WO2021235739A1 - 기판처리장치 - Google Patents

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WO2021235739A1
WO2021235739A1 PCT/KR2021/005577 KR2021005577W WO2021235739A1 WO 2021235739 A1 WO2021235739 A1 WO 2021235739A1 KR 2021005577 W KR2021005577 W KR 2021005577W WO 2021235739 A1 WO2021235739 A1 WO 2021235739A1
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substrate
power
frequency
unit
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천민호
황철주
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주성엔지니어링(주)
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Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing apparatus for performing processing processes such as a deposition process and an etching process on a substrate.
  • a predetermined thin film layer, a thin film circuit pattern, or an optical pattern must be formed on a substrate.
  • a deposition process for depositing a thin film of a specific material on a substrate a photo process for selectively exposing the thin film using a photosensitive material, an etching process for selectively removing the thin film from the exposed portion to form a pattern, etc.
  • the treatment process takes place.
  • a processing process for such a substrate is performed by a substrate processing apparatus.
  • a substrate processing apparatus includes a substrate support part for supporting a substrate, and a gas injection part for spraying gas toward the substrate support part.
  • the substrate processing apparatus performs a processing process on the substrate by injecting a gas in a state in which RF power having a predetermined frequency is applied to the gas injection unit.
  • the substrate processing apparatus when the substrate processing apparatus according to the prior art performs a processing process on the substrate only in a state in which RF power having a high frequency is applied to the gas injection unit, the step coverage of the thin film deposited on the substrate is While improved, there is a problem in that the density (Dense) of the thin film deposited on the substrate is reduced.
  • the substrate processing apparatus when the substrate processing apparatus according to the prior art performs a processing process on the substrate only in a state in which RF power having a low frequency is applied to the gas injection unit, the density of the thin film deposited on the substrate is improved while the substrate There is a problem in that the step coverage of the thin film deposited on the
  • the substrate processing apparatus has a problem in that it is difficult to improve the quality of the substrate after the processing process is completed.
  • the present invention has been devised to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of improving the quality of a substrate on which a processing process is completed.
  • the present invention may include the following configuration.
  • a substrate processing apparatus includes a chamber; a substrate support for supporting one or more substrates in the chamber; an upper electrode disposed above the substrate support to face the substrate support; and a lower electrode spaced apart from the upper electrode and disposed below the upper electrode.
  • the upper electrode may inject a first gas through a first gas passage and inject a second gas through a second gas passage spatially separated from the first gas passage.
  • the lower electrode includes a first electrode to which a first RF power having a first frequency is applied; and a second electrode to which a second RF power having a second frequency different from the first frequency is applied.
  • a substrate processing apparatus includes a chamber; a substrate support for supporting one or more substrates in the chamber; a gas injection unit disposed above the substrate supporting unit to face the substrate supporting unit; and a power applying unit for applying RF power.
  • the gas injection unit may include an upper electrode having a first gas passage and a second gas passage spatially separated from each other, and a lower electrode disposed between the upper electrode and the substrate support part.
  • the lower electrode may include a first electrode and a second electrode disposed below the upper electrode.
  • the power applying unit includes a first applying mechanism connected to the first electrode to apply a first RF power having a first frequency to the first electrode, and a second electrode having a second frequency different from the first frequency to the second electrode. It may include a second applying mechanism connected to the second electrode so as to apply 2RF power.
  • the present invention is implemented to perform a processing process on a substrate using RF power having different frequencies. Accordingly, the present invention can improve the quality of the substrate on which the processing process is completed.
  • the present invention is implemented to reduce the stress acting on the substrate in the process of performing a processing process for the substrate. Accordingly, the present invention can reduce the warpage deformation of the substrate on which the processing process is completed, so that the quality of the substrate on which the processing process is completed can be further improved.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a substrate processing apparatus according to the present invention.
  • FIGS 2 and 3 are schematic side cross-sectional views for explaining embodiments of the gas injection unit in the substrate processing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic exploded perspective view of an upper electrode and a lower electrode in the substrate processing apparatus according to the present invention.
  • 5 and 6 are schematic side cross-sectional views of the upper electrode and the lower electrode taken along line I-I of FIG. 4 ;
  • FIG. 7 is a schematic plan view of a substrate support in the substrate processing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic side cross-sectional view of an upper electrode and a lower electrode taken along line II-II of FIG. 4;
  • FIG. 1 to 3 are schematic side cross-sectional views taken along line I-I of FIG. 4 .
  • the substrate processing apparatus 1 performs a processing process on the substrate S.
  • the substrate S may be a glass substrate, a silicon substrate, a metal substrate, or the like.
  • the substrate processing apparatus 1 according to the present invention may perform a deposition process of depositing a thin film on the substrate S, an etching process of removing a portion of the thin film deposited on the substrate S, and the like.
  • the substrate processing apparatus 1 according to the present invention will be described based on an embodiment in which the deposition process is performed, but from this, the substrate processing apparatus 1 according to the present invention performs other processing processes such as the etching process. It will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains to derive an embodiment.
  • the substrate processing apparatus 1 may include a chamber 2 , a substrate support unit 3 , and a gas injection unit 4 .
  • the chamber 2 provides a processing space 100 .
  • a processing process such as a deposition process and an etching process for the substrate S may be performed.
  • the processing space 100 may be disposed inside the chamber 2 .
  • An exhaust port (not shown) for exhausting gas from the processing space 100 may be coupled to the chamber 2 .
  • the substrate support part 3 and the gas injection part 4 may be installed in the chamber 2 .
  • the substrate support part 3 supports the substrate S.
  • the substrate support unit 3 may support one substrate (S) or a plurality of substrates (S). When a plurality of substrates (S) are supported by the substrate support unit (3), a processing process for the plurality of substrates (S) may be performed at once.
  • the substrate support 3 may be coupled to the chamber 2 .
  • the substrate support part 3 may be disposed inside the chamber 2 .
  • the gas ejection unit 4 injects gas toward the substrate support unit 3 .
  • the gas injection unit 4 may be connected to the gas supply unit 40 . Accordingly, the gas ejection unit 4 may inject the gas supplied from the gas supply unit 40 toward the substrate support unit 3 .
  • the gas injection unit 4 may be coupled to the chamber 2 .
  • the gas injection part 4 may be disposed to face the substrate support part 3 .
  • the processing space 100 may be disposed between the gas injection unit 4 and the substrate support unit 3 .
  • the gas injection unit 4 may be coupled to the lead.
  • the lid is coupled to the chamber 2 so as to cover the upper portion of the chamber 2 .
  • the gas injection unit 4 may include a first gas flow path 41 and a second gas flow path 42 .
  • the first gas flow path 41 is for injecting the first gas.
  • One side of the first gas flow path 41 may be connected to the gas supply unit 40 through a pipe, a hose, or the like.
  • the other side of the first gas flow path 41 may communicate with the processing space 100 . Accordingly, the first gas supplied from the gas supply unit 40 flows along the first gas flow path 41 and is then injected into the processing space 100 through the first gas flow path 41 .
  • the first gas flow path 41 may function as a passage for the first gas to flow, and also function as an injection port for injecting the first gas into the processing space 100 .
  • the second gas flow path 42 is for injecting the second gas.
  • the second gas and the first gas may be different gases.
  • the second gas may be a reactive gas.
  • One side of the second gas flow path 42 may be connected to the gas supply unit 40 through a pipe, a hose, or the like.
  • the other side of the second gas flow path 42 may communicate with the processing space 100 . Accordingly, the second gas supplied from the gas supply unit 40 flows along the second gas flow path 42 and then is injected into the processing space 100 through the second gas flow path 42 .
