KR101411994B1 - 유도 결합 플라즈마 소스가 내장된 서셉터 및 이를 구비한플라즈마 처리 챔버 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유도 결합 플라즈마 소스가 내장된 서셉터 및 이를 구비한 플라즈마 처리 챔버에 관한 것이다. 본 발명의 서셉터는 플라즈마를 발생하기 위한 유도 결합 플라즈마 소스가 내장된다. 서셉터에 내장된 유도 결합 플라즈마 소스에 의해 피처리 기판의 상부에 균일한 플라즈마가 형성되며 공급되는 전력 대비 높은 플라즈마 처리 효율을 얻을 수 있다. 또한 마그네틱 코어 커버에 의해서 자속이 강하게 집속되어 짐으로 플라즈마 발생 효율이 높아질 뿐만 아니라 균일도가 높아진다.
기판, 플라즈마, 지지대, 유도 결합 플라즈마

Description

유도 결합 플라즈마 소스가 내장된 서셉터 및 이를 구비한 플라즈마 처리 챔버{SUSCEPTOR HAVING INDUCTIVELY COUPLED PLASMA SOURCE AND PLASMA PROCESS CHAMBER}
본 발명은 플라즈마 처리를 위한 피처리 기판을 지지하기 위한 서셉터와 이를 구비한 플라즈마 처리 챔버에 관한 것으로, 구체적으로는 유도 결합 플라즈마 소스를 구비한 새로운 서셉터와 이를 구비한 플라즈마 처리 챔버에 관한 것이다.
플라즈마는 같은 수의 음이온(positive ions)과 전자(electrons)를 포함하는 고도로 이온화된 가스이다. 플라즈마 방전은 이온, 자유 래디컬, 원자, 분자를 포함하는 활성 가스를 발생하기 위한 가스 여기에 사용되고 있다. 활성 가스는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며 대표적으로 반도체 제조 공정 예들 들어, 식각(etching), 증착(deposition), 세정(cleaning), 에싱(ashing) 등에 다양하게 사용된다.
플라즈마를 발생하기 위한 플라즈마 소스는 여러 가지가 있는데 무선 주파수(radio frequency)를 사용한 용량 결합 플라즈마(capacitive coupled plasma)와 유도 결합 플라즈마(inductive coupled plasma)가 그 대표적인 예이다.
용량 결합 플라즈마 소스는 정확한 용량 결합 조절과 이온 조절 능력이 높아서 타 플라즈마 소스에 비하여 공정 생산력이 높다는 장점을 갖는다. 반면, 무선 주파수 전원의 에너지가 거의 배타적으로 용량 결합을 통하여 플라즈마에 연결되기 때문에 플라즈마 이온 밀도는 용량 결합된 무선 주파수 전력의 증가 또는 감소에 의해서만 증가 또는 감소될 수 있다. 그러나 무선 주파수 전력의 증가는 이온 충격 에너지를 증가시킨다. 결과적으로 이온 충격에 의한 손상을 방지하기 위해서는 공급되는 무선 주파수 전력의 한계성을 갖게 된다.
한편, 유도 결합 플라즈마 소스는 무선 주파수 전원의 증가에 따라 이온 밀도를 쉽게 증가시킬 수 있으며 이에 따른 이온 충격은 상대적으로 낮아서 고밀도 플라즈마를 얻기에 적합한 것으로 알려져 있다. 그럼으로 유도 결합 플라즈마 소스는 고밀도의 플라즈마를 얻기 위하여 일반적으로 사용되고 있다. 유도 결합 플라즈마 소스는 대표적으로 무선 주파수 안테나(RF antenna)를 이용하는 방식과 변압기를 이용한 방식(변압기 결합 플라즈마(transformer coupled plasma)라고도 함)으로 기술 개발이 이루어지고 있다. 여기에 전자석이나 영구 자석을 추가하거나, 용량 결합 전극을 추가하여 플라즈마의 특성을 향상 시키고 재현성과 제어 능력을 높이기 위하여 기술 개발이 이루어지고 있다.
