KR20080061807A - Surface processing apparatus for substrate - Google Patents

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Abstract

An apparatus processing a surface of a substrate is provided to increase a movement volume of reaction gas ion and radical by moving the ion and radical to a processing space through slits formed on a shower head. A plasma generator generates reaction gas plasma by reacting a reaction gas, and a substrate is processed in a processing space. A shower head(240) is provided with plural through-slits(241) for guiding the reaction gas plasma to the processing space. Plural source gas inlet pipes(242) are formed in a space between through-slits on a side of the shower head. The shower head has a buffer space for making distribution of the source gas uniform before the source gas is supplied to the inlet pipe.

Description

기판 표면처리장치{SURFACE PROCESSING APPARATUS FOR SUBSTRATE}Substrate surface treatment equipment {SURFACE PROCESSING APPARATUS FOR SUBSTRATE}

도 1 및 도 2는 종래의 기판 표면처리장치를 나타낸 도면,1 and 2 is a view showing a conventional substrate surface treatment apparatus,

도 3a 및 도 3b는 도 2의 샤워헤드 구조를 나타낸 도면,3a and 3b is a view showing the showerhead structure of FIG.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 샤워헤드의 제1실시예를 나타낸 도면,4A and 4B show a first embodiment of a showerhead according to the present invention;

도 5는 본 발명에 의한 샤워헤드의 제2실시예를 나타낸 도면,5 is a view showing a second embodiment of the showerhead according to the present invention;

도 6은 본 발명에 의한 샤워헤드의 제3실시예를 나타낸 도면,6 is a view showing a third embodiment of the showerhead according to the present invention;

도 7은 본 발명에 의한 샤워헤드의 제4실시예를 나타낸 도면이다.7 is a view showing a fourth embodiment of the showerhead according to the present invention.

<도면의 주요부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

115 : 처리공간 120 : 기판 또는 웨이퍼115: processing space 120: substrate or wafer

130 : 히터 140 : 샤워헤드130: heater 140: shower head

141 : 샤워헤드 상판 142 : 샤워헤드 하판141: top of the shower head 142: bottom of the shower head

143 : 유도관 144 : 소스가스홀143: guide pipe 144: source gas hole

150 : 플라즈마 생성공간 160 : RF 전원공급부150: plasma generation space 160: RF power supply

170 : 배기구 240 : 샤워헤드170: exhaust port 240: shower head

241 : 관통 슬릿 242 : 소스가스 유입관241: through slit 242: source gas inlet pipe

243 : 소스 가스홀243 source gas hole

350, 370, 450, 470 : 전극판 351, 371, 451 : 절연부재350, 370, 450, 470: electrode plate 351, 371, 451: insulation member

360 : RF 전원공급부 360: RF power supply

본 발명은 기판 표면처리장치에 관한 것으로, 특히, 반응가스 이온 및 라디칼을 샤워헤드의 슬릿을 통해 처리공간으로 이동시켜 이동량을 증가시키고 밀도 분포를 균일하게 하는 기판 표면처리장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate surface treatment apparatus, and more particularly, to a substrate surface treatment apparatus for moving reaction gas ions and radicals through a slit of a shower head to a processing space to increase a moving amount and to uniform a density distribution.

건식 식각이나, 물리적 또는 화학적 기상 증착, 감광제 세정 및 기타 표면 처리 등의 단위 공정에 있어서, 플라즈마를 이용한 방법이 널리 이용되고 있다.In unit processes, such as dry etching, physical or chemical vapor deposition, photoresist cleaning, and other surface treatment, the method using plasma is widely used.

종래의 기판 표면처리장치의 예로 대한민국특허출원 제1997-33864호와 제2001-24902호에 소개된 것들이 있는데, 플라즈마 발생을 위해 ICP 안테나를 전극으로 사용하거나, CCP와 같이 평판을 전극으로 사용할 수 있다.Examples of conventional substrate surface treatment apparatuses include those introduced in Korean Patent Application Nos. 1997-33864 and 2001-24902. For the generation of plasma, an ICP antenna may be used as an electrode, or a flat plate may be used as an electrode, such as CCP. .

