KR20160050522A - Plasma deposition apparatus - Google Patents

Plasma deposition apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR20160050522A
KR20160050522A KR1020140148887A KR20140148887A KR20160050522A KR 20160050522 A KR20160050522 A KR 20160050522A KR 1020140148887 A KR1020140148887 A KR 1020140148887A KR 20140148887 A KR20140148887 A KR 20140148887A KR 20160050522 A KR20160050522 A KR 20160050522A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
plasma
substrate
region
showerhead
Prior art date
Application number
KR1020140148887A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이승호
김상돈
이역규
Original Assignee
(주)아이씨디
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)아이씨디 filed Critical (주)아이씨디
Priority to KR1020140148887A priority Critical patent/KR20160050522A/en
Publication of KR20160050522A publication Critical patent/KR20160050522A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00Superconducting devices
    • H10N60/01Manufacture or treatment
    • H10N60/0268Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
    • H10N60/0296Processes for depositing or forming superconductor layers
    • H10N60/0492Processes for depositing or forming superconductor layers by thermal spraying, e.g. plasma deposition

Abstract

Disclosed is a plasma deposition apparatus capable of depositing a thin film at a low temperature when manufacturing a flexible OLED display. The present invention provides a plasma deposition apparatus which includes a shower head having a plurality of through-holes in an inductive coupled plasma generating device, and thus allows a reaction gas to be uniformly distributed, thereby improving deposition uniformity. Furthermore, by-products created in a chamber can be cleaned even without having a separate remote plasma source.

Description

플라즈마 증착장치{Plasma deposition apparatus}[0001] Plasma deposition apparatus [0002]

본 발명은 고밀도 플라즈마 증착장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 OLED 플렉시블(Organic Light Emitting Diode-flexible) 디바이스용 박막을 고밀도 유도결합 플라즈마를 이용하여 저온에서 증착하는 OLED 플렉시블 디바이스용 고밀도 플라즈마 증착장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high density plasma deposition apparatus, and more particularly, to a high density plasma deposition apparatus for an OLED flexible device in which a thin film for an OLED flexible device is deposited at a low temperature using a high density inductively coupled plasma will be.

박막을 제조하는 기술은 크게 물리적 방식을 이용한 물리 기상 증착방식(Physical vapor deposition, PVD)과 화학적 방식을 이용하는 화학 기상 증착방식(Chemical vapor deposition, CVD)으로 나뉜다.Techniques for manufacturing thin films are divided into physical vapor deposition (PVD) using a physical method and chemical vapor deposition (CVD) using a chemical method.

물리 기상 증착방식(PVD)은 기판위에 박막을 증착하기 위해 빔이나 가스의 흐름을 만들어 내면서 물질을 증발시키거나 때는 방식이며, 화학 기상 증착방식(CVD)은 기체상태의 혼합물을 가열된 기판 표면에 반응시켜 생성물을 기판 표면에 증착시키는 방식이다.Physical vapor deposition (PVD) is a method in which a material is evaporated while generating a beam or gas flow to deposit a thin film on a substrate, and a chemical vapor deposition (CVD) method is used to deposit a gaseous mixture on a heated substrate surface And the product is deposited on the surface of the substrate.

화학 기상 증착방식(CVD)은 반응 에너지원에 따라 반응기에 주입된 반응기체의 분해 및 박막 증착시 열 에너지를 이용하는 열 기상 증착방식(Thermal CVD), 반응기내 혼합기체에 전장을 걸어 플라즈마 상태를 형성하여 박막을 증착하는 유기 화학 기상 증착방식(Plasma Enhanced CVD, PECVD), 고밀도 플라즈마를 형성하여 막을 증착하는 유도결합 플라즈마 화학 기상 증착방식(Inductive Coupled Plasma CVD, ICPCVD)등으로 구분된다.Chemical vapor deposition (CVD) is a chemical vapor deposition (CVD) process, which involves decomposition of a reactive gas injected into a reactor according to a reaction energy source, thermal CVD using thermal energy during thin film deposition, An inductively coupled plasma CVD (ICPCVD) method in which a film is deposited by forming a high-density plasma, and the like are classified into an inductively coupled plasma enhanced chemical vapor deposition (ICPCVD) method and a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method.

도 1은 일반적인 유기 화학기상증착장비를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a view for explaining a general organic chemical vapor deposition apparatus.

도 1을 참조하면, 일반적인 유기 화학기상증착장비는 상부 덮개(110)와 하부 본체(120)로 구성되는 챔버 몸체(100)를 포함한다. 챔버 몸체(100) 내에는 피처리 기판(130)이 투입되며, 실링에 의해 밀폐된 채로 내부가 진공 상태로 유지될 수 있다.Referring to FIG. 1, a general organic chemical vapor deposition apparatus includes a chamber body 100 including an upper cover 110 and a lower main body 120. The substrate 130 is put into the chamber body 100 and the inside can be maintained in a vacuum state while being sealed by sealing.

챔버 몸체(100) 내에는 반응가스에 의해 플라즈마를 발생시키기 위한 전극들이 설치되는데, 구체적으로 상부 덮개(110) 하부에는 상부 전극(111)이 위치하고, 하부 본체(120)의 바닥에는 하부 전극(121)이 구비된다. 또한, 상부 전극(111)으로부터 소정 간격 이격되어 하부에 배열되는 샤워헤드(112)를 포함한다.The upper electrode 111 is located under the upper cover 110 and the lower electrode 121 is formed at the bottom of the lower body 120. The upper electrode . And a showerhead 112 arranged below the upper electrode 111 and spaced apart from the upper electrode 111 by a predetermined distance.

상부 전극(111)에는 외부에 있는 가스 공급부(미도시)로부터 공급되는 반응가스가 유입되기 위한 가스통로(113)가 형성되어 있으며, 가스통로(113)로 주입된 가스는 샤워헤드(112)를 통해 챔버 몸체(100) 내로 가스가 분사된다. 또한, 상부 전극(111)에는 고주파 전원(114)으로부터 고주파 전력이 인가되며, 고주파 전원(114)은 챔버 몸체(100) 내로 분사된 가스와 반응하여 플라즈마를 발생시킨다.The upper electrode 111 is formed with a gas passage 113 through which a reaction gas supplied from an external gas supply unit (not shown) flows into the upper electrode 111. The gas injected into the gas passage 113 passes through the showerhead 112 The gas is injected into the chamber body 100 through the gas passage. A high frequency power is applied to the upper electrode 111 from a high frequency power source 114 and a high frequency power source 114 reacts with the gas injected into the chamber body 100 to generate a plasma.

발생된 플라즈마에 의해 증착 공정이 반복되면 공정시 발생된 부산물 등에 의해 챔버 몸체(100) 내부가 오염되고, 이를 주기적으로 세정하기 위해 챔버 몸체(100) 상부에 배치된 리모트 플라즈마 장치(Remote Plasma Source, RPS)(140)에 의해 세정 공정이 진행된다. When the deposition process is repeated by the generated plasma, the inside of the chamber body 100 is contaminated by byproducts generated during the process, and a remote plasma source (Remote Plasma Source) disposed above the chamber body 100 is used to periodically clean the inside of the chamber body 100. [ The cleaning process is performed by the RPS 140.

