WO2016093571A1 - 기판처리장치 - Google Patents

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WO2016093571A1
WO2016093571A1 PCT/KR2015/013302 KR2015013302W WO2016093571A1 WO 2016093571 A1 WO2016093571 A1 WO 2016093571A1 KR 2015013302 W KR2015013302 W KR 2015013302W WO 2016093571 A1 WO2016093571 A1 WO 2016093571A1
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electrode plate
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gas
hole
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이현호
곽노원
김윤정
이관우
이윤호
임병관
임수민
황철주
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Jusung Engineering Co Ltd
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Jusung Engineering Co Ltd
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45565—Shower nozzles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/509—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
    • C23C16/5096—Flat-bed apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32568—Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means

Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing apparatus in which an interval between the outer circumferential surface of the electrode of the first electrode plate and the inner circumferential surface of the through hole of the second electrode plate through which the electrode penetrates is optimally set.
  • a deposition process in which a specific material is deposited on a surface of a substrate to form a thin film, and a selected region of a thin film formed using a photosensitive material is exposed or concealed. And a photo process to remove the selected thin film and an etching process to form a pattern.
  • the semiconductor manufacturing processes are performed in a substrate processing apparatus that is optimally designed to be suitable for each process. Recently, a substrate processing apparatus that performs a deposition process or an etching process using plasma has been widely used.
  • a general substrate processing apparatus for depositing a thin film on a substrate using plasma includes a chamber that provides a space in which a substrate is placed and processed.
  • a support unit for supporting the substrate is provided on the inner lower surface of the chamber so as to be liftable, and a gas supply unit for supplying gas according to the characteristics of the thin film to be formed on the substrate is provided on the outer upper surface.
  • a first electrode plate for uniformly supplying the gas supplied from the gas supply part to the substrate side is installed on the inner upper surface side of the chamber, and a plurality of electrode bars protrude from the lower surface of the first electrode plate.
  • a second electrode plate is provided below the first electrode plate, and a through hole in which the lower portion of the electrode rod is inserted is formed in the second electrode plate.
  • the gas when the gas is supplied to the electrode rod through the first electrode plate while the gas supply unit is injected to the lower side of the first electrode plate, between the electrode and the through hole of the second electrode plate Plasma discharge occurs, and molecules of the gas ionized by the plasma discharge are deposited on the substrate to form a thin film. That is, the space between the outer circumferential surface of the electrode and the inner circumferential surface of the through hole is a plasma discharge space.
  • An object of the present invention may be to provide a substrate processing apparatus that can solve all the problems of the prior art as described above.
  • Another object of the present invention is to optimally set the distance between the outer peripheral surface of the electrode of the first electrode plate forming the plasma discharge space and the inner peripheral surface of the through hole of the second electrode plate through which the electrode penetrates, thereby improving the deposition rate. At the same time may be to provide a substrate processing apparatus that can improve the film quality.
  • a substrate processing apparatus including: a chamber providing a space in which a substrate is inserted and processed; A first electrode plate provided inside the chamber and having a plurality of electrode bars facing the substrate and protruding toward the substrate; And a second electrode plate installed in the chamber and having a plurality of through holes penetrated by the electrode rod, wherein the interval between the outer circumferential surface of the first electrode rod and the inner circumferential surface of the through hole may include 1.5 mm to 20 mm. Can be.
  • the substrate treating apparatus forms a gap between the outer circumferential surface of the electrode rod and the outer circumferential surface of the through hole of the second electrode plate through which the electrode rod penetrates from 1.5 mm to 20 mm. Then, since the decomposition rate of the gas is improved and the deposition rate of the film deposited on the substrate is improved, the quality of the film deposited on the substrate may be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the first electrode plate and the second electrode plate shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a combined bottom view of FIG. 2.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a portion “A” of FIG. 1.
  • FIG 5 is a view showing the deposition rate according to the interval between the through-holes of the electrode and the second electrode plate of the first electrode plate of the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 6 and 7 are bottom views showing the through-holes of the electrode rod and the second electrode plate of the first electrode plate according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • At least one should be understood to include all combinations which can be presented from one or more related items.
