KR20150057095A - 플라즈마 발생용 전극 및 이를 포함하는 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

플라즈마 발생용 전극 및 이를 포함하는 플라즈마 처리 장치 Download PDF

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KR20150057095A
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김종식
곽재찬
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이지훈
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주성엔지니어링(주)
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Abstract

본 발명은 플라즈마 밀도를 균일하게 할 수 있도록 한 플라즈마 발생용 전극 및 이를 포함하는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 플라즈마 발생용 전극은 기판을 지지하는 기판 지지 수단 위에 배치되어 플라즈마 전원에 접속된 플라즈마 전극을 포함하며, 상기 플라즈마 전극은 제 1 부피를 가지는 제 1 전극부; 상기 제 1 부피보다 작은 제 2 부피를 가지도록 상기 제 1 전극부의 일측면으로부터 상기 제 1 전극부의 길이 방향으로 돌출된 제 2 전극부; 및 상기 제 1 부피보다 작은 제 3 부피를 가지도록 상기 제 1 전극부의 타측면으로부터 상기 제 1 전극부의 길이 방향으로 돌출된 제 3 전극부를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

플라즈마 발생용 전극 및 이를 포함하는 플라즈마 처리 장치{ELECTRODE FOR PLASMA GENERATION AND APPARATUS FOR PLASMA PROCESSING INCLUDING THE SAME}
본 발명은 플라즈마 발생용 전극 및 이를 포함하는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 태양 전지(Solar Cell), 반도체 소자, 평판 디스플레이 등을 제조하기 위해서는 반도체 웨이퍼나 글라스 등의 기판에 소정의 회로 패턴 또는 광학적 패턴을 형성하여야 하며, 이를 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막 증착 공정, 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, 식각, 또는 세정 공정을 수행하는 플라즈마 처리 장치가 많이 사용되고 있다.
도 1은 종래의 플라즈마 처리 장치의 플라즈마 전극을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 플라즈마 처리 장치의 플라즈마 전극(PE)은 기판(S)을 지지하는 기판 지지 수단(12) 위에 배치되어 외부의 플라즈마 전원 공급부(미도시)로부터 공급되는 플라즈마 전원에 따라 기판(S) 위에 플라즈마(P)를 형성한다.
그런데, 종래의 플라즈마 전극(PE)에 플라즈마 전원이 인가되면, 플라즈마 전극(PE)에서 발생되는 유도 기전력에 의한 고주파 전류는 표피 효과로 인하여 플라즈마 전극(PE)의 내측 영역(IA) 보다는 외측 영역(OA)에 상대적으로 집중되게 된다. 이에 따라, 상기 플라즈마 전극(PE)에 흐르는 고주파 전류에 의해 형성되는 플라즈마(P)가 플라즈마 전극(PE)의 내측 영역(IA) 보다는 외측 영역(OA)에 상대적으로 집중됨으로써 기판(S) 위에 형성되는 플라즈마(P)의 밀도가 불균일하다는 문제점이 있다. 일 예로서, 플라즈마를 이용해 박막 증착 공정을 수행할 경우, 기판(S)의 내측 영역(IA) 위에는 저밀도의 플라즈마(P)가 형성되어 증착율이 낮은 반면에 기판(S)의 외측 영역(OA) 위에는 상대적으로 고밀도의 플라즈마(P)가 형성되어 증착율이 높아짐으로써 기판(S) 위에 형성되는 박막(TF)의 불균일하다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 플라즈마 밀도를 균일하게 할 수 있도록 한 플라즈마 발생용 전극 및 이를 포함하는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 기판 상에 균일한 두께의 박막을 형성할 수 있도록 한 플라즈마 발생용 전극 및 이를 포함하는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 발생용 전극은 기판을 지지하는 기판 지지 수단 위에 배치되어 플라즈마 전원에 접속된 플라즈마 전극을 포함하며, 상기 플라즈마 전극은 제 1 부피를 가지는 제 1 전극부; 상기 제 1 부피보다 작은 제 2 부피를 가지도록 상기 제 1 전극부의 일측면으로부터 상기 제 1 전극부의 길이 방향으로 돌출된 제 2 전극부; 및 상기 제 1 부피보다 작은 제 3 부피를 가지도록 상기 제 1 전극부의 타측면으로부터 상기 제 1 전극부의 길이 방향으로 돌출된 제 3 전극부를 포함하여 구성될 수 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는 플라즈마 처리 공정을 위한 공정 공간을 가지는 공정 챔버; 상기 공정 공간에 배치되어 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판 지지 수단; 및 상기 기판 위에 배치되어 전위차에 따라 플라즈마를 형성하는 접지 전극과 플라즈마 전극을 포함하는 플라즈마 형성 수단을 포함하며, 상기 플라즈마 전극은 상기 플라즈마 발생용 전극으로 이루어질 수 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 다른 플라즈마 처리 장치는 플라즈마 처리 공정을 위한 공정 공간을 가지는 공정 챔버; 상기 공정 공간에 배치되어 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판 지지 수단; 및 상기 기판 위에 배치되어 전위차에 따라 플라즈마를 형성하는 접지 전극과 플라즈마 전극을 포함하는 플라즈마 형성 수단을 포함하며, 상기 플라즈마 전극은 상기 접지 전극과 대향되는 제 1 대향면을 가지는 제 1 전극부; 상기 제 1 대향면보다 작은 제 2 대향면을 가지도록 상기 제 1 전극부의 일측면으로부터 상기 제 1 전극부의 길이 방향으로 돌출된 제 2 전극부; 및 상기 제 1 대향면보다 작은 제 3 대향면을 가지도록 상기 제 1 전극부의 타측면으로부터 상기 제 1 전극부의 길이 방향으로 돌출된 제 3 전극부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 플라즈마 형성 수단은 상기 공정 챔버의 상부에 설치되어 상기 공정 공간을 밀폐하는 전극 플레이트; 상기 전극 플레이트에 형성되어 상기 접지 전극과 상기 플라즈마 전극 사이의 갭 공간에 공정 가스를 분사하는 복수의 가스 분사 홀; 및 상기 플라즈마 전극과 상기 전극 플레이트를 전기적으로 절연시키는 절연 부재를 더 포함하며, 상기 접지 전극은 상기 전극 플레이트의 하면에 일정한 간격을 가지도록 복수로 형성되고, 상기 플라즈마 전극은 상기 갭 공간을 사이에 두고 상기 접지 전극과 마주보도록 복수의 접지 전극 사이사이에 배치되어 플라즈마 전원 공급부에 연결될 수 있다.
상기 플라즈마 형성 수단은 상기 공정 챔버의 상부에 설치되어 상기 공정 공간을 밀폐하는 챔버 리드; 및 상기 챔버 리드에 이격되도록 설치되어 상기 접지 전극과 상기 플라즈마 전극 사이의 갭 공간에 상기 플라즈마를 형성하고, 상기 플라즈마를 통해 공정 가스를 활성화시켜 상기 기판 상에 분사하는 적어도 하나의 가스 분사 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 적어도 하나의 가스 분사 모듈은 상기 챔버 리드에 설치되는 지지 플레이트와 상기 지지 플레이트로부터 수직하게 돌출된 상기 접지 전극에 의해 정의되는 가스 분사 공간을 가지는 하우징; 플라즈마 전원 공급부에 연결되도록 상기 지지 플레이트에 설치되어 상기 가스 분사 공간에 배치된 상기 플라즈마 전극; 상기 접지 전극과 상기 플라즈마 전극 사이의 갭 공간에 중첩되도록 상기 하우징에 형성되어 상기 갭 공간에 공정 가스를 분사하는 복수의 가스 분사 홀; 및 상기 플라즈마 전극과 상기 지지 플레이트를 전기적으로 절연시키는 절연 부재를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 2 전극부는 상기 제 1 전극부보다 작고 상기 제 3 전극부보다 큰 부피를 가지며, 상기 기판 지지 수단을 향하는 상기 제 1 내지 제 3 전극부의 밑면 또는 상기 지지 플레이트를 향하는 상기 제 1 내지 제 3 전극부의 윗면은 유선 형태로 형성될 수 있다.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 플라즈마 전극의 형상 변경을 통해 기판의 외측 영역 위에 발생되는 플라즈마의 밀도를 감소시킴으로써 기판에 균일한 두께의 박막을 형성할 수 있다.
둘째, 플라즈마 전극의 형상 변경을 통해 플라즈마 전극에 흐르는 고주파 전류 편차 및 기판 지지 수단의 회전에 따라 이동되는 기판의 영역별 플라즈마 노출 시간 편차를 최소화함으로써 기판 상에 균일한 두께의 박막을 형성할 수 있다.
도 1은 종래의 플라즈마 처리 장치의 플라즈마 전극을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 발생용 전극을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 발생용 전극의 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 발생용 전극을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 발생용 전극의 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 A 부분의 확대도이다.
도 8은 도 6 및 도 7에 도시된 접지 전극과 플라즈마 전극을 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서, 플라즈마 전극의 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 I-I'선의 단면도이다.
