KR101073833B1 - 플라즈마 처리장치 - Google Patents

플라즈마 처리장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101073833B1
KR101073833B1 KR1020090085428A KR20090085428A KR101073833B1 KR 101073833 B1 KR101073833 B1 KR 101073833B1 KR 1020090085428 A KR1020090085428 A KR 1020090085428A KR 20090085428 A KR20090085428 A KR 20090085428A KR 101073833 B1 KR101073833 B1 KR 101073833B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antenna
process chamber
plasma
balance member
power
Prior art date
Application number
KR1020090085428A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110027365A (ko
Inventor
한승수
허승회
이창호
Original Assignee
주성엔지니어링(주)
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 주성엔지니어링(주) filed Critical 주성엔지니어링(주)
Priority to KR1020090085428A priority Critical patent/KR101073833B1/ko
Publication of KR20110027365A publication Critical patent/KR20110027365A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101073833B1 publication Critical patent/KR101073833B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01J37/3211—Antennas, e.g. particular shapes of coils
    • 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
    • C23C16/509—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 internal electrodes

Abstract

본 발명은 플라즈마 밀도의 좌우 대칭성을 향상시킬 수 있도록 한 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 반응공간을 제공하는 공정챔버; 상기 공정챔버 내에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지수단; 상기 기판 지지수단과 마주보도록 상기 공정챔버에 설치되어 RF 전력을 이용해 상기 반응공간에 플라즈마를 발생시키기 위한 적어도 하나의 안테나; 및 상기 반응공간에 발생되는 플라즈마 밀도의 좌우 대칭성을 밸런싱하기 위해 상기 적어도 하나의 안테나를 감싸는 전도성 재질로 형성된 밸런스 부재를 포함하여 구성되는 플라즈마 처리장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.
플라즈마 처리장치, 플라즈마 밀도, 안테나, 안테나 절연체, 공정챔버

