KR20110056788A - 기판처리장치 - Google Patents

기판처리장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20110056788A
KR20110056788A KR1020090113257A KR20090113257A KR20110056788A KR 20110056788 A KR20110056788 A KR 20110056788A KR 1020090113257 A KR1020090113257 A KR 1020090113257A KR 20090113257 A KR20090113257 A KR 20090113257A KR 20110056788 A KR20110056788 A KR 20110056788A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
plasma source
source electrodes
pipe
processing apparatus
Prior art date
Application number
KR1020090113257A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101589109B1 (ko
Inventor
송명곤
이정락
도재철
전부일
Original Assignee
주성엔지니어링(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주성엔지니어링(주) filed Critical 주성엔지니어링(주)
Priority to KR1020090113257A priority Critical patent/KR101589109B1/ko
Priority to TW099140055A priority patent/TW201130401A/zh
Priority to US12/950,928 priority patent/US20110120375A1/en
Priority to CN2010105678643A priority patent/CN102074445A/zh
Publication of KR20110056788A publication Critical patent/KR20110056788A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101589109B1 publication Critical patent/KR101589109B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45565—Shower nozzles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/509—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
    • C23C16/5093—Coaxial electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

본 발명은 플라즈마의 소스 및 접지전극에 가스분사수단을 설치한 기판처리장치에 관한 것으로, 기판처리장치는, 리드 및 몸체의 결합에 의해 반응공간을 제공하는 공정챔버; 상기 반응공간과 대응되는 상기 리드 상에 형성되는 다수의 플라즈마 소스전극; 상기 다수의 플라즈마 소스전극 사이의 상기 리드 상에 형성되는 다수의 돌출부; 상기 다수의 플라즈마 소스전극 및 상기 다수의 돌출부에 설치되는 가스분사수단; 상기 반응공간에 위치하고 기판이 안치되는 기판안치수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
기판처리장치, 플라즈마 소스전극, 가스분사수단

