KR20050058731A - Apparatus for depositting chamical vapor and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 균일한 증착막 형성을 위한 화학기상 증착장비에 관한 것으로서, 가스 주입부와 배기부를 가지는 진공챔버; 상기 진공 챔버 상면 일측에 장착되어 RF 전력을 공급하는 매칭박스; 상기 진공 챔버의 내부에 장착된 상부전극; 상기 상부전극의 하부에 제공되고 기판이 그 상면에 적재되는 하부전극; 상기 매칭박스와 전기적으로 연결되어 상기 진공챔버 상면 중앙부로부터 수직하방으로 연장되는 공급전선; 그리고 상기 공급전선의 일단으로부터 분지되어 상기 상부전극의 좌측 및 우측에 연결되는 분배전선들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 화학기상 증착장비를 제공한다.The present invention relates to a chemical vapor deposition apparatus for forming a uniform deposition film, comprising: a vacuum chamber having a gas injection portion and an exhaust portion; A matching box mounted on one side of the upper surface of the vacuum chamber to supply RF power; An upper electrode mounted inside the vacuum chamber; A lower electrode provided under the upper electrode and having a substrate loaded on the upper surface thereof; A supply wire electrically connected to the matching box and extending vertically downward from a center portion of the upper surface of the vacuum chamber; And a distribution wire branched from one end of the supply wire and connected to the left and right sides of the upper electrode.
Description
본 발명은 화학기상 증착장비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극에 균일한 전원을 인가하는 구조를 가진 화학기상 증착장비에 관한 것이다. The present invention relates to a chemical vapor deposition apparatus, and more particularly to a chemical vapor deposition apparatus having a structure for applying a uniform power to the electrode.
상기 화학기상 증착장비는 반도체의 웨이퍼 또는 박막 트랜지스터 액정표시장치(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display Device)에 박막을 증착하는 공정에 이용된다. The chemical vapor deposition apparatus is used in a process of depositing a thin film on a semiconductor wafer or a thin film transistor liquid crystal display device.
최근에, 액정표시장치는 경량, 박형이며 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술집약적 제품으로 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display)소자로 각광받고 있다. Recently, liquid crystal displays have been spotlighted as next generation advanced display devices having high added value as a technology-intensive product having light weight, thin shape, low power consumption, and good portability.
일반적으로 액정표시장치는 액정패널 상에 매트릭스 형태로 배열된 액정셀 들의 광투과율을 그에 공급되는 비디오 데이터 신호에 맞게 조절함으로써 데이터 신호에 해당하는 화상을 패널 상에 표시한다. 상기 액정표시장치는 액정층에 전계를 인가하기 위한 전극들, 액정셀 별로 데이터 공급을 절환하기 위한 박막 트랜지스터, 외부에서 공급되는 데이터를 액정셀들에 공급하는 신호배선 및 박막트랜지스터의 제어신호를 공급하기 위한 신호배선 등이 형성된 하판, 칼라필터 등이 형성된 상판, 상판과 하판 사이에 형성되어 일정한 셀 갭을 확보하는 스페이서, 그리고 스페이서에 의하여 상하판 사이에 마련된 공간에 채워진 액정을 포함하여 구성된다.In general, a liquid crystal display device displays an image corresponding to a data signal on a panel by adjusting light transmittance of liquid crystal cells arranged in a matrix form on a liquid crystal panel according to a video data signal supplied thereto. The liquid crystal display device includes electrodes for applying an electric field to the liquid crystal layer, a thin film transistor for switching data supply for each liquid crystal cell, a signal line for supplying data supplied from the outside to the liquid crystal cells, and a control signal for the thin film transistor. A lower plate having a signal wiring, etc., a top plate having a color filter, etc. formed therebetween, a spacer formed between the top plate and the bottom plate to secure a constant cell gap, and a liquid crystal filled in a space provided between the top and bottom plates by the spacer.
여기서, 상기 액정표시장치의 기판에는 박막 트랜지스터 등의 형성을 위한 박막이 증착되어야 하며 이때 사용되는 장비가 화학기상 증착장비이다.Here, a thin film for forming a thin film transistor or the like should be deposited on a substrate of the liquid crystal display device, and the equipment used at this time is a chemical vapor deposition apparatus.
상기 액정표시장치 등의 기판에 박막을 증착하는 화학기상 증착장비로는 플라즈마 화학기상 증착장비(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition Device)가 많이 사용되므로 이하 상기 PECVD를 중심으로 종래 기술에 관하여 설명한다. As a chemical vapor deposition apparatus for depositing a thin film on a substrate such as a liquid crystal display device, a plasma enhanced chemical vapor deposition device is widely used. Hereinafter, the conventional technology will be described with reference to the PECVD.
도 1은 종래 기술에 따른 PECVD 장비를 개략적으로 도시한 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a PECVD apparatus according to the prior art.