유기 화학기상증착장비(PECVD)는 증착율(Deposition rate)이 상대적으로 높고, 샤워헤드를 가지고 있어 증착분포도(Deposition Uniformity)가 우수한 특징이 있다. 하지만 유도결합 플라즈마 화학기상증착장비(ICPCVD)에 비해 박막의 밀도가 떨어져 WER(Wet Etch Rate)이 상대적으로 크게 나타난다. 또한, 증착 공정이 반복되면 증착 물질이 처리실 벽에 증착되어 내부 오염의 원인이 되기 때문에 처리실 내부를 주기적으로 세정하는 리모트 플라즈마 장치(RPS)가 일반적으로 설치되고 있다.Organic chemical vapor deposition equipment (PECVD) has a relatively high deposition rate and a shower head, which is superior in deposition uniformity. However, the density of the thin film is lower than that of ICPCVD (Inductively Coupled Plasma Chemical Vapor Deposition), and the WET (Wet Etch Rate) is relatively large. In addition, when the deposition process is repeated, a remote plasma device (RPS) is installed to periodically clean the inside of the process chamber because the deposition material is deposited on the process chamber wall to cause internal contamination.

도 2는 종래의 유도결합 플라즈마 화학기상증착장비를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a conventional inductively coupled plasma chemical vapor deposition apparatus.

도 2를 참조하면, 일반적인 유도결합 플라즈마 화학기상증착장비는 상부 덮개(210)와 하부 본체(220)로 구성되는 챔버 몸체(200)를 포함한다. 챔버 몸체(200) 내에는 피처리 기판(230)이 투입되며, 실링에 의해 밀폐된 채로 내부가 진공 상태로 유지될 수 있다.2, a general inductively coupled plasma chemical vapor deposition apparatus includes a chamber body 200 including an upper lid 210 and a lower main body 220. The substrate 230 is introduced into the chamber body 200, and the interior of the chamber body 200 can be maintained in a vacuum state while being sealed by sealing.

챔버 몸체(200)는 유전체 창(241)을 포함하는 프레임(240)에 의해 상부의 플라즈마 발생부(250)와 하부의 처리실(260)로 구분될 수 있다. The chamber body 200 can be divided into a plasma generating portion 250 at an upper portion and a processing chamber 260 at a lower portion by a frame 240 including a dielectric window 241. [

플라즈마 발생부(250)에는 고주파 안테나(251)가 배치되고, 고주파 안테나(251)에는 고주파 전원(252)이 연결되어 플라즈마 발생을 위한 고주파 전력을 인가한다. 프레임(240)에는 처리가스를 공급하는 가스 공급라인(242)과 노즐(243)이 연결되어 처리실(260) 내부로 처리가스를 공급한다. 처리실(260)에는 또한 피처리 기판(230)을 지지하고, 피처리 기판(230)을 고정시키도록 배치되는 하부전극(261)이 포함된다.A high frequency antenna 251 is disposed in the plasma generator 250 and a high frequency power source 252 is connected to the high frequency antenna 251 to apply high frequency power for plasma generation. A gas supply line 242 for supplying a process gas and a nozzle 243 are connected to the frame 240 to supply the process gas into the process chamber 260. The processing chamber 260 also includes a lower electrode 261 that supports the substrate 230 and is arranged to fix the substrate 230 to be processed.

처리실(260)로 처리 가스가 공급되고 고주파 전원(252)에서 안테나(251)로 전원이 인가되면, 안테나(251)에서 발생되는 자기장에 의해 유도되는 전기장이 처리 가스와 반응하여 고밀도 플라즈마를 발생하게 된다.When a processing gas is supplied to the processing chamber 260 and power is supplied to the antenna 251 from the RF power supply 252, an electric field induced by the magnetic field generated by the antenna 251 reacts with the processing gas to generate a high- do.

유도결합 플라즈마 화학기상증착장비(ICPCVD)의 증착율은 상대적으로 낮지만 발생된 고밀도 플라즈마에 의해 고밀도 막을 증착할 수 있는 장점이 있다. 하지만 안테나 설계의 어려움과 가스노즐이 유전체 창을 지지하는 프레임에 설치되어야 되기 때문에 배치의 한계를 가지고 있어 증착 분포도 달성이 어렵고, 내부 오염을 효율적으로 세정할 수 있는 리모트 플라즈마 장치(RPS)가 챔버 몸체 상부에 배치되는 안테나 의해 장착의 어렵기 때문에 양산 설비로 사용할 수 없는 단점이 있다.Although the deposition rate of the ICPD is relatively low, it is advantageous to deposit a high density film by the generated high density plasma. However, because of the difficulty of antenna design and the fact that the gas nozzle must be installed in the frame supporting the dielectric window, it is difficult to achieve the deposition distribution due to the limitation of arrangement, and the remote plasma device (RPS) There is a disadvantage that it can not be used as a mass production facility because it is difficult to mount it by the antenna disposed at the upper part.

한국특허 공개 10-2009-0052819Korean Patent Publication No. 10-2009-0052819

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 유도 결합 플라즈마 발생 장치 내에 다수개의 통과홀이 형성된 샤워헤드를 구비하여 플라즈마에서 발생된 라디칼과 주반응 가스를 고르게 분포함으로써 증착분포도를 향상시키도록 개선된 플라즈마 증착장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art. In other words, the present invention provides a plasma deposition apparatus improved in deposition distribution by uniformly distributing radicals and main reaction gases generated in plasma by a showerhead having a plurality of through holes formed in an inductively coupled plasma generating apparatus.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 플라즈마 증착장치에 있어서, 챔버 몸체; 상기 챔버 몸체에 의해 제공되고, 수용된 피처리 기판의 플라즈마 처리가 이루어지는 처리실; 상기 처리실 내에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부; 상기 챔버 몸체 내에 배치되어 상기 피처리 기판을 지지하는 지지대부; 상기 처리실 내 상기 지지대부 위쪽에 배치되어 상기 처리실을 상부 제1 영역과 하부 제2 영역으로 분리하는 샤워헤드; 및 상기 처리실내 제1 영역으로 제1 가스를 공급하도록 설치되는 제1 가스공급부;를 포함하고, 상기 샤워헤드는 상기 제1 영역의 제1 라디칼을 통과시키는 다수개의 통과홀을 구비하고, 상기 제2 영역으로 제2 가스를 공급하도록 형성된 제2 가스 공급라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 증착장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma deposition apparatus comprising: a chamber body; A processing chamber provided by the chamber body for plasma processing the accommodated substrate to be processed; A plasma generator for generating a plasma in the process chamber; A support base disposed in the chamber body for supporting the substrate to be processed; A showerhead disposed above the support portion in the treatment chamber to separate the treatment chamber into an upper first region and a lower second region; And a first gas supply unit installed to supply a first gas to the first region of the processing chamber, wherein the showerhead has a plurality of through holes for allowing a first radical of the first region to pass therethrough, And a second gas supply line configured to supply a second gas to the second region.

본 발명에 따르면, OLED 플렉시블 디바이스용 박막을 고밀도 유도결합 플라즈마를 이용하여 저온에서 고밀도 막을 증착할 수 있고, 처리실 내에 샤워헤드를 구비함으로써 증착분포도를 향상시킬 수 있어, 밀도가 높은 얇은 막을 필요로 하는 증착 공정에 효과적으로 적용될 수 있다. 또한, 산소 및 수분의 침투가 어려운 견고한 박막을 생성할 수 있어 OLED의 유기물 봉지 공정에 적용할 수 있다.According to the present invention, a thin film for an OLED flexible device can be deposited at a low temperature using a high-density inductively coupled plasma, and a shower head can be provided in the treatment chamber to improve the deposition distribution, And can be effectively applied to a deposition process. In addition, it is possible to produce a strong thin film which is difficult to penetrate oxygen and moisture, and thus it can be applied to an organic sealing process of an OLED.

