KR102380156B1 - 플라즈마 화학 기상 증착 장치 - Google Patents
플라즈마 화학 기상 증착 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102380156B1 KR102380156B1 KR1020150093150A KR20150093150A KR102380156B1 KR 102380156 B1 KR102380156 B1 KR 102380156B1 KR 1020150093150 A KR1020150093150 A KR 1020150093150A KR 20150093150 A KR20150093150 A KR 20150093150A KR 102380156 B1 KR102380156 B1 KR 102380156B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- mask
- vapor deposition
- chemical vapor
- deposition apparatus
- plasma chemical
- Prior art date
Links
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 title description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 21
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 12
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
- C23C16/042—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32366—Localised processing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32715—Workpiece holder
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
- H01J37/32807—Construction (includes replacing parts of the apparatus)
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
- H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
- H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
- H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
- H01L21/02274—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]
-
- H01L21/205—
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 화학 기상 증착 장치는, 챔버와, 상기 챔버 내에 구비되는 상부 전극과, 상기 상부 전극에 설치되며, 외부로부터 도입된 가스를 상기 챔버 내부에 위치하는 기판에 분사하는 분사부와, 상기 기판이 안착되는 서셉터(susceptor)와, 상기 서셉터의 가장자리 영역에 배치되는 마스크 프레임에 설치되며, 마스크를 지지하여 수평을 유지하도록 조절하도록 탄성력을 제공하는 도전성 물질로 형성된 복수의 마스크 지지대, 및 상기 상부 전극에 전원을 인가하는 전원 공급부를 포함한다.
Description
본 기재는 플라즈마 화학 기상 증착 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 기판에 성막을 수행하기 위한 플라즈마 화학 기상 증착 장치에 관한 것이다.
박막 증착을 위한 일반적인 플라즈마 화학 기상 증착(PECVD; Plasma enhanced Chemical Vapor Deposition) 설비는 반응 가스를 챔버 내로 인입시킨 후, 공정 압력을 맞춘 상태에서 전원을 인가하게 되면 플라즈마가 발생된다. 이 때, 하부 전극의 역할을 수행하는 서셉터(susceptor)는 전기적으로 접지된 상태이며, 서셉터 상부에는 성막을 위한 기판(substrate)이 장착된다. 기판의 일 부위에 성막을 수행하고자 하는 경우, 마스크(mask)를 이용하여 성막을 방지하고자 하는 부분을 가리게 된다.
플라즈마 화학 기상 증착 설비 내부의 마스크는 주로 스테인레스 스틸(stainless steel)이나 합금강(invar) 등의 금속 소재를 주로 사용하는데, 이러한 금속 마스크를 지지하기 위한 지지대(레스트 버튼(rest button))는 주로 세라믹 소재로 제작하게 된다. 따라서, 마스크는 챔버 내의 전극부 및 접지부와 절연된 상태로 플라즈마에서 생성된 전하들이 마스크 표면에 쌓이면서 일정 수준의 부유 전위(floating potential)를 갖게 된다.
공정이 진행될수록 계속해서 쌓이는 전하는 방전을 통해 빠져나갈 곳을 찾게 되는데, 이 때 근접한 금속 부분(상부 전극, 기판 내 캐소드, 챔버 벽)으로 높은 전류 밀도를 가진 전류 채널(current channel)이 국부적으로 형성되면서 전류가 급격하게 빠져나가는 현상이 아크 방전(arcing)이다. 아크 방전은 기판에 심각한 열적 충격, 물리적 충격을 동반한다는 문제점이 있다.
따라서, 박막 표면 또는 기판의 손상이나, 설비(마스크, 디퓨저, 서셉터, 챔벼 벽)의 손상 및 플라즈마의 변화에 의한 비정상적인 성막 결과를 가져올 수 있다. 또한, 아크 방전으로 인하여 발생하는 물리적 충격에 의하여 박막의 박리 현상이 발생할 수 있는데, 이 때 발생한 파티클(particle)로 인하여 막 중에 보이드(void)가 발생되면서, 반도체나 디스플레이 공정에서 원하는 특성을 구현하지 못하는 치명적인 문제로 발현되므로 이러한 현상을 억제하는 것이 무엇보다 중요하다.
