a cross-sectional view of a plasma generator of a conventional substrate processing apparatus.
2 is a partially exploded perspective view of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view taken along line "III-III" of FIG.
4 is an enlarged view of part "A" of FIG.
5A to 5C are enlarged cross-sectional views of main parts of substrate processing apparatuses according to second to fifth embodiments of the present invention;
6 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a substrate processing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention;
7 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a substrate processing apparatus according to a sixth embodiment of the present invention;

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.In the present specification, in adding reference numbers to the components of each drawing, it should be noted that only the same components are given the same number as possible even though they are indicated on different drawings.

한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.On the other hand, the meaning of the terms described in this specification should be understood as follows.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.The singular expression is to be understood as including the plural expression unless the context clearly defines otherwise, and the terms "first", "second", etc. are used to distinguish one element from another, The scope of rights should not be limited by these terms.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that terms such as “comprise” or “have” do not preclude the possibility of addition or existence of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.The term “at least one” should be understood to include all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of "at least one of the first, second, and third items" means 2 of the first, second, and third items as well as each of the first, second, or third items. It means a combination of all items that can be presented from more than one.

"및/또는"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및/또는 제3항목"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 또는 제3항목들 중 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.The term “and/or” should be understood to include all combinations possible from one or more related items. For example, the meaning of "item first, second, and/or third" means not only the first, second, or third item, but also two of the first, second, or third items. It means a combination of all items that can be presented from the above.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결된다 또는 설치된다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 설치될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결된다 또는 설치된다"라고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "∼사이에"와 "바로 ∼사이에" 또는 "∼에 이웃하는"과 "∼에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as “connected or installed” to another component, it may be directly connected or installed to the other component, but it should be understood that other components may exist in between. On the other hand, when it is mentioned that a certain component is "directly connected or installed" to another component, it should be understood that the other component does not exist in the middle. On the other hand, other expressions describing the relationship between elements, that is, "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to", etc., should be interpreted similarly.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1실시예first embodiment

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 기판처리장치의 일부 분해 사시도이다.2 is a partially exploded perspective view of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 기판처리장치는 실리콘 웨이퍼 또는 글라스 등과 같은 기판(S)이 투입되어 처리되는 공간이 형성된 챔버(110)를 포함할 수 있다. 챔버(110)는 상면이 개방된 본체(111)와 본체(111)의 개방된 상단면(上端面)에 밀폐 결합된 리드(115)를 포함할 수 있다.As shown, the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention may include a chamber 110 in which a space is formed in which a substrate S, such as a silicon wafer or glass, is input and processed. The chamber 110 may include a main body 111 having an open upper surface and a lid 115 sealingly coupled to an open upper surface of the main body 111 .

본체(111)와 리드(115)가 상호 결합되어 상대적으로 하측과 상측에 각각 위치되므로, 챔버(110)의 하면이 본체(111)의 하면에 해당하고, 챔버(110)의 상면이 리드(115)에 해당함은 당연하다.Since the main body 111 and the lid 115 are coupled to each other and relatively positioned on the lower and upper sides, respectively, the lower surface of the chamber 110 corresponds to the lower surface of the main body 111 , and the upper surface of the chamber 110 is the lid 115 . ), of course.

챔버(110)의 내부 하면측에는 기판(S)이 탑재 지지되는 서셉터(Susceptor)(120)가 설치될 수 있다. 서셉터(120)의 하면에는 구동축(미도시)의 상단부가 연결될 수 있고, 상기 구동축은 하단부는 챔버(110)의 하면 외측으로 돌출될 수 있다.A susceptor 120 on which the substrate S is mounted and supported may be installed on the inner lower surface of the chamber 110 . An upper end of a driving shaft (not shown) may be connected to a lower surface of the susceptor 120 , and a lower end of the driving shaft may protrude outside the lower surface of the chamber 110 .

챔버(110)의 하면 외측에 위치된 상기 구동축의 하단부측에는 상기 구동축을 회전 및 승강시키는 구동부(미도시)가 연결될 수 있고, 서셉터(120)는 상기 구동축(미도시)에 의하여 회전 및 승강될 수 있다. 이때, 서셉터(120)는 상기 구동축을 기준으로 자전하는 형태로 회전하는 것이 바람직하다. 그리고, 챔버(110)의 하면 외측으로 돌출된 상기 구동축은 벨로즈(미도시) 등에 의하여 감싸일 수 있으며, 상기 벨로즈는 상기 구동축이 관통하는 챔버(110)의 하면 부위를 실링할 수 있다.A driving unit (not shown) for rotating and elevating the driving shaft may be connected to the lower end side of the driving shaft located outside the lower surface of the chamber 110, and the susceptor 120 may be rotated and lifted by the driving shaft (not shown). can At this time, it is preferable that the susceptor 120 rotates in a rotating manner based on the drive shaft. In addition, the drive shaft protruding to the outside of the lower surface of the chamber 110 may be surrounded by a bellows (not shown), and the bellows may seal the lower surface portion of the chamber 110 through which the drive shaft passes.

서셉터(120)에는, 서셉터(120)의 중심을 기준으로, 복수의 기판(S)이 방사상으로 탑재 지지될 수 있고, 기판(S)이 탑재 지지되는 서셉터(120)의 부위에는 기판(S)을 가열하기 위한 히터 등과 같은 가열수단(미도시)이 설치될 수 있다.In the susceptor 120 , a plurality of substrates S may be mounted and supported in a radial direction with respect to the center of the susceptor 120 , and a substrate S may be mounted and supported in a portion of the susceptor 120 on which the substrate S is mounted and supported. A heating means (not shown) such as a heater for heating (S) may be installed.

