KR100798355B1 - 대면적 처리용 외장형 권선 코일을 구비하는 플라즈마처리장치 - Google Patents

대면적 처리용 외장형 권선 코일을 구비하는 플라즈마처리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유도결합 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 좌우측벽에 각각 서로 대향하는 방향으로 짝수개의 관통홀이 천공된 공정챔버와, 상기 관통홀을 통해 상기 공정챔버 내부로 삽입 체결되어 상기 공정챔버 내부를 좌우로 가로지르도록 일체형 또는 체결부재를 통해 사각 파이프 형상을 이루는 마그네틱 코어와, 상기 관통홀 내부로 삽입되지 않고, 상기 공정챔버 외부로 노출된 상기 마그네틱 코어의 일부분에 설치되어 상기 공정챔버 내부로 주입된 반응가스를 이온화하여 플라즈마를 생성시키는 전기장을 유도하는 권선 코일을 포함하는 유도결합 플라즈마 처리장치를 제공하고, 본 발명의 플라즈마처리장치(튜브형 마그네틱코어)에 의하면, 챔버의 두 처리실에 놓인 피처리기판을 한꺼번에 플라즈마처리할수 있으므로 생산성 및 효율이 높은 플라즈마처리장치를 구현할 수 있는 효과가 있다.
유도결합, 플라즈마, 권선 코일, 마그네틱 코어, 튜브, 서셉터, 공정챔버

Description

대면적 처리용 외장형 권선 코일을 구비하는 플라즈마 처리장치{Plasma processing apparatus having external winding coil for large area processing}
본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예1에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치를 도시한 사시도 및 정단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1a 및 도 1b에 도시된 실시예1의 변형예를 도시한 사시도 및 정단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예2에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치를 도시한 사시도 및 정단면도이다.
도 4는 도 3a 및 도 3b에 도시된 실시예2의 변형예를 도시한 사시도이다.
도 5a 내지 도 5c는 마그네틱 코어의 구조를 설명하기 위하여 도시한 사시도 및 정단면도이다.
도 6은 권선 코일과 고주파 전원 공급부 간의 접속관계를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110, 210a, 210b : 공정챔버 111, 211a, 221b : 가스 주입구
112, 212a, 212b : 배기구 113, 213a, 213b : 슬릿밸브
120, 220 : 마그네틱 코어 121 : 갭
122 : 튜브 130, 230 : 권선 코일
140, 240a, 240b : 서셉터 150 : 전기장
160 : 고주파 공급부 W : 피처리기판
본 발명은 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 구체적으로는 균일도가 높은 고밀도 플라즈마를 발생시킬 수 있는 대면적 처리용 외장형 권선 코일을 구비하는 유도결합 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.
플라즈마는 같은 수의 음이온(positive ions)과 전자(electrons)를 포함하는 고도로 이온화된 가스이다. 현재 플라즈마 소스는 다양한 분야에서 넓게 사용되고 있다. 반도체 칩을 생산하기 위한 반도체 장치의 제조 예를 들어, 세정(cleaning), 식각(etching), 증착(deposition) 등에 사용되고 있다.
ICP(inductive coupled plasma) 또는 TCP(transformer coupled plasma) 발생 기술에 관해서는 이 응용 분야에서 널리 연구되어 오고 있다. 전극을 이용하는 CCP(Capacitive Coupled Plasma) 방식은 플라즈마에 접촉되는 전극으로부터 불순물이 발생되어 최종 결과물에 악영향을 주게 된다. 그러나 RF ICP 방식은 플라즈마 발생을 위한 전자기 에너지를 제공함에 있어 플라즈마에 접촉되는 전극을 갖지 않 는 이점을 제공한다.
최근 플라즈마를 이용하는 기술 분야에서는 피처리기판이 대형화 되면서 보다 넓은 볼륨과 균일도 및 고밀도를 갖는 플라즈마소스가 요구되고 있다. 반도체 장치 분야의 경우 대형 사이즈의 웨이퍼를 효과적으로 가공할 수 있는 플라즈마 소스가 요구되고 있으며, 액정 디스플레이 패널의 생산에 있어서도 대형 사이즈의 액정 디스플레이 패널의 가공을 가능하게 하는 플라즈마 소스가 요구되고 있다.
따라서 본 발명은 피처리기판 사이즈가 증가됨에 따른 대면적 처리가 가능하고, 대면적화시 균일도와 고밀도를 달성할 수 있으며, 수율을 높일 수 있는 플라즈마 소스를 구비한 플라즈마처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.
본 발명의 플라즈마 처리장치는 좌우측벽에 각각 서로 대향하는 방향으로 짝수개의 관통홀이 천공된 공정챔버와, 상기 관통홀을 통해 상기 공정챔버 내부로 삽입 체결되어 상기 공정챔버 내부를 좌우로 가로지르도록 일체형 또는 체결부재를 통해 사각 파이프 형상을 이루는 마그네틱 코어와, 상기 관통홀 내부로 삽입되지 않고, 상기 공정챔버 외부로 노출된 상기 마그네틱 코어의 일부분에 설치되어 상기 공정챔버 내부로 주입된 반응가스를 이온화하여 플라즈마를 생성시키는 전기장을 유도하는 권선 코일을 포함한다.
바람직하게, 상기 마그네틱 코어 중 상기 관통홀을 통해 상기 공정챔버 내부로 삽입된 부위에는 외주면을 감싸도록 튜브가 설치되는 것이 바람직하고, 상기 튜브 내주면과 상기 마그네틱 코어의 외주면 간에는 갭이 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 관통홀은 상기 튜브의 탄성에 의해 밀봉되도록 하는 것이 바람직하다.
바람직하게, 상기 관통홀이 형성되지 않는 상기 공정챔버의 내측벽에 각각 설치되어 피처리기판을 진공 흡착시켜 안착시키는 서셉터을 더 포함하고, 상기 피처리기판은 짝수개의 상기 관통홀이 형성된 방향과 나란한 방향으로 상기 서셉터의 상부면에 안착된다.
바람직하게, 상기 반응가스의 이온화를 촉진시켜 플라즈마 발생을 제어하기 위하여 상기 서셉터으로 고주파 전원을 공급하는 고주파 전원 공급부를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 서셉터이 설치된 상기 공정챔버의 측벽에는 상기 반응가스 중 미반응된 반응가스를 배출하기 위한 배기구가 설치되고, 상기 배기구와 연통된 배기관에는 상기 공정챔버의 내부를 진공상태로 유지하도록 상기 공정챔버의 공기를 흡입하는 진공펌프가 더 설치된다.
바람직하게, 상기 관통홀이 천공된 상기 공정챔버의 일측부에는 피처리기판을 입출하기 위하여 상기 관통홀을 사이에 두고 좌우로 각각 하나씩 슬릿밸브가 설치된다.
바람직하게, 상기 공정챔버의 상측부에는 상기 반응가스를 주입시키기 위한 가스 주입구가 마련된다.
바람직하게, 상기 권선 코일에 고주파 전원을 공급하는 고주파 전원 공급부를 더 포함한다.
바람직하게, 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은 일측벽에 짝수개의 제1 관통홀이 천공된 제1 공정챔버와, 상기 제1 관통홀과 대향하는 방향으로 짝수개의 제2 관통홀이 천공된 제2 공정챔버와, 상기 제1 및 제2 관통홀에 삽입 체결되어 상기 제1 및 제2 공정챔버를 가로지르도록 일체형 또는 체결부재를 통해 사각 파이프 형상을 이루는 마그네틱 코어와, 상기 제1 및 제2 공정챔버 간에 노출된 상기 마그네틱 코어의 일부분에 설치되어 상기 제1 및 제2 공정챔버 내부로 각각 주입된 반응가스를 이온화하여 플라즈마를 생성시키는 전기장을 유도하는 권선 코일을 포함하는 유도결합 플라즈마 처리장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 마그네틱 코어 중 상기 제1 및 제2 관통홀을 통해 각각 상기 제1 및 제2 공정챔버 내부로 삽입된 부위에는 외주면을 감싸도록 튜브가 설치되고, 상기 튜브 내주면과 상기 마그네틱 코어의 외주면 간에는 갭이 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제1 및 제2 관통홀은 상기 튜브의 탄성에 의해 밀봉된다.
바람직하게, 상기 제1 관통홀과 대향하는 방향으로 상기 제1 공정챔버의 내측벽에 설치되어 피처리기판을 진공 흡착시켜 안착시키는 제1 서셉터을 더 포함하고, 상기 피처리기판은 짝수개의 상기 제1 관통홀이 형성된 방향과 나란한 방향으로 상기 제1 서셉터의 상부면에 안착된다.
바람직하게, 상기 제2 관통홀과 대향하는 방향으로 상기 제2 공정챔버의 내측벽에 설치되어 피처리기판을 진공 흡착시켜 안착시키는 제2 서셉터을 더 포함하고, 상기 피처리기판은 짝수개의 상기 제2 관통홀이 형성된 방향과 나란한 방향으로 상기 제2 서셉터의 상부면에 안착된다.
바람직하게, 상기 반응가스의 이온화를 촉진시켜 플라즈마 발생을 제어하기 위하여 상기 제1 및 제2 서셉터으로 고주파 전원을 공급하는 고주파 전원 공급부를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 제1 서셉터이 설치된 상기 제1 공정챔버의 측벽에는 상기 반응가스 중 미반응된 반응가스를 배출하기 위한 제1 배기구가 설치되고, 상기 제2 서셉터이 설치된 상기 제2 공정챔버의 측벽에는 상기 반응가스 중 미반응된 반응 가스를 배출하기 위한 제2 배기구가 설치되며, 상기 제1 및 제2 배기구와 각각 연통된 제1 및 제2 배기관에는 상기 제1 및 제2 공정챔버의 내부를 진공상태로 유지하도록 상기 제1 및 제2 공정챔버의 공기를 흡입하는 제1 및 제2 진공펌프가 더 설치된다.
바람직하게, 상기 제1 및 제2 공정챔버의 일측부에는 각각 피처리기판을 입출하기 위하여 슬릿밸브가 설치된다.
바람직하게, 상기 제1 및 제2 공정챔버의 상측부에는 각각 상기 반응가스를 주입시키기 위한 가스 주입구가 마련된다.
바람직하게, 상기 권선 코일에 고주파 전원을 공급하는 고주파 전원 공급부를 더 포함한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의하여야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
(실시예1)
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써,본 발명의 플라즈마 처리장치를 상세히 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예1에 따른 플라즈마 처리장치를 설명하기 위하여 도시한 도면으로서, 도 1a는 사시도이고, 도 1b는 정단면도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예1에 따른 플라즈마 처리장치는 좌우측벽에 각각 서로 대향하는 방향으로 짝수개의 관통홀(미도시)이 천공된 공정챔버(process chamber, 110)와, 상기 관통홀을 통해 공정챔버(110) 내부로 삽입 체결되어 공정챔버(110) 내부를 좌우로 가로지르도록 일체형 또는 체결부재(미도시)를 통해 사각 파이프 형상을 이루는 마그네틱 코어(120)와, 상기 관통홀 내부로 삽입되지 않고, 공정챔버(110) 외부로 노출된 마그네틱 코어(120)의 일부분에 복수의 권선형태로 설치되어 공정챔버(110) 내부로 주입된 반응가스를 이온화하여 플라즈마를 생성시키는 전기장을 유도하는 권선 코일(130)을 포함한다.
공정챔버(110)에는 피처리기판(W)으로 웨이퍼 또는 유리기판이 진공 흡착되 어 안착되는 서셉터(140)이 설치된다. 이 서셉터(140)은 상기 관통홀이 형성되지 않는 내측벽에 각각 설치된다. 피처리기판(W)은 짝수개의 상기 관통홀이 형성된 방향과 나란한 방향으로 서셉터(14)의 상부면에 안착된다. 또한, 공정챔버(110)의 상부에는 반응가스를 챔버 내부로 주입시키기 위한 가스 주입구(111)가 형성되고, 서셉터(140)가 형성된 측벽에는 반응가스 중 미반응된 반응가스를 외부로 배출시키기 위한 배기구(112)가 각각 마련된다. 또한, 관통홀의 좌우측으로 각각 피처리기판(W)을 입출하기 위한 슬릿밸브(slit valve, 113)가 설치된다.
서셉터(140)에는 상기 반응가스의 이온화를 촉진시켜 플라즈마 발생을 제어하기 위하여 고주파(RF) 전원 공급부(미도시)로부터 고주파 전원이 공급될 수도 있다. 배기구(112)는 서로 대향하도록 설치되며, 배기구(112)와 연통된 배기관(미도시)에는 진공펌프(미도시)가 설치되는 바, 상기 진공펌프를 통해 공정챔버(110)의 내부를 진공상태로 유지시키는 한편, 미반응된 반응가스를 원활하게 외부로 배출시킨다.
한편, 공정챔버(110)는 도 1a에 도시된 절취선을 따라 이분할되는 형태로 주조된 후, 소정의 체결부재(미도시)를 통해 분할된 부재를 상호 체결시켜 형성할 수도 있는데, 이는, 마그네틱 코어(120)를 공정챔버(110)의 관통홀에 안정적으로 삽입 체결하기 위함이다. 예컨대, 마그네틱 코어(120)는 일체형 또는 체결부재를 통해 형성할 수 있는데, 일체형으로 형성하는 경우, 이분할된 부재의 관통홀 내에 마그네틱 코어(120)를 삽입시킨 후 분할된 공정챔버의 부재를 체결부재를 이용하여 대향하는 방향으로 체결시켜 마그네틱 코어(120)를 공정챔버(110)에 안정적으로 체 결한다.
마그네틱 코어(120)는 도 1b에 도시된 바와 같이 원통형으로 내부에 빈 공간이 없이 채워진 구조를 가지며, 관통홀을 통해 공정챔버(110)의 내부로 삽입된 부위의 외주면은 석영 튜브(tube, 122)의 내부로 삽입된다. 이때, 마그네틱 코어(120)의 외주면과 튜브(122)의 내주면 간에는 일정한 크기를 갖는 갭(gap, 121)이 형성된다. 이러한 석영 튜브(122)는 관통홀 내에서도 위치되는 바, 관통홀은 튜브(122)의 탄성에 의해 밀봉된다. 이로써, 공정챔버(110)는 진공상태를 유지하게 된다.
한편, 마그네틱 코어(120)는 원통형 이외에, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이 사각형 구조로 형성될 수도 있는데, 이 경우에도 원통형에서와 마찬가지로 튜브(122)가 마그네틱 코어(120) 중 공정챔버(110) 내부로 삽입된 마그네틱 코어(120)의 외주면을 감싸도록 설치되며, 이들간에는 일정한 크기를 갖도록 갭(121)이 형성된다.
권선 코일(130)은 도 6에 도시된 바와 같이 마그네틱 코어(120) 중 공정챔버(110) 내부로 노출된 부위에 권선형으로 복수회 감겨진다. 이러한 권선 코일(130)에는 고주파 전원 공급부(160)로부터 고주파 전원(RF)이 인가되는 바, 이 고주파 전원(RF)에 의해 권선 코일(130)에는 고주파 전류가 흐르게 되며, 이에 따라 권선 코일(130)에는 자기장이 발생되고, 이러한 자기장(150)에 의해 마그네틱 코어(120)를 중심으로 전기장이 유도된다.
이러한 구조를 갖는 실시예1에 따른 플라즈마 처리장치의 동작원리를 설명하 면 다음과 같다.
우선, 마그네틱 코어(120)를 감고 있는 권선 코일(130)로 고주파 전원을 인가하면, 권선 코일(130)에 의해 자기장(magnetic field)이 발생되며, 이 자기장의 시간에 따른 변화에 의해 마그네틱 코어(120)를 중심으로 공정챔버(110) 내부에는 전기장(electric field)이 유도된다. 이와 동시에 가스 주입구(111)를 통해 공정챔버(110)의 내부로 반응가스가 주입되면, 유도 전기장에 의해 가속된 전자들은 충돌과정을 통해 반응가스를 이온화시켜 공정챔버(110) 내부에 플라즈마를 생성한다. 생성된 플라즈마는 피처리기판(W) 표면과의 화학반응 과정을 통해 웨이퍼(W)를 원하는 바에 따라 처리하게 된다.
(변형예1)
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예1의 변형예1로서, 도 2a는 사시도이고, 도 2b는 정단면도이다. 여기서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 도면부호 중 실시예1의 도 1a 및 도 1b에 도시된 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능을 수행하는 동일 구성요소이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 변형예1은 실시예1에 따른 플라즈마 처리장치와 유사한 구성을 가진다. 단, 실시예1에서는 공정챔버(110)에 한개의 마그네틱 코어(120)가 설치되는데 반해, 변형예1에서는 두개의 마그네틱 코어(120)가 설치된다. 이는 공정챔버(110) 내부에서의 전기장의 발생을 증가시켜 플라즈마 생성을 증가시키기 위함이다.
물론, 두개의 마그네틱 코어(120)에는 외주면을 따라 각각 권선 코일(130)이 권선형으로 복수회 감겨진다. 마그네틱 코어(120)의 외주면을 따라 감겨진 권선 코일(130)에는 고주파 전원 공급부(미도시)로부터 고주파 전원이 공급되어 고주파 전류가 흐르게 된다. 이러한 고주파 전류에 의해 자기장이 발생되고, 이러한 장기장은 마그네틱 코어(120)를 통해 전기장으로 변환되어 마그네틱 코어(120)를 중심으로 전기장이 유도되고, 이 전기장에 의해 공정챔버(110) 내부에는 플라즈마가 생성된다.
변형예에서 마그네틱 코어(120)의 설치 개수 이외에 다른 구성요소는 실시예1과 동일함에 따라 여기서는 그에 대한 구체적인 설명은 실시예1에서 설명된 내용으로 대신하기로 한다.
(실시예2)
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예2에 따른 플라즈마 처리장치를 설명하기 위하여 도시한 도면으로서, 도 3a는 사시도이고, 도 3b는 정단면도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예2에 따른 플라즈마 처리장치는 일측벽에 짝수개의 제1 관통홀이 천공된 제1 공정챔버(210a)와, 상기 제1 관통홀과 대향하는 방향으로 짝수개의 제2 관통홀이 천공된 제2 공정챔버(210b)와, 상기 제1 및 제2 관통홀에 삽입 체결되어 상기 제1 및 제2 공정챔버를 가로지르도록 일체형 또는 체결부재를 통해 사각 파이프 형상을 이루는 마그네틱 코어(220)와, 제1 및 제2 공정챔버(210a, 210b) 간에 노출된 마그네틱 코어(220)의 일부분에 설치되어 제1 및 제2 공정챔버(210a, 220b) 내부로 각각 주입된 반응가스를 이온화하여 플라즈마를 생성시키는 전기장을 유도하는 권선 코일(230)을 포함한 다.
제1 공정챔버(210a)에는 피처리기판(W)으로 웨이퍼 또는 유리기판이 진공 흡착되어 안착되는 서셉터(240a)이 설치된다. 이 서셉터(240a)은 상기 제1 관통홀이 형성되지 않는 내측벽에 각각 설치된다. 피처리기판(W)은 짝수개의 상기 제1 관통홀이 형성된 방향과 나란한 방향으로 서셉터(240a)의 상부면에 안착된다. 또한, 제1 공정챔버(210a)의 상부에는 반응가스를 챔버 내부로 주입시키기 위한 가스 주입구(211a)가 형성되고, 서셉터(240a)이 형성된 측벽에는 반응가스 중 미반응된 반응가스를 외부로 배출시키기 위한 배기구(212a)가 각각 마련된다. 또한, 각각 피처리기판(W)을 입출하기 위한 슬릿밸브(213a)가 설치된다.
제2 공정챔버(210b)에는 피처리기판(W)으로 웨이퍼 또는 유리기판이 진공 흡착되어 안착되는 서셉터(240b)이 설치된다. 이 서셉터(240b)은 상기 제2 관통홀이 형성되지 않는 내측벽에 각각 설치된다. 피처리기판(W)은 짝수개의 상기 제2 관통홀이 형성된 방향과 나란한 방향으로 서셉터(240b)의 상부면에 안착된다. 또한, 제2 공정챔버(210b)의 상부에는 반응가스를 챔버 내부로 주입시키기 위한 가스 주입구(211b)가 형성되고, 서셉터(240b)이 형성된 측벽에는 반응가스 중 미반응된 반응가스를 외부로 배출시키기 위한 배기구(212b)가 각각 마련된다. 또한, 각각 피처리기판(W)을 입출하기 위한 슬릿밸브(213b)가 설치된다.
서셉터(240a, 240b)에는 각각 상기 반응가스의 이온화를 촉진시켜 플라즈마 발생을 제어하기 위하여 고주파(RF) 전원 공급부(미도시)로부터 고주파 전원이 공급될 수도 있다. 배기구(212a, 212b)는 각각 배기관(미도시)과 연통되고, 각 배기 관에는 진공펌프(미도시)가 설치되는 바, 상기 진공펌프를 통해 제1 및 제2 공정챔버(210a, 210b)의 내부를 진공상태로 유지시키는 한편, 미반응된 반응가스를 원활하게 외부로 배출시킨다.
마그네틱 코어(220)는 원통형 또는 사각형으로 내부에 빈 공간이 없이 채워진 구조를 가지며, 제1 및 제2 관통홀을 통해 제1 및 제2 공정챔버(210a, 210b)의 내부로 삽입된 부위의 외주면은 석영 튜브(미도시)의 내부로 삽입된다. 이때, 마그네틱 코어(220)의 외주면과 튜브의 내주면 간에는 일정한 크기를 갖는 갭이 형성된다. 이러한 석영 튜브는 제1 및 제2 관통홀 내에서도 위치되는 바, 관통홀은 석영 튜브의 탄성에 의해 밀봉된다. 이로써, 제1 및 제2 공정챔버(210a, 210b)는 진공상태를 유지하게 된다.
권선 코일(230)은 마그네틱 코어(220) 중 제1 및 제2 공정챔버(210a, 210b) 사이에 노출된 부위에 권선형으로 복수회 감겨진다. 이러한 권선 코일(230)에는 고주파 전원 공급부(미도시)로부터 고주파 전원이 인가되는 바, 이 고주파 전원에 의해 권선 코일(230)에는 고주파 전류가 흐르게 되며, 이에 따라 권선 코일(230)에는 자기장이 발생되고, 이러한 자기장에 의해 마그네틱 코어(220)를 중심으로 전기장이 유도된다. 이렇게 유도된 전기장에 의해 제1 및 제2 공정챔버(210a, 210b)로 각각 주입된 반응가스를 이온화시켜 제1 및 제2 공정챔버(210a, 210b) 내부에 플라즈마를 생성한다. 생성된 플라즈마는 피처리기판(W) 표면과의 화학반응 과정을 통해 피처리기판(W)을 원하는 바에 따라 처리, 예컨대 식각, 증착 등이 이루어진다.
(변형예2)
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예21의 변형예로서, 도 4는 사시도이다. 여기서, 도 4에 도시된 도면부호 중 실시예2의 도 3a 및 도 3b에 도시된 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능을 수행하는 동일 구성요소이다.
도 4를 참조하면, 변형예2는 실시예2에 따른 플라즈마 처리장치와 유사한 구성을 가진다. 단, 실시예2에서는 제1 및 제2 공정챔버(210a, 210b)에 한개의 마그네틱 코어(220)가 설치되는데 반해, 변형예2에서는 상하로 두개의 마그네틱 코어(220)가 설치된다. 이는 제1 및 제2 공정챔버(210a, 210b) 내부에서의 전기장의 발생을 증가시켜 플라즈마 생성을 증가시키기 위함이다.
물론, 두개의 마그네틱 코어(220)에는 외주면을 따라 각각 권선 코일(230)이 권선형으로 복수회 감겨진다. 마그네틱 코어(220)의 외주면을 따라 감겨진 권선 코일(230)에는 고주파 전원 공급부(미도시)로부터 고주파 전원이 공급되어 고주파 전류가 흐르게 된다. 이러한 고주파 전류에 의해 자기장이 발생되고, 이러한 장기장은 마그네틱 코어(220)를 통해 전기장으로 변환되어 마그네틱 코어(220)를 중심으로 전기장이 유도되고, 이 전기장에 의해 제1 및 제2 공정챔버(210a, 210b) 내부에는 플라즈마가 생성된다.
변형예에서 마그네틱 코어(220)의 설치 개수 이외에 다른 구성요소는 실시예2와 동일함에 따라 여기서는 그에 대한 구체적인 설명은 실시예2에서 설명된 내용으로 대신하기로 한다.
이상에서 설명한 내용을 통해 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 플라즈마처리장치는 수직형 듀얼 공정챔버에 놓인 피처리기판을 한꺼번에 플라즈마처리할수 있으므로 생산성 및 효율이 높은 플라즈마처리장치를 구현할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 한번에 두 챔버에 놓인 피처리기판을 처리하는 이중 처리 구조를 구현하므로서 고속 플라즈마처리가 가능한 효과가 있다.

Claims (27)

  1. 좌우측벽에 각각 서로 대향하는 방향으로 짝수개의 관통홀이 천공된 공정챔버;
    상기 관통홀을 통해 상기 공정챔버 내부로 삽입 체결되어 상기 공정챔버 내부를 좌우로 가로지르도록 일체형 또는 체결부재를 통해 사각 파이프 형상을 이루는 마그네틱 코어;
    상기 관통홀 내부로 삽입되지 않고, 상기 공정챔버 외부로 노출된 상기 마그네틱 코어의 일부분에 설치되어 상기 공정챔버 내부로 주입된 반응가스를 이온화하여 플라즈마를 생성시키는 전기장을 유도하는 권선 코일; 및
    상기 관통홀이 천공된 상기 공정챔버의 일측부에 피처리기판을 입출하기 위하여 상기 관통홀을 사이에 두고 좌우로 각각 하나씩 설치된 슬릿밸브를 포함하는 플라즈마 처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마그네틱 코어 중 상기 관통홀을 통해 상기 공정챔버 내부로 삽입된 부위에는 외주면을 감싸도록 튜브가 설치된 플라즈마 처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 튜브 내주면과 상기 마그네틱 코어의 외주면 간에는 갭이 형성된 플라즈마 처리장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 관통홀은 상기 튜브의 탄성에 의해 밀봉된 플라즈마 처리장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 관통홀이 형성되지 않는 상기 공정챔버의 내측벽에 각각 설치되어 피처리기판을 흡착시켜 안착시키는 서셉터을 더 포함하는 플라즈마 처리장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 피처리기판은 짝수개의 상기 관통홀이 형성된 방향과 나란한 방향으로 상기 서셉터의 상부면에 안착된 플라즈마 처리장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 반응가스의 이온화를 촉진시켜 플라즈마 발생을 제어하기 위하여 상기 서셉터으로 고주파 전원을 공급하는 고주파 전원 공급부를 더 포함하는 플라즈마 처리장치.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 서셉터이 설치된 상기 공정챔버의 측벽에는 상기 반응가스 중 미반응된 반응가스를 배출하기 위한 배기구가 설치된 플라즈마 처리장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 배기구와 연통된 배기관에는 상기 공정챔버의 내부를 진공상태로 유지하도록 상기 공정챔버의 공기를 흡입하는 진공펌프가 더 설치된 플라즈마 처리장치.
  10. 삭제
  11. 제1항, 제2항, 제3항, 제5항 및 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 공정챔버의 상측부에는 상기 반응가스를 주입시키기 위한 가스 주입구가 마련된 플라즈마 처리장치.
  12. 제1항, 제2항, 제3항, 제5항 및 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 권선 코일에 고주파 전원을 공급하는 고주파 전원 공급부를 더 포함하는 플라즈마 처리장치.
  13. 일측벽에 짝수개의 제1 관통홀이 천공된 제1 공정챔버;
    상기 제1 관통홀과 대향하는 방향으로 짝수개의 제2 관통홀이 천공된 제2 공정챔버;
    상기 제1 및 제2 관통홀에 삽입 체결되어 상기 제1 및 제2 공정챔버를 가로지르도록 일체형 또는 체결부재를 통해 사각 파이프 형상을 이루는 마그네틱 코어;
    상기 제1 및 제2 공정챔버 간에 노출된 상기 마그네틱 코어의 일부분에 설치되어 상기 제1 및 제2 공정챔버 내부로 각각 주입된 반응가스를 이온화하여 플라즈마를 생성시키는 전기장을 유도하는 권선 코일; 및
    상기 제1 및 제2 공정챔버의 일측부에는 각각 피처리기판을 입출하기 위하여 설치된 슬릿밸브를 포함하는 플라즈마 처리장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 마그네틱 코어 중 상기 제1 및 제2 관통홀을 통해 각각 상기 제1 및 제2 공정챔버 내부로 삽입된 부위에는 외주면을 감싸도록 튜브가 설치된 플라즈마 처리장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 튜브 내주면과 상기 마그네틱 코어의 외주면 간에는 갭이 형성된 플라즈마 처리장치.
  16. 제14항 또는 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2 관통홀은 상기 튜브의 탄성에 의해 밀봉된 플라즈마 처리장치.
  17. 제13항에 있어서, 상기 제1 관통홀과 대향하는 방향으로 상기 제1 공정챔버의 내측벽에 설치되어 피처리기판을 진공 흡착시켜 안착시키는 제1 서셉터을 더 포함하는 플라즈마 처리장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 피처리기판은 짝수개의 상기 제1 관통홀이 형성된 방향과 나란한 방향으로 상기 제1 서셉터의 상부면에 안착된 플라즈마 처리장치.
  19. 제13항 또는 제17항에 있어서, 상기 제2 관통홀과 대향하는 방향으로 상기 제2 공정챔버의 내측벽에 설치되어 피처리기판을 진공 흡착시켜 안착시키는 제2 서셉터을 더 포함하는 플라즈마 처리장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 피처리기판은 짝수개의 상기 제2 관통홀이 형성된 방향과 나란한 방향으로 상기 제2 서셉터의 상부면에 안착된 플라즈마 처리장치.
  21. 제19항에 있어서, 상기 반응가스의 이온화를 촉진시켜 플라즈마 발생을 제어하기 위하여 상기 제1 및 제2 서셉터으로 고주파 전원을 공급하는 고주파 전원 공급부를 더 포함하는 플라즈마 처리장치.
  22. 제19항에 있어서, 상기 제1 서셉터이 설치된 상기 제1 공정챔버의 측벽에는 상기 반응가스 중 미반응된 반응가스를 배출하기 위한 제1 배기구가 설치된 플라즈마 처리장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제2 서셉터이 설치된 상기 제2 공정챔버의 측벽에는 상기 반응가스 중 미반응된 반응 가스를 배출하기 위한 제2 배기구가 설치된 플라즈마 처리장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 제1 및 제2 배기구와 각각 연통된 제1 및 제2 배기관에는 상기 제1 및 제2 공정챔버의 내부를 진공상태로 유지하도록 상기 제1 및 제2 공정챔버의 공기를 흡입하는 제1 및 제2 진공펌프가 더 설치된 플라즈마 처리장치.
  25. 삭제
  26. 제13항, 제14항, 제15항, 제17항 및 제18항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 공정챔버의 상측부에는 각각 상기 반응가스를 주입시키기 위한 가스 주입구가 마련된 플라즈마 처리장치.
  27. 제13항, 제14항, 제15항, 제17항 및 제18항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 권선 코일에 고주파 전원을 공급하는 고주파 전원 공급부를 더 포함하는 플라즈마 처리장치.
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