KR20110062006A - Equipment and method for plasma treatment - Google Patents

Equipment and method for plasma treatment Download PDF

Info

Publication number
KR20110062006A
KR20110062006A KR1020090118572A KR20090118572A KR20110062006A KR 20110062006 A KR20110062006 A KR 20110062006A KR 1020090118572 A KR1020090118572 A KR 1020090118572A KR 20090118572 A KR20090118572 A KR 20090118572A KR 20110062006 A KR20110062006 A KR 20110062006A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cleaning gas
reaction chamber
injector
cleaning
shower head
Prior art date
Application number
KR1020090118572A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101081736B1 (en
Inventor
김영효
주광술
Original Assignee
주식회사 아토
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 주식회사 아토 filed Critical 주식회사 아토
Priority to KR1020090118572A priority Critical patent/KR101081736B1/en
Publication of KR20110062006A publication Critical patent/KR20110062006A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101081736B1 publication Critical patent/KR101081736B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • 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
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4405—Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32853—Hygiene
    • H01J37/32862—In situ cleaning of vessels and/or internal parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/3288—Maintenance

Abstract

PURPOSE: A plasma processing device and method are provided to make a cleaning gas supply unit vertically move in a reaction chamber, thereby certainly cleaning the entire reaction chamber. CONSTITUTION: A reaction space is placed in a reaction chamber. A substrate support stand(110) is placed on the lower side of the reaction chamber. A shower head(120) is placed on the reaction chamber and faces the substrate support stand. A cleaning gas spray unit is separated from the shower head, vertically moves, and sprays a cleaning gas into the reaction chamber. The cleaning gas injector dies of resentment the cleaning gas. The driving part moves up and downs the cleaning gas injector.

Description

플라즈마 처리 장치 및 방법{Equipment and method for plasma treatment}Equipment and method for plasma treatment

본 발명은 플라즈마 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 공정 가스의 분사 경로와 세정 가스의 분사 경로가 다른 플라즈마 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus and method, and more particularly, to a plasma processing apparatus and method in which the injection path of process gas is different from that of cleaning gas.

일반적으로 반도체 장치 및 평판 표시 장치는 기판의 상면에 복수의 박막을 증착하고 식각하여 소정 패턴의 소자들을 형성함으로써 제조된다. 즉, 증착 장비를 이용하여 기판의 전면에 박막을 증착하고, 식각 장비를 이용하여 박막의 일부를 식각하여 박막이 소정의 패턴을 갖도록 하여 반도체 장치 또는 평판 표시 장치를 제조한다.In general, a semiconductor device and a flat panel display are manufactured by depositing and etching a plurality of thin films on an upper surface of a substrate to form elements of a predetermined pattern. That is, a semiconductor device or a flat panel display device is manufactured by depositing a thin film on the entire surface of a substrate using a deposition apparatus and etching a part of the thin film using an etching apparatus to have a predetermined pattern.

박막은 다양한 공정으로 형성될 수 있는데, 기판이 인입된 반응 챔버 내부에 기체 상태의 원료를 공급하여 박막을 형성하는 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition) 공정이 주로 이용된다. 또한, 기판의 대형화, 소자의 초소형화 및 고집적화에 따라 플라즈마를 이용하고, 플라즈마에 의해 활성화된 가스를 이용하여 박막 증착 뿐만 아니라 식각 공정도 진행하고 있다.The thin film may be formed by various processes, and a chemical vapor deposition process is mainly used to supply a gaseous raw material into a reaction chamber into which a substrate is introduced to form a thin film. In addition, the plasma is used in accordance with the size of the substrate, the miniaturization and the high integration of the device, and the etching process is progressed as well as the thin film deposition using the gas activated by the plasma.

이러한 박막 증착 공정에서 원하는 물질이 웨이퍼 상에 증착되지만, 원치않는 물질 또한 챔버 내부에 증착되게 된다. 따라서, 증착 공정이 진행된 후 챔버 내부의 원치않는 박막을 제거하기 위한 세정 공정(cleaning)을 실시해야 한다. 종래의 챔버 세정 공정에서는 챔버 외부에 마련된 별도의 플라즈마 발생원을 이용하여 세정 가스를 활성화하여 샤워헤드를 통해 챔버 내부에 공급하였다.In this thin film deposition process the desired material is deposited on the wafer, but unwanted material is also deposited inside the chamber. Therefore, after the deposition process has been performed, a cleaning process must be performed to remove the unwanted thin film inside the chamber. In the conventional chamber cleaning process, the cleaning gas is activated by using a separate plasma generation source provided outside the chamber and supplied to the inside of the chamber through the shower head.

그런데, 종래에는 증착 가스 뿐만 아니라 세정 가스도 샤워헤드를 통해 분사하였다. 세정 가스가 샤워헤드를 통해 분사됨으로써 세정 가스에 의해 샤워헤드가 손상된다. 따라서, 샤워헤드의 내구성이 저하되고, 이에 따라 샤워헤드의 교체 주기가 빨라지게 되어 유지 보수 비용을 증가시키게 된다. However, conventionally, not only the deposition gas but also the cleaning gas was injected through the shower head. The cleaning gas is injected through the showerhead to damage the showerhead by the cleaning gas. Therefore, the durability of the showerhead is lowered, thereby increasing the replacement cycle of the showerhead, thereby increasing the maintenance cost.

본 발명은 공정 가스의 유입 경로와 세정 가스의 유입 경로를 다르게 하여 세정 가스에 의한 샤워헤드의 손상을 방지할 수 있는 플라즈마 처리 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides a plasma processing apparatus and method capable of preventing damage of the shower head by the cleaning gas by changing the inflow path of the process gas and the inflow path of the cleaning gas.

본 발명은 공정 가스는 샤워헤드를 통해 분사되고 세정 가스는 별도의 세정 가스 분사부를 통해 분사되는 플라즈마 처리 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides a plasma processing apparatus and method wherein the process gas is injected through the showerhead and the cleaning gas is injected through a separate cleaning gas jet.

본 발명은 세정 가스 분사부가 상하 이동 가능하도록 마련된 플라즈마 처리 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides a plasma processing apparatus and a method in which a cleaning gas injection unit is movable up and down.

본 발명이 일 양태에 따른 플라즈마 처리 장치는 반응 공간이 마련된 반응 챔버; 상기 반응 챔버 내부의 하측에 마련된 기판 지지대; 상기 반응 챔버 상측에 마련되고 기판 지지대와 대향하는 샤워헤드; 및 상기 샤워헤드와 분리되고 상하 이동하며, 상기 반응 챔버 내부로 세정 가스를 분사하는 세정 가스 분사부를 포함한다.Plasma processing apparatus according to an aspect of the present invention comprises a reaction chamber provided with a reaction space; A substrate support provided below the reaction chamber; A showerhead provided above the reaction chamber and facing the substrate support; And a cleaning gas injector which is separated from the shower head and moves up and down and injects a cleaning gas into the reaction chamber.

상기 세정 가스 분사부는 상기 세정 가스를 분사하는 세정 가스 분사기; 상기 세정 가스 분사기를 상하 이동시키는 구동부; 및 상기 세정 가스 분사기와 구동부를 연결하는 아암을 포함한다.The cleaning gas injector may include a cleaning gas injector for injecting the cleaning gas; A driving unit for vertically moving the cleaning gas injector; And an arm connecting the cleaning gas injector and the driving unit.

상기 세정 가스 분사기는 상기 반응 챔버의 내측벽과 상기 샤워헤드 사이에 마련된다.The cleaning gas injector is provided between the inner wall of the reaction chamber and the showerhead.

상기 세정 가스 분사기는 상기 반응 챔버의 내측벽과 이격되어 상기 반응 챔버의 내부를 둘러싸도록 마련된다.The cleaning gas injector is provided to be spaced apart from the inner wall of the reaction chamber to surround the inside of the reaction chamber.

