KR101202180B1 - Antenna for plasma generating, manufacturing method thereof, and plasma processing apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마를 발생하기 위한 안테나에 흐르는 전류 효율을 향상시킬 수 있도록 한 플라즈마 발생용 안테나와 그의 제조 방법, 및 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 플라즈마 발생용 안테나는 구리 재질로 이루어진 구리 배선; 구리 재질로 이루어져 상기 구리 배선을 감싸도록 코팅된 제 1 코팅층; 및 상기 제 1 코팅층을 감싸도록 코팅된 제 2 코팅층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a plasma generating antenna, a method for manufacturing the same, and a plasma processing apparatus for improving current efficiency flowing through an antenna for generating a plasma, the plasma generating antenna comprising: copper wiring made of copper material; A first coating layer made of a copper material and coated to surround the copper wiring; And a second coating layer coated to surround the first coating layer.

Description

플라즈마 발생용 안테나와 그의 제조 방법, 및 플라즈마 처리 장치{ANTENNA FOR PLASMA GENERATING, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND PLASMA PROCESSING APPARATUS}ANTENNA FOR PLASMA GENERATING, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND PLASMA PROCESSING APPARATUS

본 발명은 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 플라즈마를 발생하기 위한 안테나에 흐르는 전류 효율을 향상시킬 수 있도록 한 플라즈마 발생용 안테나와 그의 제조 방법, 및 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus, and more particularly, to a plasma generating antenna, a method of manufacturing the same, and a plasma processing apparatus capable of improving current efficiency flowing through an antenna for generating a plasma.

일반적으로, 플라즈마 처리 장치에는 박막증착을 위한 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장치, 증착된 박막을 식각하여 패터닝하는 식각장치, 스퍼터(Sputter), 애싱(Ashing) 장치 등이 있다. 이러한, 플라즈마 처리 장치는 RF 전력의 인가 방식에 따라 용량 결합형 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma, CCP) 방식과 유도 결합형 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP) 방식으로 나눌 수 있다.In general, the plasma processing apparatus includes a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) apparatus for thin film deposition, an etching apparatus for etching and patterning the deposited thin film, a sputter, and an ashing apparatus. The plasma processing apparatus may be classified into a capacitively coupled plasma (CCP) method and an inductively coupled plasma (ICP) method according to an RF power application method.

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.The capacitively coupled type is a method of generating a plasma using an electric field formed between the electrodes by applying RF power to the parallel plate electrodes facing each other, the inductively coupled plasma type is a source using an induction electric field induced by an antenna This is how the material is transformed into plasma.

도 1은 일반적인 유도결합형 플라즈마 방식의 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for schematically explaining a plasma processing apparatus of a general inductively coupled plasma method.

도 1을 참조하면, 일반적인 유도 결합형 플라즈마 방식의 플라즈마 처리 장치는 챔버(10), 서셉터(20), 가스 분사부재(30), 안테나(40), 및 고주파 전력 공급부(50)를 구비한다.Referring to FIG. 1, a general inductively coupled plasma processing apparatus includes a chamber 10, a susceptor 20, a gas injection member 30, an antenna 40, and a high frequency power supply unit 50. .

챔버(10)는 밀폐된 반응공간을 제공한다.The chamber 10 provides a closed reaction space.

서셉터(20)는 챔버(10)의 내부에 설치되어 기판(S)을 지지한다.The susceptor 20 is installed inside the chamber 10 to support the substrate S.

가스 분사부재(30)는 반응공간을 사이에 두고 서셉터(20)에 마주보도록 챔버(10) 내부에 설치되어 외부로부터 가스 공급관(32)을 통해 공급되는 공정가스를 반응공간에 분사한다.The gas injection member 30 is installed inside the chamber 10 so as to face the susceptor 20 with the reaction space therebetween and injects the process gas supplied from the outside through the gas supply pipe 32 into the reaction space.

안테나(40)는 챔버(10)의 상부에 배치되어 급전선을 통해 고주파 전력 공급부(50)에 전기적으로 접속된다. 이때, 안테나(40)는 내부 안테나(42) 및 외부 안테나(44)로 구성된다. 이러한, 내부 안테나(42)와 외부 안테나(44)는 고주파 전력 공급부(50)로부터 공급되는 RF 전력을 이용하여 챔버(10) 내부에 유도 자기장을 형성하여 공정가스를 플라즈마로 변환시킨다.The antenna 40 is disposed above the chamber 10 and electrically connected to the high frequency power supply unit 50 through a feed line. At this time, the antenna 40 is composed of an internal antenna 42 and an external antenna 44. The internal antenna 42 and the external antenna 44 form an induction magnetic field inside the chamber 10 using RF power supplied from the high frequency power supply 50 to convert the process gas into plasma.

고주파 전력 공급부(50)는 고주파 전원(52); 및 정합부(54)를 구비한다.The high frequency power supply unit 50 includes a high frequency power source 52; And a matching portion 54.

고주파 전원(52)은 RF 전력을 생성하여 안테나(40)에 공급한다.The high frequency power supply 52 generates RF power and supplies it to the antenna 40.

정합부(54)는 안테나(40)와 고주파 전원(52) 사이에 설치되어 RF 전력의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시키는 역할을 한다.The matching unit 54 is installed between the antenna 40 and the high frequency power supply 52 to match the load impedance and the source impedance of the RF power.

이러한, 종래의 플라즈마 처리장치는 안테나(40)에 RF 전력이 인가되면, 안테나(40) 주위에 유도 전기장이 발생되고, 이 유도 전기장에 의하여 가속된 전자가 중성기체와 충돌함으로써 챔버(10)의 반응공간에 플라즈마가 형성되어 기판(S)에 대한 플라즈마 처리(식각 또는 증착)를 수행하게 된다.In the conventional plasma processing apparatus, when RF power is applied to the antenna 40, an induction electric field is generated around the antenna 40, and electrons accelerated by the induction electric field collide with the neutral gas, thereby causing the Plasma is formed in the reaction space to perform plasma processing (etching or deposition) on the substrate (S).

한편, 본 발명자는 복수의 플라즈마 처리장치 각각의 안테나(40)에 동일한 RF 전력을 인가하여 플라즈마 처리장치 각각의 플라즈마 처리율(식각율 또는 증착율)을 비교 분석한 결과 플라즈마 처리장치마다 플라즈마 처리율이 다르다는 것을 확인할 수 있었다.On the other hand, the inventors compared the plasma treatment rate (etch rate or deposition rate) of each of the plasma processing apparatus by applying the same RF power to the antenna 40 of each of the plurality of plasma processing apparatuses, the plasma treatment rate is different for each plasma processing apparatus. I could confirm it.

이에, 본 발명자는 안테나(40)의 일부를 절단하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 안테나(40)의 절단면에 대한 파장 검사를 통해 빛의 파장을 분석한 결과, 안테나(40)에서 니켈(Ni)/구리(Cu), 및 은(Ag) 각각에 대응되는 빛의 파장이 검출되는 것을 확인하였다. 이렇게 검출된 빛의 파장에 따라 종래의 안테나(40)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 구리 배선(40a), 구리 배선(40a)에 코팅된 니켈 코팅층(40b), 및 니켈 코팅층(40b)에 코팅된 은(Ag) 코팅층(40c)으로 구성된다는 것을 알 수 있다. 상기의 안테나(40)의 구성에서 니켈 코팅층(40b)은 안테나(40)의 은(Ag) 코팅층(40c)에 흐르는 RF 전류의 전류 흐름을 방해하는 자성 재료이다.Thus, the present inventors cut a portion of the antenna 40, and as shown in Figure 2, as a result of analyzing the wavelength of light through the wavelength inspection on the cut surface of the antenna 40, as a result of nickel (in the antenna 40) It was confirmed that the wavelength of light corresponding to each of Ni) / copper (Cu) and silver (Ag) was detected. According to the detected wavelength of light, the conventional antenna 40 has a copper wiring 40a, a nickel coating layer 40b coated on the copper wiring 40a, and a nickel coating layer 40b, as shown in FIG. 3. It can be seen that it is composed of a silver (Ag) coating layer 40c coated on. In the above configuration of the antenna 40, the nickel coating layer 40b is a magnetic material that prevents the current flow of RF current flowing through the silver (Ag) coating layer 40c of the antenna 40.

이에 따라, 종래의 플라즈마 처리장치는 자성 재료인 니켈 코팅층(40b)으로 인하여 내부 및 외부 안테나(42, 44) 각각에 공급되는 RF 전력의 전류 흐름이 방해됨으로써, 도 4a에 도시된 바와 같이, RF 전력에 따른 전류 효율이 낮아지게 되고, 이로 인하여, 도 4b에 도시된 바와 같이, 플라즈마 밀도가 낮게 된다.Accordingly, in the conventional plasma processing apparatus, the current flow of RF power supplied to each of the internal and external antennas 42 and 44 is hindered by the nickel coating layer 40b, which is a magnetic material, as shown in FIG. 4A. The current efficiency according to the power becomes low, and as a result, as shown in FIG. 4B, the plasma density is low.

결과적으로, 종래의 플라즈마 처리장치는 자성 재료인 니켈 코팅층(40b)의 RF 전류의 흐름 방해로 인하여 안테나(40)에 흐르는 전류의 효율이 떨어짐으로써 플라즈마 처리율(식각율 또는 증착율)이 낮다는 문제점이 있다. 또한, 본 발명자는 종래의 플라즈마 처리장치를 이용한 식각 공정을 수행하여 분당 식각율을 분석한 결과 분당 1719Å 정도임을 확인할 수 있었다.As a result, the conventional plasma processing apparatus has a problem that the plasma throughput (etch rate or deposition rate) is low because the efficiency of the current flowing through the antenna 40 decreases due to the disturbance of the RF current of the nickel coating layer 40b which is a magnetic material. have. In addition, the present inventors could confirm that the etching rate per minute by performing an etching process using a conventional plasma processing apparatus is about 1719 kPa per minute.