  • the meaning of "at least one of the first item, the second item, and the third item" means not only the first item, the second item, or the third item, but also two of the first item, the second item, and the third item. A combination of all items that can be presented from more than one.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is an exploded perspective view of the first electrode plate and the second electrode plate shown in FIG.
  • the substrate processing apparatus may include a chamber 110 to provide a space in which the substrate 50 is inserted and processed.
  • the chamber 110 has a lid (Lid) having a lower surface coupled to an open upper surface of the main body 111 and a lower surface of which the upper surface is opened and the lower surface of the chamber 110. 115).
  • top and top side based on the direction shown in FIG. 1, Surfaces and directions facing downward are referred to as “lower surface and lower side”.
  • the upper and lower surfaces of the chamber 110 are the lower surface of the main body 111 and the upper surface of the lid 115, respectively.
  • the support unit 120 for supporting the substrate 50 may be installed on the lower surface side of the chamber 110 so as to be liftable.
  • the support unit 120 is a mounting means 121, such as a susceptor on which the substrate 50 is placed, the upper side is coupled to the lower surface of the placing means 121, the lower side of the support shaft 123 exposed to the outside of the chamber 110 ),
  • a driving unit 125 for elevating or rotating the support shaft 123, and a bellows 127 for sealing between the support shaft 123 and the chamber 110 to be installed to surround the support shaft 123. can do. Since the placing means 121, on which the substrate 50 is placed, is lifted and lowered by the driver 125, the position of the substrate 50 may be adjusted according to the characteristics of the thin film to be formed on the substrate 50.
  • a gas supply unit 130 may be installed on the outer upper surface of the lead 115 to supply gas according to the characteristics of the thin film to be formed on the substrate 50.
  • the gas supply unit 130 may include the first gas supply unit 131 and the first gas supply unit 131. It may include a gas supply unit 135.
  • the first gas supply unit 131 may supply gas to the space 142 formed between the lead 115 and the first electrode plate 141 forming the upper side of the gas injection unit 140 to be described later.
  • the second gas supply unit 135 may supply gas to the flow path 141c formed in the first electrode plate 141.
  • the first gas supply unit 131 may supply a first gas including a reaction gas
  • the second gas supply unit 135 may supply a second gas having a different composition from the first gas or having a different supply condition.
  • the first gas supply unit 131 may supply the second gas
  • the second gas supply unit 135 may supply the first gas.
  • the chamber 110 may be provided with an entrance (not shown) for carrying in or taking out the substrate 50, an outlet 112 for discharging gas, etc. may be formed, and the entrance may be selectively opened or closed. Can be.
  • a gas injection unit 140 may be detachably installed on the inner upper surface of the lid 115 to diffuse the first gas and the second gas supplied from the gas supply unit 130 and supply the second gas to the substrate 50.
  • the gas injection unit 140 preferably faces the settling means 121 on which the substrate 50 is placed.
  • FIG. 3 is an enlarged bottom view of FIG. 2
  • FIG. 4 is an enlarged view of a portion “A” of FIG. 1
  • FIG. 5 is an electrode and a second electrode of a first electrode plate of a substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment. Deposition rate according to the interval between the through holes of the plate.
  • the gas injection unit 140 may include a first electrode plate 141, an electrode rod 143, a second electrode plate 145, and an insulating member 147.
  • the first electrode plate 141 may be formed of a metal such as aluminum to form a plate having a predetermined thickness, and may be coupled to an inner upper surface side of the lead 115.
  • the first electrode plate 141 may function as a ground electrode, and may be electrically grounded through the lead 115.
  • the edge of the first electrode plate 141 may be formed with a bending frame 141a which is bent upward.
  • the first gas may be formed between the lead 115 and the first electrode plate 141 by the bending frame 141a.
  • a space 142 through which the first gas supplied from the supply unit 131 is spread may be formed.
  • a plurality of through passages 141b may be formed in the first electrode plate 141 in the vertical direction, and an upper end portion of the through passage 141b may communicate with the space 142.
  • the electrode bar 143 may be integrally formed on the lower end side of the through passage 141b of the first electrode plate 141.
