KR101267819B1 - Substrate processing apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 플라즈마 발생 모듈은 내부에 플라즈마가 발생되는 플라즈마 발생 공간이 마련된 몸체, 몸체 내에 설치된 전극 및 몸체 내에 설치되어 적어도 일측면이 상기 플라즈마 발생 공간에 노출되고, 타측면이 상기 전극과 접촉되는 유전체 부재를 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시형태들에 의하면, 유전체 부재에 의해 전극과 몸체가 직접적인 접촉이 차단되어, 아크 발생이 억제된다. 또한, 플라즈마 발생시 유전체 부재의 표면에 충분한 양의 전기장이 발생되어, 대기압과 같은 높은 압력에서도 전자의 자유 운동 거리가 감소하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 대기압과 같은 높은 압력에서도 안정적인 방전이 가능하여, 라디칼을 이용한 기판 처리 공정이 용이한 장점이 있다.The plasma generating module according to the present invention is provided with a body in which a plasma generation space in which plasma is generated, an electrode installed in the body, and installed in the body, at least one side of which is exposed to the plasma generating space, and the other side of which is in contact with the electrode. And a dielectric member.
Therefore, according to embodiments of the present invention, direct contact between the electrode and the body is blocked by the dielectric member, so that arcing is suppressed. In addition, when a plasma is generated, a sufficient amount of electric field is generated on the surface of the dielectric member, so that the free movement distance of electrons can be suppressed from being reduced even at a high pressure such as atmospheric pressure. Therefore, stable discharge is possible even at a high pressure such as atmospheric pressure, and there is an advantage in that a substrate processing process using radicals is easy.

Description

플라즈마 발생 모듈 및 이를 포함하는 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}Plasma generating module and substrate processing apparatus including the same {SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}

본 발명은 플라즈마 발생이 용이한 플라즈마 발생 모듈 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma generation module that is easy to generate plasma, and a substrate processing apparatus including the same.

원격 플라즈마(Remote plasma)를 발생시키는 기판 처리 장치는 라디칼을 이용하여 기판을 처리하는 것으로, 챔버, 챔버 내에 배치되어 기판을 안치하는 기판 안치부 및 기판 안치부 상측에 대응 비치되어 원격 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 모듈을 포함한다. 여기서, 플라즈마 발생 모듈은 원통형 형상으로 제작되며, 접지(ground)되는 몸체, 몸체 내에 삽입 장착되며 플라즈마 발생을 위한 전원이 공급되는 전극으로 이루어진다.Substrate processing apparatus for generating a remote plasma (Remote plasma) is to process the substrate by using a radical, the substrate is disposed in the chamber, the substrate mounting portion for placing the substrate and the substrate mounting portion corresponding to generate a remote plasma And a plasma generating module. Here, the plasma generating module is made of a cylindrical shape, and is composed of a grounded body, an electrode inserted into the body and supplied with power for plasma generation.

한편, 종래의 기판 처리 장치에서는 낮은 압력에서만 원격 플라즈마를 이용한 공정이 실행될 수 있었다. 이는 대기압과 같은 높은 압력에서 플라즈마를 발생시키면, 몸체와 전극 사이에서 아크가 발생되며, 높은 압력 상태에서는 일반적인 글로우 방전을 발생시킬 수 없는 문제가 발생 되기 때문이다. 또한, 압력의 증가는 전자 자유 운동 거리(mean free path)를 저하시키는 요인으로 작용한다. 이때, 자유 운동 거리(mean free path)의 감소에 따른 전자 및 이온의 에너지 손실을 보상하기 위해서는 강한 전기장이 필요한데, 이를 위해서 과도하게 큰 전압이 요구되는 단점이 있다. 따라서, 원격 플라즈마를 이용한 압력 공정 범위가 한정적이며, 대기압과 같은 높은 압력 범위에서의 공정에 어려움이 있다.On the other hand, in the conventional substrate processing apparatus, the process using the remote plasma can be performed only at a low pressure. This is because when a plasma is generated at a high pressure such as atmospheric pressure, an arc is generated between the body and the electrode, and a problem in which a general glow discharge cannot be generated at a high pressure is generated. In addition, the increase in pressure acts as a factor to lower the electron free path (mean free path). At this time, a strong electric field is required to compensate for the energy loss of electrons and ions due to the reduction of the mean free path, but an excessively large voltage is required for this purpose. Therefore, the pressure process range using the remote plasma is limited, and there is a difficulty in the process in the high pressure range such as atmospheric pressure.

한국등록특허 '10-0489624'에는 상호 마주 보도록 설치된 두 전극, 두 전극 사이의 영역으로서 피처리물을 처리하기 위한 가스가 통과하는 가스 주입구를 포함하는 플라즈마 발생 장치에 대한 기술이 개시되어 있다.Korean Patent No. 10-0489624 discloses a technique for a plasma generating apparatus including a gas injection port through which a gas for treating a target object passes as two electrodes provided to face each other and a region between the two electrodes.

한국등록특허 제10-0489624호Korean Patent Registration No. 10-0489624

본 발명의 일 기술적 과제는 대기압 하에서 플라즈마 발생이 용이한 플라즈마 발생 모듈 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.One technical problem of the present invention is to provide a plasma generating module and a substrate processing apparatus including the same.

본 발명의 다른 일 기술적 과제는 플라즈마 발생 모듈 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a plasma generating module and a substrate processing apparatus including the same.

본 발명의 또 다른 일 기술적 과제는 플라즈마 발생 모듈 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.Another technical problem of the present invention is to provide a plasma generating module and a substrate processing apparatus including the same.

본 발명에 따른 플라즈마 발생 모듈은 내부에 플라즈마가 발생되는 플라즈마 발생 공간이 마련된 몸체, 상기 몸체 내에 설치된 전극 및 상기 몸체 내에 설치되어 적어도 일측면이 상기 플라즈마 발생 공간에 노출되고, 타측면이 상기 전극과 접촉되는 유전체 부재를 포함한다.The plasma generating module according to the present invention includes a body having a plasma generating space therein for generating plasma therein, an electrode provided in the body, and installed in the body, at least one side of which is exposed to the plasma generating space, and the other side of the plasma generating module And a dielectric member in contact.

상기 몸체는 상하 방향으로 연장 형성되며,The body is formed extending in the vertical direction,

상기 전극은 상기 플라즈마 발생 공간 내에서 상기 플라즈마 발생 공간을 둘러싸는 몸체의 내벽과 이격되도록 설치된다.The electrode is provided to be spaced apart from an inner wall of the body surrounding the plasma generating space in the plasma generating space.

상기 몸체의 일단부에 상기 플라즈마 발생 공간과 연통되는 분사구가 마련된다.An injection hole communicating with the plasma generating space is provided at one end of the body.

상기 몸체는 폭 방향으로 연장 형성되며, 상기 전극은 상기 플라즈마 발생 공간 내에서 상기 플라즈마 발생 공간을 둘러싸는 몸체의 내벽과 이격되도록 설치된다.The body extends in the width direction, and the electrode is installed to be spaced apart from an inner wall of the body surrounding the plasma generating space in the plasma generating space.

상기 유전체 부재의 내주면이 상기 전극의 외주면과 접촉되도록 상기 전극을 둘러싸도록 설치된다.The inner circumferential surface of the dielectric member is provided to surround the electrode so as to contact the outer circumferential surface of the electrode.

