KR20220049338A - Apparatus for processing substrate and method for depositing thin film using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판 처리 장치 및 이를 이용한 박막 증착 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라즈마를 형성하여 기판을 처리하기 위한 기판 처리 장치 및 이를 이용한 박막 증착 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and a thin film deposition method using the same, and more particularly, to a substrate processing apparatus for processing a substrate by forming plasma, and a thin film deposition method using the same.
플라즈마(Plasma)란 전기적인 방전으로 인해 기체가 음전하 또는 양전하를 가진 대전 입자로 분리된 상태를 말한다. 플라즈마는 자연적인 화학 반응이 어렵거나, 증착 물질의 특성상 고온이 요구되는 경우, 증착 가스를 상대적으로 낮은 공정 온도에서 활성화시킬 수 있어, 반도체 및 디스플레이 장치를 제조하기 위하여 기판을 처리하는 다양한 공정에 이용되고 있다.Plasma refers to a state in which gas is separated into charged particles having negative or positive charges due to electrical discharge. Plasma can activate the deposition gas at a relatively low process temperature when a natural chemical reaction is difficult or a high temperature is required due to the nature of the deposition material. is becoming
플라즈마를 이용한 기판 처리 장치는 플라즈마를 형성하는 방법에 따라 용량 결합성 플라즈마(CCP; Capacitively Coupled Plasma)를 발생시키는 용량 결합 방식의 기판 처리 장치와, 유도 결합성 플라즈마(ICP; Inductively Coupled Plasma)를 발생시키는 유도 결합 방식의 기판 처리 장치로 구분될 수 있다.A substrate processing apparatus using plasma generates a capacitively coupled substrate processing apparatus for generating a capacitively coupled plasma (CCP) according to a plasma forming method, and an inductively coupled plasma (ICP) for generating a plasma. It can be divided into an inductive coupling type substrate processing apparatus.
용량 결합 방식은 서로 대향 배치되는 전극에 전력을 인가하여 전극 사이에 형성되는 전기장에 의해 플라즈마를 발생시키는 방식이다. 반면, 유도 결합 방식은 코일에 흐르는 전류로부터 형성되는 자기장이 시간에 따라서 변할 때 자기장으로부터 유도되는 대전 입자의 상호 충돌에 의해 플라즈마를 발생시키는 방식이다. 용량 결합 방식은 강한 세기의 전기장을 이용하여 고에너지의 대전 입자를 생성할 수 있는 장점을 가지나, 그 특성상 대전 입자가 기판과 충돌하여 기판의 손상을 발생시키고, 플라즈마 밀도가 낮은 단점이 있다. 반면, 유도 결합 방식은 대전 입자가 공정 가스와 지속적으로 충돌하여 고밀도의 플라즈마를 발생시킬 수 있어, 고품질의 박막을 증착하기 위하여 이를 적용한 박막 증착 장치에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.The capacitive coupling method is a method in which electric power is applied to electrodes disposed opposite to each other to generate plasma by an electric field formed between the electrodes. On the other hand, the inductive coupling method is a method of generating plasma by mutual collision of charged particles induced from the magnetic field when the magnetic field formed from the current flowing through the coil changes with time. The capacitive coupling method has the advantage of generating high-energy charged particles by using a strong electric field, but due to its characteristics, the charged particles collide with the substrate to cause damage to the substrate, and the plasma density is low. On the other hand, in the inductive coupling method, charged particles continuously collide with the process gas to generate a high-density plasma, so research on a thin film deposition apparatus to which it is applied to deposit a high-quality thin film is being actively conducted.
한편, 디스플레이 장치는 소비자의 요구 및 생산 효율의 측면에서 계속적인 대형화가 이루어지고 있다. 이와 같이 디스플레이 장치를 대형화하기 위하여는 디스플레이 장치에 사용되는 기판의 대형화는 필수적이다. 그러나, 기판의 대형화가 진행될수록 플라즈마의 밀도를 증가시키고, 기판 처리 장치 내에서 균일한 플라즈마를 확보하기 위한 요구도 증가되고 있다.On the other hand, the display device is continuously enlarged in terms of consumer demand and production efficiency. In order to enlarge the display apparatus as described above, it is essential to enlarge the substrate used in the display apparatus. However, as the size of the substrate progresses, the density of plasma is increased, and the demand for securing a uniform plasma in the substrate processing apparatus is also increasing.
본 발명은 고밀도의 플라즈마를 생성하여 고품질의 박막을 증착할 수 있는 기판 처리 장치 및 이를 이용한 박막 증착 방법을 제공한다.The present invention provides a substrate processing apparatus capable of depositing a high-quality thin film by generating a high-density plasma and a thin film deposition method using the same.
본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 공정 공간을 제공하는 챔버; 상기 공정 공간에 공정 가스를 공급하기 위한 가스 공급부; 상기 가스 공급부에 대향 배치되어, 상기 공정 공간에 제공되는 기판을 지지하기 위한 안착 면을 가지는 기판 지지대; 상기 안착 면의 하부에 마련되고, 자기장을 발생시켜 상기 공정 공간에 플라즈마를 형성하기 위한 하부 안테나; 및 상기 하부 안테나에 전력을 공급하기 위한 제1 전원;을 포함한다.A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a chamber providing a process space; a gas supply unit for supplying a process gas to the process space; a substrate support disposed opposite the gas supply unit and having a seating surface for supporting a substrate provided in the process space; a lower antenna provided under the seating surface and configured to generate a magnetic field to form plasma in the process space; and a first power supply for supplying power to the lower antenna.
상기 하부 안테나는 상기 기판 지지대의 중심축을 적어도 부분적으로 감싸도록 마련될 수 있다.The lower antenna may be provided to at least partially surround the central axis of the substrate support.
상기 하부 안테나는 상기 중심축으로부터 서로 다른 간격으로 이격되어 마련되는 제1 하부 안테나 및 제2 하부 안테나를 포함할 수 있다.The lower antenna may include a first lower antenna and a second lower antenna provided to be spaced apart from each other at different intervals from the central axis.
상기 제1 하부 안테나 및 제2 하부 안테나에 각각 공급되는 전력은 개별적으로 제어될 수 있다.Power respectively supplied to the first lower antenna and the second lower antenna may be individually controlled.
상기 가스 공급부에 구비되어 공정 가스를 분배하기 위한 샤워헤드 및 기판 지지대 중 적어도 하나에 전력을 공급하기 위한 제2 전원;을 더 포함할 수 있다.A second power source provided in the gas supply unit to supply power to at least one of a showerhead for distributing a process gas and a substrate support may be further included.
상기 공정 공간의 적어도 일부를 측방에서 감싸도록 마련되는 측부 안테나; 및 상기 측부 안테나에 전력을 공급하기 위한 제3 전원;을 더 포함할 수 있다.a side antenna provided to surround at least a portion of the process space from a side; and a third power source for supplying power to the side antenna.
상기 하부 안테나를 수용하기 위한 내부 공간을 제공하도록 상기 기판 지지대의 하면에 결합되는 커버;를 더 포함하고, 상기 커버는 상기 기판 지지대의 안착 면을 포함하는 적어도 일부와 다른 재질로 마련될 수 있다.A cover coupled to a lower surface of the substrate support to provide an internal space for accommodating the lower antenna, the cover may be made of a material different from at least a portion including a seating surface of the substrate support.
상기 기판 지지대의 안착 면을 포함하는 적어도 일부는 자기장을 통과시킬 수 있는 물질로 이루어지고, 상기 커버는 자기장을 차폐할 수 있는 물질로 이루어질 수 있다.At least a portion including the seating surface of the substrate support may be made of a material capable of passing a magnetic field, and the cover may be made of a material capable of shielding the magnetic field.
절연 물질로 이루어지며, 상기 하부 안테나가 배치되는 공간을 제외한 잔여의 내부 공간에 채워진 절연 부재;를 더 포함할 수 있다.An insulating member made of an insulating material and filled in the remaining internal space except for the space in which the lower antenna is disposed; may further include.
상기 커버는 노출된 표면에 마련되는 부식 방지층을 가질 수 있다.The cover may have a corrosion protection layer provided on the exposed surface.
상기 기판 지지대의 하부에 마련되어, 상기 기판 지지대를 상하로 이동시키기 위한 지지축; 및 상기 하부 안테나와 연결되며, 상기 지지축을 경유하여 상기 제1 전원으로부터 전력을 공급받기 위한 전극부;를 더 포함하고, 상기 전극부는, 상기 하부 안테나와 연결되어, 상기 지지축 상으로 연장되는 연결부; 및 상기 연결부와 연결되어, 상기 지지축의 내부에서 하측으로 연장되는 단자부;를 포함할 수 있다.a support shaft provided under the substrate support to move the substrate support up and down; and an electrode part connected to the lower antenna and configured to receive power from the first power source via the support shaft, wherein the electrode part is connected to the lower antenna and extends on the support shaft. ; and a terminal part connected to the connection part and extending downwardly from the inside of the support shaft.
상기 연결부의 적어도 일부와 중첩되는 상기 기판 지지대의 하면에는 자기장을 차폐할 수 있는 물질로 이루어진 차폐층이 마련될 수 있다.A shielding layer made of a material capable of shielding a magnetic field may be provided on a lower surface of the substrate support overlapping at least a portion of the connection part.
상기 하부 안테나는 내부에 냉각 매체를 유동시키기 위한 유로를 가질 수 있다.The lower antenna may have a flow path for flowing a cooling medium therein.