Description

플라즈마 처리장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 플라즈마 밀도의 좌우 대칭성을 향상시킬 수 있도록 한 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 처리장치에는 박막증착을 위한 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장치, 증착된 박막을 식각하여 패터닝하는 식각장치, 스퍼터(Sputter), 애싱(Ashing) 장치 등이 있다.
또한, 플라즈마 처리장치는 RF 전력의 인가 방식에 따라 용량 결합형(Capacitively Coupled Plasma, CCP) 플라즈마 방식과 유도 결합형(Inductively Coupled Plasma, ICP) 플라즈마 방식으로 나눌 수 있다.
용량 결합형 방식은 서로 대향하는 평행평판 전극에 RF 전력을 인가하여 전극 사이에 형성되는 전기장을 이용하여 플라즈마를 발생시키는 방식이고, 유도 결합형 플라즈마 방식은 안테나에 의하여 유도되는 유도 전기장을 이용하여 소스물질을 플라즈마로 변화시키는 방식이다.
도 1은 일반적인 유도 결합형 플라즈마 방식의 플라즈마 처리장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 플라즈마 처리장치는 반응공간을 제공하는 공정챔버(Chamber; 10); 공정챔버(10) 내에 설치되어 기판(S)을 지지하는 기판 지지수단(20); 공정챔버(10) 내부의 상부에 설치되어 공정챔버(10) 내로 공정가스를 분사하기 위한 가스 공급부재(30); 및 가스 공급부재(30)의 하부에 설치되어 공정챔버(10) 내의 공정가스를 플라즈마로 변환시키기 위한 안테나(40)를 구비한다.
공정챔버(10)는 플라즈마 처리 공정을 위한 밀폐된 반응공간을 제공한다.
기판 지지수단(20)은 공정챔버(10) 내에 설치되어 적어도 하나의 기판(S)을 지지한다.
가스 공급부재(30)는 외부로부터 공급되는 공정가스를 공정챔버(10) 내부에 분사한다. 이때, 가스 공급부재(30)는 공정가스를 공정챔버(10) 내부에 균일하게 공급하기 위하여, 복수의 확산 부재를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 가스 공급부재(30)는 외부에서 공급되는 공정가스를 반응공간 내부로 확산시키는 복수의 샤워 홀을 구비한다.
안테나(40)는 기판 지지수단(20)에 마주보도록 공정챔버(10) 내부의 기판 지지수단(20)과 가스 공급부재(30) 사이에 설치된다. 이를 위해, 안테나(40)는 로드 안테나(42); 및 안테나 절연체(44)를 구비한다.
로드 안테나(42)의 일단은 급전선을 통해 RF 전원(50)에 연결되고, 로드 안테나(42)의 타단은 그라운드(GND)에 접지된다.
안테나 절연체(44)는 로드 안테나(42)를 감싸도록 형성되어 로드 안테나(42)를 절연함과 아울러 진공으로부터 로드 안테나(42)를 격리시킨다.
이러한, 안테나(40)는 공정챔버(10)의 양 측벽 간에 설치되어 RF 전원(50)으로부터 공급되는 RF 전력에 의해 안테나 절연체(44) 표면에 전기장을 발생시켜 기체 방전을 통해 공정챔버(10) 내의 공정가스를 플라즈마로 변환한다.
이와 같은, 종래의 플라즈마 처리장치는 기판 지지수단(20)에 기판(S)이 공급되면, 공정챔버(10)의 반응공간에 공정가스를 공급함과 동시에 안테나(40)에 RF 전원(50)을 공급하여 반응공간에 플라즈마를 형성함으로써 기판(S) 상에 반도체 제조를 위한 박막을 형성한다.
그러나, 종래의 플라즈마 처리장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, RF 전력이 공급되는 안테나(40)의 일단과 그라운드에 접지되는 안테나(40)의 타단 쪽으로 가면서 공정챔버(10) 내부로 전달되는 RF 전력이 변함으로써, 도 1에 도시된 바와 같이, 안테나(40)의 일단과 타단 간의 좌우 비대칭으로 인하여 반응공간에 생성되는 플라즈마(P) 밀도의 불균일로 인하여 기판(S) 상에 형성되는 박막의 균일도가 불균일하다는 문제점이 있다.
둘째, 플라즈마 밀도의 좌우 비대칭으로 인하여 대면적 기판에 대한 플라즈마 처리 공정을 수행할 수 없다는 문제점이 있다.
셋째, 플라즈마 공정시 안테나(40)의 표면에 박막이 증착됨으로써 주기적으로 공정챔버(10)의 세정 공정을 진행하여야 하므로 생산성이 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 플라즈마 밀도의 좌우 대칭성을 향상시킬 수 있도록 한 플라즈마 처리장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 공정챔버의 세정 주기를 연장시켜 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 플라즈마 처리장치를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 처리장치는 반응공간을 제공하는 공정챔버; 상기 공정챔버 내에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지수단; 상기 기판 지지수단과 마주보도록 상기 공정챔버에 설치되어 RF 전력을 이용해 상기 반응공간에 플라즈마를 발생시키기 위한 적어도 하나의 안테나; 및 상기 반응공간에 발생되는 플라즈마 밀도의 좌우 대칭성을 밸런싱하기 위해 상기 적어도 하나의 안테나를 감싸는 전도성 재질로 형성된 밸런스 부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 플라즈마는 상기 적어도 하나의 안테나에 인가되어 상기 밸런스 부재로 유도된 상기 RF 전력에 의해 상기 반응공간에 발생되는 것을 특징으로 한다.
상기 밸런스 부재는 전기적으로 플로팅 상태이거나 그라운드에 접지된 상태인 것을 특징으로 한다.
상기 밸런스 부재는 외부로부터 인가되는 바이어스 전압에 의해 상기 적어도 하나의 안테나 주위에 전기장을 형성하여 상기 안테나에 박막이 증착되는 것을 방지함과 아울러 안테나에 증착된 박막이 제거되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 바이어스 전압은 RF 전력 또는 직류 전력인 것을 특징으로 한다.
상기 바이어스 전압의 세기는 상기 RF 전력보다 낮은 것을 특징으로 한다.
상기 안테나는 상기 RF 전력이 인가되는 로드 안테나; 상기 로드 안테나를 감싸는 유전체; 상기 유전체 표면을 감싸는 상기 밸런스 부재; 및 상기 밸런스 부재를 감싸는 안테나 절연체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 밸런스 부재는 상기 공정챔버 내부에 위치하는 상기 유전체 표면에 형성되거나 상기 유전체 표면에 메쉬(Mesh) 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 플라즈마 처리장치는 상기 밸런스 부재의 일측에 전기적으로 접속되어 상기 밸런스 부재에 바이어스 전압을 인가하기 위한 접속부재를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 접속부재는 상기 공정챔버를 관통하여 그라운드에 접지된 상기 로드 안테나의 일측에 대응되는 상기 밸런스 부재의 일측에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 플라즈마 처리장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 로드 안테나에 공급되는 RF 전력을 밸런스 부재에 유도시켜 밸런스 부재에서 플라즈마로 유도되도록 함으로써 공정챔버의 반응공간에 발생되는 플라즈마 밀도의 좌우 대칭성을 밸런싱하여 균일한 박막을 기판 상에 형성할 수 있다는 효과가 있다.
