KR101555844B1 - Multi loop core dual plasma reactor with multi laser scanning line - Google Patents

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Abstract

본 발명의 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기는 제1 플라즈마 반응기를 구성하는 제1 반응기 몸체, 제2 플라즈마 반응기를 구성하는 제2 반응기 몸체, 상기 제1 반응기 몸체의 내부를 가로 지르는 제1 다중 루프 코어와 상기 제1 다중 루프 코어를 보호하기 위한 제1 코어 보호 튜브 및 상기 제1 다중 루프 코어에 권선된 복수개의 일차 권선 코일을 구비한 제1 다중 루프 코어 플라즈마 발생기, 상기 제2 반응기 몸체의 내부를 가로 지르는 제2 다중 루프 코어와 상기 제2 다중 루프 코어를 보호하기 위한 제2 코어 보호 튜브 및 상기 제2 다중 루프 코어에 권선된 복수개의 일차 권선 코일을 구비한 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기, 상기 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기의 일차 권선 코일로 무선 주파수 전원을 공급하기 위한 메인 전원 공급원, 및 상기 제1 및 제2 반응기 몸체의 내부에 복수개의 레이저 주사선으로 이루어지는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 구성하기 위한 레이저 공급원을 포함한다. 본 발명의 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기에 의하면, 대면적의 피처리 기판의 크기에 적합하게 코어 그룹을 크게 하는 것으로 대면적의 플라즈마를 발생할 수 있음으로 플라즈마 반응기의 대면적화가 용이하며 전류 균형 회로에 의해서 균일한 전류 공급이 이루어지며, 하나 이상의 가스 공급 채널에 의해 균일한 가스 공급이 이루어짐으로서 고밀도의 플라즈마를 균일하게 발생할 수 있다. 그리고 다중 코어 플라즈마 발생기와 멀티 레이저 스캐닝 라인을 피처리 기판의 상부에 균 일하고 넓게 주사할 수 있음으로서 대면적의 피처리 기판을 처리하기 위한 대면적의 플라즈마 반응기를 용이하게 구현할 수 있으며 여러 가지 공정 조건을 효율적으로 개선하여 공정 수율을 향상할 수 있다.A multi-loop core dual plasma reactor having a multi-laser scanning line of the present invention comprises a first reactor body constituting a first plasma reactor, a second reactor body constituting a second plasma reactor, A first multi-loop core plasma generator having a first multi-loop core, a first core protection tube to protect the first multi-loop core and a plurality of primary winding coils wound on the first multi-loop core, A second multi-loop core having a second multi-loop core across the interior of the reactor body, a second core protection tube for protecting the second multi-loop core, and a plurality of primary winding coils wound on the second multi- A core plasma generator, a primary winding coil of the first and second multi-loop core plasma generators, The main power supply for class, and a first and second laser sources for forming a multi-laser scanning line formed of a plurality of laser scanning line in the interior of the second reactor body. According to the multi-loop core double plasma reactor having the multi-laser scanning line of the present invention, large-sized plasma can be generated by enlarging the core group suited to the size of the substrate to be processed in a large area, A uniform current supply is achieved by the current balance circuit, and a uniform gas supply is provided by the at least one gas supply channel, so that a high density plasma can be uniformly generated. In addition, since the multi-core plasma generator and the multi-laser scanning line can be uniformly and widely scanned on the substrate to be processed, a large-sized plasma reactor for processing a large-area substrate can be easily implemented, Can be efficiently improved and the process yield can be improved.

플라즈마, 유도 결합, 마그네틱 코어, 전류 균형, 레이저 Plasma, inductive coupling, magnetic core, current balance, laser

Description

멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기{MULTI LOOP CORE DUAL PLASMA REACTOR WITH MULTI LASER SCANNING LINE}[0001] MULTI LOOP CORE DUAL PLASMA REACTOR WITH MULTI LASER SCANNING LINE [0002]

본 발명은 이중 기판 처리를 위한 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기에 관한 것으로, 구체적으로는 다중 루프 코어 플라즈마 발생기와 멀티 레이저 스캐닝 라인을 구비하여 대면적의 플라즈마를 보다 균일하게 발생하여 대면적의 피처리 대상에 대한 플라즈마 처리 효율을 높일 수 있는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-loop core dual plasma reactor for dual substrate processing, and more particularly, to a multi-loop core dual plasma reactor for multi-loop core plasma processing, To a multi-loop core dual plasma reactor having a multi-laser scanning line capable of enhancing the efficiency of plasma treatment on the plasma.