Description

기판처리장치{Appratus for treating substrate}
본 발명은 플라즈마의 소스 및 접지전극에 가스분사수단을 설치한 기판처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자, 표시장치 및 박막 태양전지를 제조하기 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막증착공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 패터닝하는 식각공정 등을 거치게 된다. 이들 공정 중 박막증착공정 및 식각공정 등은 진공상태로 최적화된 기판처리장치에서 진행한다.
증착공정 및 식각공정에서 사용되는 기판처리장치는 플라즈마의 발생방식에 따라 유도결합 플라즈마(Inductively coupled plasma: ICP)와 축전결합 플라즈마 (capacitively coupled plasma: CCP)의 방식으로 구분되며, 일반적으로 유도결합 플라즈마는 RIE(reactive ion etching) 및 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)에 이용되고, 축전결합 플라즈마는 HDP(high density plasma etching)을 사용하는 식각 및 증착장치에 이용된다. 유도결합 플라즈마와 축전결합 플라즈마 방법은 플라즈마를 발생시키는 원리가 다르고 각각 장단점을 가지고 있어서, 필요에 따라 선택적으로 이용한다.
도 1은 종래기술에 따른 기판처리장치의 개략도이다.
도 1과 같이, 축전결합 플라즈마 방식을 이용한 기판처리장치(10)는 반응공간을 제공하는 공정챔버(12), 공정챔버(12) 내부에 위치하며, 플라즈마 소스전극으로 사용되는 후방 플레이트(14), 후방 플레이트(14)와 연결되고 공정챔버(12)의 내부에 공정가스를 공급하는 가스 공급관(36), 후방 플레이트(14)의 하부에 위치하며, 다수의 분사홀(16)을 가지는 알루미늄 재질의 가스분배판(18), 플라즈마 소스전극과 대향하여 플라즈마 접지전극으로 사용되고 기판(20)이 안치되는 기판안치대(22), 기판(20)을 공정챔버(12)로 출입 또는 반출시키기 위한 기판 출입구(40) 및 공정챔버(12)의 내부에서 사용되는 반응가스 및 부산물을 배출하기 위한 배출구(24)로 포함하여 구성된다.
가스 공급관(36)은 피딩 라인(feeding line)(38)에 의해서 RF 전원(30)과 연결된다. RF 전원(30)과 피딩 라인(38) 사이에는 임피던스 정합을 위한 매처(matcher)(32)가 설치된다. 기판안치대(22) 및 공정챔버(12)는 접지된 상태이다. 가스분배판(18)은 후방 플레이트(14)와 버퍼공간(26)을 가지고, 후방 플레이트(14) 로부터 연장되어 연결되는 지지대(28)에 거치된다.
일반적으로 RF전원(30)은 플라즈마 전극으로 사용되는 후방 플레이트(14)의 중심부에 인가되고, 후방 플레이트(14)와 접지된 기판안치대(22) 사이에서 RF 전자기장이 형성된다. RF 전자기장에 의해 공정가스가 이온화 또는 활성화되어 박막증착 또는 박막식각을 기판처리공정이 수행된다.
도 1과 같이, 플라즈마 소스전극으로 후방 플레이트(14)와 후방 플레이트(14)와 전기적으로 연결된 가스분배판(18)을 사용하는 경우, 가스분배판(18)을 통하여 기판안치대(22) 상에 균일하게 공정가스를 공급할 수 있다. 그러나, 플라즈마의 발생효율을 개선시키기 위하여 파장이 짧아지는 대역의 RF전력을 사용하게 되는 경우, 정상파 효과를 극복하기 위하여, 플라즈마 소스전극을 다수로 분할하여 형성할 수 있다.
RF전원(30)과 연결되는 플라즈마 소스전극을 다수로 형성하는 경우, 도 1과 같이, 후방 플레이트(14)와 연결되는 가스분배판(18)을 설치할 수 없다. 따라서, 플라즈마 소스전극을 다수로 형성하는 경우, 반응공간에 공정가스를 균일하게 공급하기 위한 가스분사수단이 제시되어야 한다.
본 발명은 축전결합 플라즈마 방식을 사용하는 기판처리장치에 있어서, RF파 파장보다 작은 크기를 가지는 다수의 플라즈마 소스전극을 설치하여 정상파 효과를 극복하고, 다수의 플라즈마 소스전극과, 다수의 플라즈마 소스전극 사이에 위치하고 리드로부터 연장되는 다수의 돌출부 각각에 다수의 제 1 및 제 2 분사관을 포함하여 설치되는 가스분사수단에 의해, 반응공간에 공정가스가 균일하게 공급되는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판처리장치는, 리드 및 몸체의 결합에 의해 반응공간을 제공하는 공정챔버; 상기 반응공간과 대응되는 상기 리드 상에 형성되는 다수의 플라즈마 소스전극; 상기 다수의 플라즈마 소스전극 사이의 상기 리드 상에 형성되는 다수의 돌출부; 상기 다수의 플라즈마 소스전극 및 상기 다수의 돌출부에 설치되는 가스분사수단; 상기 반응공간에 위치하고 기판이 안치되는 기판안치수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 다수의 플라즈마 소스전극 각각과 상기 리드 사이에 설치되는 다수의 절연판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 가스분사수단은 상기 다수의 플라 즈마 소스전극 및 상기 다수의 절연판 각각과 상기 리드에 설치되는 다수의 제 1 가스분사수단과, 상기 다수의 돌출부 각각 및 상기 리드에 설치되는 다수의 제 2 가스분사수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 다수의 제 1 가스분사수단 각각은, 공정가스 또는 공정가스 조합물을 공급하는 서브 가스공급관; 상기 서브 가스공급관과 연통되고 상기 다수의 플라즈마 소스전극 및 상기 다수의 절연판 각각 및 상기 리드에 삽입되는 