KR20190091805A - 기판처리장치 - Google Patents

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KR20190091805A
KR20190091805A KR1020180010814A KR20180010814A KR20190091805A KR 20190091805 A KR20190091805 A KR 20190091805A KR 1020180010814 A KR1020180010814 A KR 1020180010814A KR 20180010814 A KR20180010814 A KR 20180010814A KR 20190091805 A KR20190091805 A KR 20190091805A
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Abstract

본 발명은 기판을 지지하기 위한 지지부; 상기 지지부의 상측에 배치된 제1전극부; 상기 제1전극부의 상측에 배치된 제2전극부; 상기 제1전극부를 관통하도록 형성된 생성공; 및 상기 생성공에 대응되는 위치에서 상기 제2전극부로부터 하방으로 돌출되도록 상기 제2전극부에 결합된 돌출전극을 포함하되, 상기 돌출전극이 상하방향을 기준으로 상기 제1전극부에 비해 더 짧은 길이로 형성된 기판처리장치에 관한 것이다.

Description

기판처리장치{Apparatus for Processing Substrate}
본 발명은 기판에 대한 증착공정, 식각공정 등과 같은 처리공정을 수행하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 태양전지(Solar Cell), 반도체 소자, 평판 디스플레이 등을 제조하기 위해서는 기판 상에 소정의 박막층, 박막 회로 패턴, 또는 광학적 패턴을 형성하여야 한다. 이를 위해, 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 증착공정, 감광성 물질을 사용하여 박막을 선택적으로 노출시키는 포토공정, 선택적으로 노출된 부분의 박막을 제거하여 패턴을 형성하는 식각공정 등과 같은 기판에 대한 처리공정이 이루어진다. 이러한 기판에 대한 처리공정은 기판처리장치에 의해 이루어진다.
도 1은 종래 기술에 따른 기판처리장치의 개념적인 측면도이다.
도 1을 참고하면, 종래 기술에 따른 기판처리장치(10)는 기판(S)을 지지하는 지지부(11), 및 상기 지지부(11)의 상측에 배치된 전극부재(12)를 포함한다. 상기 지지부(11)는 접지(Ground)되도록 연결된다. 상기 전극부재(12)는 플라즈마전원(미도시)에 연결된다. 상기 전극부재(12)에 전원이 인가되면, 상기 전극부재(12) 및 상기 지지부(11)의 사이에 플라즈마(P)가 생성된다.
이에 따라, 종래 기술에 따른 기판처리장치(10)는 상기 지지부(11)에 지지된 기판(S)과 상기 전극부재(12)의 사이에 플라즈마(P)가 생성되므로, 플라즈마(P)로 인해 기판(S)이 손상될 위험이 높은 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 플라즈마로 인해 기판이 손상될 위험을 줄일 수 있는 기판처리장치를 제공하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치는 기판을 지지하기 위한 지지부; 상기 지지부의 상측에 배치된 제1전극부; 상기 제1전극부의 상측에 배치된 제2전극부; 상기 제1전극부를 관통하도록 형성된 생성공; 및 상기 생성공에 대응되는 위치에서 상기 제2전극부로부터 하방으로 돌출되도록 상기 제2전극부에 결합된 돌출전극을 포함할 수 있다. 상기 돌출전극은 상하방향을 기준으로 상기 제1전극부에 비해 더 짧은 길이로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 돌출전극은 상기 상하방향을 기준으로 상기 제1전극부 및 상기 제2전극부가 이격된 간격과 동일하거나 더 긴 길이로 돌출될 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 제1전극부는 상기 상하방향을 기준으로 L(L은 0보다 큰 실수)의 길이로 형성될 수 있다. 상기 상하방향을 기준으로 상기 돌출전극의 전체 길이에서 상기 제1전극부 및 상기 제2전극부가 이격된 간격을 감산한 길이는 0.7L 이하일 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 제1전극부는 상기 상하방향을 기준으로 L(L은 0보다 큰 실수)의 길이로 형성될 수 있다. 상기 상하방향을 기준으로 상기 돌출전극의 전체 길이에서 상기 제1전극부 및 상기 제2전극부가 이격된 간격을 감산한 길이는 0.5L일 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 돌출전극은 상기 지지부를 향하도록 최하단에 배치된 대향면을 포함할 수 있다. 상기 대향면은 상기 상하방향을 기준으로 상기 제1전극부의 상면(上面)과 동일한 높이에 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 돌출전극은 상기 지지부를 향하도록 최하단에 배치된 대향면을 포함하되, 상기 대향면이 상기 제1전극부의 내측에 배치되도록 상기 생성공에 삽입될 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 제1전극부는 상기 상하방향을 기준으로 L(L은 0보다 큰 실수)의 길이로 형성될 수 있다. 상기 대향면은 상기 상하방향을 기준으로 상기 제1전극부의 상면으로부터 0.7L의 거리로 이격된 위치에 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 제1전극부는 상기 상하방향을 기준으로 L(L은 0보다 큰 실수)의 길이로 형성될 수 있다. 