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 집적 회로 장치, 액정 디스플레이, 태양 전지등과 같은 장치를 제조하기 위한 여러 반도체 제조 공정 예들 들어, 식각(etching), 증착(deposition), 세정(cleaning), 에싱(ashing) 등에 다양하게 사용된다.A plasma is a highly ionized gas containing the same number of positive ions and electrons. Plasma discharges are used in gas excitation to generate active gases including ions, free radicals, atoms, and molecules. Active gases are widely used in various fields and various semiconductor manufacturing processes for manufacturing devices such as integrated circuit devices, liquid crystal displays, solar cells, etc. can be used, for example etching, deposition, cleaning, ashing and so on.

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. 그러나 대형화되는 피처리 기판을 처리하기 위하여 용량 결합 전극을 대형화하는 경우 전극의 열화에 의해 전극에 변형이 발생되거나 손상될 수 있다. 이러한 경우 전계 강도가 불균일하게 되어 플라즈마 밀도가 불균일하게 될 수 있으며 반응기 내부를 오염시킬 수 있다. 유도 결합 플라즈마 소스의 경우에도 유도 코일 안테나의 면적을 크게 하는 경우 마찬가지로 플라즈마 밀도를 균일하게 얻기가 어렵다.Plasma sources for generating plasma are various, and examples thereof include capacitive coupled plasma and inductive coupled plasma using a radio frequency. Capacitively coupled plasma sources have the advantage that they have higher capacity for process control than other plasma sources because of their accurate capacitive coupling and ion control capability. However, when the capacitive coupling electrode is enlarged in order to process a substrate to be processed, the electrode may be deformed or damaged due to deterioration of the electrode. In this case, the electric field intensity becomes uneven, the plasma density may become uneven, and the inside of the reactor may be contaminated. Even in the case of the inductively coupled plasma source, it is difficult to uniformly obtain the plasma density when the area of the induction coil antenna is increased.

최근 반도체 제조 산업에서는 반도체 소자의 초미세화, 반도체 회로를 제조하기 위한 실리콘 웨이퍼 기판이나 유리 기판 또는 플라스틱 기판과 같은 피처리 기판의 대형화 그리고 새로운 처리 대상 물질의 개발되고 있는 등과 같은 여러 요인으로 인하여 더욱 향상된 플라즈마 처리 기술이 요구되고 있다. 특히, 대면적의 피처리 기판에 대한 우수한 처리 능력을 갖는 향상된 플라즈마 소스 및 플라즈마 처리 기술이 요구되고 있다. 더욱이 레이저를 이용한 다양한 반도체 제조 장치가 제공되고 있다. 레이저를 이용하는 반도체 제조 공정은 피처리 기판에 대한 증착, 식각, 어닐닝, 세정 등과 같은 다양한 공정에 넓게 적용되고 있다. 이와 같은 레이저를 이용한 반도체 제조 공정의 경우에도 상술한 문제점이 존재한다.In recent years, the semiconductor manufacturing industry has been further improved due to various factors such as miniaturization of semiconductor devices, enlargement of substrates to be processed such as a silicon wafer substrate, a glass substrate or a plastic substrate for manufacturing a semiconductor circuit, A plasma processing technique is required. In particular, there is a demand for an improved plasma source and a plasma processing technique having excellent processing capability for a large-area substrate to be processed. Further, various semiconductor manufacturing apparatuses using lasers are being provided. A semiconductor manufacturing process using a laser is widely applied to various processes such as deposition, etching, annealing, cleaning, and the like on a substrate to be processed. The above-described problems also exist in the case of such a semiconductor manufacturing process using a laser.