상기 몸체는 폭 방향으로 연장 형성되고,The body is formed extending in the width direction,

상기 전극은 상기 몸체 내에서 상기 플라즈마 발생 공간과 이격되도록 설치되며,The electrode is installed to be spaced apart from the plasma generating space in the body,

상기 유전체 부재는 상기 플라즈마 발생 공간과 전극 사이에 배치되어, 일측면이 상기 플라즈마 발생 공간에 노출되고, 타측면이 상기 전극과 접촉된다.The dielectric member is disposed between the plasma generating space and the electrode so that one side is exposed to the plasma generating space and the other side is in contact with the electrode.

상기 몸체 내에 상기 플라즈마 발생 공간과 연통되도록 분사구가 마련되고,An injection hole is provided in the body to communicate with the plasma generating space,

상기 몸체를 상하 방향으로 관통하는 펌핑 공간이 마련되며,A pumping space penetrating the body in the vertical direction is provided,

상기 폄핑 공간은 상기 전극 및 유전체 부재 중 적어도 어느 하나의 일측으로 이격 형성된다.The capping space is spaced apart from one side of at least one of the electrode and the dielectric member.

상기 몸체가 접지(ground)된다.The body is grounded.

상기 플라즈마 발생 공간이 상하 방향으로 연장되도록 형성된다.The plasma generating space is formed to extend in the vertical direction.

본 발명에 따른 기판 처리 장치는 내부 공간을 가지는 챔버, 상기 챔버 내에 배치되며, 기판이 안치되는 기판 안치부 및 기판 안치부와 대향 배치되며, 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 모듈을 포함하고, 상기 플라즈마 발생 모듈은 내부에서 플라즈마가 발생되는 플라즈마 발생 공간을 가지며, 접지되는 몸체, 상기 몸체 내에서 상기 몸체의 플라즈마 발생 공간의 적어도 일측에 배치되어, 적어도 일면이 상기 플라즈마 발생 공간에 노출되는 유전체 부재 및 상기 유전체 부재의 타면과 접촉되도록 설치되는 전극을 포함한다.A substrate processing apparatus according to the present invention includes a chamber having an internal space, a substrate placement portion disposed in the chamber, opposed to a substrate placement portion and a substrate placement portion, and generating a plasma to generate a plasma. The module has a plasma generating space in which a plasma is generated therein, a grounded body, a dielectric member disposed on at least one side of the plasma generating space of the body in the body, and at least one surface of which is exposed to the plasma generating space and the dielectric material. And an electrode installed to be in contact with the other surface of the member.

상기 전극 및 유전체 부재 중 적어도 어느 하나의 일측으로 이격되어, 상기 몸체를 상하 방향으로 관통하도록 마련된 펌핑 공간을 포함한다.At least one side of the electrode and the dielectric member is spaced apart, and includes a pumping space provided to penetrate the body in the vertical direction.

본 발명의 실시형태들에 의하면, 유전체 부재에 의해 전극과 몸체의 직접적인 접촉이 차단되어, 아크 발생이 억제된다. 또한, 플라즈마 발생시 유전체 부재의 표면에 충분한 양의 전기장이 발생되어, 대기압과 같은 높은 압력에서도 전자의 자유 운동 거리가 감소하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 대기압과 같은 높은 압력에서도 안정적인 글로우 방전이 가능하여, 라디칼을 이용한 기판 처리 공정이 용이한 장점이 있다.According to embodiments of the present invention, direct contact between the electrode and the body is blocked by the dielectric member, so that arcing is suppressed. In addition, when a plasma is generated, a sufficient amount of electric field is generated on the surface of the dielectric member, so that the free movement distance of electrons can be suppressed from being reduced even at a high pressure such as atmospheric pressure. Therefore, a stable glow discharge is possible even at a high pressure such as atmospheric pressure, and there is an advantage in that a substrate treating process using radicals is easy.

또한, 본 발명의 실시형태들에 의하면, 원통형 형상의 플라즈마 발생 모듈은 원형의 기판을 처리하거나, 기판의 국소 영역을 처리하는데 용이하다. 그리고, 평판형 형상의 플라즈마 발생 모듈의 경우, 분사되는 원료, 플라즈마 및 라디칼의 선형 균일성이 우수하여, 기판 처리의 균일성이 향상되는 효과가 있다. 따라서, 평판형 플라즈마 모듈의 경우 기판을 일 방향으로 연속하여 처리하는 공정 또는 일 방향으로 연장 형성된 기판을 수평 이동시키면서 처리하는 공정에 용이한 장점이 있다.Further, according to embodiments of the present invention, the cylindrical plasma generating module is easy to process a circular substrate or to process a local region of the substrate. In the case of the flat plasma generating module, the linear uniformity of the raw material, plasma, and radicals to be injected is excellent, and the uniformity of substrate processing is improved. Therefore, in the case of the flat panel plasma module, there is an advantage in that the process of continuously processing the substrate in one direction or the process of horizontally moving the substrate formed in one direction.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 발생 모듈을 포함하는 기판 처리 장치를 도시한 도면
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 발생 모듈을 도시한 단면도
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 발생 모듈의 상면도
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 발생 모듈을 포함하는 기판 처리 장치를 도시한 도면
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플라즈마 발생 모듈을 포함하는 기판 처리 장치를 도시한 도면1 illustrates a substrate processing apparatus including a plasma generating module according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a plasma generating module according to a first embodiment of the present invention
3 is a top view of the plasma generating module according to the first embodiment of the present invention;
4 illustrates a substrate processing apparatus including a plasma generating module according to a second embodiment of the present invention.
5 illustrates a substrate processing apparatus including a plasma generation module according to a third embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생 모듈을 포함하는 기판 처리 장치를 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 발생 모듈을 도시한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 발생 모듈의 상면도이다.1 is a diagram illustrating a substrate processing apparatus including a plasma generating module according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view showing a plasma generating module according to a first embodiment of the present invention. 3 is a top view of the plasma generating module according to the first embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 기판 처리 장치는 내부 공간을 가지는 챔버(100), 챔버(100) 내로 인입된 기판(S)을 지지하는 기판 지지 모듈(200), 챔버(100) 외부에서 기판 지지 모듈(200)의 상측에 대응 배치되며, 상하 방향으로 연장 설치되는 플라즈마 발생 모듈(300), 플라즈마 발생 모듈(300) 내로 공정 원료를 공급하는 원료 공급 배관(500)을 포함한다. 또한, 도시되지는 않았지만, 플라즈마 발생 모듈(300)을 챔버(100) 상에 지지 고정시키는 고정 부재를 포함한다. 실시예에 따른 기판 처리 장치는 예컨데, 대기압 하에서 원자층 증착(ALD) 방법으로 기판(S)을 처리하는 장치이나, 이에 한정되지 않고 플라즈마를 적용하는 다양한 장치에 적용될 수 있다.1 and 2, a substrate processing apparatus includes a chamber 100 having an internal space, a substrate support module 200 supporting a substrate S introduced into the chamber 100, and a substrate outside the chamber 100. It is disposed corresponding to the upper side of the support module 200, and includes a plasma generating module 300 extending in the vertical direction, and a raw material supply pipe 500 for supplying the process raw material into the plasma generating module 300. In addition, although not shown, it includes a fixing member for supporting and fixing the plasma generating module 300 on the chamber 100. The substrate treating apparatus according to the embodiment may be applied to, for example, an apparatus for treating the substrate S by an atomic layer deposition (ALD) method under atmospheric pressure, but is not limited thereto and may be applied to various apparatuses for applying plasma.

