KR20130117994A - 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 - Google Patents

플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 전극의 회전 운동을 이용해 플라즈마를 형성하여 플라즈마 밀도를 균일하게 할 수 있도록 한 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지 수단; 및 상기 기판 지지 수단의 상부에 배치된 플라즈마 전극의 회전 운동을 이용해 기판 상에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 형성 수단을 포함하여 구성된다.

Description

플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PLASMA PROCESSING}
본 발명은 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 플라즈마 밀도를 균일하게 할 수 있도록 한 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 처리 장치에는 박막 증착을 위한 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장치 또는 스퍼터(Sputter) 장치, 증착된 박막을 식각하여 패터닝하는 식각 장치 등이 있다. 이러한, 플라즈마 처리 장치는 고주파 전력의 인가 방식에 따라 용량 결합형 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma, CCP) 방식과 유도 결합형 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP) 방식으로 나눌 수 있다.
용량 결합형 방식은 서로 대향하는 평행 평판 전극에 고주파 전력을 인가하여 전극 사이에 형성되는 전기장을 이용하여 플라즈마를 발생시키는 방식이고, 유도 결합형 플라즈마 방식은 안테나에 의하여 유도되는 유도 자기장(Inductive Field)을 이용하여 플라즈마를 발생시키는 방식이다.
도 1은 일반적인 유도 결합형 플라즈마 방식의 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 유도 결합형 플라즈마 방식의 플라즈마 처리 장치는 챔버(Chamber; 10), 챔버 리드(Chamber lid; 20), 기판 지지 수단(30), 안테나(40), 및 고주파 전력 공급부(50)를 구비한다.
챔버(10)는 상부 개구부를 가지도록 형성되어 플라즈마 처리 공정을 위한 밀폐된 반응 공간을 제공한다. 이러한 챔버(10)의 일측 벽에는 가스 공급관(12)이 연결되고, 챔버(10)의 일측 바닥면에는 배기관(14)이 연결된다.
챔버 리드(20)는 챔버(10)의 상부 개구부를 덮도록 챔버(10)의 상부에 설치된다. 이러한 챔버 리드(20)는 세라믹 재질로 이루어져 챔버(10) 내부에 유도 자기장가 형성되도록 한다.
기판 지지 수단(30)은 챔버 리드(20)에 대향되도록 챔버(10)의 내부에 설치되어 기판(S)을 지지한다.
안테나(40)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 코일이 나선형으로 감긴 형태를 가지도록 챔버 리드(20)의 상부에 배치된다. 이때, 안테나(40)의 중심부는 전력 공급선을 통해 고주파 전력 공급부(50)에 전기적으로 접속되고, 안테나(40)의 끝단은 접지된다. 이러한, 안테나(40)는 고주파 전력 공급부(50)로부터 공급되는 고주파 전력을 이용하여 챔버(10) 내부에 유도 자기장를 형성함으로써 챔버(10)의 반응 공간에 공급된 공정가스를 플라즈마 상태로 변화시킨다.
고주파 전력 공급부(50)는 고주파 전력을 생성하여 안테나(40)에 공급한다.
이러한, 일반적인 유도 결합형 플라즈마 방식의 플라즈마 처리 장치는 안테나(40)에 고주파 전력을 공급하여 챔버(10)의 반응 공간에 유도 자기장을 형성시켜 플라즈마를 형성함으로써 기판(S)에 대한 플라즈마 처리(식각 또는 증착)를 수행하게 된다. 즉, 안테나(40)에 고주파 전력이 인가되면, 안테나(40)가 이루는 평면과 수직 방향의 시간적으로 변화하는 자기장이 형성되며, 상기 자기장은 챔버(10)의 반응공간에 유도 전기장을 형성하고, 상기 유도 전기장은 전자들과 챔버(10) 내의 중성 기체 입체들을 충돌시켜 기판(S) 상에 플라즈마를 발생시킴으로써 상기 플라즈마의 작용에 의해 플라즈마 처리 공정이 수행되도록 한다.
그러나, 종래의 플라즈마 처리장치는 하나의 코일 형태로 이루어진 안테나(40)에 흐르는 전류 량이 동일하기 때문에 유도 전기장의 분포 조절이 어려워 기판(S) 상에 형성되는 플라즈마 밀도가 불균일하게 된다. 즉, 종래의 플라즈마 처리장치는 챔버(10)의 반응 공간 내벽에서의 이온 및 전자의 손실로 인하여 기판(S)의 중심 영역에서는 높은 플라즈마 밀도를 가지는 반면에, 챔버(10) 내벽에 가까운 부분에서는 낮은 플라즈마 밀도를 가지게 된다. 따라서, 종래의 플라즈마 처리장치는 플라즈마 밀도를 균일하게 제어하는데 어려움이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 플라즈마 전극의 회전 운동을 이용해 플라즈마를 형성하여 플라즈마 밀도를 균일하게 할 수 있도록 한 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지 수단; 및 상기 기판 지지 수단의 상부에 배치된 플라즈마 전극의 회전 운동을 이용해 기판 상에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 형성 수단을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 공정 챔버의 상부에 마련된 상부 개구부를 밀봉하는 챔버 리드를 더 포함하여 구성되고, 상기 플라즈마 형성 수단은 상기 챔버 리드의 상부에 회전 가능하게 배치된 상기 플라즈마 전극; 상기 플라즈마 전극을 지지하는 회전 축; 상기 회전 축을 회전시켜 상기 플라즈마 전극을 회전시키는 전극 회전 부재; 및 상기 플라즈마 전극에 플라즈마 전원을 공급하는 플라즈마 전원 공급부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 플라즈마 전극은 일정한 두께를 가지는 판 형태, 중심부로부터 가장자리 부분으로 갈수록 두께가 증가하는 판 형태, 중심부가 볼록한 형태, 및 중심부가 오목한 형태 중 어느 한 형태를 가질 수 있다.
상기 챔버 리드의 상면과 상기 플라즈마 전극의 하면은 동일한 간격을 가지도록 대향되고, 상기 챔버 리드와 상기 플라즈마 전극은 일정한 두께를 가지는 판 형태, 중심부로부터 가장자리 부분으로 갈수록 두께가 증가하는 판 형태, 중심부가 볼록한 형태, 및 중심부가 오목한 형태 중 어느 한 형태를 가질 수 있다.
