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KR20120119903A - 플라즈마 발생 장치 및 기판 처리 장치 - Google Patents

플라즈마 발생 장치 및 기판 처리 장치 Download PDF

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KR20120119903A
KR20120119903A KR1020120115539A KR20120115539A KR20120119903A KR 20120119903 A KR20120119903 A KR 20120119903A KR 1020120115539 A KR1020120115539 A KR 1020120115539A KR 20120115539 A KR20120115539 A KR 20120115539A KR 20120119903 A KR20120119903 A KR 20120119903A
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KR
South Korea
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power
electrode
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gas distribution
electrodes
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KR1020120115539A
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장홍영
서상훈
이윤성
Original Assignee
주성엔지니어링(주)
한국과학기술원
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Abstract

본 발명은 플라즈마 발생 장치 및 기판처리 장치를 제공한다. 이 플라즈마 발생 장치는 상판을 포함하는 진공 용기, 상판의 하부에 배치되고 공정 가스를 토출하는 복수의 노즐들을 포함하는 가스 분배부, 가스 분배부의 하부에 배치되고 제1 방향으로 나란히 연장되는 절연 지지부들, 가스 분배부의 하부에 배치되고 상기 제1 방향으로 나란히 연장되는 접지 전극들, 절연지지부의 하부에 배치되고 접지 전극들 사이에서 제1 방향으로 나란히 연장되는 전원 전극들, 및 가스 분배부 및 절연 지지부를 관통하여 전원 전극들에 RF 전력을 공급하는 전력 공급부를 포함한다.

Description

플라즈마 발생 장치 및 기판 처리 장치{PLASMA GENERATION APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 축전 결합 플라즈마 발생 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로 복수의 전극으로 분할된 축전 결합 플라즈마 발생 장치에 관한 것이다.
(과제고유번호 - 2008NPV12J0331202010, 부처명 - (평가원)신재생에너지팀-11, 연구관리전문기관 - 한국 에너지기술평가원, 연구사업명 - 초저원가 초대면적 초고효율 다층 Si 박막 (triple layer) 태양전지 양산화 모듈 개발, 연구과제명 - 박막형 태양전지 생산을 위한 대면적 고밀도 PECVD 소스 개발 및 플라즈마 진단, 주관기관 - LG전자, (위탁기관) KAIST, 연구기간 - 2008. 10. 1 ~ 2011. 9 .30)
고주파 평판형 축전 결합 플라즈마 장치는 공정 균일성 및 공정 속도에 한계가 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 전극들의 패턴이 기판에 형성되지 않고 공정 균일성 및 공정 속도를 가진 플라즈마 발생 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 전극들의 패턴이 기판에 형성되지 않고 공정 균일성 및 공정 속도를 가진 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치는 상판을 포함하는 진공 용기, 상기 상판의 하부에 배치되고 공정 가스를 토출하는 복수의 노즐들을 포함하는 가스 분배부, 상기 가스 분배부의 하부에 배치되고 제1 방향으로 나란히 연장되는 절연 지지부들, 상기 가스 분배부의 하부에 배치되고 상기 제1 방향으로 나란히 연장되는 접지 전극들, 상기 절연지지부의 하부에 배치되고 상기 접지 전극들 사이에서 제1 방향으로 나란히 연장되는 전원 전극들, 및 상기 가스 분배부 및 상기 절연 지지부를 관통하여 상기 전원 전극들에 RF 전력을 공급하는 전력 공급부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가스 분배부는 일정한 간격으로 배치되고 제1 방향으로 연장되는 스페이서들을 포함하고, 상기 스페이서는 상기 절연 지지부들 사이에 배치되고, 상기 노즐들은 상기 스페이서를 관통하여 배치된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 절연 지지부들의 두께는 상기 스페이서의 높이와 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 절연 지지부는 상부 절연판, 및 상기 상부 절연판과 정렬되고 상기 상부 절연판의 하부에 배치된 하부 절연판을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가스 분배부는 상부 가스 분배판, 및 상기 상부 가스 분배판의 하부에 배치되는 하부 가스 분배판을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 하부 가스 분배판은 상기 하부 가스 분배판의 상부면에 제1 방향으로 연장되고 상기 노즐들과 연결되는 제1 트렌치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 하부 분배판은 상기 제1 트렌치의 중심부에 배치된 전극 결합용 관통홀을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 상부 가스 분배판은 상기 상부 가스 분배판의 상부면에 상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향으로 연장되는 제2 트렌치, 및 상기 제2 트렌치의 내부에 배치되고 상기 제1 트렌치와 정렬되는 가스 공급 관통홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접지 전극은 상기 접지 전극의 상부면 중심에 상기 제1 방향으로 연장되는 돌출부를 포함하고, 상기 공정 가스는 상기 노즐들을 통하여 상기 돌출부의 양 측면으로 공급될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접지 전극과 상기 전원 전극 사이의 간격은 소정의 영역에 대하여 일정하도록 테이퍼질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전력 공급부는 상기 전원 전극에 연결되는 전력 공급 라인, 상기 전력 공급 라인을 감싸고 상기 상판에 형성된 관통홀의 턱에 걸치는 제1 절연부재, 및 상기 제1 절연 부재 상에 배치되고 상기 상판의 상기 관통홀에 삽입되는 제2 연결부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전력 공급부에 RF 전력을 분배하는 전력 분배부를 더 포함한다. 상기 전력 분배부는: 관통하는 전력 분배 패턴을 가진 베이스 판, 상기 베이스 판의 상기 전력 분배 패턴에 삽입되는 하부 절연 패턴, 상기 하부 전연 패턴 상에 배치되는 상부 절연 패턴, 상기 상부 절연패턴 상에 배치되는 전력 분배 라인, 및 상기 베이스 판의 상부면을 덮고 있는 전력 분배 상판을 포함한다. 