챔버(100)는 내부가 비어었는 사각통 형상으로 제작되며, 내부에는 기판(S)을 처리할 수 있는 소정의 반응 공간이 마련된다. 물론 챔버(100)의 형상은 사각통 형상으로 한정되지 않고, 기판(S)을 처리할 수 있는 내부 공간이 마련된 다양한 통 형상으로 제작될 수 있다. 이러한 챔버(100)에는 플라즈마 발생 모듈(300)과 연통되는 개구부(110)가 마련된다. 또한, 챔버(100)의 일측에는 챔버(100) 내부를 배기하는 배기부(미도시), 기판(S)을 출입시키기 위한 기판 출입구(미도시) 및 챔버(100) 내부의 압력을 조절하는 압력 조절부(미도시)가 마련된다.The chamber 100 is manufactured in the shape of a square cylinder having an empty inside, and a predetermined reaction space for processing the substrate S is provided therein. Of course, the shape of the chamber 100 is not limited to a rectangular cylindrical shape, and may be manufactured in various cylindrical shapes in which an internal space capable of processing the substrate S is provided. The chamber 100 is provided with an opening 110 in communication with the plasma generation module 300. In addition, at one side of the chamber 100, an exhaust unit (not shown) for exhausting the inside of the chamber 100, a substrate entrance (not shown) for entering and exiting the substrate S, and a pressure for adjusting the pressure inside the chamber 100. An adjusting unit (not shown) is provided.

기판 지지 모듈(200)은 챔버(100) 내에서 설치되어, 기판(S)을 지지 및 수평 이동시킨다. 이러한 기판 지지 모듈(200)은 기판(S) 예컨데 웨이퍼(wafer)가 안치되는 기판 안치부(210) 및 기판 안치부(210)의 하부와 연결되어 상기 기판 안치부(210)를 수평 방향으로 이동시키는 이송 유닛(220)을 포함한다. 실시예에 따른 기판 안치부(210)는 진공 흡착력으로 기판(S)을 고정하는 것으로, 원형의 플레이트 형상이며, 내부에 히터(미도시)가 내설될 수 있다. 기판 안치부(210)는 진공 흡착력을 이용하는 수단에 한정되지 않고, 기판(S)을 지지 고정할 수 있는 다양한 수단 예컨데, 정전기력으로 기판(S)을 지지하는 정전척을 사용할 수 있다. 또한, 기판 안치부(210)의 형상은 상기에서 설명한 원형에 한정되지 않고, 기판(S)과 대응하는 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 이송 유닛(220)은 일 방향으로 연장 설치되며, 기판 안치부(210)의 하부와 연결된다. 이러한 이송 유닛(220)은 그 상부에 장착된 기판 안치부(210)를 공정 진행 방향으로 수평 이동시키는데, 실시예에서는 이송 유닛(220)으로 가이드 레일을 이용한다. 물론 이에 한정되지 않고, 기판 안치부(210)를 수평 이동시킬 수 있는 다양한 수단을 이송 유닛(220)으로 사용할 수 있다.The substrate support module 200 is installed in the chamber 100 to support and horizontally move the substrate S. The substrate support module 200 is connected to a substrate setter 210 on which a wafer S is placed, for example, and a lower portion of the substrate setter 210 to move the substrate setter 210 in a horizontal direction. It comprises a conveying unit 220 to. The substrate mounting portion 210 according to the embodiment is to fix the substrate S by a vacuum suction force, has a circular plate shape, and a heater (not shown) may be embedded therein. The substrate setter 210 is not limited to a means using a vacuum suction force, and various means capable of supporting and fixing the substrate S. For example, an electrostatic chuck supporting the substrate S with an electrostatic force may be used. In addition, the shape of the substrate mounting portion 210 is not limited to the circular shape described above, it may be manufactured in various shapes corresponding to the substrate (S). The transfer unit 220 extends in one direction and is connected to the lower portion of the substrate setter 210. The transfer unit 220 horizontally moves the substrate settling portion 210 mounted on the upper portion thereof in the process progress direction. In this embodiment, the guide rail is used as the transfer unit 220. Of course, the present invention is not limited thereto, and various means capable of horizontally moving the substrate setter 210 may be used as the transfer unit 220.

도 2 및 도 3을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 플라즈마 발생 모듈(300)은 챔버(100) 외부에서 기판 지지 모듈(200)의 상측에 대응 배치되며, 유전체 장벽 방전(dielectric barrier discharge; DBD) 형태의 플라즈마를 방전시킨다. 이러한 플라즈마 발생 모듈(300)은 상하 방향으로 연장 설치되며, 접지되는 몸체(310), 몸체(310) 내부에 설치되며 전원 공급부(350)와 연결되는 전극(320) 및 몸체(310) 내부에서 전극(320)을 둘러 싸도록 설치되는 유전체 부재(330)를 포함한다.2 and 3, the plasma generation module 300 according to the first embodiment is disposed on the upper side of the substrate support module 200 outside the chamber 100, and has a dielectric barrier discharge (DBD). ) To discharge the plasma. The plasma generation module 300 is installed to extend in the vertical direction, the electrode is installed in the body 310, the body 310 is grounded and connected to the power supply unit 350 and the electrode 310 in the body 310 A dielectric member 330 is installed to surround the 320.

제 1 실시예에 따른 몸체(310)는 내부 공간을 가지는 원통 형상으로 제작되며, 상하 방향으로 연장되도록 설치된다. 물론 몸체(310)의 형상은 상기에서 설명한 원통 형상에 한정되지 않고, 내부 공간을 가지는 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 또한, 몸체(310)는 금속 예컨데, 스테인레스 스틸(Stainless steel; SUS)로 이루어지며, 플라즈마 발생을 위해 접지(ground)된다. 몸체(310)의 상부는 원료 공급 배관(500)과 연결되고, 상기 원료 공급 배관(500)은 증착 원료 저장부(미도시), 반응 가스 저장부(미도시) 및 퍼지 가스 저장부(미도시)와 연결될 수 있다. 또한, 몸체(310)의 하부는 개구되며, 상기 개구부를 통해 증착 원료, 반응 가스, 퍼지 가스, 플라즈마 및 라디칼 등이 분사된다. 하기에서는 몸체 하부에 마련된 개구 영역을 '분사구(312)'라 명명한다.Body 310 according to the first embodiment is manufactured in a cylindrical shape having an internal space, it is installed to extend in the vertical direction. Of course, the shape of the body 310 is not limited to the cylindrical shape described above, it can be manufactured in various shapes having an internal space. In addition, the body 310 is made of metal, for example, stainless steel (SUS), and is grounded to generate plasma. The upper portion of the body 310 is connected to the raw material supply pipe 500, the raw material supply pipe 500 is a deposition raw material storage (not shown), reactive gas storage (not shown) and purge gas storage (not shown) ) Can be connected. In addition, the lower portion of the body 310 is opened, through which the deposition material, the reaction gas, purge gas, plasma and radicals are injected. Hereinafter, the opening area provided in the lower part of the body will be referred to as the 'jet sphere (312)'.

전극(320)은 몸체(310) 내부에서 상하 방향으로 연장 설치되며, 몸체(310) 내벽과 이격되도록 설치된다. 실시예에 따른 전극(320)은 금속 예컨데, 스테인레스 스틸(Stainless steel; SUS)로 이루어진 원기둥 형상으로 제작되나, 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 또한, 전극(320)은 플라즈마 발생을 위해 전원을 공급하는 전원 공급부(350)와 연결되며, 상기 전원 공급부(350)는 전극(320)에 RF 전원 및 DC 전원 중 적어도 어느 하나를 공급할 수 있으며, 펄스(Pulse) 공급도 가능하다.The electrode 320 extends in the vertical direction in the body 310 and is spaced apart from the inner wall of the body 310. The electrode 320 according to the embodiment is made of a cylindrical shape made of metal, for example, stainless steel (SUS), but is not limited thereto and may be manufactured in various shapes. In addition, the electrode 320 is connected to the power supply unit 350 for supplying power for plasma generation, the power supply unit 350 may supply at least one of RF power and DC power to the electrode 320, Pulse supply is also possible.

