KR101528839B1 - Plasma source coil and apparatus for processing substrate - Google Patents

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Abstract

용량성 또는 유도성 특성을 쉽게 조절할 수 있는 플라즈마 소스 및 이를 이용한 기판 처리 장치에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 플라즈마 소스는 RF 전원을 전달하는 RF 로드; 상기 RF 로드로부터 상기 RF 전원을 공급받아 복수의 조절부에 배분하는 분배부; 상기 분배부로부터 분배된 RF전원을 공급받는 복수의 조절부; 및 나선 형태로서, 미리 정해진 길이를 가지며, 일단이 상기 복수의 조절부 중 하나와 연결되며, 타단이 상기 분배부로부터 미리 정해진 간격만큼 떨어진 곳에 위치하며, 상기 조절부로부터 RF 전원을 공급받아 전기장을 각각 발생시키는 복수의 코일;을 포함하여, 상기 복수의 조절부 길이에 따라서 상기 복수의 코일의 간격이 조절되는 것을 특징으로 한다. A plasma source capable of easily adjusting capacitive or inductive characteristics and a substrate processing apparatus using the same.
A plasma source according to the present invention includes: an RF rod for transmitting RF power; A distribution unit for receiving the RF power from the RF rod and distributing the RF power to a plurality of regulators; A plurality of regulators receiving RF power distributed from the distributor; And a spiral shape having a predetermined length and one end connected to one of the plurality of regulating portions and the other end located at a predetermined distance from the distributing portion, A plurality of coils for generating the plurality of coils, respectively, and the intervals of the plurality of coils are adjusted according to the lengths of the plurality of coils.

Description

특성 조절이 용이한 플라즈마 소스 및 이를 이용한 기판 처리 장치 {PLASMA SOURCE COIL AND APPARATUS FOR PROCESSING SUBSTRATE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma source,

본 발명은 플라즈마가 이용되는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용량성 및 유도성 특성 조절이 용이한 플라즈마 소스 및 이를 이용한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a substrate processing apparatus using plasma, and more particularly, to a plasma source and a substrate processing apparatus using the same that can easily adjust capacitive and inductive characteristics.

건식 식각 및 건식 증착 등의 공정은 플라즈마 반응 챔버 내에 형성된 플라즈마를 이용하여 수행한다. 플라즈마 소스는 플라즈마를 발생하는 형태에 따라 전자 사이클로트론 공진 (ECR: Electron Cyclotron Resonance) 플라즈마 소스, 반응형 이온 에칭 (RIE: Reactive Ion Etching) 소스, 용량성 결합 플라즈마 (CCP: Capacitively Coupled Plasma) 소스, 유도성 결합 플라즈마 (ICP: Inductively Coupled Plasma) 소스 등 여러가지 형태로 분류된다.The processes such as dry etching and dry deposition are performed using a plasma formed in the plasma reaction chamber. The plasma source may be an electron cyclotron resonance (ECR) plasma source, a reactive ion etching (RIE) source, a capacitively coupled plasma (CCP) source, And an inductively coupled plasma (ICP) source.

이 중 ICP 소스는 유도코일에 RF 전원을 공급하여 챔버 내부로 전기장을 발생시키고, 발생된 전기장에 의하여 플라즈마를 생성시키는 방식이다. 반면, CCP 소스는 전극판에 RF 전력을 공급하여 발생된 전기장에 의해서 챔버 내부에 플라즈마를 생성시킨다.
Among them, the ICP source generates an electric field inside the chamber by supplying RF power to the induction coil, and generates plasma by the generated electric field. On the other hand, the CCP source generates plasma inside the chamber by the electric field generated by supplying RF power to the electrode plate.

본 발명과 관련된 배경기술로는 대한민국 특허공개공보 제10-2005-0096393호(2005. 10. 06. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 플라즈마 소스코일 및 이를 이용한 플라즈마 챔버가 개시되어 있다.KOKAI Publication No. 10-2005-0096393 (published on October 10, 2005) discloses a plasma source coil and a plasma chamber using the plasma source coil.