상기 전력 공급부는 RF 전력을 상기 전력 분배 라인들에 분배한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 고정 지지부를 더 포함한다. 상기 고정 지지부는 상기 전원 전극에 연결되는 고정 라인, 상기 고정 라인을 감싸고 상기 상판에 형성된 관통홀의 턱에 걸치는 제3 절연부재, 및 상기 제3 절연 부재 상에 배치되고 상기 상판의 상기 관통홀에 삽입되는 제4 연결부재를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치는 상판을 포함하는 진공 용기, 상기 상판의 하부에 제1 방향으로 나란히 연장되고 상기 제1 방향을 가로지는 제2 방향으로 이격되어 배치는 절연 지지부들, 상기 절연 지지부들 사이를 채우고 상기 절연 지지부들 상에 배치되는 가스 분배부, 상기 절연 지지부들의 하부에 배치되고 상기 제1 방향으로 연장되는 전원 전극들, 및 상기 절연 지지부들 사이의 공간의 하부에 배치되고 제1 방향으로 연장되는 접지 전극들을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가스 분배부는 복수의 노즐들을 포함하고, 상기 노즐들은 상기 절연 지지부들 사이의 공간을 관통하여 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가스 분배부는 상부 가스 분배판, 및 상기 상부 가스 분배판의 하부에 배치되는 하부 가스 분배판을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 하부 가스 분배판은 상기 하부 가스 분배판의 상부면에 제1 방향으로 연장되고 상기 노즐들과 연결되는 제1 트렌치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 절연 지지부는 복수의 노즐들을 포함한다. 상기 노즐들은 상기 절연 지지부를 관통하여 상기 접지 전극과 상기 전원 전극 사이에 배치된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전원 전극에 복수의 지점에서 전력을 공급하는 전력 공급부를 더 포함한다. 상기 전력 공급부는 상기 전원 전극에 연결되는 전력 공급 라인, 상기 전력 공급 라인을 감싸고 상기 상판에 형성된 관통홀의 턱에 걸치는 제1 절연부재, 및 상기 제1 절연 부재 상에 배치되고 상기 상판의 상기 관통홀에 삽입되는 제2 연결부재를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전력 공급부에 RF 전력을 분배하는 전력 분배부를 더 포함한다. 상기 전력 분배부는 관통하는 전력 분배 패턴을 가진 베이스 판, 상기 베이스 판의 상기 전력 분배 패턴에 삽입되는 하부 절연 패턴, 상기 하부 전연 패턴 상에 배치되는 상부 절연 패턴, 상기 상부 절연패턴 상에 배치되는 전력 분배 라인, 및 상기 베이스 판의 상부면을 덮고 있는 전력 분배 상판을 포함한다. 상기 전력 공급부는 RF 전력을 상기 전력 분배 라인들에 분배한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 상판을 포함하는 진공 용기, 상기 상판의 하부에 배치되고 공정 가스를 토출하는 복수의 노즐들을 포함하는 가스 분배부, 상기 가스 분배부의 하부에 배치되고 제1 방향으로 나란히 연장되는 절연 지지부들, 상기 가스 분배부의 하부에 배치되고 상기 제1 방향으로 나란히 연장되는 접지 전극들, 상기 절연지지부의 하부에 배치되고 상기 접지 전극들 사이에서 제1 방향으로 나란히 연장되는 전원 전극들, 상기 전원 전극들 및 상기 접지 전극들의 하부에 배치되고 기판을 장착하는 기판 홀더, 및 상기 가스 분배부 및 상기 절연 지지부를 관통하여 상기 전원 전극들에 RF 전력을 공급하는 전력 공급부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 상판을 포함하는 진공 용기, 상기 상판의 하부에 제1 방향으로 나란히 연장되고 상기 제1 방향을 가로지는 제2 방향으로 이격되어 배치는 절연 지지부들, 상기 절연 지지부들 사이를 채우고 상기 절연 지지부들 상에 배치되는 가스 분배부, 상기 절연 지지부들의 하부에 배치되고 상기 제1 방향으로 연장되는 전원 전극들, 상기 전원 전극들 및 상기 접지 전극들의 하부에 배치되고 기판을 장착하는 기판 홀더, 및 상기 절연 지지부들 사이의 공간의 하부에 배치되고 제1 방향으로 연장되는 접지 전극들을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치는 분할된 전원 전극의 구조를 가질 수 있다. 상기 분할된 전원 전극은 라인 형상을 가지며, 상기 전원 전극에 복수의 지점에 RF 전원을 공급하여 상기 전원 전극의 길이 방향으로 정상파 효과를 감소시키고 균일한 플라즈마를 형성할 수 있다. 또한, 상기 전원 전극들 사이에 접지 전극을 배치하여 안정적이고 서로 독립적인 플라즈마를 형성한다. 복수의 지점에 RF 전원을 공급하여 전원 전극의 길이 방향에 수직 방향으로의 정상파 효과를 제거하고, 기판은 플로팅 상태로 유지할 수 있다. 이에 따라, 플라즈마의 충격에 기인한 상기 기판의 격자 흠결 밀도는 감소할 수 있다. 상기 전원 전극과 상기 기판 사이의 간격은 수 토르(Torr)의 고압력에서 수 센치 미터(cm)이하로 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 설명하는 부분 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 II-II'선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 전력 분배부를 설명하는 평면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 플라즈마 발생 장치를 설명하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 도면이다.
1m x 1m 이상의 대면적의 평판 패널 디스플레이 공정 또는 태양 전지 공정에는 정상파 효과(standing wave effect)에 의해 축전 결합 플라즈마의 밀도가 균일하지 않을 수 있다. 상기 정상파 효과는 플라즈마 균일성을 악화시킬 수 있다.
폴리 실리콘을 이용하는 태양 전지 공정에서, 상기 폴리 실리콘의 높은 성장 속도 및 낮은 격자 흠결 밀도(defects density)가 요구된다. 따라서, 작은 격자 흠결 밀도, 높은 성장 속도, 및 공정 균일성을 가진 폴리실리콘 플라즈마 증착 장치는 박막형 태양전지의 가장 중요한 해결 과제이다.
축전 결합 플라즈마의 구동 주파수의 증가는 이온 충격 에너지(ion bombardment energy)를 감소시키고, 전자밀도를 증가시키고, 전자온도를 감소시킬 수 있다. 그러나, 상기 구동 주파수의 증가에 따라, 상기 정상파 효과가 증가하여 플라즈마 균일도는 감소할 수 있다. 따라서, 13. 56 Mhz 이상의 구동 주파수에서 고밀도의 균일한 플라즈마를 얻은 방법이 요구된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치는 13.56 Mhz 내지 200 Mhz의 RF 전원을 복수의 라인 형상의 전원 전극들에 인가한다. 전원 전극의 길이 방향으로의 상기 정상파 효과를 감소시키기 위하여, 상기 전원 전극들 각각은 복수의 위치에서 전력이 공급된다. 상기 전력 공급 위치를 중심으로 좌우측의 전류 분포는 대칭적일 수 있다. 또한, 상기 전원 전극들 사이에 접지 전극이 배치된다. 전원 전극과 접지 전극 사이에 플라즈마 발생이 가능하므로 기판은 플로팅(floating) 상태에 있을 수 있다. 상기 기판은 플라즈마의 충격을 감소시키어 격자 흠결 밀도를 감소시킬 수 있다. 그리고 접지 전극은 전원 전극들이 서로 분리된 방전이 되도록 하여서 전극의 길이 방향에 수직한 방향으로의 정상파 효과를 제거하는 역할도 한다.