  • the second gas flow path 42 may function as a passage for the second gas to flow and also function as an injection port for injecting the second gas into the processing space 100 .
  • the second gas flow path 42 and the first gas flow path 41 may be disposed to be spatially separated from each other. Accordingly, the second gas supplied from the gas supply unit 40 to the second gas flow path 42 may be injected into the processing space 100 without passing through the first gas flow path 41 .
  • the first gas supplied from the gas supply unit 40 to the first gas flow path 41 may be injected into the processing space 100 without passing through the second gas flow path 42 .
  • the second gas flow path 42 and the first gas flow path 41 may inject gas toward different parts of the processing space 100 .
  • the gas injection unit 4 may include an upper electrode 43 and a lower electrode 44 .
  • the upper electrode 43 may be disposed above the substrate support part 3 to face the substrate support part 3 .
  • the upper electrode 43 may function as a ground electrode by being grounded.
  • the upper electrode 43 may include the first gas flow path 41 and the second gas flow path 42 . Accordingly, the upper electrode 43 may inject the first gas through the first gas passage 41 , and may inject the second gas through the second gas passage 42 .
  • the first gas flow path 41 and the second gas flow path 42 may be disposed to be spatially separated from each other inside the upper electrode 43 .
  • the first gas flow path 41 may include a first connection hole 411 connected to the gas supply unit 40 , and a plurality of first injection holes 412 connected to the first connection hole 411 . .
  • the first connection hole 411 and the first injection hole 412 may be formed in the upper electrode 43 .
  • One side of the first injection holes 412 may communicate with the first connection hole 411 , and the other side may communicate with the processing space 100 . Accordingly, the first gas supplied by the gas supply unit 40 flows along the first connection hole 411 and then is injected into the processing space 100 through the first injection holes 412 .
  • the second gas flow path 42 may include a second connection hole 421 connected to the gas supply unit 40 , and a plurality of second injection holes 422 connected to the second connection hole 421 . .
  • the second connection hole 421 and the second injection hole 422 may be formed in the upper electrode 43 .
  • One side of the second injection holes 422 may communicate with the second connection hole 421 , and the other side may communicate with the processing space 100 . Accordingly, the second gas supplied by the gas supply unit 40 flows along the second connection hole 421 and then is injected into the processing space 100 through the second injection holes 422 .
  • the lower electrode 44 is disposed between the upper electrode 43 and the substrate support part 3 .
  • the lower electrode 44 may be spaced apart from the upper electrode 43 and disposed below the upper electrode 43 .
  • An insulating member (not shown) for partial insulation may be disposed between the lower electrode 44 and the upper electrode 43 .
  • RF power may be applied to the lower electrode 44 .
  • the gas ejection unit 4 may activate a gas using plasma and inject the activated gas into the processing space 100 .
  • the lower electrode 44 may include a plurality of holes 44a.
  • the holes 44a may be formed through the lower electrode 44 .
  • the holes 44a may function as passages through which the gas injected from the upper electrode 43 passes.
  • the holes 44a are formed in the first By being disposed at a position corresponding to the gas flow path 41 , the first gas injected from the first gas flow path 41 may pass therethrough. The remaining part of the holes 44a is disposed at a position corresponding to the second gas flow path 42 , so that the second gas injected from the second gas flow path 42 may pass therethrough.
  • the number of the first injection holes 412 of the first gas passage 41 and the number of the second injection holes 422 of the second gas passage 42 are added. A smaller number of the holes 44a may be formed compared to the number.
  • the lower electrode 44 has the hole ( 44a) may be formed.
  • the protruding electrodes 431 may protrude toward the substrate support 3 .
  • the protruding electrodes 431 may protrude from a lower surface of the upper electrode 43 and be inserted into each of the holes 44a.
  • the first gas flow path 41 may be provided inside each of the protruding electrodes 431 .
  • the first injection holes 412 may be formed so that one end is connected to the first connection hole 411 and the other end passes through the protruding electrodes 431 .
  • the lower electrode 44 may include a first electrode 441 and a second electrode 442 .
  • the first electrode 441 is to which the first RF power is applied.
  • a first RF power having a first frequency may be applied to the first electrode 441 .
  • the first electrode 441 may be electrically connected to the power applying unit 5 .
  • the power applying unit 5 may apply a first RF power having the first frequency to the first electrode 441 .
  • the first electrode 441 may be disposed in the first processing space 110 of the processing space 100 .
  • the second electrode 442 is to which a second RF power is applied.
  • a second RF power having a second frequency may be applied to the second electrode 442 .
  • the second electrode 442 may be electrically connected to the power applying unit 5 .
  • the power applying unit 5 may apply a second RF power having the second frequency to the second electrode 442 .
  • the second electrode 442 may be disposed in the second processing space 120 of the processing space 100 . Accordingly, the second electrode 442 and the first electrode 441 may be disposed at different positions in the processing space 100 .
  • the substrate processing apparatus 1 can perform a processing process on the substrate S using the first RF power having the first frequency through the first electrode 441, A processing process for the substrate S may be performed using the second RF power having the second frequency through the second electrode 442 . Accordingly, the substrate processing apparatus 1 according to the present invention has a first thin film layer formed when a processing process is performed on the substrate S using the first RF power having the first frequency and the second frequency. The second thin film layer formed when the processing process for the substrate S is performed using the second RF power may be implemented to have different characteristics.
  • the substrate processing apparatus 1 according to the present invention has the advantages of each of the first thin film layer and the second thin film layer, and the disadvantages of the first and second thin film layers are compensated for. implemented so that Therefore, the substrate processing apparatus 1 according to the present invention can improve the quality of the substrate S on which the processing process is completed.
  • the first frequency may be a higher frequency than the second frequency.
  • the first frequency may be a relatively high frequency compared to the second frequency
  • the second frequency may be relatively low compared to the first frequency. Accordingly, when a processing process is performed on the substrate S using the first RF power having the first frequency, the first thin film layer having improved step coverage may be deposited.
  • a second thin film layer having an improved density may be deposited.
  • the substrate S may be bent upward or downward as the stress S is applied to the substrate S.
  • Substrate processing according to the present invention The device 1 may reduce the stress acting on the substrate S by using the first RF power having the first frequency and the second RF power having the second frequency. Therefore, since the substrate processing apparatus 1 according to the present invention can reduce the degree of bending deformation occurring in the substrate S, the quality of the substrate S on which the processing process is completed can be further improved.
  • the first frequency may be 13.56 MHz or more and 100 MHz or less
  • the second frequency may be 10 kHz or more and 4 MHz or less.
  • a first RF power of 1 kW or more and 5 kW or less may be applied to the first electrode 441
  • a second RF power of 1 kW or more and 15 kW or less may be applied to the second electrode.
  • the second electrode 442 and the first electrode 441 may be formed to have the same area as each other. Accordingly, when the second RF power having the second frequency is applied to the second electrode 442 and when the first RF power having the first frequency is applied to the first electrode 441, The efficiency of the processing process for the substrate (S) may be implemented to be substantially identical.
  • the area of the second electrode 442 may correspond to a lower surface of the second electrode 442 facing the substrate support part 3 .
  • An area of the first electrode 441 may correspond to a lower surface of the first electrode 441 facing the substrate support part 3 .
  • the first electrode 441 may include a first connection protrusion 441a.
  • the first connection protrusion 441a may protrude upward from the top surface of the first electrode 441 .
  • the first connection protrusion 441a may be inserted into the first through hole 432 formed in the upper electrode 43 .
  • the first through hole 432 is formed through the upper electrode 43 . Accordingly, the first electrode 441 disposed below the upper electrode 43 and the power applying unit 5 disposed above the upper electrode 43 are inserted into the first through hole 432 . They may be electrically connected to each other through the first connection protrusion 441a.