상기 세정 가스 분사기는 상기 샤워헤드와 기판 지지대 사이에 상기 세정 가스를 분사한다.The cleaning gas injector injects the cleaning gas between the showerhead and the substrate support.

상기 세정 가스 분사기는 상기 반응 챔버의 내측 벽면으로 상기 세정 가스를 분사한다.The cleaning gas injector injects the cleaning gas to the inner wall surface of the reaction chamber.

상기 세정 가스 분사기는 상기 반응 챔버의 하측 및 상측으로 상기 세정 가스를 분사한다.The cleaning gas injector injects the cleaning gas into the lower side and the upper side of the reaction chamber.

상기 샤워헤드와 연결된 공정 가스 공급관; 및 상기 세정 가스 분사부와 연결된 세정 가스 공급관을 더 포함한다.A process gas supply pipe connected to the shower head; And a cleaning gas supply pipe connected to the cleaning gas injection unit.

상기 반응 챔버 상에 마련되어 상기 공정 가스를 활성화시키는 제 1 플라즈마 발생부; 및 상기 세정 가스 공급관과 연결되어 상기 세정 가스를 활성화시키는 제 2 플라즈마 발생부를 더 포함한다.A first plasma generator provided on the reaction chamber to activate the process gas; And a second plasma generator connected to the cleaning gas supply pipe to activate the cleaning gas.

본 발명의 다른 양태에 따른 플라즈마 처리 방법은 공정 가스를 분사하는 샤워헤드와 분리되어 반응 챔버 내부에 세정 가스를 분사하는 세정 가스 분사부를 이용한 플라즈마 처리 방법으로서, 상기 세정 가스 분사부는 상기 반응 챔버 내부를 상하 이동하면서 상기 세정 가스를 분사한다.A plasma processing method according to another aspect of the present invention is a plasma processing method using a cleaning gas injector for injecting a cleaning gas into a reaction chamber separated from a showerhead for injecting a process gas, wherein the cleaning gas injector is configured to move the inside of the reaction chamber. The cleaning gas is injected while moving up and down.

본 발명의 실시 예들의 플라즈마 처리 장치는 공정 가스를 공급하는 샤워헤드와 세정 가스를 공급하는 세정 가스 공급부가 따로 구성되고, 세정 가스 공급부는 상하 이동 가능하도록 구성된다. 또한, 공정 가스는 샤워헤드를 통해 공급되어 반응 챔버 내에서 활성화되고, 세정 가스는 외부로부터 활성화되어 공급된다.In the plasma processing apparatus of the embodiments of the present invention, the shower head for supplying the process gas and the cleaning gas supply part for supplying the cleaning gas are separately configured, and the cleaning gas supply part is configured to be movable up and down. In addition, process gas is supplied through the showerhead to be activated in the reaction chamber, and cleaning gas is activated and supplied from the outside.

따라서, 세정 가스가 샤워헤드를 통해 공급되지 않기 때문에 세정 가스에 의한 샤워헤드의 손상을 방지할 수 있고, 이에 따라 샤워헤드의 교체 주기가 늘어나게 되어 샤워헤드의 유지보수 비용을 줄일 수 있다. 또한, 세정 가스 공급부가 반응 챔버 내부에서 상하 이동함으로써 반응 챔버 내부를 부위별로 세정할 수 있고, 세정이 잘 이루어지지 않는 부분이 없도록 하여 반응 챔버 전체를 확실히 세정할 수 있다. 또한, 세정 가스 공급부의 이동에 의하여 반응 챔버 내에서 세정이 필요한 영역을 선택적으로 세정할 수 있다. 따라서, 반응 챔버의 세정 효율을 향상시킬 수 있다.Therefore, since the cleaning gas is not supplied through the shower head, damage to the shower head by the cleaning gas can be prevented, thereby increasing the replacement period of the shower head, thereby reducing the maintenance cost of the shower head. In addition, since the cleaning gas supply part moves up and down inside the reaction chamber, the inside of the reaction chamber can be cleaned for each part, and the entire reaction chamber can be reliably cleaned so that there is no part where cleaning is not performed well. In addition, by the movement of the cleaning gas supply unit, it is possible to selectively clean a region requiring cleaning in the reaction chamber. Therefore, the cleaning efficiency of the reaction chamber can be improved.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 여러 층 및 각 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 표현하였으며 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭하도록 하였다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art. It is provided for complete information. In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., may be exaggerated for clarity, and like reference numerals designate like elements.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치의 개략 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 세정 가스 분사부의 개략 사시도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic perspective view of a cleaning gas injection unit according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치는 내부에 반응 공간이 마련된 반응 챔버(100)와, 반응 챔버(100) 내부의 하측에 마련된 지판 지지대(110)와, 기판 지지대(110)와 대향되는 반응 챔버(100) 내부의 상측에 마련된 샤워헤드(120)와, 기판 지지대(110)와 샤워헤드(120) 사이의 반응 챔버(100) 내부에 마련된 세정 가스 분사부(130)와, 공정 가스 및 세정 가스를 공급하는 가스 공급부(140)와, 공정 가스 및 세정 가스를 활성화시키기 위한 플라즈마 발생부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a reaction chamber 100 having a reaction space therein, a support plate 110 provided at a lower side of the reaction chamber 100, and a substrate support. The shower head 120 provided above the reaction chamber 100 facing the 110 and the cleaning gas injection unit 130 provided inside the reaction chamber 100 between the substrate support 110 and the shower head 120. ), A gas supply unit 140 for supplying the process gas and the cleaning gas, and a plasma generator 150 for activating the process gas and the cleaning gas.

반응 챔버(100)는 소정의 반응 영역을 마련하고, 이를 기밀하게 유지시킨다. 반응 챔버(100)는 대략 원형의 평면부 및 평면부로부터 상향 연장된 측벽부를 포함하여 소정의 공간을 가지는 반응부(100a)와, 대략 원형으로 반응부(100a) 상에 위치하여 반응 챔버(100)를 기밀하게 유지하는 덮개(100b)를 포함할 수 있다. 물론, 반응부(100a) 및 덮개(100b)는 원형 이외에 다양한 형상으로 제작될 수 있는데, 예를들어 기판(10) 형상에 대응하는 형상으로 제작될 수 있다.The reaction chamber 100 provides a predetermined reaction zone and keeps it airtight. The reaction chamber 100 includes a reaction part 100a having a predetermined space, including a substantially circular planar part and a sidewall part extending upwardly from the planar part, and the reaction chamber 100 positioned on the reaction part 100a in a substantially circular shape. ) May include a cover (100b) to keep the airtight. Of course, the reaction part 100a and the cover 100b may be manufactured in various shapes in addition to the circular shape, for example, may be manufactured in a shape corresponding to the shape of the substrate 10.