또한, 이러한 아크 방전 현상을 피하고자 마스크와 기판 사이를 띄워 놓게 되면, 성막에 기여하는 활성종(radical)이 마스크와 기판 사이로 치고 들어가 원하는 부위에 정확히 성막되지 않게 되며, 이러한 섀도우 효과(shadow effect)로 인한 불량이 발생하는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에서는 박막 증착 장치에서 사용되는 마스크를 절연 상태로 사용할 경우 발생하는 마스크 부유 전위로 인한 아크 방전 현상을 억제하기 위한 마스크 지지대 및 이를 포함하는 박막 증착 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 화학 기상 증착 장치는, 챔버와,상기 챔버 내에 구비되는 상부 전극과, 상기 상부 전극에 설치되며, 외부로부터 도입된 가스를 상기 챔버 내부에 위치하는 기판에 분사하는 분사부와, 상기 기판이 안착되는 서셉터(susceptor)와, 상기 서셉터의 가장자리 영역에 배치되는 마스크 프레임에 설치되며, 마스크를 지지하여 수평을 유지하도록 조절하도록 탄성력을 제공하는 도전성 물질로 형성된 복수의 마스크 지지대, 및 상기 상부 전극에 전원을 인가하는 전원 공급부를 포함한다.
상기 마스크 지지대는, 상기 마스크 프레임에 간격을 형성하며 복수개로 설치될 수 있다.
상기 마스크 지지대는, 상기 마스크 프레임에 삽입 설치되는 몸체와, 상기 몸체에 삽입 설치되며, 마스크를 접촉하며 지지하는 도전 부재와, 상기 도전 부재를 지지하며, 탄성을 갖는 탄성 부재와, 상기 탄성 부재 하부에 위치하여 상기 도전 부재 및 탄성 부재를 지지하며, 상기 몸체에 고정되어 상기 도전 부재 및 탄성 부재의 이탈을 방지하는 고정 부재를 포함할 수 있다.
상기 도전 부재는, 금속으로 형성될 수 있다.
상기 도전 부재는, 알루미늄(Al)으로 형성될 수 있다.
상기 도전 부재는, 도전성을 갖는 무기 재료 또는 폴리머로 형성될 수 있다.
상기 탄성 부재는, 금속으로 형성될 수 있다.
상기 탄성 부재는, 세라믹 물질과, 상기 세라믹 물질 표면에 코팅된 도전성 물질을 포함할 수 있다.
상기 탄성 부재는, 스프링 형태로 형성될 수 있다.
상기 탄성 부재는, 시트(sheet) 형태로 형성될 수 있다.
상기 몸체는, 볼트에 의해 상기 마스크 프레임에 고정될 수 있다.
상기 마스크는, 금속 물질로 형성될 수 있다.
상기 마스크는 세라믹 물질과, 상기 세라믹 물질 표면에 코팅된 금속 물질을 포함할 수 있다.
상기 마스크는, 금속 물질과, 상기 금속 물질 표면에 코팅된 세라믹 물질을 포함할 수 있다.
상기 마스크는, 금속 물질과, 상기 금속 물질 표면에 코팅된 고분자 물질을 포함할 수 있다.
상기 전원 공급부는, -10kV 내지 +10kV의 전압을 상기 상부 전극에 인가할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 플라즈마 화학 기상 증착 장치에서 마스크와 기판 사이에 발생하는 아크 방전 현상을 제거함으로써, 안정적인 수율과 설비의 성능 향상을 꾀할 수 있으며, 또한 설비의 수명을 향상시킬 수 있다.