상기 플라즈마 전극은 상기 회전 축에 설치된 적어도 하나의 날개부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 플라즈마 전극은 프로펠러(Propeller) 형태, 임펠러(Impeller) 형태, 또는 터빈(Turbine) 형태를 가지도록 상기 회전 축에 일정한 간격으로 설치된 복수의 날개부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 플라즈마 처리 장치는 상기 공정 챔버의 상부에 마련된 상부 개구부를 덮는 챔버 리드를 더 포함하여 구성되고, 상기 플라즈마 형성 수단은 상기 기판 지지 수단에 직접적으로 대향되도록 상기 챔버 리드의 하부에 회전 가능하게 배치되어 상기 기판 지지 수단 상에 공정 가스를 분사하는 상기 플라즈마 전극; 상기 플라즈마 전극을 지지하고, 상기 플라즈마 전극에 공정 가스를 공급하는 회전 축; 상기 회전 축을 회전시켜 상기 플라즈마 전극을 회전시키는 전극 회전 부재; 및 상기 플라즈마 전극에 플라즈마 전원을 공급하는 플라즈마 전원 공급부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 플라즈마 전극은 상기 회전 축으로부터 공정 가스가 공급되는 가스 공간을 가지도록 형성된 전극 프레임; 및 상기 가스 공간에 연통되도록 상기 전극 프레임의 하면에 형성된 복수의 가스 분사 홀을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 전극 프레임은 일정한 두께를 가지는 형태, 중심부로부터 가장자리 부분으로 갈수록 두께가 증가하는 형태, 중심부가 볼록한 형태, 및 중심부가 오목한 형태 중 어느 한 형태를 가질 수 있다.
상기 플라즈마 전극은 상기 회전 축에 설치된 적어도 하나의 날개부를 포함하여 구성되며, 상기 날개부는 상기 회전 축으로부터 공정 가스가 공급되는 가스 공간을 가지도록 형성된 전극 프레임; 및 상기 가스 공간에 연통되도록 상기 전극 프레임의 하면에 형성된 복수의 가스 분사 홀을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 전극 프레임은 편평한 형태, 소정 각도로 비틀린 형태, 또는 나선 형태를 가질 수 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 처리 방법은 공정 챔버의 내부에 설치된 기판 지지 수단에 기판을 로딩하여 고정하는 단계; 상기 공정 챔버의 반응 공간에 공정 가스를 분사하는 단계; 및 상기 기판 지지 수단의 상부에 배치된 플라즈마 전극의 회전 운동을 이용해 상기 반응 공간에 플라즈마를 발생시키는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 플라즈마를 발생시키는 단계는 상기 공정 챔버의 상부 개구부를 밀봉하는 챔버 리드의 상부에 배치된 상기 플라즈마 전극에 플라즈마 전원을 공급하는 단계; 및 상기 플라즈마 전극을 회전시킴으로써 상기 플라즈마 전원에 의한 전기장을 변화시켜 유도 전계를 생성하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 플라즈마 전극은 상기 공정 챔버의 상부 개구부를 밀봉하는 챔버 리드의 하부에 배치되어 상기 기판 지지 수단에 직접적으로 대향되며, 상기 공정 챔버의 반응 공간에 공정 가스를 분사하는 단계는 상기 플라즈마 전극에 상기 공정 가스를 공급하여 상기 반응 공간에 분사할 수 있다.
상기 플라즈마 전극은 0.1㎐ ~ 400㎑ 범위의 회전 주파수에 기초하여 회전될 수 있다.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법은 플라즈마 전원이 인가되는 플라즈마 전극을 회전시킴으로써 높은 균일도를 가지는 고밀도의 용량 결합형 플라즈마를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법은 날개 형태의 플라즈마 전극을 회전시켜 펄스 형태의 플라즈마를 형성함으로써 플라즈마 처리 공정을 용이하게 제어할 수 있다.
도 1은 일반적인 유도 결합형 플라즈마 방식의 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 안테나 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 회전 플라즈마 전극을 설명하기 위한 정면 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 회전 플라즈마 전극의 회전에 따라 형성되는 전기장을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 3 및 도 4에 도시된 회전 플라즈마 전극의 제 1 변형 실시 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 도 3 및 도 4에 도시된 회전 플라즈마 전극의 제 2 변형 실시 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 도 3 및 도 4에 도시된 회전 플라즈마 전극의 제 3 변형 실시 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 도 3 및 도 4에 도시된 회전 플라즈마 전극의 제 4 변형 실시 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10a 및 도 10b는 도 9에 도시된 날개부의 변형 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 12a 및 도 12b는 도 11에 도시된 회전 플라즈마 전극을 설명하기 위한 후면 사시도 및 단면도이다.
도 13은 도 11에 도시된 회전 플라즈마 전극의 제 1 변형 실시 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 14는 도 11에 도시된 회전 플라즈마 전극의 제 2 변형 실시 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 15는 도 11에 도시된 회전 플라즈마 전극의 제 3 변형 실시 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 16은 도 11에 도시된 회전 플라즈마 전극의 제 4 변형 실시 예를 설명하기 위한 배면 사시도이다.
이하, 도면을 참조로 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치(100)는 공정 챔버(110), 기판 지지 수단(120), 챔버 리드(130), 및 플라즈마 형성 수단(140)을 포함하여 구성된다.
공정 챔버(110)는 상부 개구부를 가지도록 형성되어 플라즈마 처리 공정을 위한 밀폐된 반응 공간을 제공한다. 상기 공정 챔버(110)의 적어도 일측 바닥면에는 적어도 하나의 배기관(112)이 연결된다.
상기 공정 챔버(110)에 의해 제공되는 반응 공간에는 외부의 가스 공급 수단(미도시)으로부터 기판(S)에 대한 플라즈마 처리 공정을 수행하기 위한 공정 가스가 공급된다. 상기 가스 공급 수단은 공정 챔버(110)의 일측 벽을 관통하여 상기 반응 공간에 연통된 가스 공급관(114)을 통해 공정 가스를 상기 반응 공간에 공급한다. 한편, 상기 가스 공급관(114)은 챔버 리드(130)의 중앙부에 연통되도록 설치될 수도 있다.