유전체 부재(330)는 전극(320)의 외주면을 둘러 싸도록 원통형의 형상으로 제작되며, 상기 유전체 부재(330)의 외주면은 몸체(310) 내벽과 이격된다. 이에, 유전체 부재(330)의 내주면은 전극(320)의 외주면과 접촉되고, 상기 유전체 부재(330)의 외주면은 몸체(310)의 내벽과 이격된다. 이러한 유전체 부재(330)에 의해 전극(320)과 몸체(310) 사이에서의 아크 발생이 억제되며, 몸체(310)와 유전체 부재(330) 사이의 이격 공간에서 플라즈마가 방전된다. 하기에서는 몸체(310)와 유전체 부재(330) 사이의 이격 공간을 '플라즈마 발생 공간(311)'이라 명명한다. 플라즈마 발생 공간(311)에서 플라즈마가 방전되면, 상기 플라즈마에 의해 유전체 부재(330)에서 분극 현상이 발생되어 유전체 부재(330) 표면에 전기장 및 전자가 집중된다. 이때, 유전체 부재(330)의 외주면이 플라즈마 발생 공간(311)에 노출되어 있으므로, 상기 유전체 부재(330)의 외주면에 전기장 및 전자가 집중되며, 이로 인해 상기 유전체 부재(330) 표면에 많은 양의 라디칼이 생성된다. 이와 같이 몸체(310)와 전극(320) 사이에 유전체 부재(330)를 설치하여, 높은 밀도의 전기장을 생성함에 따라, 고 압력 예컨데, 대기압에서 안정적인 방전을 발생시킬 수 있다. 또한, 전기장이 유전체 부재(330) 외주면에 집중됨에 따라, 아크 발생이 종래에 비해 저하된다.The dielectric member 330 is manufactured in a cylindrical shape to surround the outer circumferential surface of the electrode 320, and the outer circumferential surface of the dielectric member 330 is spaced apart from the inner wall of the body 310. Accordingly, the inner circumferential surface of the dielectric member 330 is in contact with the outer circumferential surface of the electrode 320, and the outer circumferential surface of the dielectric member 330 is spaced apart from the inner wall of the body 310. Arc generation between the electrode 320 and the body 310 is suppressed by the dielectric member 330, and plasma is discharged in a space between the body 310 and the dielectric member 330. In the following description, the space between the body 310 and the dielectric member 330 is referred to as a 'plasma generating space 311'. When the plasma is discharged in the plasma generating space 311, a polarization phenomenon is generated in the dielectric member 330 by the plasma, and electric fields and electrons are concentrated on the surface of the dielectric member 330. In this case, since the outer circumferential surface of the dielectric member 330 is exposed to the plasma generation space 311, electric fields and electrons are concentrated on the outer circumferential surface of the dielectric member 330, which causes a large amount of the electric field and the surface of the dielectric member 330. Radicals are produced. As such, by installing the dielectric member 330 between the body 310 and the electrode 320 to generate a high density electric field, high pressure, for example, can generate a stable discharge at atmospheric pressure. In addition, as the electric field is concentrated on the outer circumferential surface of the dielectric member 330, arc generation is lowered as compared with the prior art.

실시예에 따른 플라즈마 발생 모듈(300) 에서는 몸체(310) 내벽과 유전체 부재(330)의 외주면 사이의 이격 거리(d)가 1cm 이하 바람직하게는 1mm 내지 30mm, 유전체 부재(330)의 폭(w)이 2cm 이하가 되도록 제작한다. 여기서 유전체 부재(330)의 폭을 다른 말로 표현하면, 전극(320)과 접촉되는 유전체 부재(330)의 일측 내측면에서부터 상기 유전체 부재의 일측 외측면 까지의 거리를 의미하며, 이 거리가 2cm 이하가 되도록 제작한다. 이는, 몸체(310) 와 유전체 부재(330) 사이의 이격 공간 즉, 플라즈마 공간에서 플라즈마의 방전이 용이하고, 전기장이 유전체 부재(330) 표면으로 용이하게 전달될 수 있도록 하기 위함이다. 예를 들어, 몸체(310)와 유전체 부재(330) 사이의 이격 거리가 1cm를 초과하는 경우, 상기 몸체(310)와 전극(320) 사이의 이격 거리가 너무 커, 방전이 일어나지 않거나, 아크(arc)가 발생될 수 있다. 또한, 유전체 부재(330)의 폭이 2cm를 초과하는 경우, 유전체 부재(330)의 전기장이 상기 유전체 부재(330) 표면으로 전달되기 어려워, 유전체 부재(330) 표면에서의 라디칼의 생성이 용이하지 않을 수 있다. 따라서, 실시예에서는 몸체(310)와 유전체 부재(330) 사이의 이격 거리가 1cm 이하, 유전체 부재(330)의 폭이 2cm 이하가 되도록 한다.In the plasma generating module 300 according to the embodiment, the separation distance d between the inner wall of the body 310 and the outer circumferential surface of the dielectric member 330 is 1 cm or less, preferably 1 mm to 30 mm, and the width w of the dielectric member 330. ) Should be less than 2cm. In other words, when the width of the dielectric member 330 is expressed in other words, it means a distance from one inner surface of the dielectric member 330 in contact with the electrode 320 to one outer surface of the dielectric member, and the distance is 2 cm or less. Produce to be. This is to facilitate the discharge of the plasma in the space between the body 310 and the dielectric member 330, that is, the plasma space, and to allow the electric field to be easily transferred to the surface of the dielectric member 330. For example, when the separation distance between the body 310 and the dielectric member 330 exceeds 1 cm, the separation distance between the body 310 and the electrode 320 is too large, so that no discharge occurs or the arc ( arc) may occur. In addition, when the width of the dielectric member 330 exceeds 2 cm, the electric field of the dielectric member 330 is hard to be transferred to the surface of the dielectric member 330, so that generation of radicals on the surface of the dielectric member 330 is not easy. You may not. Therefore, in the embodiment, the separation distance between the body 310 and the dielectric member 330 is 1 cm or less, and the width of the dielectric member 330 is 2 cm or less.

실시예에 따른 유전체 부재(330)는 전기 전도도가 낮은 물질 예컨데, Si을 포함하는 물질로 제작되나, 이에 한정되지 않고, 다양한 유전체 재료 예컨데 AlO2, 석영 또는 세라믹 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 유전체 부재(330)의 형상은 상기에서 설명한 원통형에 한정되지 않고, 전극(320)의 외주면을 둘러쌀 수 있는 다양한 다각형의 형상으로 제작될 수 있다.The dielectric member 330 according to the embodiment is made of a material having low electrical conductivity, for example, Si, but is not limited thereto, and may be made of various dielectric materials such as AlO 2 , quartz, or ceramic. In addition, the shape of the dielectric member 330 is not limited to the cylindrical shape described above, and may be manufactured in the shape of various polygons that may surround the outer circumferential surface of the electrode 320.