  • the electrode 143 may be detachably coupled to the first electrode plate 141, and the outer circumferential surface and the through hole 141b of the electrode 143 may be detachably attached to the first electrode plate 141.
  • the outer circumferential surface of the lower end side of the screw thread ( ⁇ ⁇ ) may be formed to be engaged with each other.
  • An injection path 143a may be formed in the electrode 143 along the longitudinal direction of the electrode 143, and the injection path 143a may communicate with the space 142 via the through path 141b. . Therefore, the first gas introduced into the space 142 may be supplied to the injection path 143a through the through path 141b.
  • a flow path 141c may be formed in the first electrode plate 141 to flow in which the second gas supplied from the second gas supply unit 135 flows, and the second gas of the flow path 141c may be formed in the first electrode plate 141. It is formed on the lower surface of the electrode plate 141 may be injected through a plurality of injection holes (141d) in communication with the flow path (141c). At this time, the injection hole (141d) may be formed in a form surrounding each electrode rod 143.
  • the plate-shaped second electrode plate 145 may be coupled to the bottom surface of the first electrode plate 143.
  • the second electrode plate 145 may have a through hole 145a at which a lower end side of the electrode rod 143 is located.
  • a space that is a discharge space PDS may be formed between the inner circumferential surface of the through hole 145a and the outer circumferential surface of the electrode rod 143. Then, it is natural that the second gas injected through the injection hole 141d flows into the plasma discharge space PDS and is sprayed toward the substrate 50.
  • the through hole 145a of the electrode rod 143 and the second electrode plate 145 may be concentric.
  • the second gas injected between the through hole 145a of the second electrode plate 145 and the electrode rod 143 becomes a plasma state in the plasma discharge space PDS and is injected into the substrate 50. It is injected downward into the substrate 50 through the injection path 143a of the electrode rod 143. As a result, a thin film may be formed on the substrate 50 by reacting the second gas in an activated plasma state with the first gas.
  • An insulating plate formed of ceramic or the like may be installed between the first electrode plate 141 and the second electrode plate 145.
  • the insulating plate serves to insulate between the first electrode plate 141 and the second electrode plate 145 or to maintain a potential difference.
  • a through hole through which the electrode bar 143 passes may be formed in the insulating plate.
  • a gap is formed between the through hole of the insulating plate and the electrode rod 143 to allow the second gas to pass therethrough.
  • the insulating member 147 formed of ceramic may be detachably coupled to the lower edge and side surfaces of the second electrode plate 145.
  • the insulating member 145 may electrically insulate the second electrode plate 145 from the lead 115.
  • the quality of the film deposited on the substrate 50 may be degraded. More specifically, when the distance D between the outer circumferential surface of the electrode rod 143 and the inner circumferential surface of the through hole 145a of the second electrode plate 145 is narrow, the decomposition rate of the gas by the plasma is lowered and the electrode rod ( When the distance D between the outer circumferential surface of 143 and the inner circumferential surface of the through hole 145a of the second electrode plate 145 is wide, the discharge state of the plasma becomes unstable, and thus the quality of the film deposited on the substrate 50 is degraded. Can be.
  • the substrate treating apparatus may appropriately form the gap D between the outer circumferential surface of the electrode rod 143 and the inner circumferential surface of the through hole 145a of the second electrode plate 145 to improve the decomposition rate of the gas. To be arranged.
  • the through hole 145a of the electrode rod 143 and the second electrode plate 145 is formed in a circular shape, and then the inner circumferential surface of the through hole 145a of the electrode rod 143 and the second electrode plate 145 is formed.
  • interval D between them can be formed in 1.5 mm-20 mm.
  • the deposition rate of the film deposited on the substrate 50 according to the distance D between the outer circumferential surface of the electrode rod 143 and the inner circumferential surface of the through hole 145a of the second electrode plate 145.
  • the distance D between the outer circumferential surface of the electrode rod 143 and the inner circumferential surface of the through hole 145a of the second electrode plate 145 is 1.5 mm to 20 mm, a film is deposited on the substrate 50.