기판 지지 수단(120)은 챔버 리드(130)에 대향되도록 챔버(110)의 내부 바닥면에 설치되어 기판(S)을 지지한다. 이때, 기판 지지 수단(120)의 하면과 공정 챔버(110)의 바닥면 사이에는 밀폐 수단(116)이 설치될 수 있다.
상기 기판(S)은 반도체 기판(또는 웨이퍼), 표시 패널용 기판, 또는 태양전지용 기판 등이 될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(S)은 300mm 이상의 직경을 가지는 반도체 웨이퍼일 수 있다.
상기 기판 지지 수단(120)은 외부의 척킹/디척킹 전원 공급부(122)로부터 인가되는 척킹 전압에 의해 기판(S)을 척킹하고, 상기 척킹/디척킹 전원 공급부(122)로부터 인가되는 디척킹 전압에 의해 척킹된 기판(S)을 디척킹하는 정전척으로 이루어질 수 있다.
상기 기판 지지 수단(120)은 헬륨 가스 라인(미도시)을 더 포함하여 이루어지며, 상기 헬륨 가스 라인은 기판(S)의 디척킹시 기판(S)과 기판 지지 수단(120) 사이에 헬륨 가스를 공급함으로써 기판(S)이 기판 지지 수단(120)으로부터 용이하게 디척킹되도록 한다.
상기 기판 지지 수단(120)은 냉각 라인(미도시)을 더 포함하여 이루어지며, 상기 냉각 라인은 냉각 물질의 순환을 통해 기판 지지 수단(120)을 일정한 온도로 유지시킨다.
상기 기판 지지 수단(120)은 커버 링(124)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 커버 링(124)은 기판(S)이 안착되는 기판 지지 수단(120)의 기판 안착 영역을 제외한 나머지 영역을 덮음으로써 반응 공간에 형성되는 플라즈마(P)로부터 상기 기판 지지 수단(120)의 나머지 영역, 즉 가장자리 영역과 그 측면을 보호하는 역할을 한다. 이를 위해, 커버 링(124)은 절연 재질(예를 들어, 세라믹 재질)로 이루어질 수 있다.
한편, 전술한 기판 지지 수단(120)은 바이어스(Bias) 전원 케이블(125)을 통해 바이어스 전원 공급부(126)에 전기적으로 접속될 수 있다.
바이어스 전원 공급부(126)는 기판 지지 수단(120)에 바이어스 전원을 인가하여 기판 지지 수단(120) 상에 전계를 형성함으로써 반응 공간에 형성되는 플라즈마(P)가 챔버 리드(130)의 주변에 머물지 않고 기판(S) 상에 형성되도록 한다. 이때, 바이어스 전원은 고주파 전력으로써, LF(Low Frequency) 전력, MF(Middle Frequency), 또는 HF(High Frequency) 전력이 될 수 있다. 예를 들어, LF 전력은 3㎑ ~ 300㎑ 범위의 주파수를 가지고, MF 전력은 300㎑ ~ 3㎒ 범위의 주파수를 가지며, HF 전력은 3㎒ ~ 30㎒ 범위의 주파수를 가질 수 있다.
상기 바이어스 전원 케이블(125)에는 임피던스 매칭 수단(127)이 설치될 수 있다. 상기 임피던스 매칭 수단(127)은 기판 지지 수단(120)과 바이어스 전원 공급부(126) 간의 임피던스를 매칭시킨다.
상기 챔버 리드(130)는 공정 챔버(110)의 상부 개구부를 덮도록 설치되어 기판 지지 수단(120)과 대향된다. 이러한 상기 챔버 리드(130)는 절연 재질, 예를 들어 세라믹 재질로 이루어져 공정 챔버(110)의 내부에 유도 전자계가 형성되도록 한다. 이때, 공정 챔버(110)의 상면과 챔버 리드(130)의 하면 사이에는 진공 실링 부재(132)가 설치된다. 상기 진공 실링 부재(132)는 오-링(O-ring)이 될 수 있다.
플라즈마 형성 수단(140)은 상기 챔버 리드(130)의 상부에 설치되어 시간 변화에 따른 유도 자기장(Induction field)을 생성하여 기판 지지 수단(120)과 챔버 리드(130) 사이의 공간에 플라즈마(P)를 형성한다. 즉, 플라즈마 형성 수단(140)은 시간에 따라 전기장(E-Field)을 변화시켜 시간의 변화에 따른 유도 자기장이 챔버 리드(130)를 투과하여 반응 공간에 주입된 공정 가스를 방전시킴으로써 상기 반응 공간에 플라즈마를 형성한다. 이를 위해, 플라즈마 형성 수단(140)은 회전 플라즈마 전극(141), 회전 축(143), 전극 회전 부재(145), 플라즈마 전원 공급부(147), 및 임피던스 매칭부(149)를 포함하여 구성된다.
회전 플라즈마 전극(141)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 일정한 두께를 가지는 원판 형태로 형성되어 챔버 리드(130)의 상면에 대향되도록 설치된다. 상기 회전 플라즈마 전극(141)은 전도성 재질로 형성된다. 이러한 회전 플라즈마 전극(141)은 제 1 커버(150)에 의해 둘러싸인다. 상기 제 1 커버(150)는 공정 챔버(110)의 상부에 설치되어 챔버 리드(130) 및 회전 플라즈마 전극(141)을 덮는다.
회전 축(143)은 제 1 커버(150)를 관통해 회전 플라즈마 전극(141)에 연결되어 회전 플라즈마 전극(141)을 지지함과 아울러 회전시킨다.
전극 회전 부재(145)는 회전 축(143)에 접속되어 회전 축(143)을 회전시킴으로써 회전 플라즈마 전극(141)을 소정의 회전 주파수(f) 및 소정 주기(T=1/f)로 회전시킨다. 이때, 회전 플라즈마 전극(141)의 회전 주파수는 0.1㎐ ~ 400㎑ 범위로 설정되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 축 회전 부재(145)는 모터(145a) 및 회전 변속 부재(145b)를 포함하여 구성된다.