상기 문헌에는 부싱과 단위 코일들을 이용하여 플라즈마 밀도를 향상시킬 수 있으며, CD 분포를 균일하게 할 수 있는 플라즈마 소스 구조에 대하여 기재되어 있다.
This document describes a plasma source structure that can improve the plasma density by using bushings and unit coils and can uniformly distribute the CD.

본 발명의 하나의 목적은 부싱과 같은 별도의 기구 없이도, 코일 간의 간격을 조절함으로서, 용량성 또는 유도성 특성을 쉽게 조절할 수 있는 플라즈마 소스를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a plasma source capable of easily adjusting capacitive or inductive characteristics by adjusting the spacing between coils without the need for a separate mechanism such as a bushing.

본 발명의 다른 목적은 상기의 플라즈마 소스를 이용한 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus using the plasma source.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 소스는 RF 전원을 전달하는 RF 로드; 상기 RF 로드로부터 상기 RF 전원을 공급받아 복수의 조절부에 배분하는 분배부; 상기 분배부로부터 분배된 RF전원을 공급받는 복수의 조절부; 및 나선 형태로서, 미리 정해진 길이를 가지며, 일단이 상기 복수의 조절부 중 하나와 연결되며, 타단이 상기 분배부로부터 미리 정해진 간격만큼 떨어진 곳에 위치하며, 상기 조절부로부터 RF 전원을 공급받아 전기장을 각각 발생시키는 복수의 코일;을 포함하여, 상기 복수의 조절부 길이에 따라서 상기 복수의 코일의 간격이 조절되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma source including: an RF rod for transmitting RF power; A distribution unit for receiving the RF power from the RF rod and distributing the RF power to a plurality of regulators; A plurality of regulators receiving RF power distributed from the distributor; And a spiral shape having a predetermined length and one end connected to one of the plurality of regulating portions and the other end located at a predetermined distance from the distributing portion, A plurality of coils for generating the plurality of coils, respectively, and the intervals of the plurality of coils are adjusted according to the lengths of the plurality of coils.

이때, 상기 분배부, 조절부 및 코일은 동일 평면에 위치할 수 있다.At this time, the distributor, the controller and the coil may be located on the same plane.

또한, 상기 분배부의 전원공급량은 10~40W/cm2이 될 수 있다.Also, the power supply amount of the distributor may be 10 to 40 W / cm < 2 >.

또한, 상기 RF 로드의 길이는 5~20cm가 될 수 있다.In addition, the length of the RF rod may be 5 to 20 cm.

또한, 상기 코일은 상기 조절부와 일체형으로 형성될 수 있다.
Further, the coil may be formed integrally with the regulating part.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치는 내부에 기판이 로딩되는 챔버; 상기 챔버의 내측 상부에 위치하여 반응공간을 형성하는 돔; 및 상기 챔버 상부에 위치하는 플라즈마 소스를 포함하고, 상기 플라즈마 소스는 RF 전원을 전달하는 RF 로드; 상기 RF 로드로부터 상기 RF 전원을 공급받아 복수의 조절부에 배분하는 분배부; 상기 분배부로부터 분배된 RF전원을 공급받는 복수의 조절부; 및 나선 형태로서, 미리 정해진 길이를 가지며, 일단이 상기 복수의 조절부 중 하나와 연결되며, 타단이 상기 분배부로부터 미리 정해진 간격만큼 떨어진 곳에 위치하며, 상기 조절부로부터 RF 전원을 공급받아 상기 돔 하부의 반응공간에 전기장을 각각 발생시키는 복수의 코일;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus including: a chamber in which a substrate is loaded; A dome positioned at an inner upper portion of the chamber to form a reaction space; And a plasma source positioned above the chamber, wherein the plasma source comprises: an RF load carrying RF power; A distribution unit for receiving the RF power from the RF rod and distributing the RF power to a plurality of regulators; A plurality of regulators receiving RF power distributed from the distributor; And a spiral shape having a predetermined length and one end connected to one of the plurality of regulating portions and the other end located at a predetermined distance from the distributing portion, And a plurality of coils for generating an electric field in the lower reaction space, respectively.

