KR20100018357A - Substrate treatmnet apparatus and substrate treatmnet method - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus and a method for processing a substrate are provided to control the energy of a neutral beam by generating a capacitively coupled plasma by forming a DLC(Diamond-like Carbon) layer containing an electrode part with a perceptible flatness. CONSTITUTION: A first power source part(112) supplies RF power. A first matching circuit part(172) is connected in series with the first power source part. A chamber part(100) forms a vacuum. An electrode part(130) is electrically connected to the first matching circuit part and is arranged in the chamber part. A DLC layer(140) is formed on the surface of the electrode part. The neutral beam extract unit(150) passes through a neutralized beam from the DLC layer.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{ SUBSTRATE TREATMNET APPARATUS AND SUBSTRATE TREATMNET METHOD}SUBSTRATE TREATMNET APPARATUS AND SUBSTRATE TREATMNET METHOD}

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로 중성빔을 이용한 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly to a substrate processing apparatus using a neutral beam.

본 발명은 과학기술부의 테라급 나노소자 사업단의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다. [과제관리번호: M103KC010008-08K0301-00820, 과제명: 나노공정을 위한 중성빔 및 플라즈마 특성 연구].The present invention is derived from a study performed as part of a tera-scale nanodevice business unit of the Ministry of Science and Technology. [Task Control No .: M103KC010008-08K0301-00820, Assignment Name: Study on Neutral Beam and Plasma Characteristics for Nano Process].

플라즈마를 통한 식각 (Etching)이나 증착 (PECVD : Plasma Enhanced - Chemical Vapor Deposition)등의 기판 처리에 있어서, 플라즈마에 의한 차지업 (Charge-up) 손상이 심각한 문제이다. 중성빔을 이용한 기판 표면 처리는 대전된 입자를 사용하지 않기 때문에 전혀 차지 업(charge up) 손상이 문제되지 않는다.In substrate processing such as etching through plasma or plasma enhanced-chemical vapor deposition (PECVD), charge-up damage by plasma is a serious problem. Substrate surface treatment using a neutral beam does not use charged particles, so charge up damage is not a problem at all.

본 발명이 이루고자 하는 일 기술적 과제는 중성빔의 에너지를 제어 할 수 있고, 고선속(high flux) 중성 빔을 이용하는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.One technical problem to be achieved by the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of controlling the energy of the neutral beam and using a high flux neutral beam.

본 발명이 이루고자 하는 일 기술적 과제는 중성빔의 에너지를 제어 할 수 있고, 고선속(high flux) 중성 빔을 이용하는 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.One technical problem to be achieved by the present invention is to provide a substrate processing method capable of controlling the energy of the neutral beam and using a high flux neutral beam.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 RF 전력을 공급하는 제1 전원부, 상기 제1 전원부와 직렬 연결되는 제1 정합회로부, 진공을 형성하는 챔버부, 상기 제 1 정합회로부와 전기적으로 연결되고 상기 챔버부 내부에 배치되는 전극부, 상기 전극부의 표면에 형성된 다이아몬드라이크카본층(diamond like carbon layer:DLC layer), 및 상기 다이아몬드라이크카본(DLC) 층으로부터 중성화된 중성빔을 통과시키는 중성빔 추출부를 포함한다.A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first power supply unit supplying RF power, a first matching circuit unit connected in series with the first power supply unit, a chamber unit forming a vacuum, and an electrical connection with the first matching circuit unit. And a neutral beam passing through the electrode portion disposed inside the chamber portion, a diamond like carbon layer (DLC layer) formed on the surface of the electrode portion, and a neutral beam neutralized from the diamond like carbon (DLC) layer. It includes an extraction unit.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 중성빔 추출부는 그래파이트(graphite)로 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the neutral beam extraction unit may be formed of graphite (graphite).

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 중성빔 추출부는 접지될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the neutral beam extraction unit may be grounded.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 중성빔 추출부는 개구부를 포함하되, 상기 개구부는 관통홀 형태 또는 슬릿 형태일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the neutral beam extraction unit includes an opening, the opening may be in the form of a through hole or a slit.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 관통홀 또는 상기 슬릿은 테이퍼(taper) 형상을 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the through hole or the slit may have a tapered shape.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 전원부는 조화파(harmonic wave)를 출력하되, 상기 제1 전원부의 주파수는 30 MHz 이상일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the first power supply unit outputs a harmonic wave (harmonic wave), the frequency of the first power supply unit may be 30 MHz or more.

본 발명의 일 실시예에 있어서, RF 전력을 공급하는 제2 전원부, 및 상기 제2 전원부와 직렬 연결되는 제2 정합회로부를 더 포함하되, 상기 제2 정합회로부는 상기 전극부에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 전원부의 주파수는 상기 제2 전원부의 주파수와 다를 수 있다.In one embodiment of the present invention, further comprising a second power supply for supplying RF power, and a second matching circuit portion connected in series with the second power supply, the second matching circuit portion is electrically connected to the electrode portion The frequency of the first power supply unit may be different from that of the second power supply unit.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 전원부의 주파수는 2Mhz 이하일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the frequency of the second power supply may be 2Mhz or less.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전극부는 상기 중성빔 추출부와 마주보는 표면에 요철부를 더 포함하고, 상기 요철부는 할로우 케이드 방전을 할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the electrode portion may further include a concave-convex portion on the surface facing the neutral beam extracting portion, the concave-convex portion may be hollow cage discharge.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 챔버부에 인접하여 배치된 예비 챔버부를 더 포함하되, 상기 예비 챔버부는 상기 챔버부에 활성종 및/또는 플라즈마를 공급할 수 있다.In one embodiment of the present invention, further comprising a preliminary chamber portion disposed adjacent to the chamber portion, wherein the preliminary chamber portion may supply active species and / or plasma to the chamber portion.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 기판 처리부를 더 포함하되, 상기 기판 처리부는 기판을 지지하는 기판 홀더를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, further comprising a substrate processing unit, the substrate processing unit may include a substrate holder for supporting the substrate.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기판 처리부는 회전할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the substrate processing unit may rotate.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기판은 반도체, 유리, 금속, 플라스틱 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the substrate may include at least one of semiconductor, glass, metal, plastic.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 중성빔 추출부는 회전할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the neutral beam extractor may rotate.

