KR20120011612A - 플라즈마 처리 장치 및 이를 이용한 챔버 세정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대면적 기판에 대한 플라즈마 공정을 수행하기 위한 챔버의 세정 효율을 향상시킬 수 있도록 한 플라즈마 처리 장치 및 이를 이용한 챔버 세정 방법에 관한 것으로, 플라즈마 처리 장치는 공정 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버 내부에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지부재; 상기 기판 지지부재에 대향되도록 상기 챔버 내부에 설치되어 상기 공정 공간에 공정 가스 또는 세정 가스를 분사하는 가스 분사부재; 상기 가스 분사부재에 제 1 RF 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원; 상기 챔버의 내측면에 절연되도록 설치된 전극부; 및 상기 전극부에 제 2 RF 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 처리 장치 및 이를 이용한 챔버 세정 방법{PLASMA PROCESSING APPARATUS AND METHOD FOR CLEANING CHAMBER USING THE SAME}
본 발명은 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 대면적 기판에 대한 플라즈마 공정을 수행하기 위한 챔버의 세정 효율을 향상시킬 수 있도록 한 플라즈마 처리 장치 및 이를 이용한 챔버 세정 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 태양전지(Solar Cell), 반도체 소자(Semiconductor Device), 평판 디스플레이 소자(Flat Panel Display Device) 등을 제조하기 위해서는 기판 표면에 소정의 회로 패턴을 형성하여야 하며, 이를 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막 증착공정, 감광성 물질을 사용하여 박막을 선택적으로 노출시키는 포토 공정, 선택적으로 노출된 영역의 박막을 제거하여 패턴을 형성하는 식각 공정 등의 반도체 제조 공정을 수행하게 된다.
이러한 반도체 제조 공정은 해당 공정을 위해 최적의 환경으로 설계된 기판 처리 장치의 내부에서 진행되며, 최근에는 플라즈마를 이용하여 증착 또는 식각 공정을 수행하는 플라즈마 처리 장치가 많이 사용되고 있다.
플라즈마 처리 장치에는 플라즈마를 이용하여 박막을 형성하는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장치 및 박막을 식각하여 패터닝하는 플라즈마 식각장치 등이 있다.
도 1은 일반적인 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 플라즈마 처리 장치는 챔버(10), 챔버 리드(Chamber Lid; 20), 기판 지지부재(30), 가스 분사부재(40), 및 고주파 전원(50)을 구비한다.
챔버(10)는 상부가 개구된 상자 형태로 형성되어 플라즈마 공정을 위한 공정 공간을 제공한다. 이때, 챔버(10)의 일측 바닥면에는 공정 공간의 가스를 배기시키기 위한 배기관(12)이 접속된다.
챔버 리드(20)는 공정 공간을 밀폐하도록 챔버(10)의 상부에 설치되어 가스 분사부재(40)를 지지한다.
기판 지지부재(30)는 챔버(10)의 내부에 승강 가능하도록 설치되어 외부로부터 로딩되는 기판(S)을 지지한다. 이러한 기판 지지부재(30)는 챔버(10)의 바닥면을 관통하는 승강축(32)에 의해 승강 가능하게 지지됨과 아울러 승강축(32)을 통해 전기적으로 접지된다.
가스 분사부재(140)는 챔버 리드(120)의 중앙 부분을 관통하는 가스 공급관(142)에 연통되도록 챔버 리드(20)의 하부에 설치된다. 이러한, 가스 분사부재(40)는 가스 공급관(42)을 통해 공급되는 플라즈마 공정을 위한 공정 가스를 기판(S) 상에 분사한다.
고주파 전원(50)은 가스 공급관(42)에 전기적으로 접속되어 소정의 주파수를 가지는 RF(Radio Frequency) 전력을 생성한다. 이러한, 고주파 전원(50)은 가스 공급관(42)을 통해 RF 전력을 가스 분사부재(40)에 공급함으로써 공정 공간, 즉 기판 지지부재(30)와 가스 분사부재(40) 사이에 전기장을 형성한다.
이와 같은, 일반적인 플라즈마 처리 장치는 기판(S)을 기판 지지부재(30)에 로딩시킨 다음, 가스 분사부재(40)를 통해 챔버(10)의 공정 공간에 공정 가스를 분사함과 아울러 가스 분사부재(40)에 RF 전력을 공급하여 공정 공간에 플라즈마를 형성함으로써 공정 가스를 이온화시키거나 여기시켜 기판(S) 상의 소정의 박막을 형성하게 된다.
한편, 일반적인 플라즈마 처리 장치에서는 플라즈마 공정 이후에 챔버 내부의 반응 부산물이 챔버(10)의 외부로 배기되지 않고, 챔버(10)의 내부에 부착되어 기판(S)이 오염되는 것을 방지하기 위하여, 플라즈마 공정 이후에 챔버(10)의 내부를 세정하는 챔버 세정 공정을 추가로 수행하게 된다.
챔버 세정 공정은 공정 가스 대신에 부식성이 강한 세정 가스를 이용한 플라즈마 공정을 수행함으로써 플라즈마 이온(Ion)이나 라디칼(Radical)을 이용하여 챔버(10)의 내부를 세정하게 된다.
그러나, 일반적인 플라즈마 처리 장치의 챔버 세정 공정은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 가스 분사부재(40)에 공급되는 RF 전력에 의해 챔버(10)의 공정 공간에 형성되는 플라즈마의 형성 공간에 제한이 있기 때문에 세정 가스의 유입과 확산 및 배기의 경로에 따라 공간적 또는 거리적으로 먼 챔버(10)의 내측면(A)에서 불완전한 세정이 이루어져 세정 효율이 낮다는 문제점이 있다.
둘째, 상술한 불완전한 세정을 해결하기 위해서는 세정 가스의 유량을 증가시킴과 동시에 RF 전력을 증가시키고, 챔버 내부의 압력을 조절하는 등의 부가적인 방법이 필요하다는 문제점이 있다.
