(57)【要約】  本発明の一実施例による容量結合プラズマ基板処理装置は、真空で排気され、密閉された内部空間を提供する工程チャンバと、工程ガスを前記工程チャンバの内部に供給するために前記工程チャンバに連結されるガス流入管と、前記ガス流入管に連結されて、前記内部空間で前記ガス流入管に流入した工程ガスを噴射するガス分配部と、前記工程チャンバの外部に配置され、ＲＦ電源のＲＦ電力を前記ガス分配部に伝達するインピーダンスマッチングネットワークと、前記インピーダンスマッチングネットワークの出力を前記ガス流入管又は前記ガス分配部に連結するＲＦ連結ラインと、前記ＲＦ連結ラインと前記ガス流入管のうち少なくとも１つ以上が貫通するように構成され、強磁性体を含む遮蔽板と、を含む。【選択図】図１
2020522609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空で排気され、密閉された内部空間を提供する工程チャンバと、
工程ガスを前記工程チャンバの内部に供給するために前記工程チャンバに連結されるガス流入管と、
前記ガス流入管に連結されて、前記内部空間で前記ガス流入管に流入した工程ガスを噴射するガス分配部と、
前記工程チャンバの外部に配置され、ＲＦ電源のＲＦ電力を前記ガス分配部に伝達するインピーダンスマッチングネットワークと、
前記インピーダンスマッチングネットワークの出力を前記ガス流入管又は前記ガス分配部に連結するＲＦ連結ラインと、
前記ＲＦ連結ラインと前記ガス流入管のうち少なくとも１つ以上が貫通するように構成され、強磁性体を含む遮蔽板と、を含むことを特徴とする容量結合プラズマ基板処理装置。
【請求項２】
前記遮蔽板は、順次積層した下部非磁性導電板、中間強磁性体板、及び上部非磁性導電板を含むことを特徴とする請求項１に記載の容量結合プラズマ基板処理装置。
【請求項３】
前記中間強磁性体板の厚さは０．１ミリメートルないし１ミリメートルであることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記遮蔽板は四角板であり、マトリックスの形で４つに分離されることを特徴とする請求項１に記載の容量結合プラズマ基板処理装置。
【請求項５】
前記遮蔽板の強磁性体はパーマロイ又はミューメタルであることを特徴とする請求項１に記載の容量結合プラズマ基板処理装置。
【請求項６】
前記遮蔽板の上面又は下面のうち少なくとも１つ以上に前記遮蔽板を冷却するための冷却プレートをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の容量結合プラズマ基板処理装置。
【請求項７】
前記遮蔽板は２枚以上の強磁性体シートを含むことを特徴とする請求項１に記載の容量結合プラズマ基板処理装置。
【請求項８】
前記遮蔽板は面積が異なる２枚以上の強磁性体シートを含むことを特徴とする請求項７に記載の容量結合プラズマ基板処理装置。
【請求項９】
前記遮蔽板は厚さが異なる２枚以上の強磁性体シートを含むことを特徴とする請求項７に記載の容量結合プラズマ基板処理装置。
【請求項１０】
前記遮蔽部の外部に設置されたリモートプラズマソースをさらに含み、
前記リモートプラズマソースは、反応ガスを前記ガス流入管に提供することを特徴とする請求項１に記載の容量結合プラズマ基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に関するものとして、より詳細には、高い投資率の導電性強磁性体を用いて磁場遮蔽及び残留磁化機能を有する容量結合プラズマ基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子とは、アレイ基板とカラフィルタ基板との間に液晶を注入して、その特性を用いて映像効果を得る非発光素子を意味する。このようなアレイ基板とカラフィルタ基板は、それぞれガラスなどの材質からなる透明基板上に数回にわたる薄膜の蒸着、パターニング及びエッチング工程を通じて製造される。最近、薄膜を増着させることにおいて、工程チャンバ外部の高電圧のエネルギを用いて工程ガスをプラズマ状態に励起させた状態で工程ガス間の化学反応を誘導するプラズマ強化化学気相蒸着（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＥＣＶ）方法が幅広く使われている。
【０００３】
米国公開特許ＵＳ２０１４／０２６２０４４  Ａ１は、磁気遮蔽を向上させた基板処理を装置を開示する。この基板処理装置において、ＲＦインピーダンスマッチングネットワークは、地球磁場のような外部静磁場から遮蔽される。
【０００４】