가스유입관; 상기 가스유입관과 연통되는 내부 연결관; 상기 내부 연결관에서 분기되는 다수의 분사관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 가스유입관은, 상기 서브 가스공급관과 연결되는 절연관; 상기 절연관과 상기 수용공간을 연결하는 연결관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 다수의 플라즈마 소스전극 각각은 장축과 단축을 가진 장방형 형태이고, 상기 내부 연결관은 상기 가스유입관의 하부에 양방향으로 연장되어 상기 다수의 플라즈마 소스전극의 상기 장축과 평행하고 상기 가스유입관과 수직으로 배열되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 다수의 분사관은 상기 내부 연결관과 연결되는 다수의 수직 분사관 및 상기 다수의 수직 분사관 각각에서 분기되는 다수의 경사 분사관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 다수의 경사 분사관은 상기 다수의 수직 분사관 각각을 기준으로 대칭으로 배열되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 다수의 제 2 가스분사수단 각각은, 공정가스 또는 공정가스 조합물을 공급하는 서브 가스공급관; 상기 서브 가스공급관과 연통되고 상기 다수의 돌출부 각각 및 상기 리드에 형성되는 가스유입관;
상기 가스유입관과 연통되는 내부 연결관; 상기 내부 연결관에서 분기되는 다수의 분사관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 다수의 돌출부 각각은 상기 반응공간과 대응되는 상기 리드의 상부에서 연장되는 연장부와 상기 연장부에서 확장되는 확장부를 포함하고, 상기 연장부는 상기 다수의 절연판 각각과 동일한 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 제 1 가스분사수단은 제 1 공정가스 또는 제 1 공정가스 조합물을 공급하고, 상기 제 2 가스분사수단은 제 2 공정가스 또는 제 2 공정가스 조합물을 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 다수의 플라즈마 소스전극 및 상기 다수의 돌출부 각각은 반원형 또는 반타원형의 단면을 가지는 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
축전결합 플라즈마 방식을 사용하는 본 발명의 기판처리장치에 있어서, RF파 파장보다 작은 크기를 가지는 다수의 플라즈마 소스전극을 설치하여 정상파 효과를 극복할 수 있고, 다수의 플라즈마 소스전극과, 다수의 플라즈마 소스전극 사이에 위치하고 리드로부터 연장되는 다수의 돌출부 각각에 다수의 제 1 및 제 2 분사관을 포함하는 가스분사수단을 설치하여, 반응공간에 공정가스가 균일하게 공급할 수 있다. 따라서, 반응공간에서 공정가스가 균일하게 공급되어, 기판 상에 박막을 균일하게 증착하거나 또는 기판 상의 박막을 균일하게 식각할 수 있다.
이하에서는 도면을 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 개략도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 전극의 배치도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 리드 상부의 사시도이고, 도 5는 도 2의 A에 대한 확대도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 가스분사수단의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제 2 가스분사수단의 사시도이고, 도 8은 도 4의 B-B'로 절단한 단면도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 기판안치수단과 대향하는 리드의 저면도이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 하우징의 사시도이다.
도 2와 같이, 축전결합 플라즈마 방식을 이용한 기판처리장치(110)는 리드(112a)와 몸체(112b)의 결합에 의해 반응공간이 제공되는 공정챔버(112), 공정챔버(112)의 내부와 대응되는 리드(112a)의 표면에 설치되는 다수의 플라즈마 소스전극(114), 다수의 플라즈마 소스전극(114) 사이에 위치하고 리드(112a)에서 돌출되는 다수의 돌출부(134), 공정챔버(112)의 외부와 대응되는 리드(112a) 상부에 설치되고 다수의 플라즈마 소스전극(114) 각각과 연결되는 피딩라인(118), 다수의 플라즈마 소스전극(114)과 다수의 돌출부(134)에 설치되는 가스분사수단(124) 및 반응공간에 위치되고 기판(120)이 안치되고 플라즈마 접지전극으로 사용되는 기판안치수단(122)을 포함하여 구성된다.
기판처리장치(110)는 공정챔버(112)의 외부와 대응되는 리드(112a)의 상부에 설치되는 하우징(136), 기판(120)을 반입 및 반출시키기 위한 출입구(130), 반응공간의 반응가스 및 부산물을 배출하기 위한 배기구(132), 및 기판(120) 상부의 주변부에 박막이 증착되거나 박막이 식각되는 것을 방지하기 위한 에지 프레임(134)을 더욱 포함하여 구성될 수 있다.
하우징(136)은 공정챔버(112)의 외부와 대응되는 리드(112a)의 상부에 설치되고, 다수의 플라즈마 전극(114) 각각과 RF전원(126)을 연결시키기 위한 다수의 피딩라인(118)을 수용하는 밀폐공간을 제공한다. 에지 프레임(134)은 기판(120) 상 부의 주변부에서 공정챔버(112)의 내벽 근처까지 연장된다. 에지 프레임(134)은 전기적으로 부유상태(foating state)를 유지한다.