  • the substrate processing apparatus 1 is implemented to apply the first RF power to the first electrode 441 while preventing a short circuit from occurring to the grounded upper electrode 43 .
  • the substrate processing apparatus 1 according to the present invention can improve the ease of arrangement with respect to the power applying unit 5 .
  • the power applying unit 5 may be disposed outside the chamber 2 .
  • the power applying unit 5 may include a first applying mechanism 51 connected to the first electrode 441 so as to apply the first RF power to the first electrode 441 .
  • the first applying mechanism 51 is electrically connected to the first connecting protrusion 441a inserted into the first through-hole 432, so that the first electrode 441 through the first connecting protrusion 441a.
  • a first RF power having the first frequency may be applied to the .
  • the first electrode 441 may be formed in a semi-circular plate shape.
  • the first connection protrusion 441a may be disposed adjacent to the center of the first electrode 441 . Therefore, it is possible to reduce the deviation occurring in the distance between the portions of the first electrode 441 arranged in different directions with respect to the center of the first electrode 441 at a distance from the first connecting protrusion 441a. can Accordingly, in the substrate processing apparatus 1 according to the present invention, the first RF power applied to the portions of the first electrode 441 disposed in different directions with respect to the center of the first electrode 441 is uniform. performance can be improved.
  • the first connection protrusion 441a may be disposed on the center of the first electrode 441 .
  • the second electrode 442 may include a second connection protrusion 442a.
  • the second connection protrusion 442a may protrude upward from an upper surface of the second electrode 442 .
  • the second connection protrusion 442a may be inserted into the second through hole 433 formed in the upper electrode 43 .
  • the second through hole 433 is formed to pass through the upper electrode 43 at a position spaced apart from the first through hole 432 . Accordingly, the second electrode 442 disposed below the upper electrode 43 and the power applying unit 5 disposed above the upper electrode 43 are inserted into the second through hole 433 . They may be electrically connected to each other through the second connection protrusion 442a.
  • the substrate processing apparatus 1 is implemented to apply the second RF power to the second electrode 442 while preventing a short circuit from occurring to the grounded upper electrode 43 .
  • the power applying unit 5 may include a second applying mechanism 52 connected to the second electrode 442 so as to apply the second RF power to the second electrode 442 .
  • the second applying mechanism 52 is electrically connected to the second connecting protrusion 442a inserted into the second through hole 433, so that the second electrode 442 is connected through the second connecting protrusion 442a.
  • a second RF power having the second frequency may be applied to the .
  • the second electrode 442 may be formed in a semi-circular plate shape.
  • the second connection protrusion 442a may be disposed adjacent to the center of the second electrode 442 . Therefore, it is possible to reduce the deviation caused by the portions of the second electrode 442 arranged in different directions with respect to the center of the second electrode 442 at a distance spaced apart from the second connecting protrusion 442a. can Accordingly, in the substrate processing apparatus 1 according to the present invention, the second RF power applied to the portions of the second electrode 442 disposed in different directions with respect to the center of the second electrode 442 is uniform. performance can be improved.
  • the second connection protrusion 442a may be disposed on the center of the second electrode 442 .
  • the second electrode 442 and the first electrode 441 may be disposed to be spaced apart from each other.
  • An insulator 45 may be disposed between the second electrode 442 and the first electrode 441 .
  • the insulator 45 may insulate the second electrode 442 and the first electrode 441 .
  • the insulator 45 may be coupled to the upper electrode 43 .
  • the insulator 45 may be coupled to the upper electrode 43 so as to protrude downward of the upper electrode 43 , and thus may be disposed between the second electrode 442 and the first electrode 441 .
  • the insulator 45 may include a first insulating member 451 and a second insulating member 452 .
  • the first insulating member 451 and the second insulating member 452 may be disposed between the first electrode 441 and the second electrode 442 at different positions.
  • the first insulating member 451 and the second insulating member 452 may be disposed to be spaced apart from each other based on the central portion of the upper electrode 43 .
  • the second electrode 442 and the first electrode 441 may be integrally formed. Accordingly, the lower electrode 44 may be implemented as one electrode.
  • the power applying unit 5 may selectively apply RF power to the first electrode 441 and the second electrode 442 according to a preset process sequence.
  • the power applying unit 5 may apply the first RF power having the first frequency to the first electrode 441 using the first applying mechanism 51 . Accordingly, since the first RF power having the first frequency is applied to the first electrode 441 and the second electrode 442 , a processing process using the first RF power having the first frequency may be performed. In this case, the second applying mechanism 52 does not apply the second RF power to the second electrode 442 .
  • the power applying unit 5 may apply a second RF power having the second frequency to the second electrode 442 using the second applying mechanism 52 . Accordingly, since the second RF power having the second frequency is applied to the second electrode 442 and the first electrode 441 , a processing process using the second RF power having the second frequency may be performed.
  • the power applying unit 5 is connected to the first electrode 441 and the second electrode 441 .
  • RF power may be applied to at least one of the electrodes 442 .
  • the power application unit 5 applies the first RF power having the first frequency to the first electrode 441 using the first application mechanism 51 and applies the second application mechanism 52 to the first electrode 441 .
  • a second RF power having the second frequency may be applied to the second electrode 442 by using the same. Accordingly, in the first processing space 110 , a processing process using the first RF power having the first frequency is performed, and in the second processing space 120 , processing using the second RF power having the second frequency is performed.
  • the process can be done.
  • the power application unit 5 applies the first RF power having the first frequency to the first electrode 441 using the first application mechanism 51 and applies the second application mechanism 52 to the first electrode 441 .
  • the second RF power may not be applied to the second electrode 442 using
  • the power application unit 5 applies a second RF power having the second frequency to the second electrode 442 using the second application mechanism 52 and the first application mechanism 51 . ) may not be used to apply the first RF power to the first electrode 441 .
  • the substrate processing apparatus 1 may include a rotating part 7 .
  • the rotating part 7 rotates the substrate support part 3 .
  • the rotation part 7 may rotate the substrate support part 3 about the rotation shaft 3a, thereby rotating the supported substrate S of the substrate support part 3 about the rotation shaft 3a.
  • the substrate S supported by the substrate support part 3 may pass through the lower side of the first electrode 441 and the lower side of the second electrode 442 .
  • the processing process using the first frequency is performed on the substrate S passing under the first electrode 441
  • the substrate S passing under the second electrode 442 is A processing process using the second frequency may be performed. That is, as the substrate S sequentially passes through the first processing space 110 and the second processing space 120 , a processing process using RF power having different frequencies with respect to the substrate S is performed. can be done In this case, the power applying unit 5 applies a first RF power having the first frequency to the first electrode 441 and a second RF power having the second frequency to the second electrode 442 . can be authorized
  • the power application unit 5 applies the first RF power having the first frequency to the first electrode 441 and does not apply the second RF power to the second electrode 442
  • the processing process using the first frequency may be performed only while the substrate S supported by the substrate support part 3 passes through the lower side of the first electrode 441 .
  • the substrate The processing process using the second frequency may be performed only while the substrate S supported by the support 3 passes through the lower side of the second electrode 442 .
  • the substrate processing apparatus 1 may include a detection unit 6 .
  • the detection unit 6 is disposed to be inserted into both the upper electrode 43 and the lower electrode 44 .
  • the detector 6 may be disposed between the first electrode 441 and the second electrode 442 .
  • a detection hole 61 may be formed in the detection unit 6 .
  • the detection hole 61 may be formed through the detection unit 6 . Accordingly, the substrate processing apparatus 1 according to the present invention is implemented so that the inside of the chamber 2 can be checked from the outside of the chamber 2 through the detection hole 61 .