상기 전원 전극들과 상기 접지 전극들이 서로 나란히 연장되는 경우, 기판의 표면에 상기 전원 전극들의 패턴이 형성될 수 있다. 따라서, 공정 균일도가 감소할 수 있다. 상기 전원 전극들 및 상기 접지 전극들의 형상은 상기 기판의 공정 균일도에 영향을 미친다. 또한, 상기 전원 전극과 기판 사이의 거리를 증가는 상기 공정 균일성을 증가시킬 수 있다. 하지만, 상기 전원 전극과 기판 사이의 거리 증가는 공정 속도를 감소시킨다. 따라서, 높은 공정 속도 및 공정 균일성을 제공하는 상기 전원 전극들과 상기 접지 전극들의 새로운 구조가 요구된다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치는 경사 전극 구조를 제안한다. 또한, 상기 전원 전극과 상기 접지 전극의 간격이 좁다. 따라서, 새로운 가스 분배 구조가 요구된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 설명하는 부분 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 II-II'선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 전력 분배부를 설명하는 평면도이다.
도 1 내지 도 4을 참조하면, 플라즈마 발생 장치(100)는 상판(104)을 포함하는 진공 용기(102), 상기 상판(104)의 하부에 배치되고 공정 가스를 토출하는 복수의 노즐들(132)을 포함하는 가스 분배부(130), 상기 가스 분배부(130)의 하부에 배치되고 제1 방향으로 나란히 연장되는 절연 지지부들(150), 상기 가스 분배부(130)의 하부에 배치되고 상기 제1 방향으로 나란히 연장되는 접지 전극들(120), 상기 절연 지지부들(150)의 하부에 배치되고 상기 접지 전극들(120) 사이에서 제1 방향으로 나란히 연장되는 전원 전극들(110), 및 상기 가스 분배부(130) 및 상기 절연 지지부(150)를 관통하여 상기 전원 전극들(120)에 RF 전력을 공급하는 전력 공급부(240)를 포함한다.
상기 진공 용기(102)는 대기압 이하의 압력을 가질 수 있다. 상기 진공 용기(102)는 직육면체 형상의 용기일 수 있다. 상기 진공 용기(102)는 상판(104)을 포함할 수 있다.
상기 진공 용기(102)에 가스 유입부(미도시) 및 가스 배기부(미도시)가 배치될 수 있다. 상기 가스 유입부(미도시)는 상기 진공 용기(102)에 공정 가스를 제공할 수 있다. 상기 가스 배기부는 상기 진공 용기(102)의 공정 가스 및 반응 부산물을 외부로 배출할 수 있다. 상기 플라즈마 발생 장치(100)는 비정질 또는 다결정 실리콘을 기판(182) 상에 형성할 수 있다. 상기 진공 용기(102)의 압력은 수백 밀리토르(mTorr) 내지 수 토르(Torr)일 수 있다.
상기 기판(182)은 기판 홀더(180) 상에 배치될 수 있다. 상기 기판 홀더(180)는 상기 상판(104)을 대향하여 배치될 수 있다. 상기 기판(182)은 상기 상판(104)과 평행하게 배치될 수 있다. 상기 기판(182)은 반도체 기판, 유리 기판, 또는 유전체 기판일 수 있다. 상기 기판(182)은 사각형 기판일 수 있다. 상기 기판(182)에 증착되는 물질은 비정질 또는 다결정 실리콘일 수 있다. 상기 기판 홀더(180)는 가열부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 가열부는 상기 기판(182)을 가열할 수 있다. 상기 기판(182)의 온도는 상온 내지 섭씨 300 도 일 수 있다. 상기 기판(182) 또는 상기 기판 홀더(180)는 전기적으로 플로딩(flating)될 수 있다. 상기 기판(182)과 상기 전원 전극(110)의 사이의 간격(g)은 수 내지 수십 센치미터(cm)일 수 있다.
상기 상판(104)은 상기 진공 용기(102)의 상부면에 배치될 수 있다. 상기 상판(104)은 금속일 수 있다. 상기 상판(104)은 알루미늄 또는 스테인레스일 수 있다. 상기 상판(104)은 사각판 형상을 가질 수 있다. 상기 상판(104)과 상기 진공 용기(102)는 밀착되어 진공을 유지할 수 있다. 상기 상판(104)은 복수의 관통홀들(106)을 포함할 수 있다. 전력 공급 라인(142)은 상기 관통홀(106)에 배치된다. 상기 전력 공급 라인(142)은 전력 분배부(250)와 상기 전원 전극(110)을 전기적으로 연결한다. 또한, 상기 전력 공급 라인(142)은 전원 전극(110)을 지지할 수 있다. 상기 관통홀(106)은 제1 방향을 가로지르는 제2 방향으로 정렬될 수 있다. 상기 관통홀(106)은 상기 전원 전극의 양단 상에 배치될 수 있다. 상기 관통홀(106)은 직경 큰 제1 홀(106a)과 상기 제1 홀(106a)에 정렬된 직경이 작은 제2 홀(106b)을 포함할 수 있다.
또한, 보조 관통홀(107)은 상기 관통홀(106)과 상기 제1 방향으로 이격되어 상기 상판(104)의 양쪽 가장 자리 영역에 배치될 수 있다. 상기 보조 관통홀(107)은 상기 관통홀(106)과 동일한 형상일 수 있다.
상기 가스 분배부(130)는 상기 가스 유입부로부터 공정 가스를 공급받을 수 있다. 상기 가스 분배부(130)는 상기 상판(104)의 하부에 배치될 수 있다. 상기 가스 분배부(130)는 상부 가스 분배판(130a), 및 상기 상부 가스 분배판(130a)의 하부에 배치되는 하부 가스 분배판(130b)을 포함할 수 있다.
상기 하부 가스 분배판(130b)은 상기 하부 가스 분배판(130b)의 상부면에 제1 방향으로 연장되고 상기 제1 방향으로 배치된 상기 노즐들(132)과 정렬되는 제1 트렌치(133)를 포함할 수 있다. 상기 노즐들(132)은 일정한 간격을 가지고 상기 제1 방향으로 정렬될 수 있다.