도 2의 기판처리장치(110)에서, 정상파 효과를 방지하기 위하여, RF파의 파장과 비교하여 작은 크기를 가지는 다수의 플라즈마 소스전극(114)을 배치한다. 도 3과 같이 다수의 플라즈마 소스전극(114)을 RF전원(126)과 병렬로 연결시키고, 다수의 플라즈마 소스전극(114)과 RF전원(126) 사이에는 임피던스 정합을 위한 매처(128)가 설치된다. RF 전원(126)은 플라즈마 발생효율이 좋은 20 내지 50 MHz 대역의 초고주파(very high frequency: VHF)을 사용할 수 있다.
도 3과 같이, 다수의 플라즈마 소스전극(114) 각각은 장축과 단축을 가진 스트라이프(stripe) 형태로 제작되고, 서로 동일한 간격으로 평행하게 이격된다. 그리고, 도 2와 같이, 다수의 플라즈마 소스전극(114) 각각과 리드(112a) 사이에는 전기적 절연을 위한 다수의 절연판(116)이 설치된다. 공정챔버(112)의 내부와 대응되는 리드(112a)와 직접적으로 밀착하는 다수의 절연판(116)과 다수의 절연판(116) 각각에 직접적으로 밀착하는 다수의 플라즈마 소스전극(114)을 별도로 도시하지 않았지만, 볼트와 같은 체결수단을 사용하여 체결한다.
도 2와 같은, 기판처리장치(110)에서 RF전원(126)이 인가되는 다수의 플라즈마 소스전극(114)에 대하여, 접지되는 리드(112a), 몸체(112b) 및 기판안치수 단(122)는 플라즈마 접지전극으로 사용된다. 리드(112a), 몸체(112b) 및 기판안치수단(122)은 알루미늄 또는 스테인레스 스틸과 같은 금속재질을 사용하여 제작하고, 절연판(116)은 세라믹 재질을 사용하여 제작한다. 플라즈마 소스전극(114) 및 절연판(116)은 각각 금속재질 예를 들면 알루미늄 및 세라믹 재질을 사용할 수 있다.
도 2의 기판안치수단(122)은 기판(120)이 안치되고 기판(120)보다 넓은 면적을 가지는 기판지지판(122a)과 기판지지판(122a)을 승강 및 하강시키는 샤프트(122b)를 포함하여 구성된다. 기판처리장치(110)에서, 기판안치수단(122)은 공정챔버(112)와 동일하게 접지된다. 그러나, 도면에서 도시하지 않았지만, 기판처리공정의 조건에 따라 기판안치수단(122)에 별도의 RF전원이 인가되거나, 전기적으로 부유(floating) 상태를 유지할 수 있다.
도 2와 같이, 가스분사수단(124)은 다수의 플라즈마 소스전극(114)에 형성되어 제 1 공정가스 또는 제 1 공정가스 조합물을 공급하는 다수의 제 1 가스분사수단(124a)과 다수의 돌출부(134)에 형성되어 제 2 공정가스 또는 제 2 공정가스 조합물을 공급하는 다수의 제 2 가스분사수단(124b)을 포함한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 리드 상부의 사시도이다. 도 2의 플라즈마 소스전극(114) 및 돌출부(134) 각각과 대응되는 리드(112a)의 제 1 및 제 2 영 역(190a, 190b)을 일정한 간격을 가지는 3 내지 6 개의 구역으로 구분하고, 각 구역에서 플라즈마 소스전극(114), 절연판(116) 및 리드(112a)에 제 1 가스분사수단(124a)을 설치하고, 돌출부(134) 및 돌출부(134)와 대응되는 리드(112a)에 제 2 가스분사수단(124b)을 설치한다.
다수의 플라즈마 소스전극(114) 각각의 중심부는 다수의 피딩라인(118)을 통하여 RF전원(126)에 연결된다. 도 4에서 다수의 피딩라인(118) 각각이 다수의 플라즈마 소스전극(114) 각각의 중심부에서 연결되는 것을 도시하고 있으나, 다수의 플라즈마 소스전극(114)의 양단부 또는 다른 지점에서 연결될 수 있다.
도 4와 같이, 다수의 플라즈마 소스전극(114) 각각과 대응되고 반응공간의 외부에 위치한 리드(112a)의 상부에는 제 1 공정가스 또는 제 1 공정가스 조합물을 공급하고 다수의 제 1 서브 가스공급관(138a)과 연결되는 제 1 가스공급관(172a)이 설치된다. 다수의 플라즈마 소스전극(114) 각각과 대응되는 리드(112a)의 상부에 위치한 다수의 제 1 가스공급관(172a)은 제 1 운송관(174a)을 통하여 제 1 소스부(176a)와 연결된다.
다수의 돌출부(116)와 대응되는 리드(112a)에는 제 2 공정가스 또는 제 2 공정가스 조합물을 공급하고, 다수의 제 2 서브 가스공급관(138b)과 연결되는 제 2 가스공급관(172b)이 설치된다. 다수의 돌출부(116) 각각과 대응되는 리드(112a)의 상부에 위치한 다수의 제 2 가스공급관(172b)은 제 2 운송관(174b)을 통하여 제 2 소스부(176b)와 연결된다.
제 1 및 제 2 운송관(174a, 174b) 각각은 하우징(136)의 밀폐공간에서 다수의 제 1 가스공급관(1742a, 174b)와 연결되고, 하우징(136)의 측면을 관통하여 제 1 및 제 2 소스부(176a, 176b)와 연결된다.
도 5는 도 2의 A에 대한 확대도이다. 도 2 및 도 5와 같이, 공정챔버(112)의 내부와 대응하는 리드(112a)의 표면에서 다수의 플라즈마 전극(114) 각각이 다수의 절연판(116)을 개재하여 형성되고, 다수의 플라즈마 전극(114) 사이에는 리드(112a)에서 돌출되는 다수의 돌출부(134)가 형성된다. 다수의 플라즈마 전극(114)과 돌출부(134)는 도 2와 같이, 교번적으로 배열된다.
도 2 및 도 5와 같이, 가스분사수단(124)은 다수의 플라즈마 전극(114)에 형성되어 제 1 공정가스 또는 제 1 공정가스 조합물을 공급하는 다수의 제 1 가스분사수단(124a)과 다수의 돌출부(134)에 형성되어 제 1 공정가스 또는 제 1 공정가스 조합물을 공급하는 다수의 제 2 가스분사수단(124b)을 포함한다.