韓国公開特許１０−２０１５−００７９４８４は、磁性体コーティングされたプラズマ処理装置用コンポーネントを開示する。このコンポーネントは、表皮深さより深い厚さを有し、電磁波を遮蔽する。このような磁性体コーティングは、すべての部品に磁性体コーティングが必要であり、電気伝導度を減少させて接地能力を減少させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の解決しようとする技術的課題は、効率的に磁場及び電磁場を遮蔽すると同時に、残留磁化を提供する電磁遮蔽ボックスを提供する。この電磁遮蔽ボックスは、容量結合プラズマに使用するＲＦ周波数帯域において効率的なＲＦ遮蔽のための高い電気伝導度を非磁性金属材質で有する側壁及び上部面を提供し、効率的な磁場遮蔽を提供するために前記電磁遮蔽ボックスの下部面を強磁性体を含む中心遮蔽板で構成する。これによって、前記電磁遮蔽ボックスは、その外部に電磁波の漏れを抑制し、外部から流入した磁場が前記電磁遮蔽ボックスの下部に配置された容量結合プラズマ発生領域に浸透することを抑制する。電磁遮蔽ボックスの下部面に中心遮蔽板は残留磁化を有し、その下部のプラズマ特性を変更して蒸着均一度を向上させる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施例による容量結合プラズマ基板処理装置は、真空で排気され、密閉された内部空間を提供する工程チャンバと、工程ガスを前記工程チャンバの内部に供給するために前記工程チャンバに連結されるガス流入管と、前記ガス流入管に連結されて、前記内部空間で前記ガス流入管に流入した工程ガスを噴射するガス分配部と、前記工程チャンバの外部に配置され、ＲＦ電源のＲＦ電力を前記ガス分配部に伝達するインピーダンスマッチングネットワークと、前記インピーダンスマッチングネットワークの出力を前記ガス流入管又は前記ガス分配部に連結するＲＦ連結ラインと、前記ＲＦ連結ラインと前記ガス流入管のうち少なくとも１つ以上が貫通するように構成され、強磁性体を含む遮蔽板と、を含む。
【０００７】
本発明の一実施例において、前記遮蔽板は、順次積層した下部非磁性導電板、中間強磁性体板、及び上部非磁性導電板を含む。
【０００８】
本発明の一実施例において、前記中間強磁性体板の厚さは０．１ミリメートルないし１ミリメートルである。
【０００９】
本発明の一実施例において、前記遮蔽板は四角板であり、マトリックスの形で４つに分離される。
【００１０】
本発明の一実施例において、前記遮蔽板の強磁性体はパーマロイ又はミューメタルである。
【００１１】
本発明の一実施例において、前記遮蔽板の上面又は下面のうち少なくとも１つ以上に前記遮蔽板を冷却するための冷却プレートをさらに含む。
【００１２】
本発明の一実施例において、前記遮蔽板は２枚以上の強磁性体シートを含む。
【００１３】
本発明の一実施例において、前記遮蔽板は面積が異なる２枚以上の強磁性体シートを含む。
【００１４】
本発明の一実施例において、前記遮蔽板は厚さが異なる２枚以上の強磁性体シートを含む。
【００１５】
本発明の一実施例において、前記遮蔽部の外部に設置されたリモートプラズマソースをさらに含み、前記リモートプラズマソースは、反応ガスを前記ガス流入管に提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一実施例による基板処理装置は、電磁遮蔽機能及び残留磁化を提供する電磁遮蔽ボックスを用いて蒸着工程均一度又は容量結合プラズマ処理均一度を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例による基板処理装置を説明する概念図である。
【図２】図１の遮蔽板を説明する斜視図である。
【図３】本発明のもう一つの実施例による基板処理装置を説明する概念図である。
【図４】図３の電磁遮蔽ボックスを説明する断面図である。
【図５】図４の電磁遮蔽ボックス内のガス流入管と中心遮蔽板を説明する斜視図である。
【図６ａ】本発明の一実施例による電磁遮蔽ボックスの下部面に配置された非磁性導電性遮蔽板を使用する場合（ａ）と、サンドイッチ構造の遮蔽板を使用する場合（ｂ）のシリコン窒化膜の蒸着均一度を示す実験結果である。
【図６ｂ】本発明の一実施例による電磁遮蔽ボックスの下部面に配置された非磁性導電性遮蔽板を使用する場合（ａ）と、サンドイッチ構造の遮蔽板を使用する場合（ｂ）のシリコン窒化膜の蒸着均一度を示す実験結果である。