도시한 바와 같이, 가스 주입부(12) 및 배기부(14)를 가지는 진공 챔버(16)내에는 가스를 확산시키는 디퓨저(diffuser)를 포함하여 이루어진 상부전극(11)과 피증착 기판(18)을 홀딩하는 하부전극(20)이 일정간격 이격되어 대향하고 있다. 상기 상부전극(11)은 RF(Radio Frequency) 파워를 공급하는 매칭박스(24, Matching box)과 연결된다.As shown in the drawing, the upper electrode 11 and the substrate 18 to be deposited include a diffuser for diffusing a gas in the vacuum chamber 16 having the gas inlet 12 and the exhaust 14. The lower electrodes 20 holding the opposing parts are spaced apart by a predetermined interval. The upper electrode 11 is connected to a matching box 24 that supplies RF (Radio Frequency) power.
상기 하부전극(20)은 RF 파워를 접지시키는 그라운드(ground) 전압이 연결된다.The lower electrode 20 is connected to a ground voltage for grounding RF power.
상기 상부전극(11)의 내측에 포함된 디퓨저는 가스 주입구(12)를 통해 공급되는 반응 가스의 플로우(flow)를 조절한다. 상기 하부전극(20)은 피증착 기판(18)에 열에너지를 공급하는 히터를 포함한다. The diffuser included inside the upper electrode 11 controls the flow of the reaction gas supplied through the gas inlet 12. The lower electrode 20 includes a heater for supplying thermal energy to the substrate 18 to be deposited.
상기 상부전극(11)에 RF 전압을 인가하면 상기 상부전극(11)과 하부전극(20)의 사이에 상기 RF에 의해 발생된 플라즈마의 고에너지 전자가 가스와 충돌하면서 화학 반응을 일으켜 상기 기판(18)에 비정질 실리콘층이 증착된다. When an RF voltage is applied to the upper electrode 11, high-energy electrons of plasma generated by the RF collide with gas to cause a chemical reaction between the upper electrode 11 and the lower electrode 20 to generate a chemical reaction. 18, an amorphous silicon layer is deposited.
한편, 상기 PECVD 장비에 의한 증착공정에서는 RF 파워(Radio Frequency Power), 증착 온도, 가스 유입량 및 전원과 기판 간의 거리가 형성되는 박막의 특성을 좌우한다. On the other hand, the deposition process by the PECVD equipment determines the characteristics of the thin film is formed the RF power (Radio Frequency Power), deposition temperature, gas inflow amount and the distance between the power source and the substrate.
이하, 상기 PECVD 장치의 RF 파워 공급구조에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, the RF power supply structure of the PECVD apparatus will be described in detail.
도 1에서 보는 바와 같이, 상기 진공챔버(16)의 상측에 위치한 매칭박스(24)는 전력을 원하는 고주파의 RF 파워로 변환하여 상기 챔버(16) 내의 전극으로 공급한다. 여기서, 상기 진공챔버(16)의 외측은 전기적으로 접지된다.As shown in FIG. 1, the matching box 24 located above the vacuum chamber 16 converts power into RF power of a desired high frequency and supplies it to an electrode in the chamber 16. Here, the outside of the vacuum chamber 16 is electrically grounded.
상기 매칭박스(24)의 전원 단자는 공급전선(30)의 일단과 전기적으로 연결된다. 상기 공급전선(30)의 타단은 상기 상부전극의 중앙 상측에 위치한 분배부(35)와 연결된다. The power supply terminal of the matching box 24 is electrically connected to one end of the supply wire 30. The other end of the supply wire 30 is connected to the distribution unit 35 located above the center of the upper electrode.
상기 상부전극(11)으로 전력을 균일하게 공급하기 위하여, 상기 공급전선(30)은 좌측 및 우측으로 분배되어 상기 상부전극의 양 측단과 전기적으로 연결되어야 한다. 따라서, 상기 공급전선(30)은 분배부에서 좌측 분배전선(31)과 우측 분배전선(32)으로 나뉜다. In order to uniformly supply power to the upper electrode 11, the supply wire 30 should be distributed to the left and right sides and electrically connected to both side ends of the upper electrode. Therefore, the supply wire 30 is divided into a left distribution wire 31 and a right distribution wire 32 in the distribution unit.
여기서, 상기 진공챔버(16)의 상부에는 가스 주입구(12)를 비롯한 다수의 부품이 장착되므로, 상기 매칭박스(24)는 상기 챔버(16)의 좌측 또는 우측에 치우친 공간에 장착된다. Here, since a plurality of parts including the gas injection hole 12 is mounted on the vacuum chamber 16, the matching box 24 is mounted in a space biased to the left or right of the chamber 16.