특히, 성막 속도를 높이기 위하여 인가 전력을 높이거나 인가 전원의 주파수를 높여 플라즈마의 밀도를 높이는 경우에 플라즈마의 높은 전류 밀도로 인하여 마스크 표면의 부유 전위가 더욱 커져 아크 방전 형상이 더욱 쉽게 발생하게 되므로, 이 경우 부유 전위를 낮추는 것은 더욱 효과적이다.
따라서, 본 발명에 따른 플라즈마 화학 기상 증착 장치에 의해서, 고속 성막이 구현될 수 있고, 공정 시간(tact time)의 감소 및 수율 향상의 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 화학 기상 증착 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 지지대의 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 지지대의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 지지대의 장착 상태를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 지지대의 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 지지대의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 지지대의 장착 상태를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예들에서는 일 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며, 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고, 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다. 어느 부분이 다른 부분의 “위에” 또는 “상에” 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수도 있다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 한 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 화학 기상 증착 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 화학 기상 증착 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 플라즈마 화학 기상 증착 장치(100)는, 챔버(80)와, 챔버(80) 내에 구비되는 상부 전극(20)과, 상부 전극(20)에 설치되는 분사부(30)와, 기판(S)이 안착되는 서셉터(susceptor, 70)와, 마스크 프레임(50)에 설치되는 마스크 지지대(60)와, 상부 전극(20)에 전원을 인가하는 전원 공급부(10)를 포함한다.
챔버(80)는 금속제 용기로 이루어질 수 있으며, 가스 도입부(5)를 통해 외부로부터 챔버(80) 내부로 원료 가스가 도입된다. 원료 가스가 공급되는 챔버(80) 내부에는 고주파 전력의 인가에 의해 발생한 플라즈마가 원료 가스를 활성화하고, 화학 반응을 촉진시키며, 화학 반응으로 생긴 막 재료가 기판(S)의 상면에 퇴적하고 유전체층을 형성한다. 챔버(80) 내부는 진공으로 유지될 수 있다. 또한, 기판(S)에 이산화규소로 이루어지는 유전체층을 형성할 경우에는, 예를 들면, 실란(SiH4)과 산화질소(N2O)가 도입된다.
전원 공급부(10)는 가스 도입부(5)와 연결되며, 가스 도입부(5)는 상부 전극(20)에 연결된다. 가스 도입부(5)를 통해, 원료가 챔버(80) 내부로 유입되며, 가스 도입부(5)는 상부 전극(20)을 챔버(80) 내부에서 승하강시켜 분사부(30)와 기판(S) 사이의 거리를 조절할 수 있다.
상부 전극(20)에는 분사부(30)가 설치된다. 분사부(30)는 외부로 도입된 가스를 챔버(80) 내부에 위치하는 기판(S)을 향해 분사한다. 분사부(30)는 샤워 플레이트(shower plate)로 형성될 수 있으며, 원료 가스를 기판(S)을 향해 광범위하고 균등하게 분출한다. 한편, 별도로 상부 전극(20)과 분사부(30)를 구비하지 않고, 분사부(30)가 상부 전극을 겸하는 구조로 이루어질 수도 있다.
서셉터(70)는 성막하고자 하는 기판(S)이 안착되며, 전기적으로 접지된다. 서셉터(70)는 상하 이동 가능한 리프트(lift) 방식으로 형성될 수 있으며, 기판(S)의 반입 및 반출에 따라 서셉터(70)가 승하강할 수 있다. 기판(S)의 반입 및 반출 시에, 서셉터(70)는 하강하며, 고정된 마스크 프레임(50)으로부터 떨어진다. 서셉터(70)는 하부 전극으로서 기능하며, 서셉터(70)에는 기판(S)을 가열하는 히터(heater)가 설치될 수 있다.
서셉터(70)의 상부의 가장자리 영역에는 마스크(40)를 지지하는 마스크 프레임(50)이 구비되며, 마스크 프레임(50)에는 마스크(40)를 지지하여 수평을 유지하도록 조절하도록 탄성력을 제공하는 도전성 물질로 형성된 복수의 마스크 지지대(60)가 설치된다. 마스크 지지대(60)는 마스크 프레임(50)에 간격을 형성하며 복수개로 장착될 수 있다. 또한, 마스크 지지대(60)가 마스크(40)의 하중에 의해 눌려지면서 마스크 프레임(50)에 마스크(40)가 전면 접촉될 수 있다.