상기 기판 지지대에 설치되는 부속 부품에 전력을 공급하기 위한 제4 전원; 및 상기 부속 부품과 제4 전원을 연결하는 전력 공급 라인에 설치되어, 상기 제1 전원으로부터 공급되는 전력의 주파수 성분을 제거하기 위한 필터;를 더 포함할 수 있다.a fourth power source for supplying power to accessory parts installed on the substrate support; and a filter installed on a power supply line connecting the accessory component and a fourth power source to remove a frequency component of power supplied from the first power source.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 방법은, 챔버 내의 공정 공간에 마련된 기판 지지대의 안착 면 상에 기판을 안착시키는 과정; 상기 안착 면의 하부에 마련된 하부 안테나에 전력을 공급하여 자기장을 발생시키는 과정; 및 발생된 자기장으로부터 유도 결합 방식으로 상기 공정 공간에 제1 플라즈마를 형성하여 제1 박막을 증착하는 과정;을 포함한다.In addition, the thin film deposition method according to an embodiment of the present invention includes the steps of seating a substrate on a seating surface of a substrate support provided in a process space within a chamber; generating a magnetic field by supplying power to a lower antenna provided under the seating surface; and depositing a first thin film by forming a first plasma in the process space in an inductively coupled manner from the generated magnetic field.
상기 자기장을 발생시키는 과정은, 상기 기판 지지대의 중심축으로부터 서로 다른 간격으로 이격되어 마련되는 제1 하부 안테나 및 제2 하부 안테나에 각각 전력을 공급할 수 있다.In the process of generating the magnetic field, power may be supplied to each of the first lower antenna and the second lower antenna provided to be spaced apart from each other at different intervals from the central axis of the substrate support.
상기 자기장을 발생시키는 과정은, 상기 제1 하부 안테나 및 제2 하부 안테나에 공급되는 전력의 세기 및 주파수 중 적어도 하나를 개별적으로 제어할 수 있다.In the process of generating the magnetic field, at least one of the intensity and frequency of power supplied to the first lower antenna and the second lower antenna may be individually controlled.
상기 공정 공간의 적어도 일부를 감싸도록 마련된 측부 안테나에 전력을 공급하여 자기장을 발생시키는 과정;을 더 포함할 수 있다.The method may further include a process of generating a magnetic field by supplying power to a side antenna provided to surround at least a portion of the process space.
상기 공정 공간에 상기 제1 플라즈마와 상이한 특성을 가지도록 유도 결합 방식 및 용량 결합 방식으로 제2 플라즈마를 형성하여 제2 박막을 증착하는 과정;을 더 포함할 수 있다.The method may further include a process of depositing a second thin film by forming a second plasma in the process space using an inductive coupling method and a capacitive coupling method so as to have different characteristics from the first plasma.
상기 제2 박막을 증착하는 과정은, 상기 하부 안테나에 전력을 공급하는 상태에서 상기 챔버 내의 가스 공급부에 구비되어 공정 가스를 분배하기 위한 샤워헤드 및 상기 기판 지지대 중 적어도 하나에 전력을 더 공급하여, 상기 제1 박막 상에 상기 제2 박막을 증착할 수 있다.In the process of depositing the second thin film, power is further supplied to at least one of the showerhead and the substrate support provided in the gas supply unit in the chamber to distribute the process gas while power is supplied to the lower antenna, The second thin film may be deposited on the first thin film.
본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 이를 이용한 박막 증착 방법에 의하면, 기판이 안착되는 기판 지지대의 안착 면 하부에서 자기장을 발생시킴으로써, 공정 공간 내의 기판과 최대한 인접한 위치에서 자기장을 발생시켜 플라즈마를 형성할 수 있다. 이에 따라 기판 상에 유지되는 고밀도의 플라즈마에 의하여 박막을 효과적으로 증착할 수 있다.According to the substrate processing apparatus and the thin film deposition method using the same according to an embodiment of the present invention, by generating a magnetic field under the seating surface of the substrate support on which the substrate is seated, the magnetic field is generated at a position as close to the substrate as possible in the process space to generate plasma. can be formed Accordingly, the thin film can be effectively deposited by the high-density plasma maintained on the substrate.
또한, 기판 지지대의 중심축으로부터 서로 다른 간격으로 이격되어 마련되는 복수 개의 하부 안테나를 각각 배치하고, 전력의 세기 및 주파수 중 적어도 하나를 개별적으로 제어할 수 있는 전원에 의하여 각 하부 안테나에 전력을 공급함으로써, 공정 공간 내에서 플라즈마의 밀도를 중심부와 가장자리부에서 각각 제어할 수 있다. 이로부터, 공정 공간 내의 플라즈마의 밀도는 균일하게 조절될 수 있으며, 공정 가스를 공정 공간 내에서 균일하게 활성화시켜 디스플레이 장치에 사용되는 대면적의 기판에 균일한 박막을 증착할 수 있다.In addition, a plurality of lower antennas provided to be spaced apart from each other at different intervals from the central axis of the substrate support are respectively disposed, and power is supplied to each lower antenna by a power source capable of individually controlling at least one of the intensity and frequency of power. By doing so, the density of plasma in the process space can be controlled at the center and the edge, respectively. From this, the density of plasma in the process space can be uniformly controlled, and a uniform thin film can be deposited on a large-area substrate used in a display device by activating the process gas uniformly in the process space.
뿐만 아니라, 서로 상이한 특성을 가지는 제1 플라즈마와 제2 플라즈마를 이용하여 기판 상에 제1 박막과 제2 박막을 연속적으로 증착함으로써 기판이 손상되는 것을 방지하면서도 기판 상에 치밀도가 높은 박막을 형성할 수 있다. 즉, 대전 입자를 기판 표면과 평행한 방향으로 이동시켜 대전 입자와 기판의 충돌을 억제 또는 방지하는 제1 플라즈마를 이용하여 제1 박막을 증착하고, 기판 표면과 평행한 방향으로 이동하려는 대전 입자를 기판 방향으로 가속하여 나선 이동시켜 활성종의 밀도를 증가시키고 치밀한 구조의 제2 박막을 증착하여, 기판이 손상되는 것을 방지하면서도 치밀도가 높은 박막을 형성할 수 있다.In addition, by continuously depositing the first thin film and the second thin film on the substrate using the first plasma and the second plasma having different characteristics, a thin film with high density is formed on the substrate while preventing damage to the substrate can do. That is, the first thin film is deposited using a first plasma that suppresses or prevents collision of the charged particles with the substrate by moving the charged particles in a direction parallel to the surface of the substrate, and the charged particles moving in a direction parallel to the surface of the substrate are removed. By accelerating and spirally moving in the direction of the substrate, the density of active species is increased, and the second thin film having a dense structure is deposited, thereby preventing damage to the substrate and forming a thin film with high density.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 모습을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 기판 지지대의 하부에 하부 안테나가 설치된 모습을 나타내는 도면.
도 3은 도 2에 도시된 A-A' 방향에서 하부 안테나가 설치된 모습을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 방법을 설명하기 위한 도면.1 is a view schematically showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a state in which a lower antenna is installed under a substrate support according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a state in which the lower antenna is installed in the AA' direction shown in FIG.
4 is a view for explaining a thin film deposition method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장되어 도시될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the embodiments of the present invention allow the disclosure of the present invention to be complete, and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art It is provided to fully inform the In order to describe the invention in detail, the drawings may be exaggerated, and like reference numerals refer to like elements in the drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 공정 공간을 제공하는 챔버(100), 상기 공정 공간에 공정 가스를 공급하기 위한 가스 공급부(200), 상기 가스 공급부(200)에 대향 배치되어, 상기 공정 공간에 제공되는 기판(S)을 지지하기 위한 안착 면을 가지는 기판 지지대(300), 상기 안착 면의 하부에 마련되고, 자기장을 발생시켜 상기 공정 공간에 플라즈마를 발생시키기 위한 하부 안테나(500) 및 상기 하부 안테나(500)에 전력을 공급하기 위한 제1 전원(510)을 포함한다.Referring to FIG. 1 , a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a chamber 100 providing a process space, a
