KR101062461B1 - Antenna of inductively coupled plasma generator and inductively coupled plasma generator comprising same - Google Patents

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Abstract

챔버의 내측에서부터 외곽에 이르기까지 직경방향으로도 더욱 균일한 플라즈마 밀도분포를 이룰 수 있는 안테나가 요구된다. 이를 위하여 본 발명에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나는, 복수의 안테나가 병렬연결된 내측안테나유닛 및 내측안테나유닛과 대략 동심원을 이루면서 외측에 마련되고 복수의 안테나가 병렬연결된 외측안테나유닛을 포함하며, 내측안테나유닛과 외측안테나유닛은 병렬연결된다. 또한, 본 발명에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치는, 챔버와, 챔버의 개구된 상면을 덮는 절연판 및 유전체판의 상면에 마련되는 안테나유닛을 포함하며, 안테나유닛은, 복수의 안테나가 병렬연결된 내측안테나유닛 및 내측안테나유닛과 대략 동심원을 이루면서 외측에 마련되고 복수의 안테나가 병렬연결된 외측안테나유닛을 포함하고, 내측안테나유닛과 외측안테나유닛은 병렬연결된다.

Figure R1020090047850

플라즈마, 안테나, 균일

There is a need for an antenna capable of achieving a more uniform plasma density distribution in the radial direction from the inside to the outside of the chamber. To this end, the antenna of the inductively coupled plasma generator according to the present invention includes an inner antenna unit having a plurality of antennas connected in parallel and an outer antenna unit provided at an outer side while forming substantially concentric circles with the inner antenna unit and having a plurality of antennas connected in parallel. The inner antenna unit and the outer antenna unit are connected in parallel. In addition, the inductively coupled plasma generator according to the present invention includes a chamber, an antenna unit provided on an upper surface of an insulating plate and a dielectric plate covering an open upper surface of the chamber, and the antenna unit includes an inner side in which a plurality of antennas are connected in parallel. The antenna unit and the inner antenna unit is formed in the outer concentric circles and the outer antenna unit is provided on the outside and a plurality of antennas are connected in parallel, the inner antenna unit and the outer antenna unit is connected in parallel.

Figure R1020090047850

Plasma, antenna, uniform

Description

유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나 및 이를 포함하는 유도결합형 플라즈마 발생장치{ANTENNA OF APPARATUS FOR GENERATING INDUCTIVELY COUPLED PLASMA AND APPARATUS FOR GENERATING INDUCTIVELY COUPLED PLASMA HAVING THE SAME}ANTENNA OF APPARATUS FOR GENERATING INDUCTIVELY COUPLED PLASMA AND APPARATUS FOR GENERATING INDUCTIVELY COUPLED PLASMA HAVING THE SAME}

본 발명은 유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나 및 이를 포함하는 유도결합형 플라즈마 발생장치에 대한 것이다.The present invention relates to an antenna of an inductively coupled plasma generator and an inductively coupled plasma generator comprising the same.

플라즈마 발생장치는 반도체 웨이퍼를 비롯한 각종 전기·전자·광학 등의 소자 제조공정에서 박막 등의 증착이나 식각 뿐만 아니라 기판 내부로의 이온주입이나 고분자 혹은 표면 개질 등에 폭 넓게 사용되고 있으며, 고밀도 플라즈마 소스는 이온주입, 에칭 및 적층과 같은 극소 전자 소자의 제조공정에 응용되는 것이 증가하고 있다.Plasma generators are widely used in not only deposition and etching of thin films, but also ion implantation into the substrate, polymer or surface modification, etc. in the manufacturing process of various electric, electronic and optical devices including semiconductor wafers. Applications are increasing in the fabrication of microelectronic devices such as implantation, etching and lamination.