  • the substrate processing apparatus 1 according to the present invention may be implemented to detect the temperature of the substrate S passing under the detection hole 61 through the detection hole 61 .
  • the substrate processing apparatus 1 may be implemented to detect the degree of deformation of the substrate S passing under the detection hole 61 through the detection hole 61 .
  • a transparent window 62 having the detection hole 61 may be coupled to the upper end of the detection unit 6 .
  • the detection unit 6 may be inserted into the first insulating member 451 .
  • the detection unit 6 may be formed of an insulating material.
  • the detection unit 6 may be implemented to have an insulating function to insulate the first electrode 441 and the second electrode 442 and to have a detection function using the detection hole 61 .
  • the substrate processing apparatus 1 uses the first electrode 441 and the second electrode as the detection unit 6 without the first insulating member 451 . It may be implemented to isolate 442 .

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Abstract

본 발명은 챔버; 상기 챔버의 내부에서 하나 이상의 기판을 지지하는 기판지지부; 상기 기판지지부에 대향되도록 상기 기판지지부의 상측에 배치된 상부전극; 및 상기 상부전극과 이격되어 상기 상부전극의 하측에 배치된 하부전극을 포함하되, 상기 하부전극이 제1주파수를 가지는 제1RF전력이 인가되는 제1전극, 및 상기 제1주파수와 상이한 제2주파수를 가지는 제2RF전력이 인가되는 제2전극을 포함하는 기판처리장치에 관한 것이다.

Description

기판처리장치
본 발명은 기판에 대한 증착공정, 식각공정 등과 같은 처리공정을 수행하는 기판처리장치에 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.
종래 기술에 따른 기판처리장치는 기판을 지지하는 기판지지부, 및 상기 기판지지부를 향해 가스를 분사하는 가스분사부를 포함한다. 종래 기술에 따른 기판처리장치는 상기 가스분사부에 기설정된 하나의 주파수를 갖는 RF전력이 인가된 상태에서 가스를 분사함으로써 상기 기판에 대한 처리공정을 수행한다.
여기서, 종래 기술에 따른 기판처리장치가 상기 가스분사부에 고주파를 갖는 RF전력이 인가된 상태에서만 상기 기판에 대한 처리공정을 수행하는 경우, 상기 기판에 증착된 박막의 스텝 커버리지(Step Coverage)가 향상되는 반면 상기 기판에 증착된 박막의 밀집도(Dense)가 저하되는 문제가 있다.
한편, 종래 기술에 따른 기판처리장치가 상기 가스분사부에 저주파를 갖는 RF전력이 인가된 상태에서만 상기 기판에 대한 처리공정을 수행하는 경우, 상기 기판에 증착된 박막의 밀집도가 향상되는 반면 상기 기판에 증착된 박막의 스텝 커버리지가 저하되는 문제가 있다.
이와 같이 종래 기술에 따른 기판처리장치는 상기 처리공정의 완료된 기판의 품질을 향상시키기 어려운 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 처리공정이 완료된 기판의 품질을 향상시킬 수 있는 기판처리장치를 제공하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치는 챔버; 상기 챔버의 내부에서 하나 이상의 기판을 지지하는 기판지지부; 상기 기판지지부에 대향되도록 상기 기판지지부의 상측에 배치된 상부전극; 및 상기 상부전극과 이격되어 상기 상부전극의 하측에 배치된 하부전극을 포함할 수 있다. 상기 상부전극은 제1가스유로를 통해 제1가스를 분사하고, 상기 제1가스유로에 대해 공간적으로 분리된 제2가스유로를 통해 제2가스를 분사할 수 있다. 상기 하부전극은 제1주파수를 가지는 제1RF전력이 인가되는 제1전극; 및 상기 제1주파수와 상이한 제2주파수를 가지는 제2RF전력이 인가되는 제2전극을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치는 챔버; 상기 챔버의 내부에서 하나 이상의 기판을 지지하는 기판지지부; 상기 기판지지부에 대향되도록 상기 기판지지부의 상측에 배치된 가스분사부; 및 RF전력을 인가하기 위한 전력인가부를 포함할 수 있다. 상기 가스분사부는 서로 공간적으로 분리된 제1가스유로와 제2가스유로를 갖는 상부전극, 및 상기 상부전극과 상기 기판지지부의 사이에 배치된 하부전극을 포함할 수 있다. 상기 하부전극은 상기 상부전극의 하측에 배치된 제1전극과 제2전극을 포함할 수 있다. 상기 전력인가부는 상기 제1전극에 제1주파수를 갖는 제1RF전력을 인가 가능하도록 상기 제1전극에 연결된 제1인가기구, 및 상기 제2전극에 상기 제1주파수와 상이한 제2주파수를 갖는 제2RF전력을 인가 가능하도록 상기 제2전극에 연결된 제2인가기구를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
본 발명은 서로 상이한 주파수를 갖는 RF전력을 이용하여 기판에 대한 처리공정을 수행할 수 있도록 구현된다. 이에 따라, 본 발명은 처리공정이 완료된 기판의 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 기판에 대한 처리공정을 수행하는 과정에서 기판에 작용하는 스트레스를 감소시킬 수 있도록 구현된다. 이에 따라, 본 발명은 처리공정이 완료된 기판에 대한 휨 변형을 감소시킬 수 있으므로, 처리공정이 완료된 기판의 품질을 더 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치의 개략적인 구성도
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서 가스분사부의 실시예들을 설명하기 위한 개략적인 측단면도
도 4는 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서 상부전극과 하부전극의 개략적인 분해사시도
도 5 및 도 6은 도 4의 I-I 선을 기준으로 하는 상부전극과 하부전극의 개략적인 측단면도
도 7은 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서 기판지지부의 개략적인 평면도
도 8은 도 4의 Ⅱ-Ⅱ 선을 기준으로 하는 상부전극과 하부전극의 개략적인 측단면도
이하에서는 본 발명에 따른 기판처리장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1 내지 도 3은 도 4의 I-I 선을 기준으로 하는 개략적인 측단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 기판(S)에 대한 처리공정을 수행하는 것이다. 상기 기판(S)은 유리기판, 실리콘기판, 메탈기판 등일 수 있다. 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 기판(S)에 박막을 증착하는 증착공정, 상기 기판(S)에 증착된 박막의 일부를 제거하는 식각공정 등을 수행할 수 있다. 이하에서는 본 발명에 따른 기판처리장치(1)가 상기 증착공정을 수행하는 실시예를 기준으로 설명하나, 이로부터 본 발명에 따른 기판처리장치(1)가 상기 식각공정 등과 같이 다른 처리공정을 수행하는 실시예를 도출하는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에 속하는 당업자에게 자명할 것이다.
본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 챔버(2), 기판지지부(3), 및 가스분사부(4)를 포함할 수 있다.
<챔버>
도 1을 참고하면, 상기 챔버(2)는 처리공간(100)을 제공하는 것이다. 상기 처리공간(100)에서는 상기 기판(S)에 대한 증착공정, 식각공정 등과 같은 처리공정이 이루어질 수 있다. 상기 처리공간(100)은 상기 챔버(2)의 내부에 배치될 수 있다. 상기 챔버(2)에는 상기 처리공간(100)으로부터 가스를 배기시키는 배기구(미도시)가 결합될 수 있다. 상기 챔버(2)에는 상기 기판지지부(3)와 상기 가스분사부(4)가 설치될 수 있다.