무선 주파수 안테나는 나선 타입 안테나(spiral type antenna) 또는 실린더 타입 안테나(cylinder type antenna)가 일반적으로 사용된다. 무선 주파수 안테나는 플라즈마 반응기(plasma reactor)의 외부에 배치되며, 석영과 같은 유전체 위도우(dielectric window)를 통하여 플라즈마 반응기의 내부로 유도 기전력을 전달한 다. 무선 주파수 안테나를 이용한 유도 결합 플라즈마는 고밀도의 플라즈마를 비교적 손쉽게 얻을 수 있으나, 안테나의 구조적 특징에 따라서 플라즈마 균일도가 영향을 받는다. 그럼으로 무선 주파수 안테나의 구조를 개선하여 균일한 고밀도의 플라즈마를 얻기 위해 노력하고 있다.
반도체 제조 공정에서 회로 패턴이 형성되지 않는 기판의 가장 자리 영역이나 후면에도 불필요한 막이 형성되는데 이렇게 형성되어지는 막은 불필요한 오염원으로 작용하게 된다. 그럼으로 기판의 전면과 후면에 불필요하게 증착된 박막을 제거하기 위한 식각 공정 및 장치가 반도체 제조 공정에 사용되고 있다. 이러한 피처리 기판의 선택적 영역에 대한 플라즈마 처리는 피처리 기판의 대형화에 따라 균일한 처리가 용이하지 않다. 그럼으로 선택적 처리 영역에 대한 균일한 플라즈마 처리가 가능한 플라즈마 반응기가 요구되고 있다.
한편, 대면적의 플라즈마를 얻기 위하여 안테나의 구조를 넓게 하거나 안테나에 공급되는 전력을 높이는 것은 한계성을 갖는다. 예를 들어, 정상파 효과(standing wave effect)에 의해 방사선상으로 비균일한 플라즈마가 발생되는 것으로 알려져 있다. 또한, 안테나에 높은 전력이 인가되는 경우 무선 주파수 안테나의 용량성 결합(capacitive coupling)이 증가하게 됨으로 유전체 윈도우를 두껍게 해야 하며, 이로 인하여 무선 주파수 안테나와 플라즈마 사이의 거리가 증가함으로 전력 전달 효율이 낮아지는 문제점이 발생된다.
본 발명의 목적은 플라즈마 처리 효율을 높이기 위하여 피처리 기판을 지지하는 서셉터에 유도 결합 플라즈마 소스를 내장하여 플라즈마 처리를 수행할 수 있는 서셉터 및 이를 구비한 플라즈마 처리 챔버를 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 서셉터에 관한 것이다. 본 발명의 서셉터는 피처리 기판이 놓이는 서셉터에 있어서, 플라즈마를 발생하기 위한 유도 결합 플라즈마 소스가 내장되고, 상기 유도 결합 플라즈마 소스를 지지하는 베이스; 및 상기 베이스 상부에 설치된 상기 유도 결합 플라즈마 소스를 전체적으로 덮는 유전체 커버를 포함하고, 상기 베이스와 상기 유도 결합 플라즈마 소스 사이에 설치되는 바이어스 전극; 및 바이어스 전극과 유도 결합 플라즈마 소스 사이에 설치되는 절연층을 포함한다.
여기서, 상기 유전체 커버에 내장되는 바이어스 전극을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유전체 커버와 상기 유도 결합 플라즈마 소스 사이에 설치되는 바이어스 전극; 및 바이어스 전극과 유도 결합 플라즈마 소스 사이에 설치되는 절연층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유도 결합 플라즈마 소스는 상기 유전체 커버의 하부에 설치되며 전원 공급원으로부터 무선 주파수를 제공받아 구동되어 유전체 커버의 상부에 플라즈마를 발생케 하는 하나 이상의 무선 주파수 안테나 코일을 포함할 수 있다. 이때, 상기 무선 주파수 안테나는 상기 유전체 커버의 하부에 근접하여 설치되는 평판 나선형 구조를 가질 수 있다. 나아가서, 상기 유도 결합 플라즈마 소스는 자속 출입구가 상기 유전체 커버의 상부를 향하도록 상기 무선 주파수 안테나 코일을 덮는 마그네틱 코어 커버를 포함할 수 있다.