도 1은 상기 매칭박스(24)가 좌측에 치우친 모습을 도시하고 있다. 여기서, 상기 매칭박스(24)의 전원 단자와 연결된 상기 공급전선(30)은 상기 상부전극(11)의 상측 공간을 대각선 방향으로 가로질러서 중앙부에 위치한 분배부(35)와 연결된다. 따라서, 상기 챔버(16) 내부의 전선 연결구조는 전체적으로 비대칭된 형상을 이룬다. 여기서, RF 파워는 상기 공급전선(30)과 연결된 분배전선들(31,32)로 공급되고, 상기 분배전선들(31,32)을 통하여 상부전극(11)의 좌측 및 우측으로 전달된다.1 shows a state in which the matching box 24 is biased on the left side. Here, the supply wire 30 connected to the power supply terminal of the matching box 24 is connected to the distribution unit 35 located at the center portion across the upper space of the upper electrode 11 in a diagonal direction. Therefore, the wire connection structure inside the chamber 16 has an asymmetric shape as a whole. Here, the RF power is supplied to the distribution wires 31 and 32 connected to the supply wire 30, and is transmitted to the left and right sides of the upper electrode 11 through the distribution wires 31 and 32.
종래 기술에 따른 화학기상 증착장비는 상기와 같이 전선의 연결구조가 비대칭적으로 이루어지므로, 상기 상부전극(11)에서 소모되는 RF 파워의 크가가 균일하지 않음으로써, 피증착 기판(18)에 증착된 증착막의 두께가 균일하지 않게되었다.In the chemical vapor deposition apparatus according to the prior art, since the connection structure of the wire is made asymmetrically as described above, since the magnitude of the RF power consumed by the upper electrode 11 is not uniform, the substrate 18 is deposited. The thickness of the deposited film was not uniform.
도 2는 종래의 화학기상 증착장비를 사용한 경우에 기판(18)의 상면에 증착된 증착막의 두께를 도해적으로 나타낸 도면이다. 2 is a diagram schematically showing the thickness of the deposited film deposited on the upper surface of the substrate 18 when the conventional chemical vapor deposition equipment is used.
도 2에서 보는 바와 같이, 증착막이 두껍게 형성된 층이 기판(18)의 우측으로 치우쳐져 있다. 또한, 상대적으로 좌측과 우측에 형성된 증착막의 두께 차이가 크다는 것을 볼 수 있다. 이것은 상부전극(11)의 좌측과 우측에서 소모되는 RF 파워가 차이가 남으로써, 발생되는 플라즈마의 밀도도 차이가 나기 때문이다. 따라서, 기판(18)의 상면에 증착되는 비정질 실리콘층의 두께가 균일하지 않게 된다.As shown in FIG. 2, the layer in which the vapor deposition film was formed thick is shifted to the right side of the board | substrate 18. As shown in FIG. In addition, it can be seen that the difference in thickness of the deposited film formed on the left side and the right side is relatively large. This is because the RF power consumed at the left side and the right side of the upper electrode 11 remains different, so that the density of the generated plasma also varies. Therefore, the thickness of the amorphous silicon layer deposited on the upper surface of the substrate 18 is not uniform.
이상 전술한 바와 같이, 종래기술에 따른 RF 파워의 공급구조를 가진 화학기상 증착장비는 다음과 같은 문제점을 가지게 된다.As described above, the chemical vapor deposition apparatus having the RF power supply structure according to the prior art has the following problems.
첫째, 종래기술에 따른 증착장비에서는 상기 공급전선이 좌측으로 치우친 형상을 이루고 RF 파워가 전송되는 과정에서 손실됨으로써 좌우 비대칭되는 구조를 가지는 문제점이 있었다.First, in the deposition apparatus according to the prior art, there is a problem in that the supply wire forms a biased shape to the left side and is lost in the process of transmitting RF power, thereby having a left-right asymmetric structure.
둘째, 피증착 기판의 좌측 및 우측 상부에 형성되는 플라즈마의 밀도가 균일하지 못함으로써 증착막의 균일도가 저하되어 기판의 수율이 떨어지는 문제점을 가진다. 따라서, 액정표시장치 등의 화질을 저해하거나 불량 발생율이 증가되는 문제점이 발생하였다.Secondly, since the density of the plasma formed on the upper left and right sides of the substrate to be deposited is not uniform, the uniformity of the deposited film is lowered, thereby lowering the yield of the substrate. Accordingly, there is a problem in that the image quality of the liquid crystal display device or the like is hindered or the defect occurrence rate is increased.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 보다 균일한 증착막을 형성시키는 화학기상 증착장비를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a chemical vapor deposition apparatus for forming a more uniform deposition film.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 가스 주입부와 배기부를 가지는 진공 챔버; 상기 진공 챔버 상면 일측에 장착되어 RF 전력을 공급하는 매칭박스; 상기 진공 챔버의 내부에 장착된 상부전극; 상기 상부전극의 하부에 제공되고 기판이 그 상면에 적재되는 하부전극; 상기 매칭박스로부터 상기 진공챔버 상면 중앙부까지 연장된 후 밴딩되어 수직하방으로 뻗어나오는 공급전선; 그리고 상기 공급전선으로부터 분지되어 상기 상부전극의 좌측 및 우측에 연결되는 분배전선들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 화학기상 증착장비를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention is a vacuum chamber having a gas inlet and exhaust; A matching box mounted on one side of the upper surface of the vacuum chamber to supply RF power; An upper electrode mounted inside the vacuum chamber; A lower electrode provided under the upper electrode and having a substrate loaded on the upper surface thereof; A supply wire extending from the matching box to a central portion of the upper surface of the vacuum chamber and then bent and extended vertically; And a distribution wire branched from the supply wire and connected to left and right sides of the upper electrode.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 화학기상 증착장비를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. Referring to the chemical vapor deposition apparatus according to the present invention having the characteristics as described above in more detail with reference to the accompanying drawings as follows.