  • the deposition rate ( ⁇ s / Min) was measured at about 400 to 1650 ( ⁇ s / Min). The deposition rate is very fast deposition rate, it can be seen that the decomposition rate of the gas is excellent.
  • the deposition rate ( ⁇ / Min) is about 750 to 1650 ( ⁇ / Min)
  • the deposition rate ( ⁇ ) between 7 mm and 13 mm between the outer circumferential surface of the electrode rod 143 and the inner circumferential surface of the through hole 145a of the second electrode plate 145 is 7 mm to 13 mm.
  • / Min was very good at about 1400-1650 () / Min).
  • FIG. 6 and 7 are combined bottom views showing the through-holes of the electrode rod and the second electrode plate of the first electrode plate according to another embodiment of the present invention, only the differences from FIG. 3 will be described.
  • the through holes 245a of the electrode 243 and the second electrode plate 245 may be formed in an elliptical shape. As shown in FIG. 7, the electrode 343 and the second electrode may be formed. Each of the through holes 345a of the plate 345 may have a rounded rectangle.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention, and describes only differences from FIG. 1.
  • the first electrode plate 141 may be connected to the plasma power supply to serve as a plasma electrode, and the second electrode plate 145 may serve as a ground electrode.
  • the first electrode plate 141 may be insulated by the insulating member 149, and the second electrode plate 145 may be electrically grounded through the lead 115.

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Abstract

기판처리장치가 개시된다. 본 발명에 따른 기판처리장치는, 전극봉의 외주면과 전극봉이 관통하는 제2전극판의 관통공의 외주면 사이의 간격을 1.5㎜∼20㎜로 형성한다. 그러면, 가스의 분해율이 향상되어, 기판에 증착되는 막의 증착률이 향상되므로, 기판에 증착되는 막의 질이 향상되는 효과가 있을 수 있다.

Description

기판처리장치
본 발명은 제1전극판의 전극봉의 외주면과 전극봉이 관통하는 제2전극판의 관통공 내주면 사이의 간격을 최적으로 설정한 기판처리장치에 관한 것이다.
반도체 소자, 평판 디스플레이 또는 박막형 태양전지(Solar Cell) 등을 제조하기 위해서는 기판의 표면에 특정물질을 증착하여 박막을 형성하는 증착공정, 감광성 물질을 이용하여 형성된 박막 중 선택된 영역을 노출시키거나, 은폐시키는 포토공정, 선택된 박막을 제거하여 패턴을 형성하는 식각공정 등을 수행한다.
상기 반도체 제조공정들은 각 공정에 적합하도록 최적으로 설계된 기판처리장치에서 수행되며, 최근에는 플라즈마를 이용하여 증착공정 또는 식각공정을 수행하는 기판처리장치가 많이 사용되고 있다.
플라즈마를 이용하여 기판에 박막을 증착(PECVD: Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)하는 일반적인 기판처리장치는 기판이 투입되어 처리되는 공간을 제공하는 챔버를 구비한다.
상기 챔버의 내부 하면측에는 기판을 지지하는 지지유닛이 승강가능하게 설치되고, 외부 상면에는 기판에 형성할 박막의 특성에 따른 가스를 공급하는 가스공급부가 설치된다.
상기 챔버의 내부 상면측에는 상기 가스공급부에서 공급된 가스를 기판측으로 균일하게 공급하기 위한 제1전극판이 설치되고 상기 제1전극판의 하면에는 복수의 전극봉이 돌출 형성된다. 그리고, 상기 제1전극판의 하측에는 제2전극판이 설치되고, 상기 제2전극판에는 상기 전극봉의 하측 부위가 삽입 위치되는 관통공이 형성된다.
그리하여, 상기 가스공급부의 가스가 상기 제1전극판의 하측으로 분사되도록 하면서, RF 전원을 상기 제1전극판을 통하여 상기 전극봉에 인가하면, 상기 전극봉과 상기 제2전극판의 상기 관통공 사이에서 플라즈마 방전이 발생하고, 플라즈마 방전에 의해 이온화되는 가스의 분자들이 기판에 증착되어 박막을 형성한다. 즉, 상기 전극봉의 외주면과 상기 관통공의 내주면 사이의 공간이 플라즈마 방전공간인 것이다.