기판(S)에 박막을 증착하기 위해서는, 공정가스가 챔버(110)로 분사되어야 한다. 공정가스는 소스가스와 반응가스를 포함할 수 있으며, 소스가스는 기판(S)에 증착되는 물질이고, 반응가스는 소스가스가 기판(S)에 용이하게 증착되도록 도와주는 물질일 수 있다.In order to deposit a thin film on the substrate S, a process gas must be injected into the chamber 110 . The process gas may include a source gas and a reaction gas, the source gas may be a material deposited on the substrate S, and the reaction gas may be a material that helps the source gas to be easily deposited on the substrate S.

소스가스 및 반응가스를 챔버(110)로 분사하기 위하여, 챔버(110)의 상면에는 소스가스 및 반응가스를 챔버(110)로 각각 분사하는 제1가스분사유닛(130) 및 제2가스분사유닛(150)이 각각 설치될 수 있다.In order to inject the source gas and the reaction gas into the chamber 110 , on the upper surface of the chamber 110 , the first gas injection unit 130 and the second gas injection unit inject the source gas and the reaction gas into the chamber 110 , respectively. 150 may be installed respectively.

제1가스분사유닛(130)과 제2가스분사유닛(150)은 상호 구획되어 설치될 수 있으며, 제1가스분사유닛(130)에서 분사되는 소스가스는 챔버(110)의 일측 영역을 통하여 기판(S)으로 공급되고, 제2가스분사유닛(150)에서 분사되는 반응가스는 챔버(110)의 또 다른 일측 영역을 통하여 기판(S)으로 공급될 수 있다. 이때, 제1가스분사유닛(150)에서 분사되는 소스가스와 제1가스분사유닛(150)에서 분사되는 반응가스는 기판(S)으로 공급되는 도중에는 혼합되지 않으면서 분사될 수 있다.The first gas injection unit 130 and the second gas injection unit 150 may be installed to be partitioned from each other, and the source gas injected from the first gas injection unit 130 passes through one side area of the chamber 110 to the substrate. The reaction gas supplied to (S) and injected from the second gas injection unit 150 may be supplied to the substrate (S) through another region of the chamber 110 . In this case, the source gas injected from the first gas injection unit 150 and the reaction gas injected from the first gas injection unit 150 may be injected without being mixed while being supplied to the substrate S.

그리하여, 서셉터(120)에 탑재 지지된 복수의 기판(S)은, 서셉터(120)가 회전함에 따라, 순차적으로 소스가스가 분사되는 영역(122)에 위치되고, 순차적으로 반응가스가 분사되는 영역(124)에 위치된다. 즉, 서셉터(120)가 회전함에 따라, 기판(S)이 영역(122) 및 영역(124)에 위치되어 소스가스 및 반응가스를 공급받으면, 소스가스와 반응가스의 작용에 의하여 기판(S)에 박막이 증착될 수 있다.Thus, the plurality of substrates S mounted and supported on the susceptor 120 are positioned in the region 122 to which the source gas is sequentially injected as the susceptor 120 rotates, and the reaction gas is sequentially injected. It is located in the area 124 to be. That is, as the susceptor 120 rotates, when the substrate S is positioned in the region 122 and the region 124 to receive a source gas and a reactive gas, the substrate S is subjected to the action of the source gas and the reactive gas. ) can be deposited as a thin film.

제1가스분사유닛(130)에서 분사되는 소스가스와 제2가스분사유닛(150)에서 분사되는 반응가스가 혼합되는 것을 방지하기 위하여, 챔버(110)의 상면에는 퍼지가스 분사유닛(140)이 설치될 수 있다. 즉, 퍼지가스 분사유닛(140)에서 분사되는 퍼지가스가 에어 커튼의 기능을 하여, 챔버(110)로 공급되는 소스가스와 반응가스가 혼합되는 것을 방지한다.In order to prevent the source gas injected from the first gas injection unit 130 and the reaction gas injected from the second gas injection unit 150 from mixing, a purge gas injection unit 140 is provided on the upper surface of the chamber 110 . can be installed. That is, the purge gas injected from the purge gas injection unit 140 functions as an air curtain to prevent mixing of the source gas and the reaction gas supplied to the chamber 110 .

챔버(110)로 분사된 소스가스와 반응가스를 포함한 공정가스는 소량만이 증착공정에 사용되고, 대부분은 증착공정시 발생하는 부산물과 함께 챔버(110)의 외부로 배출된다. 증착공정에 사용되지 않은 공정가스를 부산물과 함께 챔버(110)의 외부로 배출하기 위하여, 가스배기라인(미도시) 및 배기펌프(미도시)가 마련될 수 있다.Only a small amount of the process gas including the source gas and the reaction gas injected into the chamber 110 is used for the deposition process, and most of it is discharged to the outside of the chamber 110 together with by-products generated during the deposition process. In order to discharge the process gas not used in the deposition process to the outside of the chamber 110 together with by-products, a gas exhaust line (not shown) and an exhaust pump (not shown) may be provided.

기판(S)에 증착되는 박막은 공정가스를 공급하면서 열을 이용하여 증착하거나, 공정가스를 플라즈마 상태로 생성하여 증착한다.The thin film deposited on the substrate S is deposited by using heat while supplying a process gas or by generating a process gas in a plasma state.

본 발명의 제1실시예에 따른 기판처리장치는 기판(S)에 박막을 증착함에 있어서, 공정가스를 열을 이용하여 기판(S)에 증착할 수 있음과 동시에, 공정가스를 플라즈마 상태로 생성하여 기판(S)에 증착할 수 있다. 이를 위하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 기판처리장치의 제2가스분사유닛(150)은 공정가스를 분사하는 가스분사부(160)와 공정가스를 플라즈마 상태로 생성하는 플라즈마발생부(170)가 일체로 형성되어 하나의 유닛으로 구성될 수 있다.In the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention, in depositing a thin film on the substrate S, the process gas can be deposited on the substrate S using heat and at the same time, the process gas is generated in a plasma state. to be deposited on the substrate (S). To this end, the second gas ejection unit 150 of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a gas ejection unit 160 for ejecting a process gas and a plasma generating unit 170 for generating a process gas in a plasma state. ) may be integrally formed and configured as one unit.