도 1은 일반적인 유기 화학기상증착장비를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 유도결합 플라즈마 화학기상증착장비를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 플라즈마 증착 장비를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 샤워헤드 구성을 나타내는 상측 플레이트 평면도이다.
도 5는 본 발명의 샤워헤드 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 정전척 전극의 상측 플레이트를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 정전척 전극의 하측 플레이트를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실험예에 따른 기판의 측정 위치를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 정전척 전극의 온도 편차를 시뮬레이션 진행한 결과이다.
FIG. 1 is a view for explaining a general organic chemical vapor deposition apparatus.
2 is a view for explaining a conventional inductively coupled plasma chemical vapor deposition apparatus.
3 is a view for explaining a plasma deposition apparatus of the present invention.
4 is a top plan view of the shower head of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing the configuration of the showerhead of the present invention.
6 is a view for explaining the upper plate of the electrostatic chuck electrode of the present invention.
7 is a view for explaining the lower plate of the electrostatic chuck electrode of the present invention.
8 is a view showing a measurement position of a substrate according to an experimental example of the present invention.
9 is a result of simulating the temperature deviation of the electrostatic chuck electrode of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Referring to the accompanying drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, .

도 3은 본 발명의 플라즈마 증착 장비를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a plasma deposition apparatus of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 증착 장비의 챔버 몸체(300)는 피처리 기판(301)에 대해 플라즈마 증착 공정을 수행하기 위한 환경을 조성하고 플라즈마가 생성 및 반응되는 공간을 제공한다. 이때, 챔버 몸체(300)는 사각의 판면 형상을 갖는 피처리 기판(301)에 적합하도록 전체적으로 사각 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명에서 챔버 몸체(300)의 형상은 플라즈마 처리 대상이 되는 피처리 기판(301)의 종류 및 형상에 따라 변경될 수 있다.Referring to FIG. 3, the chamber body 300 of the plasma deposition apparatus according to the present invention provides an environment for performing a plasma deposition process on the substrate 301 and a space for generating and reacting plasma. At this time, the chamber body 300 may have a rectangular shape as a whole to be suitable for the target substrate 301 having a rectangular plate shape. However, the shape of the chamber body 300 in the present invention may be changed according to the type and shape of the target substrate 301 to be subjected to the plasma processing.

챔버 몸체(300)는 상부 덮개(310)와 프레임(320) 그리고 하부 본체(330)를 포함할 수 있다.The chamber body 300 may include an upper lid 310, a frame 320, and a lower body 330.

챔버 몸체(300)는 프레임(320)에 의해 상부 덮개(310)와 하부 본체(330)로 구분되며, 상부 덮개(310)는 고주파 안테나(341)가 배치된 플라즈마 발생부(340)를 포함하고, 하부 본체(330)는 샤워헤드(360)와 지지대부(370)가 배치된 처리실(350)을 포함한다.The chamber body 300 is divided into an upper lid 310 and a lower main body 330 by a frame 320. The upper lid 310 includes a plasma generating part 340 in which a high frequency antenna 341 is disposed And the lower main body 330 includes a treatment chamber 350 in which a shower head 360 and a support portion 370 are disposed.

플라즈마 발생부(340)의 고주파 안테나(341)는 제1 고주파전원(342)으로부터 고주파전력을 인가받아 처리실(350)에 플라즈마를 발생시키는 전기장을 유도하는 수단으로, 전체적으로 코일 형태의 구조를 갖으며, 안테나(341)의 형상, 개수 및 배치는 실시되는 공정에 따라 적절하게 선택될 수 있다. The high frequency antenna 341 of the plasma generating unit 340 is a means for inducing an electric field for generating a plasma in the process chamber 350 by receiving the high frequency power from the first high frequency power source 342 and has a coil- , The shape, the number and the arrangement of the antenna 341 can be appropriately selected according to the process to be performed.

한편, 제1 고주파전원(342)으로부터 공급되는 고주파전력은 상부덮개(310)의 상부에 마련된 제1 정합기(343)를 거쳐 상부덮개(310) 내에 배치된 전력 인입선(344)을 통해 안테나(341)에 인가된다. 이때, 제1 정합기(343)는 안테나(341)에 의한 부하 임피던스와 안테나(341)에 의해 발생되는 플라즈마에 의한 플라즈마 임피던스를 제1 고주파전원(342)의 내부 임피던스와 임피던스 매칭(Impedance matching)시켜 제1 고주파전원(342)으로부터 안테나(341)로 인가되는 전력의 손실을 최소화시킨다.The high frequency power supplied from the first RF power supply 342 is supplied to the antenna 310 through the power feed line 344 disposed in the upper lid 310 via the first matching unit 343 provided on the upper lid 310, 341). The first matching unit 343 adjusts a load impedance by the antenna 341 and a plasma impedance caused by the plasma generated by the antenna 341 to an impedance matching with an internal impedance of the first RF power supply 342, Thereby minimizing the loss of power applied from the first RF power supply 342 to the antenna 341.

제1 고주파전원(342)으로부터 안테나(341)에 고주파전력이 인가되면 안테나(341)에서 발생되는 자기장에 의해 유도되는 전기장이 처리 가스와 반응하여 플라즈마를 발생시킨다. 안테나(341)의 자기장에 의해 유도된 전기장은 자기장에 의해 챔버 몸체(300) 벽으로 손실되는 전기장을 감소시킬 수 있기 때문에 유기 화학기상증착장비(PECVD)에서 발생되는 전기장에 비해 고밀도 플라즈마를 발생시킬 수 있다.When high frequency power is applied to the antenna 341 from the first RF power supply 342, an electric field induced by the magnetic field generated by the antenna 341 reacts with the process gas to generate plasma. Since the electric field induced by the magnetic field of the antenna 341 can reduce the electric field lost to the wall of the chamber body 300 by the magnetic field, it is possible to generate a high density plasma compared to the electric field generated by the organic chemical vapor deposition equipment (PECVD) .

한편, 안테나(341)에 고주파전력이 인가되면, 챔버 몸체(300)의 내부에 플라즈마를 발생시키기 위한 유도전기장이 형성될 뿐만 아니라, 안테나(341) 표면에 고주파 주파수로 양전하와 음전하가 교대로 대전됨에 따라 축전전기장이 형성될 수 있다. When high frequency power is applied to the antenna 341, an induction electric field for generating plasma is formed inside the chamber body 300, and a positive charge and a negative charge are alternately applied to the surface of the antenna 341 at a high frequency The storage electric field can be formed.

이때, 축전전기장은 초기 플라즈마를 점화(Ignition) 시키기 위한 수단이지만, 스퍼티링(sputtering) 현상에 의해 플라즈마와 안테나(341) 사이에 배치된 유전체 창(321)을 손상시키고, 플라즈마의 균일도를 떨어뜨리는 등의 부정적인 영향을 미칠 수 있다. At this time, the storage electric field is a means for igniting the initial plasma, but sputtering causes damages to the dielectric window 321 disposed between the plasma and the antenna 341 and reduces the uniformity of the plasma It may have a negative effect such as knocking.

이러한 부정적인 영향을 방지하기 위해, 안테나(341)와 유전체 창(321)의 간격을 조절하거나 안테나(341) 또는 유전체 창(321)의 형상 및 구조를 변경하여 유전체 창(321)에 미치는 축전전기장의 영향을 최소화할 수 있다. 이렇듯 유전체 창(321)에 미치는 축전전기장의 영향을 최소화함으로써 고주파전력에 의한 에너지를 유도성 결합으로 플라즈마에 더 효과적으로 전달하도록 할 수 있다.The gap between the antenna 341 and the dielectric window 321 may be adjusted or the shape and structure of the antenna 341 or the dielectric window 321 may be changed to prevent the negative influence of the electric field on the dielectric window 321 The influence can be minimized. By minimizing the influence of the electric field applied to the dielectric window 321, it is possible to more effectively transfer the energy due to the high frequency power to the plasma through inductive coupling.