<기판지지부>
도 1을 참고하면, 상기 기판지지부(3)는 상기 기판(S)을 지지하는 것이다. 상기 기판지지부(3)는 하나의 기판(S)을 지지할 수도 있고, 복수개의 기판(S)을 지지할 수도 있다. 상기 기판지지부(3)에 복수개의 기판(S)이 지지된 경우, 한번에 복수개의 기판(S)에 대한 처리공정이 이루어질 수 있다. 상기 기판지지부(3)는 상기 챔버(2)에 결합될 수 있다. 상기 기판지지부(3)는 상기 챔버(2)의 내부에 배치될 수 있다.
<가스분사부>
도 1을 참고하면, 상기 가스분사부(4)는 상기 기판지지부(3)를 향해 가스를 분사하는 것이다. 상기 가스분사부(4)는 가스공급부(40)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 가스분사부(4)는 상기 가스공급부(40)로부터 공급된 가스를 상기 기판지지부(3)를 향해 분사할 수 있다. 상기 가스분사부(4)는 상기 챔버(2)에 결합될 수 있다. 상기 가스분사부(4)는 상기 기판지지부(3)에 대향되게 배치될 수 있다. 상기 가스분사부(4)와 상기 기판지지부(3)의 사이에는 상기 처리공간(100)이 배치될 수 있다. 상기 가스분사부(4)는 리드에 결합될 수도 있다. 상기 리드는 상기 챔버(2)의 상부를 덮도록 상기 챔버(2)에 결합된 것이다.
상기 가스분사부(4)는 제1가스유로(41), 및 제2가스유로(42)를 포함할 수 있다.
상기 제1가스유로(41)는 제1가스를 분사하기 위한 것이다. 상기 제1가스유로(41)는 일측이 배관, 호스 등을 통해 상기 가스공급부(40)에 연결될 수 있다. 상기 제1가스유로(41)는 타측이 상기 처리공간(100)에 연통될 수 있다. 이에 따라, 상기 가스공급부(40)로부터 공급된 상기 제1가스는, 상기 제1가스유로(41)를 따라 유동한 후에 상기 제1가스유로(41)를 통해 상기 처리공간(100)으로 분사될 수 있다. 상기 제1가스유로(41)는 상기 제1가스가 유동하기 위한 통로로 기능함과 아울러 상기 처리공간(100)에 상기 제1가스를 분사하기 위한 분사구로 기능할 수 있다.
상기 제2가스유로(42)는 제2가스를 분사하기 위한 것이다. 상기 제2가스와 상기 제1가스는 서로 다른 가스일 수 있다. 예컨대, 상기 제1가스가 소스가스(Source Gas)인 경우, 상기 제2가스는 반응가스(Reactant Gas)일 수 있다. 상기 제2가스유로(42)는 일측이 배관, 호스 등을 통해 상기 가스공급부(40)에 연결될 수 있다. 상기 제2가스유로(42)는 타측이 상기 처리공간(100)에 연통될 수 있다. 이에 따라, 상기 가스공급부(40)로부터 공급된 상기 제2가스는, 상기 제2가스유로(42)를 따라 유동한 후에 상기 제2가스유로(42)를 통해 상기 처리공간(100)으로 분사될 수 있다. 상기 제2가스유로(42)는 상기 제2가스가 유동하기 위한 통로로 기능함과 아룰러 상기 처리공간(100)에 상기 제2가스를 분사하기 위한 분사구로 기능할 수 있다.
상기 제2가스유로(42)와 상기 제1가스유로(41)는 서로 공간적으로 분리되도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 가스공급부(40)로부터 상기 제2가스유로(42)로 공급된 상기 제2가스는, 상기 제1가스유로(41)를 거치지 않고 상기 처리공간(100)으로 분사될 수 있다. 상기 가스공급부(40)로부터 상기 제1가스유로(41)로 공급된 상기 제1가스는, 상기 제2가스유로(42)를 거치지 않고 상기 처리공간(100)으로 분사될 수 있다. 상기 제2가스유로(42)와 상기 제1가스유로(41)는 상기 처리공간(100)에서 서로 다른 부분을 향해 가스를 분사할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 가스분사부(4)는 상부전극(43), 및 하부전극(44)을 포함할 수 있다.
상기 상부전극(43)은 상기 기판지지부(3)에 대향되도록 상기 기판지지부(3)의 상측에 배치될 수 있다. 상기 상부전극(43)은 접지(Ground)됨으로써, 접지전극으로 기능할 수 있다. 상기 상부전극(43)은 상기 제1가스유로(41)와 상기 제2가스유로(42)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 상부전극(43)은 상기 제1가스유로(41)를 통해 상기 제1가스를 분사할 수 있고, 상기 제2가스유로(42)를 통해 상기 제2가스를 분사할 수 있다. 상기 제1가스유로(41)와 상기 제2가스유로(42)는 상기 상부전극(43)의 내부에서 서로 공간적으로 분리되도록 배치될 수 있다.
상기 제1가스유로(41)는 상기 가스공급부(40)에 연결된 제1연결공(411), 및 상기 제1연결공(411)에 연결된 복수개의 제1분사공(412)을 포함할 수 있다. 상기 제1연결공(411)과 상기 제1분사공(412)들은 상기 상부전극(43)의 내부에 형성될 수 있다. 상기 제1분사공(412)들은 일측이 상기 제1연결공(411)에 연통되고, 타측이 상기 처리공간(100)에 연통될 수 있다. 이에 따라, 상기 가스공급부(40)가 공급한 상기 제1가스는, 상기 제1연결공(411)을 따라 유동한 후에 상기 제1분사공(412)들을 통해 상기 처리공간(100)으로 분사될 수 있다.
상기 제2가스유로(42)는 상기 가스공급부(40)에 연결된 제2연결공(421), 및 상기 제2연결공(421)에 연결된 복수개의 제2분사공(422)을 포함할 수 있다. 상기 제2연결공(421)과 상기 제2분사공(422)들은 상기 상부전극(43)의 내부에 형성될 수 있다. 상기 제2분사공(422)들은 일측이 상기 제2연결공(421)에 연통되고, 타측이 상기 처리공간(100)에 연통될 수 있다. 이에 따라, 상기 가스공급부(40)가 공급한 상기 제2가스는, 상기 제2연결공(421)을 따라 유동한 후에 상기 제2분사공(422)들을 통해 상기 처리공간(100)으로 분사될 수 있다.
상기 하부전극(44)은 상기 상부전극(43)과 상기 기판지지부(3)의 사이에 배치된 것이다. 상기 하부전극(44)은 상기 상부전극(43)으로부터 이격되어 상기 상부전극(43)의 하측에 배치될 수 있다. 상기 하부전극(44)과 상기 상부전극(43)의 사이에는 부분적으로 절연을 위한 절연부재(미도시)가 배치될 수도 있다. 상기 하부전극(44)에는 RF전력이 인가될 수 있다. 상기 상부전극(43)이 접지됨과 아울러 상기 하부전극(44)에 상기 RF전력이 인가되면, 플라즈마가 발생될 수 있다. 이에 따라, 상기 가스분사부(4)는 플라즈마를 이용하여 가스를 활성화시키고, 활성화시킨 가스를 상기 처리공간(100)에 분사할 수 있다.