【図７】基板の対角線方向に沿って位置した複数の測定位置でシリコン窒化膜の蒸着厚さを示す実験結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の一実施例による基板処理装置は、工程チャンバ、ガス分配部、及び前記工程チャンバ上に配置された遮蔽板を含む。前記ガス分配部は、前記工程チャンバの蓋として機能し、ＲＦ電力の供給を受けて蓄電プラズマを工程チャンバ内に形成し、ガスの供給を受けて空間的にガスを分配する。前記ガス分配部が外部に露出された場合、前記ガス分配部は電場を放射し、外部環境に応じて変わる寄生静電容量を生成する。したがって、非磁性導電体で形成された遮蔽部は、前記ガス分配部を包むように構成される。これによって、前記非磁性導電体材質の遮蔽部は、電磁波を遮蔽し、寄生静電容量を安定的に維持する。
【００１９】
しかし、前記遮蔽部は、外部静磁場や低周波の磁場を遮蔽することができない。外部静磁場又は低周波の磁場は、非磁性導電体材質の遮蔽部及びガス分配部を投過して、プラズマ特性に影響を及ぼす。一方、強磁性体だけで形成された遮蔽板は、電磁波によって加熱されて強磁性体の特性を失う。
【００２０】
したがって、ＲＦ電磁波、外部静磁場又は低周波の磁場を同時に遮蔽できる新たな構造が求められる。
【００２１】
本発明の一実施例によると、前記遮蔽板は、順次積層された下部非磁性導電板、中間強磁性体板、及び上部非磁性導電板を含む。前記下部非磁性導電板と前記上部非磁性導電板は接地され、電磁波を吸収して電磁波を遮蔽し、加熱される。前記下部非磁性導電板と前記上部非磁性導電板は、高い熱伝導度を有し、冷却板として動作する。また、前記中間強磁性体板は、前記上部非磁性導電板及び前記下部非磁性導電板と電気的に接触して、電磁遮蔽機能を補助的に行う。したがって、ＲＦ周波数の電磁波は、前記下部非磁性導電板又は前記上部非磁性導電板でほとんど吸収される。一方、低周波の電磁波の一部は前記下部非磁性導電板又は前記上部非磁性導電板で吸収され、低周波の電磁波の残りは前記中間強磁性体板で吸収される。前記中間強磁性体板に入射するエネルギが小さくて、前記中間強磁性体板はほとんど誘導加熱されない。したがって、サンドイッチ構造の前記遮蔽板は、ＲＦ周波数の電磁波を遮蔽するだけでなく、低周波の電磁波及び静磁場を効果的に遮蔽し、可熱による性能低下を防止する。前記遮蔽板は、外部静磁場、ＲＦ周波数の電磁波、及び低周波数の電磁波に同時に露出した場合、効率的に遮蔽を行う。
【００２２】
本発明の一実施例による基板処理装置は、ＲＦ周波数を用いる容量結合プラズマを生成するガス分配部と前記ガス分配部に活性化したガスを提供する数十ｋＨｚないし数百ｋＨｚの低周波数を用いるリモートプラズマソースを含む。ＲＦ電源は、インピーダンスマッチングネットワークを通じて、前記ガス分配部にＲＦ電力を供給するガス流入管に連結される。このガス流入管は、電磁遮蔽ボックス内に配置して、ＲＦ電流によって発生されたＲＦ電磁波が外部に漏れないように遮蔽する。また、リモートプラズマソースの出口を介して低周波数の電磁波が前記電磁遮蔽ボックスの内部に流入し、流入した電磁波は電磁遮蔽ボックスの下部面を構成するサンドイッチ構造の遮蔽板によって遮蔽される。また、外部の静磁場は強磁性体材質の中間強磁性体板によって遮蔽される。これによって、磁場を遮蔽することによって工程チャンバの工程均一度が向上する。工程均一度の向上は、電磁遮蔽及び／又は遮蔽板の残留磁化に起因するものと解釈される。
【００２３】
以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。本発明の利点及び特徴、及びそれを達成する方法は添付した図面と共に詳細に後述されている実施例を参照すれば明確になる。しかし、本発明は、ここで説明する実施例に限らず、互いに異なる形態で具体化することも可能である。それどころか、ここで紹介される実施例は、開示された内容が徹底かつ完全になるように、そして当業者に本発明の思想が十分伝えるように提供されるものであり、本発明は請求項の範疇によって定義されるだけである。
【００２４】
明細書全体に亘って、同一の参照番号は、同一の構成要素を指す。したがって、同一又は類似の参照符号は、当該図面で言及又は説明されなかったとしても、他の図面を参照して説明することができる。また、参照符号が表示されなかったとしても、他の図面を参照して説明することができる。
【００２５】
図１は、本発明の一実施例による基板処理装置を説明する概念図である。
【００２６】
図２は、図１の遮蔽板を説明する斜視図である。
【００２７】
