KR100808862B1 - 기판처리장치 - Google Patents

기판처리장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100808862B1
KR100808862B1 KR1020060069332A KR20060069332A KR100808862B1 KR 100808862 B1 KR100808862 B1 KR 100808862B1 KR 1020060069332 A KR1020060069332 A KR 1020060069332A KR 20060069332 A KR20060069332 A KR 20060069332A KR 100808862 B1 KR100808862 B1 KR 100808862B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
frequency antenna
low frequency
high frequency
reaction space
substrate processing
Prior art date
Application number
KR1020060069332A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080009566A (ko
Inventor
전상진
정진욱
이근석
사승엽
조형철
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020060069332A priority Critical patent/KR100808862B1/ko
Priority to US11/735,549 priority patent/US8343309B2/en
Priority to CN200710107773XA priority patent/CN101113514B/zh
Priority to JP2007156466A priority patent/JP4642046B2/ja
Publication of KR20080009566A publication Critical patent/KR20080009566A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100808862B1 publication Critical patent/KR100808862B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/507—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using external electrodes, e.g. in tunnel type reactors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Abstract

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 특히 본 발명은 저주파 안테나시스템 및 고주파 안테나시스템을 구비하여 다양한 압력조건에서도 플라즈마 점화에 유리한 고주파 전원을 이용하는 고주파 안테나시스템을 통해 플라즈마 점화가 효과적으로 이루어지도록 함과 함께 투자율이 높은 페라이트 코어를 갖는 저주파 안테나시스템을 통해 저주파안테나와 플라즈마 사이의 유도 결합효율을 향상시켜 플라즈마 발생효율을 향상시킨다.
이를 위해 본 발명은 처리대상기판이 위치하며 플라즈마가 발생되는 반응공간을 갖는 진공챔버와, 반응공간 외부에 마련되고 반응공간에 플라즈마를 발생시키는 저주파안테나부와, 이 저주파안테나부에 저주파 전원을 인가하는 저주파전원장치와, 반응공간 외부에 마련되고 반응공간에 플라즈마를 발생시키는 고주파안테나부와, 이 고주파안테나부에 고주파 전원을 인가하는 고주파전원장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

기판처리장치{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}
도 1은 종래 기판처리장치의 단면도이다.
도 2는 종래 기판처리장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 기판처리장치의 단면도이다.
도 4는 도 3의 저주파안테나부와 고주파안테나부의 평면도이다.
도 5는 도 4의 고주파안테나부의 다른 실시예에 따른 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 기판처리장치의 단면도이다.
도 7은 도 6의 저주파안테나부와 고주파안테나부의 평면도이다.
도 8은 도 7의 고주파안테나부의 다른 실시예에 따른 평면도이다.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *
201 : 윈도우플레이트 202 : 가스노즐
203 : 기판 204 : 척
205 : 진공챔버 206 : 진공포트
207 : 고주파안테나부 208 : 고주파안테나코일
211 : 고주파전원장치 212 : 연결부
213 : 폴 214 : 저주파안테나코일
215 : 저주파안테나부 218 : 고주파전원장치
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 페라이트 코어를 사용하여 플라즈마 발생효율을 향상시킨 기판처리장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 또는 각종 표시장치의 기판은(이하 ‘기판’이라 함) 박막 증착(deposition)과 그 박막의 식각(etching)과 같은 기판처리공정을 반복 수행함으로써 제조한다.
도 1은 종래 페라이트 코어를 이용한 기판처리장치의 단면도이고 도 2는 그 평면도이다.
종래 기판처리장치(100)를 보면 상부용기(111)와 하부용기(112)가 서로 결합되어 있다. 양 용기(111, 112)가 형성하는 공간은 칸막이(121, 122)에 의해 상부 반응공간(113)과 하부 반응공간(114)으로 나누어진다. 주입된 가스는 반응공간(113, 114) 내에서 이온화되어 플라즈마를 형성한다. 상부 반응공간(113)에는 상부척(131)이 하부 반응공간(114)에는 하부척(132)이 위치하며, 처리대상인 기판은 통상 하부척(132)에만 위치한다. 양 반응공간(113, 114)의 가운데에는 6개의 환상(toroidal) 페라이트 코어(141)가 동일 평면상에서 원형을 이루며 등간격으로 배치되어 있다. 각 페라이트 코어(141)에는 코일(142)이 감겨져 있다. 코일(142)은 인접한 페라이트 코어(141)간에는 반대 방향으로 감겨져 있는데 이는 인접한 페라이트 코어(141)에 의해 발생하는 유도기전력의 상(phase)이 반대가 되도록 하기 위 함이다.