본 발명의 일 실시예에 있어서, RF 전력을 공급하는 제2 전원부, 상기 제2 전원부와 직렬 연결되는 제2 정합회로부, 및 상기 제2 정합회로부와 전기적으로 연결된 유도 코일부를 더 포함하되, 기 유도 코일부는 유도 결합 플라즈마를 생성할 수 있다.In one embodiment of the present invention, further comprising a second power supply for supplying RF power, a second matching circuit portion connected in series with the second power supply portion, and an induction coil portion electrically connected to the second matching circuit portion, The induction coil unit may generate an inductively coupled plasma.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 챔버부는 챔버 하부 몸체, 상기 챔버 하부 몸체 상에 배치된 챔버 상부 몸체, 및 상기 챔버 상부 몸체 상에 배치된 챔버 상판을 포함하되, 상기 유도 코일부는 상기 챔버 상부 몸체의 외측에 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the chamber portion includes a chamber lower body, a chamber upper body disposed on the chamber lower body, and a chamber top plate disposed on the chamber upper body, wherein the induction coil portion includes the chamber upper portion. It may be disposed outside of the body.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은 진공을 형성하는 챔버부 내에 기판을 로딩하는 단계, 상기 챔버부 내에 공정 가스를 주입하는 단계, 상기 챔버부에 축전 결합 플라즈마를 형성하는 전극부의 표면에 형성된 다이아몬드라이크카본층을 이용하여 중성빔을 형성하는 단계, 개구부를 포함하는 중성빔 추출부를 이용하여 상기 중성빔을 추출하는 단계, 및 상기 중성빔을 이용하여 기판을 처리하는 단계를 포함한다.A substrate processing method according to an embodiment of the present invention includes the steps of loading a substrate into a chamber forming a vacuum, injecting a process gas into the chamber, and forming a capacitively coupled plasma on the surface of the electrode. Forming a neutral beam using the formed diamond-like carbon layer, extracting the neutral beam using a neutral beam extracting unit including an opening, and treating the substrate using the neutral beam.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극부에 평평도(flatness)가 우수한 DLC(Diamond-Like Carbon)층을 형성한다. RF 전력을 상기 전극부에 인가하면, 축전결합 플라즈마가 발생한다. RF 전력의 주파수가 30 Mhz 이상을 인가하면, 낮은 에너지이고 선속의 증가한 중성빔이 생성될 수 있다. 축전 결합 플라즈마를 이용하므로, 다른 중성빔 생성 장치에 비해 장치의 간결성을 확보하고 있어 여러 대면적 공 정에 적용하기가 유리하다.According to an embodiment of the present invention, a diamond-like carbon (DLC) layer having excellent flatness is formed. When RF power is applied to the electrode portion, a capacitively coupled plasma is generated. When the frequency of the RF power is applied more than 30 Mhz, a low energy and increased neutral beam of the line speed can be generated. The use of capacitively coupled plasma ensures simplicity of the device compared to other neutral beam generating devices, and is therefore advantageous for applications in many large area processes.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 기술적 사상을 용이실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the technical idea of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 상기 기판 처리 장치는 RF 전력을 공급하는 제1 전원부(112), 상기 제1 전원부(112)와 직렬 연결되는 제1 정합회로부(172), 진공을 형성하는 챔버부(100), 상기 제 1 정합회로부(172)와 전기적으로 연결되고 상기 챔버부(100) 내부에 배치되는 전극부(130), 상기 전극부(130)의 표면에 형성된 다이아몬드라이크카본 층(140, diamond like carbon layer:DLC layer), 및 상기 다이아몬드라이크카본 층(140)에 입사한 이온이 중성화되어 형성된 중성빔을 통과시키는 중성빔 추출부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the substrate processing apparatus includes a first power supply 112 supplying RF power, a first matching circuit part 172 connected in series with the first power supply 112, and a chamber part 100 forming a vacuum. ), An electrode part 130 electrically connected to the first matching circuit part 172 and disposed in the chamber part 100, a diamond like carbon layer 140 formed on a surface of the electrode part 130. carbon layer (DLC layer), and a neutral beam extraction unit 150 for passing a neutral beam formed by the ions incident to the diamond-like carbon layer 140 is neutralized.

상기 제1 전원부(112)는 라디오 주파수(radio frequency) 전원일 수 있다. 상기 제1 전원부(112)의 주파수는 30 MHz 이상일 수 있다. 상기 제1 전원부(112)는 가변 주파수 전원일 수 있다. 상기 제1 전원부(112)의 주파수는 30Mhz 내지 500 Mhz 중에서 선택될 수 있다. 상기 DLC층(140)에 입사하는 이온 에너지 또는 이온 에너지 분포는 상기 제1 전원부(112)의 주파수에 의존할 수 있다.The first power supply 112 may be a radio frequency power. The frequency of the first power supply 112 may be 30 MHz or more. The first power supply 112 may be a variable frequency power supply. The frequency of the first power supply 112 may be selected from 30Mhz to 500Mhz. The ion energy or the ion energy distribution incident on the DLC layer 140 may depend on the frequency of the first power source 112.

상기 제1 정합회로부(172)는 상기 제1 전원부(112)와 전기적으로 직렬 연결될 수 있다. 상기 제1 정합회로부(112)는 상기 전극부(130)에 최대의 전력을 인가 하도록 임피던스(impedance)를 정합(matching)시킬 수 있다.The first matching circuit unit 172 may be electrically connected to the first power supply unit 112 in series. The first matching circuit unit 112 may match an impedance to apply the maximum power to the electrode unit 130.

상기 챔버부(100)는 챔버 몸체(102) 및 챔퍼 상판(104)을 포함할 수 있다. 상기 챔버 상판(104)은 원판, 또는 다각형판 일 수 있다. 상기 챔버 몸체(102)는 원통형 또는 다각통형일 수 있다. 상기 챔버부(100)는 기판(164)의 형태에 따라 변형될 수 있다. 상기 챔버부(100)는 진공을 형성할 수 있다. 상기 챔버부(100)는 유체 공급부 및 유체 배기부를 포함할 수 있다. 상기 유체 배기부는 진공 펌프와 연결될 수 있다. The chamber unit 100 may include a chamber body 102 and a chamfer upper plate 104. The chamber top plate 104 may be a disc or a polygonal plate. The chamber body 102 may be cylindrical or polygonal in shape. The chamber part 100 may be modified according to the shape of the substrate 164. The chamber part 100 may form a vacuum. The chamber part 100 may include a fluid supply part and a fluid exhaust part. The fluid exhaust may be connected to a vacuum pump.

상기 전극부(130)는 도전판을 포함할 수 있다. 상기 전극부(130)는 원판형 또는 다각판형일 수 있다. 상기 전극부(130)는 상기 제1 정합회로부(172)에 직렬연결될 수 있다. 상기 전극부(130)는 상기 제1 전원부(112)에서 전력을 공급받아 플라즈마를 형성할 수 있다. 상기 전극부(130)에 의하여 발생하는 플라즈마(190)는 축전결합 플라즈마일 수 있다. The electrode unit 130 may include a conductive plate. The electrode unit 130 may have a disc shape or a polygonal plate shape. The electrode unit 130 may be connected in series to the first matching circuit unit 172. The electrode unit 130 may receive a power from the first power source 112 to form a plasma. The plasma 190 generated by the electrode unit 130 may be a capacitively coupled plasma.

상기 DLC 층(140)은 상기 전극부(130)의 전부 또는 일부에 코팅될 수 있다. 상기 DLC층(140)은 평탄할 수 있다. 상기 플라즈마(190)와 직접 접촉하는 상기 전극부(130)의 표면에 상기 DLC층(140)이 배치될 수 있다. 상기 플라즈마의 이온은 상기 DLC층(140)에 입사하여 중성화될 수 있다. 상기 DLC층(140)의 평평도는 상기 DLC층(140)에 반사하는 중성 빔의 방향에 영향을 미칠 수 있다. 상기 DCL층(140)이 평탄하지 않은 경우, 상기 DCL층(140)으로부터 반사하는 중성 빔은 임의의 방향으로 반사할 수 있다. 상기 DCL층(140)은 상기 DLC층(140)에 입사하는 이온들에 의하여 스퍼터링되지 않을 수 있다.The DLC layer 140 may be coated on all or part of the electrode unit 130. The DLC layer 140 may be flat. The DLC layer 140 may be disposed on the surface of the electrode unit 130 in direct contact with the plasma 190. Ions of the plasma may be neutralized by being incident on the DLC layer 140. The flatness of the DLC layer 140 may affect the direction of the neutral beam reflected on the DLC layer 140. When the DCL layer 140 is not flat, the neutral beam reflected from the DCL layer 140 may be reflected in an arbitrary direction. The DCL layer 140 may not be sputtered by ions incident on the DLC layer 140.