도 12는 도 10에 도시된 Ⅱ-Ⅱ'선의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서, 플라즈마 전극의 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
"상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우 뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 플라즈마 발생용 전극 및 이를 포함하는 플라즈마 처리 장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 발생용 전극을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 발생용 전극(120)은 기판(S)을 지지하는 기판 지지 수단(110) 위에 배치되어 플라즈마 전원 공급부(미도시)에 접속되는 것으로, 제 1 내지 제 3 전극부(121, 123, 125)를 포함하여 이루어진다.
상기 제 1 전극부(121)는 기판(S)의 내측 영역(IA)에 중첩되도록 기판 지지 수단(110) 위에 배치되는 것으로, 제 1 부피를 가지도록 형성된다. 예를 들어, 상기 제 1 전극부(121)는 직사각 형태의 단면을 가지는 직육면체 형태로 형성될 수 있다.
상기 제 2 전극부(123)는 플라즈마 발생용 전극(120)의 일측 가장자리 부분에 형성되는 플라즈마 밀도를 감소시키기 위해, 상기 내측 영역(IA)의 일측에 인접한 기판(S)의 제 1 외측 영역(OA1)에 중첩되도록 기판 지지 수단(110) 위에 배치된다. 즉, 상기 제 2 전극부(123)는 상기 제 1 전극부(121)의 제 1 부피보다 작은 제 2 부피를 가지도록 상기 제 1 전극부(121)의 일측면으로부터 제 1 전극부(121)의 길이 방향(X)으로 돌출된다.
일 예에 따른 제 2 전극부(123)는 제 1 경사면(123a)을 가지도록 상기 제 1 전극부(121)의 일측면으로부터 일정한 길이로 돌출될 수 있다. 상기 제 1 경사면(123a)은 상기 제 2 전극부(123)의 부피가 감소되도록 상기 기판 지지 수단(110)을 향하는 제 1 전극부(121)의 밑면에서 윗면을 향하는 방향(+Z)으로 경사지게 형성된다. 예를 들어, 상기 제 1 경사면(123a)은 상기 제 1 전극부(121)의 일측면에 접한 상기 제 2 전극부(123)의 내측 높이보다 상기 제 2 전극부(123)의 외측 높이가 낮도록 상기 기판(S)과 마주하는 상기 제 2 전극부(123)의 밑면에 경사지게 형성된다. 여기서, 상기 제 1 경사면(123a)은 대각선 형태 또는 곡면 형태로 형성될 수 있다. 이러한 상기 제 1 경사면(123a)은 상기 기판(S)의 제 1 외측 영역(OA1)에 중첩되는 플라즈마 발생용 전극(120)의 일측 가장자리 부분의 부피를 감소시킴으로써 플라즈마 발생용 전극(120)의 일측 가장자리 부분에 흐르는 고주파 전류를 감소시켜 플라즈마 발생용 전극(120)의 일측 가장자리 부분에 발생되는 플라즈마(P)의 밀도를 감소시킨다.
상기 제 3 전극부(125)는 플라즈마 발생용 전극(120)의 타측 가장자리 부분에 형성되는 플라즈마 밀도를 감소시키기 위해, 상기 내측 영역(IA)의 타측에 인접한 기판(S)의 제 2 외측 영역(OA2)에 중첩되도록 기판 지지 수단(110) 위에 배치된다. 즉, 상기 제 3 전극부(125)는 상기 제 1 전극부(121)의 제 1 부피보다 작은 제 3 부피를 가지도록 상기 제 1 전극부(121)의 타측면으로부터 제 1 전극부(121)의 길이 방향(X)으로 돌출된다.
일 예에 따른 제 3 전극부(125)는 제 2 경사면(125a)을 가지도록 상기 제 1 전극부(121)의 타측면으로부터 일정한 길이로 돌출될 수 있다. 상기 제 2 경사면(125a)은 상기 제 3 전극부(125)의 부피가 감소되도록 상기 기판 지지 수단(110)을 향하는 제 1 전극부(121)의 밑면에서 윗면을 향하는 방향(+Z)으로 경사지게 형성된다. 예를 들어, 상기 제 2 경사면(125a)은 상기 제 1 전극부(121)의 타측면에 접한 상기 제 3 전극부(125)의 내측 높이보다 상기 제 3 전극부(125)의 외측 높이가 낮도록 상기 기판(S)과 마주하는 상기 제 3 전극부(125)의 밑면에 경사지게 형성된다. 여기서, 상기 제 2 경사면(125a)는 대각선 형태 또는 곡면 형태로 형성될 수 있다. 이러한 상기 제 2 경사면(125a)은 상기 기판(S)의 제 2 외측 영역(OA2)에 중첩되는 플라즈마 발생용 전극(120)의 타측 가장자리 부분의 부피를 감소시킴으로써 플라즈마 발생용 전극(120)의 타측 가장자리 부분에 흐르는 고주파 전류를 감소시켜 플라즈마 발생용 전극(120)의 타측 가장자리 부분에 발생되는 플라즈마(P)의 밀도를 감소시킨다.
상기 제 2 및 제 3 전극부(123, 125)는 상기 제 1 전극부(121)보다 작은 부피를 가지되, 서로 동일한 부피를 가지도록 형성되거나 서로 다른 부피를 가지도록 형성될 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 발생용 전극(120)은 기판(S)의 내측 영역(IA)에 중첩되는 제 1 전극부(121)의 부피보다 기판(S)의 외측 영역(OA1, OA2)에 중첩되는 상기 제 2 및 제 3 전극부(123, 125) 각각이 작은 부피를 가짐으로써 고주파 전류에 따라 상기 제 2 및 제 3 전극부(123, 125)에 형성되는 플라즈마(P)의 밀도가 감소되므로 균일한 두께의 박막(TF)이 기판(S)에 형성되도록 할 수 있다.
한편, 전술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 발생용 전극(120)에 대한 설명에서는 상기 제 2 및 제 3 전극부(123, 125)의 경사면(123a, 125a) 각각이, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(S)과 마주하도록 형성되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 상기 제 2 및 제 3 전극부(123, 125)의 경사면(123a, 125a) 각각은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 전극부(121)의 윗면에서 밑면을 향하는 방향(-Z)으로 경사지게 형성될 수도 있으며, 이 경우에도 본 발명은 상기 제 2 및 제 3 전극부(123, 125)에 형성되는 플라즈마(P)의 밀도를 감소시켜 균일한 두께의 박막(TF)이 기판(S)에 형성되도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 발생용 전극을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 발생용 전극(220)은 복수의 기판(S)을 지지하면서 회전하는 기판 지지 수단(210) 위에 복수로 배치되어 플라즈마 전원 공급부(미도시)에 접속되는 것으로, 복수의 플라즈마 발생용 전극(220) 각각은 제 1 내지 제 3 전극부(221, 223, 225)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 상기 복수의 플라즈마 발생용 전극(220) 각각은 일정한 방향(예를 들어, 시계 방향)으로 회전하는 기판 지지 수단(210) 위에 배치되어 플라즈마(P)를 형성하게 된다. 이에 따라, 상기 기판 지지 수단(210)의 회전에 의한 회전 각속도에 따라 기판(S)의 영역별 플라즈마 노출시간이 달라지게 된다. 구체적으로, 상기 기판 지지 수단(210)의 중심부에 인접한 기판(S)의 제 1 외측 영역(OA1)에 대한 플라즈마 노출 시간은 상기 기판 지지 수단(210)의 회전 각속도에 따라 상기 기판 지지 수단(210)의 외측면에 인접한 기판(S)의 제 2 외측 영역(OA2)보다 상대적으로 길게 된다. 이 경우, 기판(S)에 형성되는 박막(TF)의 두께는 기판(S)의 제 1 외측 영역(OA1)이 제 2 외측 영역(OA2)보다 상대적으로 두껍게 형성되게 된다. 부가적으로, 전술한 표피 효과에 따라 플라즈마 발생용 전극(220)에서 플라즈마 밀도의 불균일이 발생될 경우, 기판(S)에 형성되는 박막(TF)의 불균일도는 더욱 심화되게 된다. 이에 따라, 따라서, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 발생용 전극(220)은 전술한 표피 효과와 상기 기판 지지 수단(210)의 회전 각속도에 따른 박막(TF)의 불균일을 최소화하기 위한 구조를 갖는다.
상기 제 1 전극부(221)는 기판(S)의 내측 영역(IA)에 중첩되도록 기판 지지 수단(110) 위에 배치되는 것으로, 제 1 부피를 가지도록 형성된다.