図１及び図２に示すように、容量結合プラズマ基板処理装置１００は、真空で排気され、密閉された内部空間を提供する工程チャンバ１６０と、工程ガスを前記工程チャンバの内部に供給するために前記工程チャンバ１６０に連結されるガス流入管１３６と、前記ガス流入管１３６に連結され、前記内部空間に前記ガス流入管１３６に流入した工程ガスを噴射するガス分配部１７０と、前記工程チャンバの外部に配置され、ＲＦ電源のＲＦ電力を前記ガス分配部に伝達するインピーダンスマッチングネットワーク１４２と、前記インピーダンスマッチングネットワークの出力を前記ガス流入管１３６又は前記ガス分配部１７０に連結するＲＦ連結ライン１４４と、前記ＲＦ連結ライン１４４と前記ガス流入管１３６のうち少なくとも１つ以上が貫通するように構成され、強磁性体を含む遮蔽板１５２と、を含む。前記遮蔽板は、順次積層した下部非磁性導電板、中間強磁性体板、及び上部非磁性導電板を含む。
【００２８】
前記工程チャンバ１６０は直方体の形状であり、非磁性導電性金属材質で形成され、接地され、真空に排気され、密閉された内部空間を提供する。前記工程チャンバ１６０は、基板１６１に蒸着工程、エッチング工程、又は表面処理工程を行う。前記基板１６１は、第６世代（１５００ｘ１８５０ｍｍ）以上の四角ガラス基板である。前記工程チャンバ１６０内の下部には四角形状のサセプタ１６２が配置され、前記サセプタ１６０上に基板１６１が置かれる。
【００２９】
薄膜蒸着の過程でサセプタ１６２内に設置されるヒータ（図示せず）によって基板温度を蒸着に適した温度に上昇させ、下部電極に機能するように電気的に接地される。また、前記サセプタ１６２の中央底面にサセプタ支持台１６２ａが延長されている。前記サセプタ支持台１６２ａの外周面にはモータなどの駆動手段（図示せず）と結合されている移動アセンブリが結合されていて、工程進行によって上下に昇降され、これに従ってその上面のサセプタ１６２もこれに連動してス昇降を繰り返す。
【００３０】
前記サセプタ１６２は、前記工程チャンバ１６０の下部面と電気的に接地されるように複数の接地ストリープ１６４に連結される。前記工程チャンバ１６０の一側面には前記基板１６１を前記工程チャンバ内部に流入するための通路を提供するゲートバルブ１６５が配置される。
【００３１】
一方、工程チャンバ１６０の一側底面には蒸着及びクリーニング工程の前後にわたって工程チャンバ１６０の内部に残留するガスを外部に排出させるように排気ポンプ１６６と連結される排気管が設置される。
【００３２】
リードフレーム１５０は、工程チャンバ１６０の上部面に配置されて、前記ガス分配部１７０を装着する。前記リードフレーム１５０は、前記ガス分配部１７０が挿入されて装着される貫通孔を備えた板状の下部リードフレーム１５４及び前記下部リードフレームから垂直方向に延長されたリードフレーム側壁１５３を含む。前記下部リードフレーム１５４は、四角リング状である。前記リードフレーム側壁１５３は、前記ガス分配部１７０の側面を包むように四角筒状である。前記リードフレーム１５０は、アルミニウムのような非磁性導電性金属で形成される。
【００３３】
前記ガス分配部１７０は、前記リードフレーム１５０の貫通孔に挿入されて、前記工程チャンバ１６０の蓋として機能し、前記ガス流入管１３６に供給されたガスを前記工程チャンバ１６０の内部に空間的に分配する。前記ガス分配部１７０は、非磁性導電性材質で形成される。前記ガス分配部１７０は、バッキングプレート１７２（Ｂａｃｋｉｎｇ  ｐｌａｔｅ）とシャワヘッド１７６、前記ガス分配部１７０と前記リードフレーム１５０を電気的に絶縁させる絶縁部材１７８ａ、１７８ｂ、１７８ｃを含む。前記バッキングプレート１７２の下部面の端に沿って突出部位１７３が配置される。前記突出部位１７３は四角リング状である。前記突出部位１７３は、前記バッキングプレート１７２の最外郭から一定の間隔を有して下部面の内側に配置される。前記突出部位１７３の外側は、前記下部リードフレーム１５４の貫通孔に挿入される。
【００３４】
前記シャワヘッド１７６は、導電性材質であり、四角板状であり、複数のノズル１７６ａを備える。前記シャワヘッド１７６と前記バッキングプレート１７２は、互いに固定結合する。前記シャワヘッドの外周面は、前記バッキングプレートの突出部位１７３と整列してガスバッファ空間１７２ａを提供する。前記ガスバッファ空間１７２ａは、ガスが拡散する空間を提供する。
【００３５】
前記バッキングプレート１７２（Ｂａｃｋｉｎｇ  ｐｌａｔｅ）の下部面の端には、前記下部リードフレーム１５４の貫通孔にかかるように配置される。電気的絶縁のために、前記バッキングプレート１７２の下部面の端と前記下部リードフレーム１５４との間に四角ワッシャ形態の第１絶縁部材１７８ａが配置される。
【００３６】
また、前記下部リードフレーム１５４と前記シャワヘッド１７６の側面との間に電気的絶縁のために第２絶縁部材１７８ｂが配置される。また、前記シャワヘッドの下部面の端及び前記下部面リードフレームの下部面に第３絶縁部材１７８ｃが配置される。前記第３絶縁部材１７８ｃはセラミック材質である。