한편, 가스 도입부(5)를 통한 원료 가스 도입과 병행하여, 서셉터(70) 하방에 위치하는 배기부(6)를 통해 원료 가스의 배기가 이루어진다.
한편, 마스크(40)는 금속 물질로 형성되는 금속 마스크일 수 있다. 또한, 마스크(40)는 세라믹 물질과, 세라믹 물질 표면에 코팅된 금속 물질을 포함할 수 있다. 또한, 마스크(40)는 금속 물질과, 금속 물질 표면에 코팅된 세라믹 물질을 포함할 수 있다. 또한, 마스크(40)는 금속 물질과, 금속 물질 표면에 코팅된 고분자 물질을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 지지대의 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 지지대의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 마스크 지지대(60)는 마스크 프레임(50)에 삽입 설치되는 몸체(62)와, 몸체(62)에 삽입 설치되며, 마스크(40)를 접촉하여 지지하는 도전 부재(64)와, 도전 부재(64)를 지지하며, 탄성을 갖는 탄성 부재(66), 및 탄성 부재(66) 하부에 위치하는 고정 부재(68)를 포함한다.
몸체(62)는 비도전성 물질인 세라믹 소재로 형성되며, 몸체(62)에는 도전성 물질로 이루어지는 도전 부재(64), 탄성 부재(66) 및 고정 부재(68)가 삽입 설치된다. 몸체(62)는 볼트와 같은 체결 수단(67)에 의해 마스크 프레임(50)에 고정될 수 있다.
도전 부재(64)는 금속으로 형성될 수 있으며, 알루미늄(Al)으로 형성될 수 있다. 또한, 도전 부재(64)는 도전성을 갖는 무기 재료 또는 폴리머(polymer)로 형성될 수 있다. 도전성을 갖는 무기 재료는 ITO(Indium Tin Oxide), TCO(Transparent Conducting Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명 도전성 무기 재료일 수 있다.
탄성 부재(66)는 금속으로 형성될 수 있다. 탄성 부재(66)는 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)로 형성될 수 있다. 또한, 탄성 부재(66)는 세라믹 물질과, 상기 세라믹 물질 표면에 코팅된 도전성 물질을 포함할 수 있다. 탄성 부재(66)는 스프링 형태로 형성될 수 있으며, 시트(sheet) 형태로 형성될 수 있다.
한편, 고정 부재(68)는 탄성 부재(66)의 하부에 위치하여 도전 부재(64) 및 탄성 부재(66)를 지지한다. 고정 부재(68)는 몸체(62)에 고정되어 도전 부재(64) 및 탄성 부재(66)가 이탈되는 것을 방지한다. 고정 부재(68)는 금속으로 형성될 수 있으며, 볼트(69)와 같은 체결 부재에 의해 몸체(62)에 고정될 수 있다.
앞서 설명한 마스크 지지대(60)를 구성하는 도전 부재(64), 탄성 부재(66) 및 고정 부재(68)는 도전성 물질로 형성되므로, 성막 과정에서 형성되는 전하가 마스크 지지대(60)를 통하여 전기적으로 접지된 서셉터(70)로 방전되므로 마스크(40) 표면 또는 상부 전극(20), 챔버(80) 벽의 부유 전위를 낮추거나 제거하여 아크 방전 현상을 억제할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 지지대(60)의 장착 상태를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 4를 참조하면, 서셉터(70)의 가장자리 영역에 마스크 프레임(50)이 위치하며, 마스크 지지대(60)는 마스크 프레임(50)에 삽입 설치된다. 서셉터(70)는 사각 형상의 판 형태로 형성될 수 있으며, 서셉터(70)의 가장자리 영역 사방으로 마스크 프레임(50)이 배치된다. 마스크 지지대(60)의 도전 부재(64)는 서셉터(70)의 상면보다 위쪽으로 돌출되어 있는 상태이며, 기판(S)이 서셉터(70) 상면에 안착된 상태에서, 서셉터(70)와 마스크 프레임(50)이 상승한다. 마스크(40)가 서셉터(70) 상부에서 마스크 지지대(60)에 접촉되면서, 마스크(40)의 하중에 의해 도전 부재(64)가 눌려지게 된다. 도전 부재(64)의 하부에는 탄성 부재(66)가 위치하므로, 탄성 부재(66)의 탄성력에 의해 마스크(40)의 하중에 따라 각각의 도전 부재(64)는 소정의 높이로 눌려진다.