일 예에 따른 제 1 전극부(221)는 기판(S)과 마주하는 밑면에 형성된 제 1 경사면(221a)을 포함하는 직육면체 형태로 형성될 수 있다. 상기 제 1 경사면(221a)은 상기 제 1 전극부(221)의 부피가 감소되도록 상기 기판 지지 수단(210)을 향하는 제 1 전극부(121)의 밑면에서 윗면을 향하는 방향(+Z)으로 유선 형태 또는 제 1 기울기의 대각선 형태로 형성될 수 있으나, 유선 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 기판 지지 수단(210)의 중심부에 인접한 제 1 전극부(221)의 일측면 높이는 상기 기판 지지 수단(210)의 외측면에 인접한 제 1 전극부(221)의 타측면 높이보다 낮게 형성된다. 즉, 상기 기판 지지 수단(210)의 회전 각속도에 따라 상기 기판 지지 수단(210)의 중심부로부터 외측면 쪽으로 갈수록 플라즈마 노출 시간이 감소하기 때문에 상기 기판 지지 수단(210)의 중심부에 인접할수록 플라즈마 밀도를 감소시켜야만 기판(S)의 전영역에 걸쳐 균일한 박막(TF)을 형성할 수 있게 된다. 이에 따라, 제 1 전극부(221)의 일측면 높이는 제 1 전극부(221)의 타측면 높이보다 낮게 형성됨과 아울러 상기 제 1 경사면(221a)은 제 1 전극부(221)의 타측면과 일측면 사이에 유선 형태로 형성된다.
상기 제 2 전극부(223)는 상기 기판 지지 수단(210)의 중심부에 인접한 플라즈마 전극(220)의 내측 가장자리 부분에 형성되는 플라즈마 밀도를 감소시키기 위해, 기판(S)의 내측 영역(IA)의 일측에 인접한 기판(S)의 제 1 외측 영역(OA1)에 중첩되도록 기판 지지 수단(110) 위에 배치된다. 즉, 상기 제 2 전극부(223)는 상기 제 1 전극부(221)의 제 1 부피보다 작은 제 2 부피를 가지도록 상기 제 1 전극부(221)의 일측면으로부터 제 1 전극부(221)의 길이 방향(X) 또는 상기 기판 지지 수단(210)의 중심부 쪽으로 돌출된다.
일 예에 따른 제 2 전극부(223)는 제 2 경사면(223a)을 가지도록 상기 제 1 전극부(221)의 일측면으로부터 일정한 길이로 돌출될 수 있다. 상기 제 2 경사면(223a)은 상기 제 2 전극부(223)의 부피가 감소되도록 상기 제 1 전극부(221)의 밑면에서 윗면을 향하는 방향(+Z)으로 유선 형태 또는 상기 제 1 기울기와 다른 제 2 기울기의 대각선 형태로 형성될 수 있으나, 유선 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 기판 지지 수단(210)의 중심부에 인접한 제 2 전극부(223)의 일측면 높이는 제 1 전극부(221)의 일측면에 접한 제 2 전극부(223)의 타측면 높이보다 낮게 형성된다. 즉, 상기 제 2 전극부(223)에서는 상기 제 1 전극부(221)에 비해 상대적으로 고밀도 플라즈마(P)가 형성되고, 상기 제 2 전극부(223)에 중첩되는 기판(S)의 제 1 외측 영역(OA1)에서의 플라즈마 노출 시간 역시 상기 제 1 전극부(221)에 비해 상대적으로 길게 된다. 이에 따라, 기판(S)의 전영역에 걸쳐 균일한 박막(TF)을 형성하기 위해, 제 2 전극부(223)의 일측면 높이는 제 2 전극부(223)의 타측면 높이보다 낮게 형성됨과 아울러 상기 제 2 경사면(223a)은 제 2 전극부(223)의 타측면과 일측면 사이에 상기 제 1 전극부(221)의 제 1 경사면(221a)과 다른 유선 형태로 형성된다.
상기 제 3 전극부(225)는 상기 기판 지지 수단(210)의 외측면에 인접한 플라즈마 전극(220)의 외측 가장자리 부분에 형성되는 플라즈마 밀도를 감소시키기 위해, 기판(S)의 내측 영역(IA)의 타측에 인접한 기판(S)의 제 2 외측 영역(OA2)에 중첩되도록 기판 지지 수단(110) 위에 배치된다. 즉, 상기 제 3 전극부(225)는 상기 제 1 전극부(221)의 제 1 부피보다 작은 제 3 부피를 가지도록 상기 제 1 전극부(221)의 타측면으로부터 제 1 전극부(221)의 길이 방향(X) 또는 상기 기판 지지 수단(210)의 외측면 쪽으로 돌출된다.
일 예에 따른 제 3 전극부(225)는 제 3 경사면(225a)을 가지도록 상기 제 1 전극부(221)의 타측면으로부터 일정한 길이로 돌출될 수 있다. 상기 제 3 경사면(225a)은 상기 제 3 전극부(225)의 부피가 감소되도록 상기 제 1 전극부(221)의 밑면에서 윗면을 향하는 방향(+Z)으로 유선 형태 또는 상기 제 1 및 제 2 기울기와 다른 제 3 기울기의 대각선 형태로 형성될 수 있으나, 유선 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 기판 지지 수단(210)의 외측면에 인접한 제 3 전극부(225)의 일측면 높이는 제 1 전극부(221)의 타측면에 접한 제 3 전극부(225)의 타측면 높이보다 낮게 형성된다. 즉, 상기 제 3 전극부(225)에서는 상기 제 1 전극부(221)에 비해 상대적으로 고밀도 플라즈마(P)가 형성된다. 이에 따라, 기판(S)의 전영역에 걸쳐 균일한 박막(TF)을 형성하기 위해, 제 3 전극부(225)의 일측면 높이는 제 3 전극부(225)의 타측면 높이보다 낮게 형성됨과 아울러 상기 제 3 경사면(225a)은 제 3 전극부(225)의 타측면과 일측면 사이에 상기 제 1 및 제 2 전극부(221, 223)의 경사면(221a, 223a)과 다른 유선 형태로 형성된다.
부가적으로, 상기 제 3 전극부(225)에 중첩되는 기판(S)의 제 2 외측 영역(OA2)에서의 플라즈마 노출 시간은 상기 제 1 전극부(221)에 비해 상대적으로 짧기 때문에 상기 제 3 전극부(225)의 제 3 부피는 상기 제 1 전극부(221)보다 작으면서 상기 제 2 전극부(223)보다 큰 것이 바람직하다.
이와 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 발생용 전극(220)은 기판(S)의 제 1 및 제 2 외측 영역(OA1, OA2)에 각각 중첩되는 제 2 및 제 3 전극부(223, 225) 각각이 기판(S)의 내측 영역(IA)에 중첩되는 제 1 전극부(221)보다 작은 부피로 형성됨과 아울러 상기 제 1 내지 제 3 전극부(221, 223, 225)의 밑면이 유선 형태로 형성됨으로써 고주파 전류에 따라 상기 제 2 및 제 3 전극부(223, 225)에 형성되는 플라즈마(P)의 밀도가 감소되므로 균일한 두께의 박막(TF)이 기판(S)에 형성되도록 할 수 있다.
한편, 전술한 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 발생용 전극(220)에 대한 설명에서는 상기 제 1 내지 제 3 경사면(221a, 223a, 225a) 각각이, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(S)과 마주하는 상기 제 1 내지 제 3 전극부(221, 223, 225)의 밑면에 형성되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 상기 제 1 내지 제 3 경사면(221a, 223a, 225a) 각각은, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 내지 제 3 전극부(221, 223, 225)의 윗면에 유선 형태로 형성될 수도 있으며, 이 경우에도 본 발명은 상기 제 2 및 제 3 전극부(123, 125)에 형성되는 플라즈마(P)의 밀도를 감소시켜 균일한 두께의 박막(TF)이 기판(S)에 형성되도록 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 도 6에 도시된 A 부분의 확대도이며, 도 8은 도 6 및 도 7에 도시된 접지 전극과 플라즈마 전극을 나타내는 사시도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치(300)는 도 2에 도시된 본 발명의 제 1 실시 예의 플라즈마 발생용 전극을 포함하도록 구성된 것으로, 공정 챔버(310), 기판 지지 수단(320), 및 플라즈마 형성부(330)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 공정 챔버(310)는 플라즈마 처리 공정을 위한 공정 공간을 제공한다. 이를 위해, 상기 공정 챔버(310)는 바닥면과 바닥면으로부터 수직하게 형성되어 공정 공간을 정의하는 챔버 측벽을 포함하여 이루어진다. 이러한 상기 공정 챔버(310)는 반응 공간의 가스 등을 배기시키기 위해 바닥면 및/또는 측면에 마련된 배기 포트(312)를 통해 배기 장치(미도시)에 연결된다. 그리고, 상기 공정 챔버(310)의 적어도 일측 챔버 측벽에는 기판(S)이 반입되거나 반출되는 기판 출입구(미도시)가 설치되어 있다. 상기 기판 출입구(미도시)는 상기 공정 공간의 내부를 밀폐시키는 챔버 밀폐 수단(미도시)을 포함하여 이루어진다.