프레임(320)은 안테나(341)에서 발생되는 자기장을 처리실(350)로 유입될 수 있도록 배치된 유전체 창(321)과 유도된 전기장과 반응하여 플라즈마를 발생시키도록 제1 가스를 분사하는 제1 가스공급부(322)를 포함한다. The frame 320 includes a dielectric window 321 arranged to allow the magnetic field generated by the antenna 341 to flow into the processing chamber 350 and a first dielectric layer 322 which reacts with the induced electric field to emit a first gas And a gas supply unit 322.

프레임(320)은 유전체 창(321)과 동일한 위치에 동일한 형상으로 유전체 창(321) 보다 작은 크기의 개구부(323)가 형성 될 수 있다. 유전체 창(321)은 프레임(320)의 개구부(323) 위치에 배치되고 프레임(320)에 의해 지지되며, 챔버 몸체(300)의 상부에서 실질적으로 동일한 수평면 상에 구비된다.The frame 320 may have the same shape as the dielectric window 321 and an opening 323 smaller in size than the dielectric window 321. The dielectric window 321 is disposed at the opening 323 of the frame 320 and is supported by the frame 320 and is provided on substantially the same horizontal plane at the top of the chamber body 300.

유전체 창(321)의 형상은 원, 타원, 삼각, 사각 중 어느 하나의 형상일 수 있으며, 바람직하게는 사각 형상으로 배치될 수 있다. 또한, 유전체 창(321)은 하나 이상의 개수로 분할된 형태를 가질 수 있으며, 4분할, 5분할, 6분할, 8분할, 9분할 및 그 이상으로 분할된 것 중 어느 하나인 형태일 수 있다.The shape of the dielectric window 321 may be a circle, an ellipse, a triangle, or a rectangle, and may be arranged in a rectangular shape. In addition, the dielectric window 321 may have one or more number of divided shapes, and may be one of four, five, six, eight, nine, or more.

제1 가스공급부(322)는 챔버 몸체(300)의 상부에서 피처리 기판(301) 방향으로 향하여 제1 가스를 분사하는 제1 분출구(324)를 포함하며, 제1 분출구(324)는 프레임(320)에 형성된 하나 이상의 구멍에 삽입 설치될 수 있다.The first gas supply unit 322 includes a first gas discharge port 324 that discharges a first gas toward the substrate 301 from the upper portion of the chamber body 300. The first gas discharge port 324 includes a frame 320 of the first and second embodiments.

플라즈마 증착장치가 대면적 챔버 몸체(300)에 적용될 경우, 유전체 창(321) 및 프레임(320)은 다수개의 영역으로 구성될 수 있고, 그에 따라 제1 분출구(324)도 하나 이상 구비될 수 있다. When the plasma deposition apparatus is applied to the large-sized chamber body 300, the dielectric window 321 and the frame 320 may be composed of a plurality of regions, and thus at least one first jet port 324 may be provided .

하지만 안테나(341)를 이용하는 유도결합 플라즈마 증착장치(ICPCVD)는 제1 가스를 분사하는 제1 가스공급부(322)가 유전체 창(321)을 지지하는 프레임(320)에 설치되기 때문에 플렉시블 OLED 장비와 같은 대면적, 비대칭 구조에서는 제1 분출구 배치의 한계를 가지고 있어 증착 분포도를 달성 할 수 없다.However, in the ICPVD using the antenna 341, since the first gas supply unit 322 for injecting the first gas is installed in the frame 320 supporting the dielectric window 321, the flexible OLED equipment In the same large area and asymmetric structure, the distribution of the deposition rate can not be achieved because of the limitation of the first jet port arrangement.

따라서, 본 발명에서는 제1 가스의 분포를 균일하게 형성하여 증착 분포도를 향상시키기 위해 처리실(350) 내에 유기 화학기상증착장비의 장점인 샤워헤드(360)를 포함한다.Accordingly, in the present invention, the shower head 360, which is an advantage of the organic chemical vapor deposition equipment, is included in the treatment chamber 350 to uniformly distribute the first gas to improve the deposition distribution.

도 4는 본 발명의 샤워헤드 구성을 나타내는 상측 플레이트 평면도이고, 도 5는 본 발명의 샤워헤드 구성을 나타내는 단면도이다.FIG. 4 is a top plan view of the shower head of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the showerhead of the present invention.

도 4와 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 샤워헤드(360)는 다수개의 플레이트가 겹치도록 형성될 수 있다. 바람직하게는 2개의 플레이트가 겹치도록 형성될 수 있다. Referring to FIGS. 4 and 5, the shower head 360 according to the present invention may be formed so that a plurality of plates overlap. Preferably, two plates may be formed to overlap.

2개의 플레이트중 상측 플레이트(401)에는 다수개의 통과홀(403)이 형성되어 있으며, 다수개의 통과홀(403)은 상측 플레이트(401)의 상면에서 하면까지 균일한 간격으로 형성될 수 있으나, 홀 크기와 간격은 공정 조건에 따라 변경될 수 있다. A plurality of through holes 403 are formed in the upper plate 401 of the two plates and a plurality of through holes 403 may be formed at uniform intervals from the upper surface to the lower surface of the upper plate 401. However, The size and spacing may vary depending on the process conditions.

하측 플레이트(402)에도 다수개의 통과홀(403)이 하측 플레이트(402)의 상면에서 하면까지 균일한 간격으로 형성되어 있으며, 상측 플레이트(401)와 하측 플레이트(402)의 다수개의 통과홀(403)은 2개의 플레이트를 중첩했을 때 서로 겹치도록 형성될 수 있다.A plurality of through holes 403 are formed in the lower plate 402 at uniform intervals from the upper surface to the lower surface of the lower plate 402 and the plurality of through holes 403 of the upper plate 401 and the lower plate 402 May be formed so as to overlap each other when the two plates are overlapped.

또한, 샤워헤드(360)에는 제2 가스를 분사하는 제2 가스공급부(406)가 형성될 수 있다. 샤워헤드(360)의 상측 플레이트(401) 하면에는 샤워헤드(360)의 측방향으로 인입되어 다수개의 제2 분출구(405)와 연결된 제2 가스 공급라인(404)이 형성될 수 있으며, 다수개의 제2 분출구(405) 각각은 상부가 막힌 하방 분출구로, 가스 공급원(미도시)으로부터 공급받은 제2 가스를 제2 가스 공급라인(404)을 통해 피처리 기판(301) 방향으로 분사한다.In addition, the shower head 360 may be provided with a second gas supply part 406 for injecting a second gas. A second gas supply line 404 may be formed on the lower surface of the upper plate 401 of the shower head 360 and connected to the plurality of second air outlets 405 in the lateral direction of the shower head 360, Each of the second air outlets 405 is a downward air outflow which is blocked by the upper part and injects a second gas supplied from a gas supply source (not shown) toward the substrate 301 through the second gas supply line 404.

다수개의 제2 분출구(405)는 하측 플레이트(402)에 형성될 수 있으며 제2 가스 공급라인(404)에 의해 샤워헤드(360)를 구역별로 구분하여 형성될 수 있다. 바람직하게는, 내부영역(404a), 중간영역(404b) 및 외부영역(404c)으로 구분하여 피처리 기판(301) 방향으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 분출구(405)의 구분된 영역은 구역별로 테이핑 처리 등을 통해 가스 공급의 억제가 가능함으로, 피처리 기판(301)의 증착 공정시 구역별로 가스 제어가 가능하다.The plurality of second jet ports 405 may be formed in the lower plate 402 and the showerhead 360 may be divided into zones by the second gas supply line 404. The substrate 404 may be divided into an inner region 404a, an intermediate region 404b, and an outer region 404c in the direction of the substrate 301, but the present invention is not limited thereto. Since the divided region of the second jet port 405 can suppress gas supply through taping or the like for each zone, it is possible to control the gas for each zone during the deposition process of the substrate 301 to be processed.