【００３７】
前記ガス流入管１３６は、ガス供給源１０２からガスの提供を受けて前記ガス分配部１７０に提供する。前記ガス流入管１３６は、前記遮蔽板の中心を貫通して前記ガス分配部１３６の中心に連結される。前記ガス流入管１３６が導電体である場合、ＲＦ電力は前記ガス流入管を通じて前記ガス分配部に伝達される。
【００３８】
前記遮蔽板１５２は、前記リードフレーム１５０の蓋として機能し、前記ガス分配部１７０で発生した電場を遮蔽する。前記遮蔽板１５２は、その中心に貫通孔１５１を含うむ。ガス流入管１３６は、前記貫通孔１５２を垂直に通過して前記バッキングプレートの中心に連結される。前記リードフレーム１５０に装着された前記遮蔽板１５２は、前記リードフレーム１５０の蓋として機能する。前記ガス分配部１７０と前記遮蔽板１５２は、平行板コンデンサでモデリングされる。前記遮蔽板１５２は、順次積層した下部非磁性導電板１５２ｃ、中間強磁性体板１５２ｂ、及び上部非磁性導電板１５２ａを含む。前記下部非磁性導電板１５２ｃ、前記リードフレーム側壁１５３、及び前記バッキングプレート１７２はキャビティを構成する。前記キャビティ内部には垂直な方向（ｚ軸方向）のＲＦ電場Ｅが生成され、方位角方向のＲＦ磁場Ｈが生成される。前記ＲＦの磁場Ｈによって、前記下部非磁性導電板１５２ｃの下部面には半径方向の表面電流が流れる。前記表面電流の流れを遮断しないために、前記遮蔽板１５２は半径方向に切断された複数の部品で構成される。具体的に、前記遮蔽板１５２が四角板である場合、マトリックスの形で４つに分離される。前記下部非磁性導電板１５２ｃ、中間強磁性体板１５２ｂ、及び上部非磁性導電板１５２ａは互いに整列される。前記中間強磁性体板１５２ｂは、パーマロイ又はミューメタルである。前記中間強磁性体板１５２ｂの厚さは、０．１ミリメートルないし１ミリメートルである。前記下部非磁性導電板１５２ｃは、数ミリメートル以上の厚さを有するアルミニウム板である。
【００３９】
電磁波の表皮深さ（ｓｋｉｎ  ｄｅｐｔｈ）は、アルミニウムの場合１ＭＨｚで約０．１ｍｍ水準である。一方、前記鉄−ニッケル合金であるパーマロイを使用した場合、電磁波の表皮深さは１ＭＨｚで約０．００１ｍｍ水準である。即ち、同一の１ＭＨｚ周波数でパーマロイの表皮深さは、アルミニウムの表皮深さより約１００倍程度小さい。もし、前記遮蔽板１５２を表皮深さより厚い強磁性体だけで形成した場合、前記遮蔽板は、初期には電磁波を吸収して遮蔽するが、時間がたつにつれて加熱されて遮蔽特性を失う。
【００４０】
しかし、本発明の一実施例によると、前記遮蔽板１５２は冷却及び電磁波を遮蔽するための前記下部非磁性導電板１５２ａを含む。前記下部非磁性導電板１５２ｃは、高い電気伝導度を有し、表面電流を誘導して電磁波を遮蔽する。また、前記下部非磁性導電板１５２ｃを透過した電磁波は、前記中間強磁性体板１５２ｂで完全に遮蔽される。前記中間強磁性体板に到達した電磁波はすでに前記下部非磁性導電板１５２ｃによって衰える。したがって、前記中間強磁性体板１５２ｂは十分に加熱されず、電磁波を完全に遮蔽する。また、前記下部非磁性導電板１５２ｃは、アルミニウムのような金属であり、高い熱伝導度を有するので、熱伝達を通じて冷却される。また、前記中間強磁性体板１５２ｂは、誘導加熱によって特性変化を有せず、安定的な電磁波を遮蔽する。
【００４１】
前記キャビティ外部で発生したＲＦ電磁波を遮蔽するために、上部非磁性導電板１５２ａが前記中間強磁性体板１５２ｂ上に配置される。前記上部非磁性導電板１５２ａは、表皮深さ以上の厚さを有し、たいていの電磁波エネルギを吸収する。前記上部非磁性導電板１５２ａを透過した電磁波の残りのエネルギは、前記中間強磁性体板１５２ａで吸収される。これによって、前記中間強磁性体板１５２ｂは、十分に加熱されず、電磁遮蔽を行う。
【００４２】
また、前記中間強磁性体板１５２ｂは、前記キャビティ外部で発生した静磁場及び前記上部非磁性導電板を透過した低周波の磁場を遮蔽する。前記下部非磁性導電板１５２ｃの厚さは、前記中間強磁性体板の厚さより１０倍以上厚い。一方、前記上部非磁性導電板１５２ａ上に強い電磁波を遮蔽するために、前記上部非磁性導電板１５２ａの厚さは前記中間強磁性体板の厚さより１０倍以上厚い。
【００４３】
ＲＦ電源１４０は、前記遮蔽部１５０の外部に配置され、容量結合プラズマを形成するように前記ガス分配部１７０にＲＦ電力を供給する。前記ガス分配部１７０は、シャワヘッド１７６の下部面にガスを分配すると同時に、容量結合プラズマを形成する。前記ＲＦ電源１４０の周波数は、数ＭＨｚないし数十ＭＨｚである。前記ＲＦ電源１４０のＲＦ電力は、同軸ケーブルを通じてインピーダンスマッチングネットワーク１４２に伝達される。
【００４４】