도 1은 일반적인 플라즈마를 이용한 박막증착장치(100)를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a thin film deposition apparatus 100 using a general plasma.

도 1에 도시된 바와 같이, 플라즈마를 이용한 박막증착장치(100)는 저온에서 양질의 박막을 증착하기 위한 방법으로, 플라즈마 분사시 하부에 형성된 다수의 홀을 이용하는 샤워링(showering) 방식을 통해 소스가스와 반응가스와의 반응을 보다 활성화시킨다.As shown in FIG. 1, the thin film deposition apparatus 100 using plasma is a method for depositing a high quality thin film at a low temperature, and is sourced through a showering method using a plurality of holes formed at a lower portion during plasma spraying. The reaction between the gas and the reaction gas is more activated.

여기서, 박막증착장치(100)는 하부에 배기구(170)가 형성되고 내부 환경을 진공상태로 유지하는 챔버(110; chamber)와, 상기 챔버의 상부에 위치하며 하부에 다수의 분사홀을 형성하여 소스가스 공급부 및 반응가스 공급부로부터 공급된 소스 가스 및 반응가스를 분사하는 샤워헤드(140)와, 상기 샤워헤드에 의해 분사되는 반응가스에 의해 활성화된 소스가스 이온이 박막으로 증착되는 웨이퍼 또는 기판(이하, 기판)(120)을 지지함과 동시에 소정의 열원을 제공하는 히터(130)를 구비한다.Here, the thin film deposition apparatus 100 has a chamber (110) is formed in the lower exhaust port 170 to maintain the internal environment in a vacuum state, and formed in the upper portion of the chamber to form a plurality of injection holes in the lower Shower head 140 for injecting the source gas and the reaction gas supplied from the source gas supply unit and the reaction gas supply unit, and a wafer or substrate on which the source gas ions activated by the reaction gas injected by the shower head is deposited in a thin film ( Hereinafter, the heater 130 is provided to support the substrate 120 and provide a predetermined heat source.

또한, 박막증착장치(100)는 상부에 소스가스 공급부 및 반응가스 공급부로부터 소스가스 및 반응가스가 공급되는 가스 공급구(미도시)를 형성한다.In addition, the thin film deposition apparatus 100 forms a gas supply port (not shown) through which the source gas and the reaction gas are supplied from the source gas supply unit and the reaction gas supply unit.

또한, 박막증착장치(100)는 공급된 반응가스의 플라즈마 발생을 위해 플라즈마 발생부에 RF 전원 공급부(160)가 연결된다.In addition, the thin film deposition apparatus 100 is connected to the RF power supply unit 160 for the plasma generation of the supplied reaction gas plasma.

이와 같이 구성된 박막증착장치(100)에서, 기판(120) 상의 박막 증착 과정은 다음과 같다.In the thin film deposition apparatus 100 configured as described above, the thin film deposition process on the substrate 120 is as follows.

즉, 히터(130)가 열에너지를 공급하여 증착 대상인 기판(120)을 가열하고, 상부에 형성된 플라즈마 발생부에 고주파 전원이 인가되면, 반응가스는 플라즈마 반응된다. 이때, 플라즈마 상태의 반응가스가 소스가스를 활성화시켜 상기 샤워헤드에서 분사된 소스가스가 기판(120)상에 박막으로 증착된다.That is, when the heater 130 supplies the thermal energy to heat the substrate 120 to be deposited and the high frequency power is applied to the plasma generating unit formed thereon, the reaction gas is plasma-reacted. At this time, the reaction gas in the plasma state to activate the source gas is source gas injected from the shower head is deposited on the substrate 120 as a thin film.