상기 대향면은 상기 상하방향을 기준으로 상기 제1전극부의 상면으로부터 0.5L의 거리로 이격된 위치에 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 제1전극부는 상기 상하방향을 기준으로 L(L은 0보다 큰 실수)의 길이로 형성될 수 있다. 상기 대향면은 상기 상하방향을 기준으로 상기 제1전극부의 상면으로부터 0.7L 보다 작은 거리로 이격된 위치에 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 돌출전극은 상기 생성공으로 공정가스를 분사하기 위한 분사공을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 돌출전극은 상기 상하방향에 대해 수직한 수평방향을 기준으로 상기 생성공에 비해 더 작은 직경으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 제1전극부는 전원을 공급하는 플라즈마전원에 연결될 수 있다. 상기 제2전극부 및 상기 돌출전극은 접지(Ground)될 수 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
본 발명은 기판과 플라즈마가 서로 이격된 거리를 늘릴 수 있도록 구현됨으로써, 플라즈마로 인해 기판이 손상될 위험을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 처리공정이 완료된 기판에 대한 품질 및 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 기판처리장치의 개념적인 측면도
도 2는 본 발명에 따른 기판처리장치의 개략적인 측단면도
도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 나타낸 측단면도
도 4는 본 발명에 따른 기판처리장치에 대한 제1비교예의 개략적인 측단면도
도 5는 도 2의 A 부분을 기준으로 하여 본 발명에 따른 기판처리장치의 실시예를 확대하여 나타낸 측단면도
도 6은 도 2의 A 부분을 기준으로 하여 본 발명에 따른 기판처리장치의 변형된 실시예를 확대하여 나타낸 측단면도
도 7은 본 발명에 따른 기판처리장치에 대한 제2비교예의 개략적인 측단면도
도 8은 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서 제1전극부, 제2전극부, 및 돌출전극을 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 개략적인 단면도
도 9는 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서 돌출전극이 분사공을 포함하는 실시예를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 개략적인 단면도
이하에서는 본 발명에 따른 기판처리장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 기판(S)에 대한 처리공정을 수행하는 것이다. 예컨대, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 기판(S)에 박막을 증착하는 증착공정 및 상기 기판(S)에 증착된 박막의 일부를 제거하는 식각공정 중에서 적어도 하나를 수행할 수 있다. 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 지지부(2), 제1전극부(3), 생성공(4), 제2전극부(5), 및 돌출전극(6)을 포함한다.
도 2를 참고하면, 상기 지지부(2)는 기판(S)을 지지하는 것이다. 상기 지지부(2)는 상기 제1전극부(3)의 하측에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 기판(S)은 상기 지지부(2)의 상면에 안착될 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(S)은 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 지지부(2) 및 상기 제1전극부(3)의 사이에 배치되도록 상기 지지부(2)에 지지될 수 있다. 상기 기판(S)은 반도체 기판, 웨이퍼(Wafer) 등일 수 있다. 상기 지지부(2)는 복수개의 기판(S)을 지지할 수도 있다. 상기 지지부(2)는 상기 처리공정이 이루어지는 처리공간을 제공하는 챔버(100)에 결합될 수 있다. 상기 지지부(2)는 상기 챔버(100)의 내부에 배치될 수 있다. 상기 지지부(2)는 상기 챔버(100)에 회전 가능하게 결합될 수도 있다. 이 경우, 상기 지지부(2)는 회전력을 제공하는 회전부에 연결될 수 있다. 상기 회전부는 상기 지지부(2)를 회전시킴으로써, 상기 지지부(2)에 지지된 기판(S)을 회전시킬 수 있다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 제1전극부(3)는 플라즈마 생성을 위한 것이다. 상기 제1전극부(3)는 상기 지지부(2)의 상측에 배치될 수 있다. 상기 제1전극부(3)는 상기 지지부(2)로부터 상방(UD 화살표 방향)으로 소정 거리 이격되도록 배치될 수 있다. 상기 제1전극부(3)는 상기 챔버(100)의 내부에 배치되도록 상기 챔버(100)에 결합될 수 있다. 상기 제1전극부(3)는 전체적으로 사각판형으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 플라즈마를 생성할 수 있는 형태이면 원반형 등 다른 형태로 형성될 수도 있다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 생성공(4)은 상기 제1전극부(3)를 관통하도록 형성된 것이다. 