본 발명에 따른 플라즈마 소스는 조절부의 길이를 변환함으로써 다발 나선형 코일의 나선 간격을 조절할 수 있는 효과가 있다. The plasma source according to the present invention has an effect of adjusting the spiral spacing of the bundle spiral coil by changing the length of the adjustment portion.

이러한 나선 간격에 따라서, 용량성 혹은 유도성 특성이 조절될 수 있으며, 이에 따라 기판 처리 장치에서 원하는 특성의 플라즈마를 쉽게 발생시킬 수 있다.
Depending on the spiral spacing, the capacitive or inductive characteristics can be adjusted, and thus the plasma of the desired characteristics can easily be generated in the substrate processing apparatus.

도 1은 본 발명에 적용될 수 있는 기판 처리 장치의 예를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 소스의 예를 나타낸 것이다.
도 3은 도 2의 변환형 플라즈마 소스의 조절부 및 분배부의 예를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 소스 및 이를 이용한 기판 처리 장치의 병렬 공진을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 소스 및 이를 이용한 기판 처리 장치의 직렬 공진을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 조절부의 길이에 따른 식각률과 선택비의 변화를 나타낸 그래프이다.
Fig. 1 shows an example of a substrate processing apparatus that can be applied to the present invention.
2 shows an example of a plasma source according to the present invention.
Fig. 3 shows an example of the regulating and distributing unit of the transformed plasma source of Fig. 2;
4 is a graph showing a parallel resonance of a plasma source and a substrate processing apparatus using the same according to the present invention.
5 is a graph illustrating a series resonance of a plasma source and a substrate processing apparatus using the plasma source according to the present invention.
FIG. 6 is a graph showing changes in etch rate and selectivity according to the length of the control portion according to the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 소스 및 이를 이용한 기판 처리 장치에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, a plasma source according to a preferred embodiment of the present invention and a substrate processing apparatus using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저 본 발명에 따른 본 발명의 플라즈마 소스 및 이를 이용한 기판 처리 장치에 대하여 설명한다.
First, a plasma source and a substrate processing apparatus using the same according to the present invention will be described.

도 1은 본 발명에 적용될 수 있는 기판 처리 장치의 예를 나타낸 것이다.Fig. 1 shows an example of a substrate processing apparatus that can be applied to the present invention.

도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(100)는 챔버(110), 돔(120), 플라즈마 소스를 포함하여 형성된다. 이때, 플라즈마 소스는 RF 로드(140), 코일(150), 분배부(160) 및 조절부(170)를 포함하여 형성될 수 있다. Referring to FIG. 1, a substrate processing apparatus 100 includes a chamber 110, a dome 120, and a plasma source. At this time, the plasma source may include the RF rod 140, the coil 150, the distributor 160, and the controller 170.

챔버(110)는 일정 크기로 한정되는 반응공간(101)을 형성하며, 내부가 진공상태를 유지할 수 있다. 여기서, 반응공간(101)의 일정 영역에는 플라즈마(102)가 생성된다. The chamber 110 forms a reaction space 101 defined by a predetermined size, and the interior of the chamber 110 can maintain a vacuum state. Here, the plasma 102 is generated in a certain region of the reaction space 101.

챔버(110)는 하부에 지지대(103)가 위치하며, 지지대(103)의 상부면에는 기판(104)이 안착된다. 여기서, 지지대(103)는 외부의 RF 전원(105)과 연결되며, RF 전원(105)은 코일(150)에 고주파 전력을 인가한다. 또한, 도면에 나타내지는 않았지만, 지지대(103) 내에는 히터(heater)가 배치될 수도 있다.The chamber 110 has a support 103 at the bottom and the substrate 104 is seated at the top of the support 103. Here, the support table 103 is connected to an external RF power source 105, and the RF power source 105 applies high frequency power to the coil 150. Further, although not shown in the drawing, a heater may be disposed in the support table 103.