챔버(100)는 기판(S) 상에 박막을 증착하기 위한 소정의 공정 공간을 마련하고, 이를 기밀하게 유지시킨다. 챔버(100)는 대략 원형 또는 사각형의 평면부 및 평면부로부터 상향 연장된 측벽부를 포함하여 소정의 공정 공간을 가지는 몸체(110)와, 대략 원형 또는 사각형으로 몸체(110) 상에 위치하여 챔버(100)를 기밀하게 유지하는 덮개(120)를 포함할 수 있다. 그러나, 챔버(100)는 이에 한정되지 않고 기판(S)의 형상에 대응하는 다양한 형상으로 제작될 수 있다.The chamber 100 prepares a predetermined process space for depositing a thin film on the substrate S, and keeps it airtight. The chamber 100 includes a
또한, 챔버(100)의 하면의 소정 영역에는 배기구(미도시)가 형성될 수 있으며, 챔버(100)의 외측에는 배기구와 연결되는 배기관(미도시)이 마련될 수 있다. 이와 같은 배기관은 배기 장치(미도시)와 연결될 수 있다. 배기 장치에 의해 챔버(100) 내부의 공정 공간을 소정의 감압 분위기, 예를 들어 0.1mTorr 이하의 소정의 압력까지 진공 흡입할 수 있다. 배기관은 챔버(100)의 하면 뿐만 아니라 후술하는 기판 지지대(300) 하측의 챔버(100) 측면에 설치될 수도 있으며, 배기되는 시간을 줄이기 위해 다수 개의 배기관 및 그에 따른 배기 장치가 더 설치될 수도 있음은 물론이다.In addition, an exhaust port (not shown) may be formed in a predetermined region of the lower surface of the chamber 100 , and an exhaust pipe (not shown) connected to the exhaust port may be provided outside the chamber 100 . Such an exhaust pipe may be connected to an exhaust device (not shown). The exhaust device may vacuum the process space inside the chamber 100 to a predetermined reduced pressure atmosphere, for example, a predetermined pressure of 0.1 mTorr or less. The exhaust pipe may be installed not only on the lower surface of the chamber 100 but also on the side of the chamber 100 under the
가스 공급부(200)는 공정 공간에 공정 가스를 분사한다. 가스 공급부(200)는 샤워헤드를 포함하여 가스 공급 라인(210)으로부터 공급되는 공정 가스를 분배할 수 있으며, 샤워헤드는 복수의 분사 홀을 가져 공정 공간에 공정 가스를 분사할 수 있다. 가스 공급부(200)를 통하여 공정 가스가 분배되어 공정 공간에 분사되므로, 공정 공간에는 공정 가스가 균일하게 공급될 수 있다. 가스 공급 라인(210)은 챔버(100)의 상부 중심부에 연결될 수 있으며, 이 경우 가스 공급 라인(210)이 배치되는 중심부에서는 공정 가스가 많이 분사될 수 있으므로 분사 홀은 중심부에서 멀어질수록 직경이 커지도록 마련될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 분사 홀의 위치, 분사 방향, 개수 등은 공정 조건에 따라 적절하게 조절될 수 있다.The
샤워헤드에는 제2 전원(220)이 연결될 수 있으며, 제2 전원(220)으로부터 샤워헤드에 전력이 공급되면 공정 공간에 용량 결합 방식(CCP; Capacitively Coupled Plasma)으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 여기서, 제2 전원(220)으로부터 공급되는 전력은 교류 전력, 예를 들어 RF 전력을 포함할 수 있으며, RF 전력 외에 직류 전력을 포함할 수도 있다.A
기판 지지대(300)는 가스 공급부(200)에 대향 배치되어, 공정 공간에 제공되는 기판(S)을 지지한다. 기판 지지대(300)는 공정 공간 내에서 기판(S)을 지지하기 위하여 챔버(100)의 내측 하부에 배치될 수 있다. 기판 지지대(300)는 소정 두께를 가지며, 기판(S)의 형상과 대응되는 형상, 예를 들어 원형 또는 사각형의 판 형상으로 마련될 수 있다. 이 경우, 기판 지지대(300)의 상면은 기판을 안착시키기 위한 안착 면을 형성한다.The
여기서, 기판 지지대(300)는 접지될 수 있다. 전술한 바와 같이, 샤워헤드에는 제2 전원(220)이 연결될 수 있으며, 이때, 기판 지지대(300)는 접지되어 샤워헤드와 기판 지지대(300) 사이에서는 전위 차가 발생하게 되고, 이와 같은 전위 차에 의하여 공정 공간에는 용량 결합 방식의 플라즈마가 형성될 수 있다. 그러나, 반드시 샤워헤드에 제2 전원(220)이 연결되고, 기판 지지대(300)가 접지되어야 하는 것은 아니며, 샤워헤드가 접지되고, 기판 지지대(300)에 제2 전원(220)이 연결되거나, 샤워헤드와 기판 지지대(300)가 각각 별도의 제2 전원(200)에 연결되어 전위 차를 발생시킬 수도 있음은 물론이다.Here, the
기판 지지대(300)의 하부에는 기판 지지대(300)를 상하로 이동시키기 위한 지지축(400)이 설치될 수 있다. 즉, 지지축(400)은 기판 지지대(300)의 하부에 설치되어, 기판 지지대(300)를 상하로 이동시킨다. 지지축(400)은 기판 지지대(300)의 적어도 일 영역, 예를 들어 기판 지지대(300)의 중심을 하측에서 지지하도록 마련될 수 있다. 기판 지지대(300) 상에 기판(S)이 안착되면 기판 지지대(300)를 가스 공급부(200)에 근접하도록 이동시킬 수 있다.A
하부 안테나(500)는 기판 지지대(300)의 안착 면 하부에 마련되어 공정 공간에 플라즈마를 발생시킨다. 하부 안테나(500)는 기판 지지대(300)의 안착 면 하부에서 다양한 위치로 배치될 수 있다. 도면에서는 하부 안테나(500)가 기판 지지대(300)의 하부에 배치되는 구조를 예시적으로 도시하였으나, 이와 달리 하부 안테나(500)는 기판 지지대(300) 내에 매립되어 배치되는 등 다양한 구조를 가질 수 있음은 물론이다.The lower antenna 500 is provided under the seating surface of the
여기서, 하부 안테나(500)는 기판 지지대(300)의 중심으로부터 하측으로 연장되는 가상의 중심축(X)을 적어도 부분적으로 감싸도록 마련되며, 제1 전원(510)으로부터 전력을 공급받아 공정 공간에 유도 결합 방식(ICP; Inductively Coupled Plasma)으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 하부 안테나(500)는 일단이 제1 전원(510)과 연결되고, 타단이 접지될 수 있다. 여기서, 제1 전원(510)으로부터는 400 kHz, 2 MHz, 13.56 MHz, 27.12 Mhz 등의 주파수를 갖는 전력이 공급될 수 있다.Here, the lower antenna 500 is provided to at least partially surround the virtual central axis X extending downward from the center of the
이와 같은 하부 안테나(500)는 중심축(X)을 둘레 방향으로 전부 감싸도록 마련될 수도 있으나, 중심축(X)을 둘레 방향으로 일부 감싸도록 마련될 수도 있다. 이와 같은 하부 안테나(500)는 원형 또는 고리형으로 마련되거나, 복수 회로 권선된 코일형으로 마련될 수도 있다. 이때, 하부 안테나(600)는 일 평면 상에서 소정의 간격을 가지며 복수 회로 권선된 평면 코일의 형태를 가질 수 있다. 또한, 하부 안테나(500)는 중심축(X)으로부터 서로 다른 간격으로 이격되도록 복수 개로 마련될 수 있다. 즉, 하부 안테나(500)는 도면에 도시된 바와 같이 2개로 마련되거나, 기판이 커짐에 따라 중심축(X)으로부터 서로 다른 간격으로 이격되도록 3개 이상으로 마련될 수도 있다.The lower antenna 500 may be provided to completely surround the central axis X in the circumferential direction, or may be provided to partially surround the central axis X in the circumferential direction. Such a lower antenna 500 may be provided in a circular or annular shape, or may be provided in a coil shape wound with a plurality of circuits. In this case, the
이에, 하부 안테나(500)는 중심축(X)으로부터 서로 다른 간격으로 이격되어 상기 중심축(X)을 감싸도록 마련되는 제1 하부 안테나(502) 및 제2 하부 안테나(502)를 포함할 수 있다. 이와 같이, 하부 안테나(500)가 제1 하부 안테나(502) 및 제2 하부 안테나(504)를 포함하는 경우, 제1 전원(510)은 제1 하부 안테나(502) 및 제2 하부 안테나(504)에 개별적으로 전력을 공급할 수 있다. 도면에서는 제1 전원(510)이 제1-1 전원(512)과 제1-2 전원(514)를 포함하여 제1-1 전원(512)과 제1-2 전원(514)이 상기 제1 하부 안테나(502) 및 제2 하부 안테나(504)에 개별적으로 전력을 공급하는 구조를 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 제1 전원(510)으로부터 전력이 공급되는 전력 공급 라인을 분기하여 제1 하부 안테나(502) 및 제2 하부 안테나(504)에 개별적으로 제어되는 전력을 공급할 수도 있음은 물론이다.Accordingly, the lower antenna 500 may include a first
용량 결합 방식의 경우, 서로 대향 배치되는 전극, 예를 들어 가스 공급부(200)와 기판 지지대(300) 사이에 직접 형성되는 전기장에 의해 플라즈마를 발생시키는 방식이다. 용량 결합 방식은 강한 세기의 전기장을 이용하여 고에너지의 대전 입자를 생성할 수 있는 장점을 가지나, 그 특성상 대전 입자가 가스 공급부(200)와 기판 지지대(300) 사이에서 상하 방향으로 이동하게 되고, 이에 의하여 대전 입자가 기판(S)에 충돌하여 기판의 손상을 발생시키고, 플라즈마 밀도가 낮은 단점이 있다.In the case of the capacitive coupling method, the plasma is generated by an electric field directly formed between the electrodes disposed opposite to each other, for example, the
반면, 유도 결합 방식은 안테나, 예를 들어 코일에 흐르는 전류로부터 형성되는 자기장이 시간에 따라서 변할 때 자기장으로부터 유도되는 대전 입자의 상호 충돌에 의해 플라즈마를 발생시키는 방식이다. 즉, 유도 결합 방식은 안테나에 흐르는 전류로부터 상하 방향으로 자기장을 발생시키고, 상하 방향으로 발생된 자기장에 의해 대전 입자들이 기판과 수평한 방향으로 회전 이동을 하여 상호 충돌에 의해 플라즈마를 발생시킨다. 이에, 유도 결합 방식에서는 대전 입자가 기판과 수평한 방향으로 이동하게 되어 기판과 충돌하지 않으므로 기판의 손상을 최소화시키고, 공정 가스와 지속적으로 충돌하여 고밀도의 플라즈마를 생성할 수 있다.On the other hand, the inductive coupling method is a method of generating plasma by mutual collision of charged particles induced from the magnetic field when a magnetic field formed from a current flowing through an antenna, for example, a coil changes with time. That is, the inductive coupling method generates a magnetic field in the vertical direction from the current flowing through the antenna, and the charged particles rotate in the horizontal direction with the substrate by the magnetic field generated in the vertical direction to generate plasma by mutual collision. Accordingly, in the inductive coupling method, since the charged particles move in a horizontal direction to the substrate and do not collide with the substrate, damage to the substrate is minimized, and high-density plasma can be generated by continuously collided with the process gas.