피처리 기판의 대형화는 전체적인 생산 설비의 대형화를 야기하게 된다. 생산 설비의 대형화는 전체적인 설비 면적을 증가시켜 결과적으로 생산비를 증가시키는 요인이 된다. 그럼으로 가급적 설비 면적을 최소화 할 수 있는 플라즈마 반응 기 및 플라즈마 처리 시스템이 요구되고 있다. 특히, 반도체 제조 공정에서는 단위 면적당 생산성이 최종 재품의 가격에 영향을 미치는 중요한 요인의 하나로 작용한다. 그럼으로 단위 면적당 생산성을 높이기 위한 방법으로 생산 설비의 구성들을 효과적으로 배치하는 기술들이 제공되고 있다. 예를 들어, 두 장의 피처리 기판을 병렬로 처리하는 플라즈마 반응기가 제공되고 있다. 그러나 대부분의 두 장의 피처리 기판을 병렬로 처리하는 플라즈마 반응기들은 두 개의 플라즈마 소스를 탑재하고 있어서 실질적으로 공정 설비의 최소화를 이루지 못하고 있는 실정이다.The enlargement of the substrate to be processed leads to the enlargement of the overall production equipment. The enlargement of the production facilities increases the overall equipment area and consequently increases the production costs. Therefore, a plasma reactor and a plasma processing system capable of minimizing the facility area are desired. Particularly, in the semiconductor manufacturing process, productivity per unit area is one of the important factors affecting the final product price. Thus, techniques for efficiently arranging the configurations of production facilities as a method for increasing the productivity per unit area are provided. For example, there is provided a plasma reactor that processes two substrates to be processed in parallel. However, plasma reactors for treating most of two substrates to be processed in parallel have two plasma sources, so that the actual process facilities are not minimized.

만약, 플라즈마 반응기를 두 개 이상 수직 또는 수평으로 병렬 배열할 때 각 구성의 공통적인 부분을 공유하고 하나의 플라즈마 소스에 의해서 두 장의 피처리 기판을 병렬 처리할 수 있다면 설비 공간의 축소나 설비 구성의 최소화에 의한 여러 가지 이득을 얻을 수 있을 것이다.If two or more plasma reactors are vertically or horizontally arranged in parallel, it is possible to share a common part of each structure and to process two substrates to be processed in parallel by one plasma source. You will get several benefits from minimization.

어느 산업 분야에서와 같이, 반도체 산업에서도 생산성을 높이기 위해 여러 가지 노력들이 계속되고 있다. 생산성을 높이기 위해서는 기본적으로 생산 설비가 증가되거나 향상되어야 한다. 그러나 단순히 생산 설비를 증가하는 것으로는 공정 설비의 증설 비용뿐만 아니라 클린룸의 공간 설비 또한 증가하게 되어 고비용이 발생되는 문제점을 갖고 있다.As in any industry, there are many efforts in the semiconductor industry to increase productivity. In order to increase productivity, basically production equipment should be increased or improved. However, simply increasing the production facilities has the problem that not only the expense for the expansion of the process facilities but also the space facilities of the clean room are increased, resulting in high costs.

본 발명의 목적은 대면적의 플라즈마 균일하게 발생 및 유지 할 수 있는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a multi-loop core dual plasma reactor having a multi-laser scanning line capable of uniformly generating and maintaining a large-area plasma.