상기 가스 분배부(130)는 일정한 간격으로 배치되고 제1 방향으로 연장되는 스페이서들(232)을 포함할 수 있다. 상기 스페이서들(232)은 상기 하부 가스 분배판(130b)의 하부에서 수직 방향(기판 방향)으로 연장될 수 있다. 상기 스페이서(232)는 상기 절연 지지부들(150) 사이에 배치된다. 상기 노즐들(132)은 상기 스페이서(232)를 관통하여 배치된다. 상기 절연 지지부들(150)의 두께는 상기 스페이서(232)의 높이와 동일할 수 있다. 상기 노즐들(132)의 일단은 상기 제1 트렌치(133)에 연결되고, 상기 노즐들(132)의 타단은 "T" 형태로 갈라질 수 있다. 상기 스페이서(230)에 배치된 노즐들(132)은 열팽창 또는 오정렬에 의한 문제를 제거할 수 있다.
또한, 절연 지지부(150)가 노즐을 가지는 경우에는, 노즐을 형성하기 위한 세라믹 가공비용이 증가한다. 하지만, 상기 스페이서(230)에 형성된 노즐은 가공 비용을 현저히 줄일 수 있다.
상기 하부 가스 분배판(130b)은 하부 관통홀들(137b)을 포함할 수 있다. 상기 상부 가스 분배판(130a)는 상기 하부 관통홀들(137b)에 정렬된 상부 관통홀들(137a)을 포함할 수 있다. 상기 하부 관통홀들(137b)은 상기 하부 가스 분배판(130b)에 한 쌍씩 형성될 수 있다. 상기 상부 관통홀들(137a)은 상기 상부 가스 분배판(130a)에 한 쌍씩 형성될 수 있다. 상기 하부 관통홀들(137b) 및 상기 상부 관통홀들(137a)은 상기 상판(104)에 형성된 상기 관통홀(106)과 정렬될 수 있다.
보조 관통홀(137c)은 상기 하부 관통홀(137b) 및 상기 상부 관통홀(137a)과 상기 제1 방향으로 이격되어 형성될 수 있다. 상기 보조 관통홀(137c)은 상기 가스 분배부(130)을 관통할 수 있다. 상기 보조 관통홀(137c)은 상기 상판(104)에 형성된 보조 관통홀(107)과 정렬될 수 있다.
상기 하부 가스 분배판(130b)은 상기 제1 트렌치(133)의 중심부에 배치된 접지 전극 결합용 관통홀들(138)을 더 포함할 수 있다. 상기 전극 결합용 관통홀들(138)은 상기 접지 전극(120) 상에 배치될 수 있다. 상기 접지 전극(120)은 상기 전극 결합용 관통홀들(138)과 정렬된 홀들(127)을 포함한다.
결합 수단(미도시)은 상기 하부 분배판(130b)과 상기 접지 전극(120)을 상기 전극 결합용 관통홀(138)을 통하여 상기 접지 전극(120)의 상부면에 형성된 홀(127)에 고정 결합시킬 수 있다. 상기 결합 수단은 볼트일 수 있다.
상기 상부 가스 분배판(130a)은 상기 상부 가스 분배판(130a)의 상부면에 상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향으로 연장되는 제2 트렌치(139), 및 상기 제2 트렌치(139)의 내부에 배치되고 상기 제1 트렌치(133)와 정렬되는 가스 공급 관통홀(136)을 포함할 수 있다.
가입 유입부(미도시)는 상기 상판(104) 상에 배치될 수 있다. 상기 상판(104)에 형성된 관통홀(미도시)을 따라, 공정 가스는 상기 제2 트렌치들(139)로 유입된다. 상기 제2 트렌치(139)는 상기 제2 방향을 따라 나란히 연장되고, 복수 개일 수 있다. 상기 제2 트렌치들(139)은 상기 제1 방향으로 연장되는 보조 트렌치(미도시)를 통하여 연결될 수 있다. 상기 보조 트렌치들은 상기 상부 분배판(130b)의 가장 자리에 배치될 수 있다.
상기 제2 트렌치(139)의 내부에는 복수의 가스 공급 관통홀들(136)이 배치된다. 상기 가스 공급 관통홀들(136)은 상기 제2 방향을 따라 일정한 간격을 가지고 배치된다. 이에 따라, 상기 공정 가스는 상기 가스 공급 관통홀들(136)을 통하여 상기 제1 트렌치(133)에 제공된다. 상기 제1 트렌치(133)에 제공된 상기 공정 가스는 상기 노즐들(132)에 공급된다.
상기 상부 가스 분배판(130a) 및 상기 하부 가스 분배판(130b)은 결합 수단을 통하여 결합할 수 있다. 상기 결합 수단은 볼트일 수 있다. 이에 따라, 공정 가스는 상기 가스 유입부, 상기 제2 트렌치(139), 상기 가스 공급 관통홀(136), 상기 제1 트렌치(133), 및 상기 노즐들(132)을 통하여 공급된다.
상기 가스 분배부(130)는 제1 방향으로 형성된 제1 트렌치(133)와 제2 방향으로 형성된 제2 트렌치(139)를 이용하여 상기 전원 공급 라인(142) 및 상기 고정 라인(143)을 피하여 상기 노즐들(132)들에 공간적으로 균일하게 공정 가스를 제공할 수 있다. 상기 노즐들(132)은 상기 접지 전극(120) 상에 공정 가스를 제공할 수 있다. 상기 노즐들(132)은 일정한 간격으로 제1 방향으로 배열될 수 있다.
상기 가스 분배부(130)는 도체로 형성될 수 있다. 상기 가스 분배부(130)는 접지될 수 있다.
상기 가스 분배부(130)의 하부에 절연 지지부(150)가 배치된다. 상기 절연 지지부(150)는 알루미나, 세라믹, 쿼츠, 테프론, 및 실리콘 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 절연 지지부(150)는 복층일 수 있다. 상기 스페이서(232)들 사이에 상기 절연 지지부(150)가 배치된다. 상기 절연 지지부(150)는 제1 방향으로 연장되는 라인 형상을 가질 수 있다.
상기 절연 지지부(150)는 상부 절연 지지부(150a), 및 상기 상부 절연 지지부(150a)의 하부에 배치된 하부 절연 지지부(150b)를 포함할 수 있다. 상기 상부 절연 지지부(150a)와 상기 하부 절연 지지부(150b)는 서로 정렬될 수 있다.
상기 상부 절연 지지부(150a)는 테프론, 피크(PEEK) 수지, 세라믹, MICA, 및 플라스틱 재질 일 수 있다. 한편, 하부 절연 지지부(150b)는 세라믹, 알루미나일 수 있다.
상기 절연 지지부(150)는 관통홀(152)을 포함할 수 있다. 상기 관통홀(152)은 상기 절연 지지부(150)의 중심에 배치될 수 있다. 상기 관통홀(152)은 상기 상부 절연 지지부(150a)에 형성된 상부 관통홀과 상기 하부 절연 지지부(150b)에 형성된 하부 관통홀을 포함할 수 있다. 상기 상부 관통홀은 상기 하부 관통홀과 정렬될 수 있다. 상기 상부 관통홀은 턱을 가질 수 있다.