그런데, 이와 같은 유도 결합 방식은 비교적 면적이 작은 반도체 기판에서는 유효한 성능을 나타내나, 디스플레이 장치에 사용되는 대면적의 기판에는 적용하기 어려운 문제점이 있다. 즉, 기판의 대형화가 진행될수록 공정 가스가 유입될 때, 공정 가스를 균일하게 활성화시키기 어렵고, 공정 가스가 유입되는 부분과 다른 부분과의 활성화 정도가 불균일하게 나타나는 문제점이 있었다.However, such an inductive coupling method exhibits effective performance in a semiconductor substrate having a relatively small area, but has a problem in that it is difficult to apply to a large-area substrate used in a display device. That is, as the size of the substrate progresses, when the process gas is introduced, it is difficult to uniformly activate the process gas, and there is a problem in that the degree of activation between the part into which the process gas is introduced and the other part is non-uniform.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 종래에는 공정 공간을 둘러싸는 코일에 보다 높은 전력을 공급하거나, 샤워헤드의 상부에 코일을 배치하는 방법을 사용하였다. 그러나, 코일에 공급할 수 있는 전력은 한계가 있으며, 코일에 높은 전력을 공급하는 경우에 공정 공간에 활성화 정도가 불균일하게 나타나는 문제점은 보다 심화되며, 샤워헤드의 상부에 코일을 배치하게 되면, 샤워헤드 내에서 공정 가스가 활성화되어 샤워헤드 내에 증착이 이루어져 샤워헤드의 분사홀이 막히게 되는 또 다른 문제점을 발생시킨다. 이에, 본 발명의 실시 예에서는 기판 지지대(300)의 안착 면 하부에 유도 결합 방식으로 플라즈마를 발생시키기 위한 하부 안테나(500)을 설치하여, 기판(S)과 최대한 인접한 위치에서 자기장을 발생시킨다. 따라서, 기판(S) 상에서 자기장의 세기를 최대한 유지시킬 수 있어, 기판(S) 상에서 고밀도의 플라즈마를 발생시킬 수 있다.In order to solve this problem, conventionally, a method of supplying higher power to a coil surrounding the process space or arranging the coil above the showerhead was used. However, the power that can be supplied to the coil is limited, and when high power is supplied to the coil, the problem of non-uniform activation degree appearing in the process space is further exacerbated. In the process gas is activated, deposition is made in the showerhead, which causes another problem in that the injection hole of the showerhead is clogged. Accordingly, in the embodiment of the present invention, a lower antenna 500 for generating plasma in an inductively coupled manner is installed under the seating surface of the
또한, 본 발명의 실시 예에서는 제1 하부 안테나(502) 및 제2 하부 안테나(504)에 각각 제1 제1 전원(512) 및 제2 전원(514)으로부터 개별적으로 전력을 공급하여, 발생되는 플라즈마의 밀도를 공정 공간의 중심부와 가장자리부에서 각각 제어할 수 있다. 이에 의하여, 공정 공간 내에서 플라즈마의 밀도는 균일하게 조절될 수 있으며, 공정 가스가 공정 공간 내에서 균일하게 활성화될 수 있게 된다.In addition, in the embodiment of the present invention, power is individually supplied from the
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 공정 공간을 감싸도록 마련되는 측부 안테나(600) 및 상기 측부 안테나(600)에 전력을 공급하기 위한 제3 전원(620)을 더 포함할 수 있다. 이와 같이, 하부 안테나(500) 외에 공정 공간을 측방에서 감싸도록 추가적으로 마련되는 측부 안테나(600)에 의하여 자기장을 더 발생시킴으로써 공정 공간의 가장자리부에서 발생되는 플라즈마의 밀도를 상대적으로 더 증가시킬 수 있으며, 이에 의하여 대면적의 기판에 의하여 공정 공간이 넓어지는 경우에도 균일한 플라즈마를 발생시킬 수 있다.In addition, the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a
뿐만 아니라, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 하부 안테나(500) 또는 하부 안테나(500)와 측부 안테나(600)에 의한 유도 결합 방식과 샤워헤드와 기판 지지대(300)에 의한 용량 결합 방식을 동시에 사용하여 공정 공간에 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 이 경우, 유도 결합 방식에 의하여 대전 입자가 기판과 수평한 방향으로 회전 이동함과 동시에, 용량 결합 방식에 의하여 대전 입자가 샤워헤드와 기판 지지대(300) 사이에서 상하 방향으로 이동하게 된다. 즉, 유도 결합 방식과 용량 결합 방식을 동시에 사용하면, 기판(S) 표면과 수평한 방향으로 원운동하는 대전 입자를 기판(S) 방향으로 가속시킴으로써 나선(spiral) 운동하게 할 수 있다. 이에 따라, 고밀도의 플라즈마를 발생시키는 유도 결합 방식의 장점과 고에너지의 대전 입자를 생성하는 용량 결합 방식을 장점을 모두 활용할 수 있게 되어, 고품질의 박막을 증착할 수 있다.In addition, the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention is an inductive coupling method by the lower antenna 500 or the lower antenna 500 and the
이하에서, 본 발명의 일 실시 예에 따라 기판 지지대의 하부에 하부 안테나가 설치되는 세부 구조에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a detailed structure in which the lower antenna is installed under the substrate support according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 기판 지지대의 하부에 하부 안테나가 설치된 모습을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 A-A' 방향에서 하부 안테나가 설치된 모습을 나타내는 도면이다.2 is a view showing a state in which the lower antenna is installed under the substrate support according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view showing the state in which the lower antenna is installed in the direction A-A' shown in FIG. 2 .
전술한 바와 같이, 하부 안테나(500)는 기판 지지대(300)의 중심으로부터 하측으로 연장되는 중심축(X)을 감싸도록 마련될 수 있다. 이때, 하부 안테나(500)는 기판 지지대(300)의 외곽선의 형태에 대응하여 중심축(X)을 둘레 방향으로 전부 감싸도록 마련되거나, 중심축(X)을 둘레 방향으로 일부 감싸도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 기판 지지대(300)가 사각형의 판 형상으로 마련되는 경우, 하부 안테나(500)는 일부가 개구된 대략 사각형을 이루도록 중심축(X)을 감싸며 일단으로부터 타단으로 연장될 수 있다.As described above, the lower antenna 500 may be provided to surround the central axis X extending downward from the center of the
또한, 하부 안테나(500)는 중심축(X)으로부터 서로 다른 간격으로 이격되어 상기 중심축을 감싸도록 마련되는 제1 하부 안테나(502) 및 제2 하부 안테나(504)을 포함할 수 있다. 즉, 디스플레이 장치에 사용되는 기판은, 예를 들어 가로 방향 및 세로 방향의 길이가 수 미터에 달하는 대형 기판이 사용될 수 있다. 따라서 이와 같은 대형 기판의 중심 영역과 기판의 가장자리 영역에 균일한 박막을 증착하기 위하여 자기장을 발생시키기 위한 하부 안테나(500)는 서로 다른 간격으로 중심축(X)을 감싸도록 마련되는 제1 하부 안테나(502) 및 제2 하부 안테나(504)를 포함할 수 있다.Also, the lower antenna 500 may include a first
이 경우, 제1 하부 안테나(502)는 기판 지지대(300)의 하부 중심 영역에 마련되고, 제1 하부 안테나(502)의 일단은 제1 제1 전원(512)에 연결되고, 제1 하부 안테나(502)의 타단은 접지될 수 있다. 또한, 제2 하부 안테나(504)는 기판 지지대(300)의 하부 가장자리 영역에 마련되고, 제2 하부 안테나(504)의 일단은 제2 제1 전원(514)에 연결되고, 제2 하부 안테나(504)의 타단은 접지될 수 있다.In this case, the first
한편, 기판 지지대(300)는 지지축(400)에 의하여 상하로 이동한다. 여기서, 하부 안테나(500)는 기판 지지대(300)가 하측으로 최대한으로 이동한 후의 기판 지지대(300)와 챔버(100)의 바닥면 사이에 설치될 수도 있다. 그러나, 기판 지지대(300)가 증착을 위하여 상부로 이동하는 경우에도 하부 안테나(500)를 기판(S)에 최대한 인접하게 배치시키기 위하여 하부 안테나(500)은 기판 지지대(300)에 연동하여 상하로 이동 가능하게 마련될 수 있다.Meanwhile, the
이와 같이, 하부 안테나(500)가 기판 지지대(300)에 연동하여 상하로 이동시키기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 하부 안테나(500), 즉 제1 하부 안테나(502) 및 제2 하부 안테나(504)를 수용하기 위한 내부 공간을 제공하도록 기판 지지대(300)의 하면에 결합되는 커버(310)를 더 포함할 수 있다.In this way, in order for the lower antenna 500 to move up and down in conjunction with the
커버(310)는 기판 지지대(300)의 형상에 대응하여 대략 원형 또는 사각형의 평면부 및 평면부로부터 상향 연장된 측벽부를 포함하여, 상기 기판 지지대(300)의 하면에 결합됨에 따라 소정의 내부 공간을 제공할 수 있다. 이와 같이, 기판 지지대(300)의 하면에 결합되는 커버(310)에 의하여 제공되는 내부 공간에는 제1 하부 안테나(502) 및 제2 하부 안테나(504)가 배치됨으로써 하부 안테나(500)는 기판 지지대(300)에 연동하여 상하로 이동 가능하게 된다.The