본 발명의 다른 목적은 대면적화가 용이하며 고밀도의 플라즈마를 균일하게 발생할 수 있는 그리고 둘 이상의 대면적의 피처리 기판을 동시에 처리할 수 있어서 설비 면적당 기판 처리율이 높은 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a multi-loop core having a multi-laser scanning line having a large substrate processing rate and capable of simultaneously generating a high-density plasma uniformly and simultaneously treating two or more large- And to provide a dual plasma reactor.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기에 관한 것이다. 본 발명의 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기는: 제1 플라즈마 반응기를 구성하는 제1 반응기 몸체; 제2 플라즈마 반응기를 구성하는 제2 반응기 몸체; 상기 제1 반응기 몸체의 내부를 가로 지르는 제1 다중 루프 코어와 상기 제1 다중 루프 코어를 보호하기 위한 제1 코어 보호 튜브 및 상기 제1 다중 루프 코어에 권선된 복수개의 일차 권선 코일을 구비한 제1 다중 루프 코어 플라즈마 발생기; 상기 제2 반응기 몸체의 내부를 가로 지르는 제2 다중 루프 코어와 상기 제2 다중 루프 코어를 보호하기 위한 제2 코어 보호 튜브 및 상기 제2 다중 루프 코어에 권선된 복수개의 일차 권선 코일을 구비한 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기; 상기 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기의 일차 권선 코일로 무선 주파수 전원을 공급하기 위한 메인 전원 공급원; 및 상기 제1 및 제2 반응기 몸체의 내부에 복수개의 레이저 주사선으로 이루어지는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 구성하기 위한 레이저 공급원을 포함하고, 상기 반응기 몸체의 측벽에는 내부로 레이저 빔이 주사되는 두 개의 레이저 투과 윈도우가 형성되고, 상기 레이저 공급원은 상기 레이저 투과 윈도우를 통하여 상기 반응기 몸체의 내부로 레이저 빔이 주사되도록 하여 상기 멀티 레이저 스캐닝 라인을 형성시키기 위한 하나의 레이저 소스와 상기 하나의 레이저 소스로부터 발생된 레이저 빔을 상기 두 개의 윈도우를 사이에 두고 반사시켜 상기 멀티 레이저 스캐닝 라인을 형성시키는 복수 개의 반사경을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a multi-loop core dual plasma reactor having a multi-laser scanning line. A multi-loop core dual plasma reactor having a multi-laser scanning line of the present invention comprises: a first reactor body constituting a first plasma reactor; A second reactor body constituting a second plasma reactor; A first multi-loop core traversing the interior of the first reactor body, a first core protection tube for protecting the first multi-loop core, and a plurality of primary winding coils wound around the first multi- 1 multi-loop core plasma generator; A second multi-loop core crossing the interior of the second reactor body, a second core protection tube for protecting the second multi-loop core, and a plurality of primary winding coils wound on the second multi- 2 multi-loop core plasma generator; A main power supply for supplying radio frequency power to the primary winding coils of the first and second multiple loop core plasma generators; And a laser source for constructing a multi-laser scanning line comprising a plurality of laser scanning lines in the first and second reactor bodies, wherein the side walls of the reactor body are provided with two laser-transmissive windows Wherein the laser source is configured to scan a laser beam into the interior of the reactor body through the laser transmission window to form a multi-laser scanning line, and a laser beam source And a plurality of reflectors for reflecting the two windows between the two windows to form the multi-laser scanning lines.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 다중 루프 코어 플라즈마 발생기는: 상기 제1 다중 루프 코어가 설치되는 제1 다중 방전실을 갖는 제1 다중 방전실 몸체; 상기 제1 다중 방전실로 반응 가스를 주입하도록 상기 제1 다중 방전실 몸체에 구비된 복수개의 가스 유입구; 및 상기 제1 다중 방전실에서 상기 제1 반응기 몸체의 내부로 개구되도록 상기 제1 다중 방전실 몸체에 형성된 가스 분사 슬릿을 포함하고, 상기 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기는: 상기 제2 다중 루프 코어가 설치되는 제2 다중 방전실을 갖는 제2 다중 방전실 몸체; 상기 제2 다중 방전실로 반응 가스를 주입하도록 상기 제2 다중 방전실 몸체에 구비된 복수개의 가스 유입구; 및 상기 제2 다중 방전실에서 상기 제2 반응기 몸체의 내부로 개구되도록 상기 제2 다중 방전실 몸체에 형성된 가스 분사 슬릿을 포함한다.In one embodiment, the first multi-loop core plasma generator comprises: a first multi-discharge chamber body having a first multi-discharge chamber in which the first multi-loop core is installed; A plurality of gas inlets provided in the first multiple discharge chamber body to inject the reaction gas into the first multiple discharge chamber; And a gas injection slit formed in the first multi-discharge chamber body to open into the interior of the first reactor body in the first multi-discharge chamber, wherein the second multi-loop core plasma generator comprises: A second multi-discharge chamber body having a second multi-discharge chamber in which the second multi-discharge chamber is installed; A plurality of gas inlets provided in the second multiple discharge chamber body to inject the reaction gas into the second multiple discharge chamber; And a gas injection slit formed in the second multiple discharge chamber body to open into the interior of the second reactor body in the second multiple discharge chamber.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 다중 방전실 몸체는 상기 제1 및 제2 다중 방전실을 통하지 않는 또 다른 복수개의 가스 유입구를 포함한다.In one embodiment, the first and second multiple discharge chamber bodies include another plurality of gas inlets that do not pass through the first and second multiple discharge chambers.