모터(145a)는 제 1 커버(150)를 덮는 제 2 커버(160) 상에 설치되어 소정의 회전 주파수 및 소정 주기를 가지는 모터 구동 신호에 따라 회전된다.
회전 변속 부재(145b)는 모터(145a)에 의해 제공되는 회전력에 기초하여 회전 축(143)을 일정한 속도로 회전시킴으로써 회전 축(143)에 지지된 회전 플라즈마 전극(141)이 소정의 회전 주파수(f) 및 소정 주기(T=1/f)로 회전되도록 한다.
플라즈마 전원 공급부(147)는 플라즈마 전원을 생성하여 회전 플라즈마 전극(141)에 공급함으로써 회전 플라즈마 전극(141)에 RF 전기장을 형성한다. 즉, 플라즈마 전원 공급부(147)는 급전 부재(147a)를 통해 회전 축(143)에 전기적으로 접속되어 급전 부재(147a)와 회전 축(143)을 통해 회전 플라즈마 전극(141)에 플라즈마 전원을 공급한다. 이 경우, 상기 급전 부재(147a)는 축 커플링 부재(147b)에 의해 회전 축(143)에 전기적으로 접속될 수 있다. 상기 축 커플링 부재(147b)는 브러쉬(Brush) 방식 또는 커패시터 커플링(Capacitor coupling) 방식에 따라 급전 부재(147a)로부터 공급되는 플라즈마 전원을 회전 축(143)에 공급한다.
상기 플라즈마 전원은 고주파 전력으로써, HF(High Frequency) 전력 또는 VHF(Very High Frequency) 전력이 될 수 있다. 예를 들어, HF 전력은 3㎒ ~ 30㎒ 범위의 주파수를 가지며, VHF 전력은 30㎒ ~ 150㎒ 범위의 주파수를 가질 수 있다.
임피던스 매칭부(149)는 급전 부재(147a)에 접속된 제 1 및 제 2 임피던스 소자(Z1, Z2)를 이용하여 플라즈마 전원, 즉 고주파 전력의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시킨다. 이때, 제 1 및 제 2 임피던스 소자(Z1, Z2) 각각은 커패시터 및 인덕터 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.
이와 같은 플라즈마 형성 수단(140)은 회전 플라즈마 전극(141)에 플라즈마 전원을 인가하면서 전극 회전 부재(145)를 이용해 회전 플라즈마 전극(141)을 회전시킴으로써 기판(S) 상에 높은 균일도를 가지는 고밀도의 플라즈마(P)를 형성해 라디칼(Radical) 등의 화학종을 생성하여 박막 증착 공정 또는 박막 식각 공정과 같은 플라즈마 처리 공정이 수행되도록 한다. 즉, 회전 플라즈마 전극(141)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 플라즈마 전원에 따라 기판(S) 상에 수직한 RF 전기장을 형성하고, 전극 회전 부재(145)에 의한 회전에 따라 회전 각 속도(ω) 및 회전 주기로 시간 변화에 따른 유도 자기장 성분을 형성한다. 이에 따라, 공정 챔버(110)의 반응 공간에는 회전 플라즈마 전극(141)의 회전 운동에 의한 시간 변화에 따라 형성되는 유도 자기장 성분에 의해 유도 전기장이 형성되고, 상기 유도 전기장에 의해 기판(S) 상에 높은 균일도를 가지는 고밀도의 플라즈마(P)가 형성된다. 따라서, 공정 챔버(110)에서는 상기 플라즈마(P)의 작용에 따른 박막 증착 공정 또는 박막 식각 공정이 수행된다. 결과적으로, 전술한 플라즈마 형성 수단(140)의 회전 플라즈마 전극(141)은 용량 결합형 플라즈마용 전극이지만, 회전함에 따라 유도 전기장 성분을 형성하여 기판(S) 상에 고밀도의 용량 결합형 플라즈마를 형성하는 역할을 한다.
이상과 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치(100)를 이용한 플라즈마 처리 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기판 지지 수단(120)에 기판(S)을 로딩하고, 기판 지지 수단(120)에 척킹 전압을 인가하여 기판 지지 수단(120) 상에 로딩된 기판(S)을 기판 지지 수단(120)에 정전 흡착하여 고정한다.
그런 다음, 공정 챔버(110)의 반응 공간에 공정 가스를 주입함과 아울러 회전 플라즈마 전극(141)에 플라즈마 전원을 인가하면서 회전 플라즈마 전극(141)을 소정의 각 속도로 회전시킴으로써 회전 플라즈마 전극(141)에 의해 형성되는 RF 전기장 및 유도 자기장 성분을 통해 반응 공간에 유도 전기장을 형성하여 기판(S) 상에 플라즈마(P)를 형성해 기판(S)에 대한 플라즈마 처리 공정을 수행한다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법은 전술한 바와 같이 용량 결합형 플라즈마용 회전 플라즈마 전극(141)을 회전시킴으로써 기판(S) 상의 전영역에 걸쳐 높은 균일도를 가지는 고밀도의 용량 결합형 플라즈마(P)를 형성할 수 있다.
도 6 내지 도 9 각각은 도 3 및 도 4에 도시된 회전 플라즈마 전극의 다양한 변형 실시 예들을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
제 1 변형 실시 예에 따른 회전 플라즈마 전극(141)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 중심부로부터 가장자리 부분으로 갈수록 증가하는 두께를 가지도록 원판 형태로 형성된다. 이 경우, 상기 회전 플라즈마 전극(141)의 하부에 대향 배치되는 챔버 리드(130)는 상기 회전 플라즈마 전극(141)의 하면과 동일한 형태를 가지도록 형성된다. 이로 인해, 챔버 리드(130)의 상면과 상기 회전 플라즈마 전극(141)의 하면은 동일한 간격을 가지도록 대향된다. 한편, 상기 챔버 리드(130)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 평판 형태로 형성될 수도 있다.