둘째, 반응공간에 발생되는 플라즈마 밀도의 좌우 대칭성을 향상시킬 수 있으므로 대면적 기판에 대한 플라즈마 처리 공정을 수행할 수 있다는 효과가 있다.
셋째, 바이어스 전압이 인가되는 밸런스 부재를 통해 안테나 절연체 표면에 전기장을 형성하여 플라즈마 공정시 안테나 절연체 표면에 박막이 증착되는 것을 방지함과 아울러 안테나 절연체 표면에 증착된 박막을 제거함으로써 공정챔버의 세정 주기를 연장하여 생산성을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 유도 결합형 플라즈마 방식의 플라즈마 처리장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치는 반응공간을 제공하는 공정챔버(Chamber; 110); 공정챔버(110) 내에 설치되어 기판(S)을 지지하는 기판 지지수단(120); 공정챔버(110) 내부의 상부에 설치되어 공정챔버(110) 내로 공정가스를 분사하기 위한 가스 공급부재(130); 및 가스 공급부재(130)의 하부에 설치되어 외부로부터 공급되는 RF 전력을 이용해 공정챔버(110)의 반응공간에 플라즈마를 발생시키고, 발생되는 플라즈마 밀도의 좌우 대칭성을 밸런싱하기 위한 밸런스 부재(146)를 가지는 적어도 하나의 안테나(140)를 포함하여 구성된다.
공정챔버(110)는 플라즈마 처리 공정을 위한 밀폐된 반응공간을 제공한다.
기판 지지수단(120)은 공정챔버(110) 내에 설치되어 적어도 하나의 기판(S)을 지지한다. 이러한, 기판 지지수단(120)은 서셉터(Susceptor) 또는 정전척(ESC)이 될 수 있다. 한편, 기판 지지수단(120)은 기판(S)의 온도를 조절하기 위한 히터(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이러한, 히터는 기판 지지수단 내부에 설치된 내측 히터 및 외측 히터를 포함하여 구성된다. 내측 및 외측 히터 각각은 동심원 형태를 가지도록 형성될 수 있다.
가스 공급부재(130)는 외부로부터 공급되는 공정가스를 공정챔버(110) 내부에 분사한다. 이때, 가스 공급부재(130)는 공정가스를 공정챔버(110) 내부에 균일하게 공급하기 위하여, 복수의 확산 부재를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 가스 공급부재(130)는 외부에서 공급되는 공정가스를 반응공간 내부로 확산시키는 복수의 샤워 홀을 구비한다.
적어도 하나의 안테나(140)는 공정챔버(110)의 양 측벽 간에 설치되어 RF 전원(150)으로부터 공급되는 RF 전력을 이용하여 공정가스를 이온화시켜 공정챔버(110)의 반응공간에 플라즈마를 형성한다.
한편, 안테나(140)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 공정챔버(110)의 양 측벽 간에 일정한 간격을 가지도록 복수로 설치될 수 있다. 이때, 복수의 안테나(140) 중 홀수번째 안테나는 제 1 RF 전원(150a)에 접속되고, 복수의 안테나(140) 중 짝수번째 안테나는 제 2 RF 전원(150b)에 접속될 수 있다. 여기서, 제 1 및 제 2 RF 전원(150a, 150b)으로부터 해당 안테나(140)에 공급되는 RF 전력은 공정 조건에 따 라 동일하거나 다를 수 있다.
나아가, 안테나(140)와 RF 전원(150a, 150b)의 사이에는 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시키기 위한 정합수단(미도시)이 접속될 수 있다. 이때, 정합수단을 통해 홀수번째 안테나 및 짝수번째 안테나에 공급되는 RF 전력은 공정 조건에 따라 동일하거나 다를 수 있다.
이와 같은, 적어도 하나의 안테나(140) 각각은, 도 4에 도시된 바와 같이, 로드 안테나(142); 유전체(144); 밸런스 부재(146); 및 안테나 절연체(148)를 포함하여 구성된다.
로드 안테나(142)의 일단은 급전선을 통해 RF 전원(150)에 연결되고, 로드 안테나(142)의 타단은 그라운드(GND)에 접지된다. 이러한, 로드 안테나(142)는 전기 전도도가 좋은 구리 재질의 금속으로 이루어지며, 필요에 따라 전기 전도도를 향상시키기 위해 외부에 형성된 은(Ag) 등의 도금층을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
유전체(144)는 로드 안테나(142)를 감싸도록 형성된다.
제 1 실시 예에 따른 밸런스 부재(146)는 유전체(144) 표면을 감싸도록 형성된다. 이러한, 밸런스 부재(146)는 전도성 금속 재질로 이루어져 전기적으로 플로팅(Floating) 상태이거나 그라운드에 접속된 접지 상태가 될 수 있다.
제 2 실시 예에 따른 밸런스 부재(146)는, 도 5a에 도시된 바와 같이, 메쉬(Mesh) 형태를 가지도록 유전체(144) 표면을 감싸도록 형성될 수도 있다. 이러한, 밸런스 부재(146)는 전도성 금속 재질로 이루어져 전기적으로 플로팅 상태이거 나 그라운드에 접속된 접지 상태가 될 수 있다.
제 3 실시 예에 따른 밸런스 부재(146)는, 도 5b에 도시된 바와 같이, 일정한 간격의 개구부(147)를 가지도록 유전체(144) 표면을 감싸도록 형성될 수도 있다. 이러한, 밸런스 부재(146)는 전도성 금속 재질로 이루어져 전기적으로 플로팅 상태이거나 그라운드에 접속된 접지 상태가 될 수 있다.
이러한, 제 1 내지 제 3 실시 예에 따른 밸런스 부재(146) 각각은 플라즈마 공정시 로드 안테나(142)에 공급되는 RF 전력이 유도되고, 유도된 RF 전력이 균일하게 플라즈마로 유도되도록 밸런싱함으로써 반응공간에 발생되는 플라즈마 밀도의 좌우 대칭성을 향상시킨다.
안테나 절연체(148)는 밸런스 부재(146)를 감싸도록 형성되어 로드 안테나(142)를 절연함과 아울러 진공으로부터 로드 안테나(142)를 격리시킨다. 이때, 안테나 절연체(148)는 세라믹 재질로 이루어진 원통 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 안테나(140)는 유전체(144) 및 밸런스 부재(146)가 형성된 로드 안테나(142)가 원통형 안테나 절연체(148)의 내부에 삽입되는 형태로 형성될 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치는 기판 지지수단(120)에 기판(S)이 공급되면, 공정챔버(110)의 반응공간에 공정가스를 공급함과 동시에 안테나(140)에 RF 전력을 공급하여 플라즈마를 형성함으로써 기판(S) 상에 플라즈마를 이용한 반도체 제조 공정을 수행한다. 이에 따라, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치는 로드 안테나(142)에 공급되는 RF 전력을 유전체(144)를 통하여 밸런스 부재(146)에 유도시켜 밸런스 부재(146)에서 플라즈마로 유도되도록 함으로써, 도 6에 도시된 바와 같이, 공정챔버(110)의 반응공간에 발생되는 플라즈마(P) 밀도의 좌우 대칭성을 밸런싱하여 균일한 박막을 기판(S) 상에 형성할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치는 밸런스 부재(146)에 바이어스 전압을 공급하기 위한 바이어스 전원(160)을 더 포함하는 것을 제외하고는 상술한 제 1 실시 예와 동일한 구성을 갖는다. 이에 따라, 이하에서는 밸런스 부재(146) 및 바이어스 전원(160)을 제외한 나머지 구성에 대한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 한다.
밸런스 부재(146)는 상술한 제 1 실시 예에서와 같이 적어도 하나의 안테나(140)의 유전체(144) 표면을 감싸도록 전도성 금속 재질로 형성된다. 이때, 밸런스 부재(146)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 유전체(144)의 표면 전체를 감싸도록 소정 두께로 형성(또는 코팅)되거나, 도 5a에 도시된 바와 같이, 메쉬(Mesh) 형태를 가지도록 유전체(144) 표면을 감싸도록 형성되거나, 도 5b에 도시된 바와 같이, 일정한 간격의 개구부(147)를 가지도록 유전체(144) 표면을 감싸도록 형성될 수도 있다.
한편, 상술한 밸런스 부재(146)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 유전체(144)의 전체를 감싸도록 형성되거나, 도 7에 도시된 바와 같이, 공정챔버(110)의 챔버 벽에 위치하는 유전체(144)의 양 가장자리를 제외한 공정 챔버(110)의 내부에 위치하 는 유전체(144) 표면을 감싸도록 형성될 수 있다.
바이어스 전원(160)은 접속부재(162)를 통해 적어도 하나의 안테나(140)에 형성된 밸런스 부재(146)에 전기적으로 접속되어 밸런스 부재(146)에 바이어스 전압을 공급한다. 이때, 접속부재(162)는 바이어스 전원(160)에 전기적으로 접속됨과 아울러 공정챔버(110)의 일측벽 및 안테나 절연체(148)를 관통하여 밸런스 부재(146)의 일측에 전기적으로 접속된다. 여기서, 접속부재(162)는 그라운드에 접지되는 로드 안테나(142) 측에 대응되는 밸런스 부재(146)의 일측에 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다.
이러한, 바이어스 전원(160)은 적어도 하나의 안테나(140)의 표면에 전기장을 발생시킬 수 있는 RF 전력 또는 직류 전력이 될 수 있다. 이때, RF 전력의 세기는 로드 안테나(142)에 인가되는 RF 전력의 1/10 정도, 예를 들어, 1.5KW 정도일 수 있으며, 2Mh 정도의 주파수를 가질 수 있다.
이와 같이 바이어스 전원(160)으로부터 바이어스 전압이 공급되는 밸런스 부재(146)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 안테나 절연체(148)의 표면에 균일한 전기장을 생성하게 된다. 이에 따라, 본 발명은 밸런스 부재(146)에 의해 발생되는 전기장을 이용하여 로드 안테나(142)에 인가되는 RF 전력에 의해 공정챔버(110)의 반응공간에 발생되는 플라즈마 내의 이온을 안테나 절연체(148)의 표면으로 가속시켜 스퍼터링(Sputtering)을 유도함으로써 안테나 절연체(148)의 표면에 박막이 증착되는 것을 방지함과 아울러 안테나 절연체(148)에 증착된 박막을 제거하게 된다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치는 밸런스 부 재(146)에 의해 안테나 절연체(148) 표면에 발생되는 전기장을 이용하여 플라즈마 공정시 안테나 절연체(148) 표면에 박막이 증착되는 것을 방지함과 아울러 안테나 절연체(148) 표면에 증착된 박막을 제거함으로써 공정챔버의 세정 주기를 연장하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치는 상술한 본 발명의 제 1 실시 예에서와 같이 밸런스 부재(146)를 통해 공정챔버(110)의 반응공간에 발생되는 플라즈마(P) 밀도의 좌우 대칭성을 밸런싱하여 균일한 박막을 기판(S) 상에 형성할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 제 1 및 제 2 실시 예에 있어서, 적어도 하나의 안테나(140)는 냉매(미도시)가 흐를 수 있도록 관 형태로 이루어진다. 이때, 냉매는 냉매 순환장치(미도시)에 의해 안테나(140) 내부를 순환함으로써 각 안테나(140)에서 발생되는 열을 일정한 온도로 냉각시킨다. 여기서, 냉매는 워터(Water), DI 워터(De-Ionized Water), PCW(Process cooling water), 갈덴(Galden), 또는 플러리너트(Fluorinert)가 될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 일반적인 유도 결합형 플라즈마 방식의 플라즈마 처리장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 유도 결합형 플라즈마 방식의 플라즈마 처리장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 안테나의 배치 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 안테나의 일부분을 절개하여 나타내는 도면이다.
도 5a는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 안테나의 일부분을 절개하여 나타내는 도면이다.
도 5b는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 안테나의 일부분을 절개하여 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 유도 결합형 플라즈마 방식의 플라즈마 처리장치에 의해 발생되는 플라즈마 밀도의 좌우 대칭성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 유도 결합형 플라즈마 방식의 플라즈마 처리장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 유도 결합형 플라즈마 방식의 플라즈마 처리장치에 의해 발생되는 전기장 및 플라즈마 밀도의 좌우 대칭성을 설명하기 위한 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 >
110: 공정챔버 120: 기판 지지수단
130: 가스 공급부재 140: 안테나
142: 로드 안테나 144: 유전체
146: 밸런스 부재 147: 개구부
148: 안테나 절연체 150: RF 전원
160: 바이어스 전원 162: 접속부재

Claims (10)

  1. 반응공간을 제공하는 공정챔버;
    상기 공정챔버 내에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지수단;
    상기 기판 지지수단과 마주보도록 상기 공정챔버에 설치되어 RF 전력을 이용해 상기 반응공간에 플라즈마를 발생시키기 위한 적어도 하나의 안테나를 포함하여 구성되며,
    상기 적어도 하나의 안테나 각각은,
    상기 RF 전력이 인가되는 로드 안테나;
    상기 로드 안테나를 감싸는 유전체;
    상기 유전체 표면을 감싸도록 전도성 재질로 형성된 밸런스 부재; 및
    상기 밸런스 부재를 감싸는 안테나 절연체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마는 상기 적어도 하나의 안테나에 인가되어 상기 밸런스 부재로 유도된 상기 RF 전력에 의해 상기 반응공간에 발생되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸런스 부재는 전기적으로 플로팅 상태이거나 그라운드에 접지된 상태인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸런스 부재는 외부로부터 인가되는 바이어스 전압에 의해 상기 적어도 하나의 안테나 주위에 전기장을 형성하여 상기 안테나에 박막이 증착되는 것을 방지함과 아울러 안테나에 증착된 박막이 제거되도록 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 바이어스 전압은 RF 전력 또는 직류 전력인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 바이어스 전압의 세기는 상기 RF 전력보다 낮은 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸런스 부재는 상기 공정챔버 내부에 위치하는 상기 유전체 표면에 형성되거나 상기 유전체의 표면에 메쉬(Mesh) 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸런스 부재의 일측에 전기적으로 접속되어 상기 밸런스 부재에 바이어스 전압을 인가하기 위한 접속부재를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 접속부재는 상기 공정챔버를 관통하여 그라운드에 접지된 상기 로드 안테나의 일측에 대응되는 상기 밸런스 부재의 일측에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
KR1020090085428A 2009-09-10 2009-09-10 플라즈마 처리장치 KR101073833B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090085428A KR101073833B1 (ko) 2009-09-10 2009-09-10 플라즈마 처리장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090085428A KR101073833B1 (ko) 2009-09-10 2009-09-10 플라즈마 처리장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110027365A KR20110027365A (ko) 2011-03-16
KR101073833B1 true KR101073833B1 (ko) 2011-10-14

Family

ID=43934187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090085428A KR101073833B1 (ko) 2009-09-10 2009-09-10 플라즈마 처리장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101073833B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101310753B1 (ko) * 2012-04-26 2013-09-24 한국표준과학연구원 유도 안테나
JP7101335B2 (ja) * 2018-03-19 2022-07-15 日新電機株式会社 アンテナ及びプラズマ処理装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100806522B1 (ko) * 2006-11-01 2008-02-21 최대규 유도 결합 플라즈마 반응기

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100806522B1 (ko) * 2006-11-01 2008-02-21 최대규 유도 결합 플라즈마 반응기

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110027365A (ko) 2011-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7837826B2 (en) Hybrid RF capacitively and inductively coupled plasma source using multifrequency RF powers and methods of use thereof
KR101839414B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 제어 방법
KR101496841B1 (ko) 혼합형 플라즈마 반응기
KR20090071060A (ko) 정전척 및 그를 포함하는 기판처리장치
KR20090008932A (ko) 멀티 코어 플라즈마 발생 플레이트를 구비한 플라즈마반응기
TW201508806A (zh) 等離子體處理裝置
KR101093606B1 (ko) 기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기
US20050022736A1 (en) Method for balancing return currents in plasma processing apparatus
KR101073834B1 (ko) 플라즈마 처리장치 및 처리방법
KR101232198B1 (ko) 플라스마 발생 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 방법
KR101073833B1 (ko) 플라즈마 처리장치
US20110198032A1 (en) Plasma treatment apparatus and plasma antenna
KR101167952B1 (ko) 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기
KR20080028848A (ko) 대면적 플라즈마 처리를 위한 유도 결합 플라즈마 반응기
KR101775361B1 (ko) 플라즈마 처리장치
KR101496840B1 (ko) 자기 조절 수단을 구비한 플라즈마 반응기
CN112992635B (zh) 一种晶圆固定装置及其形成方法、等离子体处理设备
JP2009123906A (ja) プラズマ処理装置
KR100785404B1 (ko) 유도 결합형 플라즈마 안테나 및 이를 이용한 기판 처리장치와 방법
KR101173643B1 (ko) 다중 플라즈마 발생 영역을 갖는 플라즈마 반응기
KR20110090132A (ko) 가변형 용량 결합 전극을 구비한 플라즈마 반응기
KR20160081006A (ko) 샤워 헤드 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
JP2022534141A (ja) ヒータが一体化されたチャンバリッド
KR20150062907A (ko) 기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR101139824B1 (ko) 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141027

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150903

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160927

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171011

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181001

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191007

Year of fee payment: 9