일 실시예에 있어서, 상기 메인 전원 공급원으로부터 제공되는 무선 주파수 전원을 상기 제1 및 제2 다중 루프 코어에 권선된 복수개의 일차 권선 코일로 분배하는 분배 회로를 포함한다.In one embodiment, a distribution circuit is provided for distributing the radio frequency power provided from the main power source to a plurality of primary winding coils wound on the first and second multiple loop cores.

일 실시예에 있어서, 상기 메인 전원 공급원과 상기 분배 회로 사이에 구성되어 임피던스 정합을 수행하는 임피던스 정합기를 포함한다.In one embodiment, an impedance matcher is provided between the main power source and the distribution circuit to perform impedance matching.

일 실시예에 있어서, 상기 분배 회로는 상기 복수개의 일차 권선 코일로 공급되는 전류의 균형을 조절하는 전류 균형 회로를 포함한다.In one embodiment, the distribution circuit includes a current balancing circuit that regulates the balance of current supplied to the plurality of primary winding coils.

일 실시예에 있어서, 상기 전류 균형 회로는 상기 복수개의 일차 권선 코일 을 병렬 구동하며 전류 균형을 이루는 복수개의 트랜스포머를 포함하고, 상기 복수개의 트랜스포머의 일차측은 직렬로 연결되며, 이차측은 상기 복수개의 일차 권선 코일에 대응되게 연결된다.In one embodiment, the current balance circuit includes a plurality of transformers driving the plurality of primary winding coils in parallel and balancing currents, the primary sides of the plurality of transformers being connected in series, and the secondary side being connected to the plurality of primary And is connected correspondingly to the winding coil.

일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 트랜스포머의 이차측들은 각기 접지된 중간 탭을 포함하고 상기 이차측의 일단은 정전압을 타단은 부전압을 각각 출력하며, 상기 정전압은 상기 복수개의 일차 권선 코일의 일단으로 상기 부전압은 상기 복수개의 일차 권선 코일의 타단으로 제공된다.In one embodiment, the secondary sides of the plurality of transformers each include a grounded intermediate tap, one end of the secondary side outputs a positive voltage and the other end outputs a negative voltage, and the constant voltage is applied to one end of the plurality of primary winding coils And the negative voltage is provided to the other end of the plurality of primary winding coils.

일 실시예에 있어서, 상기 전류 균형 회로는 전류 균형 조절 범위를 가변 할 수 있는 전압 레벨 조절 회로를 포함한다.In one embodiment, the current balancing circuit includes a voltage level regulating circuit capable of varying the current balance regulating range.

일 실시예에 있어서, 상기 전류 균형 회로는 누설 전류의 보상을 위한 보상 회로를 포함한다.In one embodiment, the current balancing circuit includes a compensation circuit for compensation of leakage current.

일 실시예에 있어서, 상기 전류 균형 회로는 과도 전압에 의한 손상을 방지하기 위한 보호 회로를 포함한다.In one embodiment, the current balancing circuit includes a protection circuit for preventing damage by transient voltages.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기를 통해서 상기 제1 및 제2 반응기 몸체의 내부로 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함한다.In one embodiment, the apparatus includes a gas supply unit for supplying gas into the first and second reactor bodies through the first and second multi-loop core plasma generators.