제 2 변형 실시 예에 따른 회전 플라즈마 전극(141)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 원판 형태로 형성되되, 중심부가 가장자리 부분으로부터 볼록하게 돌출된 형태로 형성된다. 즉, 상기 회전 플라즈마 전극(141)은 반구 형태 또는 돔(Dome) 형태를 가지도록 형성된다. 이 경우, 상기 회전 플라즈마 전극(141)의 하부에 대향 배치되는 챔버 리드(130)는 상기 회전 플라즈마 전극(141)의 하면과 동일한 돔(Dome) 형태를 가지도록 형성된다. 이로 인해, 챔버 리드(130)의 상면과 상기 회전 플라즈마 전극(141)의 하면은 동일한 간격을 가지도록 대향된다. 한편, 상기 챔버 리드(130)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 평판 형태로 형성될 수도 있다.
제 3 변형 실시 예에 따른 회전 플라즈마 전극(141)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 원판 형태로 형성되되, 중심부가 가장자리 부분으로부터 오목하게 함몰된 형태로 형성된다. 즉, 상기 회전 플라즈마 전극(141)은 오목한 반구 형태 또는 하부 방향의 돔(Dome) 형태를 가지도록 형성된다. 이 경우, 상기 회전 플라즈마 전극(141)의 하부에 대향 배치되는 챔버 리드(130)는 상기 회전 플라즈마 전극(141)의 하면과 동일한 형태를 가지도록 형성된다. 이로 인해, 챔버 리드(130)의 상면과 상기 회전 플라즈마 전극(141)의 하면은 동일한 간격을 가지도록 대향된다. 한편, 상기 챔버 리드(130)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 평판 형태로 형성될 수도 있다.
제 4 변형 실시 예에 따른 회전 플라즈마 전극(141)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 회전 축(143)에 설치된 적어도 하나의 날개부(141a)로 이루어진다.
상기 날개부(141a)는 평면을 기준으로, 회전 축(143)으로부터 멀어질수록 증가하는 면적 및/또는 두께를 가지도록 형성된다. 이때, 상기 날개부(141a)의 일측 폭이 타측보다 좁은 폭을 가지도록 형성된다. 이러한 날개부(141a)는 평판 형태로 형성되어 하면 전체가 챔버 리드에 대향된다.
상기 회전 플라즈마 전극(141)은 회전 축(143)에 설치된 하나의 날개부(141a)로 이루어질 수 있지만, 회전 축(143)에 일정한 간격으로 설치된 복수의 날개부(141a)로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 회전 플라즈마 전극(141)은 2개~ 100개의 날개부(141a)로 이루어질 수 있다.
한편, 제 4 변형 실시 예에 따른 회전 플라즈마 전극(141)에 있어서, 상기 날개부(141a)는 평판 형태로 형성되는 것을 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 도 10a에 도시된 바와 같이, 소정 각도로 비틀린 형태 또는 나선 형태로 형성되어 회전 축(143)의 측면에 일정한 간격으로 설치되거나, 도 10b에 도시된 바와 같이, 직사각 형태의 판 형태로 형성되어 회전 축(143)의 측면에 소정 기울기를 가지도록 일정한 간격으로 설치될 수 있다. 결과적으로, 상기 회전 플라즈마 전극(141)가 복수의 날개부(141a)로 이루어지는 경우, 상기 회전 플라즈마 전극(141)은 프로펠러(Propeller) 형태, 임펠러(Impeller) 형태, 또는 터빈(Turbine) 형태로 형성될 수 있다.
전술한 도 9, 도 10a, 및 도 10b에 도시된 제 4 변형 실시 예에 따른 회전 플라즈마 전극(141)을 포함하는 플라즈마 처리 장치는 날개부(141a)의 회전에 따라 기판(S) 상에 플라즈마를 형성하게 되는데, 이때, 상기 플라즈마는 날개부(141a)의 회전에 의해 펄스 형태로 형성되게 된다. 즉, 상기 회전 플라즈마 전극(141)에 플라즈마 전원을 인가하면서 상기 회전 플라즈마 전극(141)을 낮은 회전 주파수, 예를 들어 0.1㎐ ~ 200㎐에 따라 회전시킬 경우, 상기 날개부(141a)의 회전에 따라 의해 기판(S) 상에는 펄스 형태의 플라즈마가 형성되게 된다. 이에 따라, 상기 플라즈마 처리 장치는 펄스 형태의 플라즈마를 이용해 플라즈마 처리 공정, 즉 박막 증착 공정 및 박막 식각 공정을 수행함으로써 플라즈마 처리 공정을 용이하게 제어할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치(200)는 공정 챔버(110), 기판 지지 수단(120), 챔버 리드(230), 및 플라즈마 형성 수단(240)을 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 가지는 상기 플라즈마 처리 장치(200)에서 챔버 리드(230)와 플라즈마 형성 수단(240)을 제외한 나머지 구성들은 전술한 도 3에 도시된 플라즈마 처리 장치(100)와 동일하므로 이들에 대한 중복 설명은 생략하기로 하고, 이하 동일한 도면 부호를 부여하기로 한다.
챔버 리드(230)는 공정 챔버(110)의 상부 개구부를 덮도록 설치되어 기판 지지 수단(120)과 대향된다. 이러한 상기 챔버 리드(130)는 절연 재질 또는 금속 물질로 이루어져 전기적으로 접지된다. 이때, 공정 챔버(110)의 상면과 챔버 리드(230)의 하면 사이에는 진공 실링 부재(232)가 설치된다. 상기 진공 실링 부재(232)는 오-링(O-ring)이 될 수 있다.
상기 챔버 리드(230)는 상부 커버(250)에 의해 둘러싸인다. 상기 상부 커버(250)는 공정 챔버(110)의 상부에 설치되어 챔버 리드(230)를 덮는다.
플라즈마 형성 수단(240)은 기판 지지 수단(120)과 챔버 리드(230) 사이의 반응 공간에 공정 가스를 분사함과 아울러 시간 변화에 따른 유도 자기장(Induction field)을 상기 반응 공간에 생성하여 기판(S) 상에 플라즈마(P)를 형성한다. 즉, 플라즈마 형성 수단(240)은 시간에 따라 전기장(E-Field)을 변화시켜 시간의 변화에 따른 유도 자기장을 반응 공간에 형성된 분사되는 공정 가스를 방전시킴으로써 기판(S) 상에 플라즈마를 형성한다. 이를 위해, 플라즈마 형성 수단(240)은 회전 플라즈마 전극(241), 회전 축(243), 전극 회전 부재(145), 플라즈마 전원 공급부(147), 및 임피던스 매칭부(149)를 포함하여 구성된다.