유전체층(180)은 상기 챔버 상판(104)과 상기 전극부(130) 사이에 배치될 수 있다. 상기 유전체층(180)은 상기 전극부(130)와 상기 챔버 상판(104) 사이에 플라즈마 발생을 억제할 수 있다. 상기 유전체층(180)은 상기 전극부(130)의 측면 및 하면의 가장자리에 배치되어, 상기 전극부(130)와 상기 챔버 몸체(102) 사이의 방전을 억제할 수 있다. 상기 유전체층(180)은 상기 챔버부(100)와 상기 전극부(130) 사이에 방전을 억제하여, 기생 전력소모를 최소화할 수 있다.The dielectric layer 180 may be disposed between the chamber top plate 104 and the electrode unit 130. The dielectric layer 180 may suppress plasma generation between the electrode unit 130 and the chamber top plate 104. The dielectric layer 180 may be disposed at edges of side and bottom surfaces of the electrode unit 130 to suppress discharge between the electrode unit 130 and the chamber body 102. The dielectric layer 180 suppresses discharge between the chamber part 100 and the electrode part 130, thereby minimizing parasitic power consumption.

상기 전극부(130)는 축전 결합 플라즈마를 생성할 수 있다. 상기 전극부(130)를 이용한 축전 결합 플라즈마는 유도 결합 플라즈마에 비하여 플라즈마 균일성 및 중성빔의 균일성을 확보할 수 있다. 상기 전극부(130)와 상기 플라즈마(190) 사이에 제1 쉬스(192)가 형성될 수 있다. 상기 전극부(130)에 공급되는 상기 제1 전원부(112)의 주파수가 60 MHz 정도이면, 상기 제1 쉬스(192, sheath)의 전위차는 40 내지 50 V(볼트) 일 수 있다. 상기 전극부(130)로 입사하는 이온은 평평도(flatness)가 우수한 DLC층(140)과 상기 플라즈마(190) 사이의 상기 제1 쉬스(192)에서 가속될 수 있다. 상기 이온의 이온 에너지 분포는 상기 제1 전원부(112)의 주파수에 의존할 수 있다. 상기 제1 전원부(112)의 주파수가 증가함에 따라, 상기 이온 에너지 분포는 더블 피크(double peak) 형태에서 단일 피크(one peak) 형태로 변할 수 있다. 상기 이온의 전류 밀도는 차일드-랑뮈어 법칙(Child-Lagmuir Law)에 의존할 수 있다. 상기 이온의 전류밀도는 상기 중성빔 추출부(150)와 상기 전극부 (130)사이의 간격에 의존할 수 있다. 상기 가속된 이온은 상기 DLC 층(140)과의 충돌시 에너지를 거의 잃지 않고, 오거(Auger) 중성화 과정 을 통하여 중성 빔을 형성할 수 있다. 상기 중성 빔은 상기 플라즈마(190)를 통과하여 상기 중성빔 추출부(150)로 이동할 수 있다. 상기 중성빔의 평균 자유 행로(mean free path)는 상기 DLC층(140)과 상기 중성빔 추출부(150) 사이의 간격보다 길 수 있다. 따라서, 상기 중성 빔은 충돌없이 상기 중성빔 추출부(150)를 통과할 수 있다.The electrode unit 130 may generate a capacitively coupled plasma. The capacitively coupled plasma using the electrode unit 130 may secure the uniformity of plasma and the uniformity of the neutral beam compared to the inductively coupled plasma. The first sheath 192 may be formed between the electrode 130 and the plasma 190. When the frequency of the first power supply 112 supplied to the electrode unit 130 is about 60 MHz, the potential difference between the first sheath 192 and the sheath may be 40 to 50 V (volts). The ions incident on the electrode unit 130 may be accelerated in the first sheath 192 between the DLC layer 140 having excellent flatness and the plasma 190. The ion energy distribution of the ions may depend on the frequency of the first power source 112. As the frequency of the first power source 112 increases, the ion energy distribution may change from a double peak form to a single peak form. The current density of the ions may depend on the Child-Lagmuir Law. The current density of the ions may depend on the distance between the neutral beam extraction unit 150 and the electrode unit 130. The accelerated ions may form a neutral beam through an auger neutralization process with little energy loss upon collision with the DLC layer 140. The neutral beam may pass through the plasma 190 and move to the neutral beam extractor 150. The mean free path of the neutral beam may be longer than an interval between the DLC layer 140 and the neutral beam extractor 150. Therefore, the neutral beam may pass through the neutral beam extractor 150 without colliding.

상기 중성빔 추출부(150)는 추출판(152) 및 지지부(154)를 포함할 수 있다. 상기 추출판(152)은 도전성 물질로 형성될 수 있다. 상기 추출판(152)은 개구부(156)를 포함할 수 있다. 상기 개구부(156)는 복수의 관통홀들 및/또는 복수의 슬릿들을 포함할 수 있다. 상기 개구부(156)의 형태는 다양하게 변형될 수 있다. 상기 지지부(154)는 절연체 또는 도전체일 수 있다. 상기 지지부(154)는 상기 추출판(152)을 고정시키는 수단일 수 있다. 상기 지지부는 상기 챔버부(100)와 결합할 수 있다. 상기 추출판(152)은 접지될 수 있다. 상기 추출판(152)은 흑연(graphite)로 형성될 수 있다. 상기 중성빔 추출부(150)와 상기 전극부(130)는 평행하게 배치될 수 있다. 상기 추출판(152)은 상기 DLC층(140)에서 중성화된 중성빔을 통과시킬 수 있다. 상기 중성빔 추출부(150)와 상기 전극부(130)의 간격은 3 mm 내지 50 mm일 수 있다. 상기 중성빔 추출부(150)와 상기 전극부(130)의 간격은 동작 압력에 의존할 수 있다. 상기 플라즈마(190)와 상기 추출판(152) 사이의 제2 쉬스(194)가 생성될 수 있다. 이온은 상기 제2 쉬스(194)에 의해 가속되어 상기 개구부(156)로 향할 수 있다. 상기 이온은 상기 개구부(156)와 다중 충돌(multi collision)을 통하여 오거 중성화 과정으로 중성화될 수 있다. 상기 추출판(152)은 접지되어, 상기 제2 쉬스(194)의 전위차는 플라즈마 전위(plasma potential)와 동일할 수 있다. 상기 추출판(152)에서 중성화된 중성빔은 상기 개구부(156)의 형태 및 표면 상태에 따라 상기 개구부(156)를 통과하지 못할 수 있다.The neutral beam extraction unit 150 may include an extraction plate 152 and a support 154. The extraction plate 152 may be formed of a conductive material. The extraction plate 152 may include an opening 156. The opening 156 may include a plurality of through holes and / or a plurality of slits. The shape of the opening 156 may be variously modified. The support 154 may be an insulator or a conductor. The support part 154 may be a means for fixing the extraction plate 152. The support part may be coupled to the chamber part 100. The extraction plate 152 may be grounded. The extraction plate 152 may be formed of graphite. The neutral beam extraction unit 150 and the electrode unit 130 may be disposed in parallel. The extraction plate 152 may pass a neutral beam neutralized in the DLC layer 140. The distance between the neutral beam extracting unit 150 and the electrode unit 130 may be 3 mm to 50 mm. The distance between the neutral beam extraction unit 150 and the electrode unit 130 may depend on the operating pressure. A second sheath 194 between the plasma 190 and the extraction plate 152 may be generated. Ions may be accelerated by the second sheath 194 and directed toward the opening 156. The ions may be neutralized by auger neutralization through multi collision with the opening 156. The extraction plate 152 is grounded, so that the potential difference of the second sheath 194 may be equal to the plasma potential. The neutral beam neutralized in the extraction plate 152 may not pass through the opening 156 according to the shape and surface state of the opening 156.