도 2는 종래의 기판 표면처리장치에 대해 보다 구체적으로 나타내고 있는데, 상부에 위치하여 반응가스가 플라즈마 반응되는 플라즈마 발생부는 ICP 타입으로 이루어지고 있다. 여기서, 플라즈마 발생부는, 제1 RF 전원공급부(160)에 연결되어 RF 전원이 인가되는 ICP 타입 안테나와, 상기 ICP 방식에 의해 유입된 반응가스를 플라즈마 이온 상태로 변환시키는 플라즈마 생성공간(150)을 구비한다.2 illustrates a conventional substrate surface treatment apparatus in more detail. The plasma generating unit, which is positioned at the upper side and reacts with a plasma, is formed of an ICP type. The plasma generation unit may include an ICP type antenna connected to the first RF power supply unit 160 to which RF power is applied, and a plasma generation space 150 for converting the reaction gas introduced by the ICP method into a plasma ion state. Equipped.

도 2에서 반응가스는 플라즈마 생성공간(150)으로 공급되어 플라즈마 반응되어 샤워헤드(140)에 형성된 다수의 유도관(143)을 통해 기판(120)이 위치한 처리공 간(115)으로 분사된다.In FIG. 2, the reaction gas is supplied to the plasma generating space 150 to be plasma-reacted and injected into the processing space 115 where the substrate 120 is located through a plurality of induction pipes 143 formed in the shower head 140.

샤워헤드(140)는 다수의 유도관을 가지는 상판(141)과 상기 유도관(143)이 관통되고 상기 유도관이 관통되는 관통홀과는 별도로 다수의 소스가스홀(144)이 형성된 하판(142)을 포함하여 이루어진다.The shower head 140 has an upper plate 141 having a plurality of induction tubes and a lower plate 142 in which a plurality of source gas holes 144 are formed separately from the through holes through which the induction tubes 143 pass and the induction tubes penetrate. )

상기 상판(141)과 상기 하판(142) 사이에 소스가스를 수용하는 버퍼공간이 형성되며, 외부의 소스가스 공급부(155)로부터 상기 버퍼공간으로 소스가스가 공급된다. 버퍼공간에 공급된 소스가스는 소스가스홀(144)을 통해 하부의 처리공간(115)으로 분사된다. 미설명 부호 154는 반응가스 공급부를 나타낸다.A buffer space accommodating the source gas is formed between the upper plate 141 and the lower plate 142, and the source gas is supplied from the external source gas supply unit 155 to the buffer space. The source gas supplied to the buffer space is injected into the lower processing space 115 through the source gas hole 144. Reference numeral 154 denotes a reaction gas supply unit.

도 3a는 종래 샤워헤드(140)의 상판(141)의 사시도이고, 도 3b는 상기 상판(141)의 평면도이다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 상판(141)은 다수의 홀을 가지는 원판과 같은 형태를 가진다. 3A is a perspective view of the top plate 141 of the conventional showerhead 140, and FIG. 3B is a plan view of the top plate 141. As shown in FIGS. 3A and 3B, the top plate 141 has a shape such as a disc having a plurality of holes.

위와 같은 샤워헤드(140)는 플라즈마 생성공간(150)의 반응가스 플라즈마를 처리공간으로 분사하기 위한 원통형으로 된 복수의 유도관(143)을 가지는데, 이와 같은 구조에서는 상기 플라즈마 생성공간(150)에 생성된 반응가스 플라즈마가 유도관(143)을 통해서만 이동하게 되므로 이동량에 한계를 가지게 된다. 그래서, 반응가스 플라즈마의 균일한 이동 및 분포가 이루어질 수 없는 문제를 가졌다. 이에 따라 반응가스 플라즈마가 균일하게 분포되지 못하고 한 곳에 편중되면 기판에 증착되는 막 또한 균일한 두께를 가질 수 없게 된다.The shower head 140 as described above has a plurality of induction tubes 143 having a cylindrical shape for injecting the reaction gas plasma in the plasma generating space 150 into the processing space. In such a structure, the plasma generating space 150 Reaction gas plasma generated in the only movement through the induction pipe 143 has a limit on the amount of movement. Thus, there has been a problem that uniform movement and distribution of the reaction gas plasma cannot be achieved. Accordingly, if the reaction gas plasma is not uniformly distributed and is biased in one place, the film deposited on the substrate may also not have a uniform thickness.