상기 기판 지지 수단(320)은 상기 공정 챔버(310)의 내부 바닥면에 승강 가능하도록 설치되어 상기 기판 출입구를 통해 공정 공간으로 반입되는 하나의 대면적 기판(S)을 지지한다. 이러한, 기판 지지 수단(320)은 공정 챔버(310)의 중앙 바닥면을 관통하는 회전축(322)에 의해 지지되며, 전기적으로 접지되거나, 일정한 전위(예를 들어, 양전위, 음전위 또는 플로팅(floating)될 수 있다. 이때, 공정 챔버(310)의 하면 외부로 노출되는 회전축(322)은 공정 챔버(310)의 하면에 설치되는 벨로우즈(324)에 의해 밀폐될 수 있다.
상기 플라즈마 형성 수단(330)은 상기 기판 지지 수단(320)에 지지된 기판(S)의 상면으로부터 이격되도록 배치된 접지 전극(GE)과 플라즈마 전극(PE) 사이의 갭 공간(GS)에 플라즈마를 형성하고, 플라즈마에 의해 활성화되는 공정 가스(PG)를 기판(S)의 전영역 상에 분사한다. 이를 위해, 일 예에 따른 플라즈마 형성 수단(330)은 전극 플레이트(331), 복수의 접지 전극(GE), 복수의 플라즈마 전극(PE), 제 1 절연 부재(333), 복수의 급전 부재(335), 및 제 2 절연 부재(337)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 전극 플레이트(331)는 상기 공정 챔버(310)의 상부에 설치되어 상기 공정 챔버(310)에 의해 마련되는 상기 공정 공간을 밀폐한다. 여기서, 상기 상기 전극 플레이트(331)와 상기 공정 챔버(310) 사이에는 기밀 부재(315가 설치될 수 있다. 이러한 상기 전극 플레이트(331)는 전기적으로 접지 상태로 유지될 수 있다. 부가적으로, 상기 전극 플레이트(331)는 상기 공정 챔버(310)의 상부에 설치되어 상기 공정 공간을 밀폐시키는 챔버 리드(chamber lid; 미도시)의 하면에 결합되고, 상기 챔버 리드를 통해 전기적으로 접지될 수 있다.
상기 복수의 접지 전극(GE) 각각은 두께보다 높은 높이와 높이보다 큰 길이를 가지도록 형성되어 상기 기판 지지 수단(320)과 마주보도록 상기 전극 플레이트(331)의 하면에 설치된다. 즉, 상기 복수의 접지 전극(GE) 각각은 평판 형태로 형성되어 일정한 간격으로 이격되면서 서로 나란하도록 상기 전극 플레이트(331)의 하면에 수직하게 설치된다. 선택적으로, 상기 복수의 접지 전극(GE) 각각은 상기 전극 플레이트(331)에 일체로 형성될 수 있는데, 이 경우, 두께보다 높은 높이와 높이보다 큰 길이를 가지도록 상기 전극 플레이트(331)의 하면으로부터 상기 기판 지지 수단(320) 쪽으로 돌출될 수도 있다. 이러한 상기 복수의 접지 전극(GE) 각각은 전극 플레이트(331)를 통해 전기적으로 접지된다.
상기 복수의 플라즈마 전극(PE) 각각은 접지 전극(GE)과 나란하면서 상기 복수의 접지 전극(GE) 사이사이에 배치되도록 상기 전극 플레이트(331)에 설치된다. 이러한 상기 복수의 플라즈마 전극(PE) 각각은 제 1 내지 제 3 전극부(121, 123, 125), 및 급전 봉(127)을 포함하여 구성된다.
상기 제 1 전극부(121)는 기판(S)의 내측 영역(IA)에 중첩되도록 기판 지지 수단(320) 위에 배치되는 것으로, 제 1 부피를 가지거나 접지 전극(GE)과 대향되는 제 1 크기의 대향면(OS1)을 가지도록 형성된다. 예를 들어, 상기 제 1 전극부(121)는 직사각 형태의 단면을 가지는 직육면체 형태로 형성될 수 있다.
상기 제 2 전극부(123)는 상기 기판(S)의 내측 영역(IA)의 일측에 인접한 기판(S)의 제 1 외측 영역(OA1)에 중첩되도록 상기 제 1 전극부(121)의 일측면으로부터 제 1 전극부(121)의 길이 방향으로 돌출되어 형성된다. 여기서, 상기 제 2 전극부(123)는 상기 제 1 전극부(121)의 제 1 부피보다 작은 제 2 부피를 가지거나, 상기 제 1 크기보다 작은 제 2 크기의 제 2 대향면(OS2)을 가지도록 형성될 수 있다. 이러한 상기 제 2 전극부(123)는 도 2에 도시된 플라즈마 발생용 전극(120)의 제 2 전극부와 동일한 제 1 경사면(123a)을 포함하도록 형성되어 상기 제 2 부피 또는 제 2 대향면(OS2)을 갖는다. 이에 따라, 상기 제 1 경사면(123a)을 포함하는 제 2 전극부(123)에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
상기 제 3 전극부(125)는 상기 기판(S)의 내측 영역(IA)의 타측에 인접한 기판(S)의 제 2 외측 영역(OA2)에 중첩되도록 상기 제 1 전극부(121)의 타측면으로부터 제 1 전극부(121)의 길이 방향으로 돌출되어 형성된다. 여기서, 상기 제 3 전극부(125)는 상기 제 1 전극부(121)의 제 1 부피보다 작은 제 3 부피를 가지거나, 상기 제 1 크기보다 작은 제 3 크기의 제 3 대향면(OS3)을 가지도록 형성될 수 있다. 이러한 상기 제 3 전극부(125)는 도 2에 도시된 플라즈마 발생용 전극(120)의 제 3 전극부와 동일한 제 2 경사면(125a)을 포함하도록 형성되어 상기 제 3 부피 또는 제 3 대향면(OS3)을 갖는다. 이에 따라, 상기 제 2 경사면(125a)을 포함하는 제 3 전극부(125)에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
상기 제 2 전극부(123) 각각의 부피 또는 제 2 대향면(OS2)의 크기는 상기 제 3 전극부(125)의 부피 또는 제 3 대향면(OS3)의 크기와 동일하거나 다를 수 있다.
상기 급전 봉(127)은 상기 전극 플레이트(331)와 마주하는 상기 제 1 전극부(121)의 윗면 중심부에 수직하게 형성되어 상기 전극 플레이트(331)에 형성된 급전 홀(331a)에 삽입 설치된다. 부가적으로, 상기 급전 봉(127)은 상기 복수의 플라즈마 전극(PE) 각각의 윗면에 복수로 형성될 수도 있다.
상기 복수의 플라즈마 전극(PE) 각각이 상기 복수의 접지 전극(GE) 사이사이에 배치됨으로써 서로 마주보는 접지 전극(GE)과 플라즈마 전극(PE) 사이에는 일정한 갭 공간(GS)이 마련되게 된다. 이러한 갭 공간(GS)에는 외부로부터 공정 가스(PG)가 공급된다. 이를 위해, 상기 갭 공간(GS)에 중첩되는 상기 전극 플레이트(331)에는 일정한 간격을 가지는 복수의 가스 분사 홀(331b)이 형성되어 있고, 상기 복수의 가스 분사 홀(331b) 각각에는 가스 공급관(미도시)을 통해 가스 공급부(미도시)로부터 공정 가스가 공급된다. 부가적으로, 상기 갭 공간(GS)을 마련하는 상기 플라즈마 전극(PE)과 상기 접지 전극(GE) 간의 제 1 간격(D1)은 상기 플라즈마 전극(PE)과 기판(S) 사이의 제 2 간격(D2)보다 좁은 것이 바람직하지만, 플라즈마 처리 공정에 따라 상기 제 2 간격(D2)보다 넓을 수도 있다.
일 예에 따른 공정 가스는 기판(S) 상에 증착될 박막 물질을 포함하는 소스 가스 및 상기 소스 가스와 반응하는 반응 가스로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 소스 가스는 상기 갭 공간(GS) 중 일부의 갭 공간(GS)에 공급되고, 상기 반응 가스는 상기 갭 공간(GS) 중 나머지 갭 공간(GS)에 공급될 수 있다. 여기서, 상기 소스 가스와 상기 반응 가스는 인접한 접지 전극(GE) 사이에 마련되는 갭 공간(GS) 단위로 교번되게 공급될 수 있다. 부가적으로, 상기 소스 가스 및/또는 상기 반응 가스는 아르곤 가스 또는 헬륨 가스 등의 비반응성 가스와 함께 상기 갭 공간(GS)에 공급될 수도 있다.
다른 예에 따른 공정 가스는 상기 소스 가스와 반응 가스의 혼합 가스로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 혼합 가스는 상기 갭 공간(GS) 각각에 공급된다. 부가적으로, 상기 혼합 가스는 아르곤 가스 또는 헬륨 가스 등의 비반응성 가스와 함께 상기 갭 공간(GS)에 공급될 수도 있다.
상기 소스 가스는 실리콘(Si), 티탄족 원소(Ti, Zr, Hf 등), 또는 알루미늄(Al) 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 실리콘(Si)을 포함하는 소스 가스는 실란(Silane; SiH4 ), 디실란(Disilane; Si2H6), 트리실란(Trisilane; Si3H8), TEOS(Tetraethylorthosilicate), DCS(Dichlorosilane), HCD(Hexachlorosilane), TriDMAS(Tri-dimethylaminosilane) 또는 TSA(Trisilylamine) 등이 될 수 있다.