이때, 하부 안테나(500)로부터 발생되는 자기장은 기판 지지대(300)의 상부로만 전파될 필요가 있다. 즉, 공정 가스는 박막을 증착하기 위하여 기판(S) 상에서 여기될 필요가 있으며, 하부 안테나(500)로부터 발생되는 자기장이 기판 지지대(300)의 하부로 전파되면 기판 지지대(300)의 하부에 기생 플라즈마가 발생하게 되어 여기된 공정 가스에 의하여 챔버(100)의 하부에 원하지 않는 부착물이 생성될 우려가 있다. 또한, 기판 지지대(300)에는 기판 지지대(300)를 상하로 이동시키거나, 기판 지지대(300)에 설치되는 히터 및 정전 부품 등에 전력을 공급하기 위한 다양한 전원 장치가 마련된다. 이때, 기판 지지대(300)의 하부로 전파되는 자기장에 의하여 이와 같은 전원 장치의 동작에 오류가 발생하는 것을 최소화하기 위하여도 기판 지지대(300)의 하부로 자기장이 전파되는 것을 차단할 필요가 있다.At this time, the magnetic field generated from the lower antenna 500 needs to propagate only to the upper portion of the
이를 위하여, 기판 지지대(300)와 커버(310)는 서로 다른 재질로 마련될 수 있다. 즉, 기판 지지대(300)의 전부 또는 기판 지지대(300)의 안착 면을 포함하는 일 부분과 커버(310)는 서로 다른 재질로 마련될 수 있다. 이때, 기판 지지대(300)의 안착 면을 포함하는 적어도 일부는 자기장을 통과시킬 수 있는 상자성의 물질, 예를 들어 알루미늄(Al), 세라믹(ceramic) 등과 같은 물질 중 적어도 하나로 이루어질 수 있으며, 커버(310)은 자기장을 차폐할 수 있는 강자성의 물질, 예를 들어 스틸(steel), SUS(Steel Use Stainless) 등과 같은 물질 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.To this end, the
여기서, 커버(310)는 노출된 표면에 부식 방지층(미도시)이 마련될 수 있다. 즉, 커버(310)는 외측면과 저면에 부식 방지층이 마련될 수 있다. 기판 처리 장치는 박막을 증착하고 난 후에 인-시투(in-situ)로 클리닝(cleaning)이 수행될 수 있는데, 이와 같은 클리닝 공정에는 대부분 불소(F)를 함유한 세정 가스를 공정 공간으로 공급하게 된다. 이때, 커버(310)가 스틸(steel), SUS(Steel Use Stainless) 등과 같은 물질로 이루어지는 경우, 불소(F)에 의하여 커버(310)가 부식될 수 있으므로 부식을 방지하기 위하여 커버(310)의 노출된 표면에는 부식 방지층이 마련될 수 있다. 이와 같은 부식 방지층은 알루미늄(Al), 세라믹(ceramic) 등과 같은 물질 중 적어도 하나로 이루어질 수 있으며, 이에 의하여 기판 지지대(300)와 커버(310)의 외부 표면은 전체적으로 알루미늄(Al), 세라믹(ceramic) 등과 같은 물질로 이루어지게 되어 클리닝 공정에서 부식이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.Here, the
한편, 기판 지지대(300)의 하면에 결합되는 커버(310)에 의하여 제공되는 내부 공간에는 절연 물질로 이루어진 절연 부재(320)가 마련될 수 있다. 여기서, 절연 부재(320)는 유전체와 같은 절연 물질로 이루어지며, 하부 안테나(500)가 배치되는 공간을 제외한 잔여의 내부 공간을 채울 수 있다. 이와 같은 절연부(320)에 의하여 하부 안테나(500)느 내부 공간에 안정적으로 지지될 수 있으며, 하부 안테나(500)로부터 발생되는 자기장이 기판 지지대(300)의 상부로 효과적으로 전파될 수 있다.Meanwhile, an insulating
전술한 바와 같이, 하부 안테나(500)는 기판 지지대(300)의 하면에 결합되는 커버(310)에 의하여 제공되는 내부 공간에 제공된다. 이때, 하부 안테나(500)는 제1 전원(510)으로부터 전력을 공급받는다. 이때, 하부 안테나(500)와 제1 전원(550)을 연결하는 전력 공급 라인은 부식 등과 같은 손상을 방지하기 위하여 공정 공간에 노출되지 않을 필요가 있다.As described above, the lower antenna 500 is provided in the inner space provided by the
이를 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 하부 안테나(500)과 연결되어 제1 전원(510)으로부터 전력을 공급받기 위한 전극부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 전극부는 하부 안테나(500)과 연결되어 지지축(400) 상으로 연장되는 연결부(520) 및 지지축(400)의 내부에서 상기 연결부(520)로부터 하측으로 연장되는 단자부(530)를 포함할 수 있다. 이와 같은 연결부(520) 및 단자부(530)는 제1 하부 안테나(502) 및 제2 하부 안테나(504)에 대하여 각각 한 쌍씩 제공될 수 있다.To this end, the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention may further include an electrode unit connected to the lower antenna 500 to receive power from the first power source 510 . Here, the electrode part includes a connection part 520 connected to the lower antenna 500 and extending on the
보다 상세하게는, 제1 하부 안테나(502)의 일단은 한 쌍의 제1 연결부(522) 중 어느 하나에 연결되고, 제1 연결부(522)는 지지축(400) 상으로 연장되어 한 쌍의 제1 단자부(532) 중 어느 하나에 연결된다. 여기서, 제1 단자부(532)는 지지축(400)의 내부에서 하측으로 연장되며, 지지축(400)의 하단으로 노출되어 제1-1 전원(512)에 연결될 수 있다. 한편, 제1 하부 안테나(502)의 타단은 한 쌍의 제1 연결부(522) 중 다른 하나에 연결되고, 제1 연결부(522)는 지지축(400) 상으로 연장되어 한 쌍의 제1 단자부(532) 중 다른 하나에 연결된다. 여기서, 제1 단자부(532)는 지지축(400)의 내부에서 하측으로 연장되며, 지지축(400)의 하단으로 노출되어 접지될 수 있다.In more detail, one end of the first
또한, 제2 하부 안테나(504)의 일단은 한 쌍의 제2 연결부(524) 중 어느 하나에 연결되고, 제2 연결부(524)는 지지축(400) 상으로 연장되어 한 쌍의 제2 단자부(534) 중 어느 하나에 연결된다. 여기서, 제2 단자부(534)는 지지축(400)의 내부에서 하측으로 연장되며, 지지축(400)의 하단으로 노출되어 제1-2 전원(514)에 연결될 수 있다. 한편, 제2 하부 안테나(504)의 타단은 한 쌍의 제2 연결부(524) 중 다른 하나에 연결되고, 제2 연결부(524)는 지지축(400) 상으로 연장되어 한 쌍의 제2 단자부(534) 중 다른 하나에 연결된다. 여기서, 제1 단자부(534)는 지지축(400)의 내부에서 하측으로 연장되며, 지지축(400)의 하단으로 노출되어 접지될 수 있다.In addition, one end of the second
여기서, 제1 연결부(522)와 제1 단자부(532) 및 제2 연결부(524)와 제2 단자부(534)에는 각각 제1-1 전원(512) 및 제1-2 전원(514)으로부터 전력이 공급될 수 있다. 이때, 제1 연결부(522) 및 제2 연결부(524)는 제1 하부 안테나(502) 및 제2 하부 안테나(504)와 동일한 평면에 위치하게 되는 바, 제1 연결부(522) 및 제2 연결부(524)에 의하여 제1 연결부(522) 및 제2 연결부(524)의 상부로는 원하지 않는 자기장이 발생하게 된다. 이와 같이, 자기장이 발생하는 경우, 기판 지지대(300)의 상부로 균일한 자기장이 발생되지 않을 수 있으므로, 본 발명의 일 실시 예에서는 기판 지지대(300)의 하면에 제1 연결부(522) 및 제2 연결부(524)의 적어도 일부와 중첩되는 차폐층(330)을 마련한다. 차폐층(330)은 자기장을 차폐할 수 있는 물질로 이루어질 수 있으며, 이와 같이 제1 연결부(522) 및 제2 연결부(524) 상에 차폐층(330)을 마련하는 경우, 제1 연결부(522) 및 제2 연결부(524)로부터 발생하는 자기장이 기판 지지대(300)의 상부로 전파되는 것을 방지하여, 기판 지지대(300)의 상부로는 제1 하부 안테나(502) 및 제2 하부 안테나(504)에 의하여 발생하는 자기장만이 전파될 수 있게 되어 균일한 자기장을 형성할 수 있다.Here, the
또한, 하부 안테나(500), 즉 제1 하부 안테나(502) 및 제2 하부 안테나(504)는 내부에 냉각 매체(C)를 유동시키기 위한 유로를 가질 수 있다. 기판 지지대(300) 상에서 기판(S)은 히터(402) 등에 의하여 가열될 수 있으나, 기판(S)의 온도를 제어하기 위하여 기판(S)은 냉각될 필요가 있다. 여기서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 하부 안테나(500)의 내부에 냉각 매체(C)를 유동시키기 위한 유로를 형성하여, 기판 지지대(300) 내에 별도의 냉각 장치를 설치함이 없이 하부 안테나(500)를 따라 형성된 유로에 냉각 매체(C)를 유동시켜 기판(S)을 냉각시킬 수 있다. 제1 하부 안테나(502)에 제1 연결부(522) 및 제1 단자부(532)가 연결되고, 제2 하부 안테나(504)에 제2 연결부(524) 및 제2 단자부(534)가 연결되는 경우, 유로는 제1 하부 안테나(502), 제1 연결부(522) 및 제1 단자부(532)를 모두 연통하고, 제2 하부 안테나(504), 제2 연결부(524) 및 제2 단자부(534)를 모두 연통하도록 형성될 수 있으며, 냉각 매체(C)는 연통된 유로를 따라 각 하부 안테나(502, 504)의 일단으로부터 공급되고, 타단으로 배출될 수 있다.In addition, the lower antenna 500 , that is, the first
한편, 기판 지지대(300)는 다양한 부속 부품을 가질 수 있다. 즉, 기판 지지대(300)는 내부에 기판(S)을 가열하기 위한 히터(302)를 가질 수 있다. 또한, 기판 지지대(300)는 기판(S)을 기판 지지대(300)에 정전기적으로 고정하기 위한 정전 부품(미도시)을 가져 정전 척(electrostatic chuck)으로 기능할 수 있다. 이와 같은 기판 지지대(300)의 부속 부품은 지지축(400) 내부에서 연장된 전력 공급 라인을 통하여 제4 전원(304)과 연결될 수 있다. 제4 전원(304)으로부터 공급되는 전력은 직류 전력을 포함할 수 있으며, 직류 전력 외에 교류 전력을 포함할 수도 있다.Meanwhile, the
그러나, 전술한 바와 같이 하부 안테나(500)와 제1 전원(510)을 연결하는 전력 공급 라인 또한, 지지축(400) 내부에 배치된다. 여기서, 제1 전원(510)으로부터는 400 kHz, 2 MHz, 13.56 MHz, 27.12 Mhz 등의 주파수를 갖는 전력이 공급되며, 제4 전원(304)으로부터는 직류 전력이 공급되어, 제1 전원(510)과 제4 전원(304)으로부터 공급되는 전력은 서로 상이한 주파수를 가질 수 있다. 이 경우, 제1 전원(510)으로부터 공급되는 전력의 주파수 성분은 히터(302) 등과 같은 부속 부품과 제4 전원(304)을 연결하는 전력 공급 라인에 노이즈(noise)로 작용하여 제4 전원(304)의 오작동을 야기하거나 제4 전원(304)를 파손시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에서는 기판 지지대(300)의 부속 부품과 상기 제4 전원(304) 사이에 제1 전원(510)으로부터 공급되는 전력의 주파수 성분을 제거하기 위한 필터(306)를 설치하여 작동 전원(304)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 도면에서는, 부속 부품으로 기판 지지대(300)의 내부에 설치되는 히터(302)만을 도시하였으나, 이는 기판 지지대(300)를 정전 척으로 기능하게 하는 정전 부품과 같은 다양한 부품에 모두 적용될 수 있음은 물론이다.However, as described above, the power supply line connecting the lower antenna 500 and the first power source 510 is also disposed inside the
