KR100721573B1 - Inductively Coupled Plasma Processing Apparatus - Google Patents

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KR100721573B1
KR100721573B1 KR1020050005488A KR20050005488A KR100721573B1 KR 100721573 B1 KR100721573 B1 KR 100721573B1 KR 1020050005488 A KR1020050005488 A KR 1020050005488A KR 20050005488 A KR20050005488 A KR 20050005488A KR 100721573 B1 KR100721573 B1 KR 100721573B1
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허명수
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Abstract

본 발명은 유도결합형 플라즈마(ICP) 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to an inductively coupled plasma (ICP) processing apparatus.

이 같은 본 발명은, 반응챔버를 밀폐하는 유전체 절연판에 안테나를 개재시킬 때 그 안테나를 개재시킨 유전체 절연판의 상하면에 각각 고주파 차폐막과 정전 차폐막을 형성함으로써, 반응챔버내로 전해지는 전자기장의 세기를 증대시켜 플라즈마의 밀도 분포 균일성을 향상시킴은 물론, 반응챔버내의 공정영역이 아닌 곳으로의 전자기장이 유도되는 것을 방지하면서 가스 유입 공간내 방전을 막아 공정가스에 의한 부산물 오염을 줄이고, 안테나의 밀폐로 인한 부식 현상을 방지할 수 있도록 한 유도결합형 플라즈마 처리장치를 제공한다.The present invention provides a high frequency shielding film and an electrostatic shielding film on the upper and lower surfaces of the dielectric insulating plate with the antenna interposed therebetween when the antenna is interposed in the dielectric insulating plate enclosing the reaction chamber, thereby increasing the intensity of the electromagnetic field transmitted into the reaction chamber. It improves the uniformity of the density distribution of the plasma and prevents the discharge of gas in the gas inlet space while preventing the induction of electromagnetic fields to the non-process area in the reaction chamber, thereby reducing contamination of by-products by the process gas, and Provided is an inductively coupled plasma processing apparatus capable of preventing corrosion.

유도결합형 플라즈마, 안테나, 유전체 절연판, RF차폐막, 정전 차폐막Inductively Coupled Plasma, Antenna, Dielectric Insulator, RF Shielding Film, Electrostatic Shielding Film

Description

유도결합형 플라즈마 처리장치{Inductively Coupled Plasma Processing Apparatus}Inductively Coupled Plasma Processing Apparatus

도 1은 본 발명의 일실시예로 상하부로 분할된 유전체 절연판에 안테나가 내장된 유도결합형 플라즈마 처리장치의 개략적인 전체 구성도.1 is a schematic overall configuration diagram of an inductively coupled plasma processing apparatus having an antenna embedded in a dielectric insulating plate divided into upper and lower parts according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예로 유전체 절연판과 안테나 및 차폐막의 분해도.2 is an exploded view of a dielectric insulating plate, an antenna, and a shielding film according to one embodiment of the present invention;

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for main parts of drawings *

10; 챔버 20; 정전척10; Chamber 20; An electrostatic chuck

30,40; 제 1,2 유전체 절연판 31,41; 제 1,2 지지홈부30,40; First and second dielectric insulating plates 31,41; First and second support groove

50; 안테나 60; 매칭회로부50; Antenna 60; Matching circuit part

70; RF전원부 71; RF전원선70; RF power supply 71; RF power line

80,72; RF차폐막 90; 정전 차폐막80,72; RF shielding film 90; Electrostatic shield

100; 보호커버100; Protective cover

본 발명은 유도결합형 플라즈마(ICP; Inductively Coupled Plasma) 처리장치 에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반응챔버를 밀폐하는 유전체 절연판의 내부에 안테나(유도코일)를 개재할 때 그 안테나를 보호함은 물론, 안테나의 정전결합과 반응챔버의 내부로 유도되는 전자기장의 손실을 방지할 수 있도록 하는 유도결합형 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to an inductively coupled plasma (ICP) processing apparatus, and more particularly, to protect the antenna when interposing an antenna (induction coil) inside a dielectric insulating plate sealing the reaction chamber. In addition, the present invention relates to an inductively coupled plasma processing apparatus capable of preventing electrostatic coupling of antennas and loss of electromagnetic fields induced into the reaction chamber.