양 반응공간(113, 114)은 페라이트 코어(141)의 중심을 관통하는 튜브(151)에 형성되어 있는 관통공(152)을 통해 연결되어 있다. 관통공(152)을 통해 반응가스가 지나가며 관통공(152)은 방전전류의 패스가 된다. 기판 처리시 페라이트 코어(141)를 감은 코일(142)이 1차측이 되고 플라즈마는 2차측으로 기능하여 코일(142)에 인가된 고주파수 전력이 2차측 플라즈마에 전달된다. 인접한 페라이트 코어(141)에 의해 발생하는 유도기전력은 위상이 서로 180도 차이나며, 플라즈마에 유도된 전류 패스는 2개의 인접 관통공(152)을 통해 폐경로를 형성한다. 도 2의 화살표는 인접한 관통공(152) 사이에 형성된 6개의 유도 전류를 나타낸다.
플라즈마 발생효율을 높이기 위해서는 플라즈마에 유도된 2차측 전류의 패스를 폐회로로 형성하여야 한다. 이를 위해 종래 기판처리장치(100)는 두 개의 반응공간(113, 114)을 형성한다. 그러나 종래 기판처리장치(100)에서는 기판처리는 한면에서만 이루어지는데 반해 플라즈마는 양면으로 발생되어 플라즈마 밀도와 효율이 줄어드는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 플라즈마 발생효율을 향상시킬 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 플라즈마 발생효율을 향상시킴과 함께 플라즈마 점화를 안정적으로 할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기판처리장치는 처리대상기판이 위치하며 플라즈마가 발생되는 반응공간을 갖는 진공챔버와, 상기 반응공간 외부에 마련되고 상기 반응공간에 플라즈마를 발생시키는 저주파안테나부와, 상기 저주파안테나부에 저주파 전원을 인가하는 저주파전원장치와, 상기 반응공간 외부에 마련되고 상기 반응공간에 플라즈마를 발생시키는 고주파안테나부와, 상기 고주파안테나부에 고주파 전원을 인가하는 고주파전원장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 저주파안테나부는 상기 반응공간의 상부 외측면 외곽에 설치되고, 상기 고주파안테나부는 상기 반응공간의 상부 외측면 중앙에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 저주파안테나부는 상기 반응공간 외부에 마련된 복수의 폴과 상기 복수의 폴을 상호 연결하는 연결부를 갖는 페라이트 코어와, 상기 복수의 폴에 감겨져 있는 안테나코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.
인접한 상기 폴에 대해 상기 안테나코일은 반대방향으로 감겨 있는 것을 특징으로 한다.
상기 연결부는 환 형상인 것을 특징으로 한다.
상기 연결부에 의해 상호 연결된 상기 복수의 폴은 일정한 간격으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 연결부로 상호 연결되어 있는 상기 복수의 폴은 짝수개로 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기 저주파안테나부는 상기 반응공간 외부에 마련되고 스파이럴 형상의 삽 입홈을 갖는 환 형상의 페라이트 코어와, 상기 삽입홈에 삽입되는 안테나코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 삽입홈은 상기 환 형상의 페라이트 코어의 둘레에 걸쳐 원주 외측에서 내측 방향으로 스파이럴 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 고주파안테나부는 다수의 안테나코일이 병렬 연결된 복수의 안테나코일군이 서로 직렬 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 두 개의 안테나코일군은 동심 상에 배치된 것을 특징으로 한다.
상기 고주파안테나부는 한 개의 안테나코일이 스파이럴 형태로 감겨 있는 것을 특징으로 한다.
상기 저주파안테나부에는 100kHz 내지 2MHz의 저주파 전원이 인가되고, 상기 고주파안테나부에는 13.56MHz 이상의 고주파 전원이 인가되는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
최근에는 플라즈마를 이용한 장비의 생산성을 향상시키고자 기판의 크기 대형화되고 있어 균일도가 우수한 고밀도 플라즈마를 생성시키는 플라즈마 소스가 요구가 되는 추세이다.