이와 같은 제 1 실시예에 따른 플라즈마 발생 모듈(300)은 원통형의 형상으로 제작되어, 상하 방향으로 연장 설치된다. 따라서, 제 1 실시예에 따른 플라즈마 발생 모듈(300)은 원형의 기판(S)을 처리하거나, 기판(S)의 국소 영역을 처리하는데 용이하다.The plasma generating module 300 according to the first embodiment is manufactured in a cylindrical shape and is installed to extend in the vertical direction. Therefore, the plasma generation module 300 according to the first embodiment is easy to process the circular substrate S or to process the local region of the substrate S. FIG.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 발생 모듈을 도시한 단면도이다. 하기에서는 상기 제 1 실시예와 중복되는 내용은 생략하거나, 간략히 설명한다.4 is a cross-sectional view showing a plasma generating module according to a second embodiment of the present invention. In the following, the content overlapping with the first embodiment will be omitted or briefly described.

도4를 참조하면, 제 2 실시예에 따른 플라즈마 발생 모듈(300)은 챔버(100)의 폭 방향 바람직하게는, 기판(S)의 공정 진행 방향으로 연장 설치되며 , 그 내부에 상하 방향으로 연장 형성된 플라즈마 발생 공간(311) 및 펌핑 공간(313a, 313b)이 마련된 몸체(310), 플라즈마 발생 공간(311)의 일측에 배치되어, 일측면이 상기 플라즈마 발생 공간(311)에 노출되도록 설치된 유전체 부재(330) 및 유전체 부재(330)의 타측면과 접촉되도록 설치되는 전극(320), 전극(320)에 전원을 인가하는 전원 공급부(350), 몸체(310)에 마련된 펌핑 공간(313a, 313b)을 펌핑하는 펌핑 유닛(360a, 360b)을 포함한다. 여기서 기판(S)은 예컨데, 사각형 플레이트 형상일 수 있다.4, the plasma generation module 300 according to the second embodiment is disposed extending in the step advancing direction in the width direction preferably, the substrate (S) of the chamber (100), extending in the vertical direction therein, The body 310 having the formed plasma generating space 311 and the pumping spaces 313a and 313b and the dielectric member disposed on one side of the plasma generating space 311 so that one side thereof is exposed to the plasma generating space 311. 330 and the electrode 320 installed to be in contact with the other side of the dielectric member 330, the power supply unit 350 for applying power to the electrode 320, the pumping spaces (313a, 313b) provided in the body 310 It includes a pumping unit (360a, 360b) for pumping. Here, the substrate S may be, for example, a rectangular plate shape.

제 2 실시예에 따른 몸체(310)는 챔버(100) 외부에서 폭 방향으로 연장되는 사각형의 평판형으로 제작되며, 기판(S)의 폭에 비해 크게 제작되는 것이 바람직하다. 물론 몸체(310)의 형상은 사각형의 형상에 한정되지 않고, 일 방향으로 연장된 다양한 형상의 평판형으로 제작될 수 있다. 몸체(310)의 하부에는 분사구(312)가 마련되며, 상기 분사구(312)는 전극(320) 및 유전체 부재(330)의 하부에 배치되어 플라즈마 발생 공간(311) 및 챔버(100)에 마련된 분사구(110)와 연통된다. 또한, 몸체(310)에는 상기 몸체(310)를 상하 방향으로 관통하는 제 1 및 제 2 펌핑 공간(313a, 313b)이 마련되며, 제 1 및 제 2 펌핑 공간(313a, 313b)은 분사구(312)를 기준으로 양 방향에 이격 배치된다. 예컨데, 제 1 펌핑 공간(313a)은 분사구(312)의 일측 방향에서 전극(320)과 이격되도록 형성되며, 제 2 펌핑 공간(313b)은 분사구(312)의 타측 방향에서 플라즈마 발생 공간(311)과 이격 되도록 형성된다. 그리고 제 1 및 제 2 펌핑 공간(313a, 313b)의 상단은 제 1 및 제 2 펌핑 유닛(360a, 360b)과 연통된다. 여기서 제 1 및 제 2 펌핑 유닛(360a, 360b) 각각은 제 1 및 제 2 펌핑 공간(313a, 313b)과 연결되는 펌핑 배관(361a, 361b), 펌핑 배관(361a, 361b)과 연결되는 펌프(362a, 362b)로 이루어진다.The body 310 according to the second embodiment is manufactured in the shape of a rectangular flat plate extending in the width direction from the outside of the chamber 100, and preferably made larger than the width of the substrate S. Of course, the shape of the body 310 is not limited to the shape of the rectangle, it can be produced in a flat plate shape of various shapes extending in one direction. An injection hole 312 is provided below the body 310, and the injection hole 312 is disposed under the electrode 320 and the dielectric member 330 and is provided in the plasma generating space 311 and the chamber 100. In communication with 110. In addition, the body 310 is provided with first and second pumping spaces 313a and 313b penetrating the body 310 in the vertical direction, and the first and second pumping spaces 313a and 313b are injection holes 312. It is spaced apart in both directions with respect to). For example, the first pumping space 313a is formed to be spaced apart from the electrode 320 in one direction of the injection hole 312, and the second pumping space 313b is formed in the plasma generating space 311 in the other direction of the injection hole 312. It is formed to be spaced apart from. The upper ends of the first and second pumping spaces 313a and 313b communicate with the first and second pumping units 360a and 360b. Here, each of the first and second pumping units 360a and 360b may include pumping pipes 361a and 361b connected to the first and second pumping spaces 313a and 313b and pumps connected to the pumping pipes 361a and 361b. 362a, 362b).

유전체 부재(330)는 몸체(310) 내에서 상하 방향으로 연장 설치되되, 일측면이 플라즈마 발생 공간(311)에 노출되고, 타측면이 전극(320)과 접촉되도록 설치된다. 이에, 유전체 부재(330)는 전극(320)과 플라즈마 발생 공간(311) 사이에 배치된다. 실시예에 따른 유전체 부재(330) 및 전극(320)은 그 단면이 사각형인 바(Bar) 형상으로 제작되나, 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 제작될 수 있다.The dielectric member 330 is installed to extend in the vertical direction in the body 310, one side is exposed to the plasma generating space 311, the other side is installed to contact the electrode 320. Accordingly, the dielectric member 330 is disposed between the electrode 320 and the plasma generating space 311. The dielectric member 330 and the electrode 320 according to the exemplary embodiment may be manufactured in a bar shape having a rectangular cross section. However, the dielectric member 330 and the electrode 320 may be manufactured in various shapes.