상기 반응 가스로는 수소(H2), 질소(N2), 수소(H2)/질소(N2), 산소(O2), 암모니아(NH3), 아산화질소(Nitrous Oxide; N2O), 또는 오존(O3)이 될 수 있다.
상기 제 1 절연 부재(333)는 상기 복수의 플라즈마 전극(PE) 각각과 상기 전극 플레이트(331) 사이에 개재되어 상기 복수의 플라즈마 전극(PE) 각각을 전기적으로 절연하는 역할을 한다. 이러한 상기 제 1 절연 부재(333)는 상기 전극 플레이트(331)와 마주보는 상기 복수의 플라즈마 전극(PE) 각각의 윗면에 개별적으로 설치되거나, 가스 분사 홀(331b)과 접지 전극(GE) 및 갭 공간(GS)에 중첩되는 복수의 관통 홀(미도시)을 포함하도록 평판 형성되어 상기 전극 플레이트(331)의 하면에 설치될 수 있다. 이와 같은, 상기 제 1 절연 부재(333)는 세라믹 재질로 이루어질 수 있다.
상기 복수의 급전 부재(335) 각각은 상기 전극 플레이트(331)에 형성된 급전 홀(331a)에 삽입되도록 상기 전극 플레이트(331)에 설치되어 해당하는 플라즈마 전극(PE)과 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 복수의 급전 부재(335) 각각은 상기 급전 홀(331a)의 내부에서 상기 플라즈마 전극(PE)의 급전 봉(127)과 전기적으로 연결됨과 아울러 물리적으로 결합되어 해당하는 플라즈마 전극(PE)을 지지한다. 이러한 상기 복수의 급전 부재(335) 각각은 급전 케이블(342)을 통해 외부의 플라즈마 전원 공급부(340)로부터 공급되는 플라즈마 전원을 해당하는 플라즈마 전극(PE)에 공급한다.
부가적으로, 플라즈마 전극(PE)은 플라즈마 전원에 따라 상기 갭 공간(GS)에 플라즈마를 형성하기 위한 것으로, 반응 가스가 공급되는 갭 공간(GS)에서는 상기 플라즈마가 형성되는 것이 바람직하지만, 상기 소스 가스가 공급되는 갭 공간(GS)에서는 상기 소스 가스의 종류에 따라 상기 플라즈마가 형성되지 않는 것이 바람직할 수 있다. 이 경우, 소스 가스가 공급되는 갭 공간(GS)에 배치된 플라즈마 전극(PE)은 상기 급전 부재(335)에 의해 지지되지만 급전 케이블(342)을 통해 플라즈마 전원 공급부(340)에 전기적으로 연결되지 않거나 플라즈마 처리 공정시 플라즈마 전원 공급부(340)로부터 플라즈마 전원이 인가되지 않을 수 있다.
상기 급전 케이블(342)에는 임피던스 매칭 회로(344)가 접속되어 있고, 상기 임피던스 매칭 회로(344)는 플라즈마 전원 공급부(340)로부터 각 플라즈마 전극(PE)에 공급되는 플라즈마 전원의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시킨다. 이러한 임피던스 매칭 회로(344)는 적어도 하나의 커패시터 및/또는 적어도 하나의 인덕터로 구성되는 임피던스 소자(미도시)로 이루어질 수 있다.
상기 제 2 절연 부재(337)는 상기 복수의 급전 부재(335) 각각과 상기 전극 플레이트(331) 사이에 개재되어 상기 복수의 급전 부재(335) 각각을 전기적으로 절연시키는 역할을 한다. 또한, 상기 제 2 절연 부재(337)는 상기 복수의 플라즈마 전극(PE) 각각의 급전 봉(127)을 둘러싸도록 상기 급전 홀(331a)의 내부에 삽입되어 상기 복수의 플라즈마 전극(PE) 각각의 급전 봉(127)을 전기적으로 절연시키는 역할을 한다. 이러한 상기 제 2 절연 부재(337)는 세라믹 재질로 이루어질 수 있다.
이와 같은, 복수의 플라즈마 전극(PE) 각각은 접지 전극(GE)과 대향되도록 배치되어 플라즈마 전원 공급부(340)로부터 공급되는 플라즈마 전원에 따라 상기 갭 공간(GS)에 플라즈마를 형성함으로써 상기 갭 공간(GS)에 분사되는 공정 가스(PG)가 플라즈마에 의해 활성화되어 기판(S) 상에 분사되도록 한다. 여기서, 복수의 플라즈마 전극(PE) 각각에 플라즈마 전원이 인가되면, 플라즈마 전극(PE)에서 발생되는 유도 기전력에 의한 고주파 전류는 표피 효과로 인하여 플라즈마 전극(PE)의 제 1 전극부(121)보다는 제 2 및 제 3 전극부(123, 125)에 상대적으로 집중되게 된다. 하지만, 본 발명은 제 2 및 제 3 전극부(123, 125) 각각의 부피 또는 작은 대향면(OS2, OS3)이 제 1 전극부(121)보다 작기 때문에 제 2 및 제 3 전극부(123, 125) 각각에 흐르는 고주파 전류가 감소하게 되고, 이로 인해 제 2 및 제 3 전극부(123, 125) 각각의 대향면(OS2, OS3)과 접지 전극(GE) 사이의 공간에 발생되는 플라즈마의 밀도가 감소하게 된다. 이에 따라, 상기 플라즈마 전극(PE)과 접지 전극(GE) 사이의 갭 공간(GS)에서 발생되는 플라즈마의 밀도가 균일하게 된다.
이와 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치(300)를 이용한 플라즈마 처리 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 하나의 대면적 기판(S)을 기판 지지 수단(320)에 로딩하여 안착시킨다.
그런 다음, 상기 복수의 가스 분사 홀(331b) 각각을 통해 상기 플라즈마 전극(PE)과 상기 접지 전극(GE) 사이에 마련되는 갭 공간(GS)에 공정 가스(PG)를 분사하면서 상기 플라즈마 전극(PE)에 플라즈마 전원을 공급한다.
이에 따라, 전기적으로 접지된 상기 접지 전극(GE)과 플라즈마 전원이 공급되는 상기 플라즈마 전극(PE) 사이에 전기장이 형성되고, 상기 전기장에 의해 상기 갭 공간(GS)에 분사되는 공정 가스(PG)로부터 플라즈마가 형성되고, 상기 플라즈마에 의해 상기 공정 가스(PG)가 활성화되어 기판(S) 상으로 분사된다. 따라서, 상기 기판(S)에는 활성화된 공정 가스에 의해 소정의 박막이 증착되게 된다.
이상과 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치(300)는 복수의 플라즈마 전극(PE) 각각의 형상 변경을 통해 기판(S)의 외측 영역(OA1, OA2)에 중첩되는 갭 공간(GS)에서 형성되는 플라즈마의 밀도를 감소시킴으로써 기판(S)에 균일한 두께의 박막을 형성할 수 있다.
한편, 전술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치(300)에서는 복수의 플라즈마 전극(PE) 각각이 플라즈마 전원 공급부(340)에 연결되고, 전극 플레이트(331)가 전기적으로 접지되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 복수의 플라즈마 전극(PE) 각각이 전기적으로 접지되고, 전극 플레이트(331)가 플라즈마 전원 공급부(340)에 연결될 수도 있다.
다른 한편, 전술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치(300)에서는 기판(W)과 마주하는 복수의 플라즈마 전극(PE) 각각의 밑면에 경사면(123a, 125a)이 형성되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 상기 경사면(123a, 125a)은 도 9에 도시된 바와 같이 기판(W)과 마주하지 않는 복수의 플라즈마 전극(PE) 각각의 윗면에 형성될 수 있다. 이 경우에도, 전술한 본 발명의 제 1 실시 예의 플라즈마 처리 장치(300)와 동일하게, 기판(S)의 외측 영역(OA1, OA2)에 중첩되는 갭 공간(GS)에서 형성되는 플라즈마의 밀도를 감소시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 도 10에 도시된 I-I'선의 단면도이며, 도 12는 도 10에 도시된 Ⅱ-Ⅱ'선의 단면도이다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치(400)는 도 4에 도시된 본 발명의 제 2 실시 예의 플라즈마 발생용 전극을 포함하도록 구성된 것으로, 공정 챔버(410), 기판 지지 수단(420), 및 플라즈마 형성부(430)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 공정 챔버(410)는 플라즈마 처리 공정을 위한 공정 공간을 제공한다. 이를 위해, 상기 공정 챔버(410)는 바닥면과 바닥면으로부터 수직하게 형성되어 공정 공간을 정의하는 챔버 측벽을 포함하여 이루어진다. 이러한 상기 공정 챔버(410)는 반응 공간의 가스 등을 배기시키기 위해 바닥면 및/또는 측면에 마련된 배기 포트(미도시)를 통해 배기 장치(미도시)에 연결된다. 그리고, 상기 공정 챔버(410)의 적어도 일측 챔버 측벽에는 기판(S)이 반입되거나 반출되는 기판 출입구(미도시)가 설치되어 있다. 상기 기판 출입구(미도시)는 상기 공정 공간의 내부를 밀폐시키는 챔버 밀폐 수단(미도시)을 포함하여 이루어진다.