일 실시예에 있어서, 상기 가스 공급부는 서로 독립된 가스 공급 경로를 갖는 적어도 두 개의 가스 공급 채널을 포함한다.In one embodiment, the gas supply part includes at least two gas supply channels having independent gas supply paths.

일 실시예에 있어서, 상기 가스 공급부는 복수개의 가스 공급관들을 포함한다.In one embodiment, the gas supply part includes a plurality of gas supply pipes.

일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 가스 공급관은 각기 독립적으로 가스 공급 유량을 제어할 수 있는 조절 밸브를 포함한다.In one embodiment, the plurality of gas supply pipes each include a regulating valve capable of independently controlling the gas supply flow rate.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 반응기 몸체는 내부에 피처리 기판이 놓이는 지지대를 각기 구비하고, 상기 지지대는 바이어스 되거나 또는 바이어스 되지 않는 것 중 어느 하나이다.In one embodiment, each of the first and second reactor bodies has a support in which a substrate to be processed is placed, and the support is either biased or not biased.

일 실시예에 있어서, 상기 지지대는 단일 주파수 전원 또는 둘 이상의 서로 다른 주파수 전원에 의해 바이어스 된다.In one embodiment, the supports are biased by a single frequency power source or two or more different frequency power sources.

일 실시예에 있어서, 상기 지지대는 정전척을 포함한다.In one embodiment, the support comprises an electrostatic chuck.

일 실시예에 있어서, 상기 지지대는 히터를 포함한다.In one embodiment, the support includes a heater.

일 실시예에 있어서, 상기 지지대는 피처리 기판과 평행하게 선형 또는 회전 이동 가능한 구조를 갖고, 상기 지지대를 선형 또는 회전 이동하기 위한 구동 메커니즘을 포함한다.In one embodiment, the support has a linear or rotationally movable structure parallel to the substrate to be processed, and includes a drive mechanism for linearly or rotationally moving the support.

일 실시예에 있어서, 상기 멀티 레이저 스캐닝 라인은 상기 제1 다중 루프 코어 사이와 상기 제2 다중 루프 코어 사이에 위치하는 구조, 상기 제1 및 제2 다중 루프 코어와 상기 제1 및 제2 반응기 몸체의 내부에 구비된 피처리 기판이 놓이는 지지대 사이에 위치하는 구조, 또는 상기 제1 및 제2 반응기 몸체로 반응 가스를 유입하는 가스 유입구와 상기 제1 및 제2 다중 루프 코어 사이에 위치하는 구조 중 선택된 하나 이상의 구조를 포함한다.In one embodiment, the multi-laser scanning line is located between the first and second multi-loop cores, the first and second multi-loop cores and the first and second reactor bodies And a structure in which a gas inlet for introducing a reaction gas into the first and second reactor bodies and a structure positioned between the first and second multiple loop cores And includes at least one structure selected.

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일 실시예에 있어서, 상기 멀티 레이저 스캐닝 라인은 상기 제1 및 제2 반응기 몸체로 유입된 반응 가스가 상기 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기에 의한 전기적 에너지와 상기 멀티 레이저 스캐닝 라인에 의한 열에너지를 혼합적으로 받아들이는 구조, 상기 제1 및 제2 반응기 몸체로 유입된 반응 가스가 상기 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기로부터 전달되는 전기적 에너지를 먼저 받아들이는 구조, 또는 상기 제1 및 제2 반응기 몸체로 유입된 반응 가스가 상기 멀티 레이저 스캐닝 라인에 의한 열에너지를 먼저 받아들이는 구조 중 선택된 하나 이상의 구조를 포함한다.In one embodiment, the multi-laser scanning line is configured such that the reactive gas introduced into the first and second reactor bodies is supplied with electrical energy by the first and second multi-loop core plasma generators and heat energy by the multi- A structure in which the reaction gas introduced into the first and second reactor bodies first receives electrical energy transferred from the first and second multiple loop core plasma generators, 2) a structure in which the reaction gas introduced into the reactor body first receives thermal energy by the multi-laser scanning line.