상기 전력 공급부(240)는 상기 전원 전극(110)에 연결되는 전력 공급 라인(142), 상기 전력 공급 라인(142)을 감싸고 상기 상판(104)에 형성된 관통홀(106)의 턱에 걸치는 제1 절연부재(242), 및 상기 제1 절연 부재(242) 상에 배치되고 상기 상판(104)의 상기 관통홀(106)에 삽입되는 제2 연결부재(243)를 포함할 수 있다.
상기 전력 공급 라인(142)은 상기 상부 관통홀(137a), 상기 하부 관통홀(137b) 및 상기 관통홀(152)을 통하여 상기 전원 전극(110)에 연결된다. 이에 따라, RF 전력은 복수의 상기 전력 공급 라인들(142)을 통하여 상기 전원 전극(110)에 공급된다. 이에 따라, 정상파 효과는 감소될 수 있다.
*상기 절연지지부(150)의 보조 관통홀(153)은 상기 관통홀(152)에 대하여 상기 제1 방향으로 이격되어 배치된다. 상기 보조 관통홀(153)은 상기 절연 지지부(150)를 관통할 수 있다. 상기 보조 관통홀(153)은 상기 가스 분배부(130)의 보조 관통홀(137c)과 정렬될 수 있다. 상기 보조 관통홀(153)은 상기 관통홀(152)과 동일한 형상일 수 있다. 상기 고정 라인(143)은 상기 보조 관통홀(153, 137c)을 통하여 상기 전원 전극(110)에 연결된다. 이에 따라, 복수의 상기 고정 라인들(143)은 상기 상판(104)과 절연되고 상기 상판(104)에 고정 결합한다. 이에 따라, 상기 전원 전극(110), 상기 절연 지지부(150), 및 상기 가스 분배부(130)는 상기 상판(104)에 고정된다. 상기 고정 라인(143)은 상기 전력 공급 라인(142)과 유사한 구조를 가진다. 그러나, 상기 고정 라인(143)은 RF 전원에 연결되지 않는다.
상기 제1 절연부재(242)의 일단은 상기 절연지지부(150)의 관통홀(152)에 삽입될 수 있다. 상기 제1 절연 부재(242)는 직경 서로 다른 원통형 실린더가 결합한 형상일 수 있다. 상기 제1 절연 부재(242)는 상기 전력 공급 라인(142)에 삽입된다. 상기 제1 절연 부재는 상기 상판의 관통홀(106)에 걸리도록 배치된다. 상기 제1 절연 부재(242)는 상기 상판(104)의 관통홀(106)의 턱에 걸린다.
제2 절연 부재(243)는 상기 전력 공급 라인(142)에 삽입되고 상기 제1 절연 부재(242) 상에 배치된다. 상기 제1 절연 부재(242)와 상기 제2 절연부재(243) 사이에 진공 실링부가 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 진공 실링부는 상기 상판의 관통홀(106)의 내측면과 상기 제1 절연 부재(242)와 상기 제2 절연 부재(243)를 동시에 실링할 수 있다.
상기 전원 공급 라인(142)은 상기 제2 절연 부재에 삽입되어 걸리도록 와셔부(142a)를 가질 수 있다. 상기 와셔부(142a)의 하부면과 상기 제2 절연부재(243)의 상부면 사이에 실링부재가 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 전원 공급 라인(142)은 상기 제2 절연 부재(243)와 실링된다. 이에 따라, 상기 전력 공급부(240)는 진공 실링과 절연을 동시에 수행할 수 있다.
상기 고정 지지부(240a)는 상기 전원 전극(110)에 연결되는 고정 라인(143), 상기 고정 라인(143)을 감싸고 상기 상판(104)에 형성된 보조 관통홀(107)의 턱에 걸치는 제3 절연부재(242a), 및 상기 제3 절연 부재(242a) 상에 배치되고 상기 상판(104)의 상기 관통홀(107)에 삽입되는 제4 연결부재(243a)를 포함할 수 있다. 상기 고정 라인(143)는 보조 관통홀(107,137c,153)에 삽입될 수 있다.
상기 고정 지지부(240a)의 형상은 상기 전력 공급부(240)와 유사하다. 다만, 상기 고정 지지부(240a)는 RF 전원에 연결되지 않고, 상기 전원 전극(110)을 상기 상판(104)에 고정하고 지지한다.
상기 접지 전극(120)은 상기 스페이서(232)의 하부에 배치되어 상기 제1 방향으로 연장될 수 있다. 상기 접지 전극(120)의 상부면에는 돌출부(122)를 포함할 수 있다. 상기 돌출부(122)는 제1 방향으로 연장될 수 있다. 이에 따라, 상기 노즐들(132)에 의하여 공급된 공정 가스는 상기 돌출부(122)의 양 측면을 통하여 상기 전원 전극(110)과 상기 접지 전극(120) 사이의 방전 공간에 제공될 수 있다. 상기 공정 가스는 수소 가스(H2)와 사일렌(SiH4)를 포함할 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 돌출부는 상기 제1 방향 계속 연장되고 않을 수 있다. 이에 따라, 상기 노즐들(132)와 상기 접지 전극이 만나는 영역에만, 공정가스가 흐를 수 있는 틈이 상기 접지 전극의 상부면에 형성될 수 있다.
상기 접지 전극들(120)은 제1 방향으로 나란히 연장될 수 있다. 상기 접지 전극들(120) 사이의 간격은 일정할 수 있다. 상기 접지 전극(120)은 프리즘 형상 또는 절두 삼각기둥 형상을 포함할 수 있다. 상기 접지 전극(120)과 상기 전원 전극(110) 사이의 간격(d)이 일정한 영역을 포함하는 한, 상기 접지 전극(120) 형상 및 상기 전원 전극(110)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다. 노출된 상기 접지 전극들은 곡면을 형성할 수 있다. 곡면 처리는 공정 가스의 원활한 흐름을 제공하고, 기판 상에 전원 전극에 의한 패턴 형성을 억제할 수 있다.
상기 접지 전극들(120)은 상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향으로 배열될 수 있다. 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 의하여 정의되는 평면은 상기 상판(104)이 배치되는 평면과 평행할 수 있다. 상기 접지 전극들(120)의 상부면 및 상기 전원 전극들의 상부면은 상기 절연 지지부(150)의 하부면과 동일할 수 있다.