상기 생성공(4)은 상기 제1전극부(3)의 상면(上面)(31) 및 상기 제1전극부(3)의 하면(下面)을 관통하도록 형성될 수 있다. 상기 생성공(4)은 전체적으로 원통 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 다른 형태로 형성될 수도 있다. 상기 제1전극부(3)에는 상기 생성공(4)이 복수개 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 생성공(4)들은 서로 이격된 위치에 배치될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 제2전극부(5)는 플라즈마 생성을 위한 것이다. 상기 제2전극부(5)는 상기 제1전극부(3)의 상측에 배치될 수 있다. 상기 제2전극부(5)는 상기 제1전극부(3)로부터 상방(UD 화살표 방향)으로 소정 거리 이격되되록 배치될 수 있다. 상기 제2전극부(5)는 상기 챔버(100)의 내부에 배치되도록 상기 챔버(100)에 결합될 수 있다. 상기 제2전극부(5)는 전체적으로 사각판형으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 플라즈마를 생성할 수 있는 형태이면 원반형 등 다른 형태로 형성될 수도 있다. 상기 제2전극부(5)가 상기 제1전극부(3)의 상측에 배치된 경우, 상기 제1전극부(3)는 상면(31)이 상기 제2전극부(5)를 향함과 아울러 하면(32)이 상기 지지부(2)를 향하도록 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 제2전극부(5)는 하면(下面)(51)이 상기 제1전극부(3)의 상면(31)을 향하도록 배치될 수 있다. 상기 제2전극부(5)의 하면(51) 및 상기 제1전극부(3)의 상면(31)은 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 서로 소정 거리로 이격되도록 배치될 수 있다. 상기 제2전극부(5)의 하면(51) 및 상기 제1전극부(3)의 상면(31)에는 절연을 위한 절연부재(미도시)가 배치될 수도 있다.
도 3을 참고하면, 상기 돌출전극(6)은 플라즈마 생성을 위한 것이다. 상기 돌출전극(6)은 상기 제2전극부(5)에 결합될 수 있다. 상기 돌출전극(6)은 상기 제2전극부(5)로부터 하방(DD 화살표 방향)으로 돌출될 수 있다. 이 경우, 상기 돌출전극(6)은 상기 제2전극부(5)의 하면(51) 중에서 상기 생성공(4)의 상측에 위치한 부분으로부터 돌출될 수 있다. 즉, 상기 돌출전극(6)은 상기 생성공(4)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
상기 돌출전극(6)은 상기 제2전극부(5)를 통해 접지(Ground)될 수 있다. 이 경우, 상기 제1전극부(3)는 전원을 공급하는 플라즈마전원(미도시)에 연결될 수 있다. 상기 플라즈마전원으로부터 상기 제1전극부(3)에 전원이 인가됨에 따라, 상기 돌출전극(6)과 상기 제1전극부(3) 간에 걸리는 전기장에 의해 플라즈마가 생성될 수 있다. 상기 돌출전극(6)은 상기 제2전극부(5)에 전기적으로 연결되도록 상기 제2전극부(5)에 결합될 수 있다. 상기 돌출전극(6) 및 상기 제2전극부(5)는 일체로 형성될 수도 있다. 도시되지 않았지만, 상기 돌출전극(6) 및 상기 제2전극부(5)가 상기 플라즈마전원에 연결되고, 상기 제1전극부(3)가 접지될 수도 있다.
상기 돌출전극(6)은 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 제1전극부(3)에 비해 더 짧은 길이(6a)로 형성될 수 있다. 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 제1전극부(3)의 길이(3a)는, 상기 제1전극부(3)에서 상기 생성공(4)이 형성된 부분의 길이를 의미한다. 이 경우, 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 돌출전극(6)의 길이(6a)는 제1전극부(3)의 길이(3a)에 비해 더 짧다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 생성공(4)의 하단(41) 및 상기 돌출전극(6) 사이에 비어 있는 플라즈마 생성공간(PS)이 확보되므로, 상기 생성공(4)을 통해 상기 제1전극부(3)의 내측에서 플라즈마가 생성되도록 구현될 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.
우선, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 돌출전극(6)의 길이(6a)가 상기 제1전극부(3)의 길이(3a)에 비해 더 길게 구현된 제1비교예의 경우, 상기 돌출전극(6)은 상기 제1전극부(3)의 내측 전체에 배치되도록 구현될 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 돌출전극(6)은 상기 제1전극부(3)의 내측 전체에 배치된 것에 추가로 상기 제1전극부(3)의 하면(32)으로부터 하방(DD 화살표 방향)으로 돌출될 수도 있다. 이에 따라, 상기 생성공(4)을 통해 상기 제1전극부(3)의 내측에 플라즈마가 생성될 공간이 부족하므로, 플라즈마(P)는 상기 제1전극부(3)의 외측에 생성되게 된다. 따라서, 제1비교예는 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 제1전극부(3)의 하면(32) 및 상기 지지부(2, 도 2에 도시됨)의 사이에 플라즈마(P)가 생성되므로, 플라즈마(P)로 인해 상기 기판(S, 도 2에 도시됨)이 손상될 위험이 높다.