본 발명의 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기에 의하면, 대면적의 피처리 기판의 크기에 적합하게 코어 그룹을 크게 하는 것으로 대면적의 플라즈마를 발생할 수 있음으로 플라즈마 반응기의 대면적화가 용 이하며 전류 균형 회로에 의해서 균일한 전류 공급이 이루어지며, 하나 이상의 가스 공급 채널에 의해 균일한 가스 공급이 이루어짐으로서 고밀도의 플라즈마를 균일하게 발생할 수 있다. 그리고 다중 코어 플라즈마 발생기와 멀티 레이저 스캐닝 라인을 피처리 기판의 상부에 균일하고 넓게 주사할 수 있음으로서 대면적의 피처리 기판을 처리하기 위한 대면적의 플라즈마 반응기를 용이하게 구현할 수 있으며 여러 가지 공정 조건을 효율적으로 개선하여 공정 수율을 향상할 수 있다. 특히 둘 이상의 대면적의 피처리 기판을 동시에 처리할 수 있어서 설비 면적당 기판 처리율이 높일 수 있다.According to the multi-loop core double plasma reactor having the multi-laser scanning line of the present invention, large-sized plasma can be generated by enlarging the core group suited to the size of the substrate to be processed in a large area, A uniform current supply is provided by the current balancing circuit and a uniform gas supply is provided by one or more gas supply channels so that a high density plasma can be uniformly generated. In addition, since the multi-core plasma generator and the multi-laser scanning line can be uniformly and widely scanned on the substrate to be processed, a large-sized plasma reactor for processing a large-area substrate can be easily implemented, Can be efficiently improved and the process yield can be improved. Particularly, it is possible to simultaneously treat two or more substrates to be processed in a large area, thereby increasing the substrate throughput per unit area.

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 도면에서 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.For a better understanding of the present invention, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may be modified into various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described in detail below. The present embodiments are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. Therefore, the shapes and the like of the elements in the drawings can be exaggeratedly expressed to emphasize a clearer description. It should be noted that in the drawings, the same members are denoted by the same reference numerals. Detailed descriptions of well-known functions and constructions which may be unnecessarily obscured by the gist of the present invention are omitted.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중 플라즈마 반응기를 보여주는 도면이다.1 is a view illustrating a dual plasma reactor according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중 플라즈마 반응기(2)는 병렬로 구성되는 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)를 구비한 제1 및 제2 플라즈마 반응기(10, 15), 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 내부에 플라즈마 방전을 각기 유도하기 위한 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기(30a, 30b) 및, 레이저 공급원(80)을 포함한다. 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기(30a, 30b)의 사이에는 가스 공급부(20)가 구비된다. 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)는 내부에 피처리 기판(13, 18)이 놓이는 지지대(12, 17)가 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기(30a, 30b)에 대향하여 일 측으로 설치된다. 가스 공급부(20)는 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기(30a, 30b)의 사이에 구성되어 가스 공원(미도시)으로부터 제공된 가스를 제1 및 제2 다중 코어 플라즈마 발생기(30a, 30b)의 복수개의 가스 주입구(36a, 36b)를 통하여 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 내부로 공급한다. 메인 전원 공급원(40)으로부터 발생된 무선 주파수 전원은 임피던스 정합기(41)와 분배 회로(50)를 통하여 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기(30a, 30b)에 구비된 복수개의 일차 권선(33a, 33b)으로 공급된다. 레이저 공급원(80)은 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 내부에 복수개의 레이저 주사선(82)으로 이루어지는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 구성하기 위한 레이저를 제공한다. 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 내부에는 각기 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기(30a, 30b)에 의해 발생하고 멀티 레이저 스캐닝 라인에 의해 에너지가 보충된 플라즈마를 이용하여 피처리 기판(13, 18)에 대한 기판 처리가 이루어진다.1, a dual plasma reactor 2 according to a preferred embodiment of the present invention comprises first and second plasma reactors 10, 10 with first and second reactor bodies 11, 16 constructed in parallel, First and second multi-loop core plasma generators 30a and 30b and a laser source 80 for directing a plasma discharge inside the first and second reactor bodies 11 and 16, respectively . A gas supply unit 20 is provided between the first and second multi-loop core plasma generators 30a and 30b. The first and second reactor bodies 11 and 16 are supported such that the supports 12 and 17 on which the substrates 13 and 18 are placed face the first and second multiple loop core plasma generators 30a and 30b And is installed on one side. The gas supply part 20 is constructed between the first and second multiple loop core plasma generators 30a and 30b and supplies gas supplied from a gas park (not shown) to the first and second multicore plasma generators 30a and 30b. The gas is supplied into the first and second reactor bodies 11 and 16 through a plurality of gas injection ports 36a and 36b. The radio frequency power source generated from the main power source 40 is connected to the plurality of primary windings (not shown) provided in the first and second multi-loop core plasma generators 30a and 30b through the impedance matcher 41 and the distribution circuit 50 33a, and 33b. The laser source 80 provides a laser for constructing a multi-laser scanning line consisting of a plurality of laser scanning lines 82 inside the first and second reactor bodies 11 and 16. Inside the first and second reactor bodies 11 and 16, the plasma generated by the first and second multi-loop core plasma generators 30a and 30b, respectively, Substrate processing is performed on the processing substrates 13 and 18.