상기 접지 전극(120)의 일단의 폭은 t3이고, 상기 접지 전극(120)의 타단의 폭은 t4이다. t3은 t4보다 크다. 상기 접지 전극(120)의 타단은 상기 기판(182)을 향할 수 있다. 따라서, 상기 접지 전극(120)은 테이퍼질 수 있다. 상기 접지 전극(120b)의 타단은 곡선 형일 수 있다. 제3 방향은 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 의하여 형성된 면에 수직한다. 상기 제3 방향과 상기 접지 전극(120)의 일측면 사이의 각도(θ)는 5 도 내지 15도 일 수 있다.
상기 전원 전극(110)은 상기 절연 지지부(150)에 부착될 수 있다. 상기 전원 전극(110)의 상부면은 상기 절연 지지부(150)의 하부면과 일치할 수 있다. 상기 전원 전극(110)은 상기 접지 전극(120)의 길이 방향으로 연장된다. 상기 전원 전극(110)은 도전성 물질일 수 있다. 상기 전원 전극(110)은 상기 제1 방향으로 나란히 연장될 수 있다. 상기 전원 전극들(110)은 제2 방향으로 이격되어 배열될 수 있다. 상기 전원 전극들(110)은 짝수일 수 있다. 상기 절연 지지부(150)와 접촉하는 전원 전극의 측면에는 할로우 케소드 방전을 위한 복수의 홀들(112)이 형성될 수 있다. 전력 공급라인(142)은 상기 전원 전극(110)에 고정결합할 수 있다.
*상기 절연 지지부(150)와 접하는 면에서 상기 전원 전극(110)의 일단의 폭은 t1이고, 상기 전원 전극(110)의 타단의 폭은 t2이다. t1은 상기 t2보다 작다. 상기 전원 전극(110)과 상기 접지 전극(120) 사이의 간격(d)은 일정할 수 있다. 상기 전원 전극(110)과 상기 접지 전극(120) 사이의 간격(d)은 3 mm 내지 10 mm일 수 있다. d가 3mm 미만이면, 방전이 어려울 수 있다. 또한, d가 10 mm 초과이면, 방전에 의한 공정 균일도가 저하될 수 있다. 상기 전원 전극(110)의 타단은 곡선 형일 수 있다. 상기 전원 전극의 높이(h1)는 상기 접지 전극의 높이(h2)보다 크거나 같을 수 있다.
상기 전원 전극들(110)은 상기 접지 전극(120)을 마주보는 면에 적어도 하나의 홀들(112)을 포함할 수 있다. 상기 홀들(112)은 규칙적으로 배치된다. 상기 홀들(112)은 할로우 케소드 방전을 유발할 수 있다. 상기 홀들(112)은 제1 방향으로 정렬될 수 있다.
축전 결합 플라즈마에서, 상기 RF 전원(170)의 주파수가 증가하면, 플라즈마 밀도가 증가할 수 있다. 그러나, 상기 RF 전원(170)의 주파수가 증가하면, 정상파 효과는 증가할 수 있다. 상기 정상파 효과는 플라즈마 균일도 및 공정 균일도를 제약할 수 있다. 또한, 주파수의 증가에 따라, 공정 안정성 또는 공정 재현성은 감소할 수 있다. 따라서, 최적의 상기 RF 전원(170)의 주파수는 30 Mhz 내지 60 Mhz일 수 있다.
상기 전원 전극(110)의 노드들(N1,N2)에 RF 전력의 공급은 상기 정상파 효과를 감소시킬 수 있다. 상기 전원 전극(110)에 RF 전력이 공급되는 위치에 따라 플라즈마 밀도 분포는 변경될 수 있다.
상기 전원 전극들(110)은 균등하게 N 분할될 수 있다. 상기 전원 전극(110)의 N 분할된 부분의 중심부에 RF 전력이 공급된다. 즉, 상기 전원 전극(110)의 노드들(N1, N2)은 분할된 부분의 중심부에 위치할 수 있다. 상기 전원 전극(110)의 전류 분포 또는/및 전압 분포는 상기 전원 전극(110)의 중심에 대하여 대칭적일 수 있다.
예를 들어, 상기 전원 전극들(110)은 노드들(N1,N2)을 포함할 수 있다. 상기 노드들(N1,N2)은 상기 RF 전원(170)의 전력을 상기 전원 전극(110)에 공급할 수 있다. 상기 노드들(N1,N2)은 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)를 포함한다. 상기 전원 전극(140)의 길이는 L이다. 상기 제1 노드(N1)는 L/4에 위치하고, 상기 제2 노드(N2)는 3L/4에 위치할 수 있다. 상기 노드들(N1,N2)에서 전류는 최대값을 가질 수 있고, 상기 노드들(N1,N2)에서 전압은 최소값을 가질 수 있다. 상기 전류 또는 상기 전압의 분포는 상기 노드들(N1,N2) 중심을 좌우 대칭일 수 있다. 상기 노드들(N1,N2)에서 전압의 위상은 동위상일 수 있다.
상기 노드들(N1,N2)의 위치는 상기 제1 방향의 공정 균일도를 가지도록 변경될 수 있다.
플라즈마는 상기 전원 전극(110)과 상기 접지 전극(120) 사이에 형성될 수 있다. 상기 전원 전극(110)과 상기 접지 전극(120) 사이의 간격(d)는 3mm 내지 15 mm일 수 있다. 상기 전원 전극(110)과 상기 접지 전극(120)이 인접한 구조는 플라즈마의 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 플라즈마의 플라즈마 포텐셜 및/또는 DC 바이어스(bias)를 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 기판은 플로팅되어, 증착 공정에서 상기 플라즈마 발생 장치는 낮은 격자 흠결을 제공할 수 있다.
테이퍼진 상기 전원 전극(110)과 테이퍼진 상기 접지 전극(120)은 공정 가스의 흐름 패턴을 개선할 수 있다. 또한, 상기 전원 전극(110)의 일단의 폭(t1)이 상기 전원 전극(110)의 타단의 폭(t2)보다 크다. 이에 따라, 상기 전력 공급 라인(142)은 용이하게 상기 전원 전극(110)에 결합할 수 있다. 또한, 방전 영역을 증가시키어 공정 속도를 증가시킬 수 있다.
또한, 곡률 형태의 상기 전원 전극(110) 및 곡률 형태의 상기 접지 전극(110)은 공정 가스의 흐름 패턴을 개선할 수 있다. 곡률 형태의 상기 전원 전극(110 및 곡률 형태의 상기 접지 전극(120)은 아크 방전을 억제할 수 있다.
또한, 상기 전원 전극(110)의 높이(h1)은 상기 접지 전극의 높이(h2)보다 클 수 있다. 이에 따라, 5 토르(Torr) 이하의 압력에서, 공정 균일도 및 공정 속도가 확보될 수 있다.