마스크 지지대(60)는 탄성 부재(66)에 의해 높이가 조절되는 도전 부재(64)를 구비하므로, 마스크(40)는 도전 부재(64)에 가장자리 부위가 균일하게 접촉, 지지될 수 있다. 또한, 마스크 지지대(60)의 도전 부재(64), 탄성 부재(66), 및 고정 부재(68)는 도전성 물질로 이루어지므로, 성막 과정에서 마스크(40)에 형성되는 전하가 외부로 방전될 수 있어, 부유 전위를 감소 또는 제거시켜 아크 방전 효과를 억제할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 화학 기상 증착 장치에 의해서, 마스크와 기판 사이에 발생하는 아크 방전 현상을 제거함으로써, 안정적인 수율과 설비의 성능 향상을 꾀할 수 있으며, 또한 설비의 수명을 향상시킬 수 있다.
특히, 성막 속도를 높이기 위하여 인가 전력을 높이거나 인가 전원의 주파수를 높여 플라즈마의 밀도를 높이는 경우에 플라즈마의 높은 전류 밀도로 인하여 마스크 표면의 부유 전위가 더욱 커져 아크 방전 형상이 더욱 쉽게 발생하게 되므로, 이 경우 부유 전위를 낮추는 것은 더욱 효과적이다.
따라서, 본 발명에 따른 플라즈마 화학 기상 증착 장치에 의해서, 고속 성막이 구현될 수 있고, 공정 시간(tact time)의 감소 및 수율 향상의 효과를 기대할 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
100: 플라즈마 화학 기상 증착 장치 10: 전원 공급부
20: 상부 전극 30: 분사부
40: 마스크 50: 마스크 프레임
60: 마스크 지지대 62: 몸체
64: 도전 부재 66: 탄성 부재
68: 고정 부재 70: 서셉터
80: 챔버
20: 상부 전극 30: 분사부
40: 마스크 50: 마스크 프레임
60: 마스크 지지대 62: 몸체
64: 도전 부재 66: 탄성 부재
68: 고정 부재 70: 서셉터
80: 챔버
Claims (17)
- 챔버;
상기 챔버 내에 구비되는 상부 전극;
상기 상부 전극에 설치되며, 외부로부터 도입된 가스를 상기 챔버 내부에 위치하는 기판에 분사하는 분사부;
상기 기판이 안착되는 서셉터(susceptor);
상기 서셉터의 가장자리 영역에 배치되는 마스크 프레임에 설치되며, 마스크를 지지하여 수평을 유지하도록 조절하도록 탄성력을 제공하는 도전성 물질로 형성된 복수의 마스크 지지대; 및
상기 상부 전극에 전원을 인가하는 전원 공급부를 포함하고,
상기 마스크 지지대는,
상기 마스크 프레임에 삽입 설치되는 몸체;
상기 몸체에 삽입 설치되며, 마스크를 접촉하며 지지하는 도전 부재;
상기 도전 부재를 지지하며, 탄성을 갖는 탄성 부재; 및
상기 탄성 부재 하부에 위치하여 상기 도전 부재 및 탄성 부재를 지지하며, 상기 몸체에 고정되어 상기 도전 부재 및 탄성 부재의 이탈을 방지하는 고정 부재를 포함하는 플라즈마 화학 기상 증착 장치. - 제 1 항에서,
상기 마스크 지지대는,
상기 마스크 프레임에 간격을 형성하며 복수개로 설치되는 플라즈마 화학 기상 증착 장치. - 삭제
- 제 1 항에서,
상기 도전 부재는,
금속 물질로 형성되는 플라즈마 화학 기상 증착 장치. - 제 4 항에서,
상기 도전 부재는,
알루미늄(Al) 또는 구리(Cu) 로 형성되는 플라즈마 화학 기상 증착 장치. - 제 1항에서,
상기 도전 부재는,
도전성을 갖는 무기 재료 또는 폴리머로 형성되는 플라즈마 화학 기상 증착 장치. - 제 1 항에서,
상기 탄성 부재는,
금속 물질로 형성되는 플라즈마 화학 기상 증착 장치. - 제 1 항에서,
상기 탄성 부재는,
세라믹 물질과, 상기 세라믹 물질 표면에 코팅된 도전성 물질을 포함하는 플라즈마 화학 기상 증착 장치. - 제 1 항에서,
상기 탄성 부재는,
스프링 형태로 형성되는 플라즈마 화학 기상 증착 장치. - 제 1 항에서,
상기 탄성 부재는,
시트(sheet) 형태로 형성되는 플라즈마 화학 기상 증착 장치. - 제 1 항에서,
상기 몸체는,
볼트에 의해 상기 마스크 프레임에 고정되는 플라즈마 화학 기상 증착 장치. - 제 1 항에서,
상기 몸체는,
알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)로 형성되는 플라즈마 화학 기상 증착 장치. - 제 1 항에서,
상기 마스크는,
금속 물질로 형성되는 플라즈마 화학 기상 증착 장치. - 제 1 항에서,
상기 마스크는,
세라믹 물질과, 상기 세라믹 물질 표면에 코팅된 금속 물질을 포함하는 플라즈마 화학 기상 증착 장치. - 제 1 항에서,