インピーダンスマッチングネットワーク１４２は、前記遮蔽板１５０の外部に配置され、前記ＲＦ電源１４０のＲＦ電力を最大に前記ガス分配部１７０に伝達する。前記インピーダンスマッチングネットワーク１４２は、少なくとも２つの可変リアクタンス素子を備え、前記可変リアクタンス素子のリアクタンスを制御して反射波を最小化して最大の電力を負荷に伝達する。前記インピーダンスマッチングネットワーク１４２は、導電性ボックスによって遮蔽される。
【００４５】
ＲＦ連結ライン１４４は、前記インピーダンスマッチングネットワーク１４２の出力を前記ガス分配部１７０に伝達する。前記ＲＦ連結ライン１４４は、ストリップラインの形の銅帯又は同軸ケーブル構造である。前記ＲＦ連結ライン１４４が直接外部に露出される場合、前記ＲＦ連結ライン１４４は前記キャビティ外部でＲＦ電磁波を提供する。サンドイッチ構造の遮蔽板１５２は、効率的に電磁波及び外部磁場を遮蔽する。
【００４６】
本発明の変形した実施例によると、前記遮蔽板１５２の上面又は下面のうち少なくとも１つ以上に前記遮蔽板１５２を冷却するための冷却プレートをさらに含む。前記冷却プレートは、非磁性導電体である。前記冷却プレートは、冷却及び電磁遮蔽を同時に行う場合、前記上部非磁性導電板又は前記下部非磁性導電板と一体化する。具体的に、前記冷却プレートは、アルミニウム又は銅材質である。前記冷却プレートの厚さは、前記電磁波の表皮深さより厚いものが好ましい。前記冷却プレートは、前記遮蔽板１７０と整列される。
【００４７】
本発明の変形した実施例によると、前記遮蔽板１５２は、互いに積層された２枚以上の強磁性体シートを含む。前記強磁性体シートそれぞれは、互いに異なる周波数特性又は互いに異なる厚さを有する。複数の強磁性体シートの全厚は、電磁波の表皮の深さより厚い。
【００４８】
本発明の変形した実施例によると、前記遮蔽板１５２は２枚以上の強磁性体シートを含む。前記強磁性体シートは、互いに隣接して配置され、全体的に１つの板を構成する。前記遮蔽板は空間的に分離されて、位置によって異なる特性を提供する。前記強磁性体シートの結合部位は、表面電流方向と並行に延長される。前記強磁性体シートの面積は、互いに異なる。
【００４９】
図３は、本発明のもう一つの実施例による基板処理装置を説明する概念図である。
【００５０】
図４は、図３の電磁遮蔽ボックスを説明する断面図である。
【００５１】
図５は、図４の電磁遮蔽ボックス内のガス流入管と中心遮蔽板を説明する斜視図である。
【００５２】
図３ないし図５に示すように、基板処理装置２００は、真空で排気され、密閉された内部空間を提供する工程チャンバ１６０と、工程ガスを前記工程チャンバの内部に供給するために、前記工程チャンバに連結されるガス流入管１３６と、前記ガス流入管に連結されて、前記内部空間で前記ガス流入管に流入した工程ガスを噴射するガス分配部１７０と、前記工程チャンバの外部に配置され、ＲＦ電源のＲＦ電力を前記ガス分配部に伝達するインピーダンスマッチングネットワーク１４２と、前記インピーダンスマッチングネットワークの出力を前記ガス流入管１３６又は前記ガス分配部１７０に連結するＲＦ連結ライン１４４と、前記ＲＦ連結ラインと前記ガス流入管のうち少なくとも１つ以上が貫通するように構成され、強磁性体を含む遮蔽板３５２と、を含む。
【００５３】
リードフレームの蓋２５２は、前記リードフレーム１５０の上部面に配置されて、大気圧で維持される密閉された空間を提供する。前記リードフレームの蓋２５２は、その中心領域に貫通孔を備える。前記遮蔽板３５２は、前記リードフレームの蓋２５２の貫通孔に挿入して装着される。前記リードフレームの蓋２５２は、互いに分離しない１つの四角板状であり、非磁性導電体で形成される。前記リードフレームの蓋２５２は、前記遮蔽板３５２と電気的に接触する。前記リードフレームの蓋２５２と前記遮蔽板３５２は、前記バッキングプレート１７２と対向して平行板コンデンサとして動作する。前記遮蔽板３５２と前記リードフレームの蓋２５２は、半径方向の表面電流が連続的に流れるように互いに電気的に連結される。
【００５４】
前記遮蔽板３５２は、前記リードフレーム１５０の蓋の一部として機能し、前記ガス分配部１７０で発生した電場を遮蔽する。前記遮蔽板３５２は、その中心に貫通孔３５１を含む。ガス流入管１３６は、前記貫通孔３５１を垂直に通過して前記バッキングプレートの中心に連結される。前記リードフレームの蓋２５２及び前記遮蔽板３５２は、前記リードフレーム１５０の蓋として機能する。
【００５５】