기판 처리부(160)는 기판 홀더(162) 및 기판(164)을 포함할 수 있다. 상기 기판 홀더(162)는 상기 기판(164)을 로딩할 수 있다. 상기 기판 처리부(160)는 상기 중성빔 추출부(150)의 하부에 배치될 수 있다. 상기 기판 홀더(162)는 접지될 수 있다. 상기 기판 처리부(160)는 냉각 장치 및 가열 장치를 포함할 수 있다. 상기 냉각 장치는 상기 기판(164)을 냉각시킬 수 있다. 상기 가열장치는 상기 기판(164)을 가열할 수 있다. 상기 기판(164)은 반도체 기판, 유리 기판, 금속 기판, 플라스틱 기판 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 기판은 원판형 또는 사각판형일 수 있다. 상기 중성빔은 상기 기판에 입사할 수 있다. 상기 중성빔은 상기 기판을 처리할 수 있다. 상기 기판의 처리는 증착, 식각, 불순물 주입, 및 표면처리 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.The substrate processing unit 160 may include a substrate holder 162 and a substrate 164. The substrate holder 162 may load the substrate 164. The substrate processor 160 may be disposed under the neutral beam extractor 150. The substrate holder 162 may be grounded. The substrate processing unit 160 may include a cooling device and a heating device. The cooling device may cool the substrate 164. The heating device may heat the substrate 164. The substrate 164 may include at least one of a semiconductor substrate, a glass substrate, a metal substrate, and a plastic substrate. The substrate may be disc-shaped or rectangular-shaped. The neutral beam may be incident on the substrate. The neutral beam may process the substrate. Treatment of the substrate may include one or more of deposition, etching, impurity implantation, and surface treatment.

본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 전원부(110)는 제1 전원부(112) 및 제2 전원부(114)를 포함할 수 있다. 상기 제1 전원부(112)와 상기 제2 전원부(114)는 RF 전력을 출력할 수 있다. 상기 제1 전원부(112)와 상기 제2 전원부(114)의 주파수는 서로 다를 수 있다. 상기 제2 전원부(114)의 주파수는 상기 제1 전원부(112)의 주파수보다 작을 수 있다. 상기 제1 전원부(112) 및 상기 제2 전원부(114)는 각각 상기 제1 정합회로부(172) 및 상기 제2 정합회로부(174)를 통하여 상기 전극부(130)에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 전원부(130)의 주파수 는 수백 KHz 내지 수 MHz일 수 있다. 상기 제1 전원부(112)의 주파수는 수십 MHz 이상일 수 있다. 상기 제1 전원부(112) 및 상기 제2 전원부(114)의 주파수들은 상기 전극부(130)에 입사하는 이온 에너지 분포를 변경할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 전원부(112) 및 상기 제2 전원부(114)의 주파수들은 상기 DLC층(140)에서 중성화되는 중성빔의 에너지 분포를 변경할 수 있다.According to a modified embodiment of the present invention, the power supply unit 110 may include a first power supply 112 and a second power supply 114. The first power supply 112 and the second power supply 114 may output RF power. The frequencies of the first power supply 112 and the second power supply 114 may be different from each other. The frequency of the second power supply unit 114 may be smaller than the frequency of the first power supply unit 112. The first power supply unit 112 and the second power supply unit 114 may supply power to the electrode unit 130 through the first matching circuit unit 172 and the second matching circuit unit 174, respectively. For example, the frequency of the second power supply unit 130 may be several hundred KHz to several MHz. The frequency of the first power supply 112 may be several tens of MHz or more. Frequencies of the first power supply 112 and the second power supply 114 may change an ion energy distribution incident on the electrode 130. Accordingly, the frequencies of the first power supply 112 and the second power supply 114 may change the energy distribution of the neutral beam neutralized in the DLC layer 140.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 상기 기판 처리 장치는 RF 전력을 공급하는 제1 전원부(112), 상기 제1 전원부(112)와 직렬 연결되는 제1 정합회로부(172), 진공을 형성하는 챔버부(100), 상기 제 1 정합회로부(172)와 전기적으로 연결되고 상기 챔버부(100) 내부에 배치되는 전극부(130), 상기 전극부(130)의 표면에 형성된 다이아몬드라이크 카본 층(140, diamond like carbon layer:DLC layer), 및 상기 다이아몬드라이크 카본 층(140)에 입사한 이온이 중성화되어 형성된 중성빔을 통과시키는 중성빔 추출부(150)를 포함한다. 도 1에서 설명한 부분과 중복되는 설명은 생략한다.Referring to FIG. 2, the substrate processing apparatus includes a first power supply unit 112 supplying RF power, a first matching circuit unit 172 connected in series with the first power supply unit 112, and a chamber unit 100 forming a vacuum. ), An electrode part 130 electrically connected to the first matching circuit part 172 and disposed in the chamber part 100, a diamond like carbon layer 140 formed on a surface of the electrode part 130. carbon layer (DLC layer), and a neutral beam extraction unit 150 for passing a neutral beam formed by the ions incident to the diamond-like carbon layer 140 is neutralized. Descriptions overlapping with those described in FIG. 1 will be omitted.

상기 전극부(140)의 일면은 표면에 요철부(132)를 포함할 수 있다. 상기 요철부(132)는 복수의 트렌치들 또는 복수의 홈들일 수 있다. 상기 트렌치는 상기 전극부(130)가 배치되는 평면에서 연장될 수 있다. 상기 홈은 방사형으로 배치될 수 있다. 상기 트렌치 또는 상기 홈은 할로우 케소드 방전(hollow cathode discharge)을 유발할 수 있다. 상기 할로우 케소드 방전은 방전 압력을 낮추고 높은 플라즈마 밀도를 얻을 수 있다. 본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 전극부(130)는 가스 분배부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 가스 분배부는 노즐을 포함할 수 있다. 상기 노즐은 상기 홈 또는 상기 트렌치에 배치될 수 있다. 상기 가스 분배부는 상기 전극부와 일체형 또는 분리형으로 형성될 수 있다.One surface of the electrode unit 140 may include an uneven portion 132 on the surface. The uneven portion 132 may be a plurality of trenches or a plurality of grooves. The trench may extend in a plane in which the electrode unit 130 is disposed. The groove may be disposed radially. The trench or the groove may cause a hollow cathode discharge. The hollow cathode discharge can lower the discharge pressure and obtain a high plasma density. According to a modified embodiment of the present invention, the electrode unit 130 may include a gas distribution unit (not shown). The gas distribution part may include a nozzle. The nozzle may be disposed in the groove or the trench. The gas distribution part may be formed integrally with or separated from the electrode part.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating a substrate processing apparatus according to still another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 상기 기판 처리 장치는 RF 전력을 공급하는 제1 전원부(112), 상기 제1 전원부(112)와 직렬 연결되는 제1 정합회로부(172), 진공을 형성하는 챔버부(100), 상기 제 1 정합회로부(172)와 전기적으로 연결되고 상기 챔버부(100) 내부에 배치되는 전극부(130), 상기 전극부(130)의 표면에 형성된 다이아몬드라이크카본 층(140, diamond like carbon layer:DLC layer), 및 상기 다이아몬드라이크카본 층(140)에 입사한 이온이 중성화되어 형성된 중성빔을 통과시키는 중성빔 추출부(150)를 포함한다. 도 1에서 설명한 부분과 중복되는 설명은 생략한다.Referring to FIG. 3, the substrate processing apparatus includes a first power supply unit 112 supplying RF power, a first matching circuit unit 172 connected in series with the first power supply unit 112, and a chamber unit 100 forming a vacuum. ), An electrode part 130 electrically connected to the first matching circuit part 172 and disposed in the chamber part 100, a diamond like carbon layer 140 formed on a surface of the electrode part 130. carbon layer (DLC layer), and a neutral beam extraction unit 150 for passing a neutral beam formed by the ions incident to the diamond-like carbon layer 140 is neutralized. Descriptions overlapping with those described in FIG. 1 will be omitted.