도 3은 본 발명이 적용된 화학기상 증착장비를 도시한 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view showing a chemical vapor deposition apparatus to which the present invention is applied.
도 3에 도시된 바와 같이, 가스 주입부(112) 및 배기부(113)를 가지는 진공 챔버(116) 내에는 평판 형상으로 이루어진 상부전극(111)과 하부전극(120)이 장착된다. As shown in FIG. 3, the upper electrode 111 and the lower electrode 120 having a flat plate shape are mounted in the vacuum chamber 116 having the gas injection part 112 and the exhaust part 113.
상기 상부전극(111)은 그 내측에 주입된 가스를 확산시키는 디퓨저(미도시)를 포함한다. 상기 하부전극(120)은 상기 상부전극(111)과 일정한 간격 이격되어 대향하도록 장착되고, 그 상면으로 피증착 기판(118)이 로딩된다. 여기서, 상기 하부전극(120)의 하부는 이동가능한 축(121)에 고정되어 피증착 기판(118)을 상부 및 하부 방향으로 이동시킨다.The upper electrode 111 includes a diffuser (not shown) for diffusing a gas injected therein. The lower electrode 120 is mounted to face the upper electrode 111 at regular intervals, and the substrate 118 to be deposited is loaded on an upper surface thereof. Here, the lower portion of the lower electrode 120 is fixed to the movable shaft 121 to move the deposition substrate 118 in the upper and lower directions.
상기 상부전극(111)의 내측에 형성된 디퓨저는 상기 가스 주입부(112)를 통하여 공급되는 반응가스의 플로우(flow)를 조절하는 역할을 한다. 상기 하부전극(120)은 피증착 기판(118)에 화학기상을 증착할 때 필요한 열에너지를 공급하는 히터를 포함한다. The diffuser formed inside the upper electrode 111 serves to control the flow of the reaction gas supplied through the gas injection unit 112. The lower electrode 120 includes a heater for supplying thermal energy required for depositing a chemical vapor on the substrate 118 to be deposited.
상기 하부전극(120)과 상기 진공챔버(116)는 그라운드(ground)에 접지되어 접지전극으로 기능한다. 여기서, 상기 진공챔버(116)의 외측면이 접지됨으로써 외부로부터 불규칙적인 전자파가 상기 챔버(116)의 내부로 입사되는 것을 방지한다.The lower electrode 120 and the vacuum chamber 116 are grounded to ground to function as ground electrodes. Here, the outer surface of the vacuum chamber 116 is grounded to prevent irregular electromagnetic waves from entering the inside of the chamber 116.
한편, 상기 챔버(116)의 상부에는 전원으로부터 공급된 전력을 원하는 주파수의 RF 파워로 변환하는 매칭박스(124)가 장착된다. 상기 진공챔버(116)의 상면 중앙부에는 가스 주입부(112)가 설치되고 각종 부품들이 장착되므로, 상기 매칭박스(124)는 상기 챔버(116) 상면의 일측에 장착된다. 여기서, 상기 매칭박스(124)에서 형성된 RF 전력은 상기 상부전극(111)으로 균일하게 공급되어야 한다.On the other hand, the upper portion of the chamber 116 is equipped with a matching box 124 for converting the power supplied from the power source to the RF power of the desired frequency. Since the gas injection unit 112 is installed at the center of the upper surface of the vacuum chamber 116 and various components are mounted, the matching box 124 is mounted at one side of the upper surface of the chamber 116. Here, the RF power formed in the matching box 124 should be uniformly supplied to the upper electrode 111.
이하, 도 1을 참조하여 종래기술에 따른 RF 파워의 공급구조의 문제점을 분석하면 다음과 같다. Hereinafter, referring to FIG. 1, problems of the RF power supply structure according to the related art are as follows.
도 1에서 보는 바와 같이, 각 전선의 주위에는 전기장이 형성되므로, 상부전극(11), 하부전극(20) 및 챔버(16)의 상호간에는 정전용량이 형성된다. 여기서, 상기 하부전극(20) 및 챔버(16)는 접지전극을 이룬다. As shown in FIG. 1, since an electric field is formed around each wire, capacitance is formed between the upper electrode 11, the lower electrode 20, and the chamber 16. Here, the lower electrode 20 and the chamber 16 form a ground electrode.