샤워헤드(360)의 배치 위치는 처리실(350)을 제1 영역(361)과 제2 영역(362)으로 구분될 수 있도록 플라즈마 발생부(340)와 지지대부(370) 사이에 배치될 수 있으며, 바람직하게는 지지대부에 근접하게 배치될 수 있다.The arrangement position of the shower head 360 may be disposed between the plasma generating part 340 and the support part 370 so that the process chamber 350 can be divided into the first area 361 and the second area 362 , Preferably close to the support stand.

제1 영역(361)은 플라즈마 발생부(340)과 샤워헤드(360)의 사이 영역이며, 안테나(341)에 의한 유도전기장과 제1 가스공급부(322)에서 분사되는 제1 가스에 의해 제1 플라즈마를 발생시키고, 제1 플라즈마에 의해 증착 공정을 위한 제1 라디칼이 발생된다. 공정을 위한 제1 가스공급부(322)에서 분사되는 가스는 N2, H2, NH3, O2, N2O 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The first region 361 is a region between the plasma generating portion 340 and the shower head 360. The first region 361 is formed by the induction electric field generated by the antenna 341 and the first gas injected from the first gas supplying portion 322, A plasma is generated, and a first radical is generated for the deposition process by the first plasma. The gas injected from the first gas supply part 322 for the process may be any one of N 2, H 2, NH 3, O 2 and N 2 O, but is not limited thereto.

제2 영역(362)은 샤워헤드(360)와 지지대부(370) 사이 영역이며, 제1 플라즈마에 의해 발생된 제1 라디칼은 샤워헤드(360)에 형성된 다수개의 통과홀(403)을 통해 제2 영역(362)으로 이동 될 수 있다. 이동된 제1 라디칼은 샤워헤드(360)의 제2 가스 공급부(406)에서 분사되는 제2 가스와 반응하여 피처리 기판(301)에 박막을 증착시킨다. 제2 가스공급부(406)에서 피처리 기판(301)에 박막을 증착시키기 위해 분사되는 제2 가스는 SiH4일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The second region 362 is a region between the showerhead 360 and the support portion 370. The first radical generated by the first plasma is supplied through the plurality of through holes 403 formed in the showerhead 360 2 < / RTI > The moved first radical reacts with the second gas injected from the second gas supply unit 406 of the shower head 360 to deposit a thin film on the substrate 301 to be processed. The second gas injected to deposit the thin film on the substrate 301 in the second gas supply unit 406 may be SiH4, but is not limited thereto.

프레임(320)에 형성된 제1 가스공급부(322)에 의해 제1 플라즈마를 발생시키고, 제1 플라즈마에 의해 발생되는 제1 라디칼과 샤워헤드(360)에 형성된 제2 가스 공급부(406)에서 분사되는 제2 가스를 반응시켜 막을 증착시키기 때문에 종래에 프레임(320)에 설치된 가스 노즐만을 이용하는 가스 분사 방식에 비해 고른 가스 분포를 형성할 수 있어 증착 분포도를 향상시킬 수 있다.The first plasma generated by the first gas supply part 322 formed in the frame 320 and the first radical generated by the first plasma and the second radical generated by the second gas supply part 406 formed on the shower head 360 Since the film is deposited by reacting the second gas, a uniform gas distribution can be formed as compared with the gas injection method using only the gas nozzle provided in the frame 320 in the past, and the deposition distribution can be improved.

피처리 기판(301)에 박막 증착 공정이 완료되면 피처리 기판(301)뿐만 아니라 챔버 몸체(300) 벽 또는 챔버 몸체(300) 내의 구성 파트(Part) 일부분에도 박막이 형성된다. 이렇게 챔버 몸체(300) 내에 형성된 박막은 수차례 공정이 반복되면서 두꺼워지고, 챔버 몸체(300) 벽에서 떨어져 나와 공정 중인 기판에 포함됨으로써 기판 상의 박막에 결점(Defect)을 만든다. 이러한 이유 때문에 증착 공정이 완료되면 챔버 몸체(300)내의 부산물 등을 제거하기 위해 주기적으로 세정(Cleaning)을 해주어야 한다.When the thin film deposition process is completed on the substrate 301, a thin film is formed not only on the substrate 301 but also on a part of the wall of the chamber body 300 or a part of the part in the chamber body 300. The thin film formed in the chamber body 300 is thickened by repeating several steps and is separated from the wall of the chamber body 300 to be included in the substrate in the process, thereby causing a defect in the thin film on the substrate. For this reason, when the deposition process is completed, periodic cleaning must be performed to remove the by-products in the chamber body 300.

일반적으로 이러한 챔버(300)내 세정을 위해 화학기상증착(CVD)장비는 세정 장치로 리모트 플라즈마 장치(RPS)를 사용한다. 하지만 리모트 플라즈마 장치(RPS)는 챔버 몸체(300) 상부에 설치되어야 하기 때문에 상부에 안테나(341)가 설치되는 유도결합 플라즈마 화학 기상 증착장비(ICPCVD)에서는 리모트 플라즈마 장치(RPS)를 설치하기 위한 공간에 한계를 가지고 있고, 설치에도 많은 어려움이 따른다. 또한 안테나(341) 하부에는 유전체가 설치되어 리모트 플라즈마 장치(RPS)의 주입구 설치가 불가능하다.Typically, chemical vapor deposition (CVD) equipment uses a remote plasma device (RPS) as a cleaning device for cleaning within this chamber 300. However, since the remote plasma apparatus RPS must be installed above the chamber body 300, in the inductively coupled plasma chemical vapor deposition apparatus (ICPCVD) in which the antenna 341 is installed on the upper part, the space for installing the remote plasma apparatus (RPS) And there is a lot of difficulty in the installation. Further, a dielectric is provided under the antenna 341 to make it impossible to install a filling port of the remote plasma apparatus (RPS).

따라서, 본 발명의 유도결합 플라즈마 화학 기상 증착장비(ICPCVD)에서는 리모트 플라즈마 장치(RPS)를 따로 구비하지 않고, 샤워헤드(360)에 의해 구분된 제1 영역(361)에서 세정 공정을 위한 제2 플라즈마를 발생시킴으로써 챔버 몸체(300)내의 부산물을 세정할 수 있다.Therefore, in the ICPVD of the present invention, a remote plasma apparatus (RPS) is not separately provided. In the first region 361 divided by the showerhead 360, the second region 361 for the cleaning process Byproducts in the chamber body 300 can be cleaned by generating a plasma.

피처리 기판(301)에 박막 증착 공정이 반복되어 챔버 몸체(300) 내에 부산물들이 형성되면 기판이 챔버 몸체(300) 외부로 이동된 후에 제1 가스공급부(322)에서는 챔버 몸체(300) 내부의 부산물을 세정하기 위한 세정 가스를 처리실(350)로 분사한다. 부산물 세정을 위한 가스는 NF3, SF6, Ar 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.After the substrate is transferred to the outside of the chamber body 300 when the thin film deposition process is repeated on the target substrate 301 and the byproducts are formed in the chamber body 300, And the cleaning gas for cleaning the by-product is sprayed into the process chamber 350. The gas for the byproduct cleaning may be any one of NF3, SF6, and Ar, but is not limited thereto.