다음, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 돌출전극(6)의 길이(6a)가 상기 제1전극부(3)의 길이(3a)에 비해 더 짧게 구현된 실시예의 경우, 상기 돌출전극(6)은 상기 제1전극부(3)의 내측 일부에 배치되도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 실시예는 상기 생성공(4)의 하단(41) 및 상기 돌출전극(6) 사이에 상기 플라즈마 생성공간(PS)이 확보될 수 있으므로, 상기 플라즈마 생성공간(PS)을 통해 상기 제1전극부(3)의 내측에서 플라즈마가 생성되도록 구현될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 지지부(2)에 지지된 기판(S)으로부터 플라즈마가 이격된 거리를 늘릴 수 있으므로, 플라즈마로 인해 기판(S)이 손상될 위험을 낮출 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 처리공정이 완료된 기판에 대한 품질 및 수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 증착공정을 수행하는 경우, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 기판(S)에 증착된 박막의 막질을 향상시킬 수 있다.
도 3 및 도 5를 참고하면, 상기 돌출전극(6)은 상기 제2전극부(5)의 하면(51)으로부터 돌출될 수 있다. 이 경우, 상기 돌출전극(6)은 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 제1전극부(3) 및 상기 제2전극부(5)가 이격된 간격(D)과 동일하거나 더 긴 길이(6a)로 돌출될 수 있다. 상기 돌출전극(6)이 상기 간격(D)에 비해 더 긴 길이(6a)로 돌출된 경우에도, 상기 돌출전극(6)은 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 제1전극부(3)에 비해 더 짧은 길이(6a)로 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 생성공(4)에서 상기 돌출전극(6)의 하측에 상기 플라즈마 생성공간(PS)을 확보함으로써, 상기 제1전극부(3)의 내측에서 플라즈마가 생성되도록 구현될 수 있다.
상기 돌출전극(6)은 대향면(61)을 포함할 수 있다. 상기 대향면(61)은 상기 돌출전극(6)에서 상기 지지부(2, 도 2에 도시됨)를 향하도록 최하단에 배치된 면(面)이다. 상기 대향면(61)은 상기 돌출전극(6)의 하면(下面)에 해당할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 대향면(61)은 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 제1전극부(3)의 상면(31)과 동일한 높이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 대향면(61)은 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 생성공(4)의 상단(42)과 동일한 높이에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 돌출전극(6)은 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 제1전극부(3) 및 상기 제2전극부(5)가 이격된 간격(D)과 동일한 길이(6a)로 돌출될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 생성공(4) 전체를 상기 플라즈마 생성공간(PS)으로 이용할 수 있으므로, 상기 제1전극부(3)의 내측에 플라즈마를 생성하기 위한 공간의 크기를 최대화하도록 구현될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 돌출전극(6)은 제1전극부(3)의 내측에 삽입되도록 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 돌출전극(6)은 상기 생성공(4)에 삽입될 수 있다. 이에 따라, 상기 대향면(61)은 상기 제1전극부(3)의 내측에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 대향면(61)은 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 제1전극부(3)의 상면(31) 및 상기 제1전극부(3)의 하면(32) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 상기 대향면(61)은 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 생성공(4)의 상단(42) 및 상기 생성공(4)의 하단(41) 사이에 배치될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 생성공(4)에 삽입된 돌출전극(6)을 이용하여 상기 제1전극부(3)의 내측에 전극이 배치되도록 구현됨과 아울러 상기 생성공(4)을 통해 제1전극부(3)의 내측에 상기 플라즈마 생성공간(PS)이 배치되도록 구현될 수 있다. 상기 돌출전극(6)이 접지된 경우, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1전극부(3)의 내측에 배치된 접지전극의 성능을 증대시켜서 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 생성된 플라즈마를 강화할 수 있음과 동시에 상기 제1전극부(3)의 내측에 플라즈마가 생성되도록 하여 플라즈마로 인해 기판(S)이 손상될 위험을 낮출 수 있다.