셋째, 챔버 세정 시간의 증가와 세정 주기가 단축되어 생산성이 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 대면적 기판에 대한 플라즈마 공정을 수행하기 위한 챔버의 세정 효율을 향상시킬 수 있도록 한 플라즈마 처리 장치 및 이를 이용한 챔버 세정 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는 공정 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버 내부에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지부재; 상기 기판 지지부재에 대향되도록 상기 챔버 내부에 설치되어 상기 공정 공간에 공정 가스 또는 세정 가스를 분사하는 가스 분사부재; 상기 가스 분사부재에 제 1 RF 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원; 상기 챔버의 내측면에 절연되도록 설치된 전극부; 및 상기 전극부에 제 2 RF 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는 공정 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버 내부에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지부재; 상기 기판 지지부재에 대향되도록 상기 챔버 내부에 설치되어 상기 공정 공간에 공정 가스 또는 세정 가스를 분사하는 가스 분사부재; 상기 챔버의 내측면에 절연되도록 설치된 전극부; 및 상기 가스 분사부재와 상기 전극부에 전력을 공급하는 전원 공급부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 전원 공급부는 상기 챔버 내부의 세정 공정시 상기 가스 분사부재와 상기 전극부에 전기적으로 병렬 접속되어 상기 가스 분사부재와 상기 전극부 각각에 RF(Radio Frequency) 전력을 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 전원 공급부는 상기 가스 분사부재에 제 1 RF 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원; 및 상기 전극부에 제 2 RF 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 전원 공급부는 상기 가스 분사부재에 RF 전력을 공급하는 고주파 전원; 및 상기 전극부에 직류 전력을 공급하는 직류 전원을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 전극부는 상기 기판 지지부재의 측면에 인접한 상기 챔버의 내측면에 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 전극부는 상기 챔버의 내측면을 완전히 두르도록 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 전극부는 상기 챔버의 내측면의 각 모서리 부분에 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 플라즈마 처리 장치는 상기 챔버에 설치되어 상기 챔버 내부의 가스를 배기하는 배기구를 더 포함하며, 상기 전극부의 면적은 상기 배기구에 인접할수록 작은 것을 특징으로 한다.
상기 전극부는 상기 챔버의 내측면에 오목하게 형성된 전극 삽입 홈; 상기 전극 삽입 홈에 절연되도록 설치된 전극; 상기 전극 삽입 홈에 대응되는 상기 챔버의 내측면에 형성된 케이블 관통부; 및 상기 케이블 관통부를 관통하여 상기 전극에 전기적으로 접속되어 상기 전원 공급부로부터의 전력을 상기 전극에 공급하는 케이블을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 전극부는 상기 챔버의 내측면에 절연되도록 설치되어 소정 두께로 돌출된 전극; 상기 전극에 대응되는 상기 챔버의 내측면 또는 상기 챔버의 바닥면에 형성된 케이블 관통부; 및 상기 케이블 관통부를 관통하여 상기 전극에 전기적으로 접속되어 상기 전원 공급부로부터의 전력을 상기 전극에 공급하는 케이블을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 전극부는 상기 챔버의 외측벽으로부터 돌출되는 돌출부; 상기 돌출부에 대응되는 상기 챔버의 내측면으로부터 오목하게 형성된 전극 삽입 홈; 상기 전극 삽입 홈에 절연되도록 설치된 전극; 상기 전극 삽입 홈에 대응되는 상기 챔버의 내측면에 형성된 케이블 관통부; 및 상기 케이블 관통부를 관통하여 상기 전극에 전기적으로 접속되어 상기 전원 공급부로부터의 전력을 상기 전극에 공급하는 케이블을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 전극부는 상기 전극 전체를 감싸도록 형성되어 상기 챔버 벽과 상기 전극을 전기적으로 절연시키는 제 1 절연체; 및 상기 케이블 전체를 감싸도록 형성되어 상기 케이블 관통부와 상기 케이블을 전기적으로 절연시키는 제 2 절연체를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 챔버의 세정 방법은 공정 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버 내부에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지부재; 상기 기판 지지부재에 대향되도록 상기 챔버 내부에 설치되어 상기 공정 공간에 공정 가스 또는 세정 가스를 분사하는 가스 분사부재; 상기 가스 분사부재에 제 1 RF 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원; 상기 챔버의 내측면에 절연되도록 설치된 전극부; 및 상기 전극부에 제 2 RF 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원을 포함하여 구성되는 플라즈마 처리 장치의 챔버 세정 방법에 있어서, 상기 가스 분사부재를 통해 상기 공정 공간에 상기 세정 가스를 분사하는 단계; 및 상기 보조 전극부에 상기 제 2 RF 전력을 공급하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 챔버 세정 방법은 상기 가스 분사부재에 상기 제 1 RF 전력을 공급하는 단계를 더 포함하여 이루어지며, 상기 제 1 RF 전력은 상기 제 2 RF 전력과 동일하거나 높은 주파수를 가지는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 챔버의 세정 방법은 공정 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버 내부에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지부재; 상기 기판 지지부재에 대향되도록 상기 챔버 내부에 설치되어 상기 공정 공간에 공정 가스 또는 세정 가스를 분사하는 가스 분사부재; 상기 챔버의 내측면에 절연되도록 설치된 전극부; 및 상기 가스 분사부재와 상기 전극부에 전력을 공급하는 전원 공급부를 포함하여 구성되는 플라즈마 처리 장치의 챔버 세정 방법에 있어서, 상기 가스 분사부재를 통해 상기 공정 공간에 상기 세정 가스를 분사하는 단계; 및 상기 전극부에 RF 전력 또는 직류 전력을 공급하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 챔버 세정 방법은 상기 가스 분사부재에 상기 RF 전력과 동일하거나 높은 주파수를 가지는 RF 전력을 공급하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 챔버의 세정 방법은 플라즈마 공정을 위한 챔버 내부의 세정 방법에 있어서, 상기 챔버에 설치된 가스 분사부재를 통해 상기 챔버에 마련된 공정 공간에 세정 가스를 공급하는 단계; 및 상기 챔버의 내측면과 상기 가스 분사부재 사이로 유동되는 세정 가스를 변화시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 챔버 세정 방법은 제 1 RF 전력을 생성하는 단계; 및 상기 제 1 RF 전력을 상기 가스 분사부재에 공급하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 세정 가스를 변화시키는 단계는 상기 제 1 RF 전력과 동일하거나 낮은 주파수를 가지는 제 2 RF 전력을 생성하는 단계; 및 상기 제 2 RF 전력을 상기 챔버의 내측면에 설치된 전극에 공급하여 상기 챔버의 내측면에 인접한 영역에 플라즈마를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 세정 가스를 변화시키는 단계는 직류 전력을 생성하는 단계; 상기 직류 전력을 상기 챔버의 내측면에 설치된 전극에 직류 전력을 공급하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치 및 이를 이용한 챔버 세정 방법은 챔버의 내측면에 전극부를 설치하여 플라즈마 처리 공정 이후에 수행되는 챔버 세정 공정시 전극부를 이용하여 챔버의 내측면에 인접한 영역에 플라즈마를 형성함으로써 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 챔버의 내측면에 인접한 영역을 통과하는 비활성화된 성분들을 재활성화시켜 세정 가스의 분해율을 증가시킴으로써 챔버의 내측면에서도 완전한 세정을 수행할 수 있기 때문에 세정 효율을 증가시킬 수 있다.