세정 가스가 분사되면 안테나(341)에 제1 고주파전원(342)이 인가되고 안테나(341)에서 유도된 전기장에 의해 제1 영역(361)에서 제2 플라즈마가 발생된다. 제2 플라즈마에 의해 발생된 제2 라디칼은 샤워헤드(360)에 형성된 다수개의 통과홀(403)을 통해 제2 영역(362)으로 이동되고, 이동된 제2 라디칼과 챔버 몸체(300) 내부에 부착된 부산물이 반응하여 기체 상태로 배기 장치(380)를 통해 챔버 몸체(300) 외부로 배기된다.When the cleaning gas is injected, the first RF power source 342 is applied to the antenna 341 and the second plasma is generated in the first region 361 by the electric field induced by the antenna 341. The second radical generated by the second plasma is moved to the second region 362 through the plurality of through holes 403 formed in the shower head 360 and the moved second radicals are injected into the chamber body 300 The attached byproducts react and are exhausted to the outside of the chamber body 300 through the exhaust device 380 in a gaseous state.

상술한 바와 같이 본 발명의 유도결합 플라즈마 화학 기상 증착장비(ICPCVD)는 챔버 몸체(300) 내의 부산물 세정을 위해 리모트 플라즈마 장치(RPS)를 따로 구비하지 않고 부산물을 세정할 수 있기 때문에 리모트 플라즈마 장치(RPS)에 대한 설치비용을 절감할 수 있고, 장비의 구성도 단순화 할 수 있다.As described above, since the inductively coupled plasma chemical vapor deposition apparatus (ICPCVD) of the present invention can clean the byproducts without separately providing a remote plasma apparatus (RPS) for cleaning by-products in the chamber body 300, the remote plasma apparatus RPS) can be reduced, and the configuration of the equipment can be simplified.

처리실(350)하부에는 피처리 기판(301)을 지지하도록 배치되는 본 발명의 기판 지지대부(370)가 포함되며, 지지대부(370)는 정전척 전극(371), 절연체 케이스(374), 접지전극(375)을 포함한다.The substrate support portion 370 includes an electrostatic chuck electrode 371, an insulator case 374, a grounding plate 372, Electrode 375 as shown in FIG.

정전척 전극(371)은 피처리 기판(301)을 지지하는 동시에 기판을 고정하며, 기판의 온도를 유지시킨다.The electrostatic chuck electrode 371 holds the substrate 301 while holding the substrate 301, and maintains the temperature of the substrate.

일반적으로 유기 화학 기상 증착장비(PECVD)는 플라즈마 밀도가 상대적으로 낮기 때문에 대면적 기판의 공정 중에도 기판의 온도 유지에 큰 문제가 발생되지 않는다. 하지만 상대적으로 높은 공정 온도를 이용하는 유도결합 플라즈마 화학 기상 증착장비(ICPCVD)는 높은 온도에 의해 기판이 휘어지게 되며, 이를 방지하기 위해 기판의 전면적을 고정시키기 위한 정전척(Electrostatic Chuck, ESC)을 사용한다. In general, organic chemical vapor deposition equipment (PECVD) has a relatively low plasma density, so that there is no significant problem in maintaining the temperature of the substrate even during the process of a large-area substrate. However, the inductively coupled plasma chemical vapor deposition (ICPCVD) using a relatively high process temperature causes the substrate to warp due to the high temperature, and an electrostatic chuck (ESC) is used to fix the entire surface of the substrate do.

도 6은 본 발명의 정전척 전극의 상측 플레이트를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 정전척 전극의 하측 플레이트를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a view for explaining an upper plate of the electrostatic chuck electrode of the present invention, and FIG. 7 is a view for explaining a lower plate of the electrostatic chuck electrode of the present invention.

도 6과 도 7을 참조하면, 정전척 전극(371)은 온도 제어 수단(504,505)을 포함할 수 있다. 정전척 전극(371)은 2개의 플레이트로 형성되며, 상측 플레이트(501)에는 헬륨가스를 이용하여 피처리 기판(301)의 열전달 효율을 높이고 온도 분포도를 향상시킬 수 있는 헬륨 홀(504)이 형성될 수 있다. Referring to FIGS. 6 and 7, the electrostatic chuck electrode 371 may include temperature control means 504 and 505. The helium holes 504 are formed in the upper plate 501 to increase the heat transfer efficiency of the target substrate 301 and improve the temperature distribution using the helium gas. .

헬륨 홀(504)은 피처리 기판(301)을 향하여 헬륨 가스를 분사하며, 온도 분포를 높이기 위해 구역별로 구분하여 형성될 수 있다. 바람직하게는 내부 영역(504a)과 외부 영역(505b)으로 구분되게 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The helium holes 504 may be divided into zones to inject helium gas toward the target substrate 301 and increase the temperature distribution. Preferably, the inner region 504a and the outer region 505b may be formed separately, but the present invention is not limited thereto.

하측 플레이트(502)에는 정전척 전극(371)의 온도 분포를 제어하기 위한 냉각제 패턴(505)이 형성될 수 있다. 냉각제 패턴(505)은 두 개의 주입구(506)와 두 개의 배출구(507)가 형성되어 있으며, 주입구(506)를 통해 냉각제가 주입되면 냉각제는 하측 플레이트(502)에 형성된 냉각제 패턴(505)을 따라 이동하여 정전척 전극(371)을 냉각시킨 후 배출구(507)로 배출된다. A coolant pattern 505 for controlling the temperature distribution of the electrostatic chuck electrode 371 may be formed on the lower plate 502. The coolant pattern 505 has two inlets 506 and two outlets 507. When the coolant is injected through the inlet 506, the coolant flows along the coolant pattern 505 formed on the lower plate 502 The electrostatic chuck electrode 371 is cooled and then discharged to the discharge port 507.

냉각제 패턴(505)은 정전척 전극(371)의 온도 분포도를 향상시키기 위해 구역별로 구분하여 형성될 수 있으며, 바람직하게는 내부 영역(505a), 외부 영역(505b) 및 모서리 영역(505c)으로 구분되어 형성될 수 있으나, 이에 한정 되는 것은 아니다.The coolant pattern 505 may be divided into zones to improve the temperature distribution of the electrostatic chuck electrodes 371 and is preferably divided into an inner area 505a, an outer area 505b, and an edge area 505c However, the present invention is not limited thereto.

또한, 하측 플레이트(502) 하부면에는 일단이 하측 플레이트(502) 하부면과 연결되고, 타단이 제2 정합기(391)에 연결되어 제2 고주파전원(392)에 의해 바이어스 고주파전력을 정전척 전극(371)에 전달하는 연결부재(393)가 포함될 수 있다.One end of the lower plate 502 is connected to the lower surface of the lower plate 502 and the other end of the lower plate 502 is connected to the second matching unit 391. The second high frequency power source 392 applies bias high frequency power to the electrostatic chuck And a connecting member 393 for transmitting the voltage to the electrode 371 may be included.

연결부재(393)는 지지대부(370)의 높이 변경에 따라 제2 정합기(391)와의 연결 높이를 변경할 수 있도록 결합 홈(394)이 형성되어 있다. The coupling member 393 is formed with a coupling groove 394 so that the connection height with the second matching unit 391 can be changed in accordance with the height of the support base portion 370.

본 발명의 유도결합 플라즈마 화학기상 증착장비(ICPCVD)는 샤워헤드(360)가 처리실(350)에 배치되어 제1 영역(361)과 제2 영역(362)으로 구분되어 있기 때문에 증착율과 증착 박막의 질이 일반적인 유도결합 플라즈마 화학기상 증착장비(ICPCVD)에 비해 떨어질 수 있다. Since the showerhead 360 is disposed in the process chamber 350 and is divided into the first region 361 and the second region 362, the ICPVD method of the present invention can reduce the deposition rate and the deposition rate of the deposited thin film The quality can be lower than that of general inductively coupled plasma chemical vapor deposition equipment (ICPCVD).