또한, 상기 유도 결합 플라즈마 소스는 상기 유전체 커버의 하부에 근접하여 설치되고 자속 출입구가 유전체 커버의 상부를 향하는 하나 이상의 마그네틱 코어; 및 상기 하나 이상의 마그네틱 코어에 각기 감겨진 무선 주파수 안테나 코일을 포함할 수 있다.
상기 어느 하나의 사항에 있어서, 상기 무선 주파수 안테나 코일은 냉각수가 공급되는 관형 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 유전체 커버는 상부 테두리가 융기된 구조를 가질 수 있다.
다른 측면에서 본 발명에 따른 플라즈마 처리 챔버는 피처리 기판이 놓이기 위한 그리고 유도 결합 플라즈마 소스가 내장된 서셉터; 상기 서셉터가 내부에 구성된 챔버 하우징; 및 챔버 하우징의 내부로 공정 가스를 공급하기 위한 가스 공급부를 포함하고, 상기 서셉터는, 상기 유도 결합 플라즈마 소스를 지지하는 베이스; 상기 베이스 상부에 설치된 상기 유도 결합 플라즈마 소스를 전체적으로 덮는 유전체 커버; 상기 베이스와 상기 유도 결합 플라즈마 소스 사이에 설치되는 바이어스 전극; 및 바이어스 전극과 유도 결합 플라즈마 소스 사이에 설치되는 절연층을 포함 할 수 있다.
여기서, 상기 서셉터는: 상기 유전체 커버에 내장되는 바이어스 전극을 포함할 수 있다.
또한, 상기 서셉터는: 상기 유전체 커버와 상기 유도 결합 플라즈마 소스 사이에 설치되는 바이어스 전극; 및 바이어스 전극과 유도 결합 플라즈마 소스 사이에 설치되는 절연층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유도 결합 플라즈마 소스는 상기 유전체 커버의 하부에 설치되며 전원 공급원으로부터 무선 주파수를 제공받아 구동되어 유전체 커버의 상부에 플라즈마를 발생케 하는 하나 이상의 무선 주파수 안테나 코일을 포함할 수 있다. 이때, 상기 무선 주파수 안테나는 상기 유전체 커버의 하부에 근접하여 설치되는 평판 나선형 구조를 포함할 수 있다. 나아가서, 상기 유도 결합 플라즈마 소스는 자속 출입구가 상기 유전체 커버의 상부를 향하도록 상기 무선 주파수 안테나 코일을 덮는 마그네틱 코어 커버를 포함할 수 있다.
또한, 상기 유도 결합 플라즈마 소스는 상기 유전체 커버의 하부에 근접하여 설치되고 자속 출입구가 유전체 커버의 상부를 향하는 하나 이상의 마그네틱 코어; 및 상기 하나 이상의 마그네틱 코어에 각기 감겨진 무선 주파수 안테나 코일을 포함할 수 있다. 상기 중 어느 하나의 사항에 있어서, 상기 무선 주파수 안테나 코일은 냉각수가 공급되는 관형 구조를 포함할 수 있다.
또한, 상기 유전체 커버는 상부 테두리가 융기된 구조를 가질 수 있다.
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본 발명의 유도 결합 플라즈마 소스가 내장된 서셉터 및 이를 구비한 플라즈마 처리 챔버에 의하면, 서셉터에 내장된 유도 결합 플라즈마 소스에 의해 피처리 기판의 상부에 균일한 플라즈마가 형성되며 공급되는 전력 대비 높은 플라즈마 처리 효율을 얻을 수 있다. 또한 마그네틱 코어 커버에 의해서 자속이 강하게 집속되어 짐으로 플라즈마 발생 효율이 높아질 뿐만 아니라 균일도가 높아진다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도 면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서셉터의 단면 절개 사시도이다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서셉터(10)는 플라즈마를 발생하기 위한 유도 결합 플라즈마 소스(20)가 내장된다. 서셉터(10)는 플라즈마 처리를 위한 피처리 기판이 놓인다. 서셉터(10)는 유도 결합 플라즈마 소스(20)를 지지하는 베이스(11)와 베이스 상부(11)에 설치된 유도 결합 플라즈마 소스(20)를 전체적으로 덮는 유전체 커버(15)를 포함한다. 서셉터(10)에 내장된 유도 결합 플라즈마 소스(20)는 무선 주파수를 공급하는 전원 공급원(30)으로부터 무선 주파를 제공받아 구동되어 유전체 커버(15) 상부에 플라즈마를 발생시킨다.