상기 돌출전극(6)은 상기 상하방향(Z축 방향)에 대해 수직한 수평방향(X축 방향)을 기준으로 상기 생성공(4)에 비해 더 작은 직경(6b)으로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 수평방향(X축 방향)을 기준으로, 상기 돌출전극(6)의 직경(6b)은 상기 생성공(4)의 직경(4a)에 비해 더 작다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 돌출전극(6)이 상기 생성공(4)에 삽입된 경우에도, 상기 돌출전극(6) 및 상기 제1전극부(3)가 서로 접촉되지 않도록 구현될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 제1전극부(3)가 L(L은 0보다 큰 실수)의 길이(3a)로 형성된 경우, 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 돌출전극(6)의 전체 길이(6a)에서 상기 제1전극부(3) 및 상기 제2전극부(4)가 이격된 간격(D)을 감산한 길이(61a)는 0.7L 이하일 수 있다. 즉, 상기 돌출전극(6)에서 상기 제1전극부(3)의 내측에 삽입된 부분의 길이(61a)는 0.7L 이하일 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 돌출전극(6)의 측면(62) 및 상기 제1전극부(3) 사이에 존재하는 전자, 이온의 개수를 감소시킴과 아울러 상기 돌출전극(6)의 대향면(61) 및 상기 생성공(4)의 하단(41) 사이에 존재하는 전자, 이온의 개수를 증가시킬 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.
우선, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 돌출전극(6)에서 상기 제1전극부(3)의 내측에 삽입된 부분의 길이(61a)가 0.7L 보다 길게 형성된 제2비교예의 경우, 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 돌출전극(6)의 대향면(61) 및 상기 생성공(4)의 하단(41) 사이에 위치한 플라즈마 생성공간(PS)이 0.3L 보다 작은 길이로 형성된다. 이에 따라, 상기 플라즈마 생성공간(PS)의 크기가 감소한 만큼 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 수용 가능한 전자, 이온의 개수가 감소하므로, 상기 돌출전극(6)의 측면(62) 및 상기 제1전극부(3)의 사이로 이동하는 전자, 이온의 개수가 증가하게 된다. 따라서, 제2비교예는 플라즈마를 생성하기 위한 전자, 이온에 손실이 발생하므로, 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 생성된 플라즈마가 약화될 수 있다. 또한, 제2비교에는 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 생성된 플라즈마가 약화되는 것을 방지하기 위해 상기 플라즈마전원이 공급하는 전원의 크기를 증가시켜야 한다.
다음, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 돌출전극(6)에서 상기 제1전극부(3)의 내측에 삽입된 부분의 길이(61a)가 0.7L로 형성된 실시예의 경우, 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 대향면(61) 및 상기 생성공(4)의 하단(41) 사이에 위치한 플라즈마 생성공간(PS)이 0.3L의 길이로 형성된다. 이에 따라 제2비교예와 대비할 때, 실시예는 상기 플라즈마 생성공간(PS)의 크기가 증가한 만큼 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 수용 가능한 전자, 이온의 개수를 증가시킬 수 있으므로, 상기 돌출전극(6)의 측면(62) 및 상기 제1전극부(3)의 사이로 이동하는 전자, 이온의 개수를 감소시킬 수 있다. 따라서, 실시예는 플라즈마를 생성하기 위한 전자, 이온에 발생하는 손실을 감소시킬 수 있으므로, 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 생성된 플라즈마를 강화시킬 수 있다. 또한, 실시예는 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 플라즈마를 생성하기 위해 상기 플라즈마전원이 공급해야 하는 전원의 크기를 감소시킬 수 있으므로, 낮은 전력값에서도 안정적으로 플라즈마를 생성할 수 있다.
또한, 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 돌출전극(6)에서 상기 제1전극부(3)의 내측에 삽입된 부분의 길이(61a)가 0.7L 보다 짧게 형성된 실시예의 경우, 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 대향면(61) 및 상기 생성공(4)의 하단(41) 사이에 위치한 플라즈마 생성공간(PS)이 0.3L 보다 긴 길이로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 플라즈마 생성공간(PS)의 크기가 더 증가한 만큼 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 수용 가능한 전자, 이온의 개수를 더 증가시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 돌출전극(6)에서 상기 제1전극부(3)의 내측에 삽입된 부분의 길이(61a)가 0.7L 이하로 형성되도록 구현됨으로써, 플라즈마 효율을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 더 넓은 조건에서 안정적으로 플라즈마를 생성할 수 있다. 이 경우에도, 상기 돌출전극(6)의 전체 길이(6a)는 상기 제1전극부(3)의 상면(31)과 상기 제2전극부(5)의 하면(51)이 서로 이격된 간격(D)과 동일하거나 해당 간격(D)에 비해 더 긴 길이로 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 돌출전극(6)의 전체 길이(6a)에서 상기 제1전극부(3) 및 상기 제2전극부(4)가 이격된 간격(D)을 감산한 길이(61a)는 0.5L일 수 있다. 이 경우, 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 대향면(61) 및 상기 생성공(4)의 하단(41) 사이에 위치한 플라즈마 생성공간(PS)이 0.5L의 길이로 형성된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 플라즈마 생성공간(PS)의 크기가 더 증가한 만큼 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 수용 가능한 전자, 이온의 개수를 더 증가시킬 수 있으므로, 상기 돌출전극(6)의 측면(62) 및 상기 제1전극부(3)의 사이로 이동하는 전자, 이온의 개수를 더 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 플라즈마를 생성하기 위한 전자, 이온에 발생하는 손실을 더 감소시킬 수 있으므로, 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 생성된 플라즈마를 더 강화시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 플라즈마를 생성하기 위해 상기 플라즈마전원이 공급해야 하는 전원의 크기를 더 감소시킬 수 있으므로, 낮은 전력값에서도 더 안정적으로 플라즈마를 생성할 수 있다.