이와 같은 제 2 실시예에 따른 플라즈마 발생 모듈(300)의 동작 및 라디칼 생성 과정을 설명하면 하기와 같다. 전극(320)에 전원 예컨데 RF 전원을 공급되고, 플라즈마 발생 공간(311)에 증착 원료들이 공급되면, 상기 플라즈마 발생 공간(311)에 플라즈마가 방전된다. 이때, 유전체 부재(330)의 일측면이 플라즈마 발생 공간(311)에 노출되어 있으므로, 상기 유전체 부재(330)에서 분극 형상이 발생되고, 이로 인해 유전체 부재(330)의 일측면에 전기장 및 전자가 집중된다. 따라서, 유전체 부재(330)의 일측면에 라디칼이 생성되며, 생성된 라디칼은 몸체(310)의 분사구(312) 및 개구부(110) 통해 챔버(100) 내로 공급된다. 이때, 제 1 및 제 2 펌핑 공간(313a, 313b)은 상기 제 1 및 제 2 펌핑 유닛(360a, 360b)에 의해 펌핑되어, 분사구(312)의 직하가 아닌 외측으로 배출되는 증착 원료, 반응 가스 및 퍼지 가스를 흡입한다. 따라서, 수평 이동 중인 기판(S)의 영역 중 분사구(312)의 직하에 위치하는 기판(S) 영역에 대하여 증착 원료, 반응 가스, 퍼지 가스, 플라즈마 및 라디칼 등이 분사되어, 반응이 이루어지고, 그 외측으로는 분사되지 않는다. 그리고 이때 이송 유닛(220)을 이용하여 기판(S)을 일 방향으로 수평 이동시키면서 공정을 진행함에 따라, 기판(S) 표면 전체를 균일하게 처리할 수 있다. 이러한 제 2 실시예에 따른 플라즈마 발생 모듈(300)의 경우, 기판(S)을 일 방향으로 연속하여 처리하는 공정 또는 일 방향으로 연장 형성된 기판(S)을 수평 이동시키면서 처리하는 공정에 용이하다.Referring to the operation and radical generation process of the plasma generating module 300 according to the second embodiment as follows. When a power source, for example, RF power is supplied to the electrode 320 and deposition materials are supplied to the plasma generating space 311, plasma is discharged to the plasma generating space 311. In this case, since one side of the dielectric member 330 is exposed to the plasma generating space 311, a polarization shape is generated in the dielectric member 330, which causes an electric field and electrons to form on one side of the dielectric member 330. Are concentrated. Accordingly, radicals are generated on one side of the dielectric member 330, and the generated radicals are supplied into the chamber 100 through the injection hole 312 and the opening 110 of the body 310. In this case, the first and second pumping spaces 313a and 313b are pumped by the first and second pumping units 360a and 360b, and the deposition raw material and the reaction gas are discharged to the outside rather than directly under the injection hole 312. And purge gas. Therefore, a deposition raw material, a reaction gas, a purge gas, a plasma, radicals, and the like are injected to the region of the substrate S positioned directly below the injection hole 312 in the region of the substrate S that is horizontally moved, and the reaction is performed. It is not sprayed outward. At this time, as the process is performed while the substrate S is horizontally moved in one direction using the transfer unit 220, the entire surface of the substrate S may be uniformly processed. In the case of the plasma generating module 300 according to the second exemplary embodiment, the plasma generating module 300 may be easily processed in a process of continuously processing the substrate S in one direction or in a process of horizontally moving the substrate S extending in one direction.

도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플라즈마 발생 모듈을 도시한 단면도이다. 하기에서는 상기 제 1 및 제 2 실시예와 중복되는 내용은 생략하거나, 간략히 설명한다.5 is a cross-sectional view showing a plasma generating module according to a third embodiment of the present invention. In the following, descriptions overlapping with those of the first and second embodiments will be omitted or briefly described.

도 5를 참조하면, 제 3 실시예에 따른 플라즈마 발생 모듈(300)은 폭 방향으로 연장 설치되며, 접지되는 몸체(310), 몸체(310) 내부에서 상하 방향으로 연장 설치되며 전원 공급부(350)와 연결되는 전극(320), 전극(320)의 외주면을 둘러 싸도록 설치되는 유전체 부재(330)를 포함한다. 즉, 제 3 실시예에 따른 플라즈마 발생 모듈(300)은 평판형의 몸체(310) 내에 원통형의 전극(320) 및 유전체 부재(330)를 삽입 설치한 것이다. 여기서, 유전체 부재(330)의 내주면은 전극(320)의 외주면과 접촉되며, 상기 유전체 부재(330)의 외주면은 몸체(310)의 내벽과 이격되도록 설치된다. 또한, 플라즈마 발생 모듈(300)의 몸체(310)의 하부에는 플라즈마 발생 공간(311)과 연통되도록 분사구(312)가 마련되고, 상기 분사구(312)의 양 측으로 제 1 및 제 2 펌핑 공간(313a, 313b)이 형성된다. 제 1 및 제 2 펌핑 공간(313a, 313b)은 전술한 바와 같이, 몸체(310)를 상하 방향으로 관통하도록 형성되며, 플라즈마 발생 공간(311) 및 분사구(312)의 일측 및 타측 방향에 각기 형성된다.Referring to FIG. 5, the plasma generation module 300 according to the third embodiment is installed to extend in the width direction, is installed in the body 310 to be grounded, and is installed to extend up and down in the body 310, and is provided with a power supply unit 350. And a dielectric member 330 installed to surround the outer circumferential surface of the electrode 320 and the electrode 320. In other words, the plasma generating module 300 according to the third embodiment inserts the cylindrical electrode 320 and the dielectric member 330 into the plate-shaped body 310. Here, the inner circumferential surface of the dielectric member 330 is in contact with the outer circumferential surface of the electrode 320, and the outer circumferential surface of the dielectric member 330 is provided to be spaced apart from the inner wall of the body 310. In addition, an injection hole 312 is provided below the body 310 of the plasma generation module 300 so as to communicate with the plasma generation space 311, and the first and second pumping spaces 313a are provided at both sides of the injection hole 312. , 313b) is formed. As described above, the first and second pumping spaces 313a and 313b are formed to penetrate the body 310 in the vertical direction, and are formed in one and the other directions of the plasma generating space 311 and the injection hole 312, respectively. do.

상기에서는 챔버(100)의 외부에 플라즈마 발생 모듈(300)이 설치되는 것을 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 상기 플라즈마 발생 모듈(300)이 챔버(100) 내에 설치될 수 도 있다.In the above description, the plasma generating module 300 is installed outside the chamber 100, but the present invention is not limited thereto, and the plasma generating module 300 may be installed in the chamber 100.

하기에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 발생 모듈을 포함하는 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 설명한다.Hereinafter, a substrate processing method using a substrate processing apparatus including a plasma generating module according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