상기 마스크는,
금속 물질과, 상기 금속 물질 표면에 코팅된 세라믹 물질을 포함하는 플라즈마 화학 기상 증착 장치. - 제 1 항에서,
상기 마스크는,
금속 물질과, 상기 금속 물질 표면에 코팅된 고분자 물질을 포함하는 플라즈마 화학 기상 증착 장치. - 제 1 항에서,
상기 전원 공급부는,
-10kV 내지 +10kV의 전압을 상기 상부 전극에 인가하는 플라즈마 화학 기상 증착 장치.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150093150A KR102380156B1 (ko) | 2015-06-30 | 2015-06-30 | 플라즈마 화학 기상 증착 장치 |
| US15/049,162 US10480076B2 (en) | 2015-06-30 | 2016-02-22 | Plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus that includes conductive mask supports |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150093150A KR102380156B1 (ko) | 2015-06-30 | 2015-06-30 | 플라즈마 화학 기상 증착 장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170003792A KR20170003792A (ko) | 2017-01-10 |
| KR102380156B1 true KR102380156B1 (ko) | 2022-03-29 |
Family
ID=57682898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150093150A KR102380156B1 (ko) | 2015-06-30 | 2015-06-30 | 플라즈마 화학 기상 증착 장치 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10480076B2 (ko) |
| KR (1) | KR102380156B1 (ko) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11251019B2 (en) * | 2016-12-15 | 2022-02-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Plasma device |
| JP6863199B2 (ja) | 2017-09-25 | 2021-04-21 | トヨタ自動車株式会社 | プラズマ処理装置 |
| US11682574B2 (en) | 2018-12-03 | 2023-06-20 | Applied Materials, Inc. | Electrostatic chuck design with improved chucking and arcing performance |
| US11584994B2 (en) | 2019-01-15 | 2023-02-21 | Applied Materials, Inc. | Pedestal for substrate processing chambers |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003049275A (ja) * | 2001-08-07 | 2003-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマｃｖｄ装置およびその制御方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU5597000A (en) * | 1999-06-07 | 2000-12-28 | Regents Of The University Of California, The | Coatings on reflective mask substrates |
| KR20060128550A (ko) | 2005-06-10 | 2006-12-14 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 스퍼터링 장치 |
| US20070065597A1 (en) * | 2005-09-15 | 2007-03-22 | Asm Japan K.K. | Plasma CVD film formation apparatus provided with mask |
| KR100775960B1 (ko) | 2005-09-15 | 2007-11-16 | 삼성전자주식회사 | 마스크를 갖는 플라즈마 화학 기상 증착 막 형성 장치 |