이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 방법은 전술한 기판 처리 장치를 이용하여 수행될 수 있으므로, 기판 처리 장치와 관련하여 전술한 내용과 중복되는 내용의 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, a thin film deposition method according to an embodiment of the present invention will be described. Since the thin film deposition method according to an embodiment of the present invention may be performed using the above-described substrate processing apparatus, descriptions of contents overlapping with the above-described contents in relation to the substrate processing apparatus will be omitted.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 방법을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a thin film deposition method according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 방법은, 챔버(100) 내의 공정 공간에 마련된 기판 지지대(300)의 안착 면 상에 기판(S)을 안착시키는 과정(S100), 상기 기판 지지대(300)의 안착 면 하부에 마련된 하부 안테나(500)에 전력을 공급하여 자기장을 발생시키는 과정(S200) 및 발생된 자기장으로부터 상기 공정 공간에 제1 플라즈마를 형성하여 제1 박막을 증착하는 과정(S300)을 포함한다.Referring to FIG. 4 , in the method for depositing a thin film according to an embodiment of the present invention, the process of seating the substrate S on the seating surface of the
기판(S)을 안착시키는 과정(S100)에서는 먼저, 기판(S)을 챔버(100) 내부에 반입한다. 기판(S)은 챔버(100) 내부의 공정 공간에 반입될 수 있으며, 챔버(100)의 내부로 반입된 기판(S)은 기판 지지대(300) 상에 안착되어 지지될 수 있다. 여기서, 챔버(100)는 진공 챔버일 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 방법은 챔버(100) 내부에 진공을 형성하는 과정을 더 포함할 수 있다.In the process of seating the substrate S ( S100 ), first, the substrate S is loaded into the chamber 100 . The substrate S may be loaded into the process space inside the chamber 100 , and the substrate S loaded into the chamber 100 may be seated and supported on the
자기장을 발생시키는 과정(S200)에서는 기판 지지대(300)의 하부에 마련된 하부 안테나(500)에 전력을 공급하여 자기장을 발생시킨다. 여기서, 하부 안테나(500)는 기판 지지대(300)의 하부에 마련되어 제1 전원(510)으로부터 전력을 공급받아 상하 방향으로 자기장을 발생시킨다. 이때, 하부 안테나(500)는 기판 지지대(300)의 중심으로부터 하측으로 연장되는 가상의 중심축(X)을 적어도 부분적으로 감싸도록 마련되며, 제1 전원(510)으로부터 전력을 공급받아 공정 공간에 유도 결합 방식(ICP; Inductively Coupled Plasma)으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다.In the process of generating a magnetic field ( S200 ), power is supplied to the lower antenna 500 provided under the
또한, 자기장을 발생시키는 과정(S200)에서는 기판 지지대(300)의 중심축으로부터 서로 다른 간격으로 이격되어 마련되는 제1 하부 안테나(502) 및 제2 하부 안테나(504)에 각각 전력을 공급할 수 있다. 즉, 하부 안테나(500)는 중심축(X)으로부터 서로 다른 간격으로 이격되어 상기 중심축(X)을 감싸도록 마련되는 제1 하부 안테나(502) 및 제2 하부 안테나(502)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 전원(510)은 제1-1 전원(512) 및 제1-2 전원(514)을 포함하여 상기 제1 하부 안테나(502) 및 제2 하부 안테나(504)에 개별적으로 전력을 공급할 수 있다. 이때, 제1 하부 안테나(502) 및 제2 하부 안테나(504)에 공급되는 전력의 세기 및 주파수 중 적어도 하나는 개별적으로 제어될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에서는 제1 하부 안테나(502) 및 제2 하부 안테나(504)에 각각 제1-1 전원(512) 및 제1-2 전원(514)으로부터 개별적으로 전력을 공급하거나, 제1 전원(510)으로부터 전력이 공급되는 전력 공급 라인을 분기하여, 발생되는 플라즈마의 밀도를 공정 공간의 중심부와 가장자리부에서 각각 제어할 수 있다. 이에 의하여, 기판(S) 상에 증착되는 박막의 두께를 중심부와 가장자리부에서 각각 제어할 수 있게 되어 균일한 박막을 증착할 수 있다.In addition, in the process of generating a magnetic field ( S200 ), power may be supplied to the first
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 방법은 공정 공간을 측방에서 감싸도록 마련된 측부 안테나(600)에 전원을 공급하여 자기장을 발생시키는 과정을 더 포함할 수도 있다. 이와 같이, 하부 안테나(500) 외에 공정 공간을 측방에서 감싸도록 추가적으로 마련되는 측부 안테나(600)에 의하여 자기장을 더 발생시킴으로써 공정 공간의 가장자리부에서 발생되는 플라즈마의 밀도를 상대적으로 더 증가시킬 수 있으며, 이에 의하여 대면적의 기판에 의하여 공정 공간이 넓어지는 경우에도 균일한 플라즈마를 발생시킬 수 있다.In addition, the thin film deposition method according to an embodiment of the present invention may further include a process of generating a magnetic field by supplying power to the
제1 플라즈마를 형성하는 박막을 증착하는 과정(S300)은 하부 안테나(500) 또는 하부 안테나(500) 및 측부 안테나(600)에 전원을 공급하여 발생된 자기장으로부터 공정 공간에 제1 플라즈마를 형성하여 제1 박막을 증착한다. 여기서, 하부 안테나(500) 및 측부 안테나(600)는 모두 자기장을 발생시키는 바, 제1 플라즈마를 형성하는 박막을 증착하는 과정(S300)에서는 유도 결합 방식으로 제1 플라즈마를 형성할 수 있고, 형성된 제1 플라즈마를 이용하여 제1 박막을 증착할 수 있다.The process of depositing a thin film forming a first plasma (S300) is to form a first plasma in the process space from a magnetic field generated by supplying power to the lower antenna 500 or the lower antenna 500 and the
여기서, 유도 결합 방식은 안테나에 흐르는 전류로부터 상하 방향으로 자기장을 발생시키고, 상하 방향으로 발생된 자기장에 의해 대전 입자들이 기판과 수평한 방향으로 회전 이동을 하여 상호 충돌에 의해 플라즈마를 발생시킨다. 이에, 유도 결합 방식에서는 대전 입자가 기판과 수평한 방향으로 이동하게 되어 기판과 충돌하지 않으므로 기판의 손상을 최소화시키고, 공정 가스와 지속적으로 충돌하여 고밀도의 플라즈마를 생성할 수 있다. 따라서, 제1 플라즈마를 형성하여 박막을 증착하는 과정(S300)에서는 대전 입자를 기판(S) 방향으로 가속시키지 않고, 대전 입자와 기판(S)의 충돌을 억제 또는 방지시키면서 제1 박막을 증착할 수 있다. 이를 통해 대전 입자가 기판(S)에 충돌하여 기판(S)이 손상되는 문제를 해결할 수 있다.Here, the inductive coupling method generates a magnetic field in the vertical direction from the current flowing through the antenna, and the charged particles rotate in the horizontal direction with the substrate by the magnetic field generated in the vertical direction to generate plasma by mutual collision. Accordingly, in the inductive coupling method, since the charged particles move in a horizontal direction to the substrate and do not collide with the substrate, damage to the substrate is minimized, and high-density plasma can be generated by continuously collided with the process gas. Therefore, in the process of depositing the thin film by forming the first plasma ( S300 ), the first thin film is deposited while suppressing or preventing collision between the charged particles and the substrate S without accelerating the charged particles in the direction of the substrate S. can Through this, it is possible to solve the problem that the charged particles collide with the substrate (S) and damage the substrate (S).
본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법은 공정 공간에 상기 제1 플라즈마와 상이한 특성을 가지는 제2 플라즈마를 형성하여 제2 박막을 증착하는 과정(S400)을 더 포함할 수 있다. 즉, 제2 박막을 증착하는 과정(S400)에서는 유도 결합 방식 및 용량 결합 방식을 혼용하여 공정 공간에 상기 제1 플라즈마와 상이한 특성을 가지는 제2 플라즈마를 형성하여 제2 박막을 증착할 수 있다.The substrate processing method according to an embodiment of the present invention may further include forming a second plasma having characteristics different from those of the first plasma in a process space to deposit a second thin film (S400). That is, in the process of depositing the second thin film ( S400 ), a second plasma having different characteristics from the first plasma may be formed in a process space using an inductive coupling method and a capacitive coupling method to deposit the second thin film.