前記遮蔽板３５２は、順次積層した下部非磁性導電板３５２ｃ、中間強磁性体板３５２ｂ、及び上部非磁性導電板３５２ａを含む。前記遮蔽板の下部には垂直な方向（ｚ軸方向）のＲＦ電場Ｅが生成され、方位角方向のＲＦ磁場Ｈが生成される。前記ＲＦの磁場Ｈによって、前記下部非磁性導電板３５２ｃの下部面には半径方向の表面電流が流れる。前記表面電流の流れを遮断しないために、前記遮蔽板３５２は半径方向に切断された複数の部品で構成される。具体的に、前記遮蔽板３５２が四角板である場合、マトリックスの形で４つに分離する。前記下部非磁性導電板３５２ｃ、中間強磁性体板３５２ｂ、及び上部非磁性導電板３５２ａは、互いに整列される。前記中間強磁性体板３５２ｂは、パーマロイ又はミューメタルである。前記中間強磁性体板３５２ｂの厚さは、０．１ミリメートルないし１ミリメートルである。前記下部非磁性導電板３５２ｃは、数ミリメートル以上の厚さを有するアルミニウム板である。前記上部非磁性導電板３５２ａの下部面は、前記リードフレームの蓋２５２の上部面と同一の平面である。前記下部非磁性導電板３５２ｃは、前記リードフレームの蓋２５２の上部面と同一の平面である。
【００５６】
前記遮蔽板３５２は、前記リードフレームの蓋２５２の中心領域に配置される。前記遮蔽板３５２は、一辺の長さが数十センチメートルの四角板である。前記遮蔽板３５２は、分解結合の容易性及び表面電流の流れを妨げないようにマトリックスの形で４つに分離する。前記遮蔽板３５２は、順次積層された上部非磁性導電板３５２ａ、中間強磁性体板３５２ｂ、及び下部非磁性導電板３５２ｃを含む。前記上部非磁性導電板３５２ａ、中間強磁性体板３５２ｂ、及び下部非磁性導電板３５２ｃは、サンドイッチ構造である。前記中間強磁性体板３５２ｂの厚さは、０．１ミリメートルないし１ミリメートルであり、前記上部非磁性導電板３５２ａ及び前記下部非磁性導電板３５２ｃは、数ミリメートルないし数十ミリであり、アルミニウム材質である。前記遮蔽板３５２は、その中心に前記ガス流入管１３６が延長されるように貫通孔３５１を備える。前記中間強磁性体板３５２ｂは、パーマロイ又はミューメタルである。前記遮蔽板３５２の厚さは、数ないし数十ミリメートルである。前記上部非磁性導電板３５２ａは、前記電磁遮蔽ボックスとともにキャビティを構成してＲＦ電磁波の漏れを防止する。前記パーマロイ材質の中間強磁性体板３５２ｂは、電磁波を遮蔽し、また、外部静磁場を遮蔽する。これによって、前記遮蔽板３５２は、プラズマ均一度又は工程均一度を向上させる。
【００５７】
ＲＦ連結ライン１４４及び／又は前記ＲＦ連結ラインに連結されたガス流入部１３６は、ＲＦ電磁波を発生させるソースとして動作する。前記ＲＦ連結ライン及びガス流入部は、前記遮蔽板３５２上に配置される。また、前記遮蔽板３５２は、前記ＲＦ連結ライン１４４及び／又は前記ＲＦ連結ラインに連結されたガス流入部１３６で発生したＲＦ電磁波を遮蔽する。
【００５８】
前記リモートプラズマソース１１０は、前記遮蔽板２５２の外部に設置される。前記リモートプラズマソース１１０は、前記遮蔽板２５２上に配置される。前記リモートプラズマソース１１０は、通常数ｋＨｚないし数百ｋＨｚの周波数の誘導結合プラズマを使用する。前記リモートプラズマソース１１０は、外部からガスの供給を受けてガスを誘導結合プラズマを使用して活性化させる。活性化されたガスは、前記ガス流入管１３６及びガス分配部１７０を通じて前記工程チャンバ１６０に供給される。活性化された反応ガスを前記工程チャンバ１６０に効率的に伝達するために、前記リモートプラズマソース１１０の出力端と前記工程チャンバ１６０との間の経路は短いことが好ましい。これによって、前記リモートプラズマソース１１０は、前記遮蔽板３５２に配置されることが好ましい。前記リモートプラズマソースは、低周波磁場を発生させる。低周波磁場は、環形の金属材質のリモートプラズマ発生容器を透過して環形容器内部に誘導結合プラズマを形成する。低周波電磁波の表皮深さは、アルミニウムの場合、１０ｋＨｚで約１ｍｍ水準である。前記環状容器の厚さは数ミリメートル水準であり、前記低周波磁場は前記環型容器を透過してその内部に誘導結合プラズマを形成する。したがって、数十ｋＨｚないし数百ｋＨｚの低周波数を使用するリモートプラズマソースから放射される電磁波は、前記遮蔽板に提供される。前記遮蔽板３５２は、低周波電磁波を遮蔽する。
【００５９】
電磁遮蔽ボックス１３０は、前記ＲＦ連結ライン１４４及び／又は前記ＲＦ連結ラインを包むように配置される。前記遮蔽板３５２は、前記電磁遮蔽ボックス１３０の下部面として機能する。電磁遮蔽ボックス１３０の側面及び上部面は、通常の非磁性金属で形成される。これによって、前記電磁遮蔽ボックスの側面及び上部面は、非磁性導電性金属で、その内部で発生した電磁波が外部に漏れることを防止する。また、前記電子が遮蔽ボックス１３０の下部面は前記遮蔽板３５２で構成し、前記遮蔽板の上部で提供される電磁波を遮蔽し、前記遮蔽板の下部で提供される電磁波を遮蔽する。