본 발명의 제1실시예에 따른 제2가스분사유닛(150)에 대하여 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 도 3은 도 2의 "Ⅲ-Ⅲ"선 단면도이고, 도 4는 도 3의 "A"부 확대도이다.The second gas injection unit 150 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4 . 3 is a cross-sectional view taken along line “III-III” of FIG. 2 , and FIG. 4 is an enlarged view of part “A” of FIG. 3 .

도시된 바와 같이, 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 제2가스분사유닛(150)은 챔버(110)의 상면인 리드(115)에 설치될 수 있으며, 리드(115)에는 제2가스분사유닛(150)이 삽입 설치되는 삽입공(115a)이 형성될 수 있다.As shown, the second gas injection unit 150 according to the present embodiment may be installed on the lid 115 that is the upper surface of the chamber 110 , and the lid 115 has the second gas injection unit 150 . An insertion hole 115a into which the unit 150 is inserted may be formed.

제2가스분사유닛(150)은 서셉터(120)와 대향하면서 공정가스를 챔버(110)의 또 다른 일측 영역을 통하여 기판(S)으로 분사하여 공급하거나, 챔버(110)의 또 다른 일측 영역에서 공정가스를 플라즈마 상태로 생성할 수 있다. 이때, 제2가스분사유닛(150)은 공정가스를 분사하여 공급하는 공정과 공정가스를 플라즈마 상태로 생성하는 공정을 선택적으로 수행하거나, 동시에 수행할 수 있다.The second gas injection unit 150 faces the susceptor 120 and injects and supplies the process gas to the substrate S through another region of the chamber 110 or another region of the chamber 110 . In the process gas can be generated in a plasma state. In this case, the second gas injection unit 150 may selectively perform the process of injecting and supplying the process gas and the process of generating the process gas in a plasma state, or may be performed simultaneously.

제2가스분사유닛(150)은 가스분사부(160) 및 플라즈마발생부(170)를 포함할 수 있다.The second gas injection unit 150 may include a gas injection unit 160 and a plasma generation unit 170 .

가스분사부(160)에 대하여 설명한다.The gas injection unit 160 will be described.

가스분사부(160)는 기판(S)으로 공정가스를 분사하여 공급할 수 있으며, 챔버(110)의 삽입공(115a)에 삽입 설치되어 일측 부위가 서셉터(120)와 대향하는 지지부재(161)를 포함할 수 있다.The gas injection unit 160 may supply a process gas by injecting the process gas to the substrate S, and is inserted and installed in the insertion hole 115a of the chamber 110 to have one side of the support member 161 facing the susceptor 120 . ) may be included.

지지부재(161)는 챔버(110)의 내부에 위치되며 서셉터(120)와 대향하는 샤워헤드 형태의 대향판(161a), 대향판(161a)의 테두리부에서 상측으로 연장되며 삽입공(115a)을 관통하는 측판(161b) 및 측판(161b)의 상단부측 외면에 형성되어 삽입공(115a)을 형성하는 챔버(110)의 상면에 결합되는 결합테(161c)를 포함할 수 있다.The support member 161 is positioned inside the chamber 110 and extends upward from the rim of the showerhead-shaped counter plate 161a facing the susceptor 120 and the counter plate 161a, and the insertion hole 115a ) through the side plate (161b) and the side plate (161b) formed on the upper end side of the outer surface may include a coupling frame (161c) coupled to the upper surface of the chamber 110 to form the insertion hole (115a).

가스분사부(160)는 공정가스가 저장된 탱크(미도)로부터 공정가스를 공급받아 공정가스를 챔버(110)로 분사하여 공급할 수 있다. 이를 위하여, 지지부재(161)의 측판(161b) 내부 및 대향판(161a)의 내부에는 상호 연통된 가스분사로(161d)가 형성될 수 있고, 측판(161b)의 상단면에는 상기 탱크의 공정가스를 가스분사로(161d)로 유입시키기 위한 유입관(163)이 설치될 수 있다. 그리하여, 지지부재(161)에서 공정가스가 챔버(110)로 분사되면, 챔버(110)의 분위기 열 또는 서셉터(120)에서 발생되는 열에 의하여 기판(S)에 박막이 증착될 수 있다.The gas injection unit 160 may receive a process gas from a tank (not shown) in which the process gas is stored, and inject the process gas into the chamber 110 to supply it. To this end, a gas injection path 161d communicating with each other may be formed inside the side plate 161b of the support member 161 and the inside of the opposite plate 161a, and the upper surface of the side plate 161b is the process of the tank. An inlet pipe 163 for introducing gas into the gas injection path 161d may be installed. Thus, when the process gas is injected from the support member 161 into the chamber 110 , a thin film may be deposited on the substrate S by the heat generated from the atmosphere heat of the chamber 110 or the susceptor 120 .

본 실시예에 따른 가스분사부(160)는 상면에 함몰 형성된 함몰부로 인하여 챔버(110)의 외측으로 노출되어 공기와 접촉하는 지지부재(161)의 면적이 넓어지므로, 방열 성능이 향상될 수 있다.The gas injection unit 160 according to the present embodiment is exposed to the outside of the chamber 110 due to the depression formed in the upper surface, so that the area of the support member 161 in contact with the air is widened, so the heat dissipation performance can be improved. .

플라즈마발생부(170)에 대하여 설명한다.The plasma generating unit 170 will be described.

플라즈마발생부(170)는 가스분사부(160)를 분리 구획하는 형태로 지지부재(161)의 중앙부측에 설치될 수 있으며, 공정가스를 플라즈마 상태로 생성할 수 있다. 즉, 플라즈마발생부(170)는, 자신을 중심으로, 가스분사부(160)를 일측 및 타측으로 분리 구획할 수 있다.The plasma generating unit 170 may be installed on the central side of the support member 161 in a form to separate and partition the gas injection unit 160 , and may generate a process gas in a plasma state. That is, the plasma generating unit 170 may separate and partition the gas injection unit 160 into one side and the other side with the plasma generating unit 170 as the center.