유도 결합 플라즈마 소스(20)는 유전체 커버(15)의 하부에 설치되며 전원 공급원(30)으로부터 무선 주파수를 제공받아 구동되어 유전체 커버(15)의 상부에 플라즈마를 발생케 하는 하나 이상의 무선 주파수 안테나 코일(21)을 포함한다. 무선 주파수 안테나(21)는 도면에 도시된 바와 같이 유전체 커버(15)의 하부에 근접하여 설치되는 평판 나선형 구조를 갖는다. 그러나 후술되는 바와 같이 여러 형태의 무선 주파수 안테나 코일들이 사용될 수 있다. 그리고 무선 주파수 안테나(21)와 유전체 커버(15) 사이에는 페러데이 쉴드가 선택적으로 설치될 수도 있다.
플라즈마 효율을 높이기 위하여, 유도 결합 플라즈마 소스(20)는 자속 출입구가 유전체 커버(15)의 상부를 향하도록 무선 주파수 안테나 코일(21)을 덮는 마 그네틱 코어 커버(22)를 포함할 수 있다. 잘 알려진 바와 같이, 평판 나선형의 무선 주파수 안테나(21)는 유도 기전력이 중심부가 상대적으로 높게 유도되기 때문에 플라즈마 밀도가 중심부에서 높은 것이 일반적이다. 그럼으로 안테나의 형상을 다양하게 변형하거나 둘 이상의 안테나를 적절히 배치하여 플라즈마 균일도를 향상시키려 한다. 마그네틱 코어 커버(22)는 무선 주파수 안테나(21)를 따라 덮여있음으로 무선 주파수 안테나(21)에서 발생되는 자속이 마그네틱 코어 커버(22)에 집속되어 유전체 커버(15)의 상부에 전체적으로 균일한 유도 기전력의 분포를 가능하게 한다. 그럼으로 플라즈마 균일도를 향상 시킬 수 있다.
마그네틱 코어 커버(22)는 페라이트 재질로 제작되지만 다른 대안의 재료로 제작될 수 도 있다. 마그네틱 코어 커버(22)는 다수의 말편자 형상의 페라이트 코어 조각들을 조립하여 구성할 수 있다. 또는 일체형의 페라이트 코어를 사용할 수도 있다. 여러 개의 조각을 사용하여 구성하는 경우에는 각 조각의 조립면에 절연 물질과 같은 비자성 스페이서를 삽입하여 연결할 수 있다.
서셉터(10)는 베이스(11)와 유도 결합 플라즈마 소스(20) 사이에 설치되는 바이어스 전극(12)이 구비될 수 있다. 그리고 바이어스 전극(12)이 상기 위치에 구비될 때 바이어스 전극(12)과 유도 결합 플라즈마 소스(10) 사이에는 전기적 절연층(13)이 구비되는 것이 바람직하다. 바이어스 전극(12)은 하나 이상의 바이어스 전원(32, 33)으로부터 제공되는 바이어스 전력을 임피던스 정합기(34)를 통하여 제공받아서 바이어스 될 수 있다.
무선 주파수 안테나(21)는 냉각수가 흐를 수 있는 관 구조를 가질 수 있다. 베이스(11)와 바이어스 전극(12) 그리고 절연층(13)은 중심부가 관통된 통로(14)를 갖는다. 이 통로(14)를 통해서 무선 주파수 안테나(21)의 양 끝단(23, 24)이 외부로 연장된다. 하나의 끝단(23)은 임피던스 정합기(31)를 통하여 전원 공급원(30)에 전기적으로 연결됨과 함께 냉각수가 입력된다. 다른 하나의 끝단(23)은 전기적으로 접지됨과 함께 냉각수가 출력된다. 물론 냉각수 공급원(미도시)과 양 끝단은 전기적으로 절연된다. 냉각수 공급을 위한 구조는 무선 주파수 안테나(21)를 이용한 방식 이외에도 마그네틱 코어 커버(22)의 사이에 냉각수 공급 채널을 별도로 구비할 수도 있을 것이다.
본 발명의 요지를 명확히 하기 위하여 서셉터(10)의 통상적인 구성들에 대한 구체적인 도시와 설명은 생략하였으나 서셉터(10)는 기판 승하강을 위한 리프트 핀과 리프트 핀을 승하강하기 위한 구동 메커니즘이 구성될 수 있다. 또한, 서셉터(10)가 동작되는 환경에 따라 피처리 기판을 고정하기 위해 정전 흡착 방식이나 진공 흡착 방식에 의한 기판 고정 수단이 구비될 수 있을 것이다.
도 2는 도 1의 서셉터가 설치된 플라즈마 처리 챔버를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 2를 참조하여, 서셉터(10)는 플라즈마 처리 챔버(40)의 내부에 구성된다. 플라즈마 처리 챔버(40)는 서셉터(10)가 내부에 구성된 챔버 하우징(41)과 챔버 하우징(41)의 내부로 공정 가스를 공급하기 위한 가스 공급부(42)를 구비한다. 가스 공급부(42)는 공정 가스를 고르게 분배하기 위한 가스 분배판(43)을 구비하고, 공정 가스를 공급하는 가스 공급원(미도시)에 연결되는 가스 입구(44)가 구비된다. 챔버 하우징(41)의 일부에는 진공 펌프(미도시)에 연결되는 가스 출구(미도시)가 구비된다.
가스 공급부(42)를 통하여 챔버 하우징(41)의 내부로 공정 가스가 공급되고 전원 공급원(30)으로부터 임피던스 정합기(31)를 통하여 무선 주파수가 공급되어 무선 주파수 안테나(21)가 구동되면 피처리 기판(16)의 상부에 균일한 플라즈마가 형성되며 공급되는 전력 대비 높은 플라즈마 처리 효율을 얻을 수 있다. 특히, 마그네틱 코어 커버(22)에 의해서 자속이 강하게 집속되어 짐으로 플라즈마 발생 효율이 높아질 뿐만 아니라 균일도가 높아진다. 서셉터(10)는 하나 이상의 바이어스 전원(32, 33)으로부터 임피던스 정합기(34)를 통하여 바이어스 전력이 공급되어 바이어스 전극(12)이 구동되면, 발생된 플라즈마에 포함된 활성 가스를 피처리 기판으로 가속시켜서 피처리 기판에 대한 플라즈마 처리가 이루어진다.
도 3은 유전체 커버의 구조를 변형한 서셉터의 단면도이다.
도 3을 참조하여, 변형된 예에 따른 유전체 커버(15a)는 상부 테두리가 융기된 구조(17)를 가질 수 있다. 이러한 융기된 구조(17)는 포커스 링으로 기능할 수 있다.
도 4 및 도 5는 서셉터의 구조와 무선 주파수 안테나의 변형예들을 보여주는 도면이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 변형된 예의 서셉터(10a)는 피처리 기판이 놓이는 유전체 커버(도면에는 미도시됨)와 바이어스 전극(12a) 및 절연 영역(13a)의 표면 구조가 전체적으로 사각형 구조를 갖도록 할 수 있다. 이러한 사 각형 구조는 피처리 기판이 유리 기판과 같은 경우에 적합할 수 있다. 그리고 이러한 사각형 구조에서 유도 결합 플라즈마 소스(20a)의 경우에도 그에 적합한 구조를 갖도록 변형되는 것이 바람직하다. 베이스(11a)의 경우도 반드시 그러할 필요는 없겠으나 사각 기둥 구조를 가질 수 있다.
이와는 독립적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 변형된 일예의 유도 결합 플라즈마 소스(20a)는 무선 주파수 안테나 코일(21a)과 마그네틱 코어 커버(22a)의 평면 구조를 지그재그 구조로 구성할 수 있다. 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 또 다른 변형의 유도 결합 플라즈마 소스(20b)는 유전체 커버의 하부에 근접하여 설치되고 자속 출입구가 유전체 커버의 상부를 향하는 하나 이상의 마그네틱 코어(22b) 및 하나 이상의 마그네틱 코어(22b)에 각기 감겨진 무선 주파수 안테나 코일(21b)로 구성할 수 도 있다. 이와 같이 무선 주파수 안테나의 구조나 개수는 플라즈마 효율을 높이기 위해 여러 형태로 변형 실시가 가능하다.
도 6은 유전체 커버에 바이어스 전극을 설치한 변형예를 보여주는 도면이고, 도 7은 도 6의 바이어스 전극의 구조를 보여주는 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하여, 또 다른 변형예로서 바이어스 전극(12a)은 유전체 커버(15b)에 설치될 수 있다. 이때 바이어스 전극(12a)은 개구된 영역을 갖는 판형상의 전극으로 구성될 수 있다. 개구된 영역은 방사형 구조를 가질 수 있으며, 도 10 내지 도 16에 예시한 바와 같이, 빗살 구조, 동심원 구조, 나선형 구조, 그물망 구조 등과 같이 다양한 변형 실시가 가능하다.
도 8은 무선 주파수 안테나의 상부에 바이어스 전극을 설치한 예를 보여주는 서셉터의 단면도이고, 도 9는 도 8의 바이어스 전극의 구조를 보여주는 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하여, 또 다른 변형예로서 바이어스 전극(12b)은 유전체 커버(15b)와 유도 결합 플라즈마 소스(20) 사이에 설치될 수 있다. 구체적으로,바이어스 전극(12b)은 무선 주파수 안테나(21)를 따라서 나선형으로 마그네틱 코어 커버(22)의 안쪽으로 설치될 수 있다. 이 경우에는 바이어스 전극(12b)과 무선 주파수 안테나(21) 사이에 절연층(18)이 구비되는 것이 바람직하다.
이상에서 설명된 본 발명의 유도 결합 플라즈마 소스가 내장된 서셉터 및 이를 구비한 플라즈마 처리 챔버의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 유도 결합 플라즈마 소스가 내장된 서셉터 및 이를 구비한 플라즈마 처리 챔버는 반도체 집적 회로의 제조나 평판 디스플레이 제조를 위한 박막 형성을 위한 플라즈마 처리 공정에 매우 유용하게 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서셉터의 단면 절개 사시도이다.
도 2는 도 1의 서셉터가 설치된 플라즈마 처리 챔버를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 3은 유전체 커버의 구조를 변형한 서셉터의 단면도이다.
도 4 및 도 5는 서셉터의 구조와 무선 주파수 안테나의 변형예들을 보여주는 도면이다.
도 6은 유전체 커버에 바이어스 전극을 설치한 변형예를 보여주는 도면이다.
도 7은 바이어스 전극의 구조를 보여주는 도면이다.
도 8은 무선 주파수 안테나의 상부에 바이어스 전극을 설치한 예를 보여주는 서셉터의 단면도이다.
도 9는 도 8의 바이어스 전극의 구조를 보여주는 도면이다.
도 10 내지 도 16은 바이어스 전극의 다양한 변형예들을 보여주는 도면들이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 서셉터 11: 베이스
12: 바이어스 전극 13: 절연층
14: 통로 15: 유전체 커버
16: 피처리 기판 17: 포커스링
20: 유도 결합 플라즈마 소스 21: 무선 주파수 안테나 코일
22: 마그네틱 코어 커버 23: 냉각수 입력단
24: 냉각수 출력단 30: 전원 공급원
31: 임피던스 정합기 32, 33: 바이어스 전원
34: 임피던스 정합기 40: 플라즈마 처리 챔버
41: 챔버 하우징 42: 가스 공급부
43: 가스 분배판 44: 가스 입구

Claims (22)

  1. 피처리 기판이 놓이는 서셉터에 있어서,
    플라즈마를 발생하기 위한 유도 결합 플라즈마 소스가 내장되고,
    상기 유도 결합 플라즈마 소스를 지지하는 베이스; 및
    상기 베이스 상부에 설치된 상기 유도 결합 플라즈마 소스를 전체적으로 덮는 유전체 커버를 포함하고,
    상기 베이스와 상기 유도 결합 플라즈마 소스 사이에 설치되는 바이어스 전극; 및
    바이어스 전극과 유도 결합 플라즈마 소스 사이에 설치되는 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 서셉터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 커버에 내장되는 바이어스 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 서셉터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 커버와 상기 유도 결합 플라즈마 소스 사이에 설치되는 바이어스 전극; 및
    바이어스 전극과 유도 결합 플라즈마 소스 사이에 설치되는 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 서셉터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유도 결합 플라즈마 소스는
    상기 유전체 커버의 하부에 설치되며 전원 공급원으로부터 무선 주파수를 제공받아 구동되어 유전체 커버의 상부에 플라즈마를 발생케 하는 하나 이상의 무선 주파수 안테나 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 서셉터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 무선 주파수 안테나는 상기 유전체 커버의 하부에 근접하여 설치되는 평판 나선형 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 서셉터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 유도 결합 플라즈마 소스는
    자속 출입구가 상기 유전체 커버의 상부를 향하도록 상기 무선 주파수 안테 나 코일을 덮는 마그네틱 코어 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 서셉터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 유도 결합 플라즈마 소스는
    상기 유전체 커버의 하부에 근접하여 설치되고 자속 출입구가 유전체 커버의 상부를 향하는 하나 이상의 마그네틱 코어; 및
    상기 하나 이상의 마그네틱 코어에 각기 감겨진 무선 주파수 안테나 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 서셉터.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선 주파수 안테나 코일은 냉각수가 공급되는 관형 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 서셉터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 커버는 상부 테두리가 융기된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 서셉터.
  12. 피처리 기판이 놓이기 위한 그리고 유도 결합 플라즈마 소스가 내장된 서셉터;
    상기 서셉터가 내부에 구성된 챔버 하우징; 및
    챔버 하우징의 내부로 공정 가스를 공급하기 위한 가스 공급부를 포함하고,
    상기 서셉터는,
    상기 유도 결합 플라즈마 소스를 지지하는 베이스;
    상기 베이스 상부에 설치된 상기 유도 결합 플라즈마 소스를 전체적으로 덮는 유전체 커버;
    상기 베이스와 상기 유도 결합 플라즈마 소스 사이에 설치되는 바이어스 전극; 및
    바이어스 전극과 유도 결합 플라즈마 소스 사이에 설치되는 절연층을 포함하는 플라즈마 처리 챔버.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제12항에 있어서,
    상기 서셉터는:
    상기 유전체 커버에 내장되는 바이어스 전극을 포함하는 플라즈마 처리 챔버.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 서셉터는:
    상기 유전체 커버와 상기 유도 결합 플라즈마 소스 사이에 설치되는 바이어스 전극; 및
    바이어스 전극과 유도 결합 플라즈마 소스 사이에 설치되는 절연층을 포함하는 플라즈마 처리 챔버.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 유도 결합 플라즈마 소스는
    상기 유전체 커버의 하부에 설치되며 전원 공급원으로부터 무선 주파수를 제공받아 구동되어 유전체 커버의 상부에 플라즈마를 발생케 하는 하나 이상의 무선 주파수 안테나 코일을 포함하는 플라즈마 처리 챔버.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 무선 주파수 안테나는 상기 유전체 커버의 하부에 근접하여 설치되는 평판 나선형 구조를 포함하는 플라즈마 처리 챔버.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 유도 결합 플라즈마 소스는
    자속 출입구가 상기 유전체 커버의 상부를 향하도록 상기 무선 주파수 안테나 코일을 덮는 마그네틱 코어 커버를 포함하는 플라즈마 처리 챔버.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 유도 결합 플라즈마 소스는
    상기 유전체 커버의 하부에 근접하여 설치되고 자속 출입구가 유전체 커버의 상부를 향하는 하나 이상의 마그네틱 코어; 및
    상기 하나 이상의 마그네틱 코어에 각기 감겨진 무선 주파수 안테나 코일을 포함하는 플라즈마 처리 챔버.
  21. 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선 주파수 안테나 코일은 냉각수가 공급되는 관형 구조를 포함하는 플라즈마 처리 챔버.
  22. 제12항에 있어서,
    상기 유전체 커버는 상부 테두리가 융기된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버.
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