또한, 종래의 표면처리장치는, 상부에 형성된 샤워헤드(140)에서 소스가스와 반응가스 이온을 함께 분사하는 구조로 된 것이 있는데, 그럴 경우 반응가스와 소 스가스가 기판 상부에서 가스 상태로 반응하거나 상기 기판 표면에 약한 박막을 형성하는 문제를 갖는다.In addition, the conventional surface treatment apparatus has a structure in which the source gas and the reaction gas ions are injected together in the shower head 140 formed thereon, in which case the reaction gas and the source gas reacts in the gas state on the substrate. Or to form a weak thin film on the substrate surface.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 샤워헤드의 슬릿을 통해 처리공간으로 이동하는 반응가스 이온 또는 라디칼의 이동량을 증가시키고 밀도 분포를 균일하게 하는 기판 표면처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, to provide a substrate surface treatment apparatus for increasing the amount of reaction gas ions or radicals moving to the processing space through the slit of the shower head and uniform density distribution For the purpose of

아울러, 소스가스를 플라즈마 처리하여 플라즈마 처리된 상태로 공급하여 반응되지 못하고 남는 소스가스의 양을 최소화하는 기판 표면처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a substrate surface treatment apparatus which minimizes the amount of source gas remaining unreacted by supplying the source gas in a plasma-treated state by plasma treatment.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 반응가스를 플라즈마 반응시켜 반응가스 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부와, 피처리물인 기판의 처리공간과, 상기 반응가스 플라즈마를 상기 처리공간으로 안내하도록 복수의 관통 슬릿이 구비된 샤워헤드를 포함하는 기판 표면처리장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, the plasma generation unit for generating a reaction gas plasma by plasma reaction of the reaction gas, a processing space of the substrate to be processed, and a plurality of guiding the reaction gas plasma to the processing space It provides a substrate surface treatment apparatus including a shower head having a through slit of.

또한, 상기 샤워헤드의 측면으로 상기 관통 슬릿 사이 공간에 형성되어 소스가스가 유입되게 하는 복수의 소스가스 유입관을 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the side of the shower head is characterized in that it comprises a plurality of source gas inlet pipe is formed in the space between the through slit for the source gas to flow.

또한, 상기 샤워헤드에는 상기 소스가스가 상기 복수의 소스가스 유입관으로 유입되기 전에 버퍼 공간을 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the shower head is characterized in that the buffer space is formed before the source gas is introduced into the plurality of source gas inlet pipe.

또한, 상기 샤워헤드의 일면에 상기 복수의 소스가스 유입관에 고주파 전원 이 인가되게 하는 제1 전극판이 구비되고, 상기 샤워헤드의 타면은 접지와 연결되는 제2 전극판이 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, a first electrode plate for applying high-frequency power to the plurality of source gas inlet pipes is provided on one surface of the shower head, and the other surface of the shower head is provided with a second electrode plate connected to the ground.

또한, 상기 제1 전극판 및 상기 제2 전극판은 상기 복수의 소스가스 유입관의 상하측에 길이방향으로 대향되게 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the first electrode plate and the second electrode plate is characterized in that disposed in the longitudinal direction opposite to the upper and lower sides of the plurality of source gas inlet pipe.

또한, 상기 제1 전극판을 상기 샤워헤드와 절연시키는 제1 절연부재와, 상기 제2 전극판을 상기 샤워헤드와 절연시키는 제2 절연부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a first insulating member for insulating the first electrode plate from the shower head, and a second insulating member for insulating the second electrode plate from the shower head.

또한, 상기 제1 전극판이 유전체에 매립된 형태로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the first electrode plate is characterized in that formed in the form of a dielectric.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the following description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, regardless of the reference numerals. Duplicate explanations will be omitted.

본 발명은 샤워헤드에 특징이 있는 것이고, 기판 표면처리장치 중 그 이외의 구성에 대해서는 종래에 이미 잘 알려지고 있는바, 여기서는 본 발명에 따른 샤워헤드를 위주로 설명하도록 한다.The present invention is characterized by a showerhead, and other configurations of the substrate surface treatment apparatus are already well known in the art. Here, the showerhead according to the present invention will be mainly described.