한편, 종래의 플라즈마 처리장치는 일반적으로 특정 개수(예를 들어 25매) 단위의 기판에 대한 플라즈마 처리 공정을 진행한 후, 챔버(10)에 대한 세정 공정을 수행하게 된다.Meanwhile, the conventional plasma processing apparatus generally performs a plasma processing process on a specific number (for example, 25 sheets) of substrates, and then performs a cleaning process on the chamber 10.

예를 들어, 25매의 기판에 대한 플라즈마 처리 공정은 1 ~ 5매 각각의 기판에 대한 플라즈마 처리 공정을 수행하는 초기 공정, 6 ~ 20매 각각의 기판에 대한 플라즈마 처리 공정을 수행하는 중기 공정, 및 21 ~ 25매 각각의 기판에 대한 플라즈마 처리 공정을 수행하는 후기 공정으로 구분될 수 있다.For example, a plasma processing process for 25 substrates may include an initial process for performing a plasma processing process for each of 1 to 5 sheets, a medium process for performing a plasma processing process for each of 6 to 20 sheets, And a later process of performing a plasma processing process for each substrate of 21 to 25 sheets.

이러한, 종래의 플라즈마 처리장치에서는 초기 공정, 중기 공정, 및 후기 공정 각각에서 챔버(10)의 반응공간에 형성되는 플라즈마 상태가 달라지는 현상으로 인하여 초기 공정 및 후기 공정에 의해 처리된 기판(S)에서 공정 불량이 증가한다는 문제점이 있다.In the conventional plasma processing apparatus, since the plasma state formed in the reaction space of the chamber 10 varies in the initial process, the intermediate process, and the later process, the substrate S is processed by the initial process and the late process. There is a problem that the process failure increases.

따라서, 종래의 플라즈마 처리장치에서는 안테나(40)에 흐르는 RF 전력의 전류 효율을 향상시키고, 챔버(10)의 반응공간에 형성되는 플라즈마 상태를 일정하게 유지시키기 위한 방안이 필요하다.Therefore, in the conventional plasma processing apparatus, a method for improving the current efficiency of the RF power flowing through the antenna 40 and maintaining a plasma state formed in the reaction space of the chamber 10 is required.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 플라즈마를 발생하기 위한 안테나에 흐르는 전류 효율을 향상시킬 수 있도록 한 플라즈마 발생용 안테나와 그의 제조 방법를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an antenna for plasma generation and a method of manufacturing the same, which can improve current efficiency flowing through an antenna for generating plasma.

또한, 본 발명은 챔버의 반응공간에 형성되는 플라즈마 상태를 일정하게 유지시킬 수 있도록 한 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.Another object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of maintaining a constant plasma state formed in a reaction space of a chamber.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 발생용 안테나는 구리 재질로 이루어진 구리 배선; 구리 재질로 이루어져 상기 구리 배선을 감싸도록 코팅된 제 1 코팅층; 및 상기 제 1 코팅층을 감싸도록 코팅된 제 2 코팅층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Plasma generating antenna according to the present invention for achieving the above technical problem is a copper wiring made of a copper material; A first coating layer made of a copper material and coated to surround the copper wiring; And a second coating layer coated to surround the first coating layer.

상기 제 2 코팅층은 은(Ag), 금(Au), 또는 백금(Pt) 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.The second coating layer is made of silver (Ag), gold (Au), or platinum (Pt) material.

상기 제 2 코팅층은 20±5㎛ 정도의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.The second coating layer is characterized in that having a thickness of about 20 ± 5㎛.

상기 제 1 코팅층은 3㎛ ~ 5㎛ 정도의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.The first coating layer is characterized in that it has a thickness of about 3㎛ ~ 5㎛.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는 플라즈마를 형성하여 기판에 대한 플라즈마 처리 공정을 수행하기 위한 반응공간을 제공하는 챔버; 상기 반응공간의 중심 영역과 나머지 영역 각각에 대응되도록 배치된 내부 및 외부 안테나 유닛에 공급되는 RF 전력을 이용하여 상기 반응공간에 공급되는 공정가스를 상기 플라즈마로 변환시키기 위한 안테나부; 및 상기 RF 전력을 생성하여 상기 내부 및 외부 안테나 유닛 각각에 공급하되, 내부 및 외부 안테나 유닛 각각에 흐르는 전류 량을 검출하고, 검출된 전류 량에 따라 상기 RF 전력을 소정의 전류 비율로 조절하여 상기 내부 및 외부 안테나 유닛 각각에 흐르는 전류 량을 일정하게 유지시키는 고주파 전력 공급부를 포함하여 구성되고, 상기 내부 및 외부 안테나 유닛 각각은 상기 RF 전력이 인가되는 RF 전력 인가부와 접지에 접속된 접지부 사이에 형성된 적어도 하나의 루프형 안테나를 포함하며, 상기 적어도 하나의 루프형 안테나는 상기 안테나로 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus, including: a chamber that forms a plasma and provides a reaction space for performing a plasma processing process on a substrate; An antenna unit for converting the process gas supplied to the reaction space into the plasma by using RF power supplied to internal and external antenna units disposed to correspond to each of the center region and the remaining regions of the reaction space; And generating and supplying the RF power to each of the internal and external antenna units, detecting an amount of current flowing through each of the internal and external antenna units, and adjusting the RF power at a predetermined current ratio according to the detected amount of current. And a high frequency power supply unit for maintaining a constant amount of current flowing through each of the internal and external antenna units, wherein each of the internal and external antenna units includes an RF power supply unit to which the RF power is applied and a ground unit connected to ground. And at least one loop-type antenna formed in the at least one loop-type antenna, wherein the at least one loop-type antenna is configured as the antenna.

상기 고주파 전력 공급부는 상기 검출된 전류 량에 따라 상기 외부 안테나 유닛에 흐르는 전류 량이 상기 내부 안테나 유닛에 흐르는 전류 량보다 크도록 조절하는 것을 특징으로 한다.The high frequency power supply may adjust the amount of current flowing through the external antenna unit according to the detected amount of current to be greater than the amount of current flowing through the internal antenna unit.

상기 고주파 전력 공급부는 상기 검출된 전류 량에 따라 상기 내부 안테나 유닛에 흐르는 전류와 상기 외부 안테나 유닛에 흐르는 전류의 비를 1:2 내지 1:6 범위로 조절하는 것을 특징으로 한다.The high frequency power supply may adjust a ratio of a current flowing through the internal antenna unit and a current flowing through the external antenna unit in a range of 1: 2 to 1: 6 according to the detected amount of current.

상기 고주파 전력 공급부는 상기 검출된 전류 량에 따라 상기 RF 전력의 세기를 조절하는 것을 특징으로 한다.The high frequency power supply may adjust the strength of the RF power according to the detected amount of current.

상기 고주파 전력 공급부는 상기 RF 전력을 생성하는 고주파 전원; 상기 고주파 전원으로부터 출력되는 상기 RF 전력의 임피던스를 정합시키기 위한 정합부; 상기 고주파 전원으로부터 공급되는 RF 전력을 상기 소정의 전류 비율로 분배하는 전류 분배소자; 상기 전류 분배소자에 의해 전류 분배되어 상기 내부 안테나 유닛으로 공급되는 RF 전력의 전류 량을 검출하여 제 1 전류 검출신호를 생성하는 제 1 전류 검출부; 상기 전류 분배소자에 의해 전류 분배되어 상기 외부 안테나 유닛으로 공급되는 RF 전력의 전류 량을 검출하여 제 2 전류 검출신호를 생성하는 제 2 전류 검출부; 및 상기 제 1 및 제 2 전류 검출신호에 따라 상기 전류 분배소자를 제어하여 상기 소정의 전류 비율을 조절하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The high frequency power supply unit includes a high frequency power supply generating the RF power; A matching unit for matching an impedance of the RF power output from the high frequency power source; A current distribution element for distributing the RF power supplied from the high frequency power at the predetermined current ratio; A first current detector configured to generate a first current detection signal by detecting an amount of current of RF power supplied by the current distribution device to the internal antenna unit; A second current detector configured to generate a second current detection signal by detecting a current amount of RF power supplied by the current distribution device to the external antenna unit; And a controller for controlling the current distribution device according to the first and second current detection signals to adjust the predetermined current ratio.

상기 제어부는 상기 전류 분배소자의 제어와 동시에 상기 제 1 및 제 2 전류 검출신호에 따라 상기 고주파 전원을 제어하여 상기 RF 전력의 세기를 조절하는 것을 특징으로 한다.The controller may control the high frequency power according to the first and second current detection signals simultaneously with controlling the current distribution device to adjust the intensity of the RF power.

상기 전류 분배소자는 상기 제어부의 제어에 따라 커패시턴스가 가변되는 가변 커패시터인 것을 특징으로 한다.The current distributing element is a variable capacitor whose capacitance varies according to the control of the controller.

상기 제 1 전류 검출부는 상기 정합부의 출력단과 상기 내부 안테나 유닛 사이에 접속되고, 상기 제 2 전류 검출부는 상기 전류 분배소자와 상기 내부 안테나 유닛 사이에 접속되는 것을 특징으로 한다.The first current detector is connected between the output terminal of the matching unit and the internal antenna unit, and the second current detector is connected between the current distribution element and the internal antenna unit.

상기 제 1 전류 검출부는 상기 내부 안테나 유닛과 접지 사이에 접속되고, 상기 제 2 전류 검출부는 상기 외부 안테나 유닛과 접지 사이에 접속되는 것을 특징으로 한다.The first current detector is connected between the internal antenna unit and ground, and the second current detector is connected between the external antenna unit and ground.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 발생용 안테나의 제조 방법은 구리 재질로 이루어진 구리 배선을 감싸도록 상기 구리 재질로 이루어진 제 1 코팅층을 상기 구리 배선에 코팅하는 공정; 및 상기 제 1 코팅층을 감싸도록 제 2 코팅층을 상기 제 1 코팅층에 코팅하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an antenna for plasma generation, the method including: coating a first coating layer made of the copper material on the copper wiring so as to surround a copper wiring made of a copper material; And coating a second coating layer on the first coating layer so as to surround the first coating layer.

상기 제 2 코팅층은 은(Ag), 금(Au), 또는 백금(Pt) 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.The second coating layer is made of silver (Ag), gold (Au), or platinum (Pt) material.

상기 제 2 코팅층은 20±5㎛ 정도의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.The second coating layer is characterized in that having a thickness of about 20 ± 5㎛.

상기 제 1 코팅층은 3㎛ ~ 5㎛ 정도의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.The first coating layer is characterized in that it has a thickness of about 3㎛ ~ 5㎛.

상기 제 1 및 제 2 코팅층은 도금 방법에 의해 코팅되는 것을 특징으로 한다.The first and second coating layers are characterized by being coated by a plating method.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 플라즈마 발생용 안테나와 그의 제조 방법, 및 플라즈마 처리 장치는 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the antenna for generating plasma, the manufacturing method thereof, and the plasma processing apparatus according to the present invention have the following effects.

첫째, 본 발명에 따른 안테나는 구리 배선에 코팅된 구리 재질의 제 1 코팅층과 제 1 코팅층에 코팅된 전기 전도도가 우수한 재질의 제 2 코팅층을 포함함으로써 플라즈마를 발생시키기 위한 RF 전력의 전류 효율을 향상시킬 수 있다.First, the antenna according to the present invention improves the current efficiency of RF power for generating plasma by including a first coating layer of copper material coated on the copper wiring and a second coating layer of material having excellent electrical conductivity coated on the first coating layer. You can.

둘째, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는 안테나에 흐르는 전류 흐름의 향상을 통해 플라즈마 처리율(식각율 또는 증착율)을 향상시킬 수 있다.Second, the plasma processing apparatus according to the present invention may improve the plasma throughput (etch rate or deposition rate) by improving the current flow through the antenna.

셋째, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는 내부 및 외부 안테나 유닛에 공급되는 전류 량을 검출하여 내부 및 외부 안테나 유닛에 흐르는 전류 비율 및/또는 RF 전력의 세기를 실시간으로 조절함으로써 챔버 내부의 내부 조건 또는 외부 조건의 변화가 발생되더라도 반응공간에 형성되는 플라즈마 상태를 항상 일정하게 유지시켜 기판에 대한 플라즈마 처리 공정의 균일도를 항상 일정하게 할 수 있다.Third, the plasma processing apparatus according to the present invention detects the amount of current supplied to the internal and external antenna units and adjusts the ratio of current flowing through the internal and external antenna units and / or the strength of the RF power in real time so that the internal conditions or Even if a change in external conditions occurs, the plasma state formed in the reaction space is always kept constant so that the uniformity of the plasma treatment process with respect to the substrate may be constantly maintained.

넷째, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는 안테나에 흐르는 전류 흐름의 향상 및 플라즈마 상태를 항상 일정하게 유지시켜 플라즈마 처리율(식각율 또는 증착율)을 증가시킴과 동시에 플라즈마 처리 공정의 균일도를 항상 일정하게 할 수 있다.Fourth, the plasma processing apparatus according to the present invention improves the current flow through the antenna and maintains a constant plasma state, thereby increasing the plasma treatment rate (etch rate or deposition rate) and at the same time maintaining the uniformity of the plasma treatment process. have.

도 1은 일반적인 유도결합형 플라즈마 방식의 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 안테나에 대한 파장 분석을 통해 분석된 빛의 파장을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 빛의 파장에 따른 도 1에 도시된 안테나의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 4a는 종래의 안테나를 이용한 플라즈마 공정시 RF 전력에 따른 전류를 나타내는 그래프이다.
도 4b는 종래의 안테나를 이용한 플라즈마 공정시 기판 위치에 따른 플라즈마 밀도를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 발생용 안테나를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 안테나에 대한 파장 분석을 통해 분석된 빛의 파장을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 안테나부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9a는 본 발명 및 종래의 안테나를 이용한 플라즈마 공정시 RF 전력에 따른 전류를 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 9b는 본 발명 및 종래의 안테나를 이용한 플라즈마 공정시 기판 위치에 따른 플라즈마 밀도를 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 고주파 전력 공급부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 12에 도시된 고주파 전력 공급부를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for schematically explaining a plasma processing apparatus of a general inductively coupled plasma method.
FIG. 2 is a diagram illustrating wavelengths of light analyzed through wavelength analysis of the antenna illustrated in FIG. 1.
3 is a cross-sectional view illustrating a cross section of the antenna illustrated in FIG. 1 according to a wavelength of light illustrated in FIG. 2.
Figure 4a is a graph showing the current according to the RF power in the plasma process using a conventional antenna.
Figure 4b is a graph showing the plasma density according to the substrate position in the plasma process using a conventional antenna.
5 is a diagram schematically illustrating an antenna for plasma generation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating wavelengths of light analyzed through wavelength analysis of the antenna illustrated in FIG. 5.
7 is a schematic view of a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating the antenna unit illustrated in FIG. 7.
Figure 9a is a graph showing a comparison of the current according to the RF power during the plasma process using the present invention and the conventional antenna.
Figure 9b is a graph showing the comparison of the plasma density according to the substrate position during the plasma process using the present invention and the conventional antenna.
10 is a schematic view of a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram schematically illustrating a high frequency power supply unit illustrated in FIG. 10.
12 is a view for explaining a plasma processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram for describing a high frequency power supply unit illustrated in FIG. 12.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 발생용 안테나를 개략적으로 나타내는 도면이다.5 is a diagram schematically illustrating an antenna for plasma generation according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 발생용 안테나(100)는 구리(Cu) 배선(102), 제 1 코팅층(104), 및 제 2 코팅층(106)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 5, the antenna 100 for plasma generation according to the embodiment of the present invention includes a copper (Cu) wiring 102, a first coating layer 104, and a second coating layer 106.

구리 배선(102)은 사각 단면을 가지도록 무전해 구리 재질로 형성된다.The copper wiring 102 is formed of an electroless copper material to have a square cross section.

제 1 코팅층(104)은 구리 배선(102)에 소정 두께를 가지도록 코팅되어 구리 배선(102)을 감싼다. 이때, 제 1 코팅층(104)은 도금 방법을 통해 3㎛ ~ 5㎛ 정도의 두께를 가지는 무전해 구리(Cu) 재질로 형성된다. 이러한, 제 1 코팅층(104)은 제 2 코팅층(106)과 구리 배선(102)의 접착력을 향상시키는 역할을 한다.The first coating layer 104 is coated to have a predetermined thickness on the copper wiring 102 to surround the copper wiring 102. At this time, the first coating layer 104 is formed of an electroless copper (Cu) material having a thickness of about 3㎛ ~ 5㎛ through the plating method. The first coating layer 104 serves to improve the adhesion between the second coating layer 106 and the copper wiring 102.

제 2 코팅층(106)은 제 1 코팅층(104)에 소정 두께를 가지도록 코팅되어 제 1 코팅층(104)을 감싼다. 이때, 제 2 코팅층(106)은 은(Ag), 금(Au), 또는 백금(Pt) 재질로 이루어질 수 있으며, 은(Ag) 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고, 제 2 코팅층(106)은 도금 방법을 통해 제 1 코팅층(104) 상에 20±5㎛ 정도의 두께를 가지도록 코팅된다.The second coating layer 106 is coated to have a predetermined thickness on the first coating layer 104 to surround the first coating layer 104. In this case, the second coating layer 106 may be made of silver (Ag), gold (Au), or platinum (Pt), and preferably made of silver (Ag). The second coating layer 106 is coated to have a thickness of about 20 ± 5 μm on the first coating layer 104 through a plating method.

상기의 제 2 코팅층(106)의 두께는 안테나(100)에 인가되는 RF 전력이 안테나(100)의 표면을 따라 흐르기 때문에 RF 전력이 흐르는 안테나(100)의 표면 깊이(Skin Depth)의 적어도 2배 이상으로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 27.12MHz의 주파수를 가지는 RF 전력의 표면 깊이는 12㎛ 정도이므로 제 2 코팅층(106)의 두께는 24㎛로 형성될 수 있다. The thickness of the second coating layer 106 is at least twice the skin depth of the antenna 100 through which RF power flows because the RF power applied to the antenna 100 flows along the surface of the antenna 100. It is preferable to be formed above. For example, since the surface depth of the RF power having a frequency of 27.12 MHz is about 12 μm, the thickness of the second coating layer 106 may be 24 μm.

한편, 구리 배선(102)은 가공 후에 그 표면에 산화물과 불순물이 발생되기 때문에, 구리 배선(102)에 제 1 코팅층(102)을 형성하지 않고, 구리 배선(102)에 제 2 코팅층(106)을 형성할 경우, 구리 배선(102)의 표면에 형성된 산화물과 불순물로 인하여 제 2 코팅층(106)과 구리 배선(102)의 접착이 잘 되지 않기 때문에 안테나에 인가되는 RF 전력이 잘 전달되지 않는다. 이에 따라, 본 발명에서는 구리 배선(102)에 3㎛ ~ 5㎛ 정도의 두께로 제 1 코팅층(104)을 형성한 후 제 2 코팅층(106)을 형성하게 된다.On the other hand, since the copper wiring 102 generates oxide and impurities on its surface after processing, the second coating layer 106 is formed on the copper wiring 102 without forming the first coating layer 102 on the copper wiring 102. In this case, since the adhesion between the second coating layer 106 and the copper wiring 102 is difficult due to oxides and impurities formed on the surface of the copper wiring 102, the RF power applied to the antenna is not transmitted well. Accordingly, in the present invention, after the first coating layer 104 is formed on the copper wiring 102 with a thickness of about 3 μm to 5 μm, the second coating layer 106 is formed.

상기의 플라즈마 발생용 안테나(100)는 구리 배선(102)에 제 1 코팅층(104)을 코팅한 후, 제 1 코팅층(104)에 제 2 코팅층(106)을 코팅하는 도금 방법에 의해 제조될 수 있다.The plasma generating antenna 100 may be manufactured by a plating method in which the first coating layer 104 is coated on the copper wiring 102, and then the second coating layer 106 is coated on the first coating layer 104. have.

한편, 본 발명자는 구리 배선(102), 구리 재질의 제 1 코팅층(104), 및 은(Ag) 재질의 제 2 코팅층(106)으로 이루어진 안테나(100)의 일부를 절단한 후, 도 6에 도시된 바와 같이, 안테나(100)의 절단면에 대한 파장 검사를 통해 빛의 파장을 분석한 결과, 안테나(100)에서 은(Ag)에 대응되는 빛의 파장만이 검출되는 것을 확인할 수 있었다. 이렇게 검출된 빛의 파장에서 알 수 있듯이 본 발명의 실시 예에 따른 안테나(100)는 표면에 전기 전도도가 우수한 은(Ag) 재질의 제 2 코팅층(106)을 가짐으로써 RF 전력의 전류 흐름을 향상시킬 수 있다.Meanwhile, the inventor cuts a part of the antenna 100 including the copper wiring 102, the first coating layer 104 made of copper, and the second coating layer 106 made of silver (Ag). As shown, as a result of analyzing the wavelength of light through the wavelength inspection of the cut surface of the antenna 100, it was confirmed that only the wavelength of light corresponding to silver (Ag) is detected in the antenna 100. As can be seen from the detected wavelength of light, the antenna 100 according to the embodiment of the present invention has a second coating layer 106 made of silver (Ag) material having excellent electrical conductivity on its surface to improve the current flow of RF power. You can.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 발생용 안테나(100)는 플라즈마를 발생시키기 위한 RF 전력의 전류 효율을 향상시킬 수 있다.Therefore, the plasma generating antenna 100 according to the embodiment of the present invention may improve the current efficiency of RF power for generating plasma.

도 7은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.7 is a schematic view of a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치는 챔버(110), 서셉터(120), 가스 분사부재(130), 안테나부(140), 및 고주파 전력 공급부(150)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 7, the plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention may include a chamber 110, a susceptor 120, a gas injection member 130, an antenna unit 140, and a high frequency power supply unit 150. It is configured to include.

챔버(110)는 플라즈마 처리(증착 또는 식각)를 위한 밀폐된 반응공간을 제공한다. 이때, 챔버(110)는 하부 챔버(112), 및 상부 챔버(114)로 분리될 수 있다.The chamber 110 provides a closed reaction space for plasma treatment (deposition or etching). In this case, the chamber 110 may be separated into the lower chamber 112 and the upper chamber 114.

하부 챔버(112)는 서셉터(120)를 지지한다. 또한, 하부 챔버(112)에는 반응공간의 공정 잔류 가스를 배기시키기 위한 배기구(113)를 포함한다.The lower chamber 112 supports the susceptor 120. In addition, the lower chamber 112 includes an exhaust port 113 for exhausting the process residual gas in the reaction space.

상부 챔버(114)는 절연재질로 이루어져 하부 챔버(112)의 상면에 설치된다. 이러한, 상부 챔버(114)는 안테나부(140)와 플라즈마 사이의 용량성 결합을 감소시킴으로써 RF 전력의 에너지가 유도성 결합에 의하여 플라즈마로 전달되도록 한다.The upper chamber 114 is made of an insulating material and is installed on the upper surface of the lower chamber 112. The upper chamber 114 reduces the capacitive coupling between the antenna unit 140 and the plasma so that energy of RF power is transferred to the plasma by inductive coupling.

서셉터(120)는 챔버(110)의 내부 바닥면에 설치되어 외부로부터 챔버(110) 내부로 반입되는 기판(S)을 지지한다.The susceptor 120 is installed on the inner bottom surface of the chamber 110 to support the substrate S carried into the chamber 110 from the outside.

가스 분사부재(130)는 반응공간을 사이에 두고 서셉터(120)에 마주보도록 챔버(110) 내부에 설치되어 외부로부터 가스 공급관(132)을 통해 공급되는 공정가스를 반응공간으로 분사한다. 이때, 가스 분사부재(130)는 공정가스를 챔버(110) 내부에 균일하게 공급하기 위하여, 복수의 확산 부재를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 가스 분사부재(130)는 외부에서 공급되는 공정가스를 반응공간으로 확산시키기 위한 복수의 샤워 홀을 포함하여 구성될 수 있다.The gas injection member 130 is installed inside the chamber 110 so as to face the susceptor 120 with the reaction space therebetween and injects process gas supplied from the outside through the gas supply pipe 132 into the reaction space. In this case, the gas injection member 130 may include a plurality of diffusion members to uniformly supply the process gas into the chamber 110. For example, the gas injection member 130 may include a plurality of shower holes for diffusing the process gas supplied from the outside into the reaction space.

안테나부(140)는 챔버(110), 예를 들어, 상부 챔버(114)의 상부에 배치되어 급전선을 통해 고주파 전력 공급부(150)에 전기적으로 접속된다. 이러한, 안테나부(140)는 고주파 전력 공급부(150)로부터 공급되는 RF 전력을 이용하여 챔버(110) 내부에 유도 자기장을 형성하여 공정가스를 플라즈마로 변환시킨다.The antenna unit 140 is disposed above the chamber 110, for example, the upper chamber 114, and is electrically connected to the high frequency power supply unit 150 through a feed line. The antenna unit 140 forms an induced magnetic field inside the chamber 110 by using the RF power supplied from the high frequency power supply unit 150 to convert the process gas into plasma.

제 1 실시 예에 따른 안테나부(140)는 고주파 전력 공급부(150)에 대하여 서로 병렬로 접속된 내부 및 외부 안테나 유닛(142, 144)을 포함하여 구성될 수 있다.The antenna unit 140 according to the first embodiment may include internal and external antenna units 142 and 144 connected to each other in parallel with the high frequency power supply unit 150.

내부 안테나 유닛(142)은 고주파 전력 공급부(150)에 전기적으로 접속되며, 반응공간의 중심 영역에 대응되도록 배치된 적어도 하나의 루프형 안테나(미도시)를 포함하여 구성된다. 내부 안테나 유닛(142)을 구성하는 적어도 하나의 루프형 안테나는, 도 5에 도시된 바와 같이, 구리 배선(102), 제 1 코팅층(104), 및 제 2 코팅층(106)을 포함하여 구성되므로 이들에 대한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 한다.The internal antenna unit 142 is electrically connected to the high frequency power supply unit 150 and includes at least one loop antenna (not shown) disposed to correspond to the center region of the reaction space. At least one loop antenna constituting the internal antenna unit 142 includes a copper wiring 102, a first coating layer 104, and a second coating layer 106, as shown in FIG. 5. Description of these will be replaced by the above description.

외부 안테나 유닛(142)은 고주파 전력 공급부(150)에 전기적으로 접속되며,반응공간의 중심 영역을 제외한 나머지 영역(내부 안테나 유닛의 외측 영역)에 대응되도록 배치되어 내부 안테나 유닛(142)을 감싸는 적어도 하나의 루프형 안테나(미도시)를 포함하여 구성된다. 외부 안테나 유닛(142)을 구성하는 적어도 하나의 루프형 안테나는, 도 5에 도시된 바와 같이, 구리 배선(102), 제 1 코팅층(104), 및 제 2 코팅층(106)을 포함하여 구성되므로 이들에 대한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 한다.The external antenna unit 142 is electrically connected to the high frequency power supply unit 150, and disposed to correspond to the remaining area (outer area of the internal antenna unit) except for the center area of the reaction space to surround the internal antenna unit 142. It consists of one loop antenna (not shown). At least one loop antenna constituting the external antenna unit 142 includes a copper wiring 102, a first coating layer 104, and a second coating layer 106, as shown in FIG. 5. Description of these will be replaced by the above description.

제 2 실시 예에 따른 안테나부(140)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 루프형 안테나(210, 220)로 이루어지는 내부 안테나 유닛(142)과, 내부 안테나 유닛(142)의 외측을 감싸도록 배치된 제 3 내지 제 6 루프형 안테나(310, 320, 330, 340)로 이루어지는 외부 안테나 유닛(142)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 제 1 내지 제 6 루프형 안테나(210, 220, 310, 320, 330, 340) 각각은, 도 5에 도시된 바와 같이, 구리 배선(102), 제 1 코팅층(104), 및 제 2 코팅층(106)을 포함하여 구성되므로 이들에 대한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 한다.As shown in FIG. 8, the antenna unit 140 according to the second embodiment includes an internal antenna unit 142 including first and second loop antennas 210 and 220, and an internal antenna unit 142. It may be configured to include an external antenna unit 142 consisting of the third to sixth loop-type antenna (310, 320, 330, 340) arranged to surround the outside of the. Here, each of the first to sixth loop antennas 210, 220, 310, 320, 330, and 340 may include the copper wiring 102, the first coating layer 104, and the second, as illustrated in FIG. 5. Since the coating layer 106 is configured, the description thereof will be replaced with the above description.

제 1 루프형 안테나(210)는 전체적으로 원 형상을 가지는 것으로, 수직하게 배치되어 RF 전력이 인가되는 제 1 RF 전력 인가부(211), 제 1 RF 전력 인가부(211)에 수평 방향으로 접속된 "L"자 형태의 제 1 전단부(212), 제 1 전단부(212)의 끝단으로부터 반원 형태로 굴곡된 제 1 굴곡부(213), 제 1 굴곡부(213)의 끝단으로부터 하부 방향으로 수직하게 절곡된 제 1 절곡부(214), 제 1 절곡부(214)의 끝단으로부터 반원 형태로 굴곡된 제 2 굴곡부(215), 및 제 2 굴곡부(215)의 끝단으로부터 상부 방향으로 수직하게 "L"자 형태로 절곡되어 접지되는 제 1 접지부(216)를 포함하여 구성된다. 여기서, 제 1 RF 전력 인가부(211)는 정합부(420)의 출력단에 전기적으로 접속된다. 그리고, 제 1 접지부(216)는 안테나부(140)를 감싸도록 챔버(110)의 상부에 배치되는 안테나 커버에 전기적으로 접지된다.The first loop antenna 210 has a circular shape as a whole, and is vertically arranged to be horizontally connected to the first RF power applying unit 211 to which RF power is applied and the first RF power applying unit 211. The first front end portion 212 of the "L" shape, the first bent portion 213 bent in a semicircle form from the end of the first front end portion 212, perpendicularly downward from the end of the first bent portion 213 "L" perpendicularly upward from the end of the bent first bend 214, the second bend 215 bent in a semicircle form from the end of the first bend 214, and the second bend 215; It is configured to include a first ground portion 216 is bent in the shape of a ground. Here, the first RF power applying unit 211 is electrically connected to the output terminal of the matching unit 420. The first ground portion 216 is electrically grounded to an antenna cover disposed above the chamber 110 to surround the antenna portion 140.

제 2 루프형 안테나(220)는 제 1 루프형 안테나(210)와 동일한 형태를 가지는 것으로, 제 1 루프형 안테나(210)의 180도 회전된 형태를 가지도록 RF 전력 인가부(211)에 전기적으로 접속된다.The second loop antenna 220 has the same shape as the first loop antenna 210 and is electrically connected to the RF power applying unit 211 so as to have a form rotated 180 degrees of the first loop antenna 210. Is connected.

제 3 루프형 안테나(310)는 전체적으로 반원 형상을 가지는 것으로, 수직하게 배치되어 RF 전력이 인가되는 제 2 RF 전력 인가부(311), 제 2 RF 전력 인가부(311)에 수평 방향으로 접속된 "-"자 형태의 제 2 전단부(312), 제 2 전단부(312)의 끝단으로부터 하부 방향으로 수직하게 절곡된 제 2 절곡부(313), 제 2 절곡부(313)의 끝단으로부터 반원의 반원 형태로 굴곡된 제 3 굴곡부(314), 제 3 굴곡부(314)의 끝단으로부터 외측 수평 방향으로 절곡된 "L"자 형태의 제 3 절곡부(315), 제 3 절곡부(315)의 끝단으로부터 하부 방향으로 수직하게 "L"자 형태로 절곡된 제 4 절곡부(316), 제 4 절곡부(316)의 끝단으로부터 반원의 반원 형태로 굴곡된 제 5 굴곡부(317), 및 제 5 굴곡부(317)의 끝단으로부터 수직하게 "L"자 형태로 절곡되어 접지되는 제 2 접지부(318)를 포함하여 구성된다. 여기서, 제 2 RF 전력 인가부(311)는 정합부(1420)의 출력단에 전기적으로 접속된다. 그리고, 제 2 접지부(318)는 안테나부(140)를 감싸도록 챔버(110)의 상부에 배치되는 안테나 커버에 전기적으로 접지된다.The third loop antenna 310 has a semicircular shape as a whole and is vertically arranged to be horizontally connected to the second RF power applying unit 311 and the second RF power applying unit 311 to which RF power is applied. The second front end 312 in the form of "-", the second bend 313 bent vertically downward from the end of the second front end 312, semicircle from the end of the second bend 313 Of the third bent portion 314 and the third bent portion 315 of the "L" shape bent in the horizontal direction from the end of the third bent portion 314, the third bent portion 315 A fourth bent portion 316 bent in an "L" shape perpendicularly from the end to the lower end, a fifth bent portion 317 bent in a semicircle form of a semicircle from the end of the fourth bent portion 316, and a fifth It is configured to include a second ground portion 318 is bent in the form of "L" vertically from the end of the bent portion 317 is grounded. Here, the second RF power applying unit 311 is electrically connected to the output terminal of the matching unit 1420. In addition, the second ground part 318 is electrically grounded to an antenna cover disposed above the chamber 110 to surround the antenna part 140.

제 4 루프형 안테나(320)는 제 3 루프형 안테나(310)와 동일한 형태를 가지는 것으로, 제 3 루프형 안테나(310)의 90도 회전된 형태를 가지도록 제 2 RF 전력 인가부(311)에 전기적으로 접속된다.The fourth loop antenna 320 has the same shape as the third loop antenna 310, and the second RF power applying unit 311 has a form rotated 90 degrees of the third loop antenna 310. Is electrically connected to the.

제 5 루프형 안테나(330)는 제 3 루프형 안테나(310)와 동일한 형태를 가지는 것으로, 제 3 루프형 안테나(310)의 180도 회전된 형태를 가지도록 제 2 RF 전력 인가부(311)에 전기적으로 접속된다. 즉, 제 5 루프형 안테나(330)는 제 3 루프형 안테나(310)와 대칭되는 형태를 가지도록 제 2 RF 전력 인가부(311)에 전기적으로 접속된다.The fifth loop antenna 330 has the same shape as the third loop antenna 310, and the second RF power applying unit 311 has a form rotated 180 degrees of the third loop antenna 310. Is electrically connected to the That is, the fifth loop antenna 330 is electrically connected to the second RF power applying unit 311 to have a form symmetrical with the third loop antenna 310.

제 6 루프형 안테나(340)는 제 3 루프형 안테나(310)와 동일한 형태를 가지는 것으로, 제 3 루프형 안테나(310)의 270도 회전된 형태를 가지도록 제 2 RF 전력 인가부(311)에 전기적으로 접속된다. 즉, 제 6 루프형 안테나(340)는 제 4 루프형 안테나(320)와 대칭되는 형태를 가지도록 제 2 RF 전력 인가부(311)에 전기적으로 접속된다.The sixth loop antenna 340 has the same shape as the third loop antenna 310, and the second RF power applying unit 311 has a form in which the third loop antenna 310 is rotated 270 degrees. Is electrically connected to the. That is, the sixth loop antenna 340 is electrically connected to the second RF power applying unit 311 so as to have a form symmetrical with the fourth loop antenna 320.

고주파 전력 공급부(150)는 고주파 전원(410); 및 정합부(420)를 구비한다.The high frequency power supply unit 150 includes a high frequency power source 410; And a matching unit 420.

고주파 전원(410)은 RF 전력을 생성하여 제 1 내지 제 6 루프형 안테나(210, 220, 310, 320, 330, 340) 각각에 공급한다.The high frequency power source 410 generates RF power and supplies the RF power to each of the first to sixth loop antennas 210, 220, 310, 320, 330, and 340.

정합부(420)는 안테나부(140)와 고주파 전원(410) 사이에 설치되어 RF 전력의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시키는 역할을 한다.The matching unit 420 is installed between the antenna unit 140 and the high frequency power source 410 to serve to match the load impedance and the source impedance of the RF power.

이와 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치는 안테나부(140)에 RF 전력이 인가되면, 제 1 내지 제 6 루프형 안테나(210, 220, 310, 320, 330, 340) 주위에 유도 전기장이 발생되고, 이 유도 전기장에 의하여 가속된 전자가 중성기체와 충돌함으로써 챔버(110)의 반응공간에 플라즈마가 형성되어 기판(S)에 대한 플라즈마 처리(식각 또는 증착)를 수행하게 된다.As described above, in the plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention, when RF power is applied to the antenna unit 140, around the first to sixth loop antennas 210, 220, 310, 320, 330, and 340. An induction electric field is generated in the plasma, and the electrons accelerated by the induction electric field collide with the neutral gas to form plasma in the reaction space of the chamber 110 to perform plasma treatment (etching or deposition) on the substrate S. .

상술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치는 구리 배선(102), 제 1 코팅층(104), 및 제 2 코팅층(106)을 포함하여 구성된 제 1 내지 제 6 루프형 안테나(210, 220, 310, 320, 330, 340) 각각을 이용하여 유도 전기장을 발생시킴으로써, 도 9a에 도시된 바와 같이, RF 전력에 따른 전류 효율을 증가시키고, 이로 인하여, 도 9b에 도시된 바와 같이, 플라즈마 밀도를 증가시킬 수 있다.The plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention described above includes the first to sixth loop type antennas 210 including the copper wiring 102, the first coating layer 104, and the second coating layer 106. By generating an induction electric field using each of 220, 310, 320, 330, and 340, as shown in FIG. 9A, the current efficiency according to RF power is increased, and as a result, as shown in FIG. 9B, the plasma The density can be increased.

결과적으로, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치는 종래 대비 RF 전력에 따른 전류 효율이 30% 정도 증가되고, 플라즈마 밀도가 20 ~ 30% 정도 증가된다. 또한, 본 발명자는 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치를 이용한 식각 공정을 수행하여 분당 식각율을 분석한 결과 분당 2020Å 정도로 종래 대비 향상됨을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in Figures 9a and 9b, the plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention is increased by 30% current efficiency according to RF power compared to the prior art, the plasma density is about 20 to 30% Is increased. In addition, the present inventors have confirmed that the etching rate per minute by performing the etching process using the plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention is improved compared to the conventional 2020 대비 per minute.

도 10은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.10 is a schematic view of a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치는 챔버(110), 서셉터(120), 가스 분사부재(130), 안테나부(140), 및 고주파 전력 공급부(1150)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 가지는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치는 고주파 전력 공급부(1150)를 제외한 나머지 구성은 상술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치와 동일하기 때문에 동일한 구성에 대한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 하고, 이하 동일한 도면 부호를 부여하기로 한다.Referring to FIG. 10, the plasma processing apparatus according to the second embodiment of the present invention may include a chamber 110, a susceptor 120, a gas injection member 130, an antenna unit 140, and a high frequency power supply unit 1150. It is configured to include. Plasma processing apparatus according to the second embodiment of the present invention having such a configuration is the same as the plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention except for the high frequency power supply unit 1150 is the same configuration for The description will be replaced by the above description, and the same reference numerals will be given below.

고주파 전력 공급부(1150)는 안테나부(140)에 RF 전력을 공급하고, 안테나부(140)에 흐르는 전류 량을 검출하여 RF 전력의 세기를 실시간으로 조절함으로써 안테나부(140)에 흐르는 전류 량을 일정하게 유지시켜 챔버(110)의 반응공간에 형성되는 플라즈마 상태를 항상 일정하게 유지시킨다. 이를 위해, 고주파 전력 공급부(1150)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 고주파 전원(1410), 정합부(1420), 전류 분배소자(1430), 제 1 전류 검출부(1440), 제 2 전류 검출부(1450), 및 제어부(1460)를 포함하여 구성된다.The high frequency power supply unit 1150 supplies the RF power to the antenna unit 140, detects the amount of current flowing through the antenna unit 140, and adjusts the amount of current flowing through the antenna unit 140 by adjusting the intensity of the RF power in real time. By maintaining constant, the plasma state formed in the reaction space of the chamber 110 is always kept constant. To this end, the high frequency power supply unit 1150, as shown in Figure 11, the high frequency power supply 1410, matching unit 1420, current distribution element 1430, the first current detector 1440, the second current detector 1450, and a controller 1460.

고주파 전원(1410)은 RF 전력을 생성하여 정합부(1420)에 공급한다. 이때, 고주파 전원(1410)은 제어부(1460)의 제어에 따라 RF 전력의 세기를 조절한다.The high frequency power source 1410 generates RF power and supplies it to the matching unit 1420. At this time, the high frequency power supply 1410 adjusts the intensity of the RF power under the control of the controller 1460.

정합부(1420)는 제 1 및 제 2 임피던스 매칭소자(C1, C2)를 포함하여 구성된다.The matching unit 1420 includes first and second impedance matching elements C1 and C2.

제 1 임피던스 매칭소자(C1)는 고주파 전원(1410)의 출력단과 접지 사이에 접속되어 유효 전력을 매칭시키기 역할을 한다. 여기서, 제 1 임피던스 매칭소자(C1)는 제어부(1460)에 의해 임피던스 값이 가변되는 가변 커패시터가 될 수 있다.The first impedance matching element C1 is connected between the output terminal of the high frequency power source 1410 and the ground to match the effective power. Here, the first impedance matching element C1 may be a variable capacitor whose impedance value is changed by the controller 1460.

제 2 임피던스 매칭소자(C2)는 고주파 전원(1410)의 출력단과 전류 분배소자(1430) 사이에 접속되어 무효 전력을 매칭시키는 역할을 한다. 여기서, 제 1 임피던스 매칭소자(C2)는 제어부(1460)에 의해 임피던스 값이 가변되는 가변 커패시터이거나, 인덕터가 될 수 있다.The second impedance matching device C2 is connected between the output terminal of the high frequency power supply 1410 and the current distribution device 1430 to serve to match reactive power. Here, the first impedance matching device C2 may be a variable capacitor or an inductor whose impedance value is changed by the controller 1460.

이러한, 정합부(1420)는 RF 전력의 인가시 제어부(1460)의 제어에 의해 제 1 및 제 2 임피던스 매칭소자(C1, C2)의 용량 가변을 조절하여 임피던스 값을 가변하는 과정을 통해 RF 전력의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시킨다.The matching unit 1420 adjusts the capacitance of the first and second impedance matching elements C1 and C2 under the control of the control unit 1460 when the RF power is applied, thereby changing the impedance value. Match the load impedance and source impedance of.

전류 분배소자(1430)는 정합부(1420)의 출력단과 제 1 전류 검출부(1440) 사이에 전기적으로 접속된다. 이러한, 전류 분배소자(1430)는 정합부(1420)를 통해 공급되는 RF 전력을 제어부(1460)의 제어에 따라 소정의 전류 비율로 전류 분배하여 안테나부(140)의 내부 및 외부 안테나 유닛(142, 144) 각각에 흐르는 전류를 소정의 전류 비율로 조절한다. 이때, 전류 분배소자(1430)는 제어부(1460)에 의해 커패시턴스 값이 가변되는 가변 커패시터가 될 수 있다.The current distribution device 1430 is electrically connected between the output terminal of the matching unit 1420 and the first current detection unit 1440. The current distribution device 1430 divides the RF power supplied through the matching unit 1420 at a predetermined current ratio under the control of the control unit 1460 to internally and externally antenna unit 142 of the antenna unit 140. 144) currents flowing through each of them are adjusted at a predetermined current ratio. In this case, the current distribution device 1430 may be a variable capacitor whose capacitance value is changed by the controller 1460.

제 1 전류 검출부(1440)는 정합부(1420)의 출력단과 내부 안테나 유닛(142) 사이에 전기적으로 접속되어 전류 분배소자(1430)에 의해 전류 분배되어 내부 안테나 유닛(142)으로 공급되는 RF 전력의 전류 량을 검출하고, 검출된 전류 량에 대응되는 제 1 전류 검출신호(CDS1)를 생성하여 제어부(1460)에 제공한다.The first current detector 1440 is electrically connected between the output terminal of the matching unit 1420 and the internal antenna unit 142 and is divided by the current distribution device 1430 to supply the RF power to the internal antenna unit 142. The amount of current is detected, and a first current detection signal CDS1 corresponding to the detected amount of current is generated and provided to the controller 1460.

제 2 전류 검출부(1450)는 상기 전류 분배소자(1430)와 외부 안테나 유닛(144) 사이에 전기적으로 접속되어 전류 분배소자(1430)에 의해 전류 분배되어 외부 안테나 유닛(144)으로 공급되는 RF 전력의 전류 량을 검출하고, 검출된 전류 량에 대응되는 제 2 전류 검출신호(CDS2)를 생성하여 제어부(1460)에 제공한다.The second current detector 1450 is electrically connected between the current distribution device 1430 and the external antenna unit 144, and is divided by the current distribution device 1430 to supply the RF power to the external antenna unit 144. The amount of current is detected, and a second current detection signal CDS2 corresponding to the detected amount of current is generated and provided to the controller 1460.

제어부(1460)는 제 1 및 제 2 전류 검출부(1440, 1450) 각각으로부터 공급되는 제 1 및 제 2 전류 검출신호(CDS1, CDS2)에 기초하여 내부 및 외부 안테나 유닛(142, 144) 각각에 흐르는 전류가 소정의 전류 비율로 재조절되도록 전류 분배소자(1430)를 제어한다. 이때, 제어부(1460)는 제 1 및 제 2 전류 검출신호(CDS1, CDS2)에 따라 내부 안테나 유닛(142)에 흐르는 전류와 외부 안테나 유닛(144)에 흐르는 전류의 비가 1:2 내지 1:6 범위를 가지도록 전류 분배소자(1430)의 커패시턴스 값을 조절할 수 있다. 즉, 제어부(1460)는 제 1 및 제 2 전류 검출신호(CDS1, CDS2)에 따라 외부 안테나 유닛(144)에 흐르는 전류 량이 내부 안테나 유닛(142)에 흐르는 전류 량보다 크도록 조절한다. 이에 따라, 제어부(1460)는 제 1 및 제 2 전류 검출신호(CDS1, CDS2)에 따라 전류 분배소자(1430)의 커패시턴스 값을 조절하여 내부 및 외부 안테나 유닛(142, 144) 각각에 흐르는 전류의 비율을 실시간으로 보상함으로써 챔버(110) 내부의 내부 조건 또는 외부 조건의 변화가 발생되더라도 반응공간에 형성되는 플라즈마 상태를 항상 일정하게 유지시킨다.The controller 1460 flows to each of the internal and external antenna units 142 and 144 based on the first and second current detection signals CDS1 and CDS2 supplied from the first and second current detection units 1440 and 1450, respectively. The current distribution device 1430 is controlled so that the current is readjusted at a predetermined current ratio. In this case, the controller 1460 may determine a ratio of a current flowing through the internal antenna unit 142 and a current flowing through the external antenna unit 144 according to the first and second current detection signals CDS1 and CDS2 from 1: 2 to 1: 6. The capacitance value of the current distribution device 1430 may be adjusted to have a range. That is, the controller 1460 adjusts the amount of current flowing through the external antenna unit 144 to be greater than the amount of current flowing through the internal antenna unit 142 according to the first and second current detection signals CDS1 and CDS2. Accordingly, the controller 1460 adjusts the capacitance value of the current distribution device 1430 according to the first and second current detection signals CDS1 and CDS2 to control the current flowing through each of the internal and external antenna units 142 and 144. By compensating the ratio in real time, the plasma state formed in the reaction space is always kept constant even when a change in the internal condition or the external condition occurs inside the chamber 110.

또한, 제어부(1460)는 제 1 및 제 2 전류 검출신호(CDS1, CDS2)에 기초하여 고주파 전원(1410)을 제어하여 고주파 전원(1410)에서 출력되는 RF 전력의 세기를 조절한다. 이때, 제어부(1460)는 제 1 및 제 2 전류 검출신호(CDS1, CDS2)에 기초한 전류 분배소자(1430)의 제어와 동시에 고주파 전원(1410)을 제어하여 RF 전력의 세기를 조절할 수 있다.In addition, the controller 1460 controls the high frequency power source 1410 based on the first and second current detection signals CDS1 and CDS2 to adjust the intensity of the RF power output from the high frequency power source 1410. In this case, the controller 1460 may control the high frequency power supply 1410 and adjust the intensity of the RF power simultaneously with the control of the current distribution device 1430 based on the first and second current detection signals CDS1 and CDS2.

한편, 제어부(1460)는 제 1 및 제 2 전류 검출신호(CDS1, CDS2)가 작업자에 의해 설정된 최대 전류 량의 오차 범위를 벗어나는 경우 이를 작업자에게 알리기 위한 경보 신호를 발생하거나, 경보 신호와 동시에 고주파 전원(1410)을 셧다운(Shut Down)시킬 수 있다.On the other hand, the control unit 1460 generates an alarm signal to inform the operator when the first and second current detection signals CDS1 and CDS2 are out of the error range of the maximum amount of current set by the operator, or at the same time as the alarm signal. The power source 1410 may be shut down.

이와 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치는 안테나부(140)의 내부 및 외부 안테나 유닛(142, 144)에 RF 전력이 인가되면, 내부 및 외부 안테나 유닛(142, 144) 주위에 유도 전기장이 발생되고, 이 유도 전기장에 의하여 가속된 전자가 중성기체와 충돌함으로써 챔버(110)의 반응공간에 플라즈마가 형성되어 기판(S)에 대한 플라즈마 처리(식각 또는 증착)를 수행하게 된다. 이때, 본 발명은 제 1 및 제 2 전류 검출부(1440, 1450)를 이용하여 소정 비율로 내부 및 외부 안테나 유닛(142, 144) 각각에 흐르는 전류 량을 검출하여 내부 및 외부 안테나 유닛(142, 144)에 흐르는 전류 비율 및/또는 RF 전력의 세기를 실시간으로 조절함으로써 챔버(110) 내부의 내부 조건 또는 외부 조건의 변화가 발생되더라도 반응공간에 형성되는 플라즈마 상태를 항상 일정하게 유지시켜 기판(S)에 대한 플라즈마 처리 공정의 균일도를 항상 일정하게 할 수 있다.As described above, in the plasma processing apparatus according to the second embodiment of the present invention, when RF power is applied to the internal and external antenna units 142 and 144 of the antenna unit 140, the plasma processing apparatus may be surrounded by the internal and external antenna units 142 and 144. An induction electric field is generated in the plasma, and the electrons accelerated by the induction electric field collide with the neutral gas to form plasma in the reaction space of the chamber 110 to perform plasma treatment (etching or deposition) on the substrate S. . In this case, the present invention detects the amount of current flowing through each of the internal and external antenna units 142 and 144 at a predetermined ratio using the first and second current detection units 1440 and 1450 to detect the internal and external antenna units 142 and 144. By controlling the current rate and / or the intensity of the RF power flowing in real time in real time, even if a change in the internal condition or the external condition inside the chamber 110 occurs, the plasma state formed in the reaction space is always kept constant and thus the substrate S The uniformity of the plasma treatment process with respect to can always be made constant.

또한, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치는 구리 배선(102), 제 1 코팅층(104), 및 제 2 코팅층(106)을 포함하여 구성된 제 1 내지 제 6 루프형 안테나(210, 220, 310, 320, 330, 340) 각각을 이용하여 유도 전기장을 발생시킴으로써, 도 9a에 도시된 바와 같이, RF 전력에 따른 전류 효율을 증가시키고, 이로 인하여, 도 9b에 도시된 바와 같이, 플라즈마 밀도를 증가시킬 수 있다.In addition, the plasma processing apparatus according to the second embodiment of the present invention includes the first to sixth loop type antennas 210 including the copper wiring 102, the first coating layer 104, and the second coating layer 106. By generating an induction electric field using each of 220, 310, 320, 330, and 340, as shown in FIG. 9A, the current efficiency according to RF power is increased, and as a result, as shown in FIG. 9B, the plasma The density can be increased.

결과적으로, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치는 플라즈마 처리율(식각율 또는 증착율)을 증가시킴과 동시에 플라즈마 처리 공정의 균일도를 항상 일정하게 할 수 있다.As a result, the plasma processing apparatus according to the second embodiment of the present invention may increase the plasma treatment rate (etch rate or deposition rate) and at the same time make the uniformity of the plasma treatment process constant.

도 12는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 13은 도 12에 도시된 고주파 전력 공급부를 설명하기 위한 도면이다.12 is a view for explaining a plasma processing apparatus according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a view for explaining the high frequency power supply unit shown in FIG. 12.

도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 플라즈마 처리 장치는 챔버(110), 서셉터(120), 가스 분사부재(130), 안테나부(140), 및 고주파 전력 공급부(2150)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 가지는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치는 고주파 전력 공급부(2150)를 제외한 나머지 구성은 상술한 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치와 동일하기 때문에 동일한 구성에 대한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 하고, 이하 동일한 도면 부호를 부여하기로 한다.12 and 13, a plasma processing apparatus according to a third embodiment of the present invention includes a chamber 110, a susceptor 120, a gas injection member 130, an antenna unit 140, and a high frequency power supply unit. And 2150. Plasma processing apparatus according to the third embodiment of the present invention having such a configuration is the same as the plasma processing apparatus according to the second embodiment of the present invention except for the high frequency power supply unit 2150 is the same configuration for the same configuration The description will be replaced by the above description, and the same reference numerals will be given below.

고주파 전력 공급부(2150)는 안테나부(140)에 RF 전력을 공급하고, 안테나부(140)로부터 접지로 흐르는 전류 량을 검출하여 RF 전력의 세기를 실시간으로 조절함으로써 안테나부(140)에 흐르는 전류 량을 일정하게 유지시켜 챔버(110)의 반응공간에 형성되는 플라즈마 상태를 항상 일정하게 유지시킨다. 이를 위해, 고주파 전력 공급부(2150)는 고주파 전원(1410), 정합부(1420), 전류 분배소자(1430), 제 1 전류 검출부(2440), 제 2 전류 검출부(2450), 및 제어부(1460)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 가지는 고주파 전력 공급부(2150)는 제 1 및 제 2 전류 검출부(2440, 2450)를 제외하고는 상술한 본 발명의 제 2 실시 예와 동일한 구성을 갖는다. 이에 따라, 제 1 및 제 2 전류 검출부(2440, 2450)를 제외한 다른 구성에 대한 설명은 상술한 본 발명의 제 2 실시 예에 대한 설명으로 대신하기로 하고, 이하 동일한 도면 부호를 부여하기로 한다.The high frequency power supply unit 2150 supplies the RF power to the antenna unit 140, detects the amount of current flowing from the antenna unit 140 to the ground, and adjusts the strength of the RF power in real time so that the current flows into the antenna unit 140. The amount is kept constant so that the plasma state formed in the reaction space of the chamber 110 is always kept constant. To this end, the high frequency power supply 2150 is a high frequency power supply 1410, matching unit 1420, current distribution element 1430, the first current detector 2440, the second current detector 2450, and the controller 1460 It is configured to include. The high frequency power supply 2150 having such a configuration has the same configuration as the second embodiment of the present invention except for the first and second current detection units 2440 and 2450. Accordingly, the description of the other components except for the first and second current detectors 2440 and 2450 will be replaced with the description of the second embodiment of the present invention described above, and the same reference numerals will be given below. .

제 1 및 제 2 전류 검출부(2440, 2450) 각각은 내부 및 외부 안테나 유닛(142, 144) 각각을 통해 접지로 흐르는 전류 량을 검출하여 해당 검출신호(CDS1, CDS2)를 생성하는 것을 제외하고는 상술한 본 발명의 제 2 실시 예와 동일하게 구성된다.Each of the first and second current detectors 2440 and 2450 detects the amount of current flowing to the ground through each of the internal and external antenna units 142 and 144 to generate the corresponding detection signals CDS1 and CDS2. It is configured in the same manner as in the second embodiment of the present invention described above.

제 1 전류 검출부(2440)는 상술한 내부 안테나 유닛(142)과 접지 사이에 전기적으로 접속되어 전류 분배소자(1430)에 의해 전류 분배되어 내부 안테나 유닛(142)을 통해 접지로 흐르는 RF 전력의 전류 량을 검출하고, 검출된 전류 량에 대응되는 제 1 전류 검출신호(CDS1)를 생성하여 제어부(1460)에 제공한다.The first current detector 2440 is electrically connected between the above-described internal antenna unit 142 and the ground, and the current is distributed by the current distribution device 1430 to flow to the ground through the internal antenna unit 142 to the ground. The amount is detected, and a first current detection signal CDS1 corresponding to the detected amount of current is generated and provided to the controller 1460.

제 2 전류 검출부(2450)는 상술한 외부 안테나 유닛(144)과 접지 사이에 전기적으로 접속되어 전류 분배소자(1430)에 의해 전류 분배되어 외부 안테나 유닛(144)을 통해 접지로 흐르는 RF 전력의 전류 량을 검출하고, 검출된 전류 량에 대응되는 제 2 전류 검출신호(CDS2)를 생성하여 제어부(1460)에 제공한다.The second current detection unit 2450 is electrically connected between the external antenna unit 144 and the above-described ground, and the current is distributed by the current distribution device 1430 to flow the RF power to the ground through the external antenna unit 144. The amount is detected, and a second current detection signal CDS2 corresponding to the detected amount of current is generated and provided to the controller 1460.

이와 같은, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치는 제 1 및 제 2 전류 검출부(2440, 2450)를 이용하여 소정 비율로 내부 및 외부 안테나 유닛(142, 144) 각각을 통해 접지로 흐르는 전류 량을 검출하여 내부 및 외부 안테나 유닛(142, 144)에 흐르는 전류 비율 및/또는 RF 전력의 세기를 실시간으로 조절함으로써 챔버(110) 내부의 내부 조건 또는 외부 조건의 변화가 발생되더라도 반응공간에 형성되는 플라즈마 상태를 항상 일정하게 유지시켜 기판(S)에 대한 플라즈마 처리 공정의 균일도를 항상 일정하게 할 수 있다.As described above, the plasma processing apparatus according to the third embodiment of the present invention flows to the ground through each of the internal and external antenna units 142 and 144 at a predetermined ratio using the first and second current detection units 2440 and 2450. By detecting the amount of current and adjusting the current rate and / or the intensity of the RF power flowing in the internal and external antenna units 142 and 144 in real time, even if a change in the internal condition or the external condition inside the chamber 110 occurs, The plasma state to be formed is always kept constant so that the uniformity of the plasma treatment process with respect to the substrate S can be made constant at all times.

또한, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치는 구리 배선(102), 제 1 코팅층(104), 및 제 2 코팅층(106)을 포함하여 구성된 제 1 내지 제 6 루프형 안테나(210, 220, 310, 320, 330, 340) 각각을 이용하여 유도 전기장을 발생시킴으로써, 도 9a에 도시된 바와 같이, RF 전력에 따른 전류 효율을 증가시키고, 이로 인하여, 도 9b에 도시된 바와 같이, 플라즈마 밀도를 증가시킬 수 있다.In addition, the plasma processing apparatus according to the third embodiment of the present invention includes the first to sixth loop type antennas 210 including the copper wiring 102, the first coating layer 104, and the second coating layer 106. By generating an induction electric field using each of 220, 310, 320, 330, and 340, as shown in FIG. 9A, the current efficiency according to RF power is increased, and as a result, as shown in FIG. 9B, the plasma The density can be increased.

결과적으로, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치는 플라즈마 처리율(식각율 또는 증착율)을 증가시킴과 동시에 플라즈마 처리 공정의 균일도를 항상 일정하게 할 수 있다.As a result, the plasma processing apparatus according to the third embodiment of the present invention can increase the plasma treatment rate (etch rate or deposition rate) and make the uniformity of the plasma treatment process constant at all times.

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.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100: 안테나 102: 구리 배선
104: 제 1 코팅층 106: 제 2 코팅층
110: 공정 챔버 120: 서셉터
130: 가스 분사부재 140: 안테나부
142, 144: 안테나 유닛 150, 1150, 2150: 고주파 전력 공급부100: antenna 102: copper wiring
104: first coating layer 106: second coating layer
110: process chamber 120: susceptor
130: gas injection member 140: antenna portion
142, 144: antenna unit 150, 1150, 2150: high frequency power supply

Claims (18)

구리 재질로 이루어진 구리 배선;
구리 재질로 이루어져 상기 구리 배선을 감싸도록 코팅된 제 1 코팅층; 및
상기 제 1 코팅층을 감싸도록 코팅된 제 2 코팅층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생용 안테나.Copper wiring made of copper material;
A first coating layer made of a copper material and coated to surround the copper wiring; And
And a second coating layer coated to surround the first coating layer. 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 코팅층은 은(Ag), 금(Au), 또는 백금(Pt) 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생용 안테나.The method of claim 1,
The second coating layer is a plasma generation antenna, characterized in that made of silver (Ag), gold (Au), or platinum (Pt) material. 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 코팅층은 20±5㎛ 정도의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생용 안테나.The method of claim 2,
The second coating layer is a plasma generation antenna, characterized in that having a thickness of about 20 ± 5㎛. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 코팅층은 3㎛ ~ 5㎛ 정도의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생용 안테나.The method of claim 1,
The antenna for plasma generation, characterized in that the first coating layer has a thickness of about 3㎛ ~ 5㎛. 플라즈마를 형성하여 기판에 대한 플라즈마 처리 공정을 수행하기 위한 반응공간을 제공하는 챔버;
상기 반응공간의 중심 영역과 나머지 영역 각각에 대응되도록 배치된 내부 및 외부 안테나 유닛에 공급되는 RF 전력을 이용하여 상기 반응공간에 공급되는 공정가스를 상기 플라즈마로 변환시키기 위한 안테나부; 및
상기 RF 전력을 생성하여 상기 내부 및 외부 안테나 유닛 각각에 공급하되, 상기 내부 및 외부 안테나 유닛 각각에 흐르는 전류 량을 검출하고, 검출된 전류 량에 따라 상기 RF 전력을 소정의 전류 비율로 조절하여 상기 내부 및 외부 안테나 유닛 각각에 흐르는 전류 량을 일정하게 유지시키는 고주파 전력 공급부를 포함하여 구성되고,
상기 내부 및 외부 안테나 유닛 각각은 상기 RF 전력이 인가되는 RF 전력 인가부와 접지에 접속된 접지부 사이에 형성된 적어도 하나의 루프형 안테나를 포함하며, 상기 적어도 하나의 루프형 안테나는 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 안테나로 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.A chamber forming a plasma to provide a reaction space for performing a plasma processing process on the substrate;
An antenna unit for converting the process gas supplied to the reaction space into the plasma by using RF power supplied to internal and external antenna units disposed to correspond to each of the center region and the remaining regions of the reaction space; And
Generate and supply the RF power to each of the internal and external antenna units, detect the amount of current flowing through each of the internal and external antenna units, and adjust the RF power at a predetermined current ratio according to the detected amount of current. It comprises a high frequency power supply for maintaining a constant amount of current flowing through each of the internal and external antenna units,
Each of the internal and external antenna units includes at least one loop antenna formed between an RF power applying unit to which the RF power is applied and a ground unit connected to ground, and the at least one loop antenna includes: A plasma processing apparatus comprising the antenna according to any one of claims 4 to 6. 제 5 항에 있어서,
상기 고주파 전력 공급부는 상기 검출된 전류 량에 따라 상기 외부 안테나 유닛에 흐르는 전류 량이 상기 내부 안테나 유닛에 흐르는 전류 량보다 크도록 조절하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The method of claim 5, wherein
And the high frequency power supply adjusts the amount of current flowing through the external antenna unit to be greater than the amount of current flowing through the internal antenna unit according to the detected amount of current. 제 5 항에 있어서,
상기 고주파 전력 공급부는 상기 검출된 전류 량에 따라 상기 내부 안테나 유닛에 흐르는 전류와 상기 외부 안테나 유닛에 흐르는 전류의 비를 1:2 내지 1:6 범위로 조절하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The method of claim 5, wherein
And the high frequency power supply adjusts a ratio of a current flowing through the internal antenna unit and a current flowing through the external antenna unit in a range of 1: 2 to 1: 6 according to the detected amount of current. 제 5 항에 있어서,
상기 고주파 전력 공급부는 상기 검출된 전류 량에 따라 상기 RF 전력의 세기를 조절하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The method of claim 5, wherein
And the high frequency power supply adjusts the intensity of the RF power according to the detected amount of current. 제 5 항에 있어서,
상기 고주파 전력 공급부는,
상기 RF 전력을 생성하는 고주파 전원;
상기 고주파 전원으로부터 출력되는 상기 RF 전력의 임피던스를 정합시키기 위한 정합부;
상기 고주파 전원으로부터 공급되는 RF 전력을 상기 소정의 전류 비율로 분배하는 전류 분배소자;
상기 전류 분배소자에 의해 전류 분배되어 상기 내부 안테나 유닛으로 공급되는 RF 전력의 전류 량을 검출하여 제 1 전류 검출신호를 생성하는 제 1 전류 검출부;
상기 전류 분배소자에 의해 전류 분배되어 상기 외부 안테나 유닛으로 공급되는 RF 전력의 전류 량을 검출하여 제 2 전류 검출신호를 생성하는 제 2 전류 검출부; 및
상기 제 1 및 제 2 전류 검출신호에 따라 상기 전류 분배소자를 제어하여 상기 소정의 전류 비율을 조절하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The method of claim 5, wherein
The high frequency power supply unit,
A high frequency power supply generating the RF power;
A matching unit for matching an impedance of the RF power output from the high frequency power source;
A current distribution element for distributing the RF power supplied from the high frequency power at the predetermined current ratio;
A first current detector configured to generate a first current detection signal by detecting an amount of current of RF power supplied by the current distribution device to the internal antenna unit;
A second current detector configured to generate a second current detection signal by detecting a current amount of RF power supplied by the current distribution device to the external antenna unit; And
And a controller which controls the current distribution device according to the first and second current detection signals to adjust the predetermined current ratio. 제 9 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 전류 분배소자의 제어와 동시에 상기 제 1 및 제 2 전류 검출신호에 따라 상기 고주파 전원을 제어하여 상기 RF 전력의 세기를 조절하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The method of claim 9,
And the control unit controls the high frequency power according to the first and second current detection signals simultaneously with controlling the current distribution device to adjust the intensity of the RF power. 제 9 항에 있어서,
상기 전류 분배소자는 상기 제어부의 제어에 따라 커패시턴스가 가변되는 가변 커패시터인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The method of claim 9,
The current distribution device is a plasma processing apparatus, characterized in that the variable capacitor whose capacitance is variable under the control of the controller. 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 전류 검출부는 상기 정합부의 출력단과 상기 내부 안테나 유닛 사이에 접속되고,
상기 제 2 전류 검출부는 상기 전류 분배소자와 상기 외부 안테나 유닛 사이에 접속되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The method of claim 9,
The first current detection unit is connected between an output end of the matching unit and the internal antenna unit,
And the second current detector is connected between the current distribution element and the external antenna unit. 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 전류 검출부는 상기 내부 안테나 유닛과 접지 사이에 접속되고,
상기 제 2 전류 검출부는 상기 외부 안테나 유닛과 접지 사이에 접속되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The method of claim 9,
The first current detector is connected between the internal antenna unit and ground;
And the second current detector is connected between the external antenna unit and ground. 구리 재질로 이루어진 구리 배선을 감싸도록 상기 구리 재질로 이루어진 제 1 코팅층을 상기 구리 배선에 코팅하는 공정; 및
상기 제 1 코팅층을 감싸도록 제 2 코팅층을 상기 제 1 코팅층에 코팅하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생용 안테나의 제조 방법.Coating a first coating layer made of the copper material on the copper wiring so as to surround the copper wiring made of the copper material; And
And coating a second coating layer on the first coating layer so as to surround the first coating layer. 제 14 항에 있어서,
상기 제 2 코팅층은 은(Ag), 금(Au), 또는 백금(Pt) 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생용 안테나의 제조 방법.15. The method of claim 14,
The second coating layer is a manufacturing method of the antenna for plasma generation, characterized in that made of silver (Ag), gold (Au), or platinum (Pt) material. 제 15 항에 있어서,
상기 제 2 코팅층은 20±5㎛ 정도의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생용 안테나의 제조 방법.The method of claim 15,
The second coating layer has a thickness of about 20 ± 5㎛ manufacturing method of the antenna for plasma generation. 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 코팅층은 3㎛ ~ 5㎛ 정도의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생용 안테나의 제조 방법.15. The method of claim 14,
The first coating layer has a thickness of about 3㎛ ~ 5㎛ manufacturing method of the antenna for plasma generation. 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 코팅층은 도금 방법에 의해 코팅되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생용 안테나의 제조 방법.15. The method of claim 14,
The first and second coating layer is a method of manufacturing an antenna for plasma generation, characterized in that the coating by coating.
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