회전 플라즈마 전극(241)은, 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 일정한 두께를 가지는 형태로 형성되어 기판 지지 수단(120)에 직접적으로 대향되도록 챔버 리드(230)의 하부에 설치된다. 상기 회전 플라즈마 전극(241)은 전도성 재질로 형성된다. 이러한 회전 플라즈마 전극(241)은 전극 프레임(241b) 및 복수의 가스 분사 홀(241h)을 포함하여 구성된다.
전극 프레임(241b)은 내부에 가스 확산 공간(241s)을 가지는 원판 형태로 형성된다. 상기 가스 확산 공간(241s)은 회전 축(243)을 통해 가스 공급관(214)으로부터 공급되는 공정 가스를 확산시킨다. 이러한 전극 프레임(241b)은 도전성 금속 재질, 도핑된 실리콘 재질, 또는 반도체 성분의 재질로 형성될 수 있다.
복수의 가스 분사 홀(241h) 각각은 가스 확산 공간(241s)에 연통되도록 전극 프레임(241b)의 하면에 일정한 간격을 가지도록 형성된다. 이러한 복수의 가스 분사 홀(241h) 각각은 가스 확산 공간(241s)에 공급되는 공정 가스를 기판(S)의 전영역에 분사한다.
회전 축(243)은 상부 커버(250)와 챔버 리드(230)를 관통해 회전 플라즈마 전극(241)에 연결되어 회전 플라즈마 전극(241)을 지지함과 아울러 회전시킨다. 또한, 상기 회전 축(243)은 가스 공급관(214)에 연통되어 가스 공급관(214)으로부터 공급되는 공정 가스를 회전 플라즈마 전극(241)의 전극 프레임(241b)에 공급한다. 이를 위해, 회전 축(243)은 상기 전극 프레임(241b)의 가스 확산 공간(241s)에 연통되는 중공부(243h)를 포함하도록 원통 형태로 형성된다. 또한, 회전 축(243)은 진공 절연 부재(244)를 통해 가스 공급관(214)에 연결됨과 아울러 챔버 리드(230)와 전기적으로 절연된다.
상기 진공 절연 부재(244)는 챔버 리드(230)와 회전 축(243) 사이를 밀봉함과 아울러 전기적으로 절연한다. 또한, 상기 진공 절연 부재(244)는 회전 축(243)의 회전을 가능하게 하고, 가스 공급관(214)과 회전 축(243) 사이를 밀봉한다. 결과적으로, 상기 진공 절연 부재(244)는 회전 축(243)의 회전을 가이드하는 역할뿐만 아니라, 진공 씰(Seal), RF 절연, 및 가스 주입구의 역할을 수행한다.
한편, 공정 가스는 진공 절연 부재(244) 및 회전 축(243)을 통해 회전 플라즈마 전극(241)의 전극 프레임(241b)에 공급되는 것을 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 회전 축(243)의 상부에 가스 공급관(214)을 설치하여 가스 공급관(214) 회전 축(243)의 중공부(243h)에 직접적으로 연통시킬 수도 있다.
전극 회전 부재(145)는 회전 축(243)에 접속되어 회전 축(243)을 회전시킴으로써 회전 플라즈마 전극(241)을 소정의 회전 주파수(f) 및 소정 주기(T=1/f)로 회전시킨다. 이때, 회전 플라즈마 전극(241)의 회전 주파수는 0.1㎐ ~ 400㎑ 범위로 설정되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 축 회전 부재(145)는 모터(145a) 및 회전 변속 부재(145b)를 포함하여 구성되는 것으로, 이러한 축 회전 부재(145)는 전술한 도 3과 동일하므로 이들에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
플라즈마 전원 공급부(147)는 플라즈마 전원을 생성하여 회전 플라즈마 전극(241)에 공급함으로써 회전 플라즈마 전극(241)에 RF 전기장을 형성한다. 이러한 플라즈마 전원 공급부(147)는 전술한 도 3과 동일하므로 이들에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
임피던스 매칭부(149)는 급전 부재(147a)에 접속된 제 1 및 제 2 임피던스 소자(Z1, Z2)를 이용하여 플라즈마 전원, 즉 고주파 전력의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시킨다. 이때, 제 1 및 제 2 임피던스 소자(Z1, Z2) 각각은 커패시터 및 인덕터 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.
이와 같은 플라즈마 형성 수단(240)은 회전 플라즈마 전극(241)에 플라즈마 전원을 인가함과 아울러 공정 가스를 공급하면서, 전극 회전 부재(145)를 이용해 회전 플라즈마 전극(241)을 회전시킴으로써 기판(S) 상에 높은 균일도를 가지는 고밀도의 플라즈마(P)를 형성해 라디칼(Radical) 등의 화학종을 생성하여 박막 증착 공정 또는 박막 식각 공정과 같은 플라즈마 처리 공정이 수행되도록 한다. 즉, 회전 플라즈마 전극(241)은 플라즈마 전원에 따라 기판(S) 상에 수직한 RF 전기장을 형성하고, 전극 회전 부재(145)에 의한 회전에 따라 회전 각 속도 및 회전 주기로 시간 변화에 따른 유도 자기장 성분을 형성한다. 이에 따라, 공정 챔버(110)의 반응 공간에는 상기 회전 플라즈마 전극(241)의 회전에 의한 시간 변화에 따라 형성되는 유도 자기장 성분에 의해 유도 전기장이 형성되고, 상기 유도 전기장에 의해 기판(S) 상에 높은 균일도를 가지는 고밀도의 플라즈마(P)가 형성된다. 따라서, 공정 챔버(110)에서는 상기 플라즈마(P)의 작용에 따른 박막 증착 공정 또는 박막 식각 공정이 수행된다. 결과적으로, 전술한 플라즈마 형성 수단(240)의 회전 플라즈마 전극(241)은 용량 결합형 플라즈마용 전극이지만, 회전함에 따라 유도 전기장 성분을 형성하여 기판(S) 상에 고밀도의 용량 결합형 플라즈마를 형성하는 역할을 한다.