둘째, 세정 효율이 증가되므로 챔버 세정 시간을 감소시킴과 아울러 챔버 세정 주기를 증가시켜 생산성을 증가시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시된 제 1 실시 예에 따른 전극부의 설치 구조를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 도 2에 도시된 제 2 실시 예에 따른 전극부의 설치 구조를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 도 2에 도시된 제 3 실시 예에 따른 전극부의 설치 구조를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 전극부의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 이용한 챔버 세정 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 전극부의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 10에 도시된 전극부의 다른 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 13에 도시된 전극부의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치는 챔버(110), 챔버 리드(120), 기판 지지부재(130), 가스 분사부재(140), 전원 공급부(150), 및 전극부(160)를 포함하여 구성된다.
챔버(110)는 상부가 개구된 상자 형태로 형성되어 플라즈마 공정을 위한 공정 공간을 제공한다. 이때, 챔버(110)의 일측 바닥면에는 공정 공간의 가스를 배기시키기 위한 배기관(112)이 접속된다.
챔버 리드(120)는 공정 공간을 밀폐하도록 챔버(110)의 상부에 설치되어 가스 분사부재(140)를 지지한다.
기판 지지부재(130)는 챔버(110)의 내부에 승강 가능하도록 설치되어 외부로부터 로딩되는 기판(S)을 지지한다. 이러한, 기판 지지부재(130)는 챔버(110)의 바닥면을 관통하는 승강축(132)에 의해 승강 가능하게 지지됨과 아울러 승강축(132)을 통해 전기적으로 접지된다.
승강축(132)은 승강 장치(미도시)에 의해 상하 방향으로 승강된다. 이때, 승강축(132)은 챔버(10)의 바닥면에 설치된 벨로우즈(미도시)의 내부에 설치된다. 이에 따라, 승강축(132)이 관통하는 챔버(110)의 바닥면은 벨로우즈에 의해 밀봉된다.
가스 분사부재(140)는 챔버 리드(120)의 중앙 부분을 관통하는 가스 공급관(142)에 연통되도록 챔버 리드(120)의 하부에 설치된다. 이러한, 가스 분사부재(140)는 가스 공급관(142)을 통해 공급되는 플라즈마 공정을 위한 공정 가스 또는 플라즈마 세정 공정을 위한 세정 가스를 균일하게 확산시켜 기판 지지부재(130) 쪽으로 분사한다. 이때, 공정 가스는 기판(S) 상에 형성될 박막에 대응되는 물질로 이루어지고, 세정 가스는 부식성이 강한 SF6 또는 NF3 등과 같은 활성종이 될 수 있다. 여기서, 세정 가스는 He, N2, Ar 등의 운반가스를 포함할 수 있다.
전원 공급부(150)는 가스 공급관(142)을 통해 가스 분사부재(140)에 전기적으로 접속됨과 아울러 전극부(160)에 전기적으로 접속된다. 이때, 전원 공급부(150)는 가스 분사부재(140)와 전극부(160)에 전기적으로 병렬 접속된다. 이를 위해, 전원 공급부(150)는 고주파 전원(152), 제 1 전원 케이블(153), 및 제 2 전원 케이블(155)을 포함하여 구성된다.
고주파 전원(152)은 소정의 주파수를 가지는 RF(Radio Frequency) 전력을 생성한다. 여기서, RF 전력은 13.56MHz의 주파수를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 기판(S)의 크기에 따라 달라질 수 있다.
제 1 전원 케이블(153)은 고주파 전원(152)에 전기적으로 접속됨과 아울러 가스 공급관(142)을 통해 가스 분사부재(140)에 전기적으로 접속되어 고주파 전원(152)으로부터 공급되는 RF 전력을 가스 분사부재(140)에 공급한다. 이때, 제 1 전원 케이블(153)은 RF 전력이 공급되는 급전선, 및 급전선을 감싸도록 형성된 절연 피복을 포함하여 구성될 수 있다.
제 2 전원 케이블(155)은 고주파 전원(152)에 전기적으로 접속됨과 아울러 전극부(160)에 전기적으로 접속되어 고주파 전원(152)으로부터 공급되는 RF 전력을 전극부(160)에 공급한다. 이때, 제 2 전원 케이블(155)은 RF 전력이 공급되는 급전선, 및 급전선을 감싸도록 형성된 절연 피복을 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 제 2 전원 케이블(155)에는 전원 스위치가 설치될 수 있다. 전원 스위치는 스위칭에 따라 고주파 전원(152)으로부터 출력되는 RF 전력을 전극부(160)에 공급하거나, 고주파 전원(152)으로부터 전극부(160)에 공급되는 RF 전력을 차단한다.
제 1 및 제 2 전원 케이블(153, 155) 각각에는 정합부재(미도시)가 설치될 수 있다. 정합부재 각각은 고주파 전원(152)으로부터 출력되는 RF 전력의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시킨다.
전극부(160)는 챔버(110)의 내측면에 절연되도록 설치되어 제 2 전원 케이블(155)을 통해 고주파 전원(152)에 전기적으로 접속된다. 이때, 전극부(160)는 기판 지지부재(130)의 측면에 인접한 챔버(110)의 내측면에 설치된다. 여기서, 전극부(160)는 기판(S) 상에 박막을 형성하는 플라즈마 공정 동안 전극으로 동작할 수 있지만, 챔버 세정 공정시에만 제한적으로 사용되는 것이 바람직하다. 이러한, 전극부(160)는 기판(S)이 기판 지지부재(130)에서 언로딩된 이후, 고주파 전원(152)으로부터 공급되는 RF 전력에 따라 챔버(110)의 내측면에 인접한 영역에 챔버 세정 공정을 위한 플라즈마를 형성함으로써, 챔버(110)의 내측면에 인접한 영역을 통과하는 세정 가스의 흐름을 제어하여 챔버(110)의 벽 하부 및 하부 벽에 부착된 반응 부산물을 제거하게 된다. 즉, 전극부(160)는 RF 전력에 따라 플라즈마를 형성함으로써 가스 분사부재(140)에 의해 공급되는 RF 전력에 따른 플라즈마에 의해 해리된 활성종이 챔버(110) 내에서 이동 중 재결합 등으로 인해 비활성화된 성분들을 재활성화시켜 세정 가스의 분해율을 증가시킨다.
제 1 실시 예에 따른 전극부(160)는, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 챔버(110)의 내측면을 완전히 두르도록 설치될 수 있다. 이때, 전극부(160)는 챔버(110)의 바닥면으로부터 소정 간격 이격된 챔버(110)의 내측면의 제 1 높이와 기판 지지부재(130)의 높이에 대응되는 챔버(110)의 내측면의 제 2 높이 사이에 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 챔버(110)의 바닥면의 챔버(110)의 내측면으로부터 상기의 제 2 높이 사이에 형성될 수도 있다.