상기 하부전극(44)은 복수개의 홀(44a)을 포함할 수 있다. 상기 홀(44a)들은 상기 하부전극(44)을 관통하여 형성될 수 있다. 상기 홀(44a)들은 상기 상부전극(43)으로부터 분사된 가스를 통과시키는 유로로 기능할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 상부전극(43)의 하면(下面)과 상기 하부전극(44)의 상면(上面) 각각이 평평하게 형성된 경우, 상기 홀(44a)들 중에서 일부는 상기 제1가스유로(41)에 대응되는 위치에 배치됨으로써 상기 제1가스유로(41)로부터 분사된 상기 제1가스를 통과시킬 수 있다. 상기 홀(44a)들 중에서 나머지 일부는 상기 제2가스유로(42)에 대응되는 위치에 배치됨으로써 상기 제2가스유로(42)로부터 분사된 상기 제2가스를 통과시킬 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 하부전극(44)에는 상기 제1가스유로(41)의 제1분사공(412)들의 개수와 상기 제2가스유로(42)의 제2분사공(422)들의 개수를 합한 개수에 비해 더 적은 개수로 상기 홀(44a)들이 형성될 수도 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 상부전극(43)이 복수개의 돌출전극(431)을 포함하는 경우, 상기 하부전극(44)에는 상기 돌출전극(431)들 각각에 대응되는 위치에 상기 홀(44a)들이 형성될 수 있다. 상기 돌출전극(431)들은 상기 기판지지부(3) 쪽으로 돌출될 수 있다. 상기 돌출전극(431)들은 상기 상부전극(43)의 하면(下面)으로부터 돌출되어서 상기 홀(44a)들 각각에 삽입될 수 있다. 상기 돌출전극(431)들 각각의 내부에는 상기 제1가스유로(41)가 마련될 수 있다. 이 경우, 상기 제1분사공(412)들은 일측이 상기 제1연결공(411)에 연결됨과 아울러 타측이 상기 돌출전극(431)들을 관통하도록 형성될 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 상기 하부전극(44)은 제1전극(441), 및 제2전극(442)을 포함할 수 있다.
상기 제1전극(441)은 제1RF전력이 인가되는 것이다. 상기 제1전극(441)에는 제1주파수를 가지는 제1RF전력이 인가될 수 있다. 상기 제1전극(441)은 전력인가부(5)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전력인가부(5)는 상기 제1전극(441)에 상기 제1주파수를 가지는 제1RF전력을 인가할 수 있다. 상기 제1전극(441)은 상기 처리공간(100) 중에서 제1처리공간(110)에 배치될 수 있다.
상기 제2전극(442)은 제2RF전력이 인가되는 것이다. 상기 제2전극(442)에는 제2주파수를 가지는 제2RF전력이 인가될 수 있다. 상기 제2전극(442)은 상기 전력인가부(5)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전력인가부(5)는 상기 제2전극(442)에 상기 제2주파수를 가지는 제2RF전력을 인가할 수 있다. 상기 제2전극(442)은 상기 처리공간(100) 중에서 제2처리공간(120)에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2전극(442)과 상기 제1전극(441)은 상기 처리공간(100)에서 서로 다른 위치에 배치될 수 있다.
상기 제2전극(442)과 상기 제1전극(441)에는 서로 상이한 주파수를 가지는 RF전력이 인가될 수 있다. 즉, 상기 제1주파수와 상기 제2주파수는 서로 상이하다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1전극(441)을 통해 상기 제1주파수를 가지는 제1RF전력을 이용하여 상기 기판(S)에 대한 처리공정을 수행할 수 있고, 상기 제2전극(442)을 통해 상기 제2주파수를 가지는 제2RF전력을 이용하여 상기 기판(S)에 대한 처리공정을 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1주파수를 가지는 제1RF전력을 이용하여 상기 기판(S)에 대한 처리공정을 수행한 경우에 형성된 제1박막층 및 상기 제2주파수를 가지는 제2RF전력을 이용하여 상기 기판(S)에 대한 처리공정을 수행한 경우에 형성된 제2박막층이 서로 다른 특성을 갖도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1박막층과 상기 제2박막층 각각의 장점을 가짐과 아울러 상기 제1박막층과 상기 제2박막층 각각의 단점이 보완된 박막을 증착할 수 있도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 처리공정이 완료된 기판(S)의 품질을 향상시킬 수 있다.
상기 제1주파수는 상기 제2주파수보다 높은 주파수일 수 있다. 이 경우, 상기 제1주파수는 상기 제2주파수에 비해 상대적으로 고주파이고, 상기 제2주파수는 상기 제1주파수에 비해 상대적으로 저주파일 수 있다. 이에 따라, 상기 제1주파수를 가지는 제1RF전력을 이용하여 상기 기판(S)에 대한 처리공정을 수행하면, 스텝 커버리지(Step Coverage)가 향상된 제1박막층을 증착할 수 있다. 상기 제2주파수를 가지는 제2RF전력을 이용하여 상기 기판(S)에 대한 처리공정을 수행하면, 밀집도(Dense)가 향상된 제2박막층을 증착할 수 있다. 이와 같이 상기 제1박막층과 상기 제2박막층을 증착함으로써, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 스텝 커버리지와 밀집도 모두가 우수한 박막을 증착할 수 있다. 또한, 상기 기판(S)에 대한 처리공정을 수행하는 과정에서 상기 기판(S)에 스트레스(StresS)가 작용함에 따라 상기 기판(S)이 상측 또는 하측으로 휠 수 있는데, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1주파수를 가지는 제1RF전력과 상기 제2주파수를 가지는 제2RF전력을 이용함으로써, 상기 기판(S)에 작용하는 스트레스를 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 기판(S)에 휨 변형이 발생하는 정도를 감소시킬 수 있으므로, 상기 처리공정이 완료된 기판(S)의 품질을 더 향상시킬 수 있다. 예컨대, 상기 제1주파수는 13.56 MHz 이상 100 MHz 이하이고, 상기 제2주파수는 10 kHz 이상 4 MHz 이하일 수 있다. 예컨대, 상기 제1전극(441)에는 1kW 이상 5 kW 이하의 제1RF전력이 인가되고, 상기 제2전극에는 1kW 이상 15 kW 이하의 제2RF전력이 인가될 수 있다.
상기 제2전극(442)과 상기 제1전극(441)은 서로 동일한 면적으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2전극(442)에 상기 제2주파수를 가지는 제2RF전력이 인가되는 경우 및 상기 제1전극(441)에 상기 제1주파수를 가지는 제1RF전력이 인가된 경우 각각에 있어서, 상기 기판(S)에 대한 처리공정의 효율이 대략 일치하게 구현될 수 있다. 상기 제2전극(442)의 면적은 상기 기판지지부(3)를 향하는 상기 제2전극(442)의 하면(下面)에 대한 것일 수 있다. 상기 제1전극(441)의 면적은 상기 기판지지부(3)를 향하는 상기 제1전극(441)의 하면(下面)에 대한 것일 수 있다.
여기서, 상기 제1전극(441)은 제1연결돌기(441a)를 포함할 수 있다. 상기 제1연결돌기(441a)는 상기 제1전극(441)의 상면(上面)으로부터 상측으로 돌출될 수 있다. 상기 제1연결돌기(441a)는 상기 상부전극(43)에 형성된 제1관통공(432)에 삽입될 수 있다. 상기 제1관통공(432)은 상기 상부전극(43)을 관통하여 형성된 것이다. 이에 따라, 상기 상부전극(43)의 하측에 배치된 제1전극(441)과 상기 상부전극(43)의 상측에 배치된 전력인가부(5)는 상기 제1관통공(432)에 삽입된 제1연결돌기(441a)를 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 접지된 상부전극(43)에 대해 쇼트가 발생하는 것을 방지하면서 상기 제1전극(441)에 상기 제1RF전력을 인가할 수 있도록 구현된다. 또한, 상기 전력인가부(5)를 상기 상부전극(43)의 상측에 배치할 수 있으므로, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 전력인가부(5)에 대한 배치의 용이성을 향상시킬 수 있다. 상기 전력인가부(5)는 상기 챔버(2)의 외부에 배치될 수도 있다. 상기 전력인가부(5)는 상기 제1전극(441)에 상기 제1RF전력을 인가 가능하도록 상기 제1전극(441)에 연결된 제1인가기구(51)를 포함할 수 있다. 상기 제1인가기구(51)는 상기 제1관통공(432)에 삽입된 제1연결돌기(441a)에 전기적으로 연결됨으로써, 상기 제1연결돌기(441a)를 통해 상기 제1전극(441)에 상기 제1주파수를 가지는 제1RF전력을 인가할 수 있다.