【００６０】
ガス流入管１３６は、前記リモートプラズマソース１１０から反応ガスの提供を受け、前記工程チャンバ１６０の内部に供給するために、前記遮蔽板３５２の中心を貫通して、前記工程チャンバ１６０に連結される。前記ガス流入管１３６は、効率的なＲＦ電力を伝達するために高い電気伝導度を有するアルミニウム又は銅材質のパイプである。前記ガス流入管１３６は、前記遮蔽板３５２の中心を垂直に貫通して前記ガス分配部１７０に連結される。前記ガス流入管１３６は、接地された遮蔽板３５２と電気的に直接接触しないように配置される。前記遮蔽板３５２及び前記リードフレームの蓋２５２は、効率的な電磁遮蔽のために接地される。
【００６１】
前記ガス流入管１３６の一端は、導電性金属材質の９０度エルボダクト１３２に連結される。前記９０度エルボダクト１３２は、ガス流れ方向を９０度曲がる。
【００６２】
前記９０度エルボダクト１３６は、水平方向に延長される絶縁チューブ１３２に連結される。前記絶縁チューブ１３２は、アルミナのようなセラミック材質である。前記絶縁チューブ１３２は、ＲＦ電力が前記リモートプラズマソース１１０に伝達されることを防止する。前記絶縁チューブ１３４は、前記電磁遮蔽ボックス１３０の側面を貫通して延長する。
【００６３】
前記絶縁チューブ１３４は、冷却ブロック１１２に連結される。前記冷却ブロック１１２は、前記リモートプラズマソース１１０から流れ出す高温のガスによって加熱されたパイプを冷却する。前記冷却ブロック１１２は、水冷式冷却法を使用する。前記冷却ブロック１１２は、前記リモートプラズマソース１１０の出口に連結される。
【００６４】
ＲＦ連結ライン１４４は、前記インピーダンスマッチングネットワーク１４２の出力を前記ガス流入管１３６に連結する。前記ＲＦ連結ライン１４４は、ストリップラインの形の銅帯である。前記ＲＦ連結ライン１４４は、連結端子１３６ａに電気的に連結される。ＲＦ連結ライン１４４は、分解結合の容易性のために複数の部品に分離される。
【００６５】
前記連結端子１３６ａは、前記ガス流入管１３６の側面から突出するように配置され、導電性材質である。
【００６６】
電磁遮蔽ボックス１３０は、前記遮蔽板３５２をその下部面とし、前記ＲＦ連結ライン１４４及び前記ガス流入管１３６を包むように構成され、側面及び上部面を非磁性導電性物質で形成する。前記電磁遮蔽ボックス１３６は、９０度エルボダクト１３２、前記ＲＦ連結ライン１４４、前記絶縁チューブ１３４を包むように配置される。
【００６７】
前記電磁遮蔽ボックス１３０及び前記遮蔽板３５２は、電磁波及び静磁場を遮蔽して工程安定性及びプラズマ工程均一度を向上させる。
【００６８】
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の一実施例による電磁遮蔽ボックスの下部面に配置された非磁性導電性遮蔽板を使用する場合（ａ）と、サンドイッチ構造の遮蔽板を使用する場合（ｂ）のシリコン窒化膜の蒸着均一度を示す実験結果である。
【００６９】
図３及び図６Ａに示すように、基板処理装置で電磁遮蔽ボックスの下部面に非磁性導電性遮蔽板のみを用いた場合、シリコン窒化膜の蒸着均一度は７．４％であり、平均厚さは３２３６Å（オングストローム）であった。
【００７０】
図３及び図６Ｂに示すように、基板処理装置で電磁遮蔽ボックスの下部面に上部非磁性導電板、中間強磁性体板、及び下部非磁性導電板を備えた遮蔽板３５２を用いた場合、シリコン窒化膜の蒸着均一度は５．７％であり、平均厚さは３２２５Å（オングストローム）であった。
【００７１】
図７は、基板の対角線方向に沿って位置した複数の測定位置でシリコン窒化膜の蒸着厚さを示す実験結果である。
【００７２】
図３及び図７に示すように、サンドイッチ構造の遮蔽板３５２又は非磁性導電性遮蔽板による基板の対角線方向の空間均一度が測定された。サンドイッチ構造の遮蔽板３５２を使用することによって、蒸着均一度が向上する。
【００７３】
以上、添付図面を参照して本発明の実施例を説明したが、本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須的な特徴を変更せずに他の具体的な形態で実施されるということが理解できるはずである。したがって、以上の実施例はすべての面で例示的なものであり、限定的ではないと理解しなければならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【国際調査報告】
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