이상과 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치(200)를 이용한 플라즈마 처리 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기판 지지 수단(120)에 기판(S)을 로딩하고, 기판 지지 수단(120)에 척킹 전압을 인가하여 기판 지지 수단(120) 상에 로딩된 기판(S)을 기판 지지 수단(120)에 정전 흡착하여 고정한다.
그런 다음, 회전 플라즈마 전극(241)에 공정 가스를 주입함과 아울러 회전 플라즈마 전극(241)에 플라즈마 전원을 인가하면서 회전 플라즈마 전극(241)을 소정의 각 속도로 회전시킴으로써 회전 플라즈마 전극(241)에 의해 형성되는 RF 전기장 및 유도 자기장 성분을 통해 반응 공간에 유도 전기장을 형성하여 기판(S) 상에 플라즈마(P)를 형성해 기판(S)에 대한 플라즈마 처리 공정을 수행한다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법은 전술한 바와 같이 용량 결합형 플라즈마용 회전 플라즈마 전극(241)을 회전시킴으로써 기판(S) 상의 전영역에 걸쳐 높은 균일도를 가지는 고밀도의 용량 결합형 플라즈마(P)를 형성할 수 있다.
도 13 내지 도 16 각각은 도 11에 도시된 회전 플라즈마 전극의 다양한 변형 실시 예들을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
제 1 변형 실시 예에 따른 회전 플라즈마 전극(241)은, 도 13에 도시된 바와 같이, 중심부로부터 가장자리 부분으로 갈수록 두께가 증가하는 형태를 가지도록 형성된다. 즉, 상기 회전 플라즈마 전극(241)의 전극 프레임(241b)은 회전 축(243)에 인접한 내측의 두께가 외측보다 얇은 두께를 가지도록 형성된다. 이에 따라, 전극 프레임(241b)의 내부에 마련되는 가스 확산 공간(241s)의 면적 역시 내측에서 외측으로 갈수록 증가하게 된다. 이러한 전극 프레임(241b)의 하면에는 전술한 복수의 가스 분사 홀(241h)이 형성된다.
제 2 변형 실시 예에 따른 회전 플라즈마 전극(241)은, 도 14에 도시된 바와 같이, 원판 형태로 형성되되, 중심부가 가장자리 부분으로부터 볼록하게 돌출된 형태로 형성된다. 즉, 상기 회전 플라즈마 전극(141)은 반구 형태 또는 돔(Dome) 형태를 가지도록 형성된다. 이에 따라, 전극 프레임(241b)의 내부에 마련되는 가스 확산 공간(241s) 역시 반구 형태 또는 돔(Dome) 형태를 가지도록 형성된다. 이러한 전극 프레임(241b)의 하면에는 전술한 복수의 가스 분사 홀(241h)이 형성된다.
제 3 변형 실시 예에 따른 회전 플라즈마 전극(241)은, 도 15에 도시된 바와 같이, 원판 형태로 형성되되, 중심부가 가장자리 부분으로부터 오목하게 함몰된 형태로 형성된다. 즉, 상기 회전 플라즈마 전극(241)은 오목한 반구 형태 또는 하부 방향의 돔(Dome) 형태를 가지도록 형성된다. 이에 따라, 전극 프레임(241b)의 내부에 마련되는 가스 확산 공간(241s) 역시 반구 형태 또는 돔(Dome) 형태를 가지도록 형성된다. 이러한 전극 프레임(241b)의 하면에는 전술한 복수의 가스 분사 홀(241h)이 형성된다.
제 4 변형 실시 예에 따른 회전 플라즈마 전극(141)은, 도 16에 도시된 바와 같이, 회전 축(243)에 설치된 적어도 하나의 날개부(241a)로 이루어진다.
상기 날개부(241a)는 평면을 기준으로, 회전 축(243)으로부터 멀어질수록 증가하는 면적 및/또는 두께를 가지도록 형성된다. 이때, 상기 날개부(241a)의 일측 폭이 타측보다 좁은 폭을 가지도록 형성된다. 이러한 날개부(241a)는 회전 축(243)의 회전에 따라 회전하면서 회전 축(243)을 통해 공급되는 플라즈마 전원에 따라 공정 챔버(110)의 반응 공간에 유도 자기장 성분을 형성함과 아울러 회전 축(243)을 통해 공급되는 공정 가스를 기판(S) 상에 분사함으로써 기판(S) 상에 전술한 플라즈마를 형성한다. 이를 위해, 날개부(241a)는 전술한 바와 같이, 회전축(243)의 중공부에 연통되는 가스 확산 공간(241s)을 가지는 전극 프레임(241b) 및 가스 확산 공간(241s)에 연통되도록 전극 프레임(241b)의 하면에 형성된 복수의 가스 분사 홀(241h)을 포함하여 구성된다.
상기 회전 플라즈마 전극(241)은 회전 축(243)에 설치된 하나의 날개부(241a)로 이루어질 수 있지만, 회전 축(243)에 일정한 간격으로 설치된 복수의 날개부(241a)로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 회전 플라즈마 전극(241)은 2개~ 100개의 날개부(241a)로 이루어질 수 있다.
한편, 도 16에 도시된 제 4 변형 실시 예에 따른 회전 플라즈마 전극(241)에 있어서, 상기 날개부(241a)의 전극 프레임(241b)은 편평한 형태로 형성되는 것을 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 도 10a에 도시된 바와 같이, 소정 각도로 비틀린 형태 또는 나선 형태로 형성될 수 있다. 결과적으로, 상기 회전 플라즈마 전극(241)가 복수의 날개부(241a)로 이루어지는 경우, 상기 회전 플라즈마 전극(241)은 복수의 가스 분사 홀(241h)을 포함하도록 프로펠러(Propeller) 형태 또는 임펠러(Impeller) 형태로 형성될 수 있다.