이때, 상기 전극봉의 외주면과 상기 관통공의 내주면 사이의 간격이 좁으면, 플라즈마에 의한 가스의 분해율이 낮아지는 문제점이 있고, 상기 전극봉의 외주면과 상기 관통공의 내주면 사이의 간격이 넓으면, 플라즈마의 방전상태가 불안정해지는 문제점이 있다. 그러면, 증착속도가 저하되고, 막질이 저하된다.
이로 인해, 플라즈마 방전공간인 상기 제1전극판의 상기 전극봉의 외주면과 상기 제2전극판의 상기 관통공의 내주면 사이의 간격에 대한 최적의 설정 값이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 모든 문제점들을 해결할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 플라즈마 방전공간을 형성하는 제1전극판의 전극봉의 외주면과 전극봉이 관통하는 제2전극판의 관통공의 내주면 사이의 간격을 최적으로 설정하여, 증착속도를 향상시킴과 동시에 막질을 향상시킬 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판처리장치는, 기판이 투입되어 처리되는 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버의 내부에 설치되어 상기 기판과 대향하며 상기 기판측으로 돌출된 복수의 전극봉을 가지는 제1전극판; 상기 챔버의 내부에 설치되며 상기 전극봉이 관통하는 복수의 관통공이 형성된 제2전극판을 포함하며, 상기 제1전극봉의 외주면과 상기 관통공의 내주면 사이의 간격은 1.5㎜∼20㎜인 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 기판처리장치는 전극봉의 외주면과 전극봉이 관통하는 제2전극판의 관통공의 외주면 사이의 간격을 1.5㎜∼20㎜로 형성한다. 그러면, 가스의 분해율이 향상되어, 기판에 증착되는 막의 증착률이 향상되므로, 기판에 증착되는 막의 질이 향상되는 효과가 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 구성을 보인 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 제1전극판과 제2전극판의 분해 사시도.
도 3은 도 2의 결합 저면도.
도 4는 도 1의 "A"부 확대도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 제1전극판의 전극봉과 제2전극판의 관통공 사이의 간격에 따른 증착률을 보인 도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1전극판의 전극봉과 제2전극판의 관통공을 보인 결합 저면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리장치의 구성을 보인 단면도.
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
"위에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우 뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 기판처리장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 구성을 보인 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 제1전극판과 제2전극판의 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치는 기판(50)이 투입되어 처리되는 공간을 제공하는 챔버(110)를 포함할 수 있다. 챔버(110)는 상면이 개방되어 하측에 위치된 본체(111)와 하면이 개방되어 본체(111)의 개방된 상단면(上端面)에 하단면(下端面)이 결합되는 리드(Lid)(115)를 포함할 수 있다.
이하, 챔버(110)를 포함한 다른 구성요소들의 면 및 방향을 지칭함에 있어서, 도 1에 도시된 방향을 기준으로, 챔버(110)의 상측을 향하는 면 및 방향을 "상면 및 상측"이라 하고, 하측을 향하는 면 및 방향 "하면 및 하측"이라 한다.
상호 결합된 본체(111)와 리드(115)가 챔버(110)를 형성하므로, 챔버(110)의 상면 및 하면이 각각 본체(111)의 하면 및 리드(115)의 상면임은 당연하다.
챔버(110)의 내부 하면측에는 기판(50)을 지지하는 지지유닛(120)이 승강가능하게 설치될 수 있다. 지지유닛(120)은 기판(50)이 안치되는 서셉터 등과 같은 안치수단(121), 상측은 안치수단(121)의 하면에 결합되고 하측은 챔버(110)의 외측으로 노출된 지지축(123), 지지축(123)을 승강 또는 회전시키는 구동부(125) 및 지지축(123)을 감싸는 형태로 설치되어 지지축(123)과 챔버(110) 사이를 실링하는 벨로즈(127) 등을 포함할 수 있다. 구동부(125)에 의하여 기판(50)이 안치되는 안치수단(121)이 승강하므로, 기판(50)에 형성할 박막의 특성에 따라 기판(50)의 위치를 조절할 수 있다.