도 5 및 도 6과 같이, 제 1 가스분사수단(124a)는 외부로부터 제 1 공정가스 또는 제 1 공정가스 조합물을 공급하는 제 1 서브 가스공급관(138a), 제 1 서브 가 스공급관(138a)과 연통되고 플라즈마 소스전극(114)과 대응되는 리드(112a)와 절연판(116)에 삽입되어 설치되는 제 1 가스유입관(140a), 제 1 가스유입관(140a)과 연결되는 제 1 내부 연결관(154a), 및 제 1 내부 연결관(154a)에서 분기되는 다수의 제 1 분사관(156a)을 포함하여 구성된다.
제 1 서브 가스공급관(138a)은 플라즈마 소스전극(114)과 대응되는 리드(112a) 및 절연판(116)을 통하여 인입된다. 제 1 서브 가스공급관(138a)과 제 1 가스유입관(140a)이 기밀을 유지하면서 연통될 수 있도록, 제 1 오링(182a)을 개재하여 제 1 기밀판(148a)과 리드(112a)를 제 1 볼트(184a)를 사용하여 체결한다.
제 1 가스유입관(140a)은 제 1 절연관(150a) 및 제 1 절연관(150a)과 연결되는 제 1 연결관(152a)을 포함하여 구성된다. 리드(112a)가 알루미늄과 같은 금속으로 제작되어 있기 때문에, 제 1 서브 가스공급관(138a)과 리드(112a)의 접촉지점에서 플라즈마가 방전될 수 있다. 플라즈마의 방전을 방지하기 위해, 제 1 서브 가스공급관(138a)을 세라믹 계통의 튜브로 만들어진 제 1 절연관(150a)에 연결시킨다.
제 1 내부 연결관(154a)은 도 6과 같이, 제 1 연결관(152)의 하부에서 양방향으로 연장되어 플라즈마 전극(114)의 장축방향과 평행하게 형성된다. 제 1 내부 연결관(154a)은 기판안치수단(122)과 평행하고 제 1 연결관(152)과 수직하게 배열된다. 제 1 내부 연결관(154a)이 제 1 가스유입관(140a)의 하부에 양방향으로 연장 되어 있고, 다수의 제 1 분사관(156a)을 연결할 수 있어, 반응공간에 제 1 공정가스 또는 제 1 공정가스 조합물을 균일하게 분사할 수 있다.
다수의 제 1 분사관(156a)은 제 1 내부 연결관(154a)과 연결되는 다수의 제 1 수직 분사관(158a) 및 다수의 제 1 수직 분사관(158a) 각각에서 분기되는 다수의 제 1 경사 분사관(160a)을 포함하여 구성된다. 필요에 따라 다수의 제 1 경사 분사관(160a)을 재차 분기시킬 수 있다. 다수의 제 1 경사 분사관(160a)은 제 1 수직 분사관(158a)을 기준으로 대칭구조를 가진다. 다수의 제 1 경사 분사관(160a)은 제 1 하부 돌출부(134b)의 표면을 따라 균일한 간격으로 배열되기 위하여 제 1 수직 부사관(158a)와 연결되는 경사각을 조절할 수 있다.
다수의 제 1 분사관(156a)는 0.5 내지 1mm 정도의 직경을 가진다. 제 1 수직 분사관(158a)은 상부와 하부로 구분되고, 제 1 경사 분사관(160a)이 분기되는 상부는 반응공간으로 공정가스를 분사하는 하부보다 큰 직경을 가지도록 제작할 수 있다. 다수의 제 1 분사관(156a)은 제 1 하부 돌출부(134b)의 표면을 따라 균일한 간격으로 배열된다. 제 1 수직 분사관(158a)의 일측에서 2 개 이상의 제 1 경사 분사관(160a)이 연결될 수 있다. 균일한 분포를 가진 다수의 제 1 분사관(156a)에 의해 반응공간에 제 1 공정가스 또는 제 1 공정가스 조합물이 균일하게 분사된다.
도 5 및 도 7과 같이, 제 2 가스분사수단(124b)은, 외부로부터 제 2 공정가 스 또는 제 2 공정가스 조합물을 공급하는 제 2 서브 가스공급관(138b), 제 2 서브 가스공급관(138b)과 연통되고 절연판(116)의 내부에 설치되는 제 2 가스유입관(140b), 제 2 가스유입관(140b)과 연결되는 제 2 내부 연결관(154b), 및 제 2 내부 연결관(154b)에서 분기되는 다수의 제 2 분사관(156b)을 포함하여 구성된다.
제 2 서브 가스공급관(138b)과 제 2 가스유입관(140b)이 기밀을 유지하면서 연통될 수 있도록, 제 2 오링(182b)을 개재하고 제 2 볼트(184b)를 사용하여 제 2 기밀판(148b)과 돌출부(116)과 대응되는 리드(112a)를 체결한다.
제 2 가스유입관(140b)은 제 2 절연관(150b) 및 제 2 절연관(150b)과 연결되는 제 2 연결관(152b)을 포함하여 구성된다. 리드(112a)가 알루미늄과 같은 금속으로 제작되어 있기 때문에, 제 2 서브 가스공급관(138b)과 리드(112a)의 접촉지점에서 플라즈마가 방전될 수 있다. 플라즈마의 방전을 방지하기 위해, 제 2 서브 가스공급관(138b)을 세라믹 계통의 튜브로 만들어진 절연관(150b)에 연결시킨다.
제 2 내부 연결관(154b)는 제 2 연결관(152b)의 하부에서 양방향으로 연장되어 플라즈마 전극(114)의 장축방향과 평행하게 형성된다. 제 2 내부 연결관(154b)은 기판안치수단(122)과 평행하고 제 2 가스 유입관(140b)과 수직하게 배열된다. 제 2 내부 연결관(154b)이 제 2 가스유입관(140b)의 하부에 양방향으로 연장되어 있고, 다수의 제 2 분사관(156b)을 연결할 수 있어, 반응공간에 제 2 공정가스 또 는 제 2 공정가스 조합물을 균일하게 분사할 수 있다.
다수의 제 2 분사관(156b)은 제 2 내부 연결관(154b)과 연결되는 다수의 제 2 수직 분사관(158b) 및 다수의 제 2 수직 분사관(158b) 각각에서 분기되는 다수의 제 2 경사 분사관(160b)을 포함하여 구성된다. 다수의 제 2 경사 분사관(160b)은 제 2 수직 분사관(158b)을 기준으로 대칭구조를 가진다. 다수의 제 2 분사관(156b)는 0.5 내지 1mm 정도의 직경을 가진다. 제 2 수직 분사관(158b)은 상부와 하부로 구분되고, 제 2 경사 분사관(160b)이 분기되는 상부는 반응공간으로 공정가스를 분사하는 하부보다 큰 직경을 가지도록 제작할 수 있다.