플라즈마발생부(170)에 의하여 가스분사부(160)가 분리 구획될 수 있도록, 지지부재(161)의 대향판(161a) 및 측판(161b)의 중앙부측은 개방될 수 있고, 대향판(161a) 및 측판(161b)의 개방된 부위에 플라즈마발생부(170)가 삽입 설치될 수 있다. 그리고, 플라즈마발생부(170)가 설치된 대향판(161a) 개방된 부위에는 상호 대향되게 설치된 구획판(161e)이 각각 설치될 수 있다.The central side of the opposing plate 161a and the side plate 161b of the support member 161 may be opened so that the gas injection unit 160 can be separated and partitioned by the plasma generating unit 170, and the opposing plate 161a And the plasma generating unit 170 may be inserted into the open portion of the side plate 161b. In addition, the partition plates 161e installed to face each other may be installed in the open portions of the opposing plate 161a where the plasma generating unit 170 is installed.

플라즈마발생부(170)는 서셉터(120)와 평행하는 방향으로 플라즈마를 생성할 수 있고, 서셉터(120)를 향하는 방향으로 플라즈마를 생성할 수 있다.The plasma generator 170 may generate plasma in a direction parallel to the susceptor 120 , and may generate plasma in a direction toward the susceptor 120 .

상세히 설명하면, 플라즈마발생부(170)는 몸체부(171a)와 머리부(171b)를 가지는 플라즈마전극(171)을 포함할 수 있다.In detail, the plasma generating unit 170 may include a plasma electrode 171 having a body 171a and a head 171b.

몸체부(171a)는 지지부재(161)의 구획판(161e)과 구획판(161e) 사이에 위치될 수 있다. 이때, 몸체부(171a)의 외면과 구획판(161e) 사이에는 플라즈마가 생성되는 갭(G)이 형성되며, 몸체부(171a)의 하단면(下端面)은 서셉터(120)와 대향할 수 있다.The body portion 171a may be positioned between the partition plate 161e and the partition plate 161e of the support member 161 . At this time, a gap G in which plasma is generated is formed between the outer surface of the body portion 171a and the partition plate 161e, and the lower end surface of the body portion 171a may face the susceptor 120 . can

머리부(171b)는 몸체부(171a)의 상단면에서 돌출 형성될 수 있으며, 몸체부(171a)의 외측으로 돌출된 머리부(171b)의 하면은 구획판(161e)의 상단면(上端面)측에 지지 결합될 수 있다. 그리고, 머리부(171b)에는 공정가스를 몸체부(171a)와 지지부재(161) 사이의 갭(G)으로 분사하기 위한 가스분사로(171c)(도 4 참조)가 형성될 수 있다.The head portion 171b may be formed to protrude from the top surface of the body portion 171a, and the lower surface of the head portion 171b protruding to the outside of the body portion 171a is the upper surface of the partition plate 161e. ) can be supported on the side. In addition, a gas injection path 171c (see FIG. 4 ) for injecting the process gas into the gap G between the body 171a and the support member 161 may be formed in the head 171b.

그리하여, RF 전원(미도시) 등이 플라즈마전극(171)에 인가된 상태에서 가스분사로(171c)를 통하여 공정가스가 몸체부(171a)와 구획판(161e) 사이의 갭(G)으로 분사되면, 대향전극 또는 접지전극의 기능을 하는 구획판(161e)과 몸체부(171a) 사이의 갭(G)에서 플라즈마가 생성되고, 대향전극 또는 접지전극의 기능을 하는 서셉터(120)와 몸체부(171a)의 하단면 사이의 공간에서 플라즈마가 생성된다.Thus, in a state in which RF power (not shown) or the like is applied to the plasma electrode 171 , the process gas is injected into the gap G between the body portion 171a and the partition plate 161e through the gas injection path 171c. When the plasma is generated in the gap G between the partition plate 161e and the body portion 171a, which function as a counter electrode or a ground electrode, the susceptor 120 and the body function as a counter electrode or a ground electrode Plasma is generated in the space between the lower surfaces of the portions 171a.

그런데, 몸체부(171a)의 외면과 구획판(161e)이 대향하는 방향은 서셉터(120)와 평행하는 방향이므로, 몸체부(171a)와 지지부재(161)의 구획판(165d) 사이의 갭(G)에서 생성되는 플라즈마는 서셉터(120)와 평행하는 방향으로 생성된다.By the way, since the direction in which the outer surface of the body portion 171a and the partition plate 161e face is parallel to the susceptor 120, between the body portion 171a and the partition plate 165d of the support member 161 is Plasma generated in the gap G is generated in a direction parallel to the susceptor 120 .

그리고, 몸체부(171a)의 하단면과 서셉터(120)가 대향하는 방향은 서셉터(120)에 수직하는 서셉터(120)를 향하는 방향이므로, 몸체부(171a)의 하단면과 서셉터(120) 사이에서 생성되는 플라즈마는 서셉터(120)를 향하는 방향으로 생성된다.And, since the direction in which the lower end surface of the body portion 171a and the susceptor 120 face is the direction toward the susceptor 120 perpendicular to the susceptor 120, the lower end surface of the body portion 171a and the susceptor 120 are opposite to each other. Plasma generated between 120 is generated in a direction toward the susceptor 120 .

가스분사로(171c)는 상단부측이 공정가스가 저장된 탱크(미도시)측과 연통되며 대략 수직으로 형성된 상측분사로(미도시), 머리부(171b)의 길이방향을 따라 대략 수평으로 형성되며 상기 상측분사로의 하단부가 연통되는 수평분사로(171ca) 및 대략 수직으로 형성되어 상단부는 수평분사로(171ca)와 연통되고 하단부는 몸체부(171a)와 구획판(161e) 사이의 갭(G)과 연통되는 하측분사로(171cb)를 포함할 수 있다.The gas injection path 171c is an upper injection path (not shown) whose upper end communicates with the tank (not shown) in which the process gas is stored, and is formed approximately vertically along the longitudinal direction of the head portion 171b. The lower end of the upper injection passage communicates with the horizontal injection passage 171ca and is formed approximately vertically, the upper end communicates with the horizontal injection passage 171ca, and the lower end portion of the gap G between the body portion 171a and the partition plate 161e. ) and may include a lower injection path (171cb) in communication.