유도결합형 플라즈마 발생장치의 챔버 내에서 플라즈마의 균일성은 플라즈마를 발생시키기 위해 외부에서 인가되는 에너지원, 예를 들어 전기장, 자기장 등의 공간적 균일성에 의해 일차적으로 결정되는데, 이는 플라즈마를 발생시키기 위해 외부에서 공급되는 에너지원의 공간적 분포가 균일하면 발생되는 플라즈마 또한 공간적으로 균일한 특성이 있게 된다. The uniformity of the plasma in the chamber of the inductively coupled plasma generator is primarily determined by the spatial uniformity of the energy source applied externally to generate the plasma, for example, an electric field or a magnetic field. If the spatial distribution of the energy source supplied from is uniform, the generated plasma also has a spatially uniform characteristic.

그렇지만, 실제 플라즈마 처리장치들의 대부분은 외부 에너지원의 분포가 공간적으로 균일하지 못하여 대면적 공정에 적용할 정도의 균일성을 구현하기 위해서는 RF코일(안테나)의 형상을 복잡하게 변화시키거나 영구자석이나 전자석 등을 적절히 배치하여야 하므로 플라즈마 처리장치가 복잡해지고 가격이 상승하게 되는 문제점이 있다.However, most of the plasma processing apparatuses do not have a uniform spatial distribution of external energy sources, so that the shape of the RF coil (antenna) may be complicated to change the shape of the RF coil (antenna) or permanent magnet or Since the electromagnet and the like must be properly disposed, there is a problem that the plasma processing apparatus becomes complicated and the price increases.

챔버의 내측에서부터 외곽에 이르기까지 직경방향으로도 더욱 균일한 플라즈마 밀도분포를 이룰 수 있는 안테나가 요구된다. There is a need for an antenna capable of achieving a more uniform plasma density distribution in the radial direction from the inside to the outside of the chamber.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.Technical problems of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나는, 복수의 내측안테나가 병렬연결된 내측안테나유닛; 및 상기 내측안테나유닛과 대략 동심원을 이루면서 상기 내측안테나유닛의 외측에 마련되고 복수의 외측안테나가 병렬연결된 외측안테나유닛;을 포함하며, 상기 내측안테나유닛과 상기 외측안테나유닛은 병렬연결된다.An antenna of the inductively coupled plasma generator according to the present invention for solving the above problems, the inner antenna unit is a plurality of inner antennas connected in parallel; And an outer antenna unit provided at an outer side of the inner antenna unit and having a plurality of outer antennas connected in parallel with the inner antenna unit in a substantially concentric circle, wherein the inner antenna unit and the outer antenna unit are connected in parallel.

또한, 상기 내측안테나와 상기 외측안테나는 상기 동심원의 동심을 중심으로 대략 나선형으로 마련될 수 있다.In addition, the inner antenna and the outer antenna may be provided in a substantially spiral around the concentric concentric circles.

또한, 상기 내측안테나유닛은 2개의 내측안테나가 병렬연결될 수 있다.In addition, the inner antenna unit may be connected to two inner antennas in parallel.

또한, 상기 외측안테나유닛은 2n+2(n은 자연수)개의 외측안테나가 병렬연결될 수 있다.In addition, the outer antenna unit has 2n + 2 (n is a natural number) outer antennas may be connected in parallel.

또한, 상기 내측안테나유닛의 내측안테나의 일측 단부는 대략 상기 동심원의 동심축상에 위치하며 전류가 유입되고, 타측 단부는 상기 중앙부에서 이격된 곳에 위치하여 전류가 유출될 수 있다.In addition, one end of the inner antenna of the inner antenna unit is located on the concentric axis of the concentric circle and the current flows in, the other end is located in the spaced apart from the center portion can be a current flow out.

또한, 상기 내측안테나유닛의 상측에 위치하며 전원공급부와 상기 외측안테나유닛을 연결하는 복수의 연결안테나로 마련되는 연결안테나유닛을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a connection antenna unit positioned above the inner antenna unit and provided with a plurality of connection antennas connecting the power supply unit and the outer antenna unit.