상기 전원 전극(110)의 타단의 폭(t2)는 10 mm 정도가 바람직할 수 있다. 또한, 상기 노출 접지 전극(120b)의 타단의 폭의 10 mm 정도가 바람직할 수 있다. 또한, 상기 전원 전극(110)과 상기 접지 전극(120) 사이의 간격(d)는 3 mm 내지 15 mm가 바람직할 수 있다. 상기 기판(182)은 플라즈마에 최소한 노출될 수 있다. 즉, 상기 플라즈마 발생 장치는 리모트 플라즈마를 생성하고, 상기 활성종은 상기 기판에 제공될 수 있다.
상기 노즐들(132)은 상기 스페이서(232)의 내부에 형성되어 안정적으로 공정 가스를 공급할 수 있다. 또한, 열팽창에 의한 상기 노즐들(232)의 오정렬이 억제될 수 있다. 또한, 상기 스페이서(232)의 내부에 형성된 상기 노즐들(132)은 상기 가스분배부(130)와 상기 접지 전극(120)의 전기적 접촉 문제를 해결할 수 있다.
상기 전력 분배부(240)는 전원단(P1)로부터 상기 RF 전원(170)의 전력을 제공받아 상기 전원 전극들(110)에 전력을 전달할 수단일 수 있다. 상기 전력 분배부(250)는 상기 전력 공급부(240) 또는 상기 전원 전극들(110)에 RF 전력을 분배할 수 있다.
상기 전력 분배부(250)는 관통하는 전력 분배 패턴(257)을 가진 베이스 판(251), 상기 베이스 판(251)의 상기 전력 분배 패턴(257)에 삽입되는 하부 절연 패턴(254), 상기 하부 전연 패턴(254) 상에 배치되는 상부 절연 패턴(255), 상기 상부 절연패턴(255) 상에 배치되는 전력 분배 라인(256),및 상기 베이스 판(251)의 상부면을 덮고 있는 전력 분배 상판(259)을 포함한다. 상기 전력 공급부(250)는 RF 전력을 상기 전력 분배 라인들(142)에 분배한다.
상기 베이스 판(251)은 관통 형태 또는 트렌치 형태의 전력 분배 패턴(257)을 가질 수 있다. 상기 전력 분배 패턴(257)의 형태는 다양하게 변형될 수 있다. 상기 베이스 판(251)은 금속으로 형성되고 접지될 수 있다.
상기 하부 절연 패턴(254)은 상기 베이스 판(251)의 하부면에 장착된다. 상기 하부 절연 패턴(254)은 상기 전력 공급라인(142)이 삽입되도록 관통홀을 가질 수 있다. 상기 하부 절연 패턴(252)은 상기 전력 공급 라인(12)과 상기 베이스 판(251)을 절연시킨다.
상기 상부 절연 패턴(255)은 상기 하부 절연 패턴(254) 상에 배치된다. 상기 상부 절연 패턴(255)의 내부에는 전력 분배 라인들(256)이 삽입되어 고정될 수 있다. 이에 따라, 상기 전력 분배 라인들(256)은 상기 베이스 판(251)과 절연되어 고정될 수 있다.
고정 수단은 상기 전력 분배 라인(256)과 상기 전력 공급 라인(142)을 전기적 및 기계적으로 고정할 수 있다. 상기 고정 수단은 볼트일 수 있다. 상기 전력 분배 패턴(257)은 상기 전력 분배 라인(256)이 배치될 수 있도록 형성된 트렌치일 수 있다. 상기 전력 분배 라인의 길이는 상기 전원단(P1)에서 동일할 수 있다.
상기 전력 분배 상판(259)은 상기 베이스 판(251)의 상부면에 배치된다. 상기 전력 분배 상판(259)은 접지될 수 있다. 이에 따라, 상기 전력 분배라인(256)을 감싸고 있는 상기 베이스 판(251) 및 상기 전력 분배 상판(259)은 전송선을 형성할 수 있다. 상기 전력 분배부(240)는 상기 진공 용기(102) 외부에 배치될 수 있다.
전력 공급 라인(142)은 상기 전력 분배 라인(256)과 상기 전원 전극(110)을 전기적으로 연결한다. 또한, 상기 전력 공급 라인(142)은 상기 전원 전극(110)을 지지할 수 있다. 복수의 전력 공급라인(142)은 하나의 전원 전극(110)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 전원 전극(110)은 복수의 지점에서 동위상으로 전력을 공급받을 수 있다.
상기 전력 분배부는 변압기를 사용하기 어렵다. 왜냐하면, 주파수가 30 Mhz 이상을 사용하면, 복사 및 변압기의 히스테리시스 손실이 크다. 따라서, 가장 효율적인 방법은 변압기를 사용하지 않고 회로적으로 전력을 분배하는 것이다.
상기 RF 전원(170)은 임피던스 매칭 네트워크(150)를 통하여 상기 전력 분배 라인(256)에 전력을 공급한다. 상기 RF 전원(170)의 전력 공급 지점부터 상기 전력 공급라인(142) 사이의 길이는 동일하다. 따라서, 상기 전력 공급 라인(142)은 모든 전원 전극(110)에 동위상으로 전력을 공급할 수 있다. 상기 RF 전원(170)의 주파수는 1 Mhz 이상일 수 있다. 바람직하게는, 상기 RF 전원(170)의 주파수는 30 내지 60 Mhz 일 수 있다. 상기 임피던스 매칭 네트워크(160)는 상기 RF 전원(170)의 전력을 부하에 최대로 전달하는 수단일 수 있다.
수직으로 전원 전극을 위치시키는 경우, 전원 전극의 하부에 위치한 기판에서의 증착속도가 위치에 따라 달라질 수 있다. 전극의 경사구조는 증착 불균일성을 개선하였다. 즉, 전원 전극과 접지 전극 사이에서 방전이 발생하며, 방전구역의 경사로 인하여 각 구역에서 생성된 활성종이 상기 기판에 균일하게 전달되어 균일도가 향상된다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 플라즈마 발생 장치를 설명하는 단면도이다. 도 1 내지 5에서 설명한 것과 중복되는 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 플라즈마 발생 장치는 상판(104)을 포함하는 진공 용기(102), 상기 상판(104)의 하부에 제1 방향으로 나란히 연장되고 상기 제1 방향을 가로지는 제2 방향으로 이격되어 배치는 절연 지지부들(130), 상기 절연 지지부들 사이를 채우고 상기 절연 지지부들 상에 배치되는 가스 분배부(150), 상기 절연 지지부들(150)의 하부에 배치되고 상기 제1 방향으로 연장되는 전원 전극들(110), 및 상기 절연 지지부들(150) 사이의 공간의 하부에 배치되고 제1 방향으로 연장되는 접지 전극들(120)을 포함한다.