안테나 시스템의 소스 주파수를 13.56MHz 이상과 같은 고주파 전원을 사용하면, 플라즈마 소스의 크기가 커짐에 따라 전송선 효과(transmission line effect) 때문에 플라즈마 균일도가 나빠진다. 따라서, 100kHz 내지 2MHz 사이의 상대적으로 낮은 저주파 대역의 전원을 사용하면 전송선 효과를 없앨 수 있어 대면적 고밀도 플라즈마 소스 개발에 적합하다.
하지만, 플라즈마 생성을 위해 안테나가 만드는 유도기전력(E)은 안테나의 자기장(B)과 전원의 주파수(ω)에 비례하기 때문에 상대적으로 낮은 주파수의 전원을 사용하면 플라즈마 발생효율이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 통상 각 스텝별로 진공챔버 내에 공급되는 반응 가스의 종류가 달라 각 스텝별로 진공챔버 내의 압력조건이 다양하기 때문에 상대적으로 낮은 주파수의 전원을 사용하면, 플라즈마 점화(ignition)단계에서 플라즈마를 안정적으로 발생시키기 어려워 플라즈마 점화가 잘 이루어지지 않는 문제가 있다.
따라서, 본 발명에서는 저주파 안테나시스템 및 고주파 안테나시스템을 구비하여 다양한 압력조건에서도 플라즈마 점화에 유리한 고주파 전원을 이용하는 고주파 안테나시스템을 통해 플라즈마 점화가 효과적으로 이루어지도록 함과 함께 투자율이 높은 페라이트 코어를 갖는 저주파 안테나시스템을 통해 저주파안테나와 플라즈마 사이의 유도 결합효율을 향상시켜 플라즈마 발생효율을 향상시킨다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 기판처리장치의 단면도이고, 도 4는 도 3의 저주파안테나부와 고주파안테나부의 평면도이고, 도 5는 도 4의 고주파안테나부의 다른 실시예에 따른 평면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 기판처리장치는 반응공간을 형성하는 진공챔버(205)와, 반응공간의 상부 외측에 위치하는 저주파안테나부(215)와, 반응공간의 상부 중앙에 위치하는 고주파안테나부(207)와, 저주파안테나부(215)에 전원을 공급하는 저주파전원장치(218)와, 고주파안테나부(207)에 전원을 공급하는 고주파전원 장치(211)를 포함한다.
진공챔버(205)는 플라즈마가 형성되어 기판(203)의 처리가 이루어지는 반응공간을 형성하며, 반응공간을 진공과 일정온도로 유지시켜 주는 기능을 수행한다.
진공챔버(205)와 고주파/저주파안테나부(207,215) 사이에는 윈도우 플레이트(201)가 마련되어 있다. 원도우 플레이트(201)는, 알루미나(alumina)나 쿼츠(quartz)와 같은 절연체 등으로 이루어진 윈도우 플레이트(201)로 이루어져 있다. 진공챔버(205)의 측벽에는 외부로부터 반응가스가 도입되는 가스노즐(202)이 한 쌍으로 마련되어 있다. 반응공간 내에는 처리대상 기판(203)이 안착되는 척(204)이 위치하고 있다. 진공챔버(205) 하부에는 진공포트(206)가 마련되어 있어 반응공간을 진공으로 만들면서 미반응 반응가스, 부산물 등을 외부로 배출한다. 도시하지는 않았지만 진공포트(206)는 진공펌프와 연결되어 있다.
진공챔버(205)의 상부 즉 윈도우 플레이트(201)를 사이에 두고 반응공간과 마주하는 저주파안테나부(215)는 페라이트 코어(212,213)와 이 페라이트 코어(212,213)에 감겨 있는 저주파안테나코일(214)을 포함한다.
페라이트 코어(212,213)는 복수의 폴(213)과 인접한 폴(213)을 상호 연결하는 연결부(212)로 이루어져 있다. 폴(213)은 진공챔버(205)의 상부에 접하고 있으며 연결부(212)는 폴(213)의 상부에서 폴(213)을 상호 연결한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 연결부(212)는 환상(toroidal) 형태이다. 폴(213)은 연결부(212)에 일정한 간격을 두고 일렬로 배치되어 있다. 폴(213)은 원통형이며 그 지름은 연결부(213)의 폭보다 크다. 연결부(212)에는 짝수개의 폴(213)이 연 결되어 있는데 일예로, 6개의 폴(213)이 설치되어 있다.