상기 제1전극(441)은 반원형태의 판형으로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1연결돌기(441a)는 상기 제1전극(441)의 중심에 인접하게 배치될 수 있다. 따라서, 상기 제1전극(441)의 중심을 기준으로 하여 서로 다른 방향에 배치된 상기 제1전극(441)의 부분들이 상기 제1연결돌기(441a)로부터 이격된 거리에 발생하는 편차를 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1전극(441)의 중심을 기준으로 하여 서로 다른 방향에 배치된 상기 제1전극(441)의 부분들에 인가되는 제1RF전력의 균일성을 향상시킬 수 있다. 상기 제1연결돌기(441a)는 상기 제1전극(441)의 중심 상에 배치될 수도 있다.
상기 제2전극(442)은 제2연결돌기(442a)를 포함할 수 있다. 상기 제2연결돌기(442a)는 상기 제2전극(442)의 상면(上面)으로부터 상측으로 돌출될 수 있다. 상기 제2연결돌기(442a)는 상기 상부전극(43)에 형성된 제2관통공(433)에 삽입될 수 있다. 상기 제2관통공(433)은 상기 제1관통공(432)으로부터 이격된 위치에서 상기 상부전극(43)을 관통하여 형성된 것이다. 이에 따라, 상기 상부전극(43)의 하측에 배치된 제2전극(442)과 상기 상부전극(43)의 상측에 배치된 전력인가부(5)는 상기 제2관통공(433)에 삽입된 제2연결돌기(442a)를 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 접지된 상부전극(43)에 대해 쇼트가 발생하는 것을 방지하면서 상기 제2전극(442)에 상기 제2RF전력을 인가할 수 있도록 구현된다. 상기 전력인가부(5)는 상기 제2전극(442)에 상기 제2RF전력을 인가 가능하도록 상기 제2전극(442)에 연결된 제2인가기구(52)를 포함할 수 있다. 상기 제2인가기구(52)는 상기 제2관통공(433)에 삽입된 제2연결돌기(442a)에 전기적으로 연결됨으로써, 상기 제2연결돌기(442a)를 통해 상기 제2전극(442)에 상기 제2주파수를 가지는 제2RF전력을 인가할 수 있다.
상기 제2전극(442)은 반원형태의 판형으로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제2연결돌기(442a)는 상기 제2전극(442)의 중심에 인접하게 배치될 수 있다. 따라서, 상기 제2전극(442)의 중심을 기준으로 하여 서로 다른 방향에 배치된 상기 제2전극(442)의 부분들이 상기 제2연결돌기(442a)로부터 이격된 거리에 발생하는 편차를 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제2전극(442)의 중심을 기준으로 하여 서로 다른 방향에 배치된 상기 제2전극(442)의 부분들에 인가되는 제2RF전력의 균일성을 향상시킬 수 있다. 상기 제2연결돌기(442a)는 상기 제2전극(442)의 중심 상에 배치될 수도 있다.
상기 제2전극(442)과 상기 제1전극(441)은 서로 이격되게 배치될 수 있다. 상기 제2전극(442)과 상기 제1전극(441)의 사이에는 절연체(45)가 배치될 수 있다. 상기 절연체(45)는 상기 제2전극(442)과 상기 제1전극(441)을 절연시킬 수 있다. 상기 절연체(45)는 상기 상부전극(43)에 결합될 수 있다. 상기 절연체(45)는 상기 상부전극(43)의 하측으로 돌출되도록 상기 상부전극(43)에 결합됨으로써, 상기 제2전극(442)과 상기 제1전극(441)의 사이에 배치될 수 있다. 상기 절연체(45)는 제1절연부재(451)와 제2절연부재(452)를 포함할 수도 있다. 상기 제1절연부재(451)와 상기 제2절연부재(452)는 서로 다른 위치에서 상기 제1전극(441)과 상기 제2전극(442)의 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1절연부재(451)와 상기 제2절연부재(452)는 상기 상부전극(43)의 중앙부분을 기준으로 하여 서로 이격되게 배치될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제2전극(442)과 상기 제1전극(441)은 일체로 형성될 수도 있다. 이에 따라, 상기 하부전극(44)은 하나의 전극으로 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 전력인가부(5)는 기설정된 공정순서에 따라 상기 제1전극(441)과 상기 제2전극(442)에 선택적으로 RF전력을 인가할 수 있다. 상기 전력인가부(5)는 상기 제1인가기구(51)를 이용하여 상기 제1전극(441)에 상기 제1주파수를 갖는 제1RF전력을 인가할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1전극(441)과 상기 제2전극(442)에 상기 제1주파수를 갖는 제1RF전력이 인가됨으로써, 상기 제1주파수를 갖는 제1RF전력을 이용한 처리공정이 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 제2인가기구(52)는 상기 제2전극(442)에 상기 제2RF전력을 인가하지 않는다. 상기 전력인가부(5)는 상기 제2인가기구(52)를 이용하여 상기 제2전극(442)에 상기 제2주파수를 갖는 제2RF전력을 인가할 수 있다. 이에 따라, 상기 제2전극(442)과 상기 제1전극(441)에 상기 제2주파수를 갖는 제2RF전력이 인가됨으로써, 상기 제2주파수를 갖는 제2RF전력을 이용한 처리공정이 이루어질 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제2전극(442)과 상기 제1전극(441)이 서로 이격되게 형성된 경우, 상기 전력인가부(5)는 상기 제1전극(441)과 상기 제2전극(442) 중에서 적어도 하나에 RF전력을 인가할 수 있다. 상기 전력인가부(5)는 상기 제1인가기구(51)를 이용하여 상기 제1전극(441)에 상기 제1주파수를 갖는 제1RF전력을 인가함과 아울러 상기 제2인가기구(52)를 이용하여 상기 제2전극(442)에 상기 제2주파수를 갖는 제2RF전력을 인가할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1처리공간(110)에서는 상기 제1주파수를 갖는 제1RF전력을 이용한 처리공정이 이루어짐과 아울러 상기 제2처리공간(120)에서는 상기 제2주파수를 갖는 제2RF전력을 이용한 처리공정이 이루어질 수 있다. 상기 전력인가부(5)는 상기 제1인가기구(51)를 이용하여 상기 제1전극(441)에 상기 제1주파수를 갖는 제1RF전력을 인가함과 아울러 상기 제2인가기구(52)를 이용하여 상기 제2전극(442)에 상기 제2RF전력을 인가하지 않을 수도 있다. 또한, 상기 전력인가부(5)는 상기 제2인가기구(52)를 이용하여 상기 제2전극(442)에 상기 제2주파수를 갖는 제2RF전력을 인가함과 아울러 상기 제1인가기구(51)를 이용하여 상기 제1전극(441)에 상기 제1RF전력을 인가하지 않을 수도 있다.
도 1 내지 도 7을 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 회전부(7)를 포함할 수 있다.