돔(120)은 챔버(110)의 상부에 위치하여, 챔버(110)의 일측을 밀폐시킬 수 있는 크기로 형성된다. 따라서, 챔버(110)와 돔(120)은 서로 접하여, 일정 크기의 반응공간(101)을 형성한다.
The dome 120 is positioned at an upper portion of the chamber 110 and is sized to seal one side of the chamber 110. Accordingly, the chamber 110 and the dome 120 contact with each other to form a reaction space 101 of a predetermined size.

또한, 기판 처리 장치 (100)는 오링(130) 및 배기구(180)를 더 포함할 수 있다.The substrate processing apparatus 100 may further include an O-ring 130 and an exhaust port 180.

오링(130)은 챔버(110)와 돔(120)의 경계면에 진공상태를 유지하기 위해 형성될 수 있다. The O-ring 130 may be formed to maintain a vacuum state at the interface between the chamber 110 and the dome 120.

배기구(180)는 챔버(110)의 하부 일측에 형성되어, 반응이 종결되면 반응 부산물이 배출된다.
The exhaust port 180 is formed on one side of the lower portion of the chamber 110, and the reaction by-products are discharged when the reaction is terminated.

도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 소스의 예를 나타낸 것이다. 도 3은 도 2의 변환형 플라즈마 소스의 조절부 및 분배부의 예를 나타낸 것이다.2 shows an example of a plasma source according to the present invention. Fig. 3 shows an example of the regulating and distributing unit of the transformed plasma source of Fig. 2;

도 2 및 도 3을 참조하면, 플라즈마 소스는 RF 로드(140), 코일(150), 분배부(160) 및 조절부(170)를 포함한다. Referring to FIGS. 2 and 3, the plasma source includes an RF rod 140, a coil 150, a distributor 160, and a controller 170.

RF 로드(140)는 분배부(160)로부터 연장되어, RF 전원(105)과 연결된다. 여기서, RF 로드(140)의 길이는 5~20cm로 형성되는 것이 바람직하다. RF 로드(140)의 길이가 5cm 미만일 경우에는 RF 전원(105)이 균등하게 배분하기 어려울 수 있다. 반대로, RF 로드(140)의 길이가 20cm를 초과할 경우에는 RF 전원(105)을 충분히 전달하기 어려울 수 있다. The RF rod 140 extends from the distribution section 160 and is connected to the RF power supply 105. Here, the length of the RF rod 140 is preferably 5 to 20 cm. When the length of the RF rod 140 is less than 5 cm, it may be difficult to evenly distribute the RF power source 105. Conversely, when the length of the RF rod 140 exceeds 20 cm, it may be difficult to sufficiently transmit the RF power source 105.

코일(150)은 돔(120)의 상부에 일정간격 이격되도록 위치한다. 코일(150)은 조절부(170)의 끝단으로부터 감겨진 나선형 구조를 갖는다. The coils 150 are spaced apart from each other at an upper portion of the dome 120. The coil 150 has a spiral structure wound from the end of the regulating part 170.

조절부(170)는 분배부(160)로부터 방사상의 방향을 따라 형성되며, 분배부(160)와 동일 평면에 형성될 수 있다. 또한, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 조절부(170)는 직선 형태를 갖는다. 또한, 각각의 조절부(170)는 길이가 균등한 것이 바람직하다. The adjusting portion 170 is formed along the radial direction from the distributing portion 160 and may be formed in the same plane as the distributing portion 160. In addition, as shown in Figs. 2 and 3, the regulating portion 170 has a linear shape. Further, it is preferable that the lengths of the respective adjusting portions 170 are uniform.

조절부(170) 길이에 의하여, 코일(150)의 나선 출발 위치가 결정되며, 이에 따라, 코일의 나선 간격이 조절될 수 있다. The length of the adjuster 170 determines the helical start position of the coil 150, so that the helical spacing of the coil can be adjusted.

코일(150)이 미리 정해진 길이를 가지고 있고, 또한 코일의 끝단이 분배부로부터 미리 정해진 간격에 위치한다면, 코일(150)의 나선 간격은 조절부(170) 길이에 따라서 결정될 수 있다. If the coil 150 has a predetermined length and the end of the coil is located at a predetermined interval from the distribution portion, the helical distance of the coil 150 can be determined according to the length of the control portion 170.

예를 들어, 조절부(170)의 길이가 상대적으로 긴 경우, 코일이 출발하는 지점과 코일의 끝단이 위치하는 지점과의 간격이 좁게 되므로, 코일의 나선 간격은 상대적으로 작게 된다. 반대로, 조절부(170)의 길이가 상대적으로 짧은 경우, 코일이 출발하는 지점과 코일의 끝단이 위치하는 지점과의 간격이 길게 되므로, 코일의 나선 간격 역시 상대적으로 크게 된다.For example, when the length of the adjusting portion 170 is relatively long, the distance between the starting point of the coil and the point where the coil end is located becomes narrow, so that the helical distance of the coil becomes relatively small. On the contrary, when the length of the adjusting portion 170 is relatively short, the distance between the starting point of the coil and the point where the coil end is located becomes long, so that the spiral interval of the coil becomes relatively large.

여기서, 코일(150)은 조절부(170)와 별도로 형성되고, 이들의 끝단이 서로 연결되도록 형성될 수 있다. 또한, 코일(150)은 조절부(170)와 일체형으로 형성될 수 있다. Here, the coil 150 may be formed separately from the control unit 170, and the ends of the coil 150 may be connected to each other. Further, the coil 150 may be formed integrally with the regulating portion 170.

코일(150)은 RF 전원(105)으로부터 전원을 공급받아 전기장을 발생시킨다. 이에 따라, 전기장은 돔(120)을 통과하여, 챔버(110)의 내부공간으로 유기되며, 내부 공간에 유기된 전기장은 내부 공간 내의 가스들을 방전시켜 플라즈마(102)를 생성한다.The coil 150 receives electric power from the RF power source 105 and generates an electric field. Accordingly, the electric field passes through the dome 120 to the inner space of the chamber 110, and the electric field induced in the inner space discharges gases in the inner space to generate the plasma 102.

분배부(160)는 챔버(110) 상부의 중앙에 배치되어 RF 전원(105)과 연결된다. 분배부(160)의 전력공급량은 RF 전원(105)에 따라 조절이 가능하다. 즉, 분배부(160)는 플라즈마(102)의 분포에는 영향을 주지 않으며, RF 전원(105)을 각 코일(150)에 균등하게 배분하는 역할을 한다. The distributor 160 is disposed at the center of the upper portion of the chamber 110 and connected to the RF power source 105. The power supply amount of the distribution unit 160 is adjustable according to the RF power supply 105. That is, the distributor 160 does not affect the distribution of the plasma 102 and distributes the RF power source 105 to the coils 150 evenly.

분배부(160)의 전력공급량은 10~40W/cm2로 형성되는 것이 바람직하다. 분배부(160)의 전력공급량이 10W/cm2미만일 경우에는 RF 전원(105)을 균등하게 배분하기 어려울 수 있다. 반대로, 분배부(160)의 전력공급량이 40W/cm2를 초과할 경우에도 RF전원(105)을 각 코일에 균등하게 배분하기 어려울 수 있다.The power supply amount of the distributor 160 is preferably 10 to 40 W / cm 2 . When the power supply amount of the distributor 160 is less than 10 W / cm 2 , it may be difficult to evenly distribute the RF power source 105. Conversely, even when the power supply amount of the distributor 160 exceeds 40 W / cm 2 , it may be difficult to evenly distribute the RF power supply 105 to each coil.

복수의 조절부(170) 각각의 길이에 따라서, 코일(150)간의 간격을 조절할 수 있으며, 코일 간의 간격에 따라서, 용량성 또는 유도성 특성을 갖는 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
The distance between the coils 150 can be adjusted according to the length of each of the plurality of adjusting portions 170 and a plasma having capacitive or inductive characteristics can be generated according to the distance between the coils.

도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 소스 및 이를 이용한 기판 처리 장치의 병렬 공진을 나타낸 그래프이다. 도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 소스 및 이를 이용한 기판 처리 장치의 직렬 공진을 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing a parallel resonance of a plasma source and a substrate processing apparatus using the same according to the present invention. 5 is a graph illustrating a series resonance of a plasma source and a substrate processing apparatus using the plasma source according to the present invention.

코일(150)은 고유의 공진 주파수(Resonance Frequency, fr)를 갖는다. The coil 150 has an inherent resonance frequency (f r ).

도 4를 참조하면, 코일 간의 간격이 좁아지면 병렬 공진(Parallel Resonance) 특성을 나타낸다. 사용 주파수가 공진 주파수 보다 낮으면 임피던스(Z)는 유도성(ICP) 특성을 갖는다. 반대로, 사용 주파수가 공진 주파수 보다 높으면 용량성(CCP) 특성을 가질 수 있다.
Referring to FIG. 4, when the distance between the coils is narrowed, parallel resonance characteristics are exhibited. If the frequency of use is lower than the resonance frequency, the impedance (Z) has an inductive (ICP) characteristic. Conversely, if the frequency of use is higher than the resonance frequency, it may have capacitive (CCP) characteristics.

도 5를 참조하면, 코일(150)간의 간격이 넓어지면 직렬 공진 특성을 보인다. 즉, 직렬 공진(Series Resonance) 형태의 경우, 실제 사용 주파수가 공진 주파수 보다 낮으면 임피던스(Z)는 용량성(CCP) 특성을 갖는다. 반대로, 실제 사용 주파수가 공진 주파수보다 높으면 유도성(ICP) 특성을 가질 수 있다.
Referring to FIG. 5, when the spacing between the coils 150 is increased, a series resonance characteristic is exhibited. That is, in the case of the series resonance type, if the actually used frequency is lower than the resonance frequency, the impedance Z has a capacitive (CCP) characteristic. Conversely, if the actually used frequency is higher than the resonance frequency, it may have an inductive (ICP) characteristic.

한편, 조절부(170) 길이 조절을 통하여, 코일(150)간의 간격을 조절함으로서, 유도성 결합 플라즈마 (ICP: Inductively Coupled Plasma) 또는 용량성 결합 플라즈마(CCP: Capacitively Coupled Plasma)의 특성을 가질 수 있는 것을 응용하면, 플라즈마가 적용되는 기판 처리 장치에 있어서 조절부(170) 길이에 따라서, 기판에 대한 식각률 및 선택비와 선택비를 조절할 수 있다. By controlling the distance between the coils 150 through the adjustment of the length of the control unit 170, it is possible to have the characteristics of Inductively Coupled Plasma (ICP) or Capacitively Coupled Plasma (CCP) The etch rate, selectivity and selectivity of the substrate can be adjusted according to the length of the control portion 170 in the substrate processing apparatus to which the plasma is applied.

즉, 용량성 결합 플라즈마 소스를 이용하는 경우에는 선택비를 높일 수 있으며, 반대로, 유도성 플라즈마 소스를 이용하는 경우에는 식각률을 높일 수 있다.
That is, in the case of using a capacitively coupled plasma source, the selectivity can be increased, and conversely, when an inductive plasma source is used, the etch rate can be increased.

도 6은 본 발명에 따른 조절부의 길이에 따른 식각률과 선택비의 변화를 나타낸 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing changes in etch rate and selectivity according to the length of the control portion according to the present invention.

도 6을 참조하면, 플라즈마 소스 및 이를 이용한 기판 처리 장치(100)는 조절부(170) 끝단부터 다발 나선형의 코일(150) 형태를 가진다. 조절부(170)의 길이가 길면 코일(150)의 간격은 좁아지게 되며, 용량성 특성이 우세하여 선택비가 높아진다. 반대로, 조절부(170)의 길이가 짧으면 코일(150)의 간격은 넓어지며, 유도성 특성이 우세하여 식각률이 높아지게 된다.Referring to FIG. 6, the plasma source and the substrate processing apparatus 100 using the plasma source have the form of a bundle spiral coil 150 from the end of the controller 170. If the length of the adjusting portion 170 is long, the distance between the coils 150 is narrowed, and the capacitance ratio is dominant and the selection ratio is increased. On the contrary, if the length of the adjusting portion 170 is short, the interval between the coils 150 is widened, and the inductive characteristic is dominant and the etching rate is increased.

또한, 플라즈마 소스 및 이를 이용한 기판 처리 장치(100)는 기판(104)의 중심부에서 플라즈마(102) 밀도가 상대적으로 높아서 많은 폴리머성 부산물들이 발생하게 된다. 따라서, 부산물들에 의해 식각률이 저하되므로 기판(104)의 중심부에서와 가장자리에서의 CD(Critical Dimension)의 분포가 서로 다르게 된다. 따라서, 기판(104)의 중심부에서의 플라즈마 밀도를 감소시키기 위하여, 조절부(170)의 길이를 길게 할 수 있다. 그 결과, 폴리머성 부산물들의 발생이 줄어들며, 기판(104)의 중심부에서의 CD와 가장자리에서의 CD의 분포를 균일하게 할 수 있는 장점이 있다.
In addition, the plasma source and the substrate processing apparatus 100 using the same have a relatively high density of the plasma 102 at the central portion of the substrate 104, so that many polymeric by-products are generated. Accordingly, since the etch rate is lowered by the byproducts, the distribution of CD (Critical Dimension) at the center portion and at the edge of the substrate 104 becomes different from each other. Thus, in order to reduce the plasma density at the center of the substrate 104, the length of the adjuster 170 can be made longer. As a result, the generation of polymeric byproducts is reduced, and the distribution of CD at the center of the substrate 104 and the distribution of the CD at the edge can be made uniform.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that the 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.

100: 기판 처리 장치
110: 챔버 120: 돔
130: 오링 140: RF 로드
150: 코일 160: 분배부
170: 조절부 180: 배기구100: substrate processing apparatus
110: chamber 120: dome
130: O-ring 140: RF rod
150: coil 160: distributor
170: regulator 180: exhaust

Claims (7)

RF 전원을 전달하는 RF 로드;
상기 RF 로드로부터 상기 RF 전원을 공급받아 복수의 조절부에 배분하는 분배부;
상기 분배부로부터 분배된 RF전원을 공급받으며, 직선 형태로 각각 동일한 길이를 갖는 복수의 조절부; 및
나선 형태로서, 미리 정해진 길이를 가지며, 일단이 상기 복수의 조절부 중 하나와 연결되며, 타단이 상기 분배부로부터 미리 정해진 간격만큼 떨어진 곳에 위치하며, 상기 조절부로부터 RF 전원을 공급받아 전기장을 각각 발생시키는 복수의 코일;을 포함하여,
상기 복수의 조절부 길이에 따라서 상기 복수의 코일의 나선 출발 위치가 결정되어, 미리 정해진 길이를 갖는 상기 복수의 코일 각각의 나선 간격이 조절되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 소스.
An RF load carrying RF power;
A distribution unit for receiving the RF power from the RF rod and distributing the RF power to a plurality of regulators;
A plurality of regulators receiving the RF power distributed from the distributor and each having an identical length in a linear form; And
The RF power source receives the RF power from the regulator, and the electric field is divided into a plurality of electric fields, each having a predetermined length, one end connected to one of the plurality of regulators, A plurality of coils for generating a plurality of coils,
Wherein the helical start positions of the plurality of coils are determined according to the lengths of the plurality of adjusters to adjust a spiral interval of each of the plurality of coils having a predetermined length.
제1항에 있어서,
상기 분배부, 조절부 및 코일은
동일 평면에 위치하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 소스.
The method according to claim 1,
The distributor, regulator and coil
Wherein the plasma source is located in the same plane.
제1항에 있어서,
상기 분배부의 전원공급량은
10~40W/cm2인 것을 특징으로 하는 플라즈마 소스.
The method according to claim 1,
The power supply amount of the distributor
10 to 40 W / cm < 2 >.
제1항에 있어서,
상기 RF 로드의 길이는
5~20cm인 것을 특징으로 하는 플라즈마 소스.
The method according to claim 1,
The length of the RF rod
5 to 20 cm.
내부에 기판이 로딩되는 챔버;
상기 챔버의 내측 상부에 위치하여 반응공간을 형성하는 돔;
상기 챔버 상부에 위치하는 플라즈마 소스를 포함하고,
상기 플라즈마 소스는
RF 전원을 전달하는 RF 로드;
상기 RF 로드로부터 상기 RF 전원을 공급받아 복수의 조절부에 배분하는 분배부;
상기 분배부로부터 분배된 RF전원을 공급받으며, 직선 형태로 각각 동일한 길이를 갖는 복수의 조절부; 및
나선 형태로서, 미리 정해진 길이를 가지며, 일단이 상기 복수의 조절부 중 하나와 연결되며, 타단이 상기 분배부로부터 미리 정해진 간격만큼 떨어진 곳에 위치하며, 상기 조절부로부터 RF 전원을 공급받아 상기 돔 하부의 반응공간에 전기장을 각각 발생시키는 복수의 코일;을 포함하여,
상기 복수의 조절부 길이에 따라서 상기 복수의 코일의 나선 출발 위치가 결정되어, 미리 정해진 길이를 갖는 상기 복수의 코일 각각의 나선 간격이 조절되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
A chamber in which a substrate is loaded;
A dome positioned at an inner upper portion of the chamber to form a reaction space;
And a plasma source located above the chamber,
The plasma source
An RF load carrying RF power;
A distribution unit for receiving the RF power from the RF rod and distributing the RF power to a plurality of regulators;
A plurality of regulators receiving the RF power distributed from the distributor and each having an identical length in a linear form; And
The RF power is supplied from the regulating unit to the dome bottom, and the RF power is supplied from the regulator to the bottom of the dome, A plurality of coils for generating an electric field in the reaction space of each of the plurality of coils,
Wherein the spiral start positions of the plurality of coils are determined according to the lengths of the plurality of adjusters to adjust the spiral spacing of each of the plurality of coils having a predetermined length.
제5항에 있어서,
상기 챔버와 상기 돔의 경계면에 형성되며, 상기 챔버의 진공 상태를 유지하는 오링; 및
상기 챔버의 하부 일측에 형성되어 부산물이 배출되는 배기구;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
6. The method of claim 5,
An O-ring formed at an interface between the chamber and the dome, the O-ring maintaining a vacuum state of the chamber; And
And an exhaust port formed at a lower side of the chamber to discharge a by-product.
제5항에 있어서,
상기 복수의 조절부 길이에 의해 상기 기판에 대한 식각 속도 및 선택비가 조절되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the etch rate and selectivity for the substrate are controlled by the lengths of the plurality of regulators.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100528253B1 (en) * 2003-07-07 2005-11-15 어댑티브프라즈마테크놀로지 주식회사 Plasma source having low ion flux and high impedance, -and Plasma chamber using the same
KR20060032797A (en) * 2004-10-13 2006-04-18 어댑티브프라즈마테크놀로지 주식회사 Noncircular plasma source coil
KR20120134825A (en) * 2011-06-03 2012-12-12 (주)스마텍 Apparatus and method for generating inductively coupled plasma
KR20130043368A (en) * 2011-10-20 2013-04-30 주성엔지니어링(주) Antenna for generating plasma and plasma processing apparatus comprising the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100528253B1 (en) * 2003-07-07 2005-11-15 어댑티브프라즈마테크놀로지 주식회사 Plasma source having low ion flux and high impedance, -and Plasma chamber using the same
KR20060032797A (en) * 2004-10-13 2006-04-18 어댑티브프라즈마테크놀로지 주식회사 Noncircular plasma source coil
KR20120134825A (en) * 2011-06-03 2012-12-12 (주)스마텍 Apparatus and method for generating inductively coupled plasma
KR20130043368A (en) * 2011-10-20 2013-04-30 주성엔지니어링(주) Antenna for generating plasma and plasma processing apparatus comprising the same

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