제 2 실시 예에 따른 전극부(160)는, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 챔버(110)의 내측면의 각 모서리 부분에 설치될 수 있다. 이때, 각 모서리 부분에 설치된 전극부(160)는 챔버(110)의 중심부를 기준으로 대칭 구조를 갖는다. 여기서, 각 모서리 부분에 설치된 전극부(160)는 고주파 전원(152)에 공통적으로 접속되어 고주파 전원(152)으로부터 RF 전력을 공급받는다.
제 3 실시 예에 따른 전극부(160)는, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 챔버(110)의 중심부를 기준으로 비대칭 구조를 가지도록 챔버(110)의 내측면의 각 모서리 부분에 설치된다. 이때, 전극부(160)는 배기구(112)에 인접할수록 작은 면적으로 갖는다. 여기서, 각 모서리 부분에 설치된 전극부(160)는 고주파 전원(152)에 공통적으로 접속되어 고주파 전원(152)으로부터 RF 전력을 공급받는다.
상술한 제 1 내지 제 3 실시 예에 따른 전극부(160)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 전극 삽입 홈(161), 전극(162), 제 1 절연체(163), 케이블 관통부(164), 및 제 2 절연체(166)를 포함하여 구성된다.
전극 삽입 홈(161)은 챔버(110)의 내측면에 소정 깊이를 가지도록 오목하게 형성된다.
전극(162)은 케이블(155)과 전기적으로 접속되도록 전극 삽입 홈(161)에 절연되도록 삽입된다. 이때, 전극(162)의 전면은 공정 공간으로 노출되어 기판 지지부재(130)의 측면에 대향된다. 이러한, 전극(162)은 공정 가스 또는 세정 가스의 분사 조건, 배기 조건에 대응되도록 판 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 다양한 형태로 형성될 수 있다. 즉, 전극(162)은 전극 삽입 홈(161) 또는 챔버(110)의 내측면에 형합되는 형태를 갖거나, 굽혀질 수 있도록 유연성을 가질 수 있다.
제 1 절연체(163)는 전극 삽입 홈(161)과 전극(162) 사이에 형성되어 전극(162) 전체를 감싸도록 형성되어 전극(162)을 챔버(110)로부터 전기적으로 절연시킴과 아울러 전극(162)의 전면이 공정 공간으로 노출되지 않도록 한다. 여기서, 제 1 절연체(163)는 소정 두께를 가지도록 전극(162) 전체에 코팅될 수 있다. 이때, 제 1 절연체(163)의 각 측면과 전극 삽입 홈(161) 사이에는 소정의 갭이 존재할 수도 있다.
케이블 관통부(164)는 전극 삽입 홈(161)에 연통되도록 챔버(110)의 내측면에 형성된다. 이러한, 케이블 관통부(164)에는 전극(162)과 고주파 전원(152)을 전기적으로 접속시키는 제 2 전원 케이블(155)이 관통한다.
제 2 절연체(166)는 제 2 전원 케이블(155)과 케이블 관통부(164) 사이에 형성되어 제 2 전원 케이블(155)과 케이블 관통부(164)를 전기적으로 절연시킨다. 이때, 제 2 절연체(166)는 제 1 절연체(163)와 동일한 재질로 형성될 수 있으나, 다른 재질로 형성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치는 케이블 관통부(164)를 실링하는 실링 수단(미도시)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
실링 수단(미도시)은 제 2 전원 케이블(155)이 관통하는 케이블 관통부(164)와 챔버(110) 사이를 실링하여 챔버(110) 내부의 기밀을 유지시킨다.
이와 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치는 기판(S)을 기판 지지부재(130)에 로딩시킨 다음, 가스 분사부재(140)를 통해 챔버(110)의 공정 공간에 공정 가스를 분사함과 아울러 가스 분사부재(140)에 RF 전력을 공급하여 공정 공간에 플라즈마를 형성함으로써 기판(S) 상의 소정의 박막을 형성하게 된다.
그리고, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치는 플라즈마 공정 이후 기판 지지부재(130)에서 기판(S)이 제거되면 챔버(110) 내부의 세정 공정을 수행하게 된다.
챔버 세정 공정은, 도 7에 도시된 바와 같이, 공정 가스 대신에 부식성이 강한 세정 가스를 가스 분사부재(140)에 공급한 후, 고주파 전원(152)에 의해 생성되는 RF 전력을 가스 분사부재(140)에 공급함과 아울러 고주파 전원(152)에 의해 생성되는 RF 전력을 전극부(160)에 공급함으로써 가스 분사부재(140)에 공급되는 RF 전력에 의한 제 1 플라즈마(P1)를 챔버(110)의 공정 공간에 형성함과 동시에 전극부(160)의 전극(162)에 공급되는 RF 전력에 의한 제 2 플라즈마(P2)를 챔버(110) 하부 내측면에 인접한 영역에 형성한다. 이에 따라, 챔버(110)의 내부는 제 1 및 제 2 플라즈마에 따라 생성되는 플라즈마 이온(Ion)이나 라디칼(Radical)에 의해 완전하게 세정된다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치 및 챔버 세정 방법은 플라즈마 처리 공정 이후에 수행되는 챔버 세정 공정시 챔버(110)의 내측면에 설치된 전극부(160)를 이용하여 챔버(110)의 내측면에 인접한 영역에 제 2 플라즈마를 형성함으로써 챔버(110)의 내측면에 인접한 영역을 통과하는 비활성화된 성분들을 재활성화시켜 세정 가스의 분해율을 증가시킨다. 즉, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치는 챔버 리드(120) 쪽에 주 전극부, 예컨데 가스 분사부재(140)가 설치되고, 챔버(110)의 하부 내측면에 전극부(160)가 설치되어 있어서 챔버(110)의 내측면 쪽으로 가스 흐름을 보다 원활하게 하여 챔버(110)의 내측면에 대한 세정 효율을 증가시킨다.
결과적으로, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치는 챔버(110)의 하부 모서리 부분에 인접한 영역에 플라즈마 형성하여 챔버(110)의 내측면에서도 완전한 세정을 수행할 수 있기 때문에 세정 효율을 증가시킬 수 있고, 이로 인하여 챔버 세정 시간을 감소시킴과 아울러 챔버 세정 주기를 증가시켜 생산성을 증가시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치는 챔버(110), 챔버 리드(120), 기판 지지부재(130), 가스 분사부재(140), 전원 공급부(250), 및 전극부(260)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 가지는 본 발명의 제 2 실시 예는 전원 공급부(250)를 제외하고는 도 2 내지 도 6에 도시된 본 발명의 제 1 실시 예와 동일한 구성을 가지므로 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 하고, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하기로 한다.
전원 공급부(250)는 제 1 고주파 전원(252), 제 1 전원 케이블(153), 제 2 고주파 전원(254), 및 제 2 전원 케이블(155)을 포함하여 구성된다.
제 1 고주파 전원(252)은 소정의 제 1 주파수를 가지는 제 1 RF 전력을 생성한다. 제 1 RF 전력은 13.56MHz의 주파수를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 기판(S)의 크기에 따라 달라질 수 있다.
제 1 전원 케이블(153)은 제 1 고주파 전원(252)에 전기적으로 접속됨과 아울러 가스 공급관(142)을 통해 가스 분사부재(140)에 전기적으로 접속되어 제 1 고주파 전원(252)으로부터 공급되는 제 1 RF 전력을 가스 분사부재(140)에 공급한다. 이때, 제 1 전원 케이블(153)은 제 1 RF 전력이 공급되는 급전선, 및 급전선을 감싸도록 형성된 절연 피복을 포함하여 구성될 수 있다.
제 1 전원 케이블(153)에는 정합부재(미도시)가 설치될 수 있다. 정합부재 각각은 제 1 고주파 전원(252)으로부터 출력되는 제 1 RF 전력의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시킨다.
제 2 고주파 전원(254)은 소정의 제 2 주파수를 가지는 제 2 RF 전력을 생성한다. 제 2 RF 전력은 제 1 RF 전력보다 낮은 제 2 주파수를 가지며, 예를 들어, 대략 400㎑의 주파수를 가질 수 있다. 그리고, 제 2 RF 전력의 크기는 수십 W 내지 수 ㎾이 될 수 있다.
제 2 전원 케이블(155)은 제 2 고주파 전원(254)에 전기적으로 접속됨과 아울러 전극부(160)의 전극(162)에 전기적으로 접속되어 제 2 고주파 전원(254)으로부터 공급되는 제 2 RF 전력을 전극(162)에 공급한다. 이때, 제 2 전원 케이블(155)은 제 2 RF 전력이 공급되는 급전선, 및 급전선을 감싸도록 형성된 절연 피복을 포함하여 구성될 수 있다. 이에 따라, 전극부(160)는 제 2 고주파 전원(254)으로부터 공급되는 제 2 RF 전력을 이용하여, 도 7에 도시된 바와 같이, 챔버(110)의 내측면에 인접한 영역에 제 2 플라즈마를 형성함으로써 챔버(110)의 내측면에 인접한 영역을 통과하는 비활성화된 성분들을 재활성화시켜 세정 가스의 분해율을 증가시킨다.
제 2 전원 케이블(155)에는 정합부재(미도시)가 설치될 수 있다. 정합부재 각각은 제 2 고주파 전원(254)으로부터 출력되는 제 2 RF 전력의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시킨다.
또한, 제 2 전원 케이블(155)에는 전원 스위치가 설치될 수 있다. 전원 스위치는 스위칭에 따라 제 2 고주파 전원(254)으로부터 출력되는 제 2 RF 전력을 전극(162)에 공급하거나, 제 2 고주파 전원(254)으로부터 전극(162)에 공급되는 제 2 RF 전력을 차단한다.
이와 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치는, 챔버 세정 공정시, 부식성이 강한 세정 가스를 가스 분사부재(140)에 공급한 후, 제 1 고주파 전원(252)에 의해 생성되는 제 1 RF 전력을 가스 분사부재(140)에 공급함과 아울러 제 2 고주파 전원(254)에 의해 생성되는 제 2 RF 전력을 전극부(160)에 공급함으로써 제 1 RF 전력에 의한 제 1 플라즈마(P1)를 챔버(110)의 공정 공간에 형성함과 동시에 제 2 RF 전력에 의한 제 2 플라즈마(P2)를 챔버(110) 하부 내측면에 인접한 영역에 형성한다. 이에 따라, 챔버(110)의 내부는 제 1 및 제 2 플라즈마에 따라 생성되는 플라즈마 이온(Ion)이나 라디칼(Radical)에 의해 완전하게 세정된다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치 및 챔버 세정 방법은 상술한 본 발명의 제 1 실시 예와 동일하게 챔버(110)의 내측면에 대한 세정 효율을 증가시킴으로써 챔버(110)의 세정 효율을 증가시킬 수 있고, 이로 인하여 챔버 세정 시간을 감소시킴과 아울러 챔버 세정 주기를 증가시켜 생산성을 증가시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치는 챔버(110), 챔버 리드(120), 기판 지지부재(130), 가스 분사부재(140), 전원 공급부(350), 및 전극부(260)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 가지는 본 발명의 제 3 실시 예는 전원 공급부(350)를 제외하고는 도 8에 도시된 본 발명의 제 2 실시 예와 동일한 구성을 가지므로 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 하고, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하기로 한다.
전원 공급부(350)는 고주파 전원(352), 제 1 전원 케이블(153), 직류 전원(354), 및 제 2 전원 케이블(155)을 포함하여 구성된다.
고주파 전원(352)은 소정의 주파수를 가지는 RF 전력을 생성한다. RF 전력은 13.56MHz의 주파수를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 기판(S)의 크기에 따라 달라질 수 있다.
제 1 전원 케이블(153)은 고주파 전원(352)에 전기적으로 접속됨과 아울러 가스 공급관(142)을 통해 가스 분사부재(140)에 전기적으로 접속되어 고주파 전원(352)으로부터 공급되는 RF 전력을 가스 분사부재(140)에 공급한다. 이때, 제 1 전원 케이블(153)은 RF 전력이 공급되는 급전선, 및 급전선을 감싸도록 형성된 절연 피복을 포함하여 구성될 수 있다.
제 1 전원 케이블(153)에는 정합부재(미도시)가 설치될 수 있다. 정합부재 각각은 고주파 전원(352)으로부터 출력되는 RF 전력의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시킨다.
직류 전원(354)은 소정의 전압을 가지는 직류 전력을 생성한다.
제 2 전원 케이블(155)은 직류 전원(354)에 전기적으로 접속됨과 아울러 전극부(160)의 전극(162)에 전기적으로 접속되어 직류 전원(354)으로부터 공급되는 직류 전력을 전극(162)에 공급한다. 이때, 제 2 전원 케이블(155)은 직류 전력이 공급되는 급전선, 및 급전선을 감싸도록 형성된 절연 피복을 포함하여 구성될 수 있다. 이에 따라, 전극부(160)는 직류 전원(354)으로부터 공급되는 직류 전력을 이용하여 챔버(110)의 내측면에 인접한 영역(챔버 벽과 기판 지지부재(130) 사이)을 통과하는 세정 가스의 흐름을 보다 원활하게 제어함으로써 챔버(110)의 내측면에 인접한 영역에 대한 세정 효율을 증가시킨다.
또한, 제 2 전원 케이블(155)에는 전원 스위치가 설치될 수 있다. 전원 스위치는 스위칭에 따라 직류 전원(354)으로부터 출력되는 직류 전력을 전극(162)에 공급하거나, 직류 전원(354)으로부터 전극(162)에 공급되는 직류 전력을 차단한다.
이와 같은, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치는, 챔버 세정 공정시, 부식성이 강한 세정 가스를 가스 분사부재(140)에 공급한 후, 고주파 전원(352)에 의해 생성되는 RF 전력을 가스 분사부재(140)에 공급함과 아울러 직류 전원(354)에 의해 생성되는 직류 전력을 전극부(160)에 공급함으로써 RF 전력에 의한 플라즈마를 챔버(110)의 공정 공간에 형성함과 동시에 직류 전력에 따라 챔버(110) 하부 내측면에 인접한 영역을 통과하는 세정 가스의 흐름을 보다 원활하게 한다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치 및 챔버 세정 방법은 상술한 본 발명의 제 1 실시 예와 동일하게 챔버(110)의 내측면에 대한 세정 효율을 증가시킴으로써 챔버(110)의 세정 효율을 증가시킬 수 있고, 이로 인하여 챔버 세정 시간을 감소시킴과 아울러 챔버 세정 주기를 증가시켜 생산성을 증가시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치는 챔버(110), 챔버 리드(120), 기판 지지부재(130), 가스 분사부재(140), 전원 공급부(252, 254), 및 전극부(260)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 가지는 본 발명의 제 4 실시 예는 전극부(260)를 제외하고는 도 8에 도시된 본 발명의 제 2 실시 예와 동일한 구성을 가지므로 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 하고, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하기로 한다.
전극부(260)는 챔버(110)의 내측면에 절연되도록 설치되어 전원 공급부의 제 2 고주파 전원(254)으로부터 공급되는 제 2 RF 전력을 이용하여 챔버(110)의 내측면에 인접한 영역에 플라즈마의 형성을 위한 전기장을 형성한다. 이를 위해, 전극부(260)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 전극(262), 제 1 절연체(263), 케이블 관통부(264), 및 제 2 절연체(266)를 포함하여 구성된다.
전극(262)은 챔버(110)의 내측면에 절연되도록 소정 두께로 설치되어 기판 지지부재(130)에 대향된다. 이러한, 전극(262)은 공정 가스 또는 세정 가스의 분사 조건, 배기 조건에 대응되도록 판 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 다양한 형태로 형성될 수 있다. 즉, 전극(262)은 챔버(110)의 내측면과 동일한 형태를 갖거나, 굽혀질 수 있도록 유연성을 가질 수 있다.
한편, 전극(262)은 챔버(110)의 내측면에 소정 두께를 가지도록 설치되기 때문에 그 두께가 지나치게 두꺼울 경우 챔버(110)의 내측면과 기판 지지부재(130) 사이를 통과하는 공정 가스 또는 세정 가스의 흐름을 방해할 수 있다. 전극(262)의 두께는 가스의 흐름을 방해하지 않는 범위 내에서 최대한 얇게 설정되는 것이 바람직하다.
제 1 절연체(263)는 챔버(110)의 내측면과 전극(262) 사이에 설치되어 전극(262) 전체를 감싸도록 형성되어 전극(262)을 챔버(110)로부터 전기적으로 절연시킴과 아울러 전극(262)의 전면이 공정 공간으로 노출되지 않도록 한다. 여기서, 제 1 절연체(263)는 소정 두께를 가지도록 전극(262) 전체에 코팅될 수 있다.
한편, 전극(262)과 제 1 절연체(263)는 하나의 자켓 전극으로 구성되는 것으로, 자켓 전극은 별도의 고정수단(미도시)에 의해 챔버(110)의 내측면에 설치될 수 있다.
케이블 관통부(264)는 전극(262)의 하측부에 대응되도록 챔버(110)의 바닥면에 형성된다. 이러한, 케이블 관통부(264)에는 전극(262)과 제 2 고주파 전원(254)을 전기적으로 접속시키는 제 2 전원 케이블(155)이 관통한다.
한편, 케이블 관통부(264)는, 도 12에 도시된 바와 같이 전극(262)의 중앙부에 대응되도록 챔버(110)의 내측면에 형성될 수도 있다. 이러한, 케이블 관통부(264)에는 전극(262)과 제 2 고주파 전원(254)을 전기적으로 접속시키는 제 2 전원 케이블(155)이 관통한다.
제 2 절연체(266)는 제 2 전원 케이블(155)과 케이블 관통부(264) 사이에 형성되어 제 2 전원 케이블(155)과 케이블 관통부(264)를 전기적으로 절연시킨다. 이때, 제 2 절연체(266)는 제 1 절연체(263)와 동일한 재질로 형성될 수 있으나, 다른 재질로 형성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치는 케이블 관통부(264)를 실링하는 실링 수단(미도시)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
실링 수단(미도시)은 제 2 전원 케이블(155)이 관통하는 케이블 관통부(264)와 챔버(110) 사이를 실링하여 챔버(110) 내부의 기밀을 유지시킨다.
이와 같은, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치는 챔버(110) 내벽에 소정 두께를 가지는 전극부(260)를 설치함으로써 상술한 본 발명의 제 1 실시 예와 동일한 효과를 제공할 뿐만 아니라, 챔버(110) 벽의 두께에 구속받지 않고 전극부(260)를 구성할 수 있다는 효과를 더 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치에서 전원 공급부는 2개의 고주파 전원(252, 254)을 포함하도록 구성되는 것을 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 고주파 전원(152)으로 구성되거나, 도 9에 도시된 바와 같이, 하나의 고주파 전원(352)과 하나의 직류 전원(354)으로 구성될 수 있다.
도 13은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치는 챔버(110), 챔버 리드(120), 기판 지지부재(130), 가스 분사부재(140), 전원 공급부(250), 및 전극부(360)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 가지는 본 발명의 제 5 실시 예는 전극부(360)를 제외하고는 도 8에 도시된 본 발명의 제 2 실시 예와 동일한 구성을 가지므로 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 하고, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하기로 한다.
전극부(360)는 챔버(110)의 내측면에 절연되도록 설치되어 제 2 고주파 전원(254)으로부터 공급되는 제 2 RF 전력을 이용하여 챔버(110)의 내측면에 인접한 영역에 플라즈마의 형성을 위한 전기장을 형성한다. 이를 위해, 전극부(360)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 돌출부(367), 전극 삽입 홈(361), 전극(362), 제 1 절연체(363), 케이블 관통부(364), 및 제 2 절연체(366)를 포함하여 구성된다.
돌출부(367)는 챔버(110)의 외측벽으로부터 돌출된다.
전극 삽입 홈(361)은 돌출부(367)에 대응되는 챔버(110)의 내측면으로부터 소정 깊이를 가지도록 오목하게 형성된다.
전극(362)은 케이블(365)과 전기적으로 접속되도록 전극 삽입 홈(361)에 절연되도록 삽입된다. 이때, 전극(362)의 전면은 공정 공간으로 노출되어 기판 지지부재(130)의 측면에 대향된다. 이러한, 전극(362)은 공정 가스 또는 세정 가스의 분사 조건, 배기 조건에 대응되도록 판 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 다양한 형태로 형성될 수 있다. 즉, 전극(362)은 전극 삽입 홈(361) 또는 챔버(110)의 내측면에 형합되는 형태를 갖거나, 굽혀질 수 있도록 유연성을 가질 수 있다.
한편, 전극(362)은 챔버(110)의 내측면에 형성된 전극 삽입 홈(361)에 삽입되기 때문에, 챔버(110)의 내측면과 기판 지지부재(130) 사이를 통과하는 공정 가스 또는 세정 가스의 흐름을 방해하지 않는다.
제 1 절연체(363)는 전극 삽입 홈(361)과 전극(362) 사이에 형성되어 전극(362) 전체를 감싸도록 형성되어 전극(362)을 챔버(110)로부터 전기적으로 절연시킴과 아울러 전극(362)의 전면이 공정 공간으로 노출되지 않도록 한다. 여기서, 제 1 절연체(363)는 소정 두께를 가지도록 전극(362) 전체에 코팅될 수 있다. 이때, 제 1 절연체(363)의 각 측면과 전극 삽입 홈(361) 사이에는 소정의 갭이 존재할 수도 있다.
케이블 관통부(364)는 전극 삽입 홈(361)에 연통되도록 챔버(110)의 내측면에 형성된다. 이러한, 케이블 관통부(364)에는 전극(362)과 제 2 고주파 전원(254)을 전기적으로 접속시키는 제 2 전원 케이블(155)이 관통한다.
제 2 절연체(366)는 제 2 전원 케이블(155)과 케이블 관통부(364) 사이에 형성되어 제 2 전원 케이블(155)과 케이블 관통부(364)를 전기적으로 절연시킨다. 이때, 제 2 절연체(366)는 제 1 절연체(363)와 동일한 재질로 형성될 수 있으나, 다른 재질로 형성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치는 케이블 관통부(364)를 실링하는 실링 수단(미도시)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
실링 수단(미도시)은 제 2 전원 케이블(155)이 관통하는 케이블 관통부(364)와 챔버(110) 사이를 실링하여 챔버(110) 내부의 기밀을 유지시킨다.
이와 같은, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치는 챔버(110)의 외벽에 돌출부(367)를 형성함과 아울러 돌출부(367)에 전극 삽입 홈(361)을 형성하고, 전극 삽입 홈(361)에 전극부(360)를 삽입하여 설치함으로써 상술한 본 발명의 제 1 실시 예와 동일한 효과를 제공할 뿐만 아니라, 챔버(110) 벽의 두께에 구속받지 않고 전극부(360)를 구성할 수 있다는 효과를 더 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치에서 전원 공급부는 2개의 고주파 전원(252, 254)을 포함하도록 구성되는 것을 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 고주파 전원(152)으로 구성되거나, 도 9에 도시된 바와 같이, 하나의 고주파 전원(352)과 하나의 직류 전원(354)으로 구성될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 챔버 120: 챔버 리드
130: 기판 지지부재 140: 가스 분사부재
150, 250, 359: 전원 공급부 152, 252, 254, 352: 고주파 전원
160, 260, 360: 전극부 162, 262, 362: 전극
354: 직류 전원

Claims (24)

  1. 공정 공간을 제공하는 챔버;
    상기 챔버 내부에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지부재;
    상기 기판 지지부재에 대향되도록 상기 챔버 내부에 설치되어 상기 공정 공간에 공정 가스 또는 세정 가스를 분사하는 가스 분사부재;
    상기 가스 분사부재에 제 1 RF 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원;
    상기 챔버의 내측면에 절연되도록 설치된 전극부; 및
    상기 전극부에 제 2 RF 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  2. 공정 공간을 제공하는 챔버;
    상기 챔버 내부에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지부재;
    상기 기판 지지부재에 대향되도록 상기 챔버 내부에 설치되어 상기 공정 공간에 공정 가스 또는 세정 가스를 분사하는 가스 분사부재;
    상기 챔버의 내측면에 절연되도록 설치된 전극부; 및
    상기 가스 분사부재와 상기 전극부에 전력을 공급하는 전원 공급부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전원 공급부는 상기 챔버 내부의 세정 공정시 상기 가스 분사부재와 상기 전극부에 전기적으로 병렬 접속되어 상기 가스 분사부재와 상기 전극부 각각에 RF(Radio Frequency) 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 전원 공급부는,
    제 1 RF 전력을 생성하여 상기 가스 분사부재에 공급하는 제 1 고주파 전원; 및
    제 2 RF 전력을 생성하여 상기 전극부에 공급하는 제 2 고주파 전원을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 고주파 전원은 상기 챔버 내부의 세정 공정시 상기 제 1 RF 전력보다 낮은 주파수를 가지는 제 2 RF 전력을 상기 전극부에 공급되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 RF 전력의 크기는 수십 W 내지 수 ㎾인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 전원 공급부는,
    상기 가스 분사부재에 RF 전력을 공급하는 고주파 전원; 및
    상기 전극부에 직류 전력을 공급하는 직류 전원을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전극부는 상기 기판 지지부재의 측면에 인접한 상기 챔버의 내측면에 설치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전극부는 상기 챔버의 내측면을 완전히 두르도록 설치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 전극부는 상기 챔버의 내측면의 각 모서리 부분에 설치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 챔버에 설치되어 상기 챔버 내부의 가스를 배기하는 배기구를 더 포함하며,
    상기 전극부의 면적은 상기 배기구에 인접할수록 작은 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전극부는,
    상기 챔버의 내측면에 오목하게 형성된 전극 삽입 홈;
    상기 전극 삽입 홈에 절연되도록 설치된 전극;
    상기 전극 삽입 홈에 대응되는 상기 챔버의 내측면에 형성된 케이블 관통부; 및
    상기 케이블 관통부를 관통하여 상기 전극에 전기적으로 접속되어 상기 전원 공급부로부터의 전력을 상기 전극에 공급하는 케이블을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전극부는,
    상기 챔버의 내측면에 절연되도록 설치되어 소정 두께로 돌출된 전극;
    상기 전극에 대응되는 상기 챔버의 내측면 또는 상기 챔버의 바닥면에 형성된 케이블 관통부; 및
    상기 케이블 관통부를 관통하여 상기 전극에 전기적으로 접속되어 상기 전원 공급부로부터의 전력을 상기 전극에 공급하는 케이블을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전극부는,
    상기 챔버의 외측벽으로부터 돌출되는 돌출부;
    상기 돌출부에 대응되는 상기 챔버의 내측면으로부터 오목하게 형성된 전극 삽입 홈;
    상기 전극 삽입 홈에 절연되도록 설치된 전극;
    상기 전극 삽입 홈에 대응되는 상기 챔버의 내측면에 형성된 케이블 관통부; 및
    상기 케이블 관통부를 관통하여 상기 전극에 전기적으로 접속되어 상기 전원 공급부로부터의 전력을 상기 전극에 공급하는 케이블을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 전극부는,
    상기 전극 전체를 감싸도록 형성되어 상기 챔버 벽과 상기 전극을 전기적으로 절연시키는 제 1 절연체; 및
    상기 케이블 전체를 감싸도록 형성되어 상기 케이블 관통부와 상기 케이블을 전기적으로 절연시키는 제 2 절연체를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 케이블 관통부를 실링하여 상기 챔버 내부의 기밀을 유지하는 실링수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  17. 제 1 항에 기재된 플라즈마 처리 장치의 챔버 세정 방법에 있어서,
    상기 가스 분사부재를 통해 상기 공정 공간에 상기 세정 가스를 분사하는 단계; 및
    상기 보조 전극부에 상기 제 2 RF 전력을 공급하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 챔버 세정 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 가스 분사부재에 상기 제 1 RF 전력을 공급하는 단계를 더 포함하여 이루어지며,
    상기 제 1 RF 전력은 상기 제 2 RF 전력과 동일하거나 높은 주파수를 가지는 것을 특징으로 하는 챔버 세정 방법.
  19. 제 2 항에 기재된 플라즈마 처리 장치의 챔버 세정 방법에 있어서,
    상기 가스 분사부재를 통해 상기 공정 공간에 상기 세정 가스를 분사하는 단계; 및
    상기 전극부에 RF 전력 또는 직류 전력을 공급하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 챔버 세정 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 RF 전력과 동일하거나 높은 주파수를 가지는 RF 전력을 상기 가스 분사부재에 공급하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 챔버 세정 방법.
  21. 플라즈마 공정을 위한 챔버 내부의 세정 방법에 있어서,
    상기 챔버에 설치된 가스 분사부재를 통해 상기 챔버에 마련된 공정 공간에 세정 가스를 공급하는 단계; 및
    상기 챔버의 내측면과 상기 가스 분사부재 사이로 유동되는 세정 가스를 변화시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 챔버 세정 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    제 1 RF 전력을 생성하는 단계; 및
    상기 제 1 RF 전력을 상기 가스 분사부재에 공급하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 챔버 세정 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 세정 가스를 변화시키는 단계는,
    상기 제 1 RF 전력과 동일하거나 낮은 주파수를 가지는 제 2 RF 전력을 생성하는 단계; 및
    상기 제 2 RF 전력을 상기 챔버의 내측면에 설치된 전극에 공급하여 상기 챔버의 내측면에 인접한 영역에 플라즈마를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 챔버 세정 방법.
  24. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    상기 세정 가스를 변화시키는 단계는,
    직류 전력을 생성하는 단계;
    상기 직류 전력을 상기 챔버의 내측면에 설치된 전극에 직류 전력을 공급하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 챔버 세정 방법.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130133628A (ko) * 2012-05-29 2013-12-09 주성엔지니어링(주) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20170024819A (ko) * 2015-08-26 2017-03-08 최대규 인시츄 클리닝이 가능한 플라즈마 클리닝링
KR20190129363A (ko) * 2018-05-10 2019-11-20 삼성전자주식회사 증착 장비 및 이를 이용한 반도체 장치 제조 방법
US10504701B2 (en) 2012-05-29 2019-12-10 Jusung Engineering Co., Ltd. Substrate processing device and substrate processing method
KR20200013985A (ko) * 2018-07-31 2020-02-10 주성엔지니어링(주) 복수의 플라즈마를 이용한 기판처리장치
KR102189873B1 (ko) * 2019-09-04 2020-12-11 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
CN113261078A (zh) * 2019-01-07 2021-08-13 株式会社爱发科 真空处理装置、真空处理装置的清洁方法
WO2021241869A1 (ko) * 2020-05-29 2021-12-02 주성엔지니어링(주) 기판 처리 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11145118A (ja) * 1997-11-06 1999-05-28 Nec Corp エッチング方法およびエッチング装置
KR20010015449A (ko) * 1999-07-27 2001-02-26 조셉 제이. 스위니 웨이퍼의 dc 바이어스 전압 측정용 용량성 프로브
KR20020078122A (ko) * 2001-04-04 2002-10-18 에드(주) 반도체 웨이퍼 식각 공정용 플라즈마 발생장치
JP2008182081A (ja) * 2007-01-25 2008-08-07 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11145118A (ja) * 1997-11-06 1999-05-28 Nec Corp エッチング方法およびエッチング装置
KR20010015449A (ko) * 1999-07-27 2001-02-26 조셉 제이. 스위니 웨이퍼의 dc 바이어스 전압 측정용 용량성 프로브
KR20020078122A (ko) * 2001-04-04 2002-10-18 에드(주) 반도체 웨이퍼 식각 공정용 플라즈마 발생장치
JP2008182081A (ja) * 2007-01-25 2008-08-07 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130133628A (ko) * 2012-05-29 2013-12-09 주성엔지니어링(주) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US10504701B2 (en) 2012-05-29 2019-12-10 Jusung Engineering Co., Ltd. Substrate processing device and substrate processing method
KR20170024819A (ko) * 2015-08-26 2017-03-08 최대규 인시츄 클리닝이 가능한 플라즈마 클리닝링
KR20190129363A (ko) * 2018-05-10 2019-11-20 삼성전자주식회사 증착 장비 및 이를 이용한 반도체 장치 제조 방법
KR20200013985A (ko) * 2018-07-31 2020-02-10 주성엔지니어링(주) 복수의 플라즈마를 이용한 기판처리장치
CN113261078A (zh) * 2019-01-07 2021-08-13 株式会社爱发科 真空处理装置、真空处理装置的清洁方法
US11901162B2 (en) 2019-01-07 2024-02-13 Ulvac, Inc. Vacuum processing apparatus and method of cleaning vacuum processing apparatus
KR102189873B1 (ko) * 2019-09-04 2020-12-11 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
WO2021241869A1 (ko) * 2020-05-29 2021-12-02 주성엔지니어링(주) 기판 처리 장치

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