일반적으로, 반도체 제조 공정중의 하나인 식각공정은 감광막 패턴을 마스크로 사용하여 감광막 패턴 아래의 막질을 선택적으로 제거하는 공정으로, 이러한 식각공정은 습식식각(wet etching)과 건식식각(dry etching)으로 대별된다.In general, an etching process, which is one of the semiconductor manufacturing processes, is a process of selectively removing the film quality under the photoresist pattern by using the photoresist pattern as a mask, and the etching process is wet etching and dry etching. It is roughly divided into.

상기 습식식각은 집적회로 소자에 범용으로 사용되어 왔으나 근래에는 소자의 집적도가 점점 더 고집적화 함에 따른 습식식각의 등방성식각이 보이는 집적도의 한계로 인하여 거의 사용하지 않는다.The wet etching has been widely used in integrated circuit devices, but in recent years, the wet etching is rarely used due to the limitation of the density of the isotropic etching of the wet etching due to the higher integration of the device.

따라서, 근래의 반도체 제조공정에서는 주로 건식식각이 사용되며, 상기 건식식각은 유도결합형 플라즈마(ICP) 처리장치를 이용하여 기판을 플라즈마 상태의 래티칼과의 화학반응 및 이온의 가속 충돌에 의한 물리적 방법으로 막질을 선택적으로 제거하는 것이다.Therefore, in the recent semiconductor manufacturing process, dry etching is mainly used, and the dry etching is performed by using an inductively coupled plasma (ICP) processing apparatus, and the substrate is physically formed by chemical reaction with radicals in a plasma state and accelerated collision of ions. The method is to selectively remove the membrane.

상기 건식식각 공정을 수행하는 유도결합형 플라즈마 처리장치는 도시하지 않았지만, 내부에 진공상태의 플라즈마 형성공간이 마련된 챔버를 구비하고, 상기 반응챔버의 내부 아래쪽에는 기판을 지지하기 위한 정전척(ESC: electrostatic chuck)이 마련되며, 상기 정전척은 기판을 정전기력으로 척킹(chucking)한다.Although not shown, the inductively coupled plasma processing apparatus for performing the dry etching process includes a chamber having a vacuum plasma forming space therein, and an electrostatic chuck (ESC) for supporting a substrate under the reaction chamber. An electrostatic chuck is provided, and the electrostatic chuck chucks the substrate with electrostatic force.

상기 반응챔버의 상부커버에는 유전체로 이루어진 절연판(insulating plate)이 마련되고, 상기 반응챔버의 측벽에는 반응가스를 반응챔버의 내부로 주입하기 위한 가스주입구가 형성되며, 상기 반응챔버의 내부에는 가스주입구와 연결되는 가스분배구가 설치되고, 상기 반응챔버의 바닥벽에는 진공펌프에 연결되는 진공흡입구가 형성되며, 상기 유전체 절연판의 상부에는 반응챔버 내부로 플라즈마를 생성시키기 위한 유도코일 즉, 안테나가 설치되도록 하였다.An insulating plate made of a dielectric is provided on the upper cover of the reaction chamber, and a gas inlet for injecting the reaction gas into the reaction chamber is formed on the side wall of the reaction chamber, and a gas inlet is formed inside the reaction chamber. And a gas distribution port connected to the gas discharge port, and a vacuum suction port connected to a vacuum pump is formed on the bottom wall of the reaction chamber, and an induction coil for generating plasma into the reaction chamber, that is, an antenna is installed on the dielectric insulating plate. It was made.

이때, 상기 안테나에는 RF전원 인가부로부터 인가받은 RF전원에 의해 RF전류가 흐르도록 하였으며, 상기 안테나를 통해 흐르는 RF전류에 의해 자기장(Magnetic field)이 발생되고, 상기 자기장의 시간에 따른 변화에 의해 반응챔버 내부에는 전자기장(Electromagnetic field)이 유도되도록 하였다.At this time, the RF current flows through the RF power applied from the RF power supply unit, and a magnetic field is generated by the RF current flowing through the antenna, and the change is caused by the time of the magnetic field. An electromagnetic field is induced inside the reaction chamber.

이와 동시에, 반응가스가 가스분배구를 통해 반응챔버 내부로 유입될 때, 상기 반응챔버내로 유도되는 전자기장이 반응가스를 이온화시켜 반응챔버내에 플라즈마를 생성하게 되며, 상기 생성된 플라즈마는 기판에 충돌하여 기판을 원하는 바에 따라 식각하게 되는 것이다.At the same time, when the reaction gas is introduced into the reaction chamber through the gas distribution port, an electromagnetic field induced in the reaction chamber ionizes the reaction gas to generate a plasma in the reaction chamber, and the generated plasma impinges on the substrate. The substrate is etched as desired.

한편, 상기와 같은 유도결합형 플라즈마 처리장치는 현재 대형화가 이루어지고 있으며, 이럴 경우 반응챔버의 상부에 마련되는 유전체 절연판은 직접적인 진공면의 경계 역할을 수행하는 특성에 따라 그 크기와 두께를 크게 설계해야 했으며, 이에따라 상기의 유전체 절연판 내부에 안테나를 개재함으로써 반응챔버의 대형화에 대응하는 기술이 개발되기에 이르렀다.On the other hand, the inductively coupled plasma processing apparatus as described above is large in size, and in this case, the dielectric insulating plate provided on the upper portion of the reaction chamber is designed to have a large size and thickness depending on the property of directly acting as a boundary of the vacuum surface. Therefore, by interposing an antenna inside the dielectric insulating plate, a technology corresponding to the enlargement of the reaction chamber has been developed.

그러나, 상기와 같이 유전체 절연판내에 안테나를 개재할 경우, 유전체가 진공절연 역할을 수행하지 못할 뿐만아니라, 유전체로 안테나를 감쌀 경우에는 안테나의 부식 방지를 위해 오링과 같은 형태의 차폐물을 별도로 필요로 하였다.However, when the antenna is interposed in the dielectric insulating plate as described above, the dielectric may not perform the vacuum insulation role, and when the antenna is wrapped with the dielectric, a shield such as an O-ring is required separately to prevent corrosion of the antenna. .

또한, 상기와 같이 유전체 절연판내에 안테나를 개재할 경우, 공정공간으로만 전달되어야 하는 RF전원 즉, 반응챔버의 내부로 유도될 전자기장이 공정영역이 아닌 반응챔버의 외부면으로 유도되어 반응챔버내에서의 플라즈마 생성 밀도가 균일하게 분포하지 못하고, 가스 유입 공간내의 방전으로 인해 공정가스에 의한 부산물 오염이 발생하는 문제점이 있다.In addition, when the antenna is interposed in the dielectric insulating plate as described above, the RF power source that is to be transmitted only to the process space, that is, the electromagnetic field to be induced into the reaction chamber is induced to the outer surface of the reaction chamber, not the process region, The plasma generation density of the plasma is not uniformly distributed, and there is a problem in that a by-product contamination by the process gas occurs due to the discharge in the gas inflow space.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 반응챔버를 밀폐하는 유전체 절연판을 상하로 분할 구성한 후 그 사이에 안테나를 개재하여 부식현상을 방지하는 한편, 상기의 유전체 절연판 상부에는 고주파 차폐막(RF shield)을 형성함으로써, 반응챔버내의 공정영역이 아닌 곳으로 전자기장이 유도되는 것을 방지하여 반응챔버내로 전해지는 전자기장의 세기를 증대시킴은 물론, 가스 유입 공간내 방전을 막아 공정가스에 의한 부산물 오염을 줄이는 유도결합형 플라즈마 처리장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and the dielectric insulating plate sealing the reaction chamber is divided up and down, and the corrosion between the dielectric insulating plate is prevented while interposing the antenna therebetween. By forming an RF shield on the upper side, the electromagnetic field is prevented from being induced in a non-process region in the reaction chamber, thereby increasing the intensity of the electromagnetic field transmitted to the reaction chamber and preventing a discharge in the gas inflow space. It is an object of the present invention to provide an inductively coupled plasma processing apparatus which reduces by-product contamination by gas.

또한, 본 발명은 안테나가 내장된 유전체 절연판의 하부면에 정전 차폐막(faraday shield)을 형성함으로써, 유전체 절연판내에 개재된 안테나 상호간의 정전결합을 방지할 수 있도록 하는 유도결합형 플라즈마 처리장치를 제공하려는데 또 다른 목적이 있는 것이다.In addition, the present invention is to provide an inductively coupled plasma processing apparatus that can prevent the electrostatic coupling between the antenna interposed in the dielectric insulating plate by forming a shield (faraday shield) on the lower surface of the dielectric insulating plate containing the antenna. There is another purpose.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명 유도결합형 플라즈마 처리장치는,The inductively coupled plasma processing apparatus of the present invention for achieving the above object,

진공상태의 플라즈마 형성공간이 마련되는 반응챔버;A reaction chamber in which a vacuum plasma forming space is provided;

상기 반응챔버의 내부 아래쪽에 위치하는 정전척;An electrostatic chuck positioned inside the reaction chamber;

상기 반응챔버의 상부에 결합되는 상하부 분리형의 제 1,2 유전체 절연판;First and second dielectric insulating plates separated from each other by upper and lower portions coupled to an upper portion of the reaction chamber;

상기 제 1,2 유전체 절연판의 사이에 개재되는 안테나;An antenna interposed between the first and second dielectric insulating plates;

상기 제 1 유전체 절연판의 일면에 형성되는 RF차폐막;An RF shielding film formed on one surface of the first dielectric insulating plate;

상기 제 2 유전체 절연판의 일면에 형성되는 정전 차폐막; 및,An electrostatic shielding film formed on one surface of the second dielectric insulating plate; And,

상기 반응챔버의 외부면에 위치하여 상기의 안테나와 RF전원선으로 연결되는 매칭회로부; 로 구성함을 특징으로 한다.A matching circuit unit located on an outer surface of the reaction chamber and connected to the antenna and an RF power line; It is characterized by the configuration.

또 다른 일면에 따라, 상기 제 1,2 유전체 절연판에는,According to yet another aspect, the first and second dielectric insulating plates,

내장되는 안테나의 유동을 방지하기 위한 제 1,2 지지홈부를 각각 형성함을 특징으로 한다.Characterized in that each of the first and second support grooves for preventing the flow of the built-in antenna.

또 다른 일면에 따라, 상기 제 1,2 유전체 절연체는, 세라믹재로 구성함을 특징으로 한다.According to yet another aspect, the first and second dielectric insulators are formed of a ceramic material.

또 다른 일면에 따라, 상기 세라믹재는, 알루미나(Al2O3)인 것을 특징으로 한다.According to yet another aspect, the ceramic material is characterized by being alumina (Al 2 O 3 ).

또 다른 일면에 따라, 상기 정전 차폐막은, 보호커버에 덮혀지도록 구성함을 특징으로 한다.According to yet another aspect, the electrostatic shielding film, characterized in that configured to be covered with a protective cover.

또 다른 일면에 따라, 상기 보호커버는, 세라믹재로 구성함을 특징으로 한다.According to yet another aspect, the protective cover is characterized in that composed of a ceramic material.

또 다른 일면에 따라, 상기 세라믹재는, 알루미나(Al2O3)로 구성함을 특징으 로 한다.According to yet another aspect, the ceramic material is characterized by consisting of alumina (Al 2 O 3 ).

또 다른 일면에 따라, 상기 RF전원선은, RF차폐막에 의해 덮혀지도록 구성함을 특징으로 한다.According to yet another aspect, the RF power line is characterized in that it is configured to be covered by an RF shielding film.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예로 상하부로 분할된 유전체 절연판에 안테나가 내장된 유도결합형 플라즈마 처리장치의 개략적인 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예로 유전체 절연판과 안테나 및 차폐막의 분해도 이다.1 is a schematic overall configuration diagram of an inductively coupled plasma processing apparatus in which an antenna is embedded in a dielectric insulating plate divided into upper and lower parts according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a dielectric insulating plate and an antenna according to an embodiment of the present invention. This is an exploded view of the shielding film.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예인 유도결합형 플라즈마 처리장치는, 반응챔버(10), 정전척(20), 제 1 및 제 2 유전체 절연판(30)(40), 안테나(50), 매칭회로부(60), RF전원부(70), RF차폐막(80), 정전 차폐막(90), 보호커버(100)로 구성된다.As shown in FIG. 1, an inductively coupled plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a reaction chamber 10, an electrostatic chuck 20, first and second dielectric insulating plates 30 and 40, and an antenna 50. ), A matching circuit unit 60, an RF power supply unit 70, an RF shielding film 80, an electrostatic shielding film 90, and a protective cover 100.

상기 반응챔버(10)는 덮개(12)에 의해 진공상태의 플라즈마 형성공간이 마련되는 구조로, 그 일측에는 반응가스(예; 에칭가스로서 CF4가스, C4F8가스, Cl2 가스 등)의 주입이 가능하도록 하는 가스주입구(11)를 형성하고 있으며, 이를 위해 상기 반응챔버(10)에는 반응가스를 상기의 가스주입구(11)로 주입시키기 위한 가스공급부를 연결 구성하였다.The reaction chamber 10 has a structure in which a plasma forming space in a vacuum state is provided by a cover 12, and on one side thereof, a reaction gas (eg, CF 4 gas, C 4 F 8 gas, Cl 2 gas, etc., as an etching gas). The gas inlet 11 is formed to enable the injection, and for this purpose, the reaction chamber 10 is connected to a gas supply unit for injecting the reaction gas into the gas inlet 11.

상기 정전척(20)은 반응챔버(10)의 내부 아래쪽에 마련되어 기판을 정전기력으로 척킹하는 것으로, 상기 정전척(20)은 공정 수행을 위한 기판이 안착될 때 상 기 기판을 정전기력으로 지지하는 구조이다.The electrostatic chuck 20 is provided below the inside of the reaction chamber 10 to chuck the substrate with electrostatic force, and the electrostatic chuck 20 supports the substrate with electrostatic force when the substrate is seated for performing the process. to be.

여기서, 상기 정전척(20)의 하부로는 통상적인 구조로 도면에 도시하지 않았지만 공정 수행 중 기판의 냉각을 위한 헬륨가스가 공급되는 헬륨가스 공급부를 연결시켜 기판의 아랫면으로 헬륨가스를 공급하도록 하였다.Here, although the lower portion of the electrostatic chuck 20 has a conventional structure, the helium gas supply unit for supplying helium gas for cooling the substrate during the process is connected to supply the helium gas to the lower surface of the substrate. .

이때, 상기 정전척(20)에는 통상적인 구성요소로서 도시하지 않았지만 플라즈마 식각 공정 수행을 위하여 제공되는 바이어스 전력이 연결되고, 또한 공정 수행 시에 기판이 정전척(20) 상에 안정적으로 안착되도록 하기 위하여 고전압을 제공하는 고압모듈이 연결되도록 하였다.In this case, although not shown as a conventional component, the electrostatic chuck 20 is connected to a bias power provided for performing a plasma etching process, and also to allow the substrate to be stably seated on the electrostatic chuck 20 during the process. In order to connect the high voltage module providing a high voltage.

상기 제 1,2 유전체 절연판(30)(40)은 세라믹재인 알루미나(Al2O3)로 구성되면서 안테나(50)의 개재가 가능하도록 대칭(또는 비대칭)의 구조를 가지며, 이는 반응챔버(10)의 내부 상단에 결합되면서, 상기 반응챔버(10)의 외측에 위치하는 매칭회로부(60)와 RF차폐막(72)으로 덮혀진 RF전원선(71)과 연결되도록 하였다.The first and second dielectric insulating plates 30 and 40 are made of alumina (Al 2 O 3 ), which is a ceramic material, and have a symmetrical (or asymmetric) structure so that the antenna 50 can be interposed. While coupled to the inner top of the), it is to be connected to the RF power line 71 covered with the matching circuit unit 60 and the RF shielding film 72 located outside the reaction chamber 10.

이때, 상기 제 1,2 유전체 절연판(30)(40)의 대향되는 면에는 각각 하나의 지지홈부 즉, 제 1,2 지지홈부(31)(41)를 형성하였으며, 이는 안테나(50)의 개재가 이루어질 때 그 안테나(50)의 유동을 방지하기 위함이다.In this case, one support groove, that is, the first and second support grooves 31 and 41, is formed on opposite surfaces of the first and second dielectric insulating plates 30 and 40, respectively, which is interposed between the antennas 50. This is to prevent the flow of the antenna 50 when is made.

따라서, 상기와 같이 안테나(50)가 개재되도록 상하로 분할 구성되는 제 1,2 유전체 절연판(30)(40)내에 개재할 경우, 상기 안테나(50)로부터 자기장이 발생할 때, 상기 자기장은 제 1,2 유전체 절연판(30)(40)을 거치면서 시간에 따른 변화에 의해 반응챔버(10)의 내부로 균일한 분포를 가지는 전자기장을 유도하도록 구성된 다.Therefore, when interposed in the first and second dielectric insulating plates 30 and 40 divided up and down so that the antenna 50 is interposed as described above, when the magnetic field is generated from the antenna 50, the magnetic field is the first. 2 is configured to induce an electromagnetic field having a uniform distribution into the reaction chamber 10 by the change over time while passing through the dielectric insulating plates 30 and 40.

상기 매칭회로부(60)는 안테나(50)로 RF전원부(70)의 RF전원을 인가하는 구성요소로서, 이는 반응챔버(10)의 외부면에 구성된 것이다.The matching circuit unit 60 is a component for applying the RF power of the RF power supply unit 70 to the antenna 50, which is configured on the outer surface of the reaction chamber 10.

도 2에서와 같이, 상기 RF차폐막(80)은 반응챔버(10)의 내부로 유도될 전자기장이 공정영역이 아닌 장소로 유도되는 것을 방지하기 위함이며, 이를 위해 상기 제 1 유전체 절연판(30)의 일면에 형성된다.As shown in FIG. 2, the RF shielding film 80 is to prevent the electromagnetic field to be induced into the reaction chamber 10 from being induced to a place other than the process region. For this purpose, the first dielectric insulating plate 30 It is formed on one side.

상기 정전 차폐막(90)은 제 1,2 유전체 절연판(30)(40)의 사이에 개재된 안테나(50)의 정전결합을 줄이기 위한 것으로, 이를 위해 상기 제 2 유전체 절연판(40)의 일면에 형성된다.The electrostatic shielding film 90 is to reduce the electrostatic coupling of the antenna 50 interposed between the first and second dielectric insulating plates 30 and 40, and is formed on one surface of the second dielectric insulating plate 40 for this purpose. do.

상기 보호커버(100)는 세라믹재 바람직하게는 알루미나(Al2O3)로 구성된 것이며, 이는 정전 차폐막(90)을 보호하기 위해, 상기 정전 차폐막(90)의 일면에 결합된다.The protective cover 100 is made of a ceramic material, preferably alumina (Al 2 O 3 ), which is coupled to one surface of the electrostatic shielding film 90 to protect the electrostatic shielding film 90.

즉, 상기 정전 차폐막(90)은 제 2 유전체 절연판(40)과 보호커버(100)의 사이에 위치하게 되는 것이다.That is, the electrostatic shielding film 90 is positioned between the second dielectric insulating plate 40 and the protective cover 100.

이와같이 구성된 본 발명의 일실시예에 대한 작용을 첨부된 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to Figures 1 and 2 attached to the operation of an embodiment of the present invention configured as described above are as follows.

먼저, 유도결합형 플라즈마 처리장치의 반응챔버(10)에 대한 용량을 대형화할 경우, 상기 반응챔버(10)의 위에 결합되어 직접적인 진공면의 경계 역할을 하는 유전체 절연판의 크기 및 두께가 반응챔버(10)에 맞춰 대형화될 수 밖에 었었다.First, in the case of increasing the capacity of the reaction chamber 10 of the inductively coupled plasma processing apparatus, the size and thickness of the dielectric insulating plate coupled to the reaction chamber 10 and serving as a boundary of the direct vacuum surface is determined by the reaction chamber ( It had to be enlarged according to 10).

이에 본 발명에서는 상기 유전체 절연판을 상하부의 제 1,2 유전체 절연판(30)(40)으로 분할 구성한 후, 그 사이에 안테나(50)를 삽입함으로써, 상기 유도결합형 플라즈마 처리장치의 대형화에 대응하도록 하되, 상기 제 1,2 유전체 절연판(30)(40)에 개재된 안테나(50)를 보호함은 물론, 상기 안테나(50)의 정전결합과 공정영역이 아닌 곳으로 전자기장이 유도되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이며, 이의 구체적인 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.In the present invention, the dielectric insulating plate is divided into upper and lower first and second dielectric insulating plates 30 and 40, and then the antenna 50 is inserted therebetween to cope with the increase in size of the inductively coupled plasma processing apparatus. However, not only to protect the antenna 50 interposed in the first and second dielectric insulating plates 30 and 40, but also to prevent the electromagnetic field is induced to the electrostatic coupling of the antenna 50 and the process area. The specific operation state is as follows.

도 1에서와 같이 RF전원부(70)에서 매칭회로부(60)를 통해 제 1,2 유전체 절연판(30)(40)에 삽입된 안테나(50)로 전원을 인가하면, 상기 안테나(50)에서는 RF전류가 흐르게 된다.As shown in FIG. 1, when power is applied from the RF power supply unit 70 to the antenna 50 inserted into the first and second dielectric insulating plates 30 and 40 through the matching circuit unit 60, the RF 50 is applied to the antenna 50. Current will flow.

그러면, 상기 반응챔버(10)의 내부에는 상기 안테나(50)를 통해 흐르는 RF전류에 의해 소정 자기장이 발생된 다음 이 자기장의 시간에 따른 변화에 의해 전자기장이 유도된다.Then, a predetermined magnetic field is generated inside the reaction chamber 10 by the RF current flowing through the antenna 50, and then an electromagnetic field is induced by the change of the magnetic field over time.

이때, 상기 반응챔버(10)의 내부로 유도되는 전자기장의 세기는 제 1 유전체 절연판(30)의 일면에 형성된 RF차폐막(80)에 의해 공정영역이 아닌 곳으로는 그 유도가 차폐되고, 상기 제 2 유전체 절연판(40)의 일면에 형성된 정전 차폐막(90)에 의해 안테나(50)의 정전결합이 최소화되는 바,At this time, the strength of the electromagnetic field induced into the reaction chamber 10 is shielded in the non-process area by the RF shielding film 80 formed on one surface of the first dielectric insulating plate 30, the second 2 the electrostatic coupling of the antenna 50 is minimized by the electrostatic shielding film 90 formed on one surface of the dielectric insulating plate 40,

상기 반응챔버(10)의 내부로는 기판의 식각을 위한 충분한 세기의 전자기장이 유도될 수 있게 되는 것이다.Inside the reaction chamber 10, an electromagnetic field of sufficient strength for etching the substrate can be induced.

따라서, 상기의 반응챔버(10)로 충분한 세기의 전자기장이 유도된 상태에서, 상기 반응챔버(10)의 내부로 가스주입구(11)를 통해 반응가스가 공급되면, 상기의 반응가스는 유도 전자기장에 의해 가속된 전자들과 충돌과정을 거쳐 이온화됨으로써, 상기 반응챔버(10)내의 플라즈마 형성공간에서는 밀포 분포가 균일한 플라즈마가 생성될 수 있게 되는 것이다.Therefore, when a reactive gas is supplied to the reaction chamber 10 through the gas inlet 11 into the reaction chamber 10 in a state where sufficient intensity is induced, the reaction gas is applied to the induced electromagnetic field. By ionizing through the collision process with the accelerated electrons, the plasma is uniformly distributed in the plasma formation space in the reaction chamber 10 can be generated.

이하, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 이하의 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 범위 이내에서 실시예의 변형이 가능할 것이다.Hereinafter, the embodiments of the present invention disclosed in the specification and drawings are only presented as specific examples for clarity and are not intended to limit the scope of the present invention. Therefore, in addition to the following embodiments it will be possible to modify the embodiments within the scope included in the technical idea of the present invention.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 유도결합형 플라즈마 처리장치를 대형화하여 유전체 절연판의 크기 및 두께가 크게 설계되는 것을 감안한 것으로, 유전체 절연판내에 안테나를 개재할 때 그 안테나를 개재한 유전체 절연판의 상하면에 각각 고주파 차폐막과 정전 차폐막을 형성한 것으로, 이를 통해 반응챔버내로 전해지는 전자기장의 세기를 증대시켜 플라즈마의 밀도 분포 균일성을 향상시킴은 물론, 반응챔버내의 공정영역이 아닌 곳으로 전자기장이 유도되는 것을 방지하고, 이와동시에 가스 유입 공간내 방전을 막아 공정가스에 의한 부산물 오염을 줄이면서 밀폐된 안테나가 부식되는 것을 방지시켜 기판의 식각 공정 효율을 향상시킨 것이다.As described above, the present invention considers that the size and thickness of the dielectric insulating plate is increased by increasing the size of the inductively coupled plasma processing apparatus, and when the antenna is interposed in the dielectric insulating plate, the upper and lower surfaces of the dielectric insulating plate through the antenna are respectively. The high frequency shielding film and the electrostatic shielding film are formed, thereby increasing the intensity of the electromagnetic field transmitted into the reaction chamber, thereby improving the uniformity of the density distribution of the plasma, and preventing the electromagnetic field from being induced outside the process region in the reaction chamber. At the same time, by preventing the discharge in the gas inlet space by reducing the by-product contamination by the process gas to prevent corrosion of the sealed antenna to improve the etching process efficiency of the substrate.

Claims (9)

진공상태의 플라즈마 형성공간이 마련되는 반응챔버;A reaction chamber in which a vacuum plasma forming space is provided; 상기 반응챔버의 내부 아래쪽에 위치하는 정전척;An electrostatic chuck positioned inside the reaction chamber; 상기 반응챔버의 상부에 결합되는 상하부 분리형의 제 1,2 유전체 절연판;First and second dielectric insulating plates separated from each other by upper and lower portions coupled to an upper portion of the reaction chamber; 상기 제 1,2 유전체 절연판의 사이에 개재되는 안테나;An antenna interposed between the first and second dielectric insulating plates; 상기 제 1 유전체 절연판의 일면에 형성되는 RF차폐막;An RF shielding film formed on one surface of the first dielectric insulating plate; 상기 제 2 유전체 절연판의 일면에 형성되는 정전 차폐막; 및,An electrostatic shielding film formed on one surface of the second dielectric insulating plate; And, 상기 반응챔버의 외부면에 위치하여 상기의 안테나와 RF전원선으로 연결되는 매칭회로부; 로 구성함을 특징으로 하는 유도결합형 플라즈마 처리장치.A matching circuit unit located on an outer surface of the reaction chamber and connected to the antenna and an RF power line; Inductively coupled plasma processing apparatus, characterized in that consisting of. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 유전체 절연판에는,The method of claim 1, wherein the first dielectric insulating plate, 안테나의 유동을 방지하기 위해 안테나의 상부를 지지하는 제 1 지지홈부를 형성함을 특징으로 하는 유도결합형 플라즈마 처리장치.Inductively coupled plasma processing apparatus, characterized in that to form a first support groove for supporting the top of the antenna to prevent the flow of the antenna. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 유전체 절연판에는,The method of claim 1, wherein the second dielectric insulating plate, 안테나의 유동을 방지하기 위해 안테나의 하부를 지지하는 제 2 지지홈부를 형성함을 특징으로 하는 유도결합형 플라즈마 처리장치.Inductively coupled plasma processing apparatus characterized in that for forming a second support groove for supporting the lower portion of the antenna to prevent the flow of the antenna. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1,2 유전체 절연체는, 세라믹재로 구성함을 특징 으로 하는 유도결합형 플라즈마 처리장치.The inductively coupled plasma processing apparatus of claim 1, wherein the first and second dielectric insulators are made of a ceramic material. 제 4 항에 있어서, 상기 세라믹재는, 알루미나(Al2O3)인 것을 특징으로 하는 유도결합형 플라즈마 처리장치.The inductively coupled plasma processing apparatus of claim 4, wherein the ceramic material is alumina (Al 2 O 3 ). 제 1 항에 있어서, 상기 정전 차폐막은, 보호커버에 의해 덮혀지도록 구성함을 특징으로 하는 유도결합형 플라즈마 처리장치.The inductively coupled plasma processing apparatus of claim 1, wherein the electrostatic shielding film is configured to be covered by a protective cover. 제 6 항에 있어서, 상기 보호커버는, 세라믹재로 구성함을 특징으로 하는 유도결합형 플라즈마 처리장치.The inductively coupled plasma processing apparatus of claim 6, wherein the protective cover is made of a ceramic material. 제 7 항에 있어서, 상기 세라믹재는, 알루미나(Al2O3)인 것을 특징으로 하는 유도결합형 플라즈마 처리장치.8. The inductively coupled plasma processing apparatus of claim 7, wherein the ceramic material is alumina (Al 2 O 3 ). 제 1 항에 있어서, 상기 RF전원선은, RF차폐막에 의해 덮혀지도록 구성함을 특징으로 하는 유도결합형 플라즈마 처리장치.The inductively coupled plasma processing apparatus of claim 1, wherein the RF power line is configured to be covered by an RF shielding film.
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