그리고, 플라즈마전극(171)의 머리부(171b)와 대향전극 또는 접지전극의 기능을 하는 구획판(161e) 사이에는 머리부(171b)와 구획판(161e)을 이격시키면서 절연하는 이격부재(173)가 개재될 수 있다. 이때, 머리부(171b)와 구획판(161e)을 더욱 안정되게 절연시키기 위하여 몸체부(171a)를 향하는 이격부재(173)의 면(173a)은 몸체부(171a)를 향하는 구획판(161e)의 면 보다 몸체부(171a)측으로 더 돌출되어 몸체부(171a)와 구획판(161e) 사이의 갭(G)에 위치된다.And, between the head 171b of the plasma electrode 171 and the partition plate 161e functioning as a counter electrode or a ground electrode, a spacer 173 for insulating while spacing the head 171b from the partition plate 161e. ) may be interposed. At this time, in order to insulate the head portion 171b and the partition plate 161e more stably, the surface 173a of the spacer 173 facing the body portion 171a is a partition plate 161e facing the body portion 171a. It protrudes more toward the body portion 171a than the surface of the body portion 171a and is located in the gap G between the body portion 171a and the partition plate 161e.

그런데, 몸체부(171a)와 구획판(161e) 사이의 갭(G)은 대단히 미세하므로, 가스분사로(171c)의 하측분사로(171cb)를 형성하기 위한 제조 공정상, 하측분사로(171cb)는 몸체부(171a)와 구획판(161e) 사이의 갭(G)에 위치된 이격부재(173)의 부위 직상방에 위치된다.However, since the gap G between the body portion 171a and the partition plate 161e is very fine, in the manufacturing process for forming the lower injection path 171cb of the gas injection path 171c, the lower injection path 171cb ) is located directly above the portion of the spacer member 173 located in the gap (G) between the body portion (171a) and the partition plate (161e).

본 실시예에 따른 기판처리장치는 하측분사로(171cb)에서 몸체부(171a)와 구획판(161e) 사이의 갭(G)으로 분사되는 공정가스가, 하측분사로(171cb)와 대향하는 이격부재(173) 부위의 간섭에 의하여, 유속 및 압력의 변화 없이 몸체부(171a)와 구획판(161e) 사이의 갭(G)으로 분사되게 형성된다.In the substrate processing apparatus according to the present embodiment, the process gas injected into the gap G between the body portion 171a and the partition plate 161e from the lower injection passage 171cb is spaced apart from the lower injection passage 171cb and opposite to the lower injection passage 171cb. It is formed to be sprayed into the gap G between the body portion 171a and the partition plate 161e without changes in flow velocity and pressure due to the interference of the member 173 region.

상세히 설명하면, 하측분사로(171cb)와 대향하는 이격부재(173)의 상면 모서리부는 하측분사로(171cb)의 이격되어 회피하는 회피면(173b)으로 형성될 수 있고, 회피면(173b)은 모따기에 의하여 형성될 수 있다. 이때, 회피면(173b)과 몸체부(171a)의 길이방향과 평행하는 가상의 수직선이 이루는 각도(θ)는 대략 50°∼70°일 수 있다.In detail, the upper surface corner portion of the spacer 173 opposite to the lower injection passage 171cb may be formed as an avoiding surface 173b to avoid being spaced apart of the lower injection passage 171cb, and the avoiding surface 173b is It can be formed by chamfering. At this time, the angle θ formed between the avoidance surface 173b and an imaginary vertical line parallel to the longitudinal direction of the body portion 171a may be approximately 50° to 70°.

그러면, 하측분사로(171cb)에서 몸체부(171a)와 구획판(161e) 사이의 갭(G)으로 분사되는 공정가스가, 회피면(173b)을 따라 흐르면서, 원활하게 몸체부(171a)와 구획판(161e) 사이의 갭(G)으로 분사된다. 이로 인해, 몸체부(171a)와 구획판(161e) 사이의 갭(G)으로 분사되는 공정가스의 유속이 저하되는 것이 방지되고, 몸체부(171a)와 구획판(161e) 사이의 갭(G)으로 분사된 공정가스의 압력은 설정된 압력을 유지하게 되므로, 원하는 상태의 플라즈마가 생성된다. 따라서, 기판(S)에 원하는 박막을 증착할 수 있다.Then, the process gas injected from the lower injection path 171cb into the gap G between the body portion 171a and the partition plate 161e flows along the avoidance surface 173b, smoothly with the body portion 171a and It is injected into the gap G between the partition plates 161e. Due to this, the flow rate of the process gas injected into the gap G between the body portion 171a and the partition plate 161e is prevented from being lowered, and the gap G between the body portion 171a and the partition plate 161e is prevented. ), the pressure of the injected process gas maintains the set pressure, and thus plasma in a desired state is generated. Accordingly, a desired thin film can be deposited on the substrate S.

회피면(173b)을 타고 흐르는 공정가스가 더욱 원활하게 몸체부(171a)와 구획판(161e) 사이의 갭(G)으로 분사될 수 있도록, 몸체부(171a)와 구획판(161e) 사이의 갭(G)에 위치된 회피면(173b)의 하단부는 라운딩지게 형성될 수 있다.Between the body part 171a and the partition plate 161e, so that the process gas flowing along the avoidance surface 173b can be more smoothly injected into the gap G between the body part 171a and the partition plate 161e. The lower end of the avoiding surface 173b positioned in the gap G may be formed to be rounded.