리드(115)의 외부 상면에는 기판(50)에 형성할 박막의 특성에 따른 가스를 공급하는 가스공급부(130)가 설치될 수 있고, 가스공급부(130)는 제1가스공급부(131)와 제2가스공급부(135)를 포함할 수 있다.
제1가스공급부(131)는 리드(115)와 후술할 가스분사유닛(140)의 상부측을 형성하는 제1전극판(141)과의 사이에 형성된 공간(142)으로 가스를 공급할 수 있고, 제2가스공급부(135)는 제1전극판(141)의 내부에 형성된 유로(141c)로 가스를 공급할 수 있다.
이때, 제1가스공급부(131)는 반응가스를 포함하는 제1가스를 공급할 수 있고, 제2가스공급부(135)는 상기 제1가스와 조성이 다르거나, 공급조건이 다른 제2가스를 공급할 수 있다. 제1가스공급부(131)가 상기 제2가스를 공급하고, 제2가스공급부(135)가 상기 제1가스를 공급할 수 있음은 당연하다.
챔버(110)에는 기판(50)을 반입 또는 반출하기 위한 출입구(미도시)가 형성될 수 있고, 가스 등을 배출시키기 위한 배출구(112)가 형성될 수 있고, 그리고, 상기 출입구는 선택적으로 개폐될 수 있다.
리드(115)의 내부 상면측에는 가스공급부(130)에서 공급된 상기 제1가스 및 상기 제2가스를 확산시켜 기판(50)측으로 공급하는 가스분사유닛(140)이 착탈가능하게 설치될 수 있다. 가스분사유닛(140)은 기판(50)이 안치되는 안치수단(121)과 대향하는 것이 바람직하다.
가스분사유닛(140)에 대하여 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 도 3은 도 2의 결합 저면도이고, 도 4는 도 1의 "A"부 확대도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 제1전극판의 전극봉과 제2전극판의 관통공 사이의 간격에 따른 증착률을 보인 도이다.
도시된 바와 같이, 가스분사유닛(140)은 제1전극판(141), 전극봉(143), 제2전극판(145) 및 절연부재(147)를 포함할 수 있다.
제1전극판(141)은 알루미늄 등과 같은 금속으로 형성되어 소정 두께를 가지는 판 형상으로 형성될 수 있고, 리드(115)의 내부 상면측에 결합될 수 있다. 제1전극판(141)은 접지전극의 기능을 할 수 있으며, 리드(115)를 통해 전기적으로 접지될 수 있다.
제1전극판(141)의 테두리측에는 상측으로 벤딩 형성된 벤딩테(141a)가 형성될 수 있으며, 벤딩테(141a)에 의하여, 리드(115)와 제1전극판(141) 사이에는 제1가스공급부(131)에서 공급된 상기 제1가스가 확산되는 공간(142)이 형성될 수 있다.
제1전극판(141)에는 상하 방향으로 복수의 관통로(141b)가 형성될 수 있고, 관통로(141b)의 상단부는 공간(142)과 연통될 수 있다. 그리고, 제1전극판(141)의 관통로(141b)의 하단부측에 전극봉(143)이 일체로 형성될 수 있다. 전극봉(143)은 제1전극판(141)에 착탈가능하게 결합될 수도 있으며, 전극봉(143)을 제1전극판(141)에 착탈할 수 있도록 전극봉(143)의 외주면 및 관통공(141b)의 하단부측 외주면에는 상호 맞물려서 결합되는 나사선(螺絲線)이 각각 형성될 수 있다.
전극봉(143)의 내부에는 전극봉(143)의 길이방향을 따라 분사로(143a)가 형성될 수 있고, 분사로(143a)는 관통로(141b)를 매개로 공간(142)과 연통될 수 있다. 그러므로, 공간(142)으로 유입된 상기 제1가스는 관통로(141b)를 통하여 분사로(143a)로 공급될 수 있다.
제1전극판(141)의 내부에는 제2가스공급부(135)에서 공급된 상기 제2가스가 유입되어 흐르는 유로(141c)가 형성될 수 있고, 유로(141c)의 상기 제2가스는 제1전극판(141)의 하면에 형성되어 유로(141c)와 연통된 복수의 분사공(141d)을 통하여 분사될 수 있다. 이때, 분사공(141d)은 각각의 전극봉(143)을 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다.