물리적으로 상기 정전용량은 전기장의 세기에 비례하고 거리에 반비례한다. 여기서, 상기 공급전선(30)을 흐르는 전류의 방향과 상기 좌측 분배전선(31)을 흐르는 전류의 방향이 서로 반대방향이므로, 상기 양 전선의 주위에 형성된 전기장들은 상호 간섭되어 상쇄되므로 전기장의 세기가 작아진다. 즉, 상기 챔버(16)의 중앙을 기준으로 좌측편에 형성된 전기장의 세기가 우측편에 형성된 전기장의 세기보다 작다. Physically the capacitance is proportional to the strength of the electric field and inversely proportional to the distance. In this case, since the direction of the current flowing through the supply wire 30 and the direction of the current flowing through the left distribution wire 31 are opposite to each other, the electric fields formed around the two wires are mutually canceled and canceled so that the intensity of the electric field is increased. Becomes smaller. That is, the intensity of the electric field formed on the left side with respect to the center of the chamber 16 is smaller than that of the electric field formed on the right side.
따라서, 상기 챔버(16) 내부의 좌측에 형성되는 정전용량이 우측에 형성되는 정전용량의 세기보다 작다. 여기서, 상기 상부전극(11)의 좌측과 접지전극과 사이의 임피던스를 좌측 임피던스라고 하고, 상기 상부전극(11)의 우측과 접지전극과의 사이의 임피던스를 우측 임피던스라 한다. 전기계에서 정전용량이 작으면 임피던스가 커지므로, 상기 좌측 임피던스가 우측 임피던스보다 크다. Therefore, the capacitance formed on the left side inside the chamber 16 is smaller than the strength of the capacitance formed on the right side. Here, the impedance between the left side of the upper electrode 11 and the ground electrode is referred to as the left impedance, and the impedance between the right side of the upper electrode 11 and the ground electrode is referred to as the right impedance. The smaller the capacitance in the electric system, the greater the impedance, so the left impedance is greater than the right impedance.
또한, 공급되는 전력은 상기 임피던스에 반비례하는 관계를 이루므로, 상기 상부전극(11)의 좌측에 공급되는 전력이 우측보다 더 작게된다. 즉, 상기 전기장의 간섭으로 인하여 좌측으로 공급되는 RF 전력이 손실되어 감소한다. In addition, since the power supplied is in inverse proportion to the impedance, the power supplied to the left side of the upper electrode 11 is smaller than the right side. That is, the RF power supplied to the left side is lost due to the interference of the electric field.
상기와 같은 이론적 결과는 도 2에서 제시된 실제 실험치와도 동일한 결과를 갖는다.The above theoretical results have the same results as the actual experimental values shown in FIG. 2.
도 3은 상기 문제점을 해결하는 본 발명에 따른 화학기상 증착장비의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the chemical vapor deposition apparatus according to the present invention for solving the above problems.
도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 공급전선(130)은 상기 매칭박스(124)로부터 상기 진공챔버(116) 상면 중앙부까지 연장된 후 밴딩되어 수직하방으로 뻗어나오도록 설치된다. 즉, 상기 공급전선(130)은 상기 챔버(116)의 상측 중앙부에서 하측으로 뻗어나오도록 설치된다. 또한, 상기 공급전선(130)으로부터 분지된 분배전선들(131,132)은 상기 상부전극(111)의 좌측 및 우측 끝단에 연결된다.As shown in FIG. 3, the supply wire 130 of the present invention extends from the matching box 124 to the center portion of the upper surface of the vacuum chamber 116 and is bent to extend vertically downward. That is, the supply wire 130 is installed to extend downward from the upper center portion of the chamber 116. In addition, the distribution wires 131 and 132 branched from the supply wire 130 are connected to left and right ends of the upper electrode 111.
도시된 바와 같이, 상기 공급전선(130)을 기준으로 상기 전선들의 연결구조는 좌우가 전체적으로 대칭된 형상을 이룬다. 또한, 상기 공급전선(130)과 상기 좌측 분배전선(131) 또는 우측 분배전선(132)이 이루는 각도는 수직을 이루므로, 각 전선 사이에서 전기장에 미치는 영향을 최소화한다. As shown, the connection structure of the wires on the basis of the supply wire 130 forms a symmetrical shape as a whole. In addition, since the angle formed by the supply wire 130 and the left distribution wire 131 or the right distribution wire 132 is vertical, the influence on the electric field between each wire is minimized.