여기서, 제2 플라즈마를 형성하여 제2 박막을 증착하는 과정(S400)은 하부 안테나(500) 또는 하부 안테나(500) 및 측부 안테나(600)에 전력을 공급하는 상태에서 상기 챔버(100) 내의 가스 공급부(200)에 구비되어 공정 가스를 분배하기 위한 샤워헤드 및 상기 기판 지지대(300) 중 적어도 하나에 전력을 더 공급하여, 상기 제1 박막 상에 상기 제2 박막을 증착할 수 있다.Here, in the process of depositing the second thin film by forming the second plasma ( S400 ), the gas in the chamber 100 is supplied with power to the lower antenna 500 or the lower antenna 500 and the
유도 결합 방식으로만 플라즈마를 형성하여 박막을 증착하는 경우에는 기판(S) 방향으로의 대전 입자의 가속이 부족하여 박막의 치밀도가 떨어질 수 있다. 또한, 유도 결합 방식으로만 플라즈마를 형성하여 박막을 증착하는 경우, 기판이 대형화됨에 따라 증착 가스를 효과적으로 활성화시키기 어려울 수 있다.In the case of depositing the thin film by forming plasma only by the inductive coupling method, acceleration of the charged particles in the direction of the substrate S may be insufficient, and thus the density of the thin film may be decreased. In addition, in the case of depositing a thin film by forming a plasma only by an inductive coupling method, it may be difficult to effectively activate the deposition gas as the size of the substrate increases.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법에서는 하부 안테나(500) 또는 하부 안테나(500) 및 측부 안테나(600)에 전력을 공급하는 상태에서 상기 챔버(100) 내의 샤워헤드 및 상기 기판 지지대(300) 중 적어도 하나에 전력을 더 공급하여, 상기 제1 플라즈마와 상이한 특성을 가지는 제2 플라즈마를 형성한다.Therefore, in the substrate processing method according to an embodiment of the present invention, the showerhead and the substrate supporter ( 300) is further supplied with power to form a second plasma having characteristics different from those of the first plasma.
제2 플라즈마는 유도 결합 방식과 용량 결합 방식을 동시에 사용하여 발생되는 플라즈마로서 유도 결합 방식에 의하여 대전 입자가 기판과 수평한 방향으로 회전 이동함과 동시에, 용량 결합 방식에 의하여 대전 입자가 샤워헤드와 기판 지지대(300) 사이에서 상하 방향으로 이동하게 되어, 기판(S) 표면과 수평한 방향으로 원운동하는 대전 입자를 기판(S) 방향으로 가속시킴으로써 나선(spiral) 운동하게 할 수 있다. 즉, 유도 결합 방식에 의해 기판(S) 표면과 평행한 방향으로 원운동하는 대전 입자를 통해 소정 시간 동안 대전 입자를 플라즈마 내에 구속하여 증착 가스가 활성화된 활성종의 밀도를 증가시킬 수 있고, 이렇게 밀도가 증가된 활성종을 기판(S) 표면과 수직한 전기장에 의해 기판(S) 방향으로 가속되는 대전 입자를 통해 기판(S) 방향으로 밀어줌으로써, 치밀한 제2 박막을 증착할 수 있다. 이때, 대전 입자의 기판 방향으로의 가속은 박막 형성을 위한 에너지를 활성종에 제공할 수 있고, 고밀도의 활성종을 기판 방향으로 밀어줌으로 인해 활성종이 기판(S) 상에 밀착되어 달라붙을 수 있고, 형성된 박막을 다지는 효과를 얻을 수도 있다. 이에 따라 제2 박막의 치밀도가 향상될 수 있다.The second plasma is a plasma that is generated using both the inductive coupling method and the capacitive coupling method. The charged particles rotate and move in the horizontal direction with the substrate by the inductive coupling method and at the same time, the charged particles are separated from the showerhead by the capacitive coupling method. The charged particles moving in the vertical direction between the substrate supports 300 and moving in a horizontal direction with the surface of the substrate S are accelerated in the direction of the substrate S to cause a spiral movement. That is, the density of the active species activated by the deposition gas can be increased by confining the charged particles in the plasma for a predetermined time through the charged particles moving in a circle in a direction parallel to the surface of the substrate S by the inductive coupling method. By pushing the active species with increased density in the substrate S direction through charged particles accelerated in the substrate S direction by an electric field perpendicular to the surface of the substrate S, a dense second thin film can be deposited. At this time, the acceleration of the charged particles in the substrate direction can provide energy for thin film formation to the active species, and by pushing the high-density active species in the substrate direction, the active species can be closely adhered to the substrate (S). Also, the effect of compacting the formed thin film may be obtained. Accordingly, the density of the second thin film may be improved.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에서는 서로 상이한 특성을 가지는 제1 플라즈마와 제2 플라즈마를 이용하여 기판 상에 제1 박막을 증착하고, 상기 제1 박막 상에 제2 박막을 증착함으로써 기판(S)이 손상되는 것을 방지하면서도 기판(S) 상에 치밀도가 높은 박막을 형성할 수 있다. 여기서, 제1 박막은 제2 박막보다 얇게 증착될 수 있다. 즉, 제1 박막은 기판(S)의 손상을 방지하기 위한 것으로, 제2 박막보다는 낮은 치밀도를 가지므로, 제1 박막보다 제2 박막을 보다 두껍게 증착할 수 있다. 또한, 제1 박막 및 제2 박막은 치밀도만 상이할 뿐, 동일 재료로 이루어질 수 있다. 즉, 제1 박막 및 제2 박막은 동일한 기능을 수행하기 위하여 동일한 증착 가스를 이용하여 기판(S) 상에 연속적으로 형성된 박막으로서, 동일 재료로 이루어질 수 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, a first thin film is deposited on a substrate using a first plasma and a second plasma having different characteristics, and a second thin film is deposited on the first thin film, thereby forming the substrate (S). While preventing this damage, it is possible to form a thin film with high density on the substrate S. Here, the first thin film may be deposited thinner than the second thin film. That is, the first thin film is to prevent damage to the substrate S, and since it has a lower density than the second thin film, the second thin film may be deposited thicker than the first thin film. In addition, the first thin film and the second thin film may be made of the same material, only different in density. That is, the first thin film and the second thin film are thin films continuously formed on the substrate S using the same deposition gas in order to perform the same function, and may be made of the same material.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 이를 이용한 박막 증착 방법에 의하면, 기판이 안착되는 기판 지지대의 안착 면 하부에서 자기장을 발생시킴으로써, 공정 공간 내의 기판과 최대한 인접한 위치에서 자기장을 발생시켜 플라즈마를 형성할 수 있다. 이에 따라 기판 상에 유지되는 고밀도의 플라즈마에 의하여 박막을 효과적으로 증착할 수 있다.As described above, according to the substrate processing apparatus and the thin film deposition method using the same according to an embodiment of the present invention, the magnetic field is generated at a position closest to the substrate in the process space by generating a magnetic field under the seating surface of the substrate support on which the substrate is mounted. to form a plasma. Accordingly, the thin film can be effectively deposited by the high-density plasma maintained on the substrate.
또한, 기판 지지대의 중심축으로부터 서로 다른 간격으로 이격되어 마련되는 제1 하부 안테나 및 제2 하부 안테나를 각각 배치하고, 전력의 세기 및 주파수 중 적어도 하나를 개별적으로 제어할 수 있는 전원에 의하여 각 하부 안테나에 전력을 공급함으로써, 공정 공간 내에서 플라즈마의 밀도를 중심부와 가장자리부에서 각각 제어할 수 있다. 이로부터, 공정 공간 내의 플라즈마의 밀도는 균일하게 조절될 수 있으며, 공정 가스를 공정 공간 내에서 균일하게 활성화시켜 디스플레이 장치에 사용되는 대면적의 기판에 균일한 박막을 증착할 수 있다.In addition, the first lower antenna and the second lower antenna provided to be spaced apart from each other at different intervals from the central axis of the substrate support are respectively disposed, and each lower antenna is provided by a power source capable of individually controlling at least one of the intensity and frequency of power. By supplying power to the antenna, the density of plasma in the process space can be controlled at the center and the edge, respectively. From this, the density of plasma in the process space can be uniformly controlled, and a uniform thin film can be deposited on a large-area substrate used in a display device by activating the process gas uniformly in the process space.
뿐만 아니라, 서로 상이한 특성을 가지는 제1 플라즈마와 제2 플라즈마를 이용하여 기판 상에 제1 박막과 제2 박막을 연속적으로 증착함으로써 기판이 손상되는 것을 방지하면서도 기판 상에 치밀도가 높은 박막을 형성할 수 있다. 즉, 대전 입자를 기판 표면과 평행한 방향으로 이동시켜 대전 입자와 기판의 충돌을 억제 또는 방지하는 제1 플라즈마를 이용하여 제1 박막을 증착하고, 기판 표면과 평행한 방향으로 이동하려는 대전 입자를 기판 방향으로 가속하여 나선 이동시켜 활성종의 밀도를 증가시키고 치밀한 구조의 제2 박막을 증착하여, 기판이 손상되는 것을 방지하면서도 치밀도가 높은 박막을 형성할 수 있다.In addition, by continuously depositing the first thin film and the second thin film on the substrate using the first plasma and the second plasma having different characteristics, a thin film with high density is formed on the substrate while preventing damage to the substrate can do. That is, the first thin film is deposited using a first plasma that suppresses or prevents collisions between the charged particles and the substrate by moving the charged particles in a direction parallel to the surface of the substrate, and the charged particles moving in a direction parallel to the surface of the substrate are removed. By accelerating and spirally moving in the direction of the substrate, the density of active species is increased and the second thin film having a dense structure is deposited, thereby preventing damage to the substrate and forming a thin film with high density.