이격부재(173)와 머리부(171b) 사이 및 이격부재(173)와 구획판(161e) 사이에는 실링부재가 각각 개재될 수 있음은 당연하다. 그리고, 가스분사부(160)에서 분사되는 공정가스와 플라즈마발생부(170)에서 플라즈마 상태로 생성되는 공정가스는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 그리고, 제1가스분사유닛(130)도 제2가스분사유닛(150)과 동일하게 형성할 수 있다.It is natural that a sealing member may be interposed between the spacer member 173 and the head 171b and between the spacer member 173 and the partition plate 161e, respectively. In addition, the process gas injected from the gas injection unit 160 and the process gas generated in a plasma state by the plasma generation unit 170 may be the same or different. Also, the first gas injection unit 130 may be formed in the same manner as the second gas injection unit 150 .

이격부재(173)와 지지부재(160)의 구획판(161e)은 동일한 재질로 형성될 수 있으며, 도 2 내지 도 4의 미설명부호 175는 상기 RF 전원과 플라즈마전극(171)을 접속시키는 접속단자이고, 177은 보호커버이며, 179는 공정가스를 상기 상측분사로로 유입하기 위한 유입관이다.The partition plate 161e of the spacer member 173 and the support member 160 may be formed of the same material, and reference numeral 175 of FIGS. 2 to 4 connects the RF power source and the plasma electrode 171 to each other. Terminal, 177 is a protective cover, 179 is an inlet pipe for introducing the process gas to the upper injection path.

제2실시예second embodiment 내지 inside 제4실시예4th embodiment

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제2실시예 내지 제4실시예 따른 기판처리장치의 요부 확대 단면도로서, 본 발명의 제1실시예에 따른 기판처리장치와의 차이점만을 설명한다.5A to 5C are enlarged cross-sectional views of main parts of the substrate processing apparatus according to the second to fourth embodiments of the present invention, and only differences from the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention are explained.

도 5a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 기판처리장치는 서셉터(120)(도 2 참조)를 향하는 플라즈마전극(271)의 몸체부(271a)의 하단면 모서리부는 라운딩(271aa)지게 형성될 수 있다. 그러면, 몸체부(271a)의 하단면 모서리부에서 아크 방전 등과 같은 이상 방전이 발생되는 것을 방지할 수 있다.As shown in FIG. 5A , in the substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present invention, the lower end surface corner of the body portion 271a of the plasma electrode 271 facing the susceptor 120 (see FIG. 2 ) is rounded. (271aa) can be formed. Then, it is possible to prevent abnormal discharge, such as arc discharge, from occurring at the edge of the lower end of the body portion 271a.

도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 기판처리장치는 지지부재(361)의 구획판(361e)과 대향하는 플라즈마전극(371)의 몸체부(371a)의 외면은 절연체인 캡(381)에 의하여 감싸일 수 있다. 그러면, 플라즈마전극(371)의 몸체부(371a)가 파티클 등에 의하여 손상되는 것을 방지할 수 있다.As shown in FIG. 5B , in the substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present invention, the outer surface of the body portion 371a of the plasma electrode 371 opposite to the partition plate 361e of the support member 361 is an insulator. It may be surrounded by the in cap 381 . Then, it is possible to prevent the body portion 371a of the plasma electrode 371 from being damaged by particles or the like.

도 5c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 기판처리장치는 상호 대향하는 지지부재(461)의 구획판(461e)의 면과 플라즈마전극(471)의 몸체부(471a)의 외면 중, 적어도 어느 하나의 면은 절연재로 코팅(483) 될 수 있다. 그러면, 플라즈마전극(471)의 몸체부(471a) 및 지지부재(461)의 구획판(461e)이 파티클 등에 의하여 손상되는 것을 방지할 수 있다.As shown in FIG. 5C , in the substrate processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, the surface of the partition plate 461e of the supporting member 461 and the body portion 471a of the plasma electrode 471 are opposite to each other. Among the outer surfaces, at least one surface may be coated 483 with an insulating material. Then, it is possible to prevent the body portion 471a of the plasma electrode 471 and the partition plate 461e of the support member 461 from being damaged by particles or the like.

본 발명의 제2실시예에 따른 구성을 본 발명의 제3실시예 및 제4실시예에 적용할 수 있음은 당연하다.It goes without saying that the configuration according to the second embodiment of the present invention can be applied to the third and fourth embodiments of the present invention.

제5실시예5th embodiment

도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 기판처리장치의 요부 확대 단면도로서, 본 발명의 제1실시예에 따른 기판처리장치와의 차이점만을 설명한다.6 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the substrate processing apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, and only differences from the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention are explained.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제5실시예에 따른 기판처리장치는 플라즈마전극(571)의 몸체부(571a)와 지지부재(561)의 구획판(561e) 사이의 갭(G)으로 공정가스를 분사하기 위한 가스분사로(561f)가 구획판(561e)에 형성되어, 공정가스를 이격부재(573)의 하측에서 분사시킬 수 있다.As shown, in the substrate processing apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, the process gas is formed as a gap G between the body portion 571a of the plasma electrode 571 and the partition plate 561e of the support member 561 . A gas injection path 561f for spraying is formed in the partition plate 561e, so that the process gas can be injected from the lower side of the spacer 573 .

그리고, 가스분사로(561f)는 상단부측이 공정가스가 저장된 탱크(미도시)측과 연통되며 대략 수직으로 형성된 제1수직분사로(미도시), 구획판(561e)의 길이방향을 따라 대략 수평으로 형성되며 상기 제1수식분사로의 하단부가 연통되는 수평분사로(561fa) 및 대략 수직으로 형성되어 하단부는 수평분사로(561fa)와 연통되고 상단부는 이격부재(573)의 하면측과 대향하는 제2수직분사로(561fb)를 포함할 수 있다.In addition, the gas injection path 561f is a first vertical injection path (not shown) formed substantially vertically with an upper end in communication with a tank (not shown) in which the process gas is stored, approximately along the longitudinal direction of the partition plate 561e. The horizontal injection path 561fa is formed horizontally and the lower end of the first modified injection path communicates, and the lower end communicates with the horizontal injection path 561fa, and the upper end faces the lower side of the spacer member 573. It may include a second vertical injection path 561fb.