먼저, 기판(S) 예컨데, 원형의 웨이퍼를 챔버(100) 내에 인입시키고, 상기 기판(S)을 기판 안치부(210) 상에 안치시킨다. 이후, 전원 공급부(350)를 이용하여 전극(320)에 전원을 인가하고, 원료 공급 배관(500)을 통해 몸체(310) 내의 플라즈마 발생 공간(311)으로 원료들을 공급하여, 기판(S) 처리 공정을 실시한다. 플라즈마 발생 모듈(300)의 내부 및 챔버(100) 내부는 대기압 상태이며, 전극에 예컨데, 13.56 MHz의 RF 전원을 공급한다. 그리고 실시예에서는 예컨데, 원자층 증착 방법으로 기판(S) 상에 SiO2 박막을 형성한다. 이를 위해, 플라즈마 발생 공간(311)으로 증착 원료 SiH4를 주입하고, 플라즈마 발생을 위한 가스 예컨데 Ar을 주입한다. 이때, 플라즈마 발생 공간(311)에서는 글로우 방전 형태의 Ar 플라즈마 방전되며, 유전체 부재(330)의 외주면에는 라디칼이 생성된다. 이때, 유전체 부재(330)에 의해 몸체(310)와 전극(320)이 직접적으로 접촉되지 않고, 전기장이 유전체 부재(330) 외주면에 집중됨에 따라, 상기 전극(320)과 몸체(310) 사이의 아크 발생이 억제된다. 또한, 유전체 부재(330)에 의해 높은 밀도의 전기장을 생성할 수 있어, 대기압에서도 안정적인 글로우 방전을 발생시킬 수 있다. Ar 플라즈마에 의해 SiH4가 해리되어 Six가 생성되고, 상기 Six이 분사구를 통해 분사되어 기판(S) 상에 흡착된다. 또한, 유전체 부재(330)의 외주면에 생성된 라디칼 역시 분사구를 통해 분사된다. 이후, 플라즈마 발생 공간(311)으로 퍼지 가스를 공급하여 기판(S) 상에 흡착되지 않은 증착 원료 및 반응 부산물을 퍼지한다. 이어서 플라즈마 발생 공간(311)으로 O2를 공급하면, 유전체 부재(330)의 외주면에 생성된 라디칼이 O2를 여기시켜 O 라디칼이 생성되고, 상기 O 라디칼이 기판(S) 상에 흡착된 Six와 반응하여 SiO2 박막을 형성한다. 이어서, 플라즈마 발생 공간(311)으로 퍼지 가스를 공급하여 반응하지 않은 반응에 참여하지 않은 증착 원료, 반응 가스 및 반응 부산물을 퍼지한다. 이와 같은 흡착-퍼지-반응-퍼지 공정의 사이클을 복수번 반복하면, 기판(S) 상에 소정 두께의 SiO2 박막이 형성된다. 이와 같은 증착 공정 중에 기판(S) 및 기판 안치부(210)는 이송 유닛(220)에 의해 일 방향으로 수평 이동하는 것이 바람직하다. 이에, 플라즈마 발생 모듈(300)의 분사구(312) 하측으로 이동하는 기판(S) 영역에 순차적으로 SiO2 박막이 형성된다.First, a substrate S, for example, a circular wafer is introduced into the chamber 100, and the substrate S is placed on the substrate setter 210. Subsequently, power is applied to the electrode 320 using the power supply unit 350, the raw materials are supplied to the plasma generating space 311 in the body 310 through the raw material supply pipe 500, and the substrate S is processed. Carry out the process. The interior of the plasma generation module 300 and the interior of the chamber 100 are at atmospheric pressure and supply, for example, 13.56 MHz RF power to the electrodes. In the embodiment, for example, an SiO 2 thin film is formed on the substrate S by an atomic layer deposition method. To this end, the deposition raw material SiH 4 is injected into the plasma generating space 311, and a gas, for example, Ar, is injected to generate the plasma. At this time, Ar plasma discharge in the form of glow discharge is performed in the plasma generation space 311, and radicals are generated on the outer circumferential surface of the dielectric member 330. At this time, the body 310 and the electrode 320 are not directly contacted by the dielectric member 330, and as the electric field is concentrated on the outer circumferential surface of the dielectric member 330, between the electrode 320 and the body 310. Arc generation is suppressed. In addition, the dielectric member 330 can generate a high-density electric field, thereby generating stable glow discharge even at atmospheric pressure. SiH 4 is a dissociated by the Ar plasma is Si x is generated, wherein the Si x is injected through the injection hole is adsorbed on the substrate (S). In addition, radicals generated on the outer circumferential surface of the dielectric member 330 are also injected through the injection holes. Thereafter, a purge gas is supplied to the plasma generating space 311 to purge deposition raw materials and reaction by-products which are not adsorbed on the substrate S. Subsequently, when O 2 is supplied to the plasma generation space 311, radicals generated on the outer circumferential surface of the dielectric member 330 excite O 2 to generate O radicals, and the Si radicals are adsorbed onto the substrate S. Reacts with x to form a SiO 2 thin film. Subsequently, a purge gas is supplied to the plasma generation space 311 to purge the deposition raw material, the reaction gas, and the reaction by-products that did not participate in the reaction that did not react. When the cycle of the adsorption-purge-reaction-purge process is repeated a plurality of times, an SiO 2 thin film having a predetermined thickness is formed on the substrate S. FIG. During the deposition process, the substrate S and the substrate setter 210 may be horizontally moved in one direction by the transfer unit 220. As a result, SiO 2 thin films are sequentially formed in the region of the substrate S moving under the injection hole 312 of the plasma generation module 300.

하기에서는 도 4를 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법을 설명한다. 이때, 상기 제 1 실시예와 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.Hereinafter, a method of processing a substrate using a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. In this case, the content overlapping with the first embodiment will be omitted or briefly described.

기판(S)이 기판 안치부(210)에 안착되면, 평판형 형상의 플라즈마 발생 모듈(300)의 전극(320)에 전원을 공급하고, 플라즈마 발생 공간(311)으로 플라즈마 발생을 위한 가스를 공급한다. 또한, 증착 원료-퍼지 가스-반응 가스-퍼지 가스 순으로 반복하여 공급하여, 기판(S)을 향해 분사한다. 따라서, 플라즈마 발생 공간에서 Ar 플라즈마가 방전되며, 상기 Ar 플라즈마에 의해 플라즈마 발생 공간(311)에 노출된 유전체 부재(330) 일측면에 전기장 및 전자가 집중되어, 라디칼이 생성된다. 이때, 전술한 바와 같이 전기장이 유전체 부재(330) 외주면에 집중됨에 따라, 상기 전극(320)과 몸체(310) 사이의 아크 발생이 억제된다. 또한, 유전체 부재(330)에 의해 높은 밀도의 전기장을 생성할 수 있어, 대기압에서도 안정적인 글로우 방전을 발생시킬 수 있다. 플라즈마 발생 공간(311)에서 생성된 Ar 플라즈마, 라디칼, 증착 원료, 퍼지 가스, 반응 가스 등은 분사구(312)를 통해 분사된다. 이때, 분사구(312)의 직하가 아닌 외측으로 배출되는 플라즈마, 라디칼, 증착 원료, 반응 가스 및 퍼지 가스 등은 제 1 및 제 2 펌핑 공간(313a, 313b)을 통해 흡입되어 외부로 배출된다. 따라서, 수평 이동 중인 기판(S)의 영역 중 분사구(312)의 직하에 위치하는 기판(S) 영역에 대하여 플라즈마, 라디칼, 증착 원료, 반응 가스, 퍼지 가스 등이 분사되어, 반응이 이루어고, 그 외측으로는 분사되지 않는다. 이로 인해 평판형의 몸체(310)에 의해 기판(S) 상에 분사되는 Ar 플라즈마, 라디칼, 증착 원료, 퍼지 가스, 반응 가스 등의 선형 균일성이 종래에 비해 향상된다. 또한, 증착 공정 중에 기판(S) 및 기판 안치부(210)는 이송 유닛(220)에 의해 일 방향으로 수평 이동한다. 따라서, 기판(S) 상부 표면 전체에 균일한 두께의 SiO2 박막을 형성할 수 있다.When the substrate S is seated on the substrate mounting portion 210, power is supplied to the electrode 320 of the plasma generating module 300 having a flat plate shape, and gas for plasma generation is supplied to the plasma generating space 311. do. In addition, it is repeatedly supplied in the order of deposition raw material-purge gas-reactive gas-purge gas, and sprayed toward the substrate S. FIG. Accordingly, the Ar plasma is discharged in the plasma generating space, and electric fields and electrons are concentrated on one side of the dielectric member 330 exposed by the Ar plasma to the plasma generating space 311, thereby generating radicals. At this time, as described above, as the electric field is concentrated on the outer circumferential surface of the dielectric member 330, arcing between the electrode 320 and the body 310 is suppressed. In addition, the dielectric member 330 can generate a high-density electric field, thereby generating stable glow discharge even at atmospheric pressure. Ar plasma, radicals, deposition materials, purge gases, reaction gases, etc. generated in the plasma generating space 311 are injected through the injection holes 312. At this time, the plasma, radicals, deposition raw materials, reactant gases, purge gases, etc. discharged to the outside, not directly below the injection hole 312 are sucked through the first and second pumping spaces 313a and 313b and discharged to the outside. Therefore, plasma, radicals, deposition materials, reactant gases, purge gases, and the like are injected to the region of the substrate S positioned directly below the injection hole 312 in the region of the substrate S that is horizontally moved, and the reaction is performed. It is not sprayed outward. As a result, linear uniformity of Ar plasma, radicals, deposition raw materials, purge gas, and reactant gas sprayed onto the substrate S by the plate-shaped body 310 is improved as compared with the related art. In addition, during the deposition process, the substrate S and the substrate setter 210 move horizontally in one direction by the transfer unit 220. Accordingly, a SiO 2 thin film having a uniform thickness may be formed on the entire upper surface of the substrate S.