기판 지지대(110)는 반응 챔버(100)의 하부에 마련되며, 샤워 헤드(120)와 대향하는 위치에 설치된다. 기판 지지대(110)는 반응 챔버(100) 내로 유입된 기판(10)이 안착될 수 있도록 예를들어 정전척 등이 마련될 수 있다. 또한, 기판 지지대(110)는 대략 원형으로 마련될 수 있으나, 기판(10) 형상과 대응되는 형상으로 마련될 수 있으며, 기판(10)보다 크게 제작될 수 있다. 기판 지지대(110) 하부에는 기판 지지대(110)를 승하강 이동시키는 기판 승강기(111)가 마련된다. 기판 승강기(111)는 기판 지지대(110) 상에 기판(10)이 안착되면 기판 지지대(110)를 샤워헤드(120)와 근접하도록 이동시킨다. 또한, 기판 지지대(110) 내부에는 히터(미도시)가 장착된다. 히터는 소정 온도로 발열하여 기판(10)을 가열함으로써 박막 증착 공정 등이 기판(10) 상에 용이하게 실시되도록 한다. 한편, 기판 지지대(110) 내부에는 히터 이외에 냉각관(미도시)이 더 마련될 수 있다. 냉각관은 기판 지지대(110) 내부에 냉매가 순환되도록 함으로써 냉열이 기판 지지대(110)를 통해 기판(10)에 전달되어 기판(10)의 온도를 원하는 온도로 제어할 수 있다.The substrate support 110 is provided below the reaction chamber 100 and is installed at a position facing the shower head 120. The substrate support 110 may be provided with, for example, an electrostatic chuck so that the substrate 10 introduced into the reaction chamber 100 may be seated. In addition, the substrate support 110 may be provided in a substantially circular shape, but may be provided in a shape corresponding to the shape of the substrate 10 and may be made larger than the substrate 10. A substrate lift 111 is provided below the substrate support 110 to move the substrate support 110 up and down. When the substrate 10 is seated on the substrate support 110, the substrate lift 111 moves the substrate support 110 to approach the showerhead 120. In addition, a heater (not shown) is mounted in the substrate support 110. The heater generates heat to a predetermined temperature to heat the substrate 10 so that a thin film deposition process or the like may be easily performed on the substrate 10. Meanwhile, a cooling tube (not shown) may be further provided in the substrate support 110 in addition to the heater. The cooling tube allows the coolant to circulate in the substrate support 110 so that the cooling heat is transferred to the substrate 10 through the substrate support 110 to control the temperature of the substrate 10 to a desired temperature.

샤워헤드(120)는 반응 챔버(100) 내의 상부에 기판 지지대(110)와 대향하는 위치에 설치되며, 증착 가스 등의 공정 가스를 반응 챔버(100)의 하측으로 분사한다. 샤워헤드(120)는 상부가 가스 공급부(140)와 연결되고, 하부에는 기판(10)에 공정 가스를 분사하기 위한 복수의 분사홀(122)이 형성된다. 샤워헤드(120)는 대략 원형으로 제작되지만, 기판(10) 형상으로 제작될 수도 있다. 또한, 샤워헤드(120)는 알루미늄 등의 도전 물질을 이용하여 제작하거나, 절연 물질을 이용하여 제작할 수 있다. 샤워헤드(120)가 도전 물질로 제작되는 경우 샤워헤드(120)는 용량 결합 플라즈마(Capacitive Coupled Plasma; CCP) 방식의 전극으로 이용될 수 있고, 절연 물질로 제작되는 경우 샤워헤드(120) 상에 플라즈마 발생 코일을 설치하여 유도 결합 플라즈마(Inductive Coupled Plasma; ICP) 방식으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다.The shower head 120 is installed at a position opposite to the substrate support 110 in the upper portion of the reaction chamber 100, and sprays a process gas such as a deposition gas to the lower side of the reaction chamber 100. The upper portion of the shower head 120 is connected to the gas supply unit 140, and a plurality of injection holes 122 are formed in the lower portion to inject the process gas into the substrate 10. The showerhead 120 may be manufactured in a substantially circular shape, but may be manufactured in the shape of the substrate 10. In addition, the shower head 120 may be manufactured using a conductive material such as aluminum, or may be manufactured using an insulating material. When the showerhead 120 is made of a conductive material, the showerhead 120 may be used as an electrode of a capacitive coupled plasma (CCP) method, and when the showerhead 120 is made of an insulating material, the showerhead 120 may be formed on the showerhead 120. Plasma generating coils may be installed to generate plasma in an inductive coupled plasma (ICP) method.