따라서, 본 발명은 공급전선(130)과 분배전선들(131,132) 사이에서 전기장이 상호 간섭되어 전기용량 및 임피던스에 미치는 영향을 최대한 감소시키는 구조를 제공한다. 따라서, 상기 상부전극(111)에 제공되는 RF 전력은 좌우에 있어서 대칭적으로 최대한 균일하게 공급된다. Accordingly, the present invention provides a structure in which the electric field is mutually interfered between the supply wire 130 and the distribution wires 131 and 132 to minimize the effect on capacitance and impedance. Therefore, the RF power provided to the upper electrode 111 is supplied as uniformly as possible symmetrically in left and right.
즉, 상기 공급전선(130)은 상기 매칭박스(124)로부터 상기 진공챔버(116) 상면의 중앙부로 연장된 제1부분(130a)과 상기 중앙부에서 수직하방으로 밴딩되어 상기 진공챔버(116) 내부로 연장된 제2부분(130b)을 포함한다. 따라서, 상기 공급전선(130)은 "ㄱ"자 형상으로 밴딩되어 있으며, 상기 매칭박스(124)로부터 상기 진공챔버(116) 상면의 중앙부까지 연장된 부분의 하측에는 접지쉴드(140)가 장착된다. That is, the supply wire 130 is bent vertically downward from the first portion 130a and the central portion extending from the matching box 124 to the central portion of the upper surface of the vacuum chamber 116 to the interior of the vacuum chamber 116. It includes a second portion 130b extending to. Accordingly, the supply wire 130 is bent in a "-" shape, and a ground shield 140 is mounted below a portion extending from the matching box 124 to the center portion of the upper surface of the vacuum chamber 116. .
여기서, 상기 접지쉴드(140)는 상기 제1부분(130a)에서 발생된 전기장이 상기 좌측 분배전선(131)에 영향을 주지 않도록 하기 위하여 장착된다. 즉, 상기 접지쉴드(140)는 상기 제1부분(130a)에서 발생하는 전기장이 상기 진공챔버(116)의 내측으로 전달되지 않도록 차폐한다. Here, the ground shield 140 is mounted so that the electric field generated in the first portion 130a does not affect the left distribution wire 131. That is, the ground shield 140 shields the electric field generated in the first portion 130a from being transferred into the vacuum chamber 116.
상기 진공챔버(116)의 내부에서 상기 공급전선(130)은 상기 분배전선들(131,132)과 수직을 이루도록 장착된다. 물리적으로, 상기 전선들(130,131,132)의 주변에 형성되는 전기장들이 상호 직교하면 간섭이 최소화된다. In the vacuum chamber 116, the supply wire 130 is mounted to be perpendicular to the distribution wires 131 and 132. Physically, interference is minimized when the electric fields formed around the wires 130, 131, and 132 are orthogonal to each other.
특히, 상기 공급전선(130)의 제2부분(130b)과 상기 좌측 분배전선(131)을 흐르는 전류의 방향이 반대이므로 수평하거나 예각을 이루지 않도록 배치되어야 한다. 따라서, 상기 제2부분(130a)과 상기 좌측 분배전선(131)이 수직을 이루면 전기장이 상호 간섭되는 것이 방지된다. In particular, since the direction of the current flowing through the second portion 130b of the supply wire 130 and the left distribution wire 131 is opposite, it should be arranged so as not to be horizontal or acute. Therefore, when the second portion 130a and the left distribution wire 131 are perpendicular to each other, the electric field is prevented from interfering with each other.
전술한 바와 같이, 본 발명의 각 전선들의 배치구조는 전체적으로 대칭된 형상을 이루고, 상기 공급전선(130)과 분배전선들(131,132)이 직교하는 형상으로 배치됨으로써 전기장의 간섭현상을 방지하고, RF 파워를 상기 상부전극(111)에 균일하게 공급할 수 있다.As described above, the arrangement structure of each wire of the present invention forms a symmetrical shape as a whole, the supply wire 130 and the distribution wires (131, 132) are arranged in a shape orthogonal to prevent interference of the electric field, RF Power may be uniformly supplied to the upper electrode 111.
또한, 상기 공급전선(130)과 분배전선들(131,132)이 만나는 교점에는 상기 전선들의 안정적인 연결을 위하여 분배부(135)가 설치된다. 상기 분배부(135)는 상기 상부전극(111)의 상측 중앙부에 위치하고, 원하는 전력을 상기 공급전선(130)으로부터 좌측 및 우측 분배전선(131,132)으로 균분하여 분배시킨다. 상기 각 전선들은 연결단자가 형성된 상기 분배부(135)에 커넥터 등으로 고정되거나, 상기 분배부(135)에 용접되거나 클램핑되어 고정된다. In addition, a distribution unit 135 is installed at the intersection where the supply wire 130 and the distribution wires 131 and 132 meet for the stable connection of the wires. The distribution unit 135 is located in the upper center portion of the upper electrode 111 and distributes desired power evenly from the supply wire 130 to the left and right distribution wires 131 and 132. Each of the electric wires is fixed to the distribution unit 135 in which the connection terminal is formed by a connector, or welded or clamped to the distribution unit 135.