예비 챔버부(200)는 상기 챔버부(100)에 인접하여 배치될 수 있다. 상기 예비 챔버부(200)는 상기 챔버부(100)에 활성종(radical) 및/또는 플라즈마를 공급할 수 있다. 상기 예비 챔버부(200)는 상기 챔버부(100)에서의 플라즈마 생성 압력을 낮출 수 있고, 플라즈마 밀도를 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 중성빔의 선속(flux)을 증가시킬 수 있다. 상기 예비 챔버부(200)는 별도의 플라즈마 발생장치를 포함할 수 있다. 상기 플라즈마 발생 장치는 유도 결합 플라즈마 발생 장치일 수 있다. 예를 들어, 토로이드(toroide) 챔버에 자성 코어가 감기도록 배치되고, 상기 자성 코어에 유도 코일이 감긴 유도 결합 플라즈마 발생 장치일 수 있다. 상기 토로이드 챔버는 금속을 포함할 수 있다. 상기 예비 챔버부(200)는 다양하게 변형될 수 있다.The preliminary chamber part 200 may be disposed adjacent to the chamber part 100. The preliminary chamber part 200 may supply active species and / or plasma to the chamber part 100. The preliminary chamber part 200 may lower the plasma generation pressure in the chamber part 100 and increase the plasma density. Accordingly, the flux of the neutral beam can be increased. The preliminary chamber part 200 may include a separate plasma generator. The plasma generator may be an inductively coupled plasma generator. For example, it may be an inductively coupled plasma generating apparatus in which a magnetic core is wound around a toroide chamber and an induction coil is wound around the magnetic core. The toroidal chamber may comprise a metal. The preliminary chamber 200 may be modified in various ways.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 개념도이다. 4 is a conceptual diagram illustrating a substrate processing apparatus according to still another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 상기 기판 처리 장치는 RF 전력을 공급하는 제1 전원부(112), 상기 제1 전원부(112)와 직렬 연결되는 제1 정합회로부(172), 진공을 형성하는 챔버부(100), 상기 제 1 정합회로부(172)와 전기적으로 연결되고 상기 챔버부(100) 내부에 배치되는 전극부(130), 상기 전극부(130)의 표면에 형성된 다이아몬드라이크카본 층(140,diamond like carbon layer:DLC layer), 및 상기 다이아몬드라이크카본 층(140)에 입사한 이온이 중성화되어 형성된 중성빔을 통과시키는 중성빔 추출부(150)를 포함한다. 도 1에서 설명한 부분과 중복되는 설명은 생략한다.Referring to FIG. 4, the substrate processing apparatus includes a first power supply unit 112 supplying RF power, a first matching circuit unit 172 connected in series with the first power supply unit 112, and a chamber unit 100 forming a vacuum. Diamond like carbon layer 140 formed on a surface of the electrode unit 130 and an electrode unit 130 electrically connected to the first matching circuit unit 172 and disposed in the chamber unit 100. carbon layer (DLC layer), and a neutral beam extraction unit 150 for passing a neutral beam formed by the ions incident to the diamond-like carbon layer 140 is neutralized. Descriptions overlapping with those described in FIG. 1 will be omitted.

회전 구조체(210)는 상기 중성빔 추출부(150)를 회전시키는 수단일 수 있다. 상기 회전 구조체(210)는 상기 중성빔 추출부(150)가 베어링부(212), 기어부(214), 회전축(216), 및 구동부(218)를 포함할 수 있다. 상기 베어링부(212)는 상기 챔버부(100)에 고정되어 상기 중성빔 추출부(150)가 회전할 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 상기 기어부(214)는 제1 기어부 및 제2 기어부를 포함할 수 있다. 상기 제1 기어부는 상기 중성빔 추출부(150)의 가장 자리에 배치될 수 있다. 상기 제2 기어 부와 상기 제1 기어부는 서로 결합하여 서로 회전할 수 있다. 상기 제2 기어부가 회전함에 따라 상기 제1 기어부가 회전할 수 있다. 상기 제2 기어부는 상기 회전축(216)과 축결합할 수 있다. 상기 회전축(216)은 상기 구동부(218)와 연결될 수 있다. 상기 구동부(218)는 상기 회전축(216)을 회전시킬 수 있다. 상기 구동부(218)는 모터를 포함할 수 있다. 상기 베어링부(212)는 상기 중성빔 추출부(150)의 회전 평면을 정의할 수 있다. 본 발명의 회전 구조체(210)는 다양하게 변형될 수 있다. The rotating structure 210 may be a means for rotating the neutral beam extractor 150. The rotary structure 210 may include the neutral beam extraction unit 150, a bearing unit 212, a gear unit 214, a rotation shaft 216, and a driving unit 218. The bearing part 212 may be fixed to the chamber part 100 to provide a space in which the neutral beam extracting part 150 may rotate. The gear part 214 may include a first gear part and a second gear part. The first gear part may be disposed at an edge of the neutral beam extracting part 150. The second gear part and the first gear part may be coupled to each other to rotate with each other. As the second gear unit rotates, the first gear unit may rotate. The second gear part may be axially coupled to the rotation shaft 216. The rotation shaft 216 may be connected to the driving unit 218. The driving unit 218 may rotate the rotation shaft 216. The driving unit 218 may include a motor. The bearing part 212 may define a plane of rotation of the neutral beam extraction part 150. The rotating structure 210 of the present invention may be variously modified.

상기 중성빔 추출부(210)는 상기 개구부(156)의 형태에 따라, 상기 기판(164)에 중성빔 조사 패턴을 형성할 수 있다. 상기 중성빔 조사 패턴을 억제하기 위하여, 상기 중성빔 추출부(150)가 회전할 수 있다. 이에 따라, 상기 중성빔 추출부(150)는 상기 기판(164)에 균일한 중성빔을 조사할 수 있다.The neutral beam extraction unit 210 may form a neutral beam irradiation pattern on the substrate 164 according to the shape of the opening 156. In order to suppress the neutral beam irradiation pattern, the neutral beam extractor 150 may rotate. Accordingly, the neutral beam extractor 150 may irradiate the neutral beam uniformly on the substrate 164.

상기 기판 처리부(160)는 기판 회전부(166)를 포함할 수 있다. 상기 기판 회전부(166)는 상기 기판(164) 및/또는 상기 기판 홀더(162)를 회전시킬 수 있다. 상기 기판 홀더(162)의 회전은 상기 중성빔 추출부(150)의 상기 개구부(156)의 형태에 따른 중성빔 조사패턴을 억제하여 상기 기판(164)에 균일한 중성빔을 조사할 수 있다.The substrate processing unit 160 may include a substrate rotating unit 166. The substrate rotating part 166 may rotate the substrate 164 and / or the substrate holder 162. Rotation of the substrate holder 162 may suppress the neutral beam irradiation pattern according to the shape of the opening 156 of the neutral beam extraction unit 150 to irradiate the neutral beam uniformly to the substrate 164.

상기 중성빔 추출부(150)의 개구부(156)는 테이퍼질 수 있다. 상기 개구부(156)의 중심축에 대한 상기 개구부의 측면 상의 테이퍼 각도는 23도 이하일 수 있다. 중성빔의 형태는 상기 개구부(156)의 폭, 상기 테이퍼 각도 및 상기 중심빔 추출부의 두께에 의존할 수 있다. 상기 중성빔 추출부(150)에 입사하는 이온에 의하여 형성된 중성빔은 상기 개구부를 통과하지 못할 수 있다.The opening 156 of the neutral beam extraction unit 150 may be tapered. The taper angle on the side of the opening relative to the central axis of the opening 156 may be 23 degrees or less. The shape of the neutral beam may depend on the width of the opening 156, the taper angle, and the thickness of the central beam extractor. The neutral beam formed by the ions incident on the neutral beam extractor 150 may not pass through the opening.