다수의 제 2 경사 분사관(160b)은 제 1 하부 돌출부(116b)의 표면을 따라 균일한 간격으로 배열되기 위하여 제 2 수직 분사관(158b)과 연결되는 경사각을 조절할 수 있다. 다수의 제 2 분사관(156b)은 제 2 하부 돌출부(116b)의 표면을 따라 균일한 간격으로 배열된다. 제 2 수직 분사관(158b)의 일측에서 2 개 이상의 제 2 경사 분사관(160b)이 연결될 수 있다. 균일한 분포를 가진 다수의 제 2 분사관(156b)에 의해 반응공간에 제 2 공정가스 또는 제 2 공정가스 조합물이 균일하게 분사된다.
도 8과 같이, 다수의 피딩라인(118) 각각은 다수의 플라즈마 소스전극(114)와 전기적으로 연결될 수 있도록, 다수의 플라즈마 소스전극(114) 각각에는 체결 홀(136a)이 형성되고, 체결홀(136a)과 대응되는 리드(112a) 및 절연판(116)에는 인입홀(136b)가 형성되고, 다수의 피딩라인(118) 각각이 체결홀(136a) 및 인입홀(136b)에 삽입되어 체결된다. 다수의 피딩라인(118) 각각은 다수의 플라즈마 소스전극(114)와 기밀 유지하면서 전기적으로 연결될 수 있도록, 제 3 오링(182c)을 개재하고 제 3 볼트(184c)를 사용하여 제 3 기밀판(148c)과 다수의 플라즈마 소스전극(114) 각각과 대응되는 리드(112a)를 체결한다. 체결홀(136a)의 내면과 체결홀(136a)과 대응되는 피딩라인(118)에는 나사산이 형성된다.
도 5와 같이, 다수의 돌출부(134) 각각은 리드(112a)에서 수직으로 연장되는 연장부(134a)와 연장부(134a)에서 확장되는 확장부(134b)를 포함한다. 연장부(134a) 및 절연판(116)은 동일한 두께로 제작될 수 있다. 돌출부(134) 및 플라즈마 소스전극(114)는 각각 단면이 반원형 또는 반타원형의 단면으로 제작된다. 플라즈마 소스전극(114)은 제 1 두께(T1)와 제 1 너비(W1)를 가지고, 돌출부(134)의 확장부(134b)는 제 2 두께(T2)와 제 2 너비(W2)를 가진다.
다수의 플라즈마 소스전극(114) 각각의 제 1 두께(T1)와 제 1 너비(W1)는 다수의 돌출부(134) 각각의 제 2 두께(T2)와 제 2 너비(W2)와 동일하게 형성할 수 있다. 따라서, 다수의 플라즈마 소스전극(114)과 돌출부(134) 각각과 기판안치수단(122) 사이의 제 1 및 제 2 간격은 동일하게 설정된다. 그러나, 제 1 공정가스 또는 제 1 공정가스 조합물과 제 2 공정가스 또는 제 2 공정가스 조합물의 확산거 리 또는 공정조건을 고려하여 플라즈마 소스전극(114)의 제 1 두께(T1)와 제 1 너비(W1)를 돌출부(134)의 제 2 두께(T2)와 제 2 너비(W2)와 다르게 형성할 수도 있다.
도 9와 본 발명에 따른 기판안치수단과 대향하는 리드의 저면도이다. 리드(112a)의 전체에 걸쳐 제 1 가스분사수단(124a)의 다수의 제 1 분사관(156a) 및 제 2 가스분사수단(124b)의 다수의 제 2 분사관(156b)이 균일하게 배열되어, 반응공간에 공정가스를 방사선으로 형태로 균일하게 공급할 수 있다. 따라서, 공정가스가 공급되지 않는 사각영역이 발생하지 않아, 기판(120) 상에 균일한 박막의 증착 또는 박막의 식각이 가능하다.
기판처리공정에서 필요에 따라 제 1 및 제 2 공정가스 또는 공정가스 조합물은 동일한 물질을 사용할 수 있다. 제 1 및 제 2 공정가스 또는 공정가스 조합물을 다르게 사용하는 경우, 플라즈마 소스전극(114), 절연판(116) 및 리드(112a)에 설치되는 제 1 가스분사수단(124a)이 플라즈마에 의해 활성화되는 가스를 분사하고, 돌출부(134) 및 리드(112a)에 설치되는 제 2 가스분사수단(124b)이 이온화되는 가스를 분사할 수 있다. 그러나, 필요에 따라 제 1 가스분사수단(124a)이 이온화되는 가스를 분사하고, 제 2 가스분사수단(124b)이 활성화되는 가스를 분사할 수 있다.
도 2의 기판처리장치(110)에서, 하우징(136)의 밀폐공간에 수용되고 RF전 원(126)과 연결되는 다수의 피딩라인(118)에서 열이 발생되어 하우징(136)의 내부에 축적되기 때문에, 하우징(136)의 내부를 냉각시켜야 한다. 따라서, 도 10과 같이, 하우징(136)에 다수의 통풍구(138)와 다수의 통풍구(138) 각각에 설치된 다수의 팬(158)을 포함하는 냉각장치를 설치한다. 다수의 통풍구(138) 및 팬(158)을 포함한 냉각장치에 외에 다양한 방법으로 하우징(136)의 내부를 냉각시킬 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 기판처리장치의 개략도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 개략도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 전극의 배치도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 리드 상부의 사시도
도 5는 도 2의 A에 대한 확대도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 가스분사수단의 사시도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제 2 가스분사수단의 사시도
도 8은 도 4의 B-B'로 절단한 단면도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 기판안치수단과 대향하는 리드의 저면도
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 하우징의 사시도