세정 가스 분사부(130)는 샤워헤드(120)과 분리되어 반응 챔버(100) 외부로부터 활성화되어 공급되는 세정 가스를 반응 챔버(100) 내부로 분사한다. 이러한 세정 가스 분사부(130)는 활성화된 세정 가스를 공급받아 분사하는 세정 가스 분사기(132)와, 세정 가스 분사기(132)와 연결된 아암(134)과, 아암(134)과 연결되어 세정 가스 분사기(132)를 상하 이동시키는 구동부(136)를 포함한다. 세정 가스 분사기(132)는 반응 챔버(100) 내부, 바람직하게는 기판 지지대(110)와 샤워헤드(120) 사이의 공간에 대응되는 영역에 마련되며, 반응 챔버(100)의 내벽과 소정 간격 이격된다. 세정 가스 분사기(132)는 반응 챔버(100)의 내측 형상과 대응되는 형상, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 원통형 등의 통형으로 마련될 수 있다. 즉, 세정 가스 분사기(132)는 도 2에 도시된 바와 같이 제 1 직경을 갖고 복수의 분사홀(133b)이 형성된 제 1 통형 부재(132a)와, 제 1 직경보다 큰 제 2 직경을 갖는 제 2 통형 부재(132b)와, 제 1 및 제 2 통형 부재(132a 및 132b) 사이의 상부 및 하부에 마련된 제 1 및 제 2 링형 부재(132c 및 132d)를 포함한다. 따라서, 제 1 통형 부재(132a)를 제 2 통형 부재(132b)가 감싸고, 제 1 및 제 2 통형 부재(132a 및 132b)의 상부 및 하부가 제 1 및 제 2 링형 부재(132c 및 132d)에 의해 폐쇄되어 세정 가스 분사기(132)가 마련될 수 있다. 그런데, 세정 가스 분사기(132)의 내경, 즉 제 1 통형 부재(132a)의 직경이 기판 지지대(110) 및 샤워헤드(120)의 직경보다 작을 경우 반응 공간을 제한하게 되기 때문에 세정 가스 분사기(132)의 내경은 기판 지지대(110) 및 샤워헤드(120)의 직경보다 적어도 같거나 큰 것이 바람직하다. 또한, 제 1 링형 부재(132c)에는 적어도 하나의 연결구(133a) 가 마련되어 세정 가스 공급관(144) 또는 아암(134)과 연결된다. 이때, 세정 가스 공급관(144) 또는 아암(134)의 직경이 제 1 링형 부재(132c)의 폭보다 클 경우 제 1 링형 부재(132c)의 연결구(133a)가 형성된 부분은 다른 부분에 비해 폭이 크게 형성될 수 있다. 또한, 이와 대응되는 제 1 및 제 2 통형 부재(132a 및 132b)의 일 부분 또한 다른 부분에 비해 폭이 넓게 형성될 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 통형 부재(132a 및 132b) 사이에는 소정의 공간이 마련되고, 그 공간으로 연결구(133a)를 통해 외부로부터 활성화된 세정 가스가 유입된다. 이때, 제 1 통형 부재(132a)에 복수의 분사홀(133b)이 형성되어 있으므로 분사기(132) 내로 유입된 세정 가스가 분사홀(133b)를 통해 기판 지지대(110)와 샤워헤드(120) 사이의 공간으로 분사된다. 분사홀(133b)은 제 1 통형 부재(132a)에 전체적으로 형성될 수 있고, 부분적으로 형성될 수 있다. 즉, 분사홀(133b)은 복수가 하나의 열을 이루는 분사홀 패턴이 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. 이러한 세정 가스 분사기(132)는 기판 지지대(110)와 샤워헤드(120) 사이의 공간을 상하 이동하면서 세정 가스를 분사한다. 따라서, 분사기(132)는 기판 지지대(110)와 샤워헤드(120) 사이의 거리보다 작은 높이로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 세정 가스 분사기(132)의 높이, 분사홀(133b)의 수 및 위치에 따라 세정 가스 분사기(132)의 이동 거리가 조절될 수 있다. 즉, 세정 가스 분사기(132)가 높고, 분사홀(133b)이 전체적으로 많이 형성될수록 세정 가스 분사기(132)의 이동 거리가 짧아질 수 있다. 한편, 아암(134)은 세정 가스 분사기(132)의 상부와 연결되고 구동부(136)에 의해 세정 가스 분사기(132)를 상하 이동시킨다. 또한, 아암(134)은 내부에 소정 공간을 갖는 파이프 형상으로 마련되어 아암(134)의 내부로 세정 가스 공급관(144)을 삽입할 수 있거나, 아암(134)의 소정 부위에서 세정 가스 공급관(144)과 연결되도록 할 수도 있다. 따라서, 아암(134)의 내부를 통해 세정 가스를 공급할 수 있다. 이러한 아암(134)은 구동부(136)에 의해 신축 가능하도록 구성되는데, 아암(134)으로 인한 진공 기밀을 유지하기 위하여 반응 챔버(100) 외부에 노출된 아암(134)과 구동부(136)가 연결되는 부위는 신축 가능한 벨로우즈형으로 구성될 수도 있다.The cleaning gas injection unit 130 is separated from the shower head 120 and injects the cleaning gas activated and supplied from the outside of the reaction chamber 100 into the reaction chamber 100. The cleaning gas injector 130 is connected to the cleaning gas injector 132, the arm 134 connected to the cleaning gas injector 132, and the arm 134 to supply the activated cleaning gas to the cleaning gas injector. It includes a drive unit 136 for moving the 132 up and down. The cleaning gas injector 132 is provided in an area corresponding to the space between the reaction chamber 100, preferably, the substrate support 110 and the showerhead 120, and is spaced apart from the inner wall of the reaction chamber 100 by a predetermined distance. do. The cleaning gas injector 132 may be provided in a shape corresponding to an inner shape of the reaction chamber 100, for example, a cylindrical shape as illustrated in FIG. 2. That is, the cleaning gas injector 132 may include a first cylindrical member 132a having a first diameter and a plurality of injection holes 133b and a second diameter larger than the first diameter, as shown in FIG. 2. A second cylindrical member 132b and first and second ring-shaped members 132c and 132d provided above and below the first and second cylindrical members 132a and 132b. Thus, the second cylindrical member 132b surrounds the first cylindrical member 132a, and the upper and lower portions of the first and second cylindrical members 132a and 132b extend to the first and second ring members 132c and 132d. Closed by the cleaning gas injector 132 may be provided. However, when the inner diameter of the cleaning gas injector 132, that is, the diameter of the first cylindrical member 132a is smaller than the diameter of the substrate support 110 and the showerhead 120, the reaction space is limited, thereby the cleaning gas injector 132. ) Is preferably at least equal to or larger than the diameter of the substrate support 110 and the showerhead 120. In addition, at least one connector 133a is provided in the first ring-shaped member 132c and is connected to the cleaning gas supply pipe 144 or the arm 134. At this time, when the diameter of the cleaning gas supply pipe 144 or the arm 134 is larger than the width of the first ring-shaped member 132c, the portion where the connector 133a of the first ring-shaped member 132c is formed is wider than other portions. It can be formed large. In addition, one portion of the first and second cylindrical members 132a and 132b corresponding thereto may also be formed wider than other portions. Therefore, a predetermined space is provided between the first and second cylindrical members 132a and 132b, and the cleaning gas activated from the outside is introduced into the space through the connector 133a. At this time, since the plurality of injection holes 133b are formed in the first cylindrical member 132a, the cleaning gas introduced into the injector 132 is disposed between the substrate support 110 and the shower head 120 through the injection holes 133b. Is sprayed into the space. The injection hole 133b may be formed entirely in the first cylindrical member 132a and may be partially formed. That is, the injection hole 133b may have at least one injection hole pattern forming a plurality of rows. The cleaning gas injector 132 injects the cleaning gas while moving up and down the space between the substrate support 110 and the shower head 120. Therefore, the injector 132 may be formed to have a height smaller than the distance between the substrate support 110 and the showerhead 120. In addition, the moving distance of the cleaning gas injector 132 may be adjusted according to the height of the cleaning gas injector 132, the number and the positions of the injection holes 133b. That is, the higher the cleaning gas injector 132 and the greater the number of injection holes 133b are formed, the shorter the moving distance of the cleaning gas injector 132 may be. On the other hand, the arm 134 is connected to the upper portion of the cleaning gas injector 132 and moves the cleaning gas injector 132 up and down by the driving unit 136. In addition, the arm 134 may be provided in a pipe shape having a predetermined space therein to insert the cleaning gas supply pipe 144 into the arm 134, or the cleaning gas supply pipe 144 at a predetermined portion of the arm 134. It can also be connected to Therefore, the cleaning gas can be supplied through the interior of the arm 134. The arm 134 is configured to be stretchable by the driving unit 136, and the arm 134 exposed to the outside of the reaction chamber 100 and the driving unit 136 are connected to maintain the vacuum tightness due to the arm 134. The site to be formed may be of an elastic bellows type.

가스 공급부(140)는 공정 가스를 샤워헤드(120)에 공급하는 공정 가스 공급관(142)와, 세정 가스를 세정 가스 분사부(130)에 공급하는 세정 가스 공급관(144)과, 공정 가스, 세정 가스, 불순물 가스 및 불활성 가스 등을 공급하는 복수의 가스 공급원(146)과, 공정 가스 및 세정 가스 공급관(142 및 144)과 가스 공급원(146) 사이에 마련된 밸브(147) 및 질량 흐름 제어기(148)를 포함한다. 공정 가스 공급관(142)는 샤워헤드(120) 상부의 중앙부와 연결되고, 세정 가스 공급관(144)은 세정 가스 분사기(132)의 상부와 연결된다. 이때, 세정 가스 공급관(144)은 아암(134)의 내부를 통해 세정 가스 분사기(132)와 연결될 수 있고, 아암(134)의 소정 부위와 연결될 수도 있다. 또한, 공정 가스 공급관(142)과 세정 가스 공급관(144)에는 밸브(147) 및 질량 흐름 제어기(148)가 설치되어 가스 공급원(146)으로부터 공급되는 공정 가스 또는 세정 가스의 유량을 제어한다. 공정 가스로는 증착 막에 따라 다양한 가스를 이용할 수 있고, 이와 더불어 증착 막의 막질을 조절하기 위한 불순물 가스 및 불활성 가스가 공급될 수 있다. 또한, 세정 가 스로는 불소를 포함하는 가스, 예를들어 CF4, C2F6, C3F8, C4F8, SF6 및 NF3 가스중 적어도 어느 하나를 포함하고, 세정 가스와 함께 헬륨, 아르곤, 질소중 적어도 어느 하나의 불활성 가스가 공급될 수 있다. The gas supply unit 140 includes a process gas supply pipe 142 for supplying a process gas to the shower head 120, a cleaning gas supply pipe 144 for supplying a cleaning gas to the cleaning gas injection unit 130, a process gas, and a cleaning process. A plurality of gas sources 146 for supplying gas, impurity gas, inert gas, and the like, a valve 147 and a mass flow controller 148 provided between the process gas and cleaning gas supply pipes 142 and 144 and the gas source 146. ). The process gas supply pipe 142 is connected to the central portion of the upper portion of the shower head 120, and the cleaning gas supply pipe 144 is connected to the upper portion of the cleaning gas injector 132. In this case, the cleaning gas supply pipe 144 may be connected to the cleaning gas injector 132 through the interior of the arm 134, or may be connected to a predetermined portion of the arm 134. In addition, the process gas supply pipe 142 and the cleaning gas supply pipe 144 are provided with a valve 147 and a mass flow controller 148 to control the flow rate of the process gas or cleaning gas supplied from the gas supply source 146. As the process gas, various gases may be used depending on the deposition film, and in addition, an impurity gas and an inert gas for controlling the film quality of the deposition film may be supplied. In addition, the cleaning gas includes at least one of a gas containing fluorine, for example, CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , C 4 F 8 , SF 6, and NF 3 gas. Together, the inert gas of at least one of helium, argon and nitrogen can be supplied.