전술한 도 16에 도시된 제 4 변형 실시 예에 따른 회전 플라즈마 전극(141)을 포함하는 플라즈마 처리 장치는 날개부(141a)의 회전에 따라 기판(S) 상에 플라즈마를 형성하게 되는데, 이때, 상기 플라즈마는 날개부(141a)의 회전에 의해 펄스 형태로 형성되게 된다. 즉, 상기 회전 플라즈마 전극(141)에 플라즈마 전원을 인가하면서 상기 회전 플라즈마 전극(141)을 낮은 회전 주파수, 예를 들어 0.1㎐ ~ 200㎐에 따라 회전시킬 경우, 상기 날개부(141a)의 회전에 따라 의해 기판(S) 상에는 펄스 형태의 플라즈마가 형성되게 된다. 이에 따라, 상기 플라즈마 처리 장치는 펄스 형태의 플라즈마를 이용해 플라즈마 처리 공정, 즉 박막 증착 공정 및 박막 식각 공정을 수행함으로써 플라즈마 처리 공정을 용이하게 제어할 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.
100: 플라즈마 처리 장치 110: 공정 챔버
120: 기판 지지 수단 130: 챔버 리드
140: 플라즈마 형성 수단 141: 회전 플라즈마 전극
141a: 날개부 143: 회전 축
145: 전극 회전 부재 147: 플라즈마 전원 공급부

Claims (17)

  1. 공정 챔버;
    상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지 수단; 및
    상기 기판 지지 수단의 상부에 배치된 플라즈마 전극의 회전 운동을 이용해 기판 상에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 형성 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정 챔버의 상부에 마련된 상부 개구부를 밀봉하는 챔버 리드를 더 포함하여 구성되고,
    상기 플라즈마 형성 수단은,
    상기 챔버 리드의 상부에 회전 가능하게 배치된 상기 플라즈마 전극;
    상기 플라즈마 전극을 지지하는 회전 축;
    상기 회전 축을 회전시켜 상기 플라즈마 전극을 회전시키는 전극 회전 부재; 및
    상기 플라즈마 전극에 플라즈마 전원을 공급하는 플라즈마 전원 공급부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 플라즈마 전극은 일정한 두께를 가지는 판 형태, 중심부로부터 가장자리 부분으로 갈수록 두께가 증가하는 판 형태, 중심부가 볼록한 형태, 및 중심부가 오목한 형태 중 어느 한 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 챔버 리드의 상면과 상기 플라즈마 전극의 하면은 동일한 간격을 가지도록 대향되고,
    상기 챔버 리드와 상기 플라즈마 전극은 일정한 두께를 가지는 판 형태, 중심부로부터 가장자리 부분으로 갈수록 두께가 증가하는 판 형태, 중심부가 볼록한 형태, 및 중심부가 오목한 형태 중 어느 한 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 플라즈마 전극은 상기 회전 축에 설치된 적어도 하나의 날개부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 플라즈마 전극은 프로펠러(Propeller) 형태, 임펠러(Impeller) 형태, 또는 터빈(Turbine) 형태를 가지도록 상기 회전 축에 일정한 간격으로 설치된 복수의 날개부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 챔버 리드는 세라믹 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정 챔버의 상부에 마련된 상부 개구부를 덮는 챔버 리드를 더 포함하여 구성되고,
    상기 플라즈마 형성 수단은,
    상기 기판 지지 수단에 직접적으로 대향되도록 상기 챔버 리드의 하부에 회전 가능하게 배치되어 상기 기판 지지 수단 상에 공정 가스를 분사하는 상기 플라즈마 전극;
    상기 플라즈마 전극을 지지하고, 상기 플라즈마 전극에 공정 가스를 공급하는 회전 축;
    상기 회전 축을 회전시켜 상기 플라즈마 전극을 회전시키는 전극 회전 부재; 및
    상기 플라즈마 전극에 플라즈마 전원을 공급하는 플라즈마 전원 공급부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 플라즈마 전극은,
    상기 회전 축으로부터 공정 가스가 공급되는 가스 공간을 가지도록 형성된 전극 프레임; 및
    상기 가스 공간에 연통되도록 상기 전극 프레임의 하면에 형성된 복수의 가스 분사 홀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전극 프레임은 일정한 두께를 가지는 형태, 중심부로부터 가장자리 부분으로 갈수록 두께가 증가하는 형태, 중심부가 볼록한 형태, 및 중심부가 오목한 형태 중 어느 한 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 플라즈마 전극은 상기 회전 축에 설치된 적어도 하나의 날개부를 포함하여 구성되며,
    상기 날개부는,
    상기 회전 축으로부터 공정 가스가 공급되는 가스 공간을 가지도록 형성된 전극 프레임; 및
    상기 가스 공간에 연통되도록 상기 전극 프레임의 하면에 형성된 복수의 가스 분사 홀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전극 프레임은 편평한 형태, 소정 각도로 비틀린 형태, 또는 나선 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  13. 제 2 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마 전극은 0.1㎐ ~ 400㎑ 범위의 회전 주파수에 기초하여 회전되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  14. 공정 챔버의 내부에 설치된 기판 지지 수단에 기판을 로딩하여 고정하는 단계;
    상기 공정 챔버의 반응 공간에 공정 가스를 분사하는 단계; 및
    상기 기판 지지 수단의 상부에 배치된 플라즈마 전극의 회전 운동을 이용해 상기 반응 공간에 플라즈마를 발생시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 플라즈마를 발생시키는 단계는,
    상기 공정 챔버의 상부 개구부를 밀봉하는 챔버 리드의 상부에 배치된 상기 플라즈마 전극에 플라즈마 전원을 공급하는 단계; 및
    상기 플라즈마 전극을 회전시킴으로써 상기 플라즈마 전원에 의한 전기장을 변화시켜 유도 전계를 생성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 플라즈마 전극은 상기 공정 챔버의 상부 개구부를 밀봉하는 챔버 리드의 하부에 배치되어 상기 기판 지지 수단에 직접적으로 대향되며,
    상기 공정 챔버의 반응 공간에 공정 가스를 분사하는 단계는 상기 플라즈마 전극에 상기 공정 가스를 공급하여 상기 반응 공간에 분사하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마 전극은 0.1㎐ ~ 400㎑ 범위의 회전 주파수에 기초하여 회전되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
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