상기에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described and illustrated using specific terms, but such terms are only for clearly explaining the present invention, and the embodiments of the present invention and the described terms are the spirit of the following claims And it is obvious that various changes and changes can be made without departing from the scope. Such modified embodiments should not be individually understood from the spirit and scope of the present invention, but should be said to fall within the scope of the claims of the present invention.
100: 챔버
200: 가스 공급부
300: 기판 지지대
400: 지지축
500: 하부 안테나
600: 측부 안테나100: chamber 200: gas supply unit
300: substrate support 400: support shaft
500: lower antenna 600: side antenna
Claims (20)
상기 공정 공간에 공정 가스를 공급하기 위한 가스 공급부;
상기 가스 공급부에 대향 배치되어, 상기 공정 공간에 제공되는 기판을 지지하기 위한 안착 면을 가지는 기판 지지대;
상기 안착 면의 하부에 마련되고, 자기장을 발생시켜 상기 공정 공간에 플라즈마를 형성하기 위한 하부 안테나; 및
상기 하부 안테나에 전력을 공급하기 위한 제1 전원;을 포함하는 기판 처리 장치.
a chamber providing process space;
a gas supply unit for supplying a process gas to the process space;
a substrate support disposed opposite the gas supply unit and having a seating surface for supporting a substrate provided in the process space;
a lower antenna provided under the seating surface and configured to generate a magnetic field to form plasma in the process space; and
and a first power supply for supplying power to the lower antenna.
상기 하부 안테나는 상기 기판 지지대의 중심축을 적어도 부분적으로 감싸도록 마련되는 기판 처리 장치.
The method according to claim 1,
The lower antenna is provided to at least partially surround the central axis of the substrate support.
상기 하부 안테나는 상기 중심축으로부터 서로 다른 간격으로 이격되어 마련되는 제1 하부 안테나 및 제2 하부 안테나를 포함하는 기판 처리 장치.
3. The method according to claim 2,
The lower antenna includes a first lower antenna and a second lower antenna that are provided to be spaced apart from each other at different intervals from the central axis.
상기 제1 하부 안테나 및 제2 하부 안테나에 각각 공급되는 전력은 개별적으로 제어되는 기판 처리 장치.
4. The method according to claim 3,
Power supplied to each of the first lower antenna and the second lower antenna is individually controlled.
상기 가스 공급부에 구비되어 공정 가스를 분배하기 위한 샤워헤드 및 기판 지지대 중 적어도 하나에 전력을 공급하기 위한 제2 전원;을 더 포함하는 기판 처리 장치.
The method according to claim 1,
and a second power source provided in the gas supply unit to supply power to at least one of a showerhead for distributing a process gas and a substrate support.
상기 공정 공간의 적어도 일부를 측방에서 감싸도록 마련되는 측부 안테나; 및
상기 측부 안테나에 전력을 공급하기 위한 제3 전원;을 더 포함하는 기판 처리 장치.
The method according to claim 1,
a side antenna provided to surround at least a portion of the process space from a side; and
The substrate processing apparatus further comprising; a third power supply for supplying power to the side antenna.
상기 하부 안테나를 수용하기 위한 내부 공간을 제공하도록 상기 기판 지지대의 하면에 결합되는 커버;를 더 포함하고,
상기 커버는 상기 기판 지지대의 안착 면을 포함하는 적어도 일부와 다른 재질로 마련되는 기판 처리 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising; a cover coupled to the lower surface of the substrate support to provide an internal space for accommodating the lower antenna;
The cover is a substrate processing apparatus provided with a material different from that of at least a portion including a seating surface of the substrate support.
상기 기판 지지대의 안착 면을 포함하는 적어도 일부는 자기장을 통과시킬 수 있는 물질로 이루어지고,
상기 커버는 자기장을 차폐할 수 있는 물질로 이루어지는 기판 처리 장치.
8. The method of claim 7,
At least a portion including the seating surface of the substrate support is made of a material capable of passing a magnetic field,
The cover is a substrate processing apparatus made of a material capable of shielding a magnetic field.
절연 물질로 이루어지며, 상기 하부 안테나가 배치되는 공간을 제외한 잔여의 내부 공간에 채워진 절연 부재;를 더 포함하는 기판 처리 장치.
8. The method of claim 7,
The substrate processing apparatus further comprising: an insulating member made of an insulating material and filled in the remaining internal space except for the space in which the lower antenna is disposed.
상기 커버는 노출된 표면에 마련되는 부식 방지층을 가지는 기판 처리 장치.
8. The method of claim 7,
The cover is a substrate processing apparatus having a corrosion protection layer provided on the exposed surface.
상기 기판 지지대의 하부에 마련되어, 상기 기판 지지대를 상하로 이동시키기 위한 지지축; 및
상기 하부 안테나와 연결되며, 상기 지지축을 경유하여 상기 제1 전원으로부터 전력을 공급받기 위한 전극부;를 더 포함하고,
상기 전극부는,
상기 하부 안테나와 연결되어, 상기 지지축 상으로 연장되는 연결부; 및
상기 연결부와 연결되어, 상기 지지축의 내부에서 하측으로 연장되는 단자부;를 포함하는 기판 처리 장치.
The method according to claim 1,
a support shaft provided under the substrate support to move the substrate support up and down; and
Further comprising; an electrode unit connected to the lower antenna and receiving power from the first power source via the support shaft;
The electrode part,
a connection part connected to the lower antenna and extending on the support shaft; and
and a terminal part connected to the connection part and extending downwardly from the inside of the support shaft.
상기 연결부의 적어도 일부와 중첩되는 상기 기판 지지대의 하면에는 자기장을 차폐할 수 있는 물질로 이루어진 차폐층이 마련되는 기판 처리 장치.
12. The method of claim 11,
A substrate processing apparatus provided with a shielding layer made of a material capable of shielding a magnetic field on a lower surface of the substrate support overlapping at least a portion of the connection part.
상기 하부 안테나는 내부에 냉각 매체를 유동시키기 위한 유로를 가지는 기판 처리 장치.
The method according to claim 1,
The lower antenna is a substrate processing apparatus having a flow path for flowing a cooling medium therein.
상기 기판 지지대에 설치되는 부속 부품에 전력을 공급하기 위한 제4 전원; 및
상기 부속 부품과 제4 전원을 연결하는 전력 공급 라인에 설치되어, 상기 제1 전원으로부터 공급되는 전력의 주파수 성분을 제거하기 위한 필터;를 더 포함하는 기판 처리 장치.
The method according to claim 1,
a fourth power source for supplying power to accessory parts installed on the substrate support; and
and a filter installed on a power supply line connecting the accessory component and a fourth power source to remove a frequency component of power supplied from the first power source.
상기 안착 면의 하부에 마련된 하부 안테나에 전력을 공급하여 자기장을 발생시키는 과정; 및
발생된 자기장으로부터 유도 결합 방식으로 상기 공정 공간에 제1 플라즈마를 형성하여 제1 박막을 증착하는 과정;을 포함하는 박막 증착 방법.
a process of seating a substrate on a seating surface of a substrate support provided in a process space within the chamber;
generating a magnetic field by supplying power to a lower antenna provided under the seating surface; and
and depositing a first thin film by forming a first plasma in the process space in an inductively coupled manner from the generated magnetic field.
상기 자기장을 발생시키는 과정은,
상기 기판 지지대의 중심축으로부터 서로 다른 간격으로 이격되어 마련되는 제1 하부 안테나 및 제2 하부 안테나에 각각 전력을 공급하는 박막 증착 방법.
16. The method of claim 15,
The process of generating the magnetic field is
A thin film deposition method for supplying power to a first lower antenna and a second lower antenna respectively provided to be spaced apart from each other at different intervals from the central axis of the substrate support.
상기 자기장을 발생시키는 과정은,
상기 제1 하부 안테나 및 제2 하부 안테나에 공급되는 전력의 세기 및 주파수 중 적어도 하나를 개별적으로 제어하는 박막 증착 방법.
17. The method of claim 16,
The process of generating the magnetic field is
A thin film deposition method for individually controlling at least one of an intensity and a frequency of power supplied to the first lower antenna and the second lower antenna.
상기 공정 공간의 적어도 일부를 감싸도록 마련된 측부 안테나에 전력을 공급하여 자기장을 발생시키는 과정;을 더 포함하는 박막 증착 방법.
16. The method of claim 15,
and generating a magnetic field by supplying power to a side antenna provided to surround at least a portion of the process space.
상기 공정 공간에 상기 제1 플라즈마와 상이한 특성을 가지도록 유도 결합 방식 및 용량 결합 방식으로 제2 플라즈마를 형성하여 제2 박막을 증착하는 과정;을 더 포함하는 박막 증착 방법.
16. The method of claim 15,
and depositing a second thin film by forming a second plasma in the process space using an inductive coupling method and a capacitive coupling method to have different characteristics from the first plasma.
상기 제2 박막을 증착하는 과정은,
상기 하부 안테나에 전력을 공급하는 상태에서 상기 챔버 내의 가스 공급부에 구비되어 공정 가스를 분배하기 위한 샤워헤드 및 상기 기판 지지대 중 적어도 하나에 전력을 더 공급하여, 상기 제1 박막 상에 상기 제2 박막을 증착하는 박막 증착 방법.
20. The method of claim 19,
The process of depositing the second thin film,
In a state in which power is supplied to the lower antenna, the second thin film is provided on the gas supply unit in the chamber to further supply power to at least one of a showerhead and the substrate support for distributing a process gas, the second thin film on the first thin film A thin film deposition method for depositing
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