플라즈마 발생부(150)는 공정 가스 및 세정 가스를 플라즈마 상태로 여기시키기 위해 마련된다. 플라즈마 발생부(150)는 반응 챔버(100)에 연결된 제 1 플라즈마 발생부(152) 및 세정 가스 공급관(144)와 연결된 제 2 플라즈마 발생부(154)를 포함한다. 제 1 플라즈마 발생부(152)는 반응 챔버(100)의 샤워헤드(120) 상에 마련되어 공정 가스, 예를들어 증착 가스, 불순물 가스 및 불활성 가스를 샤워헤드(120)와 기판 지지대(110) 사이의 반응 공간에서 플라즈마 상태로 활성화시킨다. 여기서, 제 1 플라즈마 발생부(152)는 다양한 방식으로 플라즈마가 발생되도록 하는데, 특히 CCP 타입의 경우 샤워헤드(120)를 알루미늄 등의 도전 물질로 제작하여 전극으로 이용할 수 있다. 또한, 샤워헤드(120)를 절연 물질로 제작하고 ICP 타입으로 플라즈마를 발생시킬 수 있는데, 이 경우 플라즈마 발생 코일을 샤워헤드(120) 상부 및 반응 챔버(100) 측부의 적어도 어느 한 부분에 설치하고, 플라즈마 발생 코일에 고주파 전원을 인가하여 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 또한, 제 2 플라즈마 발생부(154)은 반응 챔버(100) 외측에 이격 설치되어 세정 가스 공급관(144)의 소정 부위에 마련하여 세정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 제 2 플라즈마 발생부(154) 또한 ICP 타입, CCP 타입 또는 그 밖의 다양한 방식으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다.The plasma generation unit 150 is provided to excite the process gas and the cleaning gas in the plasma state. The plasma generator 150 includes a first plasma generator 152 connected to the reaction chamber 100 and a second plasma generator 154 connected to the cleaning gas supply pipe 144. The first plasma generator 152 is provided on the showerhead 120 of the reaction chamber 100 to process gas, for example, deposition gas, impurity gas, and inert gas, between the showerhead 120 and the substrate support 110. Activated in the plasma state in the reaction space of. Herein, the first plasma generator 152 generates plasma in various ways. In particular, in the case of the CCP type, the shower head 120 may be made of a conductive material such as aluminum and used as an electrode. In addition, the shower head 120 may be made of an insulating material and the plasma may be generated by the ICP type. In this case, the plasma generating coil may be installed on at least one portion of the upper portion of the shower head 120 and the reaction chamber 100. The plasma may be generated by applying a high frequency power to the plasma generating coil. In addition, the second plasma generating unit 154 is spaced apart from the reaction chamber 100 to be provided at a predetermined portion of the cleaning gas supply pipe 144 to excite the cleaning gas in a plasma state. The second plasma generator 154 may also generate plasma in an ICP type, a CCP type, or various other methods.

반응 챔버(100)의 측면 하부에는 배기관(162)이 연결되고, 배기관(162)에는 배기 장치(164)가 연결된다. 이때, 배기 장치(164)는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프가 사용될 수 있으며, 이에 따라 반응 챔버(100) 내부를 소정의 감압 분위기, 예를들어 0.1mTorr 이하의 소정의 압력까지 진공 흡입할 수 있도록 구성된다. 배기관(162)은 측면 뿐만 아니라, 반응 챔버(100) 하부에 설치될 수 있다. 또한, 배기되는 시간을 줄이기 위해 다수개의 배기관(162) 및 그에 따른 배기 장치(164)가 더 설치될 수도 있다. An exhaust pipe 162 is connected to the lower side of the reaction chamber 100, and an exhaust device 164 is connected to the exhaust pipe 162. In this case, a vacuum pump such as a turbo molecular pump may be used as the exhaust device 164, so that the inside of the reaction chamber 100 may be vacuum suctioned to a predetermined pressure, for example, to a predetermined pressure of 0.1 mTorr or less. It is composed. The exhaust pipe 162 may be installed at the bottom of the reaction chamber 100 as well as the side surface. In addition, a plurality of exhaust pipes 162 and corresponding exhaust devices 164 may be further installed to reduce the time of exhaust.

상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치는 공정 가스를 공급하는 샤워헤드(120)와 세정 가스를 공급하는 세정 가스 공급부(130)를 구분하여 구성한다. 또한, 세정 가스 공급부(130)는 상하 이동 가능하도록 구성된다. 그리고, 공정 가스는 샤워헤드(120)를 통해 공급되어 반응 챔버(100) 내에서 활성화되고, 세정 가스는 외부로부터 활성화되어 공급된다.As described above, the plasma processing apparatus according to the exemplary embodiment may be configured by dividing the shower head 120 supplying the process gas and the cleaning gas supply unit 130 supplying the cleaning gas. In addition, the cleaning gas supply unit 130 is configured to be movable up and down. The process gas is supplied through the shower head 120 to be activated in the reaction chamber 100, and the cleaning gas is activated and supplied from the outside.