상기 기판 지지 수단(420)은 상기 공정 챔버(410)의 내부 바닥면에 승강 및 회전 가능하도록 설치되어 상기 기판 출입구를 통해 공정 공간으로 반입되는 반도체 웨이퍼 등과 같은 복수의 기판(W)을 지지한다. 이러한, 기판 지지 수단(420)은 공정 챔버(410)의 중앙 바닥면을 관통하는 회전축(미도시)에 의해 지지되며, 전기적으로 접지되거나, 일정한 전위(예를 들어, 양전위, 음전위 또는 플로팅(floating)될 수 있다. 이때, 상기 회전축(미도시)은 구동 장치(미도시)의 구동에 따라 승강 및/또는 회전하며, 공정 챔버(410)의 하면 외부로 노출되는 회전축(미도시)은 공정 챔버(410)의 하면에 설치되는 벨로우즈(미도시)에 의해 밀폐될 수 있다.
상기 기판 지지 수단(420)은 회전축의 회전에 따라 일정한 방향(예를 들어, 시계 방향)으로 회전됨으로써 회전 및 회전 속도에 따라 지지된 복수의 기판(W) 각각이 플라즈마 형성 수단(430)의 하부를 지나가도록 한다. 이에 따라, 플라즈마 형성 수단(430)의 하부를 지나가는 기판(W)은 플라즈마 형성 수단(430)으로부터 분사되는 공정 가스에 노출되고, 이로 인해 상기 공정 공간에서는 소정의 박막 증착을 위한 플라즈마 처리 공정, 예를 들어, ALD(Atomic Layer Deposition) 공정이 수행된다.
상기 플라즈마 형성 수단(430)은 상기 기판 지지 수단(420)에 지지된 기판(W)의 상면으로부터 이격되도록 배치된 접지 전극(GE)과 플라즈마 전극(PE) 사이의 갭 공간(GS)에 플라즈마를 형성하고, 플라즈마에 의해 활성화되는 공정 가스(PG)를 상기 기판 지지 수단(420) 상에 국부적으로 정의된 복수의 가스 분사 영역 각각에 분사한다. 이를 위해, 일 예에 따른 플라즈마 형성 수단(430)은 챔버 리드(431) 및 복수의 가스 분사 모듈(433)을 포함하여 구성된다.
상기 챔버 리드(431)는 상기 공정 챔버(410)의 상부에 설치되어 상기 공정 챔버(410)에 의해 마련되는 상기 공정 공간을 밀폐한다. 여기서, 상기 챔버 리드(431)와 상기 공정 챔버(410) 사이에는 기밀 부재(미도시)가 설치될 수 있다.
상기 챔버 리드(431)는 복수의 가스 분사 모듈(433) 각각을 지지함과 아울러 복수의 가스 분사 모듈(433) 각각을 전기적으로 접지시킨다.
상기 챔버 리드(431)에는 복수의 모듈 설치부(431a)가 형성되어 있다. 상기 복수의 모듈 설치부(431a) 각각은 상기 챔버 리드(431)의 중심점을 기준으로 방사 형태를 가지도록 형성되거나, 또는 상기 챔버 리드(431)의 중심점을 기준으로 동일한 각도로 이격되거나 각기 다른 각도로 이격되도록 형성될 수 있다. 도 10에는 챔버 리드(431)에 4개의 모듈 설치부(431a)가 형성되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 챔버 리드(431)는 2개 이상의 모듈 설치부를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 복수의 가스 분사 모듈(433) 각각은 상기 챔버 리드(431)에 형성되어 있는 해당하는 모듈 설치부(431a)에 분리 가능하게 설치되어, 외부로부터 공급되는 공정 가스(PG)와 플라즈마 전원을 이용해 플라즈마를 형성하여 플라즈마에 의해 활성화되는 공정 가스(PG)를 하향 분사한다. 이를 위해, 상기 복수의 가스 분사 모듈(433) 각각은 하우징(433a), 플라즈마 전극(PE), 제 1 절연 부재(433b), 급전 부재(433c), 및 제 2 절연 부재(433d)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 하우징(433a)은 하면이 개구된 가스 분사 공간(GDG)을 가지도록 상자 형태로 형성되어 플라즈마 전극(PE)을 둘러싼다. 이를 위해, 상기 하우징(433a)은 지지 플레이트(433a1), 및 접지 전극(GE)을 포함하여 구성된다.
상기 지지 플레이트(433a1)는 평판 형태로 형성되어 상기 챔버 리드(431)에 마련된 모듈 설치부(431a)를 덮도록 챔버 리드(431)의 상면에 결합된다. 이러한 상기 지지 플레이트(433a1)는 복수의 스크류 또는 볼트 등의 복수의 체결 부재(미도시)에 의해 챔버 리드(431)의 상면에 결합될 수 있다. 이를 위해, 상기 챔버 리드(431)의 모듈 설치부(431a) 주변에는 복수의 체결 부재 각각이 체결되는 복수의 체결 홀(431b)이 형성되어 있다.
상기 접지 전극(GE)은 상기 가스 분사 공간(GDS)을 정의하도록 상기 지지 플레이트(433a1)의 하면 가장자리 부분으로부터 소정 높이로 돌출되어 형성된다. 이러한 상기 접지 전극(GE)은 상기 챔버 리드(431)에 마련된 모듈 설치부(431a)에 삽입 설치된다. 여기서, 상기 접지 전극(GE)의 하면은 상기 챔버 리드(431)의 하면과 동일 선상에 위치하거나 상기 모듈 설치부(431a)의 내부에 위치하거나 챔버 리드(431)의 하면으로부터 돌출될 수 있다.
상기 가스 분사 공간(GDS)은 상기 접지 전극(GE)에 의해 둘러싸이는 공간으로써 기판 지지 수단(420)에 안착된 기판(W)의 길이보다 큰 길이를 가지도록 직사각 형태로 형성될 수 있다.
상기 플라즈마 전극(PE)은 상기 접지 전극(GE)의 길이 방향과 나란하도록 상기 가스 분사 공간(GDS)에 배치된다. 이러한 상기 플라즈마 전극(PE)은 제 1 내지 제 3 전극부(221, 223, 225), 및 급전 봉(227)을 포함하여 구성된다.
상기 제 1 전극부(221)는 상기 기판 지지 수단(420)에 지지된 기판(W)의 내측 영역(IA)에 중첩된다. 여기서, 상기 제 1 전극부(221)는 제 1 부피를 가지거나 접지 전극(GE)과 대향되는 제 1 크기의 대향면(OS1)을 가지도록 형성될 수 있다. 이러한 상기 제 1 전극부(221)는 도 4에 도시된 플라즈마 발생용 전극(220)의 제 1 전극부와 동일한 제 1 경사면(221a)을 포함하도록 형성되어 상기 제 1 부피 또는 상기 제 1 대향면(OS1)을 갖는다. 이에 따라, 상기 제 1 경사면(221a)을 포함하는 제 1 전극부(221)에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
상기 제 2 전극부(223)는 상기 기판(W)의 내측 영역(IA)의 일측, 상기 기판 지지 수단(420)의 중심부에 인접한 기판(W)의 제 1 외측 영역(OA1)에 중첩되도록 상기 제 1 전극부(221)의 일측면으로부터 상기 기판 지지 수단(420)의 중심부 쪽으로 돌출된다. 여기서, 상기 제 2 전극부(223)는 상기 제 1 전극부(221)의 제 1 부피보다 작은 제 2 부피를 가지거나, 상기 제 1 크기보다 작은 제 2 크기의 제 2 대향면(OS2)을 가지도록 형성될 수 있다. 이러한 상기 제 2 전극부(223)는 도 4에 도시된 플라즈마 발생용 전극(220)의 제 2 전극부와 동일한 제 2 경사면(223a)을 포함하도록 형성되어 상기 제 2 부피 또는 상기 제 2 대향면(OS2)을 갖는다. 이에 따라, 상기 제 2 경사면(223a)을 포함하는 제 2 전극부(223)에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
상기 제 3 전극부(225)는 상기 기판(W)의 내측 영역(IA)의 타측, 상기 기판 지지 수단(420)의 외측면에 인접한 기판(W)의 제 2 외측 영역(OA2)에 중첩되도록 상기 제 1 전극부(221)의 타측면으로부터 상기 기판 지지 수단(420)의 외측면 쪽으로 돌출된다. 여기서, 상기 제 3 전극부(225)는 상기 제 1 전극부(221)의 제 1 부피보다 작은 제 3 부피를 가지거나, 상기 제 1 크기보다 작은 제 3 크기의 제 3 대향면(OS3)을 가지도록 형성될 수 있다. 이러한 상기 제 3 전극부(225)는 도 4에 도시된 플라즈마 발생용 전극(220)의 제 3 전극부와 동일한 제 3 경사면(225a)을 포함하도록 형성되어 상기 제 3 부피 또는 상기 제 3 대향면(OS3)을 갖는다. 이에 따라, 상기 제 3 경사면(225a)을 포함하는 제 3 전극부(225)에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
상기 제 2 전극부(223) 각각의 부피 또는 제 2 대향면(OS2)의 크기는 상기 제 3 전극부(225)의 부피 또는 제 3 대향면(OS3)의 크기와 동일하거나 다를 수 있다.