상기 상부전극(111)과 하부전극(120)의 사이에 형성된 공간에서 주입되는 가스가 균일하게 플라즈마화되기 위해서는 상기 가스의 공급이 균일하게 이루어져야 한다. 상기 가스 주입부(112)를 통하여 공급된 가스는 상기 상부전극(111)의 내측에 제공된 디퓨저에 의하여 상기 상부전극(111) 및 하부전극(120) 사이의 공간 상으로 균일하게 확산된다. 따라서, 상기 가스 주입부(112)는 상기 상부전극(111) 상측의 중앙에 위치되어야 한다. In order to uniformly plasma the gas injected in the space formed between the upper electrode 111 and the lower electrode 120, the supply of the gas must be uniform. The gas supplied through the gas injection unit 112 is uniformly diffused into the space between the upper electrode 111 and the lower electrode 120 by a diffuser provided inside the upper electrode 111. Therefore, the gas injection part 112 should be positioned at the center of the upper electrode 111.
여기서, 상기 분배부(135)의 중앙에는 가스 주입부(112)가 관통하는 홀이 형성되고, 상기 가스 주입부(112)는 상기 홀을 관통하여 상기 상부전극(111) 내에 구비된 디퓨저와 연결된다. Here, a hole through which the gas injection unit 112 penetrates is formed in the center of the distribution unit 135, and the gas injection unit 112 connects with the diffuser provided in the upper electrode 111 through the hole. do.
한편, 상기 공급전선(130)도 상기 상부전극(111)의 상측 중앙부를 따라서 연장되어야 하므로, 상기 가스 주입부(112)와 간섭될 수 있다. 이때, 우선적으로 상기 가스 주입부(112)를 가장 중앙에 위치시키고 그와 인접한 중앙부에 상기 공급전선(120)을 설치함이 바람직하다. Meanwhile, since the supply wire 130 also needs to extend along the upper center portion of the upper electrode 111, the supply wire 130 may interfere with the gas injection unit 112. In this case, it is preferable to first place the gas injecting part 112 at the center and to install the supply wire 120 at the central part adjacent thereto.
도 4는 본 발명에 따른 화학기상 증착장비를 사용한 경우에 기판(118)에 증착된 증착층을 도해적으로 나타낸 도면이다. 4 is a diagram illustrating a deposition layer deposited on the substrate 118 when using the chemical vapor deposition apparatus according to the present invention.
도 4에서 보는 바와 같이, 상기 기판(118)에 형성된 증착층은 대칭적인 형상을 이루고, 전체적으로 증착막 두께의 차이가 감소됨을 볼 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 화학기상 증착장비를 사용한 경우에 증착막의 균일도가 향상됨으로써 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.As shown in FIG. 4, the deposition layer formed on the substrate 118 may have a symmetrical shape, and the difference in thickness of the deposition layer may be reduced as a whole. Therefore, when the chemical vapor deposition apparatus according to the present invention is used, the uniformity of the deposited film is improved, so that the yield of the product can be improved.
본 발명에 따른 화학기상 증착장비의 제조방법에 관하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the manufacturing method of the chemical vapor deposition apparatus according to the present invention.
우선, 매칭박스(124)를 진공 챔버(116)의 상면 일측에 장착한 후, 공급전선(130)을 상기 매칭박스(124)로부터 상기 진공 챔버(116)의 상면 중앙부까지 연장한 후 밴딩하여 직하방으로 상기 챔버(116)의 내부로 소정길이 연장시킨다.First, the matching box 124 is mounted on one side of the upper surface of the vacuum chamber 116, and then the supply wire 130 extends from the matching box 124 to the center of the upper surface of the vacuum chamber 116 and then bends directly. It extends a predetermined length into the chamber 116 into the room.
이후, 상기 챔버(116) 내부로 연장된 공급전선(130)의 끝단에 분배전선들(131,312)을 연결하여 각각 상기 상부전극(111)의 좌측 및 우측과 연결한다. 또한, 상기 공급전선(130)의 상기 진공챔버(116) 상면 중앙부까지 연장된 부분의 하측에는 접지쉴드(140)를 장착함으로써 전기장이 상호 간섭되지 않도록 차폐한다. 여기서, 상기 공급전선(130)과 분배전선들(131,132)이 이루는 각은 수직이 되도록 한다.Thereafter, distribution wires 131 and 312 are connected to ends of the supply wire 130 extending into the chamber 116 and are connected to the left and right sides of the upper electrode 111, respectively. In addition, the ground shield 140 is mounted below the portion extending to the center of the upper surface of the vacuum chamber 116 of the supply wire 130 to shield the electric field from mutual interference. The angle formed by the supply wire 130 and the distribution wires 131 and 132 is perpendicular to each other.
한편, 본 발명에 따른 화학기상 증착장비를 사용하여 기판(118)에 증착작업을 수행하는 과정을 보다 상세히 설명하면 하기와 같다. On the other hand, using the chemical vapor deposition apparatus according to the present invention will be described in detail the process of performing a deposition operation on the substrate 118 as follows.