여기서, 상기 대향면(61)은 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 제1전극부(3)의 상면(31)으로부터 0.7L의 거리로 이격된 위치에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 하여, 상기 돌출전극(6)은 상기 제1전극부(3)의 상면(31)과 상기 제2전극부(5)의 하면(51)이 서로 이격된 간격(D)에 0.7L을 가산한 길이(6a)로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 돌출전극(6)의 측면(62) 및 상기 제1전극부(3) 사이에 존재하는 전자, 이온의 개수를 감소시킴과 아울러 상기 대향면(61) 및 상기 생성공(4)의 하단(41) 사이에 존재하는 전자, 이온의 개수를 증가시킬 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.
우선, 상기 대향면(61)이 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 제1전극부(3)의 상면(31)으로부터 0.7L 보다 큰 거리로 이격된 위치에 배치된 제3비교예의 경우, 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 대향면(61) 및 상기 생성공(4)의 하단(41) 사이에 위치한 플라즈마 생성공간(PS)이 0.3L 보다 작은 길이로 형성된다. 이에 따라, 상기 플라즈마 생성공간(PS)의 크기가 감소한 만큼 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 수용 가능한 전자, 이온의 개수가 감소하므로, 상기 돌출전극(6)의 측면(62) 및 상기 제1전극부(3)의 사이로 이동하는 전자, 이온의 개수가 증가하게 된다. 따라서, 제3비교예는 플라즈마를 생성하기 위한 전자, 이온에 손실이 발생하므로, 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 생성된 플라즈마가 약화될 수 있다. 또한, 제3비교에는 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 생성된 플라즈마가 약화되는 것을 방지하기 위해 상기 플라즈마전원이 공급하는 전원의 크기를 증가시켜야 한다.
다음, 상기 대향면(61)이 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 제1전극부(3)의 상면(31)으로부터 0.7L의 거리로 이격된 위치에 배치된 실시예의 경우, 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 대향면(61) 및 상기 생성공(4)의 하단(41) 사이에 위치한 플라즈마 생성공간(PS)이 0.3L의 길이로 형성된다. 이에 따라 제3비교예와 대비할 때, 실시예는 상기 플라즈마 생성공간(PS)의 크기가 증가한 만큼 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 수용 가능한 전자, 이온의 개수를 증가시킬 수 있으므로, 상기 돌출전극(6)의 측면(62) 및 상기 제1전극부(3)의 사이로 이동하는 전자, 이온의 개수를 감소시킬 수 있다. 따라서, 실시예는 플라즈마를 생성하기 위한 전자, 이온에 발생하는 손실을 감소시킬 수 있으므로, 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 생성된 플라즈마를 강화시킬 수 있다. 또한, 실시예는 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 플라즈마를 생성하기 위해 상기 플라즈마전원이 공급해야 하는 전원의 크기를 감소시킬 수 있으므로, 낮은 전력값에서도 안정적으로 플라즈마를 생성할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 대향면(61)이 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 제1전극부(3)의 상면(31)으로부터 0.7L의 거리로 이격된 위치에 배치되도록 구현됨으로써, 플라즈마 효율을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 더 넓은 조건에서 안정적으로 플라즈마를 생성할 수 있다.
여기서, 상기 대향면(61)은 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 제1전극부(3)의 상면(31)으로부터 0.7L의 거리로 이격된 위치에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 하여, 상기 돌출전극(6)은 상기 제1전극부(3)의 상면(31)과 상기 제2전극부(5)의 하면(51)이 서로 이격된 간격(D)에 0.7L을 가산한 길이(6a)로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 돌출전극(6)의 측면(62) 및 상기 제1전극부(3) 사이에 존재하는 전자, 이온의 개수를 감소시킴과 아울러 상기 대향면(61) 및 상기 생성공(4)의 하단(41) 사이에 존재하는 전자, 이온의 개수를 증가시킬 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.