상기 급전 봉(227)은 상기 하우징(433a)의 지지 플레이트(433a1)와 마주하는 상기 제 1 전극부(221)의 윗면 중심부에 수직하게 형성되어 상기 지지 플레이트(433a2)에 형성된 급전 홀(433a2)에 삽입 설치된다. 부가적으로, 상기 급전 봉(227)은 상기 플라즈마 전극(PE)의 윗면에 복수로 형성될 수도 있다.
이와 같은, 상기 플라즈마 전극(PE)은 상기 접지 전극(GE)의 길이 방향을 기준으로 상기 접지 전극(GE)과 나란하도록 가스 분사 공간(GDS)에 배치됨으로써 서로 마주보는 접지 전극(GE)과 플라즈마 전극(PE) 사이에는 일정한 갭 공간(GS)이 마련되게 된다. 이러한 갭 공간(GS)에는 가스 공급부(미도시)로부터 공정 가스(PG)가 공급된다. 이를 위해, 상기 갭 공간(GS)에 중첩되는 상기 지지 플레이트(433a1)에는 일정한 간격을 가지는 복수의 가스 분사 홀(433a3)이 형성되어 있고, 상기 복수의 가스 분사 홀(433a2) 각각에는 가스 공급관(미도시)을 통해 가스 공급부로부터 공정 가스(PG)가 공급된다. 부가적으로, 상기 갭 공간(GS)을 마련하는 상기 플라즈마 전극(PE)과 상기 접지 전극(GE) 간의 제 1 간격(D1)은 상기 플라즈마 전극(PE)과 기판(S) 사이의 제 2 간격(D2)보다 좁은 것이 바람직하지만, 플라즈마 처리 공정에 따라 상기 제 2 간격(D2)보다 넓을 수도 있다.
상기 공정 가스(PG)는 전술한 소스 가스, 소스 가스, 또는 소스 가스와 반응 가스의 혼합 가스일 수 있으며, 선택적으로 상기 공정 가스(PG)는 아르곤 가스 또는 헬륨 가스 등의 비반응성 가스와 함께 상기 갭 공간(GS)에 공급될 수 있다. 여기서, 상기 복수의 가스 분사 모듈(433) 중 일부 가스 분사 모듈의 갭 공간(GS)에는 상기 소스 가스가 공급되고, 나머지 가스 분사 모듈의 갭 공간(GS)에는 상기 반응 가스가 공급될 수 있다.
상기 제 1 절연 부재(433b)는 상기 플라즈마 전극(PE)과 상기 지지 플레이트(433a11) 사이에 개재되어 상기 플라즈마 전극(PE)을 전기적으로 절연하는 역할을 한다. 이러한 상기 제 1 절연 부재(433b)는 상기 지지 플레이트(433a1)와 마주보는 상기 플라즈마 전극(PE)의 윗면에 설치될 수 있다. 이와 같은, 상기 제 1 절연 부재(433b)는 세라믹 재질로 이루어질 수 있다.
상기 급전 부재(433c)는 상기 지지 플레이트(433a1)에 형성된 급전 홀(433a2)에 삽입되도록 상기 지지 플레이트(433a1)에 설치되어 상기 플라즈마 전극(PE)과 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 급전 부재(433c)는 상기 급전 홀(433a2)의 내부에서 상기 플라즈마 전극(PE)의 급전 봉(227)과 전기적으로 연결됨과 동시에 물리적으로 결합되어 플라즈마 전극(PE)을 지지한다. 이러한 상기 급전 부재(433c) 각각은 급전 케이블(342)을 통해 외부의 플라즈마 전원 공급부(340)로부터 공급되는 플라즈마 전원을 해당하는 플라즈마 전극(PE)에 공급한다. 여기서, 상기 급전 케이블(342)에는 전술한 임피던스 매칭 회로(344)가 접속되어 있다.
상기 제 2 절연 부재(433d)는 상기 급전 부재(433c)와 상기 지지 플레이트(433a1) 사이에 개재되어 상기 급전 부재(433c)를 전기적으로 절연시키는 역할을 한다. 또한, 상기 제 2 절연 부재(433d)는 상기 플라즈마 전극(PE)의 급전 봉(227)을 둘러싸도록 상기 급전 홀(433a2)의 내부에 삽입되어 상기 플라즈마 전극(PE)의 급전 봉(227)을 전기적으로 절연시키는 역할을 한다. 이러한 상기 제 2 절연 부재(433d)는 세라믹 재질로 이루어질 수 있다.
이와 같은, 상기 복수의 가스 분사 모듈(433) 각각은 접지 전극(GE)에 둘러싸이도록 가스 분사 공간(GDS)에 배치된 플라즈마 전극(PE)에 공급되는 플라즈마 전원에 따라 상기 갭 공간(GS)에 플라즈마를 형성함으로써 상기 갭 공간(GS)에 분사되는 공정 가스(PG)를 플라즈마로 활성화시켜 기판(S) 상에 분사한다. 여기서, 상기 플라즈마 전극(PE)에 플라즈마 전원이 인가되면, 플라즈마 전극(PE)에서 발생되는 유도 기전력에 의한 고주파 전류는 표피 효과로 인하여 플라즈마 전극(PE)의 제 1 전극부(221)보다는 제 2 및 제 3 전극부(223, 225)에 상대적으로 집중됨과 아울러 상기 기판 지지 수단(420)의 회전 각속도에 따라 기판(W)의 영역별 플라즈마 노출 시간이 달라지게 된다. 하지만, 본 발명은 플라즈마 전극(PE)에 흐르는 고주파 전류의 흐름 편차와 상기 기판 지지 수단(420)의 회전에 따른 기판(W)의 영역별 플라즈마 노출 시간 편차에 대응되도록 제 1 내지 제 3 전극부(221, 223, 225) 각각의 부피 또는 대향면(OS1, OS2, OS3)이 각기 다른 크기로 형성되기 때문에 상기 갭 공간(GS)에 발생되는 플라즈마의 밀도 편차와 플라즈마 노출 시간 편차를 최소화할 수 있다.
선택적으로, 전술한 설명에서는 상기 복수의 가스 분사 모듈(433) 각각의 플라즈마 전극(PE)이 플라즈마 전원에 연결되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 상기 복수의 가스 분사 모듈(433) 중 일부의 가스 분사 모듈은 플라즈마 전극(PE) 없이 구성되거나 플라즈마 전원에 연결되지 않은 플라즈마 전극(PE)을 포함하여 구성될 수도 있다. 예를 들어, 상기 복수의 가스 분사 모듈(433) 중 상기 반응 가스가 공급되는 가스 분사 모듈은 상기 플라즈마 전원이 인가되는 플라즈마 전극(PE)을 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 복수의 가스 분사 모듈(433) 중 상기 소스 가스가 공급되는 가스 분사 모듈은 상기 소스 가스의 종류에 따라 상기 플라즈마 전원이 인가되는 플라즈마 전극(PE)을 포함하여 구성되거나 플라즈마 전극(PE) 없이 구성될 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치(400)를 이용한 플라즈마 처리 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 복수의 기판(W)을 기판 지지 수단(420)에 로딩하여 일정한 간격으로 안착시킨다.
그런 다음, 복수의 기판(W)이 안착된 기판 지지 수단(420)을 일정한 방향(예를 들어, 시계 방향)으로 회전시킨다. 이와 동시에, 상기 복수의 가스 분사 모듈(433) 각각에 형성된 복수의 가스 분사 홀(433a3) 각각을 통해 상기 플라즈마 전극(PE)과 상기 접지 전극(GE) 사이에 마련되는 갭 공간(GS)에 공정 가스(PG)를 분사하면서 상기 플라즈마 전극(PE)에 플라즈마 전원을 공급한다.
이에 따라, 전기적으로 접지된 상기 접지 전극(GE)과 플라즈마 전원이 공급되는 상기 플라즈마 전극(PE) 사이에 전기장이 형성되고, 상기 전기장에 의해 상기 갭 공간(GS)에 분사되는 공정 가스(PG)로부터 플라즈마가 형성되고, 상기 플라즈마에 의해 상기 공정 가스(PG)가 활성화되어 이동되는 기판(S) 상으로 분사된다. 따라서, 상기 기판(S)에는 활성화된 공정 가스에 의해 소정의 박막이 증착되게 된다.