따라서, 세정 가스가 샤워헤드(120)를 통해 공급되지 않기 때문에 세정 가스에 의한 샤워헤드(120)의 손상을 방지할 수 있고, 이에 따라 샤워헤드(120)의 교체 주기를 길게 할 수 있어 유지보수 비용을 줄일 수 있다. 또한, 세정 가스 공급부(130)가 반응 챔버(100) 내부에서 상하 이동함으로써 반응 챔버(100) 내부를 부위별로 세정할 수 있고, 세정이 잘 이루어지지 않는 부분이 없도록 하여 반응 챔버 (100)전체를 확실히 세정할 수 있다. 또한, 세정 가스 공급부(130)의 이동에 의하여 반응 챔버(100) 내에서 세정이 필요한 영역을 선택적으로 세정할 수 있다. 따라 서, 반응 챔버(100)의 세정 효율을 향상시킬 수 있다.Therefore, since the cleaning gas is not supplied through the shower head 120, damage to the shower head 120 due to the cleaning gas may be prevented, and accordingly, the replacement cycle of the shower head 120 may be lengthened, thereby maintaining the maintenance. Reduce costs In addition, the cleaning gas supply unit 130 may move up and down in the reaction chamber 100 to clean the inside of the reaction chamber 100 for each part, and the entire reaction chamber 100 may not be cleaned. It can be reliably cleaned. In addition, due to the movement of the cleaning gas supply unit 130, the region requiring cleaning in the reaction chamber 100 may be selectively cleaned. Therefore, the cleaning efficiency of the reaction chamber 100 can be improved.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치는 세정 가스 분사부(130)의 세정 가스 분사기(132)를 다양한 형상으로 제작할 수 있다. 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 세정 가스 분사기(132)는 제 1 직경을 갖고 복수의 분사홀(133b)이 형성된 제 1 통형 부재(132a)와, 제 1 직경보다 큰 제 2 직경을 갖고 복수의 분사홀(133c)이 형성된 제 2 통형 부재(132b)와, 제 1 및 제 2 통형 부재(132a 및 132b)의 상부 및 하부에 마련된 제 1 및 제 2 링형 부재(132c 및 132d)를 포함한다. 또한, 제 1 및 제 2 통형 부재(132a 및 132b)의 하부에 마련된 제 2 링형 부재(132d)에도 복수의 분사홀(133d)이 형성될 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 세정 가스 분사기(132)는 내측면 뿐만 아니라 외측면 및 하부면에도 분사홀(133c 및 133d)이 마련된다. 여기서, 분사기(132)의 외측면에 형성된 분사홀(133c)은 반응 챔버(100)의 내측 벽면을 세정하기 위해 이용될 수 있고, 분사기(132)의 하부면에 형성된 분사홀(133d)은 반응 챔버(100)의 세정 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. On the other hand, the plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention may manufacture the cleaning gas injector 132 of the cleaning gas injection unit 130 in various shapes. For example, as illustrated in FIG. 3, the cleaning gas injector 132 has a first cylindrical member 132a having a first diameter and a plurality of injection holes 133b, and a second diameter larger than the first diameter. A second cylindrical member 132b having a plurality of injection holes 133c formed therein, and first and second ring members 132c and 132d provided above and below the first and second cylindrical members 132a and 132b. do. In addition, a plurality of injection holes 133d may be formed in the second ring-shaped member 132d provided below the first and second cylindrical members 132a and 132b. That is, the cleaning gas injector 132 according to another embodiment of the present invention is provided with injection holes 133c and 133d not only on the inner side but also on the outer side and the lower side. Here, the injection hole 133c formed on the outer surface of the injector 132 may be used to clean the inner wall surface of the reaction chamber 100, and the injection hole 133d formed on the lower surface of the injector 132 may react. The cleaning efficiency of the chamber 100 can be further improved.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 통형 부재(132a)가 제 2 통형 부재(132b)보다 짧은 길이로 제작되고, 제 1 통형 부재(132a)와 제 2 통형 부재(132b)의 상부는 제 1 링형 부재(132c)에 의해 평행하게 결합되고, 하부는 제 2 링형 부재(132c)에 의해 내부로 경사지게 결합된다. 또한, 경사지게 결합된 제 2 링형 부재(132c)에 복수의 분사홀(133d)이 형성된다. 따라서, 제 1 통형 부 재(132a)의 길이 및 제 2 통형 부재(132b)의 길이에 따라 제 2 링형 부재(132c)의 결합 각도가 결정되고, 다양한 각도로 세정 가스를 분사할 수 있다. 또한, 제 1 링형 부재(132c)에도 분사홀(133e)를 형성할 수도 있다. 이 경우 반응 챔버(100)의 상부, 즉 상부벽 또한 세정이 가능하다. 뿐만 아니라, 제 1 통형 부재(132a)를 제 2 통형 부재(132b)보다 길게 제작하고 제 2 링형 부재(132d)에 의해 외부로 경사지게 결합될 수도 있다. 이 경우 제 2 링형 부재(132d)에 형성된 분사홀(133d)이 반응 챔버(100)의 외측 벽면과 기저면 사이의 공간으로 세정 가스를 분사할 수도 있다.In addition, as illustrated in FIG. 4, the first tubular member 132a is made to have a shorter length than the second tubular member 132b, and the upper portions of the first tubular member 132a and the second tubular member 132b are formed of a first cylindrical member 132a. It is coupled in parallel by the first ring-shaped member 132c, and the lower portion is inclined inwardly by the second ring-shaped member 132c. In addition, a plurality of injection holes 133d are formed in the second ring-shaped member 132c coupled obliquely. Therefore, the engagement angle of the second ring-shaped member 132c is determined according to the length of the first cylindrical member 132a and the length of the second cylindrical member 132b, and the cleaning gas can be injected at various angles. In addition, the injection hole 133e may also be formed in the first ring-shaped member 132c. In this case, the upper part of the reaction chamber 100, that is, the upper wall may also be cleaned. In addition, the first cylindrical member 132a may be made longer than the second cylindrical member 132b and coupled to the outside by the second ring-shaped member 132d. In this case, the injection hole 133d formed in the second ring-shaped member 132d may spray the cleaning gas into the space between the outer wall surface and the base surface of the reaction chamber 100.

한편, 세정 가스 분사기(132)는 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시된 바와 같이 소정 폭 및 두께를 갖는 링 형상으로 제작할 수도 있다. 즉, 상면에 세정 가스 공급구(133a)가 형성되고, 세정 가스 공급구(133a)가 형성되지 않은 부분에 분사홀(133b)가 형성된다. 또한, 링형 세정 가스 분사기(132)의 내측면 및 외측면에 복수의 분사홀(133c 및 133d)이 각각 형성된다. 뿐만 아니라, 링형 세정 가스 분사기(132)의 하면에도 복수의 분사홀(133e)가 형성될 수 있다. Meanwhile, the cleaning gas injector 132 may be manufactured in a ring shape having a predetermined width and thickness as shown in FIGS. 5A and 5B. That is, the cleaning gas supply port 133a is formed on the upper surface, and the injection hole 133b is formed in the portion where the cleaning gas supply port 133a is not formed. In addition, a plurality of injection holes 133c and 133d are formed in the inner side and the outer side of the ring-shaped cleaning gas injector 132, respectively. In addition, a plurality of injection holes 133e may be formed on the lower surface of the ring-type cleaning gas injector 132.

이러한 세정 가스 분사기(132)의 분사홀의 형상 및 배치는 반응 챔버(100) 내부의 세정 범위 및 대상에 따라 다양하게 변경 가능하다. 예를 들어, 세정 가스 분사기(132) 전체에 분사홀을 형성하여 세정 가스를 방사형으로 분사하면, 반응 챔버(100) 내부의 측벽, 상부벽 및 하부벽을 동시에 빠르게 세정할 수 있다.The shape and arrangement of the injection hole of the cleaning gas injector 132 may be variously changed according to the cleaning range and the object inside the reaction chamber 100. For example, when the cleaning gas is radially injected by forming injection holes in the cleaning gas injector 132, the side wall, the upper wall, and the lower wall in the reaction chamber 100 may be simultaneously cleaned quickly.

한편, 본 발명의 상기 실시 예들은 샤워헤드(120)와 기판 지지대(110) 사이의 공간을 감싸는 통형의 분사기(132)를 제시하였으나, 이에 한정되지 않고 반응 챔버(100) 내부에 판형의 분사기(132)를 복수 마련하고, 반응 챔버(100) 내부의 적어도 어느 한 방향으로 세정 가스를 분사할 수도 있다. 이 경우에도 분사기(132)는 상하 이동하도록 마련된다. On the other hand, the embodiments of the present invention presented a cylindrical injector 132 surrounding the space between the shower head 120 and the substrate support 110, but is not limited to this, the injector of the plate-shaped in the reaction chamber 100 ( A plurality of 132 may be provided, and a cleaning gas may be injected in at least one direction inside the reaction chamber 100. In this case, the injector 132 is provided to move up and down.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치의 구동을 도 6을 이용하여 설명하면 다음과 같다.The driving of the plasma processing apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIG. 6.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치의 구동을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a driving of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치의 구동 방법은 소정의 구조가 형성된 기판(10)이 반응 챔버(100) 내로 로딩되는 단계(S110)와, 샤워헤드(120)를 통해 공정 가스를 유입하고 반응 챔버(100) 내에서 공정 가스를 활성화시켜 기판(10) 상에 박막을 증착하는 단계(S120)와, 반응 챔버(100) 내에 잔류하는 증착 가스를 퍼지하는 단계(S130)와, 외부에서 활성화된 세정 가스를 세정 가스 공급부(130)를 통해 반응 챔버(100)에 공급하여 반응 챔버(100) 내부를 세정하는 단계(S140)를 포함하며, 이러한 단계를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 6, in the method of driving a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention, the substrate 10 having a predetermined structure is loaded into the reaction chamber 100 (S110), and the shower head 120. Injecting a process gas through and activating the process gas in the reaction chamber 100 to deposit a thin film on the substrate 10 (S120) and purging the deposition gas remaining in the reaction chamber 100 ( S130 and supplying the cleaning gas activated from the outside to the reaction chamber 100 through the cleaning gas supply unit 130 to clean the inside of the reaction chamber 100 (S140). The explanation is as follows.