우선, 상기 대향면(61)이 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 제1전극부(3)의 상면(31)으로부터 0.7L 보다 큰 거리로 이격된 위치에 배치된 제3비교예의 경우, 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 대향면(61) 및 상기 생성공(4)의 하단(41) 사이에 위치한 플라즈마 생성공간(PS)이 0.3L 보다 작은 길이로 형성된다. 이에 따라, 상기 플라즈마 생성공간(PS)의 크기가 감소한 만큼 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 수용 가능한 전자, 이온의 개수가 감소하므로, 상기 돌출전극(6)의 측면(62) 및 상기 제1전극부(3)의 사이로 이동하는 전자, 이온의 개수가 증가하게 된다. 따라서, 제3비교예는 플라즈마를 생성하기 위한 전자, 이온에 손실이 발생하므로, 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 생성된 플라즈마가 약화될 수 있다. 또한, 제3비교에는 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 생성된 플라즈마가 약화되는 것을 방지하기 위해 상기 플라즈마전원이 공급하는 전원의 크기를 증가시켜야 한다.
다음, 상기 대향면(61)이 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 제1전극부(3)의 상면(31)으로부터 0.7L의 거리로 이격된 위치에 배치된 실시예의 경우, 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 대향면(61) 및 상기 생성공(4)의 하단(41) 사이에 위치한 플라즈마 생성공간(PS)이 0.3L의 길이로 형성된다. 이에 따라 제3비교예와 대비할 때, 실시예는 상기 플라즈마 생성공간(PS)의 크기가 증가한 만큼 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 수용 가능한 전자, 이온의 개수를 증가시킬 수 있으므로, 상기 돌출전극(6)의 측면(62) 및 상기 제1전극부(3)의 사이로 이동하는 전자, 이온의 개수를 감소시킬 수 있다. 따라서, 실시예는 플라즈마를 생성하기 위한 전자, 이온에 발생하는 손실을 감소시킬 수 있으므로, 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 생성된 플라즈마를 강화시킬 수 있다. 또한, 실시예는 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 플라즈마를 생성하기 위해 상기 플라즈마전원이 공급해야 하는 전원의 크기를 감소시킬 수 있으므로, 낮은 전력값에서도 안정적으로 플라즈마를 생성할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 대향면(61)이 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 제1전극부(3)의 상면(31)으로부터 0.7L의 거리로 이격된 위치에 배치되도록 구현됨으로써, 플라즈마 효율을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 더 넓은 조건에서 안정적으로 플라즈마를 생성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 대향면(61)은 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 제1전극부(3)의 상면(31)으로부터 0.5L의 거리로 이격된 위치에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 하여, 상기 돌출전극(6)은 상기 제1전극부(3)의 상면(31)과 상기 제2전극부(5)의 하면(51)이 서로 이격된 간격(D)에 0.5L을 가산한 길이(6a)로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 돌출전극(6)의 측면(62) 및 상기 제1전극부(3) 사이에 존재하는 전자, 이온의 개수를 더 감소시킴과 아울러 상기 대향면(61) 및 상기 생성공(4)의 하단(41) 사이에 존재하는 전자, 이온의 개수를 더 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 플라즈마 효율을 더 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 더 넓은 조건에서 더 안정적으로 플라즈마를 생성할 수 있다.
상기 대향면(61)은 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 제1전극부(3)의 상면(31)으로부터 0.7L 보다 작은 거리로 이격된 위치에 배치될 수도 있다. 이 경우, 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 대향면(61) 및 상기 생성공(4)의 하단(41) 사이에 위치한 플라즈마 생성공간(PS)이 0.3L 보다 긴 길이로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 플라즈마 생성공간(PS)의 크기가 더 증가한 만큼 상기 플라즈마 생성공간(PS)에 수용 가능한 전자, 이온의 개수를 더 증가시킬 수 있다.
한편, 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 대향면(61)이 상기 제1전극부(3)의 상면(31) 보다 더 높은 높이에 위치하도록 배치된 경우, 상기 돌출전극(6)은 상기 생성공(4)에 삽입되지 않게 되므로 상기 제1전극부(3)의 외측에 배치되게 된다. 이에 따라, 상기 제1전극부(3)의 내측에 상기 돌출전극(6)을 이용한 전극이 배치되지 않게 되므로, 플라즈마 효율이 저하될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 대향면(61)은 상기 제1전극부(3)의 상면(31)과 동일한 높이에 위치하거나 상기 제1전극부(3)의 상면(31) 보다 더 낮은 높이에 위치하도록 배치될 수 있다.
도 8을 참고하면, 상기 돌출전극(6)은 상기 제2전극부(5)에 복수개가 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 돌출전극(6)들은 서로 이격된 위치에 배치될 수 있다. 상기 제1전극부(3)에 상기 생성공(4)이 복수개 형성된 경우, 상기 돌출전극(6)들은 상기 생성공(4)들 각각에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 생성공(4)들마다 상기 돌출전극(6)을 이용한 개별전극이 배치되도록 구현될 수 있다.