상기 회전부(7)는 상기 기판지지부(3)를 회전시키는 것이다. 상기 회전부(7)는 상기 기판지지부(3)를 회전축(3a)을 중심으로 회전시킴으로써, 상기 기판지지부(3)의 지지된 기판(S)을 상기 회전축(3a)을 중심으로 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 기판지지부(3)에 지지된 기판(S)은 상기 제1전극(441)의 하측과 상기 제2전극(442)의 하측을 통과할 수 있다. 따라서, 상기 제1전극(441)의 하측을 통과하는 기판(S)에 대해 상기 제1주파수를 이용한 처리공정이 이루어지고, 상기 제2전극(442)의 하측을 통과하는 기판(S)에 대해 상기 제2주파수를 이용한 처리공정이 이루어질 수 있다. 즉, 상기 기판(S)이 상기 제1처리공간(110)과 상기 제2처리공간(120)을 순차적으로 통과하면서, 상기 기판(S)에 대해 서로 상이한 주파수를 가지는 RF전력을 이용한 처리공정이 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 전력인가부(5)는 상기 제1전극(441)에 상기 제1주파수를 가지는 제1RF전력을 인가하고, 상기 제2전극(442)에 상기 제2주파수를 가지는 제2RF전력을 인가할 수 있다.
한편, 상기 전력인가부(5)가 상기 제1전극(441)에 상기 제1주파수를 가지는 제1RF전력을 인가함과 아울러 상기 제2전극(442)에 상기 제2RF전력을 인가하지 않는 경우, 상기 기판지지부(3)에 지지된 기판(S)은 상기 제1전극(441)의 하측을 통과하는 동안에만 상기 제1주파수를 이용한 처리공정이 이루어질 수 있다. 상기 전력인가부(5)가 상기 제2전극(442)에 상기 제2주파수를 가지는 제2RF전력을 인가함과 아울러 상기 제1전극(441)에 상기 제1RF전력을 인가하지 않는 경우, 상기 기판지지부(3)에 지지된 기판(S)은 상기 제2전극(442)의 하측을 통과하는 동안에만 상기 제2주파수를 이용한 처리공정이 이루어질 수 있다.
도 1 내지 도 8을 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 검출부(6)를 포함할 수 있다.
상기 검출부(6)는 상기 상부전극(43)과 상기 하부전극(44) 모두에 삽입되도록 배치된 것이다. 상기 검출부(6)는 상기 제1전극(441)과 상기 제2전극(442)의 사이에 배치될 수 있다. 상기 검출부(6)에는 검출공(61)이 형성될 수 있다. 상기 검출공(61)은 상기 검출부(6)를 관통하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 검출공(61)을 통해 상기 챔버(2)의 외부에서 상기 챔버(2)의 내부를 확인할 수 있도록 구현된다. 예컨대, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 검출공(61)을 통해 상기 검출공(61)의 하측을 통과하는 기판(S)의 온도를 검출하도록 구현될 수 있다. 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 검출공(61)을 통해 상기 검출공(61)의 하측을 통과하는 기판(S)의 변형 정도를 검출하도록 구현될 수도 있다. 상기 검출부(6)의 상단에는 상기 검출공(61)을 가지는 투명창(62)이 결합될 수도 있다.
상기 검출부(6)는 상기 제1절연부재(451)에 삽입될 수 있다. 상기 검출부(6)는 절연 재질로 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 검출부(6)는 상기 제1전극(441)과 상기 제2전극(442)을 절연시키는 절연기능을 가짐과 아울러 상기 검출공(61)을 이용한 검출기능을 갖추도록 구현될 수 있다. 상기 검출부(6)가 절연 재질로 형성된 경우, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1절연부재(451) 없이 상기 검출부(6)로 상기 제1전극(441)과 상기 제2전극(442)을 절연시키도록 구현될 수도 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.

Claims (13)

  1. 챔버;
    상기 챔버의 내부에서 하나 이상의 기판을 지지하는 기판지지부;
    상기 기판지지부에 대향되도록 상기 기판지지부의 상측에 배치된 상부전극; 및
    상기 상부전극과 이격되어 상기 상부전극의 하측에 배치된 하부전극을 포함하고,
    상기 상부전극은 제1가스유로를 통해 제1가스를 분사하고, 상기 제1가스유로에 대해 공간적으로 분리된 제2가스유로를 통해 제2가스를 분사하며,
    상기 하부전극은,
    제1주파수를 가지는 제1RF전력이 인가되는 제1전극; 및
    상기 제1주파수와 상이한 제2주파수를 가지는 제2RF전력이 인가되는 제2전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극과 상기 제2전극은 서로 동일한 면적으로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1주파수는 상기 제2주파수보다 높은 주파수인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1주파수는 13.56 MHz 이상 100 MHz 이하이고,
    상기 제2주파수는 10 kHz 이상 4 MHz 이하인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극과 상기 제2전극의 사이에 절연체가 배치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상부전극은 상기 기판지지부 쪽으로 돌출된 복수개의 돌출전극을 포함하고,
    상기 돌출전극들 각각의 내부에는 상기 제1가스유로가 마련된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하부전극에는 복수개의 홀이 형성되고,
    상기 상부전극의 돌출전극들이 상기 복수개의 홀들 각각에 삽입되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판지지부를 회전시키는 회전부를 포함하고,
    상기 회전부는 상기 기판지지부에 지지된 기판이 상기 제1전극의 하측과 상기 제2전극의 하측을 통과하도록 상기 기판지지부를 회전시키며,
    상기 제1전극의 하측을 통과하는 기판에 대해 상기 제1주파수를 이용한 처리공정이 이루어지고,
    상기 제2전극의 하측을 통과하는 기판에 대해 상기 제2주파수를 이용한 처리공정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극에는 1kW 이상 5 kW 이하의 제1RF전력이 인가되고,
    상기 제2전극에는 1kW 이상 15 kW 이하의 제2RF전력이 인가되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 상부전극을 관통하여 형성된 제1관통공, 및 상기 제1관통공으로부터 이격된 위치에서 상기 상부전극을 관통하여 형성된 제2관통공을 포함하고,
    상기 제1전극은 상기 제1관통공에 삽입되는 제1연결돌기를 포함하되, 상기 제1연결돌기를 통해 상기 제1RF전력을 인가하는 제1인가기구에 연결되며,
    상기 제2전극은 상기 제2관통공에 삽입되는 제2연결돌기를 포함하되, 상기 제2연결돌기를 통해 상기 제2RF전력을 인가하는 제2인가기구에 연결되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1전극과 상기 제2전극의 사이에 배치된 검출부, 및 상기 검출부를 관통하여 형성된 검출공을 포함하고,
    상기 검출부는 상기 상부전극과 상기 하부전극 모두에 삽입되도록 배치되며,
    상기 회전부는 상기 기판이 상기 검출공의 하측을 통과하도록 상기 기판지지부를 회전시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 챔버;
    상기 챔버의 내부에서 하나 이상의 기판을 지지하는 기판지지부;
    상기 기판지지부에 대향되도록 상기 기판지지부의 상측에 배치된 가스분사부; 및
    RF전력을 인가하기 위한 전력인가부를 포함하고,
    상기 가스분사부는 서로 공간적으로 분리된 제1가스유로와 제2가스유로를 갖는 상부전극, 및 상기 상부전극과 상기 기판지지부의 사이에 배치된 하부전극을 포함하며,
    상기 하부전극은 상기 상부전극의 하측에 배치된 제1전극과 제2전극을 포함하고,
    상기 전력인가부는 상기 제1전극에 제1주파수를 갖는 제1RF전력을 인가 가능하도록 상기 제1전극에 연결된 제1인가기구, 및 상기 제2전극에 상기 제1주파수와 상이한 제2주파수를 갖는 제2RF전력을 인가 가능하도록 상기 제2전극에 연결된 제2인가기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전력인가부는 상기 제1전극과 상기 제2전극 중에서 적어도 하나에 RF전력을 인가하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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