또한, 상기 연결안테나의 일측 단부는 대략 상기 동심원의 동심축상에 위치하며, 타측 단부는 절곡연장되어 상기 외측안테나에 연결될 수 있다.In addition, one end of the connecting antenna is located on the concentric axis of the concentric circle, the other end may be bent and connected to the outer antenna.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치는, 챔버; 상기 챔버의 개구된 상면을 덮는 절연판; 및 상기 절연판의 상면에 마련되는 안테나유닛;을 포함하며, 상기 안테나유닛은, 복수의 내측안테나가 병렬연결된 내측안테나유닛; 및 상기 내측안테나유닛과 대략 동심원을 이루면서 외측에 마련되고 복수의 외측안테나가 병렬연결된 외측안테나유닛;을 포함하고, 상기 내측안테나유닛과 상기 외측안테나유닛은 병렬연결될 수 있다.Inductively coupled plasma generator according to the present invention for solving the above problems, the chamber; An insulating plate covering the opened upper surface of the chamber; And an antenna unit provided on an upper surface of the insulating plate, wherein the antenna unit includes: an inner antenna unit having a plurality of inner antennas connected in parallel; And an outer antenna unit provided on the outer side and having a plurality of outer antennas connected in parallel with the inner antenna unit in a substantially concentric circle, wherein the inner antenna unit and the outer antenna unit may be connected in parallel.

또한, 상기 내측안테나유닛과 상기 외측안테나유닛에 의하여 각각 발생되는 플라즈마의 강도를 조절할 수 있도록 상기 내측안테나유닛과 상기 외측안테나유닛에 의하여 발생되는 전기장의 강도를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a controller for controlling the intensity of the electric field generated by the inner antenna unit and the outer antenna unit so as to adjust the intensity of the plasma generated by the inner antenna unit and the outer antenna unit, respectively.

또한, 상기 절연판과 상기 안테나유닛의 사이에 위치하고 상기 절연판에 복수개의 구획면을 형성하도록 마련된 프레임을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a frame disposed between the insulating plate and the antenna unit and configured to form a plurality of partition surfaces on the insulating plate.

또한, 상기 내측안테나 또는 상기 외측안테나는 상기 프레임을 넘어서 각각의 상기 구획면을 통과할 수 있도록 브릿지부를 더 포함할 수 있다.In addition, the inner antenna or the outer antenna may further include a bridge portion to pass through each of the partition surface beyond the frame.

또한, 상기 내측안테나유닛과 상기 외측안테나유닛 각각에는 가변커패시터와 가변코일 중에서 적어도 하나가 마련되며, 상기 제어부는 상기 가변커패시터 또는 상기 가변코일을 제어할 수 있다.In addition, at least one of a variable capacitor and a variable coil may be provided in each of the inner antenna unit and the outer antenna unit, and the controller may control the variable capacitor or the variable coil.

본 발명의 구성을 통하여 내측안테나유닛에 의하여 발생되는 플라즈마와 외측안테나유닛에 의하여 발생되는 플라즈마가 균일하도록 조정이 가능하고, 내측의 플라즈마 또는 외측의 플라즈마 중에서 어느 하나의 강도를 더 강하게 하도록 선택적으로 제어할 수도 있다.Through the configuration of the present invention, it is possible to adjust the plasma generated by the inner antenna unit and the plasma generated by the outer antenna unit to be uniform, and selectively control the strength of either the inner plasma or the outer plasma to be stronger. You may.

또한, 연결안테나유닛 및 외측안테나유닛은 내측안테나유닛과 병렬연결되므로 전체 임피던스가 감소되는 효과가 있다.In addition, since the connection antenna unit and the outer antenna unit are connected in parallel with the inner antenna unit, the overall impedance is reduced.

본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other technical effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 실시예는 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present embodiment is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various forms, and only this embodiment makes the disclosure of the present invention complete, and the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided for complete information. Shapes of the elements in the drawings may be exaggerated parts for a more clear description, elements denoted by the same reference numerals in the drawings means the same element.

도 1은 본 실시예에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치의 전체 구성에 대한 개략적인 측단면도이다. 우선, 기본적인 유도결합형 플라즈마 발생장치의 구성을 설명한다.Figure 1 is a schematic side cross-sectional view of the overall configuration of the inductively coupled plasma generator according to the present embodiment. First, the configuration of a basic inductively coupled plasma generator will be described.