Claims (12)

  1. 리드 및 몸체의 결합에 의해 반응공간을 제공하는 공정챔버;
    상기 반응공간과 대응되는 상기 리드 상에 형성되는 다수의 플라즈마 소스전극;
    상기 다수의 플라즈마 소스전극 사이의 상기 리드 상에 형성되는 다수의 돌출부;
    상기 다수의 플라즈마 소스전극 및 상기 다수의 돌출부에 설치되는 가스분사수단;
    상기 반응공간에 위치하고 기판이 안치되는 기판안치수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 플라즈마 소스전극 각각과 상기 리드 사이에 설치되는 다수의 절연판을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가스분사수단은 상기 다수의 플라즈마 소스전극 및 상기 다수의 절연판 각각과 상기 리드에 설치되는 다수의 제 1 가스분사수단과, 상기 다수의 돌출부 각각 및 상기 리드에 설치되는 다수의 제 2 가스분사수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 다수의 제 1 가스분사수단 각각은,
    공정가스 또는 공정가스 조합물을 공급하는 서브 가스공급관;
    상기 서브 가스공급관과 연통되고 상기 다수의 플라즈마 소스전극 및 상기 다수의 절연판 각각 및 상기 리드에 삽입되는 가스유입관;
    상기 가스유입관과 연통되는 내부 연결관;
    상기 내부 연결관에서 분기되는 다수의 분사관;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가스유입관은,
    상기 서브 가스공급관과 연결되는 절연관;
    상기 절연관과 상기 수용공간을 연결하는 연결관;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 다수의 플라즈마 소스전극 각각은 장축과 단축을 가진 장방형 형태이고, 상기 내부 연결관은 상기 가스유입관의 하부에 양방향으로 연장되어 상기 다수의 플라즈마 소스전극의 상기 장축과 평행하고 상기 가스유입관과 수직으로 배열되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 다수의 분사관은 상기 내부 연결관과 연결되는 다수의 수직 분사관 및 상기 다수의 수직 분사관 각각에서 분기되는 다수의 경사 분사관을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 다수의 경사 분사관은 상기 다수의 수직 분사관 각각을 기준으로 대칭으로 배열되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 다수의 제 2 가스분사수단 각각은,
    공정가스 또는 공정가스 조합물을 공급하는 서브 가스공급관;
    상기 서브 가스공급관과 연통되고 상기 다수의 돌출부 각각 및 상기 리드에 형성되는 가스유입관;
    상기 가스유입관과 연통되는 내부 연결관;
    상기 내부 연결관에서 분기되는 다수의 분사관;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 돌출부 각각은 상기 반응공간과 대응되는 상기 리드의 상부에서 연장되는 연장부와 상기 연장부에서 확장되는 확장부를 포함하고, 상기 연장부는 상기 다수의 절연판 각각과 동일한 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 가스분사수단은 제 1 공정가스 또는 제 1 공정가스 조합물을 공급하고, 상기 제 2 가스분사수단은 제 2 공정가스 또는 제 2 공정가스 조합물을 공급 하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 플라즈마 소스전극 및 상기 다수의 돌출부 각각은 반원형 또는 반타원형의 단면을 가지는 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
KR1020090113257A 2009-11-23 2009-11-23 기판처리장치 KR101589109B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090113257A KR101589109B1 (ko) 2009-11-23 2009-11-23 기판처리장치
TW099140055A TW201130401A (en) 2009-11-23 2010-11-19 Apparatus for processing substrate
US12/950,928 US20110120375A1 (en) 2009-11-23 2010-11-19 Apparatus for processing substrate
CN2010105678643A CN102074445A (zh) 2009-11-23 2010-11-23 用于处理基板的装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090113257A KR101589109B1 (ko) 2009-11-23 2009-11-23 기판처리장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110056788A true KR20110056788A (ko) 2011-05-31
KR101589109B1 KR101589109B1 (ko) 2016-01-28