연결부(212)에 연결되어 있는 폴(213)의 수를 짝수로 한 것은 인접한 폴(213)에 감기는 저주파안테나코일(214)의 감는 방향이 반대가 되도록 하기 위해서이다. 저주파안테나코일(214)의 일단부는 저주파전원장치(218)에 연결되어 있으며, 타단부는 접지되어 있다. 저주파안테나코일(214)은 연결부(212)에 연결된 각 폴(213)에 순차적으로 감겨 있다. 저주파안테나코일(214)은 인접한 폴(213)에 반대방향으로 감겨져 있으며, 연결부(212)에 연결되어 있는 폴(213)의 수가 짝수이기 때문에 모든 인접한 폴(213)의 저주파안테나코일(214)은 서로 반대방향으로 감겨 있다.
저주파전원장치(218)는 임피던스 정합부(216)와 저주파전원부(217)를 포함한다. 저주파전원장치(218)는 100kHz 내지 2MHz의 전원을 저주파안테나코일(214)에 인가한다. 임피던스 정합부(216)는 저주파전원부(217)와 저주파안테나코일(214) 사이에 마련되며, 저주파전원부(217)의 전원을 저주파안테나코일(214)에 손실 없이 전달시킨다.
저주파안테나코일(214)은 캐패시터(220)를 통해 접지되어 있다. 이 캐패시터(220)는 그 용량을 조절하여 전원인가지점과 접지지점에 걸리는 전압을 분배해 준다.
도 4에 도시된 바와 같이, 고주파안테나부(207)는 저주파안테나부(215)의 페라이트 코어(212,213) 내에 마련된다. 고주파안테나부(207)는 고주파안테나코일(208)을 포함한다. 고주파안테나부(207)는 두 개의 고주파안테나코일이 병렬 연 결된 두 개의 고주파안테나코일군(208a,208b)(208c,208d)이 서로 직렬 연결된다.
이때, 두 개의 고주파안테나코일군(208a,208b)(208c,208d)은 동심 상에 배치된다. 이로 인해, 두 개의 고주파안테나코일군(208a,208b)(208c,208d)은 상호간에는 직렬 연결되지만, 각각 자체 내에는 병렬로 전원을 공급받기 때문에 직렬 연결한 경우에 비해 고주파안테나코일(208)의 인덕턴스를 크게 줄여 고주파안테나코일(208)에 걸리는 전압을 낮춤으로서 아킹 발생가능성을 줄일 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 고주파안테나부(207‘)는 한 개의 안테나코일(208’)이 스파이럴 형태로 감겨 있는 구성도 가능하다.
고주파전원장치(211)는 임피던스 정합부(209)와 고주파전원부(210)를 포함한다. 고주파전원장치(211)는 13.56MHz 이상의 전원을 고주파안테나코일(208)에 인가한다. 임피던스 정합부(209)는 고주파전원부(210)와 고주파안테나코일(208) 사이에 마련되며, 고주파전원부(210)의 전원을 고주파안테나코일(208)에 손실 없이 전달시킨다.
고주파안테나코일(208)은 캐패시터(209)를 통해 접지되어 있다. 이 캐패시터(219)는 그 용량을 조절하여 전원인가지점과 접지지점에 걸리는 전압을 분배해 준다.
상기한 구성을 갖는 기판처리장치의 동작을 살펴보면, 먼저, 플라즈마 점화단계에서 고주파안테나부(207)의 고주파안테나코일(208)에 13.56MHz의 고주파 전원을 인가하면, 고주파안테나코일(208)에 흐르는 전류는 사인파 형태의 자기장이 생겨 진공챔버(205) 내의 반응공간에 고주파안테나코일(208)의 전류와 반대방향의 유 도기전력이 발생한다. 또한 유도기전력에 의해 진공챔버(205) 내의 반응 가스가 여기 및 이온화하여 플라즈마가 점화되고, 진공챔버(205)의 중심에 플라즈마가 발생된다. 이때, 플라즈마를 발생시킬 때에는 항상 고주파안테나를 이용하여 플라즈마를 점화시킨 후에 저주파안테나에 저주파 전원을 인가한다.
또한, 저주파안테나부(215)의 저주파안테나코일(214)에 100kHz 내지 2MHz의 저주파 전원을 인가하면, 고주파안테나코일(208)과 동일한 방식으로 저주파안테나코일(214)에 흐르는 전류는 사인파 형태의 자기장이 생겨 진공챔버(205) 내의 반응공간에 저주파안테나코일(214)의 전류와 반대방향의 유도기전력이 발생한다. 또한 유도기전력에 의해 진공챔버(205) 내의 반응 가스가 여기 및 이온화하여 진공챔버(205)의 외곽에 플라즈마가 발생된다. 이에 따라 기판(203)은 플라즈마에 의해 박막 증착 또는 식각 처리된다. 이때, 각 폴(213)에 흐르는 코일전류와 이에 의한 유도전류는 방향이 서로 반대이다. 자기장은 인접한 한 쌍의 폴(213) 사이에 형성되며 인접한 자기장의 방향은 서로 반대이다. 또한, 인접한 폴(213)사이의 연결부(212)를 통해 자로가 집속되어 연결부(212)의 상부로 전원이 전달되는 것이 방지된다. 이에 의해 연결부(212)의 상부의 주변구조물에 의해 자기장이 손실되는 것이 방지되며 반응공간의 자기장이 증가되어 저주파 전원을 사용하더라도 플라즈마 발생효율이 높아진다.
따라서, 상기한 저주파 안테나시스템을 이용하면, 100kHz 내지 2MHz 사이의 상대적으로 낮은 저주파 대역의 전원을 사용함으로서 전송선 효과를 없앨 수 있어 균일한 고밀도 플라즈마 발생이 가능하고, 투자율이 높은 페라이트 코어를 사용함 으로서 저주파안테나와 플라즈마 사이의 유도 결합 효율을 향상시켜 상대적으로 낮은 주파수의 전원을 사용하여도 플라즈마 발생효율을 향상시킬 수 있다.
하지만, 상술한 바와 같이, 통상 각 스텝별로 진공챔버(205) 내에 공급되는 반응 가스의 종류가 달라 각 스텝별로 진공챔버(205) 내의 압력조건이 다양하기 때문에 상대적으로 낮은 주파수의 전원을 사용하는 저주파안테나시스템만으로는 플라즈마 점화(ignition)단계에서 플라즈마를 안정적으로 발생시키기 어려워 플라즈마 점화가 잘 이루어지지 않는 문제가 있다.
따라서, 본 발명에서는 다양한 압력조건에서도 플라즈마 점화에 유리한 고주파 전원을 이용하는 고주파 안테나시스템을 통해 각 스텝별로 진공챔버(205) 내의 압력조건이 달라지더라도 플라즈마 점화가 안정적으로 잘 이루어지도록 할 수 있다. 더불어, 본 발명에서는 두 안테나시스템의 입력파워를 조절함으로서 플라즈마 균일도를 향상시킬 수 있게 된다.
상기한 실시예에서 폴(213)의 크기는 연결부(212)의 폭보다 작을 수 있으며, 폴(213) 간에도 크기가 다를 수 있다. 또한, 연결부(212)의 형상은 환상 즉 원형 루프 형태를 가졌으나 이에 한정되지 않으며, 플라즈마의 균일성을 등을 감안하여 사각 루프, 삼각 루프 등이 가능하며 이들을 혼합하여 사용할 수도 있다.
한편, 상기한 실시예에서는 저주파안테나부(215)의 페라이트 코어(212,213)가 복수의 폴(213)을 구비한 것에 대해서 설명하였다.
하지만, 페라이트 코어(212,213)가 복수의 폴(213)을 구비한 경우에는 페라이트 코어(212,213)의 두께가 두꺼워져 기판처리장치를 소형화하기 어려울 뿐만 아 니라, 저주파안테나코일(214)을 각 폴(213)에 감아야 하기 때문에 제조공정이 어려워지고 제조시간이 많이 걸리는 문제점이 있다.
따라서, 복수의 폴(213)이 마련된 연결부(212)를 갖는 페라이트 코어(212,213) 대신에, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 저주파안테나코일(302)을 삽입시킬 수 있도록 원주 외측으로부터 내측방향으로 스파이럴 형상의 삽입홈(301)이 형성된 연결부(300)를 갖는 페라이트 코어(300,301)로 교체 가능하다.
이로 인해, 페라이트 코어(300,301)의 두께를 줄일 수 있어 기판처리장치를 소형화하는데 유리할 뿐만 아니라, 페라이트 코어(300,301)의 연결부(300)에 저주파안테나코일(302)의 장착이 상대적으로 간편하기 때문에 제조공정이 쉽고 제조시간을 대폭 줄일 수 있게 된다.
이 경우에도 도 7에 도시된 바와 같이, 고주파안테나부(207)는 두 개의 안테나코일이 병렬 연결되고, 동심 상에 배치된 두 개의 안테나코일군(208a,208b)(208c,208d)이 서로 직렬 연결된 구성이 적용 가능하고, 도 8에 도시된 바와 같이, 고주파안테나부(207‘)는 한 개의 안테나코일(208')이 스파이럴 형태로 감겨 있는 구성도 적용 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 저주파 안테나시스템 및 고주파 안테나시스템을 구비하여 다양한 압력조건에서도 플라즈마 점화에 유리한 고주파 전원을 이용하는 고주파 안테나시스템을 통해 플라즈마 점화가 효과적으로 이루어지도록 함과 함께 투자율이 높은 페라이트 코어를 갖는 저주파 안테나시스템을 통해 저주파 안테나와 플라즈마 사이의 유도 결합효율을 향상시켜 플라즈마 발생효율을 향상시킨다. 따라서, 플라즈마 균일도가 높은 대면적 플라즈마 생성장치에 적합하다.

Claims (13)

  1. 처리대상기판이 위치하며 플라즈마가 발생되는 반응공간을 갖는 진공챔버와,
    상기 반응공간 외부에 마련되고 상기 반응공간에 플라즈마를 발생시키는 저주파안테나부와,
    상기 저주파안테나부에 저주파 전원을 인가하는 저주파전원장치와,
    상기 반응공간 외부에 마련되고 상기 반응공간에 플라즈마를 발생시키는 고주파안테나부와,
    상기 고주파안테나부에 고주파 전원을 인가하는 고주파전원장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 저주파안테나부는 상기 반응공간의 상부 외측면 외곽에 설치되고, 상기 고주파안테나부는 상기 반응공간의 상부 외측면 중앙에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 저주파안테나부는 상기 반응공간 외부에 마련된 복수의 폴과 상기 복수의 폴을 상호 연결하는 연결부를 갖는 페라이트 코어와, 상기 복수의 폴에 감겨져 있는 안테나코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제3항에 있어서, 인접한 상기 폴에 대해 상기 안테나코일은 반대방향으로 감 겨 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 연결부는 환 형상인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 연결부에 의해 상호 연결된 상기 복수의 폴은 일정한 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 연결부로 상호 연결되어 있는 상기 복수의 폴은 짝수개로 마련되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 저주파안테나부는 상기 반응공간 외부에 마련되고 스파이럴 형상의 삽입홈을 갖는 환 형상의 페라이트 코어와, 상기 삽입홈에 삽입되는 안테나코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 삽입홈은 상기 환 형상의 페라이트 코어의 둘레에 걸쳐 원주 외측에서 내측 방향으로 스파이럴 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 고주파안테나부는 다수의 안테나코일이 병렬 연결된 복수의 안테나코일군이 서로 직렬 연결된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 두 개의 안테나코일군은 동심상에 배치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 고주파안테나부는 한 개의 안테나코일이 스파이럴 형태로 감겨 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 저주파안테나부에는 100kHz 내지 2MHz 의 저주파 전원이 인가되고, 상기 고주파안테나부에는 13.56MHz 이상의 고주파 전원이 인가되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
KR1020060069332A 2006-07-24 2006-07-24 기판처리장치 KR100808862B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060069332A KR100808862B1 (ko) 2006-07-24 2006-07-24 기판처리장치
US11/735,549 US8343309B2 (en) 2006-07-24 2007-04-16 Substrate processing apparatus
CN200710107773XA CN101113514B (zh) 2006-07-24 2007-04-29 基底处理设备
JP2007156466A JP4642046B2 (ja) 2006-07-24 2007-06-13 基板処理装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060069332A KR100808862B1 (ko) 2006-07-24 2006-07-24 기판처리장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080009566A KR20080009566A (ko) 2008-01-29
KR100808862B1 true KR100808862B1 (ko) 2008-03-03

Family

ID=38970321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060069332A KR100808862B1 (ko) 2006-07-24 2006-07-24 기판처리장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8343309B2 (ko)
JP (1) JP4642046B2 (ko)
KR (1) KR100808862B1 (ko)
CN (1) CN101113514B (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102115879B (zh) * 2009-12-31 2013-06-26 丽佳达普株式会社 基板处理装置
US20110204023A1 (en) * 2010-02-22 2011-08-25 No-Hyun Huh Multi inductively coupled plasma reactor and method thereof
US8933628B2 (en) * 2011-10-28 2015-01-13 Applied Materials, Inc. Inductively coupled plasma source with phase control
US10271416B2 (en) 2011-10-28 2019-04-23 Applied Materials, Inc. High efficiency triple-coil inductively coupled plasma source with phase control
US9279179B2 (en) * 2012-02-06 2016-03-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Multi coil target design
US10170279B2 (en) * 2012-07-20 2019-01-01 Applied Materials, Inc. Multiple coil inductively coupled plasma source with offset frequencies and double-walled shielding
KR102010321B1 (ko) 2013-01-10 2019-08-13 삼성전자주식회사 플라즈마 처리 방법과 상기 방법을 이용할 수 있는 장치들
JP5874077B1 (ja) * 2015-03-02 2016-03-01 ブレステクノロジー株式会社 フィルタ装置、酸素濃縮装置
KR101979597B1 (ko) * 2017-09-21 2019-05-20 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101914902B1 (ko) * 2018-02-14 2019-01-14 성균관대학교산학협력단 플라즈마 발생장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
CN108682611B (zh) * 2018-05-17 2020-03-13 大连理工大学 一种提高工艺等离子体均匀性的电极
US11037765B2 (en) * 2018-07-03 2021-06-15 Tokyo Electron Limited Resonant structure for electron cyclotron resonant (ECR) plasma ionization
KR102041518B1 (ko) * 2019-07-18 2019-11-06 에이피티씨 주식회사 분리형 플라즈마 소스 코일 및 이의 제어 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5633839A (en) 1979-08-29 1981-04-04 Hitachi Ltd Plasma treatment and device therefor
JPH07130719A (ja) * 1993-11-05 1995-05-19 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JPH07302786A (ja) * 1994-04-28 1995-11-14 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
KR100255703B1 (ko) 1991-06-27 2000-05-01 조셉 제이. 스위니 전자기 rf연결부를 사용하는 플라즈마 처리기 및 방법

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6238588B1 (en) 1991-06-27 2001-05-29 Applied Materials, Inc. High pressure high non-reactive diluent gas content high plasma ion density plasma oxide etch process
US5571366A (en) * 1993-10-20 1996-11-05 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
JP3272594B2 (ja) * 1996-02-23 2002-04-08 東京応化工業株式会社 プラズマ処理装置
JP3569090B2 (ja) * 1996-11-13 2004-09-22 東京応化工業株式会社 プラズマ処理装置
JP4107723B2 (ja) 1998-07-27 2008-06-25 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波プラズマ処理装置
US6204607B1 (en) * 1998-05-28 2001-03-20 Applied Komatsu Technology, Inc. Plasma source with multiple magnetic flux sources each having a ferromagnetic core
US6164241A (en) * 1998-06-30 2000-12-26 Lam Research Corporation Multiple coil antenna for inductively-coupled plasma generation systems
KR20010112958A (ko) 2000-06-15 2001-12-24 황 철 주 고밀도 플라즈마 반응기
JP3868217B2 (ja) * 2001-02-09 2007-01-17 東京応化工業株式会社 プラズマ処理装置
JP3462865B2 (ja) 2001-07-10 2003-11-05 三菱重工業株式会社 給電アンテナ及び半導体製造装置
JP2003158119A (ja) 2001-09-04 2003-05-30 Mitsui Chemicals Inc 透明導電性膜のドライエッチング方法
JP3706572B2 (ja) * 2001-11-16 2005-10-12 三菱重工業株式会社 金属膜作製装置のクリーニング方法及び金属膜作製装置
JP3820188B2 (ja) * 2002-06-19 2006-09-13 三菱重工業株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US20030015965A1 (en) * 2002-08-15 2003-01-23 Valery Godyak Inductively coupled plasma reactor
US8409400B2 (en) * 2003-05-07 2013-04-02 Gen Co., Ltd. Inductive plasma chamber having multi discharge tube bridge
JP3868925B2 (ja) * 2003-05-29 2007-01-17 株式会社日立製作所 プラズマ処理装置
KR100513163B1 (ko) * 2003-06-18 2005-09-08 삼성전자주식회사 Ｉｃｐ 안테나 및 이를 사용하는 플라즈마 발생장치
KR100988085B1 (ko) 2003-06-24 2010-10-18 삼성전자주식회사 고밀도 플라즈마 처리 장치
JP3814267B2 (ja) * 2003-09-16 2006-08-23 三菱重工業株式会社 給電装置及びこれを有する半導体製造装置
KR100689848B1 (ko) * 2005-07-22 2007-03-08 삼성전자주식회사 기판처리장치
US7837826B2 (en) * 2006-07-18 2010-11-23 Lam Research Corporation Hybrid RF capacitively and inductively coupled plasma source using multifrequency RF powers and methods of use thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5633839A (en) 1979-08-29 1981-04-04 Hitachi Ltd Plasma treatment and device therefor
KR100255703B1 (ko) 1991-06-27 2000-05-01 조셉 제이. 스위니 전자기 rf연결부를 사용하는 플라즈마 처리기 및 방법
JPH07130719A (ja) * 1993-11-05 1995-05-19 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JPH07302786A (ja) * 1994-04-28 1995-11-14 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008027900A (ja) 2008-02-07
CN101113514B (zh) 2011-08-24
CN101113514A (zh) 2008-01-30
KR20080009566A (ko) 2008-01-29
JP4642046B2 (ja) 2011-03-02
US8343309B2 (en) 2013-01-01
US20080017317A1 (en) 2008-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100808862B1 (ko) 기판처리장치
KR100689848B1 (ko) 기판처리장치
JP7217850B2 (ja) 誘導コイル構造体及び誘導結合プラズマ発生装置
KR100486712B1 (ko) 복층 코일 안테나를 구비한 유도결합 플라즈마 발생장치
KR100513163B1 (ko) Ｉｃｐ 안테나 및 이를 사용하는 플라즈마 발생장치
US8169148B2 (en) Plasma generating apparatus
KR101920842B1 (ko) 플라즈마 소스 디자인
KR101155840B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 방법
US20100065215A1 (en) Plasma generating apparatus
KR100845890B1 (ko) 대면적 유도 결합 플라즈마 반응기
JP2012018921A (ja) プラズマ発生装置
KR100742659B1 (ko) 자성코어를 이용한 유도결합 플라즈마 발생장치
KR100798352B1 (ko) 다중 배열된 방전실을 갖는 플라즈마 반응기 및 이를이용한 플라즈마 처리 시스템
KR20100129368A (ko) 복합 주파수를 이용한 대면적 플라즈마 반응기
KR100751535B1 (ko) 다중 주파수 유도 코일을 갖는 페라이트 코어를 구비한플라즈마 발생기 및 이를 구비한 플라즈마 처리 장치
US20200105502A1 (en) Inductive coil structure and inductively coupled plasma generation system
KR20070112990A (ko) 다중 배열된 방전실을 갖는 플라즈마 반응기 및 이를이용한 플라즈마 처리 시스템
KR100743842B1 (ko) 자속 채널에 결합된 플라즈마 챔버를 구비한 플라즈마반응기
TW201349334A (zh) 等離子體處理裝置及其電感耦合線圈
KR20100129369A (ko) 수직 듀얼 챔버로 구성된 대면적 플라즈마 반응기
KR20080024624A (ko) 대면적 유도 결합 플라즈마 반응기

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130131

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140129

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150202

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200131

Year of fee payment: 13