본 발명에 따른 기판 표면처리장치는 도 1 또는 도 2와 같은 종래의 표면처리장치에서 본 발명에 따른 샤워헤드를 구비하는 것으로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명에 따른 샤워헤드를 가지고 통상의 기술지식을 통해 용이하게 구현할 수 있을 것이다.Substrate surface treatment apparatus according to the present invention is provided with a shower head according to the present invention in the conventional surface treatment apparatus as shown in Figure 1 or 2 if one of ordinary skill in the art to which the present invention pertains The showerhead may be easily implemented through conventional technical knowledge.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 샤워헤드(240)의 일 실시예를 나타낸 도면으로, 도 4a 및 도 4b는 상기 샤워헤드(240)의 평면도이고, 도 4c는 상기 샤워헤드(240)의 측단면도이다.4A to 4C illustrate an embodiment of the showerhead 240 according to the present invention. FIGS. 4A and 4B are plan views of the showerhead 240, and FIG. 4C is a view of the showerhead 240. Side cross section view.

도 4a 내지 도 4c에 도시되는 바와 같이, 본 발명에 의한 샤워헤드(240)는 복수의 관통 슬릿(241)이 구비된다. 상기 관통 슬릿(241)을 통해 플라즈마 생성공간(도 2의 150 참조)의 반응가스 이온 및 라디칼이 하부의 처리공간(도 2의 115 참조)으로 분사된다.As shown in FIGS. 4A to 4C, the shower head 240 according to the present invention includes a plurality of through slits 241. Reaction gas ions and radicals in the plasma generation space (see 150 in FIG. 2) are injected into the lower processing space (see 115 in FIG. 2) through the through slit 241.

본 발명에서는 위와 같이 샤워헤드(240)의 상부면에 소정의 간격을 두고 복수의 관통 슬릿(241)을 형성하여 반응가스 플라즈마의 이동 및 분포를 균일할 수 있다. 그리고, 관통 슬릿(241)은 종래의 유도관(143)(도 3a 참조)의 홀 방식과 달리 연속된 슬릿 형태를 가지기 때문에 처리공간으로 분사되는 반응가스 플라즈마의 이동량이 더욱 증가될 수 있다.In the present invention, as described above, a plurality of through slits 241 may be formed on the upper surface of the shower head 240 at predetermined intervals to uniformly move and distribute the reaction gas plasma. In addition, since the through slit 241 has a continuous slit shape unlike the hole method of the conventional induction pipe 143 (see FIG. 3A), the moving amount of the reaction gas plasma injected into the processing space may be further increased.

상기 샤워헤드(240)의 측면을 따라 수평방향으로 관통 슬릿(241) 사이 공간에 복수의 소스가스 유입관(242)이 구비되는데, 상기 소스가스 유입관(242)의 일단에 있는 개구(미도시)를 통해 소스가스가 유입된다. 상기 소스가스 유입관(242)은 상기 관통 슬릿(241)과 샤워헤드(240)의 수평방향으로 비슷한 길이를 가지며 길게 형성된다. 이때, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 소스가스 유입관(242)을 통해 소스가스가 유입되기 전에 상기 관통 슬릿(241)에 교차하는 수평방향으로 버퍼공간(246)을 형성한다. 이를 통해, 유입된 소스가스는, 1차적으로 버퍼공간(246)을 통해 유입된 소스가스의 분포가 균일하도록 하고, 2차적으로 상기 버퍼 공간(246)을 통해 균일해진 소스가스가 각각의 소스가스 유입관(242)으로 이동하게 된다. 또한, 상기 버퍼공간(246)은 상기 복수의 소스가스 유입관(242)을 모두 커버할 수 있는 길이로 상기 샤워헤드(240) 원판의 외주를 따라 형성되는 것이 바람직하다. A plurality of source gas inlet pipes 242 are provided in the space between the through slits 241 in the horizontal direction along the side of the shower head 240, an opening (not shown) at one end of the source gas inlet pipes 242 Source gas is introduced through). The source gas inlet pipe 242 has a similar length in the horizontal direction of the through slit 241 and the shower head 240 is formed long. In this case, as shown in FIG. 4B, the buffer space 246 is formed in a horizontal direction crossing the through slit 241 before the source gas is introduced through the plurality of source gas inlet pipes 242. In this way, the introduced source gas is made to uniformly distribute the source gas introduced through the buffer space 246 firstly, and the source gas uniformly made through the buffer space 246 secondly is the source gas. The inlet pipe 242 is moved. In addition, the buffer space 246 may be formed along the outer circumference of the disc of the shower head 240 to a length capable of covering all of the plurality of source gas inlet pipes 242.