제1전극판(143)의 하면에는 판 형상의 제2전극판(145)이 결합될 수 있다.
제2전극판(145)에는 전극봉(143)의 하단부측이 위치하는 관통공(145a)이 형성될 수 있다. 이때, 관통공(145a)의 내주면과 전극봉(143)의 외주면 사이에는 방전공간(PDS)인 공간이 형성될 수 있다. 그러면, 분사공(141d)을 통하여 분사되는 상기 제2가스는 플라즈마 방전공간(PDS)으로 유입되어 기판(50)측으로 분사되는 형태가 됨은 당연하다.
전극봉(143)과 제2전극판(145)의 관통공(145a)은 동심을 이루는 것이 바람직하다.
제2전극판(145)의 관통공(145a)과 전극봉(143) 사이로 분사된 상기 제2가스는 플라즈마 방전공간(PDS)에서 플라즈마 상태로 되어 기판(50)으로 분사되고, 상기 제1가스는 전극봉(143)의 분사로(143a)를 통하여 기판(50)으로 하향 분사된다. 이로 인해, 활성화된 플라즈마 상태의 상기 제2가스가 상기 제1가스와 반응함으로써 기판(50) 상에 박막이 형성될 수 있다.
제1전극판(141)과 제2전극판(145) 사이에는 세라믹 등으로 형성된 절연판이 설치될 수 있다. 상기 절연판은 제1전극판(141)과 제2전극판(145) 사이를 절연하거나 전위차를 유지시키는 역할을 한다.
상기 절연판이 설치될 경우, 상기 절연판에는 전극봉(143)이 관통하는 관통공이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 절연판의 상기 관통공과 상기 전극봉(143) 사이에는 상기 제2가스가 통과할 수 있도록 간격이 형성되어야 함은 당연하다.
제2전극판(145)의 하면 테두리부측 및 측면에는 세라믹으로 형성된 절연부재(147)가 착탈가능하게 결합될 수 있다. 절연부재(145)는 제2전극판(145)과 리드(115)를 전기적으로 절연시킬 수 있다.
전극봉(143)의 외주면과 제2전극판(145)의 관통공(145a)의 내주면 사이의 간격(D)이 적절하지 않으면, 기판(50)에 증착되는 막의 질이 저하될 수 있다. 더 구체적으로 설명하면, 전극봉(143)의 외주면과 제2전극판(145)의 관통공(145a)의 내주면 사이의 간격(D)이 좁으면, 플라즈마에 의한 가스의 분해율이 낮아지고, 전극봉(143)의 외주면과 제2전극판(145)의 관통공(145a)의 내주면 사이의 간격(D)이 넓으면, 플라즈마의 방전상태가 불안정해지므로, 기판(50)에 증착되는 막의 질이 저하될 수 있다.
본 실시예에 따른 기판처리장치는 전극봉(143)의 외주면과 제2전극판(145)의 관통공(145a)의 내주면 사이의 간격(D)을 적절하게 형성하여, 가스의 분해율을 향상시킬 수 있도록 마련된다.
더 구체적으로는, 전극봉(143)과 제2전극판(145)의 관통공(145a)을 원형으로 형성한 다음, 전극봉(143)과 제2전극판(145)의 관통공(145a)의 내주면 사이의 간격(D)을 1.5㎜∼20㎜로 형성할 수 있다.
그러면, 도 5에 도시된 바와 같이, 전극봉(143)의 외주면과 제2전극판(145)의 관통공(145a)의 내주면 사이의 간격(D)에 따라 기판(50)에 증착되는 막의 증착률을 측정하였을 때, 전극봉(143)의 외주면과 제2전극판(145)의 관통공(145a)의 내주면 사이의 간격(D)이 1.5㎜∼20㎜일 때, 기판(50)에 막이 증착되는 증착률(Å/Min)은 약 400∼1650(Å/Min) 으로 측정되었다. 상기 증착률은 대단히 증착속도가 빠른 것으로, 가스의 분해율이 우수함을 알 수 있다.