이때, 제2수직분사로(561fb)에서 분사되는 공정가스가 이격부재(573)에 의하여 간섭받는 것을 방지하기 위하여, 제2수직분사로(561fb)의 상단부와 대향하는 이격부재(573)의 하면 부위는 제2수직분사로(561f)의 상단부와 이격되어 회피하는 회피면(573b)으로 형성될 수 있다. 그리고, 회피면(573b)은 상측으로 오목하게 함몰되어 몸체부(571a)와 구획판(561e) 사이의 갭(G)과 연통될 수 있다. 회피면(573b)은 호형상으로 형성될 수 있으며, 몸체부(571a)측 회피면(573b)은 몸체부(571a)와 구획판(561e) 사이의 갭(G)과 연통될 수 있다. 그리고, 몸체부(571a)를 향하는 회피면(573b)의 단부(573ba)는 이격부재(573)의 하면을 기준으로, 회피면(573b)의 최상측 부위(573bb) 보다 하측에 위치될 수 있다.At this time, in order to prevent the process gas injected from the second vertical injection path 561fb from being interfered with by the spacer 573, the lower surface of the spacer member 573 opposite to the upper end of the second vertical injection path 561fb The portion may be formed as an avoidance surface 573b that is spaced apart from the upper end of the second vertical injection path 561f to avoid it. In addition, the avoiding surface 573b may be concavely recessed upward to communicate with the gap G between the body portion 571a and the partition plate 561e. The avoiding surface 573b may be formed in an arc shape, and the avoiding surface 573b on the body portion 571a side may communicate with the gap G between the body portion 571a and the partition plate 561e. And, the end 573ba of the avoiding surface 573b facing the body portion 571a may be located below the uppermost portion 573bb of the avoiding surface 573b with respect to the lower surface of the spacer 573. .

몸체부(571a)를 향하는 회피면(573b)의 단부(573ba)가 회피면(573b)의 최상측 부위(573bb) 보다 하측에 위치된다는 의미는 몸체부(571a)를 향하는 회피면(573b)의 단부(573ba)가 이격부재(573)의 하면과 동일한 평면상에 위치되는 것까지 포함할 수 있다.The meaning that the end 573ba of the avoiding surface 573b facing the body 571a is located below the uppermost portion 573bb of the avoiding surface 573b means that the avoiding surface 573b facing the body 571a is The end portion 573ba may include a position on the same plane as the lower surface of the spacer member 573 .

몸체부(571a)측 회피면(573b)의 단부(573ba)가 회피면(573b)의 최상측 부위(573bb) 보다 하측에 위치되므로, 제2수직분사로(561fb)에서 분사되어 회피면(573b)을 따라 흐르는 공정가스는 몸체부(571a)측 및 이격부재(573)측으로 분사되지 않고, 이격부재(573) 하측의 몸체부(571a)와 구획판(561e) 사이의 갭(G)으로 분사될 수 있다.Since the end 573ba of the avoiding surface 573b on the side of the body 571a is located below the uppermost portion 573bb of the avoiding surface 573b, it is injected from the second vertical injection path 561fb and the avoiding surface 573b ), the process gas flowing along the body portion (571a) side and the spacer member 573 side is not injected, but is injected into the gap (G) between the body portion 571a and the partition plate 561e below the spacer member 573 can be

이로 인해, 몸체부(571a)와 구획판(561e) 사이의 갭(G)으로 분사되는 공정가스의 유속이 저하되는 것이 방지되고, 몸체부(571a)와 구획판(561e) 사이의 갭(G)으로 분사된 공정가스의 압력은 설정된 압력을 유지하게 되므로, 원하는 상태의 플라즈마가 생성된다. 따라서, 기판(S)에 원하는 박막을 증착할 수 있다.For this reason, a decrease in the flow rate of the process gas injected into the gap G between the body 571a and the partition plate 561e is prevented, and the gap G between the body 571a and the partition plate 561e ), the pressure of the injected process gas maintains the set pressure, and thus plasma in a desired state is generated. Accordingly, a desired thin film can be deposited on the substrate S.

본 발명의 제5실시예에 따른 기판처리장치에도 본 발명의 제2실시예 내지 제4실시예 따른 기판처리장치의 구성을 적용할 수 있다.The configuration of the substrate processing apparatus according to the second to fourth embodiments of the present invention can also be applied to the substrate processing apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.

제6실시예6th embodiment

도 7은 본 발명의 제6실시예에 따른 기판처리장치의 요부 확대 단면도로서, 본 발명의 제1실시예에 따른 기판처리장치와의 차이점만을 설명한다.7 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the substrate processing apparatus according to the sixth embodiment of the present invention, and only differences from the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention are explained.

도시된 바와 같이, 플라즈마전극(671)의 몸체부(671a)와 머리부(671b)는 별도로 형성되어 상호 결합될 수 있다. 이때, 머리부(671b)는 가스분사로(671c)가 형성된 샤워헤드 형태로 형성될 수 있다.As shown, the body portion 671a and the head portion 671b of the plasma electrode 671 may be separately formed and coupled to each other. At this time, the head portion 671b may be formed in the form of a showerhead in which the gas injection path 671c is formed.

본 발명의 제6실시예에 따른 기판처리장치에도 본 발명의 제2실시예 내지 제4실시예 따른 기판처리장치의 구성을 적용할 수 있다.The structures of the substrate processing apparatus according to the second to fourth embodiments of the present invention can also be applied to the substrate processing apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is common in the technical field to which the present invention pertains that various substitutions, modifications and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those who have the knowledge of Therefore, the scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.