그리고, 소스가스홀(243)이 복수개 구비된다. 따라서, 상기 샤워헤드(240)는 기존과 달리, 상판과 하판으로 구별되지 않고, 단일판 형태로 구현될 수 있다.A plurality of source gas holes 243 are provided. Thus, unlike the conventional, the shower head 240 is not distinguished from the upper plate and the lower plate, it may be implemented in a single plate form.

또한, 관통 슬릿(241)과 소스가스 유입관(242)은 나란히 배열되기 때문에 반응가스의 이동 및 분포와 소스가스의 이동 및 분포가 유사하게 되어 반응가스와 소스가스의 반응성이 더욱 향상될 수 있다.In addition, since the through slit 241 and the source gas inlet pipe 242 are arranged side by side, the movement and distribution of the reaction gas and the movement and distribution of the source gas are similar, and thus the reactivity of the reaction gas and the source gas may be further improved. .

한편, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 샤워헤드(340)의 측단면도로서, 도 4의 제1실시예에 따른 샤워헤드(240)와 차이점 위주로 설명한다.Meanwhile, FIG. 5 is a side cross-sectional view of the showerhead 340 according to the second embodiment of the present invention, and will be described mainly with differences from the showerhead 240 according to the first embodiment of FIG. 4.

도 5에 도시된 바와 같이, 제2실시예는 제1실시예와 비교하여, 소스가스 유입관(242)의 상부에 제1 절연부재(351)와 제1 전극판(350)이 수평방향으로 길게 구비되고, 상기 소스가스 유입관(242)의 하부에 상기 제1 절연부재(351)와 제1 전극판(350)에 대향되게 제2 절연부재(371) 및 제2 전극판(370)이 구비되고 있다.As shown in FIG. 5, in the second embodiment, the first insulating member 351 and the first electrode plate 350 are disposed in the horizontal direction on the source gas inlet pipe 242 in comparison with the first embodiment. The second insulating member 371 and the second electrode plate 370 are provided to be elongated and face the first insulating member 351 and the first electrode plate 350 under the source gas inlet pipe 242. It is provided.

상부에 있는 제1 전극판(350)에는 고주파 전원 공급부(360)가 연결되고, 하부에 있는 제2 전극판(370)은 접지(261)되어, 상기 소스가스 유입관(242)에 고주파 전원을 인가하게 된다. 또한, 상기 제1 및 제2 절연부재(351)(371)는 상기 전극판(350)(370)과 샤워헤드(340)의 표면을 절연시키는 역할을 한다.The high frequency power supply unit 360 is connected to the first electrode plate 350 on the upper side, and the second electrode plate 370 on the lower side is grounded 261 to supply high frequency power to the source gas inlet pipe 242. Will be authorized. In addition, the first and second insulating members 351 and 371 serve to insulate the surfaces of the electrode plates 350 and 370 and the shower head 340.

이후, 인가된 고주파 전원에 의해 소스가스 유입관(242)을 통해 유입된 소스 가스는 플라즈마 반응된 후 하부의 소스가스홀(243)을 통해 처리공간으로 분사되게 된다.Thereafter, the source gas introduced through the source gas inlet pipe 242 by the applied high frequency power is plasma-reacted and then injected into the processing space through the lower source gas hole 243.

이에 따라, 처리공간으로 분사되기 전에 소스가스를 플라즈마 반응시키므로 미반응되는 소스가스를 최소화할 수 있다.Accordingly, the source gas may be plasma-reacted before being injected into the processing space, thereby minimizing unreacted source gas.