하기에서는 도 5를 참조하여, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법을 설명한다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 실시예와 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.Hereinafter, a method of processing a substrate using a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5. In this case, the content overlapping with the first and second embodiments will be omitted or briefly described.

전극(320)에 전원을 공급하고, 플라즈마 발생 공간(311)으로 플라즈마 발생을 위한 가스 예컨데 Ar을 공급하면, 유전체 부재(330)의 외주면을 둘러 싸도록 배치된 플라즈마 발생 공간에서 Ar 플라즈마가 생성된다. 이때, 유전체 부재(330)의 외주면에는 라디칼이 생성된다. 유전체 부재(330)에 의해 아크 발생이 억제되며, 높은 밀도의 전기장을 생성할 수 있어, 대기압에서도 안정적인 글로우 방전을 발생시킬 수 있다. 또한, 플라즈마 발생 공간으로 증착 공정을 위한 원료들을 공급하면, 상기 Ar 플라즈마, 라디칼, 원료들이 분사구를 통해 분사된다. 이때, 제 3 실시예에 따른 몸체는 평판형으로 제작되며, 분사구(312)의 외측으로 배출되는 플라즈마, 라디칼, 증착 원료, 반응 가스 및 퍼지 가스 등은 제 1 및 제 2 펌핑 공간(313a, 313b)을 통해 흡입되어 외부로 배출된다. 따라서, 기판(S) 상에 분사되는 Ar 플라즈마, 라디칼, 증착 원료, 퍼지 가스, 반응 가스 등의 선형 균일성이 종래에 비해 향상된다.When power is supplied to the electrode 320 and a gas for generating plasma, such as Ar, is supplied to the plasma generating space 311, an Ar plasma is generated in the plasma generating space arranged to surround the outer circumferential surface of the dielectric member 330. . At this time, radicals are generated on the outer circumferential surface of the dielectric member 330. Arc generation is suppressed by the dielectric member 330, and a high density electric field can be generated, so that stable glow discharge can be generated even at atmospheric pressure. In addition, when the raw materials for the deposition process are supplied to the plasma generating space, the Ar plasma, radicals, and raw materials are injected through the injection holes. At this time, the body according to the third embodiment is manufactured in a flat plate shape, the plasma discharged to the outside of the injection hole 312, the deposition material, the reaction gas and the purge gas, etc., the first and second pumping space (313a, 313b) Is sucked through and discharged to the outside. Therefore, linear uniformity of Ar plasma, radicals, vapor deposition raw materials, purge gas, reaction gas, etc. sprayed onto the substrate S is improved as compared with the related art.

상기에서는 제 1 내지 3 실시예에 따른 플라즈마 발생 모듈(300)을 이용하여 기판 상에 박막을 형성하는 것을 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 플라즈마를 이용한 기판 처리 예컨데, 에칭, 세정과 같은 다양한 처리 공정에 적용될 수 있다.In the above, the thin film was formed on the substrate by using the plasma generation module 300 according to the first to third embodiments. However, the present invention is not limited thereto, and may be applied to various processing processes such as, for example, etching and cleaning.

300: 플라즈마 발생 모듈 310: 몸체
320: 전극 330: 유전체 부재300: plasma generation module 310: body
320: electrode 330: dielectric member

Claims (11)

내부 공간을 가지는 챔버;
상기 챔버 내에 배치되며, 기판이 안치되는 기판 안치부; 및
상기 기판 안치부와 대향 배치되도록 상기 챔버에 지지 고정되며, 내부에서 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 모듈을 포함하고,
상기 플라즈마 발생 모듈은 내부 공간이 마련되며, 접지되는 몸체;
상기 몸체의 내부공간에 설치된 전극; 및
상기 몸체 내에서, 상기 전극의 외주면을 둘러싸도록 설치되어, 내주면이 상기 전극의 외주면과 접촉되고, 외주면이 상기 몸체의 내벽과 이격되는 유전체 부재를 포함하고,
상기 몸체와 유전체 부재 사이의 이격 공간이 플라즈마가 발생되는 플라즈마 발생 공간인 기판 처리 장치.A chamber having an internal space;
A substrate setter disposed in the chamber and in which a substrate is placed; And
A plasma generation module supported and fixed to the chamber so as to face the substrate settled portion, and generating plasma therein;
The plasma generation module is provided with an internal space, the body is grounded;
An electrode installed in an inner space of the body; And
In the body, it is installed so as to surround the outer circumferential surface of the electrode, the inner circumferential surface includes a dielectric member in contact with the outer circumferential surface, the outer circumferential surface is spaced apart from the inner wall of the body,
And a separation space between the body and the dielectric member is a plasma generation space in which plasma is generated. 청구항 1에 있어서,
상기 몸체는 상하 방향으로 연장 형성되며,
상기 전극은 상기 플라즈마 발생 공간 내에서 상기 플라즈마 발생 공간을 둘러싸는 몸체의 내벽과 이격되도록 설치되는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
The body is formed extending in the vertical direction,
And the electrode is spaced apart from an inner wall of a body surrounding the plasma generating space in the plasma generating space. 청구항 2에 있어서,
상기 몸체의 일단부에 상기 플라즈마 발생 공간과 연통되는 분사구가 마련된 기판 처리 장치.The method according to claim 2,
And a spray hole communicating with the plasma generating space at one end of the body. 청구항 1에 있어서,
상기 몸체는 폭 방향으로 연장 형성되며,
상기 전극은 상기 플라즈마 발생 공간 내에서 상기 플라즈마 발생 공간을 둘러싸는 몸체의 내벽과 이격되도록 설치되는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
The body is formed extending in the width direction,
And the electrode is spaced apart from an inner wall of a body surrounding the plasma generating space in the plasma generating space. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 몸체는 폭 방향으로 연장 형성되고,
상기 전극은 상기 몸체 내에서 상기 플라즈마 발생 공간과 이격되도록 설치되며,
상기 유전체 부재는 상기 플라즈마 발생 공간과 전극 사이에 배치되어, 일측면이 상기 플라즈마 발생 공간에 노출되고, 타측면이 상기 전극과 접촉되는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
The body is formed extending in the width direction,
The electrode is installed to be spaced apart from the plasma generating space in the body,
The dielectric member is disposed between the plasma generating space and the electrode, one side is exposed to the plasma generating space, the other side is in contact with the electrode. 청구항 4 또는 청구항 6에 있어서,
상기 몸체 내에 상기 플라즈마 발생 공간과 연통되도록 분사구가 마련되고,
상기 몸체를 상하 방향으로 관통하는 펌핑 공간이 마련되며,
상기 펌핑 공간은 상기 전극 및 유전체 부재 중 적어도 어느 하나의 일측으로 이격 형성되는 기판 처리 장치.The method according to claim 4 or 6,
An injection hole is provided in the body to communicate with the plasma generating space,
A pumping space penetrating the body in the vertical direction is provided,
And the pumping space is spaced apart from at least one side of the electrode and the dielectric member. 삭제delete 청구항 2, 청구항 4 및 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 플라즈마 발생 공간이 상하 방향으로 연장되도록 형성된 기판 처리 장치.
The method according to any one of claims 2, 4 and 6,
And a plasma processing space extending in the vertical direction.
삭제delete 삭제delete
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