상기 액정표시장치 등의 제조공정중 박막 증착을 위한 상기 화학기상 증착장비는 진공챔버(116) 내부에 증착에 필요한 가스를 주입하여 원하는 압력과 기판 온도가 설정되면, RF 파워를 이용하여 주입된 가스를 플라즈마 상태로 분해하여 기판(118) 위에 증착한다. 이때, 증착 메커니즘(mechanism)은 챔버(116) 내로 유입된 기체 화합물이 분해되는 1차 반응, 분해된 가스 이온들과 불안정한 이온상태인 라디칼 이온(Radical Ion)들이 상호 반응하는 2차반응, 피증착 기판(118) 상에서 가스 이온과 라디칼 이온들의 재결합으로 생긴 원자들의 상호작용으로 핵생성 후에 박막이 형성되는 3차 반응으로 나눌 수 있다. The chemical vapor deposition apparatus for thin film deposition during the manufacturing process of the liquid crystal display device injects a gas necessary for deposition into the vacuum chamber 116 and sets a desired pressure and a substrate temperature, thereby injecting the gas using RF power. Is decomposed into a plasma state and deposited on the substrate 118. At this time, the deposition mechanism (mechanism) is the first reaction in which the gaseous compound introduced into the chamber 116 is decomposed, the secondary reaction in which the decomposed gas ions and the radical ions (Radical Ions) in an unstable ion state interact with each other The interaction of atoms resulting from the recombination of gas ions and radical ions on the substrate 118 may be divided into a third reaction in which a thin film is formed after nucleation.
유입되는 기체 화합물은 형성하는 막의 종류에 따라 달라지며, 일반적으로 실리콘 질화막 경우는 SiH4, H2, NH3, N2 의 혼합 Gas가 이용되고, 비정질 실리콘막의 증착에는 SiH4, H2 가 쓰이며, 인(P)을 도핑하여 전자 이동도를 높이는 불순물 비정질 실리콘막(n+ a-Si)의 형성 시에는 상기 비정질 실리콘용 반응가스에 PH3가 첨가된다.The gaseous compound to be introduced depends on the type of film to be formed. In general, in the case of silicon nitride, a mixed gas of SiH 4 , H 2 , NH 3 and N 2 is used, and SiH 4 and H 2 are used to deposit an amorphous silicon film. In the formation of the impurity amorphous silicon film (n + a-Si) which increases the electron mobility by doping phosphorus (P), PH 3 is added to the reaction gas for amorphous silicon.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않으며 본 발명의 취지에 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며, 본 발명에 따른 RF 파워의 공급구조는 PECVD 장비뿐만 아니라 다른 종류의 화학기상 증착장비에도 적용가능하다. As described above, the present invention is not limited to the above embodiments and may be variously modified and implemented within the scope not departing from the spirit of the present invention, and the RF power supply structure according to the present invention is not only PECVD equipment but also other kinds. It is also applicable to chemical vapor deposition equipment.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 화학기상 증착장비는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.As described above, the chemical vapor deposition apparatus according to the present invention can obtain the following effects.
첫째, 본 발명의 증착장비는 RF 파워를 전송하는 전선연결구조가 대칭을 이룸으로써 전기장의 간섭을 최소화하고 RF 파워가 손실되는 것을 방지한다.First, the deposition apparatus of the present invention minimizes interference of the electric field and prevents RF power loss by symmetrical wire connection structure for transmitting RF power.
둘째, 피증착 기판의 좌측 및 우측 상부에 형성되는 플라즈마의 밀도를 균일화함으로써 증착막의 균일도를 향상시킨다. 따라서, 기판의 생산수율 및 액정표시장치 등의 화질을 향상시킨다.Second, the uniformity of the deposited film is improved by uniformizing the density of the plasma formed on the upper left and right sides of the substrate to be deposited. Therefore, the production yield of the substrate and the image quality of the liquid crystal display device and the like are improved.
도 1은 종래 기술에 의한 화학기상 증착장비의 단면도.1 is a cross-sectional view of a chemical vapor deposition apparatus according to the prior art.
도 2는 종래의 증착장비에 의한 증착상태를 도시한 도면.2 is a view showing a deposition state by a conventional deposition equipment.
도 3는 본 발명에 따른 화학기상 증착장비의 단면도.Figure 3 is a cross-sectional view of the chemical vapor deposition apparatus according to the present invention.
도 4는 본 발명의 증착장비에 의한 증착상태를 도시한 도면.4 is a view showing a deposition state by the deposition apparatus of the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
111 : 상부전극 116 : 진공챔버111: upper electrode 116: vacuum chamber
120 : 하부전극 124 : 매칭박스120: lower electrode 124: matching box
130 : 공급전선 131,132 : 분배전선130: supply wire 131,132: distribution wire
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