Family

ID=44365100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090113257A KR101589109B1 (ko) 2009-11-23 2009-11-23 기판처리장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101589109B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116095934A (zh) * 2022-12-01 2023-05-09 中国原子能科学研究院 分配机构和离子源

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5609690A (en) * 1994-02-15 1997-03-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Vacuum plasma processing apparatus and method
US5653811A (en) * 1995-07-19 1997-08-05 Chan; Chung System for the plasma treatment of large area substrates
US6013155A (en) * 1996-06-28 2000-01-11 Lam Research Corporation Gas injection system for plasma processing
US6451161B1 (en) * 2000-04-10 2002-09-17 Nano-Architect Research Corporation Method and apparatus for generating high-density uniform plasma

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5609690A (en) * 1994-02-15 1997-03-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Vacuum plasma processing apparatus and method
US5653811A (en) * 1995-07-19 1997-08-05 Chan; Chung System for the plasma treatment of large area substrates
US6013155A (en) * 1996-06-28 2000-01-11 Lam Research Corporation Gas injection system for plasma processing
US6451161B1 (en) * 2000-04-10 2002-09-17 Nano-Architect Research Corporation Method and apparatus for generating high-density uniform plasma

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116095934A (zh) * 2022-12-01 2023-05-09 中国原子能科学研究院 分配机构和离子源
CN116095934B (zh) * 2022-12-01 2024-02-20 中国原子能科学研究院 分配机构和离子源

Also Published As

Publication number Publication date
KR101589109B1 (ko) 2016-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101081743B1 (ko) 기판처리장치
US20110315320A1 (en) Gas distributing device and substrate processing apparatus including the same
US20060112876A1 (en) Semiconductor processing apparatus
KR101612741B1 (ko) 가스분배수단 및 이를 포함한 기판처리장치
US10770269B2 (en) Apparatus and methods for reducing particles in semiconductor process chambers
US7927455B2 (en) Plasma processing apparatus
KR100537714B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
KR20140068116A (ko) 선형­타입 대형­면적 플라즈마 반응기 내의 균일한 프로세스를 위한 가스 전달 및 분배
CN102074445A (zh) 用于处理基板的装置
KR101587053B1 (ko) 기판처리장치
JP2007273752A (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ生成装置
CN107680896B (zh) 基板处理装置以及基板处理方法
KR101089391B1 (ko) 다중 기판처리챔버
KR101844325B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP4426632B2 (ja) プラズマ処理装置
US10600622B2 (en) Focus ring with uneven pattern and plasma-processing apparatus including the same
TW202205493A (zh) 一種接地組件及其等離子體處理裝置與工作方法
KR20110056788A (ko) 기판처리장치
KR101627698B1 (ko) 기판처리장치
KR101288039B1 (ko) 기판처리장치
JP2008251838A (ja) プラズマ処理装置
KR101213391B1 (ko) 기판처리장치
JP4554712B2 (ja) プラズマ処理装置
KR101158289B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 방법
KR101587054B1 (ko) 기판처리장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190104

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200102

Year of fee payment: 5