상기 가스 분배부(130)는 일정한 간격으로 배치되고 제1 방향으로 연장되는 스페이서들(232)을 포함할 수 있다. 상기 스페이서들(232)은 상기 하부 가스 분배판(130b)의 하부에서 수직 방향(기판 방향)으로 연장될 수 있다. 상기 스페이서(232)는 상기 절연 지지부들(150) 사이에 배치된다. 상기 노즐들(132)은 상기 스페이서(232)를 관통하여 배치된다. 상기 절연 지지부들(150)의 두께는 상기 스페이서(232)의 높이와 동일할 수 있다. 상기 노즐들(132)의 일단은 상기 제1 트렌치(133)에 연결되고, 상기 노즐들(132)의 타단은 직경이 점차증가할 수 있다. 상기 스페이서(230)에 배치된 노즐들(132)은 열팽창 또는 오정렬에 의한 문제를 제거할 수 있다.
상기 접지 전극(120)은 상부면에 돌출부(122)를 포함할 수 있다. 상기 돌출수(122)의 측면 또는 그 하부 측면은 일정한 기울기를 가지고 상기 접지 전극(120)의 몸체에 연결될 수 있다. 공정 가스는 상기 노즐들(132)을 통하여 분사된다. 상기 노즐이 막기는 현상을 방지하기 위하여 상기 돌출부(122)의 하부 측면은 테이퍼질 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 전원 전극의 일부 및 상기 접지 전극의 일부는 상기 절연 지지부에 삽입될 수 있다. 이 경우, 상기 접지 전극에는 상기 노즐들(132)과 연결되는 보조 노즐이 배치될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 도면이다. 도 1 내지 5에서 설명한 것과 중복되는 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 플라즈마 발생 장치는 상판(104)을 포함하는 진공 용기(102), 상기 상판(104)의 하부에 제1 방향으로 나란히 연장되고 상기 제1 방향을 가로지는 제2 방향으로 이격되어 배치는 절연 지지부들(130), 상기 절연 지지부들 사이를 채우고 상기 절연 지지부들 상에 배치되는 가스 분배부(150), 상기 절연 지지부들(150)의 하부에 배치되고 상기 제1 방향으로 연장되는 전원 전극들(110), 및 상기 절연 지지부들(150) 사이의 공간의 하부에 배치되고 제1 방향으로 연장되는 접지 전극들(320)을 포함한다.
상기 가스 분배부(130)는 일정한 간격으로 배치되고 제1 방향으로 연장되는 스페이서들(232)을 포함할 수 있다. 상기 스페이서들(232)은 상기 하부 가스 분배판(130b)의 하부에서 수직 방향(기판 방향)으로 연장될 수 있다. 상기 스페이서(232)는 상기 절연 지지부들(150) 사이에 배치된다. 상기 노즐들(132)은 상기 스페이서(232)를 관통하여 배치된다. 상기 절연 지지부들(150)의 두께는 상기 스페이서(232)의 높이와 동일할 수 있다. 상기 노즐들(132)의 일단은 상기 제1 트렌치(133)에 연결되고, 상기 노즐들(132)의 타단은 직경이 점차증가할 수 있다. 상기 스페이서(230)에 배치된 노즐들(132)은 열팽창 또는 오정렬에 의한 문제를 제거할 수 있다.
상기 접지 전극(320)은 상기 기판 방향(182)으로 폭이 증가하는 테이퍼부(320a) 및 일정한 폭을 가지는 연장부(320b)를 포함한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 도면이다. 도 1 내지 5에서 설명한 것과 중복되는 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 기판 처리 장치는 상판(104)을 포함하는 진공 용기(102), 상기 상판(104)의 하부에 제1 방향으로 나란히 연장되고 상기 제1 방향을 가로지는 제2 방향으로 이격되어 배치는 절연 지지부들(130), 상기 절연 지지부들 사이를 채우고 상기 절연 지지부들 상에 배치되는 가스 분배부(150), 상기 절연 지지부들(150)의 하부에 배치되고 상기 제1 방향으로 연장되는 전원 전극들(110), 및 상기 절연 지지부들(10) 사이의 공간의 하부에 배치되고 제1 방향으로 연장되는 접지 전극들(120)을 포함한다.
상기 가스 분배부(130)는 일정한 간격으로 배치되고 제1 방향으로 연장되는 스페이서들(232)을 포함할 수 있다. 상기 스페이서들(232)은 상기 하부 가스 분배판(130b)의 하부에서 수직 방향(기판 방향)으로 연장될 수 있다. 상기 스페이서(232)는 상기 절연 지지부들(150) 사이에 배치된다.
상기 노즐들(152)은 상기 절연 지지부(150)를 관통하여 배치된다. 상기 절연 지지부들(150)의 두께는 상기 스페이서(232)의 높이와 동일할 수 있다. 상기 노즐들(152)의 일단은 제1 트렌치(133)의 내부에 배치된 예비 노즐들(135)에 연결되고, 상기 노즐들(132)의 타단은 상기 절연 지지부(150)의 하부면에 노출될 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
110: 전원 전극
120: 접지 전극들
130: 가스 분배부
150: 절연 지지부
250: 전력 분배부
160: 임피던스 매칭 네트워크
170: RF 전원

Claims (2)

  1. 공정 가스를 토출하는 복수의 노즐들을 포함하는 가스 분배부;
    상기 가스 분배부의 하부에 배치되고 상기 제1 방향으로 나란히 연장되는 접지 전극들;
    상기 접지 전극들 사이에서 제1 방향으로 나란히 연장되는 전원 전극들;
    상기 전원 전극들에 RF 전력을 공급하는 전력 공급부; 및
    상기 접지 전극은 상기 접지 전극의 상부면 중심에 상기 제1 방향으로 연장되는 돌출부;를 포함하고,
    상기 공정 가스는 상기 노즐들을 통하여 상기 돌출부의 양 측면으로 공급되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생 장치.
  2. 공정 가스를 토출하는 복수의 노즐들을 포함하는 가스 분배부;
    상기 가스 분배부의 하부에 배치되고 상기 제1 방향으로 나란히 연장되는 접지 전극들;
    상기 접지 전극들 사이에서 제1 방향으로 나란히 연장되는 전원 전극들;
    상기 전원 전극들에 RF 전력을 공급하는 전력 공급부; 및
    상기 접지 전극은 상기 접지 전극의 상부면 중심에 상기 제1 방향으로 연장되는 돌출부;를 포함하고,
    상기 접지 전극과 상기 전원 전극은 소정의 영역에 대하여 간격이 일정하도록 테이퍼진 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생 장치.
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