이렇듯 낮아지는 증착율과 증착 박막의 질을 높이기 위해 정전척 전극(371)에 제2 고주파전원(392)을 이용하여 바이어스 전력을 인가함으로써 증착율과 박막 견고성을 높힐 수 있다.  In order to increase the deposition rate and the quality of the deposited thin film, the bias power is applied to the electrostatic chuck electrode 371 by using the second high frequency power source 392, thereby improving the deposition rate and the thin film robustness.

지지대부(370)는 플라즈마로부터 정전척 전극(371)을 절연시키기 위해 정전척 전극(371)의 상부를 제외하고 둘러싼 절연체 케이스(374)와 절연체 케이스(374) 하단에 챔버 몸체(300)와 접지된 접지전극(375)을 더 포함한다. The support base 370 includes an insulating case 374 surrounding the electrostatic chuck electrode 371 except for the upper portion of the electrostatic chuck electrode 371 and an insulating case 374 for insulating the electrostatic chuck electrode 371 from the plasma. Grounded electrode 375, as shown in FIG.

접지전극(375) 하단에는 지지대부(370)의 높이를 변경할 수 있는 높이 변경수단(395)이 포함될 수 있으며, 높이 변경수단에 의해 지지대부(370)의 높이를 변경함으로써 기판의 증착분포도를 향상시킬 수 있다.
The ground electrode 375 may include a height changing means 395 which can change the height of the supporting table 370. The height of the supporting table 370 may be changed by the height changing means to improve the deposition distribution of the substrate .

<실험예><Experimental Example>

본 발명에 따른 샤워헤드와 정전척 전극을 채용하는 유도결합 플라즈마 화학 기상 증착장치의 성능을 평가하기 위하여, SiNx 박막 증착율 500Å/min 이상과 증착분포도 ±10% 이내를 목표로 테스트를 실시하였다.In order to evaluate the performance of the inductively coupled plasma chemical vapor deposition apparatus employing the showerhead and the electrostatic chuck electrode according to the present invention, a test was performed aiming at a deposition rate of SiNx thin film of at least 500 Å / min and a deposition distribution of within ± 10%.

표 1과 도 8은 본 발명의 플라즈마 증착 장비에 대하여 실시한 테스트 자료들이다.Tables 1 and 8 are test data on the plasma deposition apparatus of the present invention.

본 실험예에 따른 샤워헤드의 크기는 1425mm × 2000mm이고, 여기에는 직경 20mm인 3264개의 홀이 형성되어 있다. 각 홀 사이의 간격은 28mm × 28mm이며, 피처리 기판 전체를 커버하도록 구성된다. 또한, 정전척 전극의 상부에서 유전체 창 하부까지의 거리는 200mm로 설정하였다. 챔버 내부압력은 12mTorr로 유지하고, 플라즈마 처리를 위한 반응가스로 SiH4와 NH3가 사용되었으며, 플라즈마 반응을 위해 6kw의 13.56MHz의 전원이 인가되어 120sec동안 반응이 진행되었다.The size of the showerhead according to the present experimental example is 1425 mm x 2000 mm, and 3264 holes having a diameter of 20 mm are formed. The interval between the holes is 28 mm x 28 mm, and is configured to cover the entire substrate to be processed. The distance from the top of the electrostatic chuck electrode to the bottom of the dielectric window was set to 200 mm. The pressure inside the chamber was maintained at 12 mTorr, SiH4 and NH3 were used as the reaction gas for the plasma treatment, and a power of 13.56 MHz of 6 kW was applied for the plasma reaction, and the reaction proceeded for 120 seconds.

피처리 기판은 크기가 925mm × 1500mm인 기판이 사용되었고, 도 8에서와 같은 기판 위치를 측정하여 증착율 및 증착분포도를 계산하였다.A substrate having a size of 925 mm x 1500 mm was used as a substrate to be processed, and the position of the substrate as shown in Fig. 8 was measured to calculate the deposition rate and the deposition distribution.

표 1은 각 영역에서의 증착 두께를 측정한 결과값을 나타낸다. Table 1 shows the results of measurement of the deposition thickness in each region.

샘플번호Sample number 두께(Å)Thickness (Å) 증착율(Å/min)Deposition rate (Å / min) 증착분포도(%)Deposition distribution (%) 1One 1197.741197.74 589.95589.95 9.93%9.93% 22 1208.781208.78 33 1186.241186.24 44 1206.251206.25 55 1239.171239.17 66 1262.291262.29 77 1239.91239.9 88 1231.881231.88 99 1235.71235.7 1010 1224.41224.4 1111 1028.031028.03 1212 1044.451044.45 1313 1033.921033.92

결과값을 이용하여 증착율과 증착분포도를 계산하면 증착율은 589.95Å/min이며, 증착분포도는 ±9.93%의 결과값을 산출할 수 있고, 이는 증착율과 증착분포도 모두 테스트 목표에 달성되었음을 확인할 수 있다.The deposition rate and the distribution of deposition were calculated to be 589.95 Å / min and the deposition distribution of ± 9.93%, respectively. The deposition rate and the deposition distribution were both achieved in the test target.

정전척 전극에 대한 성능 평가는 정전척 전극 온도 균일도를 80±5℃ 이내를 목표로 시뮬레이션 툴을 이용하여 시뮬레이션을 실시하였다.The performance of the electrostatic chuck electrode was simulated using a simulation tool aiming at the electrostatic chuck electrode temperature uniformity within 80 ± 5 ℃.

도 9는 정전척 전극을 3D로 모델링하고, 온도 시뮬레이션 툴인 솔리드웍스를 이용하여 정전척 전극의 온도 편차를 시뮬레이션 진행한 결과이다. 9 is a result of simulating the temperature deviation of the electrostatic chuck electrode by modeling the electrostatic chuck electrode in 3D and using SolidWorks as a temperature simulation tool.

시뮬레이션 조건은 외부온도를 20℃로 하고 하부 플레이트의 크기를 t30×1080×1660mm의 크기로 모델링 하였으며, 재질은 A5052로 설정하였다. 냉각제 패턴에 흐르는 유체는 HT200으로 설정하였으며, 내부 영역에 흐르는 유체의 유량 및 온도는 20L/min, 80℃로 설정하고, 외부 및 모서리 영역에 흐르는 유체의 유량 및 온도를 30L/min, 82℃로 설정하여 시뮬레이션을 진행하였다. 시뮬레이션 결과 정전척 전극의 온도편차는 ±1.72℃로써 ±5℃ 이내인 목표에 달성되었음을 확인할 수 있다.The simulation condition was that the external temperature was 20 ℃ and the size of the bottom plate was modeled as t30 × 1080 × 1660mm and the material was set as A5052. The fluid flowing in the coolant pattern was set to HT200 and the flow rate and temperature of the fluid flowing in the inner region were set to 20 L / min and 80 ° C. and the flow rate and temperature of the fluid flowing in the outer and edge regions were set to 30 L / min and 82 ° C. And the simulation was performed. Simulation results show that the temperature deviation of the electrostatic chuck electrode is within ± 5 ℃ with ± 1.72 ℃.

상술한 바와 같이 본 발명의 플라즈마 증착 장비는 다수개의 통과홀이 형성된 샤워헤드가 지지대부와 프레임 사이에 배치되어, 제1 영역에 공정을 위한 제1 플라즈마를 발생시키고, 제1 플라즈마에 의해 발생된 제1 라디칼을 샤워헤드의 다수개의 통과홀을 통해 제2 처리영역으로 이동시켜 샤워헤드에서 분사되는 제2 가스와 함께 반응시켜 피처리 기판에 증착시킴으로써 증착분포도를 향상시킬 수 있다. As described above, in the plasma deposition apparatus of the present invention, a showerhead having a plurality of through-holes is disposed between the support frame and the frame to generate a first plasma for processing in the first region, and a plasma generated by the first plasma The first radical may be transferred to the second processing zone through the plurality of through holes of the showerhead and reacted with the second gas injected from the showerhead to deposit the substrate on the substrate.