이상과 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치(400)는 플라즈마 전극(PE)의 형상 변경을 통해 플라즈마 전극(PE)에 흐르는 고주파 전류 편차 및 기판 지지 수단(420)의 회전에 따라 이동되는 기판(W)의 영역별 플라즈마 노출 시간 편차를 최소화함으로써 상기 기판(W) 상에 균일한 두께의 박막을 형성할 수 있다.
한편, 전술한 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치(400)의 플라즈마 형성 수단(430)은 상기 복수의 가스 분사 모듈(433) 사이사이에 배치되도록 상기 챔버 리드(431)에 형성된 복수의 퍼지 가스 분사 모듈(미도시)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 복수의 퍼지 가스 분사 모듈은 상기 복수의 가스 분사 모듈(433) 각각으로부터 기판(W) 상으로 분사되는 가스를 공간적으로 분리함과 동시에 기판(W)에 증착되지 않은 소스 가스 및/또는 소스 가스와 반응하지 않고 잔존하는 반응 가스를 퍼지시키는 역할을 한다.
다른 한편, 전술한 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치(400)에서는 기판(W)과 마주하는 플라즈마 전극(PE)의 밑면이 경사면(221a, 223a, 225a)이 형성된 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 상기 경사면(221a, 223a, 225a)은 도 13에 도시된 바와 같이 기판(W)과 마주하지 않는 플라즈마 전극(PE)의 윗면에 형성될 수 있다. 이 경우에도, 전술한 본 발명의 제 2 실시 예의 플라즈마 처리 장치(400)와 동일하게, 플라즈마 전극(PE)에 흐르는 고주파 전류 편차 및 기판(W)의 영역별 플라즈마 노출 시간 편차를 최소화할 수 있다.
이상과 같은, 본 발명의 실시 예들에 따른 플라즈마 처리 장치에서는 플라즈마를 이용한 플라즈마 처리 공정에 의해 기판에 박막이 형성되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 본 발명은 플라즈마를 이용하여 기판에 형성되어 있는 박막을 식각하는 플라즈마 식각 공정에도 동일하게 적용될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 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, 210, 320, 420: 기판 지지 수단 120: 플라즈마 발생용 전극
121, 221: 제 1 전극부 123, 223: 제 2 전극부
125, 225: 제 3 전극부 127, 227: 급전 봉
310, 410: 공정 챔버 330, 430: 플라즈마 형성 수단
331: 전극 플레이트 333, 433b: 제 1 절연 부재
335, 433c: 급전 부재 337, 433d: 제 2 절연 부재
340: 플라즈마 전원 공급부 431: 챔버 리드
433: 가스 분사 모듈 433a: 하우징
GE: 접지 전극 PE: 플라즈마 전극

Claims (15)

  1. 기판을 지지하는 기판 지지 수단 위에 배치되어 플라즈마 전원에 접속된 플라즈마 전극을 포함하며,
    상기 플라즈마 전극은,
    제 1 부피를 가지는 제 1 전극부;
    상기 제 1 부피보다 작은 제 2 부피를 가지도록 상기 제 1 전극부의 일측면으로부터 상기 제 1 전극부의 길이 방향으로 돌출된 제 2 전극부; 및
    상기 제 1 부피보다 작은 제 3 부피를 가지도록 상기 제 1 전극부의 타측면으로부터 상기 제 1 전극부의 길이 방향으로 돌출된 제 3 전극부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생용 전극.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 전극부 각각은 경사면을 가지도록 돌출된 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생용 전극.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 경사면은 상기 기판 지지 수단을 향하는 상기 제 1 전극부의 밑면에서 윗면을 향하는 방향으로 경사지거나, 상기 제 1 전극부의 윗면에서 상기 밑면을 향하는 방향으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생용 전극.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 지지 수단을 향하는 상기 제 1 내지 제 3 전극부의 밑면 또는 상기 제 1 내지 제 3 전극부의 윗면은 상기 제 1 내지 제 3 전극부 각각이 각기 다른 부피를 가지도록 유선 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생용 전극.
  5. 플라즈마 처리 공정을 위한 공정 공간을 가지는 공정 챔버;
    상기 공정 공간에 배치되어 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판 지지 수단; 및
    상기 기판 위에 배치되어 전위차에 따라 플라즈마를 형성하는 접지 전극과 플라즈마 전극을 포함하는 플라즈마 형성 수단을 포함하며,
    상기 플라즈마 전극은 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 기재된 플라즈마 발생용 전극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  6. 플라즈마 처리 공정을 위한 공정 공간을 가지는 공정 챔버;
    상기 공정 공간에 배치되어 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판 지지 수단; 및
    상기 기판 위에 배치되어 전위차에 따라 플라즈마를 형성하는 접지 전극과 플라즈마 전극을 포함하는 플라즈마 형성 수단을 포함하며,
    상기 플라즈마 전극은,
    상기 접지 전극과 대향되는 제 1 대향면을 가지는 제 1 전극부;
    상기 제 1 대향면보다 작은 제 2 대향면을 가지도록 상기 제 1 전극부의 일측면으로부터 상기 제 1 전극부의 길이 방향으로 돌출된 제 2 전극부; 및
    상기 제 1 대향면보다 작은 제 3 대향면을 가지도록 상기 제 1 전극부의 타측면으로부터 상기 제 1 전극부의 길이 방향으로 돌출된 제 3 전극부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 플라즈마 형성 수단은,
    상기 공정 챔버의 상부에 설치되어 상기 공정 공간을 밀폐하는 전극 플레이트;
    상기 전극 플레이트에 형성되어 상기 접지 전극과 상기 플라즈마 전극 사이의 갭 공간에 공정 가스를 분사하는 복수의 가스 분사 홀; 및
    상기 플라즈마 전극과 상기 전극 플레이트를 전기적으로 절연시키는 절연 부재를 더 포함하며,
    상기 접지 전극은 상기 전극 플레이트의 하면에 일정한 간격을 가지도록 복수로 형성되고,
    상기 플라즈마 전극은 상기 갭 공간을 사이에 두고 상기 접지 전극과 마주보도록 복수의 접지 전극 사이사이에 배치되어 플라즈마 전원 공급부에 연결된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 전극부 각각은 상기 기판 지지 수단을 향하는 상기 제 1 전극부의 밑면에서 윗면을 향하는 방향으로 경사지거나, 상기 제 1 전극부의 윗면에서 상기 밑면을 향하는 방향으로 경사지게 형성된 경사면을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 전극부는 상기 기판의 내측 영역에 중첩되고,
    상기 제 2 전극부는 상기 기판의 내측 영역의 일측에 인접한 제 1 외측 영역에 중첩되며,
    상기 제 3 전극부는 상기 기판의 내측 영역의 타측에 인접한 제 2 외측 영역에 중첩되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 플라즈마 형성 수단은,
    상기 공정 챔버의 상부에 설치되어 상기 공정 공간을 밀폐하는 챔버 리드; 및
    상기 챔버 리드에 이격되도록 설치되어 상기 접지 전극과 상기 플라즈마 전극 사이의 갭 공간에 상기 플라즈마를 형성하고, 상기 플라즈마를 통해 공정 가스를 활성화시켜 상기 기판 상에 분사하는 적어도 하나의 가스 분사 모듈을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 분사 모듈은,
    상기 챔버 리드에 설치되는 지지 플레이트와 상기 지지 플레이트로부터 수직하게 돌출된 상기 접지 전극에 의해 정의되는 가스 분사 공간을 가지는 하우징;
    플라즈마 전원 공급부에 연결되도록 상기 지지 플레이트에 설치되어 상기 가스 분사 공간에 배치된 상기 플라즈마 전극;
    상기 접지 전극과 상기 플라즈마 전극 사이의 갭 공간에 중첩되도록 상기 하우징에 형성되어 상기 갭 공간에 공정 가스를 분사하는 복수의 가스 분사 홀; 및
    상기 플라즈마 전극과 상기 지지 플레이트를 전기적으로 절연시키는 절연 부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 전극부는 상기 기판의 내측 영역에 중첩되고,
    상기 제 2 전극부는 상기 기판 지지 수단의 중심부에 인접한 상기 기판의 제 1 외측 영역에 중첩되며,
    상기 제 3 전극부는 상기 기판 지지 수단의 외측면에 인접한 상기 기판의 제 2 외측 영역에 중첩된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 3 전극부 각각이 각기 다른 크기의 대향면을 가지며,
    상기 기판 지지 수단을 향하는 상기 제 1 내지 제 3 전극부의 밑면 또는 상기 지지 플레이트를 향하는 상기 제 1 내지 제 3 전극부의 윗면은 유선 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 대향면의 크기는 상기 제 3 대향면의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  15. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 전극부는 상기 제 1 전극부보다 작고 상기 제 3 전극부보다 큰 부피를 가지며,
    상기 기판 지지 수단을 향하는 상기 제 1 내지 제 3 전극부의 밑면 또는 상기 지지 플레이트를 향하는 상기 제 1 내지 제 3 전극부의 윗면은 유선 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
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