한편, 도 6 및 도 7에 도시된 샤워헤드는 도 5에 도시된 제2 실시예에 따른 샤워헤드의 변형이므로 차이점을 위주로 설명한다.Meanwhile, since the showerhead shown in FIGS. 6 and 7 is a modification of the showerhead according to the second embodiment shown in FIG. 5, the differences will be mainly described.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 샤워헤드(440)를 나타낸 측단면도이다.6 is a side sectional view showing a showerhead 440 according to a third embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 샤워헤드(440)는 도 5의 상하부의 제1 및 제2 전극판(450)(470)을 구비하고, 제2실시예의 절연부재(351, 371)는 별도로 구비하지 않는데, 이는 샤워헤드 자체가 절연체의 역할을 하게 된다. 즉, 상기 제1 및 제2 전극판(450)(470)이 형성된 부분을 제외한 샤워헤드의 표면을 아노다이징하거나 기타 절연코팅 등의 방법으로 절연성능을 갖게 한다.As shown in FIG. 6, the showerhead 440 according to the third embodiment of the present invention includes the first and second electrode plates 450 and 470 of upper and lower parts of FIG. 5, and insulates the second embodiment. Members 351 and 371 are not provided separately, which causes the showerhead itself to act as an insulator. That is, the surface of the showerhead, except for the portions in which the first and second electrode plates 450 and 470 are formed, is anodized or other insulation coating method to provide insulation performance.

도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 샤워헤드(540)을 나타낸 측단면도이다.7 is a side sectional view showing a showerhead 540 according to a fourth embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 샤워헤드(540)는, 도 6의 제3실시예에 따른 샤워헤드와 비교하여, 고주파 전원(360)과 연결된 전극판(520)이 유전체(451)에 매립된 형태로 이루어진 것을 나타낸다. 이때, 상부 전극판(520)은 고주파 전원(360)과 연결되고, 하부 전극판(470)은 접지와 연결된다. 이를 통해, 상기 샤워헤드(540)의 상부공간(플라즈마 생성공간)과의 아크 방전을 방지할 수 있고, 매립된 전극을 보호할 수 있다.As shown in FIG. 7, the showerhead 540 according to the fourth embodiment of the present invention has an electrode plate 520 connected to the high frequency power supply 360 compared to the showerhead according to the third embodiment of FIG. 6. ) Is embedded in the dielectric 451. In this case, the upper electrode plate 520 is connected to the high frequency power supply 360, and the lower electrode plate 470 is connected to the ground. Through this, it is possible to prevent the arc discharge with the upper space (plasma generating space) of the shower head 540, it is possible to protect the embedded electrode.

상기 소스가스 유입관(242)에 유입된 소스가스는 플라즈마 반응되어 소스가스 플라즈마를 생성하게 된다. 그리고, 상기 소스가스 플라즈마는 소스가스홀(243)을 통해 하부의 처리공간으로 분사된다.The source gas introduced into the source gas inlet pipe 242 is plasma-reacted to generate a source gas plasma. The source gas plasma is injected into the lower processing space through the source gas hole 243.

이로써, 처리공간에서의 미반응 소스가스 이온의 양을 감소시킬 수 있다.As a result, the amount of unreacted source gas ions in the processing space can be reduced.

본 발명에 따른 기판 표면처리장치는 박막증착장치에 한정되는 것은 아니며, 플라즈마를 이용하는 건식 식각이나, 물리적 또는 화학적 기상 증착, 감광제 세정 및 기타 표면 처리 등의 단위 공정에 사용되는 다양한 형태의 반도체, FPD 표면처리장치에 적용할 수 있다 할 것이다.The substrate surface treatment apparatus according to the present invention is not limited to the thin film deposition apparatus, and various types of semiconductors and FPDs used in unit processes such as dry etching using plasma, physical or chemical vapor deposition, photoresist cleaning, and other surface treatments. Applicable to surface treatment equipment.

따라서, 본 발명은 상기의 실시예에 국한되는 것은 아니며 당해 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 설계 변경이나 회피설계를 한다 하여도 본 발명의 범위 안에 있다 할 것이다.Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and a person having ordinary skill in the art may change the design or avoid the design without departing from the scope of the technical idea of the present invention. Will be in range.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 슬릿형 샤워헤드를 통해 반응가스 이온 또는 라디칼의 이동량을 기존 보다 증가시킬 수 있으며, 상기 이온 또는 라디칼의 분포도 균일하게 할 수 있다.As described above, according to the present invention, the movement amount of the reaction gas ions or radicals can be increased through the slit-type showerhead, and the distribution of the ions or radicals can be uniform.

또한, 소스가스를 반응공간으로 주입할 때 소스가스를 플라즈마 형태로 변환시켜 주입하게 되면, 반응되지 못하고 남는 소스가스의 양을 최소화하여, 증착 등 기판의 표면처리 능력이 훨씬 향상된다.In addition, when the source gas is injected into the reaction space by converting the source gas into a plasma form, the amount of the source gas remaining unreacted is minimized, thereby improving the surface treatment ability of the substrate such as deposition.

즉, 소스가스는 플라즈마 반응에 의해 Si 이온과 그 외의 이온으로 분해되 고, 반응가스 플라즈마의 산소 라디컬 등과 결합하므로 상호간의 반응성이 훨씬 향상될 수 있다. 가령, SiH4는 Si이온과 H이온으로 분리되고 슬릿을 통해 분사된 산소라디컬 이온 등과 결합하여 기판상에 양질의 SiO2를 생성할 수 있다.That is, since the source gas is decomposed into Si ions and other ions by the plasma reaction, and combined with the oxygen radicals of the reaction gas plasma, the mutual reactivity can be further improved. For example, SiH 4 may be separated into Si ions and H ions and combined with oxygen radical ions injected through the slit to generate high-quality SiO 2 on the substrate.

Claims (7)

반응가스를 플라즈마 반응시켜 반응가스 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부;Plasma generating unit for generating a reaction gas plasma by plasma reaction of the reaction gas; 피처리물인 기판의 처리공간;A processing space of a substrate to be processed; 상기 반응가스 플라즈마를 상기 처리공간으로 안내하도록 복수의 관통 슬릿이 구비된 샤워헤드;A shower head provided with a plurality of through slits to guide the reaction gas plasma to the processing space; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 표면처리장치.Substrate surface treatment apparatus comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 샤워헤드의 측면으로 상기 관통 슬릿 사이 공간에 형성되어 소스가스가 유입되게 하는 복수의 소스가스 유입관을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 표면처리장치.And a plurality of source gas inlet pipes formed in a space between the through slits to the side of the shower head to allow the source gas to flow therein. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 샤워헤드에는 상기 소스가스가 상기 복수의 소스가스 유입관으로 유입되기 전에 버퍼 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판 표면처리장치.And a buffer space in the shower head before the source gas flows into the plurality of source gas inlet pipes. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 샤워헤드의 일면에 상기 복수의 소스가스 유입관에 고주파 전원이 인가 되게 하는 제1 전극판이 구비되고, 상기 샤워헤드의 타면은 접지와 연결되는 제2 전극판이 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 표면처리장치.The first surface of the shower head is provided with a first electrode plate for applying a high frequency power to the plurality of source gas inlet pipe, the other surface of the shower head is provided with a second electrode plate connected to the ground, characterized in that Device. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제1 전극판 및 상기 제2 전극판은 상기 복수의 소스가스 유입관의 상하측에 길이방향으로 대향되게 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 표면처리장치.And the first electrode plate and the second electrode plate are disposed above and below the plurality of source gas inlet pipes in the longitudinal direction. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제1 전극판을 상기 샤워헤드와 절연시키는 제1 절연부재와, 상기 제2 전극판을 상기 샤워헤드와 절연시키는 제2 절연부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 표면처리장치.And a first insulating member for insulating the first electrode plate from the shower head, and a second insulating member for insulating the second electrode plate from the shower head. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제1 전극판이 유전체에 매립된 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 표면처리장치.And the first electrode plate is embedded in a dielectric.
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