도 1에 도시된 바와 같이 진공 형성이 가능한 챔버(300)와, 챔버(300)의 상면이 개구되어 그 개구된 부위에 마련되는 절연판(200)과, 절연판(200)의 상면에 마련되는 안테나(100)와, 챔버(300)내 하측에 마련되어 그 상면에 기판(S)이 재치되는 서셉터(400)로 이루어진다. 상술한 챔버(300)는 기판(S)이 그 챔버(300) 내부로 반입 또는 반출될 수 있도록 출입구(미도시)가 일측에 형성되고, 그 출입구를 개폐하는 게이트(미도시)가 마련된다. 그리고, 안테나(100)와 서셉터(400)에는 개별적으로 고주파 전원이 인가된다. 여기서, 챔버(300)의 상면에 챔버(300) 내부로 공정가스를 공급하는 소스부(미도시)가 마련되며, 상술한 챔버(300)의 바닥면 일측에 챔버(300) 내부의 기체를 흡입하여 외부로 배출하는 배기부(미도시)가 마련된다.As shown in FIG. 1, a chamber 300 capable of forming a vacuum, an insulating plate 200 provided at an upper surface of the chamber 300 to be opened, and an antenna provided at an upper surface of the insulating plate 200 ( 100 and a susceptor 400 provided below the chamber 300 and on which the substrate S is placed. In the chamber 300 described above, an entrance (not shown) is formed at one side of the substrate S so that the substrate S can be carried in or out of the chamber 300, and a gate (not shown) is provided to open and close the entrance. The high frequency power is separately applied to the antenna 100 and the susceptor 400. Here, a source unit (not shown) for supplying a process gas into the chamber 300 is provided on the upper surface of the chamber 300, and the gas inside the chamber 300 is sucked to one side of the bottom surface of the chamber 300. An exhaust unit (not shown) for discharging to the outside is provided.

절연판(200)의 상부에는 RF전력이 인가되는 안테나(100)가 위치하며, 안테나(100)에는 RF전원(500)이 연결된다. 안테나(100)와 RF전원(500)의 사이에 위치하는 정합회로(600)는 안테나(100)로 최대전력을 인가하기 위하여 부하임피던스와 소스임피던스를 정합시키는 역할을 한다.An antenna 100 to which RF power is applied is positioned on the insulating plate 200, and the RF power 500 is connected to the antenna 100. The matching circuit 600 located between the antenna 100 and the RF power supply 500 serves to match the load impedance and the source impedance in order to apply the maximum power to the antenna 100.

도 2는 본 실시예에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나와 절연판 부분에 대한 사시도이다.2 is a perspective view of an antenna and an insulating plate portion of the inductively coupled plasma generator according to the present embodiment.

안테나와 절연판 부분 이외의 구성은 종래의 유도결합형 플라즈마 발생장치 와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.Configurations other than the antenna and the insulation plate portion are similar to those of the conventional inductively coupled plasma generator, and thus detailed description thereof will be omitted.

프레임(210)은 절연판(200)을 잡아주는 역할을 하며, 절연판을 복수개의 구획면(220)으로 구획할 수 있다. 절연판(200)은 본 실시예에서는 5개의 조각판으로 마련되었다. 프레임(210)에 의하여 조각판이 서로 결합될 수 있으며 챔버 내측의 진공압을 견딜 수 있게 된다.The frame 210 serves to hold the insulating plate 200, and may divide the insulating plate into a plurality of partition surfaces 220. The insulating plate 200 is provided with five engraving plates in this embodiment. The plates 210 may be coupled to each other by the frame 210 and may withstand the vacuum pressure inside the chamber.

또한, 절연판(200)은 안테나(100)와 플라즈마 사이의 용량성 결합(capacitive coupling)을 감소시킴으로써 고주파 전원으로부터의 에너지가 유도성 결합(inductive coupling)에 의하여 플라즈마로 전달되는 것을 돕는다.In addition, the insulating plate 200 helps to transfer energy from the high frequency power source to the plasma by inductive coupling by reducing capacitive coupling between the antenna 100 and the plasma.

내측안테나유닛(110)은 복수개의 내측안테나(112,113)로 구성된다. 본 실시예에서는 2개의 안테나로 구성되어 있다. 내측안테나유닛(110)은 프레임(210)의 중심 부근에 위치할 수 있다. 전원인입부(111)는 전원이 유입되는 부분이다.The inner antenna unit 110 is composed of a plurality of inner antennas 112 and 113. In this embodiment, it consists of two antennas. The inner antenna unit 110 may be located near the center of the frame 210. The power inlet 111 is a portion into which power is introduced.

각각의 내측안테나는 대략 나선형으로 마련되며, 중앙측에 위치한 단부로 전원이 입력되어 외측에 위치한 단부로 흘러 나가게 된다. 접지부(114)는 내측안테나를 접지시키는 역할을 한다.Each inner antenna is provided in a substantially spiral shape, and power is supplied to an end located at the center and flows out to an end located at the outer side. The ground portion 114 serves to ground the inner antenna.

내측안테나유닛(110)은 절연판(200)의 중앙부에 위치하면서 프레임(210)에 의하여 둘러싸여 있다. The inner antenna unit 110 is positioned at the center of the insulating plate 200 and surrounded by the frame 210.

연결안테나유닛(130)은 복수개의 안테나로 구성되며, 본 실시예에서는 4개의 안테나로 마련되어 있다. Connection antenna unit 130 is composed of a plurality of antennas, in this embodiment is provided with four antennas.

개개의 안테나는 내측안테나유닛(110)의 상측에 위치하고 있다. 중앙부에서 외측방향으로 방사형의 형태로 마련될 수도 있고 나선형으로 마련될 수도 있다. 본 실시예에서는 방사형으로 마련되어 있다. The individual antennas are located above the inner antenna unit 110. It may be provided in a radial form in the outward direction from the center portion or may be provided in a spiral form. In this embodiment, it is provided radially.

연결안테나유닛(130)의 개별 연결안테나(131)의 일측 단부로 전원이 인가되는데 내측안테나유닛(110)의 안테나와 공통으로 전원이 인가되며, 타측 단부는 외측으로 연장된다. 타측 단부는 연결부(132)와 결합되는데, 연결부(132)는 절곡되어 하방으로 연장되는 형태로 마련된다.Power is applied to one end of the individual connection antenna 131 of the connection antenna unit 130, the power is commonly applied to the antenna of the inner antenna unit 110, the other end is extended to the outside. The other end is coupled to the connecting portion 132, the connecting portion 132 is provided in a form that is bent downward.

연결부(132)는 연결안테나유닛(130)의 안테나와 외측안테나유닛(120)의 안테나를 전기적으로 연결하는 역할을 할 수 있다.The connection part 132 may serve to electrically connect the antenna of the connection antenna unit 130 and the antenna of the outer antenna unit 120.

외측안테나유닛(120)은 복수개의 개별 외측안테나로 마련될 수 있으며, 본 실시예에서는 4개의 안테나로 마련되어 있다. 그러나, 외측안테나는 2n+2(n:자연수)개로 마련될 수도 있다.The outer antenna unit 120 may be provided with a plurality of individual outer antennas, and in this embodiment, four antennas are provided. However, the outer antenna may be provided as 2n + 2 (n: natural numbers).

외측안테나유닛(120)은 내측안테나유닛(110)과 대략 동심원을 이루고 있다. 물론 적정한 공정오차 내에서 동심원을 벗어나더라도 플라즈마의 밀도에 큰 영향을 미치지 않는 범위에서는 본 발명의 목적을 달성할 수 있다. 따라서, 그러한 범위까지도 본 발명의 균등범위에 해당한다고 할 것이다.The outer antenna unit 120 is substantially concentric with the inner antenna unit 110. Of course, even if out of the concentric circles within the appropriate process error can achieve the object of the present invention in a range that does not significantly affect the density of the plasma. Therefore, even such a range will be said to be equivalent to the range of this invention.

각각의 외측안테나는 상기 연결부(132)와 결합되는 제1외측안테나부(121)와, 절연판(200)을 구획하는 프레임(210)을 넘을 수 있도록 하는 브릿지부(124)와, 제2외측안테나부(122)와, 제3외측안테나부(123)를 포함한다. Each of the outer antennas includes a first outer antenna part 121 coupled to the connection part 132, a bridge part 124 allowing the frame 210 to divide the insulating plate 200, and a second outer antenna. The part 122 and the 3rd outer antenna part 123 are included.

반드시 외측안테나가 3개의 안테나부로 구성되어야 하는 것은 아니며, 절연판(200)을 구획하는 프레임(210)이 더 많은 구획면(220)을 구성하는 경우에는 더 많은 개수의 안테나부로 결합될 수도 있다.The outer antenna does not necessarily have to be composed of three antenna units, and when the frame 210 partitioning the insulating plate 200 constitutes more partition surfaces 220, the outer antenna may be coupled to a larger number of antenna units.

브릿지부(124)를 통하여 외측안테나유닛(120)이 보다 절연판(200)에 근접하여 위치할 수 있어서 플라즈마의 밀도가 낮아지지 않게 하며, 플라즈마 발생장치의 상부공간을 효율적으로 사용할 수 있도록 한다. 또한, 내측안테나유닛(110)과 거의 동일 평면상에 위치하게 하는 역할도 한다.The outer antenna unit 120 may be located closer to the insulating plate 200 through the bridge portion 124 so that the density of the plasma is not lowered and the upper space of the plasma generating device can be efficiently used. In addition, it also serves to be located on the substantially same plane as the inner antenna unit (110).

한편, 연결안테나유닛(130) 및 외측안테나유닛(120)은 내측안테나유닛(110)과 병렬연결된다. 따라서 전체 임피던스가 감소되는 효과가 있다.On the other hand, the connecting antenna unit 130 and the outer antenna unit 120 is connected in parallel with the inner antenna unit (110). Therefore, the overall impedance is reduced.

내측안테나(112,113) 각각은 서로 180도 회전된 형태로 배치되어 대칭을 형성하고 있다. 외측안테나도 각각이 90도 만큼 회전된 형태로 배치되어 대칭을 형성하고 있다. 이를 통하여 균일하고 편중되지 않은 플라즈마를 형성하도록 한다.Each of the inner antennas 112 and 113 is rotated 180 degrees to form symmetry. The outer antennas are also arranged in a form rotated by 90 degrees to form symmetry. This allows to form a uniform and unbiased plasma.

제어부(미도시)는 별도의 전원부를 마련하여 별개로 내측안테나유닛(110)과 외측안테나유닛(120)에 전원을 공급하여 플라즈마를 발생시키는 전기장의 강도를 조절할 수도 있고, 또는 각각의 안테나에 마련된 가변부하로서의 가변커패시터 또는 가변코일의 임피던스를 조절하여 전기장의 강도를 조절할 수도 있다. The controller (not shown) may provide a separate power supply unit to separately supply power to the inner antenna unit 110 and the outer antenna unit 120 to adjust the intensity of the electric field generating the plasma, or may be provided at each antenna. The intensity of the electric field may be controlled by adjusting the impedance of the variable capacitor or the variable coil as the variable load.

즉, 이를 통하여 내측안테나유닛(110)에 의하여 발생되는 플라즈마와 외측안테나유닛(120)에 의하여 발생되는 플라즈마가 균일하도록 조정이 가능하다. 또는 내측의 플라즈마 또는 외측의 플라즈마 중에서 어느 하나의 강도를 더 강하게 하도록 선택적으로 제어할 수도 있다.That is, through this, the plasma generated by the inner antenna unit 110 and the plasma generated by the outer antenna unit 120 can be adjusted to be uniform. Alternatively, it may be selectively controlled to make the intensity of either the inner plasma or the outer plasma stronger.

미설명 부호 140은 정합회로(600)와 안테나(100)를 전기적으로 연결하는 연결부(140)로서 전원을 안테나(100)로 전달한다. Reference numeral 140 is a connection unit 140 electrically connecting the matching circuit 600 and the antenna 100 to transfer power to the antenna 100.

도 3은 본 실시예에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나의 구성에 대한 모식도이다.3 is a schematic diagram of the configuration of the antenna of the inductively coupled plasma generator according to the present embodiment.

내측안테나유닛(110)은 2개의 내측안테나가 병렬연결되며 임피던스 조절을 위하여 가변커패시터(115a,115b)가 결합될 수 있다.The inner antenna unit 110 has two inner antennas connected in parallel, and the variable capacitors 115a and 115b may be coupled to adjust the impedance.

외측안테나유닛(120)은 4개의 외측안테나가 병렬연결되며 임피던스 조절을 위하여 가변커패시터(126a,126b,126c,126d)가 결합될 수 있다.The outer antenna unit 120 has four outer antennas connected in parallel, and variable capacitors 126a, 126b, 126c, and 126d may be coupled to adjust the impedance.

그리고, 내측안테나유닛(110)과 외측안테나유닛(120)은 서로 병렬로 연결된다.The inner antenna unit 110 and the outer antenna unit 120 are connected in parallel with each other.

제어부(미도시)는 상기 가변커패시터(115a,115b,126a,126b,126c,126d)의 임피던스를 조절하여 플라즈마의 밀도를 제어가능하다. 또한, 가변커패시터와 함께 가변코일을 설치하여 임피던스를 증감시켜서 플라즈마의 밀도를 제어할 수도 있다.The controller (not shown) may control the density of the plasma by adjusting the impedances of the variable capacitors 115a, 115b, 126a, 126b, 126c, and 126d. In addition, by installing a variable coil together with the variable capacitor, the density of the plasma may be controlled by increasing or decreasing the impedance.

이하에서는 본 발명에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나와 유도결합형 플라즈마 발생장치의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the antenna and the inductively coupled plasma generator of the inductively coupled plasma generator according to the present invention will be described.

먼저 챔버(300) 내부의 공기가 진공펌프에 의하여 배기된다. 그 다음 챔버(300) 내부에 기판(S)이 반입될 수 있다. 다음으로 안테나(100)와 서셉터(400)에 개별적으로 고주파 전원이 인가된다. 여기서, 소스부(미도시)가 챔버(300)의 상면에 챔버 내부로 공정가스를 공급하며, 안테나(100)와 RF전원(500)의 사이에 위치하는 정합회로(600)는 안테나(100)로 최대전력을 인가하기 위하여 부하임피던스와 소스임피던스를 정합시킨다. 공정이 완료되면 배기부(미도시)가 챔버(300)의 바닥면 일측에 챔버(300) 내부의 기체를 흡입하여 외부로 배출한다. First, the air inside the chamber 300 is exhausted by the vacuum pump. Subsequently, the substrate S may be loaded into the chamber 300. Next, a high frequency power is separately applied to the antenna 100 and the susceptor 400. Here, the source unit (not shown) supplies the process gas into the chamber on the upper surface of the chamber 300, the matching circuit 600 located between the antenna 100 and the RF power source 500 is the antenna 100 The load impedance and source impedance are matched to apply the maximum power. When the process is completed, the exhaust unit (not shown) sucks the gas inside the chamber 300 to one side of the bottom surface of the chamber 300 and discharges it to the outside.

도 1은 본 실시예에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치의 전체 구성에 대한 개략적인 측단면도이다.Figure 1 is a schematic side cross-sectional view of the overall configuration of the inductively coupled plasma generator according to the present embodiment.

도 2는 본 실시예에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나와 절연판 부분에 대한 사시도이다.2 is a perspective view of an antenna and an insulating plate portion of the inductively coupled plasma generator according to the present embodiment.

도 3은 본 실시예에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나의 구성에 대한 모식도이다.3 is a schematic diagram of the configuration of the antenna of the inductively coupled plasma generator according to the present embodiment.

Claims (12)

챔버;chamber; 상기 챔버의 개구된 상면에 설치되며 상기 상면을 복수개의 구획면으로 구획하는 프레임;A frame installed on the opened upper surface of the chamber and partitioning the upper surface into a plurality of partition surfaces; 상기 구획면을 밀폐하는 절연판; 및An insulating plate sealing the partition surface; And 상기 절연판의 상부에 위치하는 안테나유닛;을 포함하며, And an antenna unit positioned above the insulation plate. 상기 안테나유닛은The antenna unit 복수개의 내측안테나가 서로 병렬연결된 내측안테나유닛; 및An inner antenna unit in which a plurality of inner antennas are connected to each other in parallel; And 상기 내측안테나유닛의 외곽에 배치되며 복수개의 외측안테나가 병렬연결된 외측안테나유닛;을 포함하며,And an outer antenna unit disposed at an outer side of the inner antenna unit and having a plurality of outer antennas connected in parallel. 상기 내측안테나유닛과 상기 외측안테나유닛은 서로 병렬연결되고,The inner antenna unit and the outer antenna unit are connected in parallel to each other, 나선형으로 형성된 상기 복수개의 외측안테나는 서로 상기 절연판에 수평방향으로 이격되도록 배치되며,The plurality of outer antennas formed in a spiral shape are spaced apart from each other in the horizontal direction on the insulating plate, 상기 내측안테나 또는 상기 외측안테나는 상기 프레임을 넘어서 인접한 다른 구획면으로 연장될 수 있도록 절곡되어 연장된 브릿지부를 더 포함하는 유도결합형 플라즈마 발생장치.The inner antenna or the outer antenna further comprises a bridge portion is bent and extended to extend beyond the frame to another adjacent partition surface. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 내측안테나와 상기 외측안테나는 각각 동심원의 중심을 기준으로 나선형으로 배치된 유도결합형 플라즈마 발생장치.The inner antenna and the outer antenna are inductively coupled plasma generators disposed spirally with respect to the center of the concentric circles, respectively. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 내측안테나유닛은 2개의 내측안테나가 병렬연결된 유도결합형 플라즈마 발생장치.The inner antenna unit is an inductively coupled plasma generator in which two inner antennas are connected in parallel. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 외측안테나유닛은 2n+2(n은 자연수)개의 외측안테나가 병렬연결된 유도결합형 플라즈마 발생장치.The outer antenna unit is an inductively coupled plasma generator in which 2n + 2 (n is a natural number) outer antennas are connected in parallel. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 내측안테나의 일측 단부는 동심원의 동심축상에 위치하며 전류가 유입되고, 타측 단부는 상기 동심축에서 이격된 곳에 위치하여 전류가 유출되는 유도결합형 플라즈마 발생장치.One end of the inner antenna is located on the concentric axis of the concentric circle, the current flows in, the other end is inductively coupled plasma generating device is a current outflow is located in the spaced apart from the concentric axis. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 내측안테나유닛의 상측에 위치하며 전원공급부와 상기 외측안테나유닛을 연결하는 복수의 연결안테나로 마련되는 연결안테나유닛을 더 포함하는 유도결합형 플라즈마 발생장치.Inductively coupled plasma generating device further comprising a connection antenna unit which is located on the upper side of the inner antenna unit and provided with a plurality of connection antennas connecting the power supply unit and the outer antenna unit. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 연결안테나의 일측 단부는 동심원의 동심축상에 위치하며, 타측 단부는 절곡연장되어 상기 외측안테나에 연결되는 유도결합형 플라즈마 발생장치.One end of the connection antenna is located on the concentric axis of the concentric circle, the other end is inductively coupled plasma generator is extended to be connected to the outer antenna. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 내측안테나유닛과 상기 외측안테나유닛에 의하여 각각 발생되는 플라즈마의 강도를 조절할 수 있도록 상기 내측안테나유닛과 상기 외측안테나유닛에 의하여 발생되는 전기장의 강도를 제어하는 제어부를 더 포함하는 유도결합형 플라즈마 발생장치.Inductively coupled plasma generation further comprising a control unit for controlling the intensity of the electric field generated by the inner antenna unit and the outer antenna unit to control the intensity of the plasma generated by the inner antenna unit and the outer antenna unit, respectively Device. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 내측안테나유닛과 상기 외측안테나유닛 각각에는 가변커패시터와 가변코일 중에서 적어도 하나가 마련되며, 상기 제어부는 상기 가변커패시터 또는 상기 가변코일을 제어하는 유도결합형 플라즈마 발생장치.At least one of a variable capacitor and a variable coil is provided at each of the inner antenna unit and the outer antenna unit, and the control unit controls the variable capacitor or the variable coil. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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