특히, 전극봉(143)의 외주면과 제2전극판(145)의 관통공(145a)의 내주면 사이의 간격(D)이 4㎜∼17㎜일 때, 증착률(Å/Min)은 약 750∼1650(Å/Min)으로 우수하였고, 전극봉(143)의 외주면과 제2전극판(145)의 관통공(145a)의 내주면 사이의 간격(D)이 7㎜∼13mm일 때, 증착률(Å/Min)은 약 1400∼1650(Å/Min)으로 대단히 우수하였다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1전극판의 전극봉과 제2전극판의 관통공을 보인 결합 저면도로서, 도 3과의 차이점만을 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 전극봉(243) 및 제2전극판(245)의 관통공(245a)을 타원형으로 형성할 수도 있고, 도 7에 도시된 바와 같이, 전극봉(343) 및 제2전극판(345)의 관통공(345a)을 각각 모서리부가 라운딩진 사각형으로 형성할 수도 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 전극봉(243, 343) 및 제2전극판(245, 345)의 관통공(245a, 345a)의 경우에도, 도 5에서 설명한 증착률과 비슷한 결과가 나왔다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리장치의 구성을 보인 단면도로서, 도 1과의 차이점만을 설명한다.
도시된 바와 같이, 제1전극판(141)이 상기 플라즈마 전원공급부와 접속되어 플라즈마전극의 기능을 하고, 제2전극판(145)이 접지전극의 기능을 할 수도 있다. 이때, 제1전극판(141)은 절연부재(149)에 의하여 절연되고, 제2전극판(145)은 리드(115)를 통해 전기적으로 접지될 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 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (4)

  1. 기판이 투입되어 처리되는 공간을 제공하는 챔버;
    상기 챔버의 내부에 설치되어 상기 기판과 대향하며 상기 기판측으로 돌출된 복수의 전극봉을 가지는 제1전극판;
    상기 챔버의 내부에 설치되며 상기 전극봉이 관통하는 복수의 관통공이 형성된 제2전극판을 포함하며,
    상기 제1전극봉의 외주면과 상기 관통공의 내주면 사이의 간격은 1.5㎜∼20㎜인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극봉 및 상기 관통공은 원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전극봉 및 상기 관통공은 타원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전극봉 및 상기 관통공은 각각 모서리부가 라운딩진 사각형으로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080001320A (ko) * 2006-06-29 2008-01-03 주식회사 아이피에스 플라즈마를 발생시키는 샤워헤드를 구비한 반도체공정장치
KR20110110755A (ko) * 2011-09-23 2011-10-07 주성엔지니어링(주) 균일한 막 증착을 위한 챔버
JP2013038225A (ja) * 2011-08-08 2013-02-21 Nuflare Technology Inc 成膜装置および成膜方法
KR20130048304A (ko) * 2011-11-02 2013-05-10 주식회사 원익아이피에스 기판처리장치
KR20140084906A (ko) * 2012-12-27 2014-07-07 제이에스라이팅 주식회사 기판 처리 장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080303744A1 (en) * 2007-06-11 2008-12-11 Tokyo Electron Limited Plasma processing system, antenna, and use of plasma processing system
KR101160906B1 (ko) * 2010-03-17 2012-06-28 최대규 용량 결합 플라즈마 반응기
KR101844325B1 (ko) * 2013-07-25 2018-05-14 주성엔지니어링(주) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080001320A (ko) * 2006-06-29 2008-01-03 주식회사 아이피에스 플라즈마를 발생시키는 샤워헤드를 구비한 반도체공정장치
JP2013038225A (ja) * 2011-08-08 2013-02-21 Nuflare Technology Inc 成膜装置および成膜方法
KR20110110755A (ko) * 2011-09-23 2011-10-07 주성엔지니어링(주) 균일한 막 증착을 위한 챔버
KR20130048304A (ko) * 2011-11-02 2013-05-10 주식회사 원익아이피에스 기판처리장치
KR20140084906A (ko) * 2012-12-27 2014-07-07 제이에스라이팅 주식회사 기판 처리 장치

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