S110 : 소정의 구조가 형성된 기판(10)을 반응 챔버(100)에 로딩한다. 기판(10) 상에는 예를 들어 트랜지스터, 메모리 셀 등의 개별 소자가 형성되고, 구리 등을 이용한 배선이 형성될 수 있다. 소정의 구조가 형성된 기판(10)이 반응 챔버(100) 내로 로딩되면 기판(10)이 기판 지지대(110) 상에 안착되고, 기판 승강 기(112)가 상부로 승강하여 기판 지지대(110)와 샤워헤드(120) 사이의 간격, 즉 반응 공간을 소정 간격으로 유지하도록 한다.S110: The substrate 10 having the predetermined structure is loaded into the reaction chamber 100. Individual elements such as transistors, memory cells, etc. may be formed on the substrate 10, and wirings using copper or the like may be formed. When the substrate 10 having a predetermined structure is loaded into the reaction chamber 100, the substrate 10 is seated on the substrate support 110, and the substrate lifter 112 is elevated upwards so that the substrate support 110 may be moved. The spacing between the showerheads 120, ie, the reaction space, is maintained at a predetermined interval.

S120 : 기판 지지대(110) 내의 히터(미도시)를 이용하여 기판(10)이 소정 온도, 예를 들어 300℃∼500℃의 온도를 유지하고, 배기 펌프(154)를 이용하여 반응 챔버(100) 내의 압력이 진공 상태, 예를 들어 1∼5Torr의 압력을 유지하도록 한다. 그리고, 가스 공급부(140)로부터 공정 가스, 예를 들어 증착 가스를 공급한다. 박막 증착의 경우 증착 가스와 더불어 박막의 막질을 조절하기 위한 불순물 가스 및 불활성 가스가 더 공급될 수 있다. 가스 공급부(140)로부터 공급된 증착 가스는 샤워헤드(120) 내로 유입된다. 그리고, 예를 들어 가스 공급부(140)로부터 공정 가스가 공급될 때부터 제 1 플라즈마 발생부(152)로부터 고주파 전원이 공급된다. 예를 들어 제 1 플라즈마 발생부(152)는 200W의 전력을 인가받아 13.56㎒의 고주파 전원을 발생하고, 이를 반응 챔버(100) 상에 공급된다. 따라서, 샤워헤드(120)와 기판 지지대(110) 사이의 공간에서 증착 가스가 활성화되고, 이에 따라 기판(10) 상에 소정 박막이 증착된다.S120: The substrate 10 is maintained at a predetermined temperature, for example, 300 ° C. to 500 ° C. by using a heater (not shown) in the substrate support 110, and using the exhaust pump 154, the reaction chamber 100. The pressure in) is maintained in a vacuum state, for example, 1 to 5 Torr. Then, a process gas, for example, a deposition gas, is supplied from the gas supply unit 140. In the case of thin film deposition, in addition to the deposition gas, an impurity gas and an inert gas for controlling the film quality of the thin film may be further supplied. Deposition gas supplied from the gas supply unit 140 is introduced into the shower head 120. For example, high frequency power is supplied from the first plasma generating unit 152 from when the process gas is supplied from the gas supply unit 140. For example, the first plasma generator 152 receives a power of 200 W to generate a high frequency power of 13.56 MHz, which is supplied to the reaction chamber 100. Therefore, the deposition gas is activated in the space between the showerhead 120 and the substrate support 110, thereby depositing a predetermined thin film on the substrate 10.

S130 : 기판(10) 상에 소정의 박막이 소정 두께로 증착된 후 증착 가스의 공급을 중단하고, 가스 공급부(140)로부터 퍼지 가스가 공급된다. 퍼지 가스는 헬륨, 아르곤 등의 불활성 가스를 이용할 수 있다. 또한, 퍼지 가스는 제 1 플라즈마 발생부(152)로부터 공급되는 고주파 전원을 유지하여 반응 챔버(100) 내부에서 활성화될 수 있고, 고주파 전원의 공급을 중단하여 가스 상대로 공급될 수도 있다. 따라서, 퍼지 가스에 의해 반응 챔버(100) 내에 잔류하는 모든 증착 가스는 배기 구(162)를 통해 배기된다. 여기서, 퍼지 공정 이전 또는 이후에 기판(10)은 반응 챔버(100)로부터 언로딩될 수 있다.S130: After the predetermined thin film is deposited to a predetermined thickness on the substrate 10, the supply of the deposition gas is stopped, and the purge gas is supplied from the gas supply unit 140. As the purge gas, an inert gas such as helium or argon may be used. In addition, the purge gas may be activated in the reaction chamber 100 by maintaining the high frequency power supplied from the first plasma generator 152, or may be supplied to the gas by stopping the supply of the high frequency power. Therefore, all the deposition gas remaining in the reaction chamber 100 by the purge gas is exhausted through the exhaust port 162. Here, the substrate 10 may be unloaded from the reaction chamber 100 before or after the purge process.

S140 : 소정의 공정이 완료된 후 기판(10)이 반응 챔버(100)로부터 언로딩되어 반응 챔버(100)를 세정하기 위한 세정 공정을 진행한다. 세정 공정을 진행하기 위해 가스 공급부(140)로부터 세정 가스가 공급되고, 이와 함께 제 2 플라즈마 발생부(154)로부터 고주파 전원이 세정 가스에 공급된다. 따라서, 세정 가스가 플라즈마 발생부 또는 세정 가스 공급관(144)에서 활성화된다. 활성화된 세정 가스는 세정 가스 공급부(130)의 분사기(132)에 공급되어 반응 챔버(100) 내부로 분사된다. 이때, 구동부(136)에 의해 아암(136)이 상하 방향으로 이동하고, 그에 따라 분사기(132)가 상부 및 하부로 이동하면서 활성화된 세정 가스를 분사하게 된다. 그런데, 분사기(132)는 샤워헤드(120)와 기판 지지대(110) 사이를 이동하는데, 반응 챔버(100)의 상부벽 또는 하부벽과 충돌되지 않는 범위에서 이동한다. 이렇게 세정 가스를 분사하는 분사기(132)를 반응 챔버(100) 내에서 상하 이동하면서 반응 챔버(100) 내부를 세정한다. S140: After the predetermined process is completed, the substrate 10 is unloaded from the reaction chamber 100 to perform a cleaning process for cleaning the reaction chamber 100. The cleaning gas is supplied from the gas supply unit 140 to proceed with the cleaning process, and high frequency power is supplied from the second plasma generating unit 154 to the cleaning gas. Therefore, the cleaning gas is activated in the plasma generating unit or the cleaning gas supply pipe 144. The activated cleaning gas is supplied to the injector 132 of the cleaning gas supply unit 130 and injected into the reaction chamber 100. At this time, the arm 136 is moved in the vertical direction by the drive unit 136, thereby injecting the activated cleaning gas while the injector 132 moves up and down. However, the injector 132 moves between the showerhead 120 and the substrate support 110, but moves in a range that does not collide with the upper wall or the lower wall of the reaction chamber 100. The inside of the reaction chamber 100 is cleaned while moving the injector 132 for injecting the cleaning gas up and down in the reaction chamber 100.