도 5은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 개념도이다. 5 is a conceptual diagram illustrating a substrate processing apparatus according to still another embodiment of the present invention.

도 5을 참조하면, 상기 기판 처리 장치는 RF 전력을 공급하는 제1 전원부(112), 상기 제1 전원부(112)와 직렬 연결되는 제1 정합회로부(172), 진공을 형성하는 챔버부(100), 상기 제 1 정합회로부(100)와 전기적으로 연결되고 상기 챔버부(100) 내부에 배치되는 전극부(130), 상기 전극부(130)의 표면에 형성된 다이아몬드라이크카본 층(140, diamond like carbon layer:DLC layer), 및 상기 다이아몬드라이크카본 층(140)에 입사한 이온이 중성화되어 형성된 중성빔을 통과시키는 중성빔 추출부(150)를 포함한다. 도 1에서 설명한 부분과 중복되는 설명은 생략한다.Referring to FIG. 5, the substrate processing apparatus includes a first power supply 112 supplying RF power, a first matching circuit part 172 connected in series with the first power supply 112, and a chamber part 100 forming a vacuum. ), An electrode part 130 electrically connected to the first matching circuit part 100 and disposed in the chamber part 100, a diamond like carbon layer 140 formed on a surface of the electrode part 130. carbon layer (DLC layer), and a neutral beam extraction unit 150 for passing a neutral beam formed by the ions incident to the diamond-like carbon layer 140 is neutralized. Descriptions overlapping with those described in FIG. 1 will be omitted.

상기 챔버부(100)는 챔버 하부 몸체(102a), 챔버 상부 몸체(120b), 및 챔버 상판(104)을 포함할 수 있다. 상기 챔버 하부 몸체(102a) 상에 상기 챔버 상부 몸체(120b)가 배치될 수 있다. 상기 챔버 상부 몸체(102b) 상에 상기 챔버 상판(104)이 배치될 수 있다. 상기 챔버 상부 몸체(102b)는 유전체일 수 있다. 제2 전원부(114)는 제2 정합회로부(174)와 전기적으로 연결될 수 있다. 유도 코일부(220)는 상기 제2 정합회로부(174)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 유도 코일부(220)는 상기 챔버 상부 몸체(102b)의 외측에 배치될 수 있다. 상기 유도 코일부(102b)는 유도 결합 플라즈마를 상기 챔버부(100) 내에 형성할 수 있다. 상기 제1 전원부(112)와 제2 전원부(114)의 주파수는 서로 다를 수 있다. 상기 제2 전원 부는 상기 유도 코일부(220)에 전력을 공급하여 상기 챔버부(100)에 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 상기 제1 전원부(112)는 전력을 상기 전극부(130)에 공급할 수 있다. 본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 제1 전원부(112)와 상기 제2 전원부(114)는 펄스 동작할 수 있다.The chamber part 100 may include a chamber lower body 102a, a chamber upper body 120b, and a chamber upper plate 104. The chamber upper body 120b may be disposed on the chamber lower body 102a. The chamber upper plate 104 may be disposed on the chamber upper body 102b. The chamber upper body 102b may be a dielectric. The second power supply unit 114 may be electrically connected to the second matching circuit unit 174. The induction coil unit 220 may be electrically connected to the second matching circuit unit 174. The induction coil unit 220 may be disposed outside the chamber upper body 102b. The induction coil part 102b may form an inductively coupled plasma in the chamber part 100. The frequencies of the first power source 112 and the second power source 114 may be different. The second power supply unit may supply power to the induction coil unit 220 to generate a plasma in the chamber unit 100. The first power supply 112 may supply power to the electrode 130. According to a modified embodiment of the present invention, the first power supply 112 and the second power supply 114 may be pulsed.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예들에 따른 기판 처리 장치의 중성빔 추출부를 설명하는 평면도들이다.6A and 6B are plan views illustrating a neutral beam extraction unit of a substrate processing apparatus according to embodiments of the present invention.

도 6a를 참조하면, 상기 중성빔 추출부(150)는 추출판(152)을 포함할 수 있다. 상기 추출판(152)은 도전성 물질로 형성될 수 있다. 상기 추출판(152)은 개구부(156)를 포함할 수 있다. 상기 개구부(156)는 복수의 관통홀들을 포함할 수 있다. 상기 추출판(156)은 접지될 수 있다. 상기 추출판(156)은 흑연(graphite)로 형성될 수 있다. 상기 개구부(156)는 테이퍼질 수 있다. 상기 개구부(156)의 중심축과 상기 개구부(156)의 측면 사이의 테이퍼 각도는 23도 미만일 수 있다.Referring to FIG. 6A, the neutral beam extractor 150 may include an extraction plate 152. The extraction plate 152 may be formed of a conductive material. The extraction plate 152 may include an opening 156. The opening 156 may include a plurality of through holes. The extraction plate 156 may be grounded. The extraction plate 156 may be formed of graphite. The opening 156 may be tapered. The taper angle between the central axis of the opening 156 and the side surface of the opening 156 may be less than 23 degrees.

상기 개구부(156)는 제1 방향으로 일정한 간격을 두고 배치되어 제1 열을 형성할 수 있다. 상기 개구부(156)는 제1 방향으로 일정한 간격을 두고 배치되어 제2 열을 형성할 수 있다. 상기 제2 열은 상기 제1 열에서 제1 방향 및 제2 방향에 의하여 정의되는 사선 방향으로 이동하여 배치될 수 있다. 상기 제1 열 및 제2 열은 반복적으로 상기 추출판(152)에 배치될 수 있다. 본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 개구부(156)의 배열은 다양하게 변형될 수 있다. 상기 중성빔 추출부(150) 및/또는 기판 처리부(160)가 회전함에 따라, 기판(164)에 균일한 중성빔을 조사할 수 있다. 상기 개구부의 밀도는 상기 추출판의 중심보다 가장 자리에 클 수 있다. The openings 156 may be disposed at regular intervals in the first direction to form a first row. The openings 156 may be disposed at regular intervals in the first direction to form a second row. The second column may be disposed to move in an oblique direction defined by a first direction and a second direction in the first column. The first row and the second row may be repeatedly disposed on the extraction plate 152. According to a modified embodiment of the present invention, the arrangement of the openings 156 may be variously modified. As the neutral beam extracting unit 150 and / or the substrate processing unit 160 rotates, a uniform neutral beam may be irradiated onto the substrate 164. The density of the opening may be greater than the center of the extraction plate.

도 6b를 참조하면, 상기 중성빔 추출부(150)는 추출판(152)을 포함할 수 있다. 상기 추출판(152)은 도전성 물질로 형성될 수 있다. 상기 추출판(152)은 개구부(156)를 포함할 수 있다. 상기 개구부(156)는 복수의 슬릿들을 포함할 수 있다. 상기 추출판(152)은 접지될 수 있다. 상기 추출판(152)은 흑연(graphite)로 형성될 수 있다. 상기 개구부(156)는 테이퍼질 수 있다. 상기 개구부(156)는 제1 방향으로 연장될 수 있다. 상기 개구부(156)는 제2 방향으로 소정의 간격을 두고 제1 방향으로 나란히 배치될 수 있다. 상기 중성빔 추출부(150) 및/또는 기판 처리부(160)가 회전함에 따라, 기판(164)에 균일한 중성빔을 조사할 수 있다.Referring to FIG. 6B, the neutral beam extractor 150 may include an extraction plate 152. The extraction plate 152 may be formed of a conductive material. The extraction plate 152 may include an opening 156. The opening 156 may include a plurality of slits. The extraction plate 152 may be grounded. The extraction plate 152 may be formed of graphite. The opening 156 may be tapered. The opening 156 may extend in a first direction. The openings 156 may be arranged side by side in the first direction at predetermined intervals in the second direction. As the neutral beam extracting unit 150 and / or the substrate processing unit 160 rotates, a uniform neutral beam may be irradiated onto the substrate 164.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시예들에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 도면들이다. 도 7a는 도 6b의 I-I'방향의 단면도이다. 도 7b는 상기 기판 처리 장치의 중심축 방향의 단면도의 일부를 나타내는 도면이다. 도 7c는 도 7b의 II-II' 방향의 시간 평균 전위를 나타내는 도면이다. 7A to 7C are views illustrating a substrate processing apparatus according to embodiments of the present invention. FIG. 7A is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 6B. It is a figure which shows a part of sectional drawing of the center axis direction of the said substrate processing apparatus. FIG. 7C is a diagram illustrating a time averaged potential in the II-II 'direction of FIG. 7B.

도 7a를 참조하면, 개구부(156)는 테이퍼 형태일 수 있다. 상기 개구부(156)의 중심축과 상기 개구부의 측면 사이의 테이퍼 각도(α)는 23도 이하일 수 있다. 추출판(152) 상에 제2 쉬스(194)가 형성될 수 있다. 상기 추출판(152)은 접지될 수 있다. 상기 제2 쉬스(192)는 상기 추출판(152)의 형태를 따라 형성될 수 있다. 이온은 상기 제2 쉬스(194)에 수직하게 입사할 수 있다. 상기 이온의 상기 개구부(156)의 측면에서 중성화되어 중성빔을 형성할 수 있다. 상기 중성빔은 상기 개구부(156)의 측면에서 반사될 수 있다. 상기 중성빔은 상기 개구부(156)의 지름, 추출판(152)의 두께, 및 상기 테이퍼 각도(α)에 따라 다른 궤적을 가질 수 있다. 상기 추출판(152)에서 중성화된 중성빔은 낮은 에너지를 가질 수 있다. 상기 중성빔의 에너지는 플라즈마 전위와 실질적으로 동일할 수 있다. 상기 추출판(152)에서 중성화된 중성빔은 상기 개구부(156)를 통과하지 않는 것이 바람직할 수 있다.Referring to FIG. 7A, the opening 156 may be tapered. The taper angle α between the central axis of the opening 156 and the side surface of the opening may be 23 degrees or less. The second sheath 194 may be formed on the extraction plate 152. The extraction plate 152 may be grounded. The second sheath 192 may be formed along the shape of the extraction plate 152. Ions may be incident perpendicularly to the second sheath 194. The ion may be neutralized at the side of the opening 156 to form a neutral beam. The neutral beam may be reflected at the side of the opening 156. The neutral beam may have different trajectories according to the diameter of the opening 156, the thickness of the extraction plate 152, and the taper angle α. The neutral beam neutralized in the extraction plate 152 may have a low energy. The energy of the neutral beam may be substantially equal to the plasma potential. It may be preferable that the neutral beam neutralized in the extraction plate 152 does not pass through the opening 156.

도 7b를 참조하면, 제1 쉬스(192)는 플라즈마(190)와 DLC층(140) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 쉬스(192)에서 가속되어 상기 DLC층(140)에서 중성화된 중성빔은 추출판(152) 방향으로 진행할 수 있다. 상기 중성빔은 상기 플라즈마(190)를 통과하면서 다른 입자와 충돌하지 않을 수 있다. 이에 따라, 상기 중성빔은 개구부(156)를 통과하여 기판(164)에 도달할 수 있다. 한편, 제2 쉬스(194)는 상기 플라즈마(190)와 추출판(152) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 쉬스(194)에 입사하는 이온은 상기 개구부(156)를 통과하지 않을 수 있다.Referring to FIG. 7B, the first sheath 192 may be disposed between the plasma 190 and the DLC layer 140. The neutral beam accelerated by the first sheath 192 and neutralized in the DLC layer 140 may travel toward the extraction plate 152. The neutral beam may not collide with other particles while passing through the plasma 190. Accordingly, the neutral beam may pass through the opening 156 to reach the substrate 164. The second sheath 194 may be disposed between the plasma 190 and the extraction plate 152. Ions incident on the second sheath 194 may not pass through the opening 156.

도 7c를 참조하면, 제1 쉬스(192)의 전위차는 제2 쉬스(194)의 전위차보다 클 수 있다. 상기 제1 쉬스(192)에서 가속되어 DLC층(140)에서 중성화된 중성빔의 에너지는 전극부(130)와 상기 플라즈마(190) 사이의 전위차이 비례할 수 있다. 상기 제1 쉬스(192)에서 가속되어 상기 DLC 층(140)에서 중성화된 중성빔의 에너지는 상기 전극부(130)에 인가되는 제1 전원부(112)의 주파수에 의존할 수 있다.Referring to FIG. 7C, the potential difference of the first sheath 192 may be greater than the potential difference of the second sheath 194. The energy of the neutral beam accelerated in the first sheath 192 and neutralized in the DLC layer 140 may be proportional to the potential difference between the electrode 130 and the plasma 190. The energy of the neutral beam accelerated in the first sheath 192 and neutralized in the DLC layer 140 may depend on the frequency of the first power source 112 applied to the electrode 130.

도 8 및 도 9은 본 발명의 실시예들에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 도면이다.8 and 9 illustrate substrate processing apparatuses according to embodiments of the present invention.

도 8을 참조하면, 추출판(152)의 개구부(156)는 슬릿 형태일 수 있다. 상기 슬릿의 폭은 좁을 수 있다. 이에 따라, DLC층(140)에서 중성화된 중성빔이 상기 개 구부(156)를 통과하여 기판(164)에 도달할 수 있다. 상기 중성빔은 상기 기판(164)에 조사 패턴을 형성할 수 있다. 상기 조사 패턴을 억제하기 위하여, 상기 추출판(152) 및/또는 기판(164)은 중심축에 대하여 회전할 수 있다.Referring to FIG. 8, the opening 156 of the extraction plate 152 may have a slit shape. The width of the slit may be narrow. Accordingly, the neutral beam neutralized in the DLC layer 140 may pass through the opening 156 to reach the substrate 164. The neutral beam may form an irradiation pattern on the substrate 164. In order to suppress the irradiation pattern, the extraction plate 152 and / or the substrate 164 may rotate about a central axis.

도 9를 참조하면, 추출판(152)의 개구부(156)는 슬릿 형태일 수 있다. 상기 슬릿의 폭은 넓을 수 있다. 이에 따라, DLC층(140)에서 중성화된 중성빔 및 플라즈마가 상기 개구부(156)를 통과하여 기판(164)에 도달할 수 있다. 상기 슬릿의 폭이 넓고, 상기 슬릿들 사이의 간격이 좁은 경우, 상기 추출판(152) 및/또는 상기 기판(164)은 회전하지 않을 수 있다. 상기 추출판(152)은 복수 개의 슬릿들을 가질 수, 설명의 편의상 하나의 슬릿이 도시되었다.Referring to FIG. 9, the opening 156 of the extraction plate 152 may have a slit shape. The width of the slit may be wide. Accordingly, the neutral beam and plasma neutralized in the DLC layer 140 may pass through the opening 156 to reach the substrate 164. When the width of the slit is wide and the spacing between the slits is narrow, the extraction plate 152 and / or the substrate 164 may not rotate. The extraction plate 152 may have a plurality of slits, and one slit is shown for convenience of description.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예들에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 개념도들이다.1 to 5 are conceptual views illustrating a substrate processing apparatus according to one embodiment of the present invention.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치의 중성빔 추출부를 설명하는 평면도들이다.6A and 6B are plan views illustrating a neutral beam extraction unit of a substrate processing apparatus according to still another embodiment of the present invention.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시예들에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 도면들이다. 7A to 7C are views illustrating a substrate processing apparatus according to embodiments of the present invention.

도 8 및 도 9은 본 발명의 실시예들에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 도면이다.8 and 9 illustrate substrate processing apparatuses according to embodiments of the present invention.

Claims (17)

RF 전력을 공급하는 제1 전원부;A first power supply unit supplying RF power; 상기 제1 전원부와 직렬 연결되는 제1 정합회로부;A first matching circuit unit connected in series with the first power supply unit; 진공을 형성하는 챔버부;A chamber portion forming a vacuum; 상기 제 1 정합회로부와 전기적으로 연결되고 상기 챔버부 내부에 배치되는 전극부; An electrode part electrically connected to the first matching circuit part and disposed in the chamber part; 상기 전극부의 표면에 형성된 다이아몬드라이크카본층(diamond like carbon layer:DLC layer); 및A diamond like carbon layer (DLC layer) formed on a surface of the electrode unit; And 상기 다이아몬드라이크카본(DLC) 층으로 부터 중성화된 중성빔을 통과시키는 중성빔 추출부를 포함하는 기판 처리 장치.And a neutral beam extracting unit configured to pass the neutralized neutral beam from the diamond-like carbon (DLC) layer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 중성빔 추출부는 그래파이트(graphite)로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.And the neutral beam extracting unit is formed of graphite. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 중성빔 추출부는 접지되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.And the neutral beam extracting unit is grounded. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 중성빔 추출부는 개구부를 포함하되, 상기 개구부는 관통홀 형태 또는 슬릿 형태인 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The neutral beam extracting unit includes an opening, wherein the opening comprises a through-hole or a slit. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 관통홀 또는 상기 슬릿은 테이퍼(taper) 형상을 가진 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.And the through hole or the slit has a taper shape. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 전원부는 조화파(harmonic wave)를 출력하되, 상기 제1 전원부의 주파수는 30 MHz 이상인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.And the first power supply unit outputs a harmonic wave, wherein the frequency of the first power supply unit is 30 MHz or more. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, RF 전력을 공급하는 제2 전원부; 및A second power supply unit supplying RF power; And 상기 제2 전원부와 직렬 연결되는 제2 정합회로부를 더 포함하되,Further comprising a second matching circuit portion connected in series with the second power supply, 상기 제2 정합회로부는 상기 전극부에 전기적으로 연결되고,The second matching circuit part is electrically connected to the electrode part, 상기 제1 전원부의 주파수는 상기 제2 전원부의 주파수와 다른 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The frequency of the first power supply unit is different from the frequency of the second power supply unit substrate processing apparatus. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 전원부의 주파수는 2Mhz 이하인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장 치.The frequency of the second power supply unit substrate processing apparatus, characterized in that less than 2Mhz. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 전극부는 상기 중성빔 추출부와 마주보는 표면에 요철부를 더 포함하고, 상기 요철부는 할로우 케이드 방전을 하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The electrode unit further comprises a concave-convex portion on the surface facing the neutral beam extracting portion, the concave-convex portion is characterized in that the hollow cage discharge. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 챔버부에 인접하여 배치된 예비 챔버부를 더 포함하되,Further comprising a preliminary chamber portion disposed adjacent to the chamber portion, 상기 예비 챔버부는 상기 챔버부에 활성종 및/또는 플라즈마를 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The preliminary chamber portion supplies active species and / or plasma to the chamber portion. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 기판 처리부를 더 포함하되,Further comprising a substrate processing unit, 상기 기판 처리부는 기판을 지지하는 기판 홀더를 포함하는 것을 포함하는 특징으로 하는 기판 처리 장치.And the substrate processing unit includes a substrate holder for supporting a substrate. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 기판 처리부는 회전하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.And the substrate processing unit rotates. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 기판은 반도체, 유리, 금속, 플라스틱 중에서 적어도 하나를 포함하는 기판 처리 장치.The substrate is a substrate processing apparatus comprising at least one of a semiconductor, glass, metal, plastic. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 중성빔 추출부는 회전하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.And the neutral beam extracting unit rotates. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, RF 전력을 공급하는 제2 전원부;A second power supply unit supplying RF power; 상기 제2 전원부와 직렬 연결되는 제2 정합회로부; 및A second matching circuit unit connected in series with the second power supply unit; And 상기 제2 정합회로부와 전기적으로 연결된 유도 코일부를 더 포함하되,Further comprising an induction coil unit electrically connected to the second matching circuit unit, 상기 유도 코일부는 유도 결합 플라즈마를 생성하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The induction coil unit generates an inductively coupled plasma. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 챔버부는 챔버 하부 몸체, 상기 챔버 하부 몸체 상에 배치된 챔버 상부 몸체, 및 상기 챔버 상부 몸체 상에 배치된 챔버 상판을 포함하되,  The chamber portion includes a chamber lower body, a chamber upper body disposed on the chamber lower body, and a chamber top plate disposed on the chamber upper body, 상기 유도 코일부는 상기 챔버 상부 몸체의 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.And the induction coil part is disposed outside the chamber upper body. 진공을 형성하는 챔버부 내에 기판을 로딩하는 단계; Loading a substrate into a chamber portion forming a vacuum; 상기 챔버부 내에 공정 가스를 주입하는 단계;Injecting a process gas into the chamber; 상기 챔버부에 축전 결합 플라즈마를 형성하는 전극부의 표면에 형성된 다이아몬드라이크카본층을 이용하여 중성빔을 형성하는 단계;Forming a neutral beam by using a diamond-like carbon layer formed on a surface of an electrode unit forming a capacitively coupled plasma in the chamber unit; 개구부를 포함하는 중성빔 추출부를 이용하여 상기 중성빔을 추출하는 단계; 및Extracting the neutral beam using a neutral beam extractor including an opening; And 상기 중성빔을 이용하여 기판을 처리하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법.Processing the substrate using the neutral beam.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101151225B1 (en) * 2010-04-23 2012-06-14 한국과학기술원 Capactively coupled plasma generation apparatus and capactively coupled plasma generation method
KR101222910B1 (en) * 2011-05-06 2013-01-16 (주)울텍 Plasma etching apparatus and texturing method for solarcell using same
KR20150085793A (en) * 2014-01-16 2015-07-24 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Substrate processing apparatus
KR20170032195A (en) * 2015-09-14 2017-03-22 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Plasma processing apparatus
KR20210103765A (en) 2020-02-14 2021-08-24 경희대학교 산학협력단 Surface treatment method of triboelectric nanogenerator substrate and triboelectric nanogenerator manufactured using the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100722821B1 (en) * 2005-03-22 2007-05-30 성균관대학교산학협력단 Neutral beam etching system having improved reflector

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101151225B1 (en) * 2010-04-23 2012-06-14 한국과학기술원 Capactively coupled plasma generation apparatus and capactively coupled plasma generation method
KR101222910B1 (en) * 2011-05-06 2013-01-16 (주)울텍 Plasma etching apparatus and texturing method for solarcell using same
KR20150085793A (en) * 2014-01-16 2015-07-24 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Substrate processing apparatus
KR20170032195A (en) * 2015-09-14 2017-03-22 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Plasma processing apparatus
KR20210103765A (en) 2020-02-14 2021-08-24 경희대학교 산학협력단 Surface treatment method of triboelectric nanogenerator substrate and triboelectric nanogenerator manufactured using the same

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