도 9를 참고하면, 상기 돌출전극(6)은 분사공(63)을 포함할 수 있다.
상기 분사공(63)은 상기 생성공(4)으로 공정가스를 분사하기 위한 것이다. 상기 분사공(63)은 상기 돌출전극(6)을 관통하도록 형성될 수 있다. 상기 분사공(63)의 하단은 상기 생성공(4)에 연통되도록 배치될 수 있다. 상기 분사공(63)의 상단은 가스저장부(미도시)에 연결되도록 배치될 수 있다. 상기 가스저장부는 공정가스를 저장하는 것이다. 상기 공정가스는 상기 처리공정을 수행하는데 이용되는 것으로, 예컨대 실리콘(Si), 티탄족 원소(Ti, Zr, Hf 등), 또는 알루미늄(Al) 등의 가스로 이루어질 수 있다. 이 경우, 실리콘(Si) 물질을 포함하는 공정가스는 실란(Silane; SiH4), 디실란(Disilane; Si2H6), 트리실란(Trisilane; Si3H8), TEOS(Tetraethylorthosilicate), DCS(Dichlorosilane), HCD(Hexachlorosilane), TriDMAS(Tri-dimethylaminosilane) 및 TSA(Trisilylamine) 등이 될 수 있다.
상기 분사공(63)은 상기 돌출전극(6) 및 상기 제2전극부(5)를 관통하도록 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 가스공급부는 상기 분사공(63)에 연결되도록 상기 제2전극부(5)에 결합될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
1 : 기판처리장치 2 : 지지부
3 : 제1전극부 4 : 생성공
5 : 제2전극부 6 : 돌출전극
61 : 대향면 63 : 분사공

Claims (12)

  1. 기판을 지지하기 위한 지지부;
    상기 지지부의 상측에 배치된 제1전극부;
    상기 제1전극부의 상측에 배치된 제2전극부;
    상기 제1전극부를 관통하도록 형성된 생성공; 및
    상기 생성공에 대응되는 위치에서 상기 제2전극부로부터 하방으로 돌출되도록 상기 제2전극부에 결합된 돌출전극을 포함하고,
    상기 돌출전극은 상하방향을 기준으로 상기 제1전극부에 비해 더 짧은 길이로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 돌출전극은 상기 상하방향을 기준으로 상기 제1전극부 및 상기 제2전극부가 이격된 간격과 동일하거나 더 긴 길이로 돌출된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1전극부는 상기 상하방향을 기준으로 L(L은 0보다 큰 실수)의 길이로 형성되고,
    상기 상하방향을 기준으로 상기 돌출전극의 전체 길이에서 상기 제1전극부 및 상기 제2전극부가 이격된 간격을 감산한 길이는 0.7L 이하인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극부는 상기 상하방향을 기준으로 L(L은 0보다 큰 실수)의 길이로 형성되고,
    상기 상하방향을 기준으로 상기 돌출전극의 전체 길이에서 상기 제1전극부 및 상기 제2전극부가 이격된 간격을 감산한 길이는 0.5L인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 돌출전극은 상기 지지부를 향하도록 최하단에 배치된 대향면을 포함하고,
    상기 대향면은 상기 상하방향을 기준으로 상기 제1전극부의 상면(上面)과 동일한 높이에 배치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 돌출전극은 상기 지지부를 향하도록 최하단에 배치된 대향면을 포함하되, 상기 대향면이 상기 제1전극부의 내측에 배치되도록 상기 생성공에 삽입된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1전극부는 상기 상하방향을 기준으로 L(L은 0보다 큰 실수)의 길이로 형성되고,
    상기 대향면은 상기 상하방향을 기준으로 상기 제1전극부의 상면으로부터 0.7L의 거리로 이격된 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1전극부는 상기 상하방향을 기준으로 L(L은 0보다 큰 실수)의 길이로 형성되고,
    상기 대향면은 상기 상하방향을 기준으로 상기 제1전극부의 상면으로부터 0.5L의 거리로 이격된 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1전극부는 상기 상하방향을 기준으로 L(L은 0보다 큰 실수)의 길이로 형성되고,
    상기 대향면은 상기 상하방향을 기준으로 상기 제1전극부의 상면으로부터 0.7L 보다 작은 거리로 이격된 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 돌출전극은 상기 생성공으로 공정가스를 분사하기 위한 분사공을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 돌출전극은 상기 상하방향에 대해 수직한 수평방향을 기준으로 상기 생성공에 비해 더 작은 직경으로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극부는 전원을 공급하는 플라즈마전원에 연결되고,
    상기 제2전극부 및 상기 돌출전극은 접지(Ground)된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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