또한, 리모트 플라즈마 장비를 별도로 구비하지 않고 제1 영역에서 발생되는 제2 플라즈마의 제2 라디칼을 이용하여 챔버 몸체 내에 생성된 부산물을 세정시킴으로써 비용을 절감할 수 있으며, 장비의 구조를 단순화 할 수 있는 플라즈마 증착 장치를 제공한다.In addition, it is possible to reduce the cost by cleaning the by-products generated in the chamber body by using the second radical of the second plasma generated in the first region without separately providing the remote plasma equipment, A plasma deposition apparatus is provided.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of specific examples for the purpose of understanding and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

300 : 챔버 몸체 301 : 피처리 기판
310 : 상부 덮게 320 : 프레임
330 : 하부 본체 340 : 플라즈마 발생부
350 : 처리실 360 : 샤워헤드
370 : 지지대부 380 : 배기 장치
300: chamber body 301: substrate to be processed
310: upper cover 320: frame
330: Lower main body 340: Plasma generating part
350: processing chamber 360: shower head
370: Supporting portion 380: Exhausting device

Claims (10)

플라즈마 증착장치에 있어서,
챔버 몸체;
상기 챔버 몸체에 의해 제공되고, 수용된 피처리 기판의 플라즈마 처리가 이루어지는 처리실;
상기 처리실 내에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부;
상기 챔버 몸체 내에 배치되어 상기 피처리 기판을 지지하는 지지대부;
상기 처리실 내 상기 지지대부 위쪽에 배치되어 상기 처리실을 상부 제1 영역과 하부 제2 영역으로 분리하는 샤워헤드; 및
상기 처리실내 제1 영역으로 제1 가스를 공급하도록 설치되는 제1 가스공급부;를 포함하고,
상기 샤워헤드는 상기 제1 영역의 제1 라디칼을 통과시키는 다수개의 통과홀을 구비하고, 상기 제2 영역으로 제2 가스를 공급하도록 형성된 제2 가스 공급라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 증착장치.
In the plasma deposition apparatus,
A chamber body;
A processing chamber provided by the chamber body for plasma processing the accommodated substrate to be processed;
A plasma generator for generating a plasma in the process chamber;
A support base disposed in the chamber body for supporting the substrate to be processed;
A showerhead disposed above the support portion in the treatment chamber to separate the treatment chamber into an upper first region and a lower second region; And
And a first gas supply unit installed to supply a first gas to the first region of the processing chamber,
Wherein the showerhead has a plurality of through holes for passing a first radical of the first region and a second gas supply line formed to supply a second gas to the second region, .
제1항에 있어서,
상기 제2 가스 공급라인은 상기 샤워헤드의 측방향으로 인입되어 상기 샤워헤드 내에 배치되고, 상기 공급라인에는 다수개의 분출구가 연결되는 것을 특징으로하는 플라즈마 증착장치.
The method according to claim 1,
Wherein the second gas supply line is drawn in the lateral direction of the showerhead and is disposed in the showerhead, and a plurality of air outlets are connected to the supply line.
제2항에 있어서,
상기 다수개의 분출구 각각은 상부가 막힌 하방 분출구인 것을 특징으로 하는 플라즈마 증착장치.
3. The method of claim 2,
Wherein each of the plurality of air outlets is a downward air outflow which is blocked at the top.
제1항에 있어서,
상기 샤워헤드는 상기 플라즈마 발생부보다 상기 지지대부에 더 근접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 증착장치.
The method according to claim 1,
Wherein the showerhead is disposed closer to the support portion than the plasma generating portion.
제3항에 있어서,
제1 가스의 제1 라디칼과 제2 가스는 제2 영역에서 반응하여 상기 피처리 기판 상에 증착되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 증착장치.
The method of claim 3,
Wherein the first radical of the first gas and the second gas react in the second region and are deposited on the substrate to be processed.
제1항에 있어서,
상기 제1 가스공급부로는 세정 공정 시 세정 가스를 분사시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 증착장치.
The method according to claim 1,
And the cleaning gas is injected into the first gas supply unit during the cleaning process.
제2항에 있어서,
상기 다수개의 분출구는 상기 샤워헤드를 구역별로 분할하여 형성되어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 증착장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the plurality of air outlets are formed by dividing the showerhead into zones.
제2항에 있어서,
상기 제2 가스는 상기 제1 가스 종류에 상응하여 분사되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 증착장치.
3. The method of claim 2,
And the second gas is injected corresponding to the first gas type.
제8항에 있어서,
상기 제1 가스가 N2, H2, NH3, O2, N2O 중 어느 하나인 경우, 상기 제2 가스가 분사되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 증착장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the second gas is injected when the first gas is one of N2, H2, NH3, O2, and N2O.
제9항에 있어서,
상기 제1 가스가 NF3, SF6, Ar 중 어느 하나인 경우, 상기 제1 가스만 분사되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 증착장치.
10. The method of claim 9,
Wherein when the first gas is one of NF3, SF6, and Ar, only the first gas is injected.
KR1020140148887A 2014-10-30 2014-10-30 Plasma deposition apparatus KR20160050522A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140148887A KR20160050522A (en) 2014-10-30 2014-10-30 Plasma deposition apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140148887A KR20160050522A (en) 2014-10-30 2014-10-30 Plasma deposition apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160050522A true KR20160050522A (en) 2016-05-11

Family

ID=56025466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140148887A KR20160050522A (en) 2014-10-30 2014-10-30 Plasma deposition apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160050522A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190076550A (en) 2017-12-22 2019-07-02 인베니아 주식회사 Shower head assembly and apparatus for processing substrate having the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190076550A (en) 2017-12-22 2019-07-02 인베니아 주식회사 Shower head assembly and apparatus for processing substrate having the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101451244B1 (en) Liner assembly and substrate processing apparatus having the same
US20080295772A1 (en) Chemical vapor deposition apparatus and plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus
TW202211733A (en) Process chamber for cyclic and selective material removal and etching
KR101503512B1 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
KR101420709B1 (en) Substrate supporting apparatus and substrate processing apparatus having the same
KR101123829B1 (en) Substrate treating apparatus
WO2011104803A1 (en) Plasma generator
KR20120011612A (en) Plasma processing apparatus and method for cleaning chamber using the same
KR102375158B1 (en) Deposition device and method of driving the same
KR101954758B1 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
KR20130005840A (en) Gas injection assembly and apparatus for processing substrate
KR100457455B1 (en) Chemical Vapor Deposition Apparatus which deposition-speed control is possible
KR101561675B1 (en) Substrate processing apparatus
KR101613798B1 (en) Shower head for vapor deposition equipment
KR20160050522A (en) Plasma deposition apparatus
KR101139821B1 (en) Gas nozzle for improved spouting efficiency and plasma reactor having the same
KR102178407B1 (en) Shower head and vacuum processing unit
JP5038769B2 (en) Plasma processing equipment
KR20140126518A (en) Substrate processing apparatus
KR20130097425A (en) Apparatus for processing substrate and method for processing substrate using the same
KR101033950B1 (en) Plasma processing apparatus
KR101926984B1 (en) Plasma Source for High-Density Thin Film Deposition
KR101158289B1 (en) Plasma processing apparatus and method
KR101687904B1 (en) Atmospheric Pressure Plasma Chemical Vapor Deposition Apparatus with Intermediate Reaction Chamber
KR102518875B1 (en) Substrate processing apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application