| KR20080056718A (ko) | 2008-03-26 | 2008-06-23 | 히다찌 플라즈마 디스플레이 가부시키가이샤 | 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법 및 플랫 패널디스플레이용 패널 |
| US8771538B2 (en) * | 2009-11-18 | 2014-07-08 | Applied Materials, Inc. | Plasma source design |
| KR101936257B1 (ko) * | 2012-12-07 | 2019-01-09 | 주성엔지니어링(주) | 기판 처리 장치 |
| US9340876B2 (en) * | 2012-12-12 | 2016-05-17 | Applied Materials, Inc. | Mask for deposition process |
| KR102181233B1 (ko) | 2013-07-19 | 2020-11-23 | 삼성디스플레이 주식회사 | 기상 증착 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조방법 |
-
2015
- 2015-06-30 KR KR1020150093150A patent/KR102380156B1/ko active IP Right Grant
-
2016
- 2016-02-22 US US15/049,162 patent/US10480076B2/en active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003049275A (ja) * | 2001-08-07 | 2003-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマｃｖｄ装置およびその制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US10480076B2 (en) | 2019-11-19 |
| US20170002468A1 (en) | 2017-01-05 |
| KR20170003792A (ko) | 2017-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5683469B2 (ja) | 大型プラズマ処理チャンバのｒｆ復路 | |
| KR102380156B1 (ko) | 플라즈마 화학 기상 증착 장치 | |
| TWI455204B (zh) | 基板處理用之邊緣環裝置 | |
| JP4413084B2 (ja) | プラズマプロセス装置及びそのクリーニング方法 | |
| KR20100109497A (ko) | 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 | |
| US20190006156A1 (en) | Plasma Processing Apparatus | |
| JP6728502B2 (ja) | 活性ガス生成装置 | |
| KR20130058312A (ko) | 서셉터와 섀도우 프레임 간의 아크 발생 방지 장치 | |
| JP2012230900A (ja) | 真空処理装置用の接地アセンブリ | |
| TW201338012A (zh) | 用於等離子體處理裝置的可調節約束裝置 | |
| JP5951324B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| KR101936257B1 (ko) | 기판 처리 장치 | |
| KR20180053143A (ko) | 기판 지지 장치 및 기판 처리 장치 | |
| KR20120080979A (ko) | 플라즈마 처리장치 | |
| KR101246859B1 (ko) | 플라즈마 처리장치 | |
| CN113862645B (zh) | 承载装置及半导体工艺腔室 | |
| JP4194466B2 (ja) | プラズマプロセス装置及びそれを用いた電子デバイスの製造方法 | |
| CN112992635B (zh) | 一种晶圆固定装置及其形成方法、等离子体处理设备 | |
| KR101333521B1 (ko) | 플라즈마 처리 장치 | |
| KR101196422B1 (ko) | 플라즈마 처리장치 | |
| KR101855656B1 (ko) | 기판처리장치 | |
| TW202032617A (zh) | 電漿處理裝置 | |
| JP3919942B2 (ja) | 静電吸着装置及び真空処理装置 | |
| CN103871819A (zh) | 用于高均匀性hjt形成的大尺寸腔室 | |
| CN109068467A (zh) | 一种除静电装置及除静电方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |