KR101253297B1 - 유도결합 플라즈마 안테나 및 이를 이용하는 플라즈마 처리장치 - Google Patents

유도결합 플라즈마 안테나 및 이를 이용하는 플라즈마 처리장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101253297B1
KR101253297B1 KR1020110016365A KR20110016365A KR101253297B1 KR 101253297 B1 KR101253297 B1 KR 101253297B1 KR 1020110016365 A KR1020110016365 A KR 1020110016365A KR 20110016365 A KR20110016365 A KR 20110016365A KR 101253297 B1 KR101253297 B1 KR 101253297B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antenna
central
bent edge
bent
branch
Prior art date
Application number
KR1020110016365A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120097051A (ko
Inventor
손형규
이영종
강찬호
Original Assignee
엘아이지에이디피 주식회사
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 엘아이지에이디피 주식회사 filed Critical 엘아이지에이디피 주식회사
Priority to KR1020110016365A priority Critical patent/KR101253297B1/ko
Publication of KR20120097051A publication Critical patent/KR20120097051A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101253297B1 publication Critical patent/KR101253297B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H01J37/3211Antennas, e.g. particular shapes of coils
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H01J37/32183Matching circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/364Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith using a particular conducting material, e.g. superconductor
    • H01Q1/366Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith using a particular conducting material, e.g. superconductor using an ionized gas
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/46Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/46Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H05H1/4645Radiofrequency discharges
    • H05H1/4652Radiofrequency discharges using inductive coupling means, e.g. coils
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H2242/00Auxiliary systems
    • H05H2242/20Power circuits

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 플라즈마 처리장치는 기판이 안착되는 서셉터를 구비하는 챔버와, 상기 서셉터 상부에 위치하며, 외곽틀을 형성하는 외곽프레임과, 복수 개의 윈도우가 안착될 수 있도록 상기 외곽프레임 내측에 형성되는 내부프레임을 구비하는 리드 프레임 및 상기 리드 프레임의 상부에 위치하고, 사각 나선형태로 절곡되는 복수 개의 중앙부 분기안테나와, 상기 내부 프레임으로부터 일정간격 이격된 채 상기 내부 프레임과 교차하도록 상기 중앙부 분기안테나에서 분기되는 복수 개의 2차 분기안테나를 포함하는 중앙부 안테나를 포함하여, 중앙부 안테나의 임피던스를 조절하여 기판의 중앙부와 주변부에 발생하는 플라즈마 밀도를 균일하게 제어할 수 있고, 안테나의 임피던스를 조절함으로서 플라즈마 밀도분포를 조절하고, 다양한 플라즈마 처리환경에 대응할 수 있는 유도결합 플라즈마 안테나 및 플라즈마 처리장치를 제공할 수 있다.

Description

유도결합 플라즈마 안테나 및 이를 이용하는 플라즈마 처리장치{Inductively coupled plasma antenna and Plasma processing apparatus using the same}
본 발명은 유도결합 플라즈마 안테나 및 이를 이용하는 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 균일한 플라즈마를 발생시킬 수 있는 유도결합 플라즈마 안테나 및 이를 이용하는 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.
플라즈마는 반도체 및 디스플레이 장치를 제조하기 위한 여러 공정들, 예를 들어, 증착, 에칭, 박리, 세정 공정 등에 다양하게 사용되고 있다. 현재 반도체 및 디스플레이 제조 분야에서 가장 많이 이용되는 플라즈마 소스 발생 방식은 RF를 이용한 것으로 발생 방식에 따라 용량결합형 플라즈마(Capacitively coupling plasma, CCP)와 유도결합형 플라즈마(Inductively coupled plasma, ICP)로 구분된다.
용량결합형 플라즈마(CCP)는 평행한 전극 간에 전력을 인가하여, 전극의 표면에 분포된 전하에 의해 형성된 축전 전기장에 의해 플라즈마를 발생한다. 따라서 용량결합형 플라즈마를 이용하는 장치는 일반적으로 웨이퍼나 기판이 위치하는 하부전극과 가스 주입을 위한 샤워헤드가 포함된 상부 전극을 구비한다.
유도결합형 플라즈마(ICP)는 코일 형태의 안테나에 RF 전력을 인가하여 안테나에 흐르는 전류에 의해 형성된 유도전기장에 의해 플라즈마를 발생시킨다. 따라서 유도결합형 플라즈마를 이용하는 장치는 일반적으로 코일 형태의 안테나가 플라즈마 발생공간 외부에 배치되고 석영과 같은 유전체윈도우를 통해 플라즈마 발생공간에 전기장을 유도하도록 구성된다.
유도결합형 플라즈마는 용량결합형 플라즈마에 비해 저압영역에서도 효과적으로 플라즈마가 발생되고, 높은 밀도의 플라즈마를 얻을 수 있는 장점이 있어 사용영역이 확대되는 추세이다.
한편 디스플레이 제조분야에 있어, 대형화면에 대한 소비자의 요구 및 생산효율 측면에서 기판의 대면적화는 필수적이며, 이를 위해 플라즈마 처리장치도 대형화되고 있다.
이에 따라 유도결합 플라즈마 안테나는 종래 하나의 코일이 나선형으로 감긴 구조에서, 중앙부와 주변부에 각각 안테나를 구비하는 구조로 변화하여 기판의 중앙부와 주변부의 플라즈마 밀도 차이를 개선하려 하고 있다.
그러나 대칭성을 고려해 전류가 안테나 중앙부 상측으로 인가되는 것과, 챔버 내벽에서의 이온 및 전자 손실 등으로 여전히 중앙부의 플라즈마가 주변부에 비해 높은 밀도를 갖게되어 플라즈마의 균일성을 확보하기 어려운 문제가 있다.
유도결합 플라즈마 처리장치가 다양한 기판 처리 환경에 대응할 수 있도록 플라즈마 특성을 가변할 수 있는 유도결합 플라즈마 안테나에 대한 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 중앙부 안테나의 임피던스를 조절하여 중앙부 안테나와 주변부 안테나에 흐르는 전류를 조절하고, 결과적으로 플라즈마 밀도를 제어할 수 있는 유도결합 플라즈마 안테나 및 이를 이용하는 플라즈마 처리장치를 제공함에 있다.
전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 처리장치는 기판이 안착되는 서셉터를 구비하는 챔버와, 상기 서셉터 상부에 위치하며, 외곽틀을 형성하는 외곽프레임과, 복수 개의 윈도우가 안착될 수 있도록 상기 외곽프레임 내측에 형성되는 내부프레임을 구비하는 리드 프레임 및 상기 리드 프레임의 상부에 위치하고, 사각 나선형태로 절곡되는 복수 개의 중앙부 분기안테나와, 상기 내부 프레임으로부터 일정간격 이격된 채 상기 내부 프레임과 교차하도록 상기 중앙부 분기안테나에서 분기되는 복수 개의 2차 분기안테나를 포함하는 중앙부 안테나를 포함한다.
또는 상기 2차 분기안테나와 상기 내부 프레임 사이에 형성되는 용량성 리액턴스(Xc) 값을 조절하여 상기 중앙부 안테나의 임피던스를 조절할 수 있다.
또는 상기 2차 분기안테나의 개수를 변경하여 상기 용량성 리액턴스(Xc) 값을 조절할 수 있다.
또는 복수 개의 상기 2차 분기안테나는 서로 병렬 연결되어, 상기 2차 분기안테나의 개수를 늘릴수록 상기 용량성 리액턴스(Xc) 값이 상승하도록 할 수 있다.
또는 상기 중앙부 안테나는 가변 인덕턴스 코일을 더 구비할 수 있다.
또는 상기 가변 인덕턴스 코일은 유도성 리액턴스(XL) 값을 조절하여 상기 중앙부 안테나의 임피던스를 조절할 수 있다.
또는 상기 중앙부 안테나의 주변에는 수회 절곡 연장되어 상기 중앙부 안테나의 주변을 둘러싸는 복수 개의 주변부 분기안테나가 더 구비될 수 있다.
전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 유도결합 플라즈마 안테나는 사각 나선형태로 절곡되는 복수 개의 중앙부 분기안테나와, 상기 중앙부 분기안테나에서 분기되는 복수 개의 2차 분기안테나를 포함하는 중앙부 안테나 및 상기 중앙부 안테나 주변에 위치하는 주변부 안테나를 포함한다.
또는 상기 중앙부 분기안테나는 제1절곡변과, 상기 제1절곡변의 단부와 연결되는 제2절곡변과, 상기 제2절곡변의 단부와 연결되는 제3절곡변과, 상기 제3절곡변의 단부와 연결되는 제4절곡변을 포함하고, 상기 2차 분기안테나는 상기 제2절곡변에서 분기되며, 상기 제3절곡변과 평행하게 구비될 수 있다.
또는 상기 중앙부 분기안테나는 제1절곡변과, 상기 제1절곡변의 단부와 연결되는 제2절곡변과, 상기 제2절곡변의 단부와 연결되는 제3절곡변과, 상기 제3절곡변의 단부와 연결되는 제4절곡변을 포함하고, 상기 2차 분기안테나는 상기 제3절곡변에서 분기되며, 상기 제3절곡변과 평행하게 구비될 수 있다.
또는 상기 주변부 안테나는 수회 절곡 연장되어 상기 중앙부 안테나의 주변을 반바퀴만큼 둘러싸는 복수 개의 주변부 분기안테나를 포함할 수 있다.
또는 상기 중앙부 안테나는 가변 인덕턴스 코일을 더 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 유도결합 플라즈마 안테나 및 이를 이용하는 플라즈마 처리장치는 중앙부 안테나의 임피던스를 조절하여 기판의 중앙부와 주변부에 발생하는 플라즈마 밀도를 균일하게 제어할 수 있다.
또한 안테나의 임피던스를 조절함으로서, 플라즈마 밀도분포를 조절하고, 다양한 플라즈마 처리환경에 대응할 수 있는 유도결합 플라즈마 안테나 및 플라즈마 처리장치를 제공할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 안테나를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 안테나를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치를 도시한 개략적 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 리드 프레임에 유도결합 플라즈마 안테나가 설치된 상태를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 안테나의 회로도이다.
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, 도면 상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 안테나에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 안테나를 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 안테나(100)는 중앙에 위치하는 중앙부 안테나(110)와, 중앙부 안테나(110)의 주변을 둘러싸는 주변부 안테나(120)와, 중앙부 안테나(110)와 주변부 안테나(120) 각각에 RF 파워를 전달하는 급전부(130)와, RF 파워를 공급하는 RF 전원부(140)를 포함한다.
RF 전원부(140)는 주파수가 13.56MHz인 고주파 전력을 공급할 수 있다. RF 전원부(140)와 급전부(130) 사이에는 매칭부(150)가 구비될 수 있다. 매칭부(150)는 임피던스 정합을 통해 RF 파워의 전달 효율을 높일 수 있다.
급전부(130)는 대칭성을 위해 중앙부 안테나(110)의 중심부 상부에 위치할 수 있다. 그리고 중앙부 안테나(110)에 RF 파워를 전달하는 중앙급전라인(131)과, 주변부 안테나(120)에 RF 파워를 전달하는 주변급전라인(132)으로 분기될 수 있다.
중앙급전라인(131)에는 가변 인덕턴스 코일(160)이 더 구비될 수 있으며, 가변 인덕턴스 코일(160)은 유도성 리액턴스(XL) 값을 조절하여 중앙부 안테나(110)의 임피던스를 조절가능하게 한다.
이하에서는 중앙부 안테나(110)와 주변부 안테나(120)에 대해 구체적으로 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 안테나(100)를 도시한 평면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 중앙부 안테나(110)는 점차 반경이 커지는 사각 나선형태로 절곡되는 4개의 중앙부 분기안테나(116)를 포함할 수 있다.
각각의 중앙부 분기안테나(116)는 중앙급전라인(131)과 연결되는 제1절곡변(111)과, 제1절곡변(111) 대략 수직으로 연결되며 제1절곡변(111)보다 길게 형성되는 제2절곡변(112), 제2절곡변(112) 대략 수직으로 연결되며 제2절곡변(112)보다 길게 형성되는 제3절곡변(113), 제3절곡변(113) 대략 수직으로 연결되며 제3절곡변(113)보다 길게 형성되는 제4절곡변(114)을 포함할 수 있다.
또한 제2절곡변(112)에서 분기되어 제3절곡변(113)과 대략 평행하게 구비되는 2차 분기안테나(115)가 구비될 수 있다. 또는 2차 분기안테나(115)는 제3절곡변(113)에서 분기되어 제3절곡변(113)과 대략 평행하게 구비될 수 있다. 또는 2차 분기안테나(115)는 제3절곡변(113) 또는 제4절곡변(114)에서 분기되어 제4절곡변(114)에 대략 평행하게 구비될 수도 있다.
도 2에는 2차 분기안테나(115)가 2개의 평행한 라인으로 도시되어 있으나, 이는 중앙부 안테나(110)의 임피던스에 따라 개수를 조절할 수 있다.
2차 분기안테나(115)는 후술할 내부프레임과 이격된 채 교차되어 2차 분기안테나(115)와 내부 프레임 사이에 형성되는 용량성 리액턴스(Xc)를 유도하고, 이를 통해 중앙부 안테나(110)의 임피던스를 조절할 수 있도록 한다. 이에 대한 자세한 내용은 후술한다.
이하에서는 상기 중앙부 안테나(110)의 전체적 형상을 버드윙 안테나(bird wing antenna)라고 명명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 주변부 안테나(120)는 중앙부 안테나(110) 주변에 위치하며, 수회 절곡 연장되어 중앙부 안테나(110)를 둘러싸도록 구비된다.
주변부 안테나(120)는 상기 주변급전라인(132)과 연결되는 한 쌍의 주변부 분기안테나(121)를 포함하며 각 주변부 분기안테나(121)는 중앙부 안테나(110)를 네 방향에서 반바퀴씩 감싸도록 구비될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치에 대해 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치를 도시한 개략적 측단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치(1000)는, 챔버(200)와, 챔버(200) 내부에 위치하며 기판(S)이 안착되는 서셉터(300)와, 챔버(200)의 상부에 위치하는 리드(lid)를 구비한다.
그리고 리드는 복수 개의 사각틀이 형성된 리드 프레임(400)과, 복수 개의 사각틀 각각에 설치되는 복수 개의 윈도우(500), 그리고 윈도우(500) 상부에 설치되는 유도결합 플라즈마 안테나(100)를 구비한다. 유도결합 플라즈마 안테나(100)에는 13.56Mhz의 고주파를 유도결합 플라즈마 안테나(100)로 제공하는 RF 전원부(140)가 연결된다.
윈도우(500)는 절연체로서, 석영판, 질화실리콘(Si3N4), 탄화규소(SiC), 실리콘(Si) 등의 재료가 이용될 수도 있다.
리드 프레임(400)은 알루미늄 합금 재질로 제조될 수 있으며, 리드 프레임(400)의 외곽틀을 형성하는 외곽프레임(410)과, 외곽프레임(410)에 의해 형성된 공간에 복수 개의 사각틀이 형성되도록 외곽프레임(410)의 내측으로 형성되는 내부프레임(420)을 구비한다. 내부프레임(420)에는 외측으로 돌출 형성된 지지단(미도시)이 구비되어 사각틀 내에 설치되는 윈도우(500)의 측부를 지지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 리드 프레임에 유도결합 플라즈마 안테나가 설치된 상태를 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 안테나의 회로도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 리드 프레임(400)의 중앙부에는 중앙부 안테나(110)로서 버드윙 안테나가 위치하고, 중앙부 안테나(110)의 주변으로 주변부 안테나(120)가 위치한다. 리드 프레임(400)이 N*N개의 사각틀로 나뉘어진 경우, 중앙부 안테나(110)는 최외곽 사각틀을 제외한 (N-2)*(N-2)개의 사각틀 위에 위치하고, 주변부 안테나(120)는 최외곽 사각틀 위에 위치하는 것이 바람직하다.
또한 도 4에 도시된 바와 같이, 중앙부 안테나(110)는 2차 분기안테나(115)가 내부프레임(420)의 상부에서 내부프레임(420)과 대략 수직으로 교차하도록 위치함이 바람직하다.
2차 분기안테나(115)와 내부프레임(420)은 서로 이격된 채 마주보게 되므로 커패시터를 구성하는 마주보는 도전판과 같은 역할을 하게 된다. 즉 2차 분기안테나(115)에 흐르는 전류에 의한 유도현상에 의해 2차 분기안테나(115)와 내부프레임(420)은 서로 전기적으로 반대 극성을 띠고 전자를 붙들게 된다.
2차 분기안테나(115)에는 교류전원이 연결되므로 2차 분기안테나(115)와 내부프레임(420) 사이에서는 커패시터와 같이 충전과 방전이 반복되며 용량성 리액턴스(Xc)가 발생한다.
용량성 리액턴스(Xc)는 다음 [수학식 1]에 의해 정의될 수 있다.
Figure 112011013344416-pat00001
그리고 정전용량값(C)은 다음 [수학식 2]에 의해 정의된다.
Figure 112011013344416-pat00002
그리고 중앙부 안테나(110)를 코일이라 가정할 때, 중앙부 안테나(110)는 도 5에 도시된 회로도로 나타낼 수 있다. 이를 기초로 중앙부 안테나(110)의 임피던스(Z)는 다음 [수학식 3]과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112011013344416-pat00003
R은 저항이고, XL은 유도성 리액턴스이며, Xc는 용량성 리액턴스이다.
따라서 중앙부 안테나(110)는 유도성 리액턴스(XL)과 용량성 리액턴스(Xc)를 가변하여 전체 임피던스(Z)를 조절할 수 있다. 유도성 리액턴스(XL) 값의 경우, 중앙급전라인(131)에 설치된 가변 인덕턴스 코일(160)을 이용해 조절하는 것이 가능하고, 용량성 리액턴스(Xc)의 경우 정전용량값(C)을 조정해 조절하는 것이 가능하다.
특히 정전용량값(C)은 2차 분기안테나(115)의 수를 조절하여, 마치 복수 개의 커패시터가 병렬로 연결되는 것과 같은 효과를 가져올 수 있다. 예를 들면 도 4에 도시된 바와 같이 정전용량값(C)이 C1인 2차 분기안테나(115)를 2개 라인으로 구비하면, 제3절곡변(113)(제3절곡변(113)에 의한 정전용량값도 C1이라고 가정)과 함께 합성정전용량값은 3C1이 되게 된다.
또는 [수학식 2]에 따라 2차 분기안테나(115)가 내부프레임(420)과 마주보는 면의 면적(A)을 조절하여 정전용량값(C)을 조정하는 것도 가능하다.
또는 [수학식 2]에 따라 2차 분기안테나(115)와 내부프레임(420) 사이의 간격(d)을 조절하여 정전용량값(C)을 조정하는 것도 가능하다.
또는 [수학식 2]에 따라 2차 분기안테나(115)와 내부프레임(420) 사이에 공기 또는 그 밖의 유전물질을 구비하여 정전용량값(C)을 조정하는 것도 가능하다.
상기와 같은 구성에 의해, 본 발명에 따른 유도결합 플라즈마 안테나(100)는 중앙부 안테나(110)의 임피던스를 조절할 수 있다. 이를 통해 중앙부 안테나(110)와 주변부 안테나(120)에 흐르는 전류값을 조절할 수 있게 되고, 결과적으로 기판(S)의 중앙부와 주변부의 플라즈마 밀도를 조절하여 전체적인 플라즈마 밀도의 분포를 균일하게 조절할 수 있다.
또한 플라즈마 밀도분포를 조절할 수 있으므로, 유도결합 플라즈마 처리장치(1000)가 처리해야 하는 다양한 케이스에 대응할 수 있는 유도결합 플라즈마 처리장치(1000)를 제공할 수 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
1000: 유도결합 플라즈마 처리장치 100: 유도결합 플라즈마 안테나
110: 중앙부 안테나 111: 제1절곡변
112: 제2절곡변 113: 제3절곡변
114: 제4절곡변 115: 2차 분기안테나
120: 주변부 안테나 130: 급전부
140: RF 전원부 150: 매칭부
160: 가변 인덕턴스 코일 200: 챔버
300: 서셉터 400: 리드 프레임
410: 외곽프레임 420: 내부프레임
500: 윈도우

Claims (12)

  1. 플라즈마 처리장치에 있어서,
    기판이 안착되는 서셉터를 구비하는 챔버;
    상기 서셉터 상부에 위치하며, 외곽틀을 형성하는 외곽프레임과, 복수 개의 윈도우가 안착될 수 있도록 상기 외곽프레임 내측에 형성되는 내부 프레임을 구비하는 리드 프레임; 및
    상기 리드 프레임의 상부에 위치하고, 사각 나선형태로 절곡되는 복수 개의 중앙부 분기안테나와, 상기 내부 프레임으로부터 일정간격 이격된 채 상기 내부 프레임과 교차하도록 상기 중앙부 분기안테나에서 분기되는 복수 개의 2차 분기안테나를 포함하는 중앙부 안테나를 포함하며,
    상기 2차 분기안테나와 상기 내부 프레임 사이에 형성되는 용량성 리액턴스(Xc) 값을 조절하여 상기 중앙부 안테나의 임피던스를 조절하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 2차 분기안테나의 개수를 변경하여 상기 용량성 리액턴스(Xc) 값을 조절하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  4. 제3항에 있어서,
    복수 개의 상기 2차 분기안테나는 서로 병렬 연결되어, 상기 2차 분기안테나의 개수를 늘릴수록 상기 용량성 리액턴스(Xc) 값이 상승하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중앙부 안테나는 가변 인덕턴스 코일을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가변 인덕턴스 코일은 유도성 리액턴스(XL) 값을 조절하여 상기 중앙부 안테나의 임피던스를 조절하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 중앙부 안테나의 주변에는 수회 절곡 연장되어 상기 중앙부 안테나의 주변을 둘러싸는 복수 개의 주변부 분기안테나가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  8. 서셉터를 갖는 챔버 및 상기 서셉터의 상부에 위치하는 외곽프레임과 내부 프레임을 갖는 리드 프레임을 포함하는 플라즈마 처리장치의 유도결합 플라즈마 안테나에 있어서,
    상기 리드 프레임의 상부에 위치하며, 사각 나선형태로 절곡되는 복수 개의 중앙부 분기안테나와 상기 내부 프레임으로부터 일정간격 이격된 채 상기 내부 프레임과 교차하도록 상기 중앙부 분기안테나에서 분기되는 복수 개의 2차 분기안테나를 포함하는 중앙부 안테나; 및
    상기 중앙부 안테나 주변에 위치하는 주변부 안테나를 포함하며,
    상기 2차 분기안테나와 상기 내부 프레임 사이에 형성되는 용량성 리액턴스(Xc)는 값을 조절하여 상기 중앙부 안테나의 임피던스를 조절하는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 안테나.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 중앙부 분기안테나는 제1절곡변과, 상기 제1절곡변의 단부와 연결되는 제2절곡변과, 상기 제2절곡변의 단부와 연결되는 제3절곡변과, 상기 제3절곡변의 단부와 연결되는 제4절곡변을 포함하고, 상기 2차 분기안테나는 상기 제2절곡변에서 분기되며, 상기 제3절곡변과 평행하게 구비되는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 안테나.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 중앙부 분기안테나는 제1절곡변과, 상기 제1절곡변의 단부와 연결되는 제2절곡변과, 상기 제2절곡변의 단부와 연결되는 제3절곡변과, 상기 제3절곡변의 단부와 연결되는 제4절곡변을 포함하고, 상기 2차 분기안테나는 상기 제3절곡변에서 분기되며, 상기 제3절곡변과 평행하게 구비되는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 안테나.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 주변부 안테나는 수회 절곡 연장되어 상기 중앙부 안테나의 주변을 반바퀴만큼 둘러싸는 복수 개의 주변부 분기안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 안테나.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 중앙부 안테나는 가변 인덕턴스 코일을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 안테나.
KR1020110016365A 2011-02-24 2011-02-24 유도결합 플라즈마 안테나 및 이를 이용하는 플라즈마 처리장치 KR101253297B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110016365A KR101253297B1 (ko) 2011-02-24 2011-02-24 유도결합 플라즈마 안테나 및 이를 이용하는 플라즈마 처리장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110016365A KR101253297B1 (ko) 2011-02-24 2011-02-24 유도결합 플라즈마 안테나 및 이를 이용하는 플라즈마 처리장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120097051A KR20120097051A (ko) 2012-09-03
KR101253297B1 true KR101253297B1 (ko) 2013-04-10

Family

ID=47108464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110016365A KR101253297B1 (ko) 2011-02-24 2011-02-24 유도결합 플라즈마 안테나 및 이를 이용하는 플라즈마 처리장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101253297B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101666933B1 (ko) * 2015-02-05 2016-10-17 (주)브이앤아이솔루션 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 안테나
CN108271307B (zh) * 2016-12-30 2019-11-05 中微半导体设备(上海)股份有限公司 电感耦合等离子体处理装置与等离子体产生装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070033222A (ko) * 2005-09-21 2007-03-26 주성엔지니어링(주) 플라즈마 발생용 안테나
KR20080016136A (ko) * 2006-08-17 2008-02-21 (주)아이씨디 플라즈마 처리장치의 안테나
KR20100129086A (ko) * 2009-05-29 2010-12-08 엘아이지에이디피 주식회사 유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나 및 이를 포함하는 유도결합형 플라즈마 발생장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070033222A (ko) * 2005-09-21 2007-03-26 주성엔지니어링(주) 플라즈마 발생용 안테나
KR20080016136A (ko) * 2006-08-17 2008-02-21 (주)아이씨디 플라즈마 처리장치의 안테나
KR20100129086A (ko) * 2009-05-29 2010-12-08 엘아이지에이디피 주식회사 유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나 및 이를 포함하는 유도결합형 플라즈마 발생장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120097051A (ko) 2012-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101826883B1 (ko) 유도 코일 구조체 및 유도 결합 플라즈마 발생 장치
US10276348B2 (en) Methods and apparatus for a hybrid capacitively-coupled and an inductively-coupled plasma processing system
KR101328520B1 (ko) 플라즈마 장비
KR100486712B1 (ko) 복층 코일 안테나를 구비한 유도결합 플라즈마 발생장치
JP5561812B2 (ja) プラズマ処理装置
JP4904202B2 (ja) プラズマ反応器
CN1248549C (zh) 包含有曲折线圈天线的感应耦合等离子体发生设备
KR101811904B1 (ko) 무선 주파수 (rf) 전력 필터들 및 rf 전력 필터들을 포함하는 플라즈마 프로세싱 시스템들
WO2003013198A1 (en) Antenna structure for inductively coupled plasma generator
US20150243483A1 (en) Tunable rf feed structure for plasma processing
KR101246809B1 (ko) 플라즈마 처리장치 및 이를 위한 안테나
KR101246857B1 (ko) 플라즈마 처리장치
KR101253297B1 (ko) 유도결합 플라즈마 안테나 및 이를 이용하는 플라즈마 처리장치
TW201913714A (zh) 內襯、反應腔室及半導體加工設備
KR100806522B1 (ko) 유도 결합 플라즈마 반응기
KR101246859B1 (ko) 플라즈마 처리장치
KR20150110851A (ko) 전계강도 분포 조절이 가능한 유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나
KR102435254B1 (ko) 유도 코일 세트 및 반응 챔버
US20170200585A1 (en) Source rf power split inner coil to improve bcd and etch depth performance
KR20170076158A (ko) 유도결합 플라즈마 안테나 및 이를 이용한 유도결합 플라즈마 발생장치
KR101013729B1 (ko) 콘 형상의 3차원 헬릭스 인덕티브 코일을 가지는 플라즈마 반응장치
TWI577247B (zh) 使用雙電漿源產生電漿之裝置及包括該裝置的用於處理基板之裝置
KR101473371B1 (ko) 유도 결합 플라즈마 발생용 안테나 구조체
JP5696206B2 (ja) プラズマ処理装置
KR101310753B1 (ko) 유도 안테나

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: 20160404

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170404

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180405

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190404

Year of fee payment: 7