한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.On the other hand, although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above embodiment, it should be noted that the above embodiment is for the purpose of explanation and not for the limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치의 개략 단면도.1 is a schematic cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치에 이용되는 세정 가스 분사기의 분해 사시도.2 to 5 are exploded perspective views of the cleaning gas injector used in the plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 이용한 플라즈마 처리 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도.6 is a process flowchart for explaining a plasma processing method using a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 반응 챔버 110 : 기판 지지대100: reaction chamber 110: substrate support

120 : 샤워헤드 130 : 세정 가스 공급부120: shower head 130: cleaning gas supply unit

140 : 가스 공급부 150 : 플라즈마 발생부140: gas supply unit 150: plasma generating unit

160 : 배기부160: exhaust

Claims (10)

반응 공간이 마련된 반응 챔버;A reaction chamber provided with a reaction space; 상기 반응 챔버 내부의 하측에 마련된 기판 지지대;A substrate support provided below the reaction chamber; 상기 반응 챔버 상측에 마련되고 기판 지지대와 대향하는 샤워헤드; 및A showerhead provided above the reaction chamber and facing the substrate support; And 상기 샤워헤드와 분리되고 상하 이동하며, 상기 반응 챔버 내부로 세정 가스를 분사하는 세정 가스 분사부를 포함하는 플라즈마 처리 장치.And a cleaning gas injector which is separated from the shower head and moves up and down and sprays cleaning gas into the reaction chamber. 제 1 항에 있어서, 상기 세정 가스 분사부는 상기 세정 가스를 분사하는 세정 가스 분사기;The cleaning gas injector of claim 1, wherein the cleaning gas injector comprises: a cleaning gas injector configured to inject the cleaning gas; 상기 세정 가스 분사기를 상하 이동시키는 구동부; 및A driving unit for vertically moving the cleaning gas injector; And 상기 세정 가스 분사기와 구동부를 연결하는 아암을 포함하는 플라즈마 처리 장치.And an arm connecting the cleaning gas injector and the driving unit. 제 2 항에 있어서, 상기 세정 가스 분사기는 상기 반응 챔버의 내측벽과 상기 샤워헤드 사이에 마련된 플라즈마 처리 장치.3. The plasma processing apparatus of claim 2, wherein the cleaning gas injector is provided between the inner wall of the reaction chamber and the shower head. 제 3 항에 있어서, 상기 세정 가스 분사기는 상기 반응 챔버의 내측벽과 이격되어 상기 반응 챔버의 내부를 둘러싸도록 마련된 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus of claim 3, wherein the cleaning gas injector is spaced apart from an inner wall of the reaction chamber to surround the inside of the reaction chamber. 제 4 항에 있어서, 상기 세정 가스 분사기는 상기 샤워헤드와 기판 지지대 사이에 상기 세정 가스를 분사하는 플라즈마 처리 장치.5. The plasma processing apparatus of claim 4, wherein the cleaning gas injector injects the cleaning gas between the showerhead and the substrate support. 제 5 항에 있어서, 상기 세정 가스 분사기는 상기 반응 챔버의 내측 벽면으로 상기 세정 가스를 분사하는 플라즈마 처리 장치.6. The plasma processing apparatus of claim 5, wherein the cleaning gas injector injects the cleaning gas into an inner wall of the reaction chamber. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 세정 가스 분사기는 상기 반응 챔버의 하측 및 상측으로 상기 세정 가스를 분사하는 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus of claim 5 or 6, wherein the cleaning gas injector injects the cleaning gas into the lower side and the upper side of the reaction chamber. 제 1 항에 있어서, 상기 샤워헤드와 연결된 공정 가스 공급관; 및The process gas supply system of claim 1, further comprising: a process gas supply pipe connected to the shower head; And 상기 세정 가스 분사부와 연결된 세정 가스 공급관을 더 포함하는 플라즈마 처리 장치.And a cleaning gas supply pipe connected to the cleaning gas injection unit. 제 8 항에 있어서, 상기 반응 챔버 상에 마련되어 상기 공정 가스를 활성화시키는 제 1 플라즈마 발생부; 및The plasma display device of claim 8, further comprising: a first plasma generator disposed on the reaction chamber to activate the process gas; And 상기 세정 가스 공급관과 연결되어 상기 세정 가스를 활성화시키는 제 2 플라즈마 발생부를 더 포함하는 플라즈마 처리 장치.And a second plasma generator connected to the cleaning gas supply pipe to activate the cleaning gas. 공정 가스를 분사하는 샤워헤드와 분리되어 반응 챔버 내부에 세정 가스를 분사하는 세정 가스 분사부를 이용한 플라즈마 처리 방법으로서,A plasma processing method using a cleaning gas injector which separates from a shower head injecting process gas and injects a cleaning gas into a reaction chamber. 상기 세정 가스 분사부는 상기 반응 챔버 내부를 상하 이동하면서 상기 세정 가스를 분사하는 플라즈마 처리 방법.And the cleaning gas injection unit injects the cleaning gas while moving up and down the inside of the reaction chamber.
KR1020090118572A 2009-12-02 2009-12-02 Equipment and method for plasma treatment KR101081736B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090118572A KR101081736B1 (en) 2009-12-02 2009-12-02 Equipment and method for plasma treatment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090118572A KR101081736B1 (en) 2009-12-02 2009-12-02 Equipment and method for plasma treatment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110062006A true KR20110062006A (en) 2011-06-10
KR101081736B1 KR101081736B1 (en) 2011-11-09

Family

ID=44396264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090118572A KR101081736B1 (en) 2009-12-02 2009-12-02 Equipment and method for plasma treatment

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101081736B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170062392A (en) * 2015-11-27 2017-06-07 어드밴스드 마이크로 패브리케이션 이큅먼트 인코퍼레이티드, 상하이 A Substrate Processing Method and Apparatus thereof
CN108878241A (en) * 2017-05-10 2018-11-23 北京北方华创微电子装备有限公司 The method for cleaning of the reaction chamber of semiconductor equipment and semiconductor equipment
KR20190053153A (en) * 2019-05-03 2019-05-17 주성엔지니어링(주) Substrate processing apparatus

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100520980B1 (en) * 2003-04-19 2005-10-13 위순임 High density plasma chemical vapor deposition chamber and gas nozzle therefor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170062392A (en) * 2015-11-27 2017-06-07 어드밴스드 마이크로 패브리케이션 이큅먼트 인코퍼레이티드, 상하이 A Substrate Processing Method and Apparatus thereof
CN108878241A (en) * 2017-05-10 2018-11-23 北京北方华创微电子装备有限公司 The method for cleaning of the reaction chamber of semiconductor equipment and semiconductor equipment
CN108878241B (en) * 2017-05-10 2021-03-02 北京北方华创微电子装备有限公司 Semiconductor device and method for cleaning reaction chamber of semiconductor device
KR20190053153A (en) * 2019-05-03 2019-05-17 주성엔지니어링(주) Substrate processing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR101081736B1 (en) 2011-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9095038B2 (en) ICP source design for plasma uniformity and efficiency enhancement
KR101092122B1 (en) Gas injection system for etching profile control
US8821641B2 (en) Nozzle unit, and apparatus and method for treating substrate with the same
JP2006245533A (en) High-density plasma chemical vapor deposition apparatus
JP5870137B2 (en) Substrate support apparatus and substrate processing apparatus having the same
US20180311707A1 (en) In situ clean using high vapor pressure aerosols
KR101123829B1 (en) Substrate treating apparatus
KR101081736B1 (en) Equipment and method for plasma treatment
KR100791677B1 (en) High density plasma chemical vapor deposition apparatus for semiconductor device manufacturing
KR101829665B1 (en) Apparatus for processing substrate
KR101577782B1 (en) Apparatus and Method for Processing Substrate
KR101118997B1 (en) Equipment and method for plasma treatment
KR101108579B1 (en) Semiconductor Apparatus of Furnace Type
US20060060143A1 (en) Method and apparatus for forming a thin layer
KR20080035735A (en) Equipment for plasma enhanced chemical vapor deposition
KR20090051984A (en) Apparatus for treating a substrate
KR20140081067A (en) Apparatus for processing wafers and method of processing wafers
KR20120021514A (en) Method of cleaning a process apparatus
KR100517550B1 (en) Atomic layer deposition apparatus
KR101255763B1 (en) Substrate processing method
KR20110021624A (en) Source supplying apparatus and substrate processing apparatus having the same
KR20090009572A (en) Semiconductor apparatus of furnace type
KR101613798B1 (en) Shower head for vapor deposition equipment
KR100957456B1 (en) Thin film layer deposition apparatus using atomic layer deposition method
KR101925581B1 (en) Method for chamber cleaning

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: 20140917

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee