KR20120124545A - Apparatus for substrate using plasma ion - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마 이온을 이용하여 기판을 처리하도록 하는 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a substrate processing apparatus using plasma ions for treating a substrate using plasma ions.
플라즈마 및 이온 소스는 반도체 웨이퍼, 디스플레이용 유리기판, 솔라셀 제조용 기판을 처리하는 공정에 사용된다. 그리고 이러한 플라즈마 및 이온 소스를 이용한 단위 공정으로는 플라즈마 보강 화학기상증착(PECVD), 반응성 이온 에칭, 플라즈마 표면 개질 및 세정 그리고 스퍼터링과 같은 공정이 있다. Plasma and ion sources are used in processes for processing semiconductor wafers, glass substrates for displays, and substrates for manufacturing solar cells. In addition, unit processes using such plasma and ion sources include processes such as plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), reactive ion etching, plasma surface modification and cleaning, and sputtering.
그리고 플라즈마 및 이온 소스의 종류로는 중공 캐소드 플라즈마 소스, 그리드 이온 소스(gridded ion source), 엔드 홀 이온 소스(end hall ion source), 클로즈드 드리프트 타입의 이온 소스(closed drift type ion source), 임피디드 애노드 타입(impeded anode type) 등이 있다. The types of plasma and ion sources include hollow cathode plasma sources, grid ion sources, end hall ion sources, closed drift type ion sources, and impeded. Or an anode type.
그런데, 종래의 플라즈마 및 이온 소스는 대부분 점 전자 소스(point electron source)를 이용하기 때문에 선형으로 확장시키는 것이 곤란하다. 따라서 대부분 고정된 스테이지 상에서 기판을 처리해야 하므로 기판 처리 효율이 높지 않다. By the way, it is difficult to expand linearly since most plasma and ion sources use a point electron source. Therefore, the substrate processing efficiency is not high because most of the substrate must be processed on a fixed stage.
기판 처리 효율을 높이기 위해서는 기판의 이송 중에 기판에 대한 플라즈마 처리가 이루어지는 것이 적절하다. 하지만 점 전자 소스는 플라즈마를 선형으로 확장시키기 어렵기 때문에 기판의 이송 중에 플라즈마 처리를 수행하는 것이 곤란하다.In order to increase the substrate processing efficiency, it is appropriate to perform a plasma treatment on the substrate during the transfer of the substrate. However, the point electron source is difficult to linearly expand the plasma, which makes it difficult to perform the plasma treatment during the transfer of the substrate.
반면에 애노드 레이어 타입의 이온 소스의 경우는 균일한 이온을 긴 소스 길이에 걸쳐 방사할 수 있다. 하지만 애노드 레이어 타입의 이온 소스는 이온의 전류 밀도가 낮아 사용하기에 제약이 따른다.
On the other hand, in the case of an anode layer type ion source, uniform ions can be radiated over a long source length. However, the anode layer type ion source is limited to use because of low ion current density.
본 발명은 인라인 방식으로 기판에 대한 처리를 수행할 수 있도록 하는 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a substrate processing apparatus using plasma ions that can perform the processing on the substrate in an inline manner.
전술한 목적과 관련된 본 발명의 다른 목적은 인라인 방식으로 복수의 영역에서 선형 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하도록 하고, 각각의 영역에서 발생한 오염물을 효과적으로 배출할 수 있도록 하는 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치를 제공하기 위한 것이다.
Another object of the present invention related to the above object is to provide a substrate processing apparatus using plasma ions to treat the substrate using a linear plasma in a plurality of areas in an inline manner, and to effectively discharge contaminants generated in each area. It is to provide.
본 발명에 따른 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 내부에 구비되며, 상기 공정 챔버의 입구 측으로 진입한 기판에 대하여 처리를 수행하는 제 1플라즈마 이온 소스부; 상기 공정 챔버의 하부에 위치하며, 상기 제 1플라즈마 이온 소스부에서 처리된 기판을 상기 공정 챔버의 출구 측으로 이송시키는 이송부; 상기 공정 챔버의 내부에 구비되며, 상기 이송부에 의하여 상기 제 1플라즈마 이온 소스부로부터 상기 공정 챔버의 출구 측으로 이동하는 상기 기판에 대하여 처리를 수행하는 제 2플라즈마 이온 소스부; 상기 제 1플라즈마 이온 소스부와 상기 제 2플라즈마 이온 소스부 사이에 설치되며, 하단이 상기 공정 챔버의 바닥면으로부터 상기 기판이 이동 가능한 정도로 이격되고, 상기 공정 챔버 내부로 개구된 흡입구가 형성된 격벽을 구비한다.The substrate processing apparatus using the plasma ion according to the present invention comprises a process chamber; A first plasma ion source unit provided inside the process chamber and performing processing on a substrate entering the inlet side of the process chamber; A transfer unit positioned below the process chamber and transferring the substrate processed by the first plasma ion source to an exit side of the process chamber; A second plasma ion source unit provided inside the process chamber and performing processing on the substrate moving from the first plasma ion source unit to the exit side of the process chamber by the transfer unit; A partition wall disposed between the first plasma ion source portion and the second plasma ion source portion and having a lower end spaced apart from the bottom surface of the process chamber so that the substrate can be moved, and having an inlet formed in the process chamber; Equipped.
상기 제 1플라즈마 이온 소스부는 서로 이격된 제 1이온 소스와 제 2이온 소스를 구비하고, 상기 제 1이온 소스와 상기 제 2이온 소스 사이에는 전구체를 상기 기판 측으로 분사하는 제 1가스 공급부가 구비할 수 있다. The first plasma ion source unit may include a first ion source and a second ion source spaced apart from each other, and a first gas supply unit may be provided between the first ion source and the second ion source to inject a precursor toward the substrate. Can be.
상기 제 1이온 소스와 상기 제 2이온 소스는 상기 제 1가스 공급부를 향하여 경사지게 설치할 수 있다. The first ion source and the second ion source may be installed to be inclined toward the first gas supply unit.
상기 제 2플라즈마 이온 소스부는 서로 이격된 제 3이온 소스와 제 4이온 소스를 구비하고, 상기 제 3이온 소스와 상기 제 4이온 소스 사이에는 전구체를 상기 기판 측으로 분사하는 제 2가스 공급부가 공급부를 구비할 수 있다. The second plasma ion source unit may include a third ion source and a fourth ion source spaced apart from each other, and a second gas supply unit configured to supply a precursor to the substrate side between the third ion source and the fourth ion source. It can be provided.
상기 제 3이온 소스와 상기 제 4이온 소스는 상기 제 2가스 공급부를 향하여 경사지게 설치할 수 있다. The third ion source and the fourth ion source may be installed to be inclined toward the second gas supply unit.
상기 공정 챔버의 입구 측에는 버퍼 챔버가 구비되고, 상기 버퍼 챔버에는 상기 기판을 가열하는 히터를 구비할 수 있다. A buffer chamber may be provided at an inlet side of the process chamber, and the buffer chamber may include a heater for heating the substrate.
상기 기판은 트레이에 안착되어 상기 공정 챔버로 진입하고, 상기 이송부는 상기 트레이를 이동시켜 상기 기판이 상기 입구 측에서 상기 출구측으로 이동하도록 할 수 있다.The substrate may be seated in a tray to enter the process chamber, and the transfer part may move the tray so that the substrate moves from the inlet side to the outlet side.
상기 제 1플라즈마 이온 소스부와 상기 제 2플라즈마 이온 소스부는 상기 기판에 대하여 선형의 플라즈마로 박막을 증착할 수 있다.The first plasma ion source unit and the second plasma ion source unit may deposit a thin film in a linear plasma with respect to the substrate.
상기 제 1플라즈마 이온 소스부는 상기 기판에 선형의 플라즈마로 박막을 증착하고, 상기 제 2플라즈마 이온 소스부는 상기 기판의 상기 박막 상에 박막을 선형의 플라즈마로 추가로 증착할 수 있다.The first plasma ion source unit may deposit a thin film in a linear plasma on the substrate, and the second plasma ion source unit may further deposit a thin film in a linear plasma on the thin film of the substrate.
상기 공정 챔버 내부는 1 ~ 50mTorr로 진공 펌핑될 수 있다.The inside of the process chamber may be vacuum pumped to 1 ~ 50mTorr.
상기 공정 챔버 상부에는 진공 펌프가 설치되고, 상기 진공 펌프는 상기 공정 챔버 상부로 진공 펌핑력이 발생하도록 할 수 있다.A vacuum pump may be installed above the process chamber, and the vacuum pump may cause a vacuum pumping force to be generated above the process chamber.
상기 흡입구는 상기 격벽의 하단 일측면에 제 1플라즈마 이온 소스부 측으로 개구된 제 1흡입구와 상기 격벽의 하단 타측면에 상기 제 2플라즈마 이온 소스부 측으로 개구된 상기 제 2흡입구를 구비할 수 있다.The suction port may include a first suction port opened toward the first plasma ion source part on one side of the lower end of the partition wall and the second suction port opened toward the second plasma ion source part on the other end of the bottom of the partition wall.
상기 격벽의 내부에는 상기 진공 펌프 측으로 연결된 흡입로가 형성되고, 상기 제 1흡입구와 상기 제 2흡입구는 상기 흡입로와 연통될 수 있다.An intake passage connected to the vacuum pump side may be formed in the partition wall, and the first suction opening and the second suction opening may communicate with the suction passage.
상기 격벽의 하단 양측면은 상기 기판을 향하여 경사지게 형성되고, 상기 제 1흡입구와 상기 제 2흡입구는 상기 기판을 향하여 경사지게 개구될 수 있다.
Both sides of the lower end of the partition wall may be inclined toward the substrate, and the first suction opening and the second suction opening may be inclined toward the substrate.
본 발명에 따른 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치는 완전방전전류가 이온 소스의 내부에서 외부로 분사되는 형태로 선형 플라즈마를 형성하므로 고밀도의 플라즈마를 형성하여 인라인 방식으로 기판에 대한 처리가 가능하고, 선형 방향으로 플라즈마의 길이를 확장시켜 대면적의 기판에 대한 처리가 가능하며, 저압에서 공정 진행이 가능하여 오염물에 대한 대응에 유리하고, 고속으로 다량의 기판에 대한 처리 및 화학기상증착에 의한 박막 증착이 가능하여 서로 다른 두 개의 영역에서 증착 공정을 수행할 때 상호간의 파티클 및 오염원의 이동을 억제하여 효과적인 반복 증착이 가능하도록 하는 효과가 있다.
In the substrate processing apparatus using the plasma ions according to the present invention, since a linear plasma is formed in such a manner that a complete discharge current is injected from the inside of the ion source to the outside, a high-density plasma is formed to process the substrate in an inline manner. It is possible to process a large-area substrate by extending the length of the plasma in the direction, and it is possible to process at low pressure, and it is advantageous to cope with contaminants. In this way, when the deposition process is performed in two different regions, the particles and the source of contamination are suppressed from each other to effectively repeat the deposition.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ - Ⅰ 선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅱ - Ⅱ 선에 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치에 설치된 격벽의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a perspective view showing a substrate processing apparatus using plasma ions according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 1.
3 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1.
4 is a view for explaining the operation of the partition wall installed in the substrate processing apparatus using the plasma ion according to the embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 이하에서 개시되는 실시예에서는 플라즈마 이온을 이용한 기판 처리장치를 실시예로 하여 설명한다. 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치는 인라인 방식으로 기판을 이동시키며, 선형 플라즈마를 이용하여 기판을 처리한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the embodiments disclosed below, a substrate processing apparatus using plasma ions is described as an embodiment. A substrate processing apparatus using plasma ions according to an embodiment of the present invention moves a substrate in an inline manner, and processes the substrate using linear plasma.
또한 본 실시예에서 기판의 처리 방법은 부분적으로 화학기상증착 공정을 수행하는 것을 실시예로 하지만 그 외의 다른 기판처리공정에서 플라즈마 이온을 이용하는 실시예에도 적용될 수 있다. In addition, in the present embodiment, the method of treating a substrate is partially performed by performing a chemical vapor deposition process, but may be applied to an embodiment using plasma ions in other substrate processing processes.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a substrate processing apparatus using plasma ions according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치는 도 1에 도시된 바와 같이 다수의 챔버들이 연속적으로 배열되고, 기판(10)은 이들 챔버들 사이를 인라인(In-line) 방식으로 이동한다. 그리고 챔버들 사이로 기판(10)이 이동하는 동안 기판(10)에 대한 처리가 이루어진다. In the substrate processing apparatus using plasma ions according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, a plurality of chambers are continuously arranged, and the
그리고 다량의 기판(10)을 동시에 로딩 및 언로딩 하기 위하여 다수개의 기판(10)은 하나의 트레이(20)에 적재되어 이송된다. 기판(10)은 예를 들어 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 그리고 기판(10)에 대한 처리는 옥사이드막의 증착, 나이트라이막의 증착, 마이크로 미정질 실리콘(uC-Si:H) 및 비결정질(a-Si:H) 실리콘 박막을 증착하는 플라즈마 보강 화학기상증착(PECVD; Plasma Enhanced CVD) 공정일 수 있지만, 옥사이드막의 증착, 나이트라이막의 증착, 마이크로 미정질 실리콘, 비결정질 실리콘 또는 화학기상증착에만 한정되지는 않는다. 그리고 트레이(20)에는 기판(10)이 삽입되는 포켓이 형성될 수 있지만, 포켓 없이 기판(10)이 지지되도록 할 수 있다. In addition, in order to simultaneously load and unload a plurality of
한편, 기판(10)이 안착된 트레이(20)의 이송을 위하여 로딩부(100)가 구비된다. 그리고 로딩부(100)에는 제 1버퍼 챔버(200)가 연결된다. 필요한 경우 로딩부(100)로는 공정이 완료된 기판(10)이 언로딩 될 수 있다. 따라서 로딩부(100)는 언로딩부(500)로 기능을 할 수 도 있다. Meanwhile, the loading unit 100 is provided to transfer the
그리고 로딩부(110)에서 언로딩부(500)까지 연장된 스테이지(700)가 구비된다. 이 스테이지(700) 상부에는 로딩부(110)와 언로딩부(500) 그리고 제 1버퍼 챔버(200), 공정 챔버(300) 그리고 제 2버퍼 챔버(400)가 위치한다. A
로딩부(100)에 연결된 제 1버퍼 챔버(200)는 로딩부(100)로부터 전달된 기판(10)을 히팅하는 기능을 수행한다. 따라서 제 1버퍼 챔버(200)에는 히터(210)가 설치될 수 있다. 제 1버퍼 챔버(200)는 복수개로 구비될 수 있다. 제 1버퍼 챔버(200)에서 기판(10)을 소정 온도 이상으로 가열하게 되면 기판(10)에 대한 증착이 보다 신속하고 효율적으로 이루어진다.The
그리고 제 1버퍼 챔버(200)에는 트레이(20)의 이동방향으로 공정 챔버(300)가 연결된다. 공정 챔버(300)는 플라즈마 이온을 발생시켜 기판(10)에 대한 처리를 수행한다. 공정 챔버(300)는 제 1버퍼 챔버(200)보다 길이가 더 길게 구성될 수 있다.In addition, the
공정 챔버(300)의 상부 외측에는 복수개의 진공 펌프(360)가 설치되고, 또한 복수개의 플라즈마 이온 소스부(320)(340)가 공정 챔버(300) 내부 상측에 설치된다. 본 실시예에서 플라즈마 이온 소스부(320)(340)는 선형 플라즈마 이온을 발생시킨다. A plurality of
공정 챔버(300)에서 기판(10)이 반출되는 위치에는 제 2버퍼 챔버(400)가 연결된다. 제 2버퍼 챔버(400)는 공정 수행 후 반출되는 기판(10)에 대한 냉각을 수행할 수 있다. 냉각을 위하여 별도의 냉각장치가 구비될 수 있고, 또는 트레이(20)의 이동 중 자연 냉각이 이루어지도록 할 수 있다. 그리고 이 제 2버퍼 챔버(400)는 복수개로 구비될 수 있다. 제 2버퍼 챔버(400) 다음에는 언로딩부(500)가 구비된다. 하지만 언로딩부(500)는 별도로 구비되지 않고, 제 2버퍼 챔버(400)에서 기판(10)이 안착된 트레이(20)를 전달받은 후 다른 경로를 통하여 트레이(20)를 로딩부(100)로 복귀 시키도록 구성할 수 있다. The
그리고 로딩부(100)에서 언로딩부(500) 까지 기판(10)이 안착된 트레이(20)를 이동시키기 위한 이송부(420)가 챔버들의 하부에 설치된다. 이송부(420)는 컨베이어 방식으로 기판(10)을 이동시킬 수 있고, 그 외에 다른 방법으로 실시될 수 있다.In addition, a transfer part 420 for moving the
이송부(420)를 컨베이어 방식으로 실시하는 경우 이송부(420)는 스테이지(700)에 설치되며, 트레이(20)의 하부를 지지하는 벨트(421)와 이 벨트(421)를 지지하는 롤러(422) 그리고 롤러(422)를 회전시키는 모터(423)를 구비할 수 있다. 다른 실시예로 이송부(420)는 레일과 롤러(422)를 이용하여 트레이(20)를 이동시키도록 할 수 있고, 또 다른 실시예로는 레크와 패니언 기어를 이용하여 트레이(20)를 이동시키도록 할 수 있다. When the conveying unit 420 is carried out in a conveyor method, the conveying unit 420 is installed on the
한편, 이하에서는 플라즈마 이온 소스가 설치된 공정 챔버(300)에 대한 구성을 보다 구체적으로 설명한다. 도 2는 도 1의 Ⅰ - Ⅰ 선에 따른 단면도이고, 도 3은 도 1의 Ⅱ - Ⅱ 선에 따른 단면도이다.Meanwhile, the configuration of the
도 2에 도시된 바와 같이 공정 챔버(300)의 내부에는 공정 챔버(300)의 내부 중 입구(310) 측으로 진입한 기판(10)에 대하여 처리를 수행하는 제 1플라즈마 이온 소스부(320)가 구비되고, 공정 챔버(300)의 내부 중 출구(350) 측에는 이송부(420)에 의하여 제 1플라즈마 이온 소스부(320)로부터 전달된 기판(10)에 대하여 처리를 수행하는 제 2플라즈마 이온 소스부(340)가 구비된다.As shown in FIG. 2, inside the
그리고 제 1플라즈마 이온 소스부(320)와 제 2플라즈마 이온 소스부(340) 사이에는 하단이 트레이(20)의 표면 측으로 근접하도록 설치되어 최소한 기판(10)이 안착된 트레이(20)가 제 1플라즈마 이온 소스부(320)와 제 2플라즈마 이온 소스부(340) 사이를 이동할 수 있을 정도의 폭만큼 바닥과 이격된 격벽(330)이 설치된다. In addition, between the first plasma
이 격벽(330)은 제 1플라즈마 이온 소스부(320)의 영역과 제 2플라즈마 이온 소스부(340) 영역에서 각각 발생한 파티클 또는 오염원이 서로 간에 전달되지 않도록 차단하는 기능을 수행한다. The
또한 격벽(330)의 하단에는 제 1플라즈마 이온 소스부(320) 측으로 개구된 제 1흡입구(331a)가 형성되고, 제 2플라즈마 이온 소스부(340) 측으로 개구된 제 2흡입구(331b)가 형성된다. 그리고 격벽(330)의 내부에는 진공 펌프(360) 측으로 연결된 흡입로(331)가 형성되며, 이 흡입로(331)에 제 1흡입구(331a)와 제 2흡입구(331b)가 연통되어 있다. 그리고 격벽(330)의 하단 양측면은 기판(10)을 향하여 경사지게 형성되어 있고, 제 1흡입구(331a)와 제 2흡입구(331b)는 각각이 기판(10)을 향하여 경사지게 개구될 수 있다. In addition, a
한편, 제 1플라즈마 이온 소스부(320)는 서로 이격된 제 1이온 소스(321)와 제 2이온 소스(322)를 구비하고, 제 1이온 소스(321)와 제 2이온 소스(322) 사이에는 전구체를 기판(10) 측으로 분사하는 제 1가스 공급부(323)가 구비된다. 또한 제 1이온 소스(321)와 제 2이온 소스(322)는 제 1가스 공급부(323)를 향하여 각각이 경사지게 설치되어 선형의 플라즈마 이온이 기판(10) 표면에서 고밀도로 형성되도록 함으로써 보다 효율적인 기판(10) 처리가 이루어지도록 한다.Meanwhile, the first plasma
또한 제 2플라즈마 이온 소스부(340)는 제 1플라즈마 이온 소스부(320)와 동일한 구성으로 구성된다. 즉 제 2플라즈마 이온 소스부(340)도 서로 이격된 제 3이온 소스(341)와 제 4이온 소스(342)를 구비하고, 제 3이온 소스(341)와 제 4이온 소스(342) 사이에는 전구체를 기판(10)측으로 분사하는 제 2가스 공급부(343)가 구비된다. 또한 제 3이온 소스(341)와 상기 제 4이온 소스(342)는 상기 제 2가스 공급부(343)를 향하여 각각이 경사지게 설치된다.In addition, the second plasma
그리고 제 1, 2, 3 그리고 제 4이온 소스(342)는 동일한 구성으로 구비된다. 이 이온소스는 선형의 플라즈마를 형성하기 위하여 비대칭 마그네트론 소스 또는 중공 캐소드 소스 등으로 실시될 수 있다. The first, second, third and
즉 예를 들어 이온 소스는 AC 전원에 연결된 적어도 하나 이상의 전극, 마그네트론과 서로 대면한 복수의 자석으로 구성될 수 있고, 복수의 자석은 방전 공동 내에서 널 자기장 포인트(null magnetic field point)를 생성하고, AC 전원에 연결되는 각각의 플라즈마 비임 소스의 전극은 반사이클 동안 번갈아 가면서 애노드 전극이나 캐소드 전극으로서 기능을 하여 전구체 가스를 이온화 함으로써 기판(10) 표면에서 선형 플라즈마가 발생 되도록 한다.That is, for example, the ion source may consist of at least one electrode connected to an AC power source, a magnetron and a plurality of magnets facing each other, the plurality of magnets creating a null magnetic field point in the discharge cavity and The electrodes of each plasma beam source connected to the AC power source alternately function as an anode electrode or a cathode electrode for half a cycle to ionize the precursor gas so that a linear plasma is generated on the surface of the
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 이온을 이용한 막 기판처리장치의 동작에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the membrane substrate processing apparatus using plasma ions according to the embodiment of the present invention will be described.
기판(10)에 대한 막의 증착등을 위하여 다수개의 기판(10)이 안착된 트레이(20)가 로딩부(100)에 안착된다. 로딩부(100)에 트레이(20)가 안착되면 제 1버퍼 챔버(200)는 게이트(220)를 열고, 이송부(420)는 트레이(20)를 제 1버퍼 챔버(200) 내부로 진입시킨다. 그리고 트레이(20)가 제 1버퍼 챔버(200)로 내부로 진입하면 다음 트레이(20)가 다시 로딩부(100)에 안착된다. In order to deposit a film on the
이에 따라 이송부(420)는 두 번째 트레이(20)를 제 1버퍼 챔버(200) 내부로 진입시킨다. 그리고 계속해서 다음 트레이(20)를 로딩부(100)를 통하여 제 1버퍼 챔버(200) 내부로 진입시킨다. 이와 같이 적어도 2개 이상의 트레이(20)가 제 1버퍼 챔버(200)로 진입하면 제 1버퍼 챔버(200)는 게이트(220)를 닫는다.Accordingly, the transfer unit 420 enters the
한편, 제 1버퍼 챔버(200)는 제 1버퍼 챔버(200) 내부로 진입한 트레이(20)들에 안착된 기판(10)을 가열한다. 따라서 기판(10)은 제 1버퍼 챔버(200)에서 가열된 후 공정 챔버(300)로 진입한다. 공정 챔버(300)로 기판(10)이 트레이(20)에 안착되어 진입할 때 공정 챔버(300) 또는 제 1버퍼 챔버(200)와 공정 챔버(300) 내부는 진공 펌프(360)에 의하여 펌핑된다. 이때의 공정 챔버(300) 또는 제 1버퍼 챔버(200)와 공정 챔버(300) 내부의 진공압력은 1 ~ 50mTorr 일 수 있다. Meanwhile, the
그리고 공정 챔버(300) 내부로 기판(10)이 트레이(20)와 함께 진입하면 제 1플라즈마 이온 소스부(320)의 제 1가스 공급부(323)에서 전구체를 기판(10) 상으로 분사하고, 이와 함께 제 1이온 소스(321)와 제 2이온 소스(322)에는 교류가 인가됨으로써 자기 미러장(magnetic mirror field)으로 플라즈마를 하향(downstream) 발생 시킨다. 이에 따라 선형 플라즈마가 기판(10) 상에 발생하도록 함으로써 막이 기판(10) 상에 1차 증착되도록 한다. When the
이때 격벽(330)에 형성된 제 1흡입구(331a)로 제 1플라즈마 이온 소스부(320)에서 발생한 파티클 및 오염원은 흡입되어 진공 펌프(360)의 펌핑력에 의하여 흡입로(331)를 거쳐 외부로 배출된다.At this time, particles and contaminants generated in the first plasma
계속해서 이송부(420)에 의하여 트레이(20)가 이동하면 트레이(20)는 격벽(330)을 지난 후 제 2플라즈마 이온 소스부(340)의 하측으로 진입한다. 그리고 이때 제 2플라즈마 이온 소스부(340)는 제 1플라즈마 이온 소스부(320)와 동일한 방법으로 플라즈마를 발생시켜 이미 막이 증착된 기판(10) 상에 2차적으로 막이 증착되도록 한다. 그리고 제 2플라즈마 이온 소스부(340)에 의하여 증착이 이루어질 때에도 격벽(330)에 형성된 제 2흡입구(331b)로 제 1플라즈마 이온 소스부(320)에서 발생한 파티클 및 오염원은 흡입되어 진공 펌프(360)의 펌핑력에 의하여 흡입로(331)를 거쳐 외부로 배출된다. Subsequently, when the
한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치에 설치된 격벽의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a view for explaining the operation of the partition wall installed in the substrate processing apparatus using the plasma ion according to the embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이 제 1플라즈마 이온 소스부(320)와 제 2플라즈마 이온 소스부(340)에서 막 증착시에 오염원이 발생할 수 있다. 그러나 이러한 오염원은 격벽(330)의 제 1흡입구(331a)와 제 2흡입구(331b)로 흡입된 후 흡입로(331)를 거쳐서 외부로 배기됨으로써 제 1플라즈마 이온 소스부(320)와 제 2플라즈마 이온 소스부(340)에서 발생한 오염원이 상대측으로 전달되는 것을 차단한다.As shown in FIG. 4, a source of contamination may occur during film deposition in the first plasma
더욱이 본 발명의 실시예에서 진공 펌프(360)는 공정 챔버(300)의 상부에 위치하여 진공 펌핑이 공정 챔버(300)의 상측으로 이루어지도록 구성되어 있고, 격벽(330)의 하단이 경사지게 형성되어 이 경사부분에 흡입구(331a)(331b)들이 형성되어 있기 때문에 격벽(330)과 공정 챔버(300) 바닥 사이의 이격 공간으로 오염원이 서로 간의 영역으로 이동하는 것을 차단하게 되어 오염원이 각각의 플라즈마 이온 소스부(320)(340) 측을 오염시키는 것을 효과적으로 차단한다.Furthermore, in the embodiment of the present invention, the
이상과 같은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치는 인라인 방식으로 기판에 대한 박막 증착과 같은 처리가 이루어지도록 할 수 있으며, 박막 증착시에는 박막의 상하 방향으로의 두께를 2개의 플라즈마 이온 소스부를 이용하여 분할하여 증착할 수 있다. 따라서 상대적으로 두꺼운 후막을 기판의 이송 속도를 조절함으로서 형성할 수 있고, 또는 상대적으로 얇은 초박막은 하나의 플라즈마 이온 소스부를 이용하여 형성할 수 있기 때문에 기능성의 가변성이 매우 우수하다. 더욱이 인라인 방식은 연속적으로 기판을 처리할 수 있기 때문에 기판 처리 생산성이 매우 우수한 이점도 있다.The substrate processing apparatus using the plasma ions according to the embodiment of the present invention as described above may be processed such as thin film deposition on the substrate in an inline manner, and when the thin film is deposited, the thickness of the thin film in the vertical direction is two The deposition may be performed by using a plasma ion source unit. Therefore, a relatively thick thick film can be formed by controlling the transfer speed of the substrate, or a relatively thin ultra-thin film can be formed using one plasma ion source portion, so the variability in functionality is excellent. Moreover, the in-line method can process substrates continuously, so the substrate processing productivity is very good.
이상의 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
The embodiments of the present invention have been described through the embodiments described in the drawings and the detailed description of the present invention, but these are merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains have various modifications and equivalents therefrom. Examples are possible. Therefore, the technical protection scope of the present invention will be defined by the appended claims.
100...로딩부
200...제 1버퍼 챔버
300...공정 챔버
330...격벽
331a...제 1흡입구
331b...제 2흡입구
400...제 2버퍼 챔버
500...언로딩부
600...이송부
700...스테이지100 ... loading section
1st buffer chamber
300 ... process chamber
330 bulkhead
331a ... first inlet
331b ... second intake
400 ... second buffer chamber
500 ... Unloading Section
600 ...
700 ... Stage
Claims (14)
상기 공정 챔버의 내부에 구비되며, 상기 공정 챔버의 입구 측으로 진입한 기판에 대하여 처리를 수행하는 제 1플라즈마 이온 소스부;
상기 공정 챔버의 하부에 위치하며, 상기 제 1플라즈마 이온 소스부에서 처리된 기판을 상기 공정 챔버의 출구 측으로 이송시키는 이송부;
상기 공정 챔버의 내부에 구비되며, 상기 이송부에 의하여 상기 제 1플라즈마 이온 소스부로부터 상기 공정 챔버의 출구 측으로 이동하는 상기 기판에 대하여 처리를 수행하는 제 2플라즈마 이온 소스부;
상기 제 1플라즈마 이온 소스부와 상기 제 2플라즈마 이온 소스부 사이에 설치되며, 하단이 상기 공정 챔버의 바닥면으로부터 상기 기판이 이동 가능한 정도로 이격되고, 상기 공정 챔버 내부로 개구된 흡입구가 형성된 격벽을 구비하는 플라즈마 이온을 이용한 기판처리장치.
Process chambers;
A first plasma ion source unit provided inside the process chamber and performing processing on a substrate entering the inlet side of the process chamber;
A transfer unit positioned below the process chamber and transferring the substrate processed by the first plasma ion source to an exit side of the process chamber;
A second plasma ion source unit provided inside the process chamber and performing processing on the substrate moving from the first plasma ion source unit to the exit side of the process chamber by the transfer unit;
A partition wall disposed between the first plasma ion source portion and the second plasma ion source portion and having a lower end spaced apart from the bottom surface of the process chamber so that the substrate can be moved, and having an inlet formed in the process chamber; A substrate processing apparatus using plasma ions provided.
The method of claim 1, wherein the first plasma ion source unit has a first ion source and a second ion source spaced apart from each other, and the first ion source and the second ion source between the first ion source for injecting a precursor toward the substrate side 1 A substrate processing apparatus using plasma ions provided with a gas supply unit.
The substrate processing apparatus of claim 2, wherein the first ion source and the second ion source are inclined toward the first gas supply unit.
The semiconductor device of claim 1, wherein the second plasma ion source unit comprises a third ion source and a fourth ion source spaced apart from each other, and between the third ion source and the fourth ion source, sprays a precursor toward the substrate. 2. A substrate treating apparatus using plasma ions provided with a gas supply unit.
The substrate processing apparatus of claim 2, wherein the third ion source and the fourth ion source are inclined toward the second gas supply unit.
The substrate processing apparatus of claim 1, wherein a buffer chamber is provided at an inlet side of the process chamber, and a buffer is provided at the buffer chamber.
The substrate processing apparatus of claim 1, wherein the substrate is mounted on a tray to enter the process chamber, and the transfer unit moves the tray to move the substrate from the inlet side to the outlet side.
The substrate processing apparatus of claim 1, wherein the first plasma ion source portion and the second plasma ion source portion deposit a thin film in a linear plasma with respect to the substrate.
The plasma of claim 8, wherein the first plasma ion source portion deposits a thin film in a linear plasma on the substrate, and the second plasma ion source portion further deposits a thin film in a linear plasma on the thin film of the substrate. Substrate treatment apparatus using ions.
The substrate processing apparatus of claim 1, wherein the inside of the process chamber is vacuum pumped to 1 to 50 mTorr.
The substrate processing apparatus of claim 1, wherein a vacuum pump is installed on the process chamber, and the vacuum pump generates a vacuum pumping force on the process chamber.
According to claim 1, wherein the suction port is the first suction port which is opened to the side of the first plasma ion source portion on one side of the lower end of the partition wall and the second suction port opened to the second plasma ion source portion side on the other side of the lower end of the partition wall. Substrate processing apparatus using a plasma ion having a.
The substrate processing apparatus of claim 12, wherein a suction passage connected to the vacuum pump is formed inside the partition wall, and the first suction opening and the second suction opening communicate with the suction passage.
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