110: 챔버
120: 서셉터
160: 가스분사부
161: 지지부재
170: 플라즈마발생부
171: 플라즈마전극
173: 이격부재110: chamber
120: susceptor
160: gas injection unit
161: support member
170: plasma generating unit
171: plasma electrode
173: spacer member

Claims (13)

기판이 투입되어 처리되는 공간을 제공하는 챔버;
몸체부와 상기 몸체부의 상단면에서 돌출되며 가스분사로가 형성된 머리부를 가지는 플라즈마전극;
상기 몸체부의 외면을 감싸는 형태로 설치되는 지지부재; 및
상기 머리부와 상기 지지부재 사이에 개재되고, 상기 몸체부를 향하는 면이 상기 몸체부와 상기 지지부재의 사이에 형성된 갭에 위치되어 상기 가스분사로와 대향하는 이격부재를 포함하며,
상기 가스분사로와 대향하는 상기 이격부재의 상면 모서리부는 상기 가스분사로와 이격된 회피면으로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.a chamber providing a space in which a substrate is input and processed;
a plasma electrode having a body and a head protruding from an upper surface of the body and having a gas injection path formed thereon;
a support member installed to surround the outer surface of the body part; and
It is interposed between the head and the support member, and a surface facing the body is located in the gap formed between the body and the support member and includes a spacer member facing the gas injection path,
A substrate processing apparatus, characterized in that the upper surface corner portion of the spacer opposite to the gas injection passage is formed as an avoidance surface spaced apart from the gas injection passage. 제1항에 있어서,
상기 회피면은 모따기에 의하여 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.According to claim 1,
The avoidance surface is a substrate processing apparatus, characterized in that formed by chamfering. 제2항에 있어서,
상기 회피면은 상기 몸체부의 길이방향과 평행하는 가상의 수직선에 대하여 50°∼70°경사진 것을 특징으로 하는 기판처리장치.3. The method of claim 2,
The avoiding surface is a substrate processing apparatus, characterized in that 50 ° ~ 70 ° inclined with respect to an imaginary vertical line parallel to the longitudinal direction of the body portion. 제2항에 있어서,
상기 회피면의 하단부는 라운딩진 것을 특징으로 하는 기판처리장치.3. The method of claim 2,
The substrate processing apparatus, characterized in that the lower end of the avoidance surface is rounded. 제1항에 있어서,
상기 플라즈마전극의 상기 몸체부와 상기 머리부는 별도로 형성되어 상호 결합된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.According to claim 1,
The substrate processing apparatus, characterized in that the body portion and the head portion of the plasma electrode are formed separately and coupled to each other. 기판이 투입되어 처리되는 공간을 제공하는 챔버;
몸체부와 상기 몸체부의 상단면에서 돌출된 머리부를 가지는 플라즈마전극;
상기 몸체부의 외면을 감싸는 형태로 설치되어 상기 몸체부와의 사이에 갭을 형성하며, 상기 갭으로 가스를 분사하기 위한 가스분사로가 형성된 지지부재; 및
상기 머리부와 상기 지지부재 사이에 개재되고, 상기 몸체부를 향하는 면이 상기 갭에 위치되어 상기 가스분사로와 대향하는 이격부재를 포함하며,
상기 가스분사로와 대향하는 상기 이격부재의 하면 부위는 상기 갭과 연통됨과 동시에 상기 가스분사로와 이격된 회피면으로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.a chamber providing a space in which a substrate is input and processed;
a plasma electrode having a body and a head protruding from the top surface of the body;
a support member installed to surround the outer surface of the body part to form a gap between the body part and a gas injection path for injecting gas into the gap; and
It is interposed between the head and the support member, and a surface facing the body is located in the gap and includes a spacer member facing the gas injection path,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein a lower surface of the spacer facing the gas ejection passage is formed as an avoidance surface that communicates with the gap and is spaced apart from the gas ejection passage. 제6항에 있어서,
상기 회피면은 상측으로 함몰되어 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.7. The method of claim 6,
The substrate processing apparatus, characterized in that the avoiding surface is formed by being depressed upward. 제7항에 있어서,
상기 회피면은 오목하게 함몰되어 호 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.8. The method of claim 7,
The substrate processing apparatus, characterized in that the avoiding surface is concavely recessed and formed in an arc shape. 제7항에 있어서,
상기 몸체부를 향하는 상기 회피면의 단부는, 상기 이격부재의 하면을 기준으로, 상기 회피면의 최상측 부위 보다 하측에 위치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.8. The method of claim 7,
The end of the avoiding surface facing the body portion, based on the lower surface of the spacer, substrate processing apparatus, characterized in that located below the uppermost portion of the avoiding surface. 제1항 또는 제6항에 있어서,
상기 플라즈마전극의 상기 몸체부의 하단면 모서리부는 라운딩진 것을 특징으로 하는 기판처리장치.7. The method of claim 1 or 6,
A substrate processing apparatus, characterized in that the lower end corner of the body of the plasma electrode is rounded. 제1항 또는 제6항에 있어서,
상기 지지부재와 대향하는 상기 플라즈마전극의 상기 몸체부의 면은 캡에 의하여 감싸인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.7. The method of claim 1 or 6,
A surface of the body of the plasma electrode facing the support member is covered by a cap. 제1항 또는 제6항에 있어서,
상호 대향하는 상기 지지부재의 면과 상기 플라즈마전극의 상기 몸체부의 면 중, 적어도 어느 하나의 면은 코팅된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.7. The method of claim 1 or 6,
Among the surfaces of the support member and the surface of the body of the plasma electrode that face each other, at least one surface is coated. 제1항 또는 제6항에 있어서,
상기 지지부재에는 상기 머리부 측이 지지되고,
상기 지지부재는 상기 챔버에 설치되어 대향전극의 기능을 하며,
상기 갭에서는 상기 가스분사로를 통하여 분사된 공정가스에 의해 플라즈마가 생성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.7. The method of claim 1 or 6,
The head side is supported on the support member,
The support member is installed in the chamber and functions as a counter electrode,
In the gap, plasma is generated by the process gas injected through the gas injection path.
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