제1 및 제2 플라즈마 반응기(10, 16)는 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)와 그 내부에 피처리 기판(13, 18)이 놓이는 지지대(12, 17)가 구비된다. 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)는 알루미늄, 스테인리스, 구리와 같은 금속 물질이나 코팅된 금속 예를 들어, 양극 처리된 알루미늄이나 니켈 도금된 알루미늄으로 제작될 수도 있다. 또는 내화 금속(refractory metal)로 제작될 수도 있다. 또 다른 대안으로 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)를 전체적 또는 부분적으로 석영, 세라믹과 같은 전기적 절연 물질로 제작하는 것도 가능하다. 이와 같이 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)는 의도된 플라즈마 프로세스가 수행되기에 적합한 어떠한 물질로도 제작될 수 있다. 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 구조는 피처리 기판(13, 18)에 따라 그리고 플라즈마의 균일한 발생을 위하여 적합한 구조 예를 들어, 원형 구조나 사각형 구조 그리고 이외에도 어떠한 형태의 구조를 가질 수 있다.The first and second plasma reactors 10 and 16 are provided with first and second reactor bodies 11 and 16 and supports 12 and 17 on which the substrates 13 and 18 are placed. The first and second reactor bodies 11 and 16 may be made of a metal material such as aluminum, stainless steel, copper or a coated metal such as anodized aluminum or nickel plated aluminum. Or a refractory metal. Alternatively, the first and second reactor bodies 11 and 16 may be wholly or partly made of an electrically insulating material such as quartz or ceramic. As such, the first and second reactor bodies 11,16 may be made of any material suitable for the intended plasma process to be performed. The structure of the first and second reactor bodies 11 and 16 may be a structure suitable for the uniform generation of the plasma and according to the substrates 13 and 18, for example, a circular structure or a rectangular structure, Lt; / RTI >

피처리 기판(13, 18)은 예를 들어, 반도체 장치, 디스플레이 장치, 태양전지 등과 같은 다양한 장치들의 제조를 위한 웨이퍼 기판, 유리 기판, 플라스틱 기판 등과 같은 기판들이다. 제1 및 제2 플라즈마 반응기(10, 16)는 진공 펌프(미도시)에 연결된다. 제1 및 제2 플라즈마 반응기(10, 16)는 대기압 이하의 저압 상태에서 피처리 기판(13, 18)에 대한 플라즈마 처리가 이루어진다. 그러나 본 발명의 제1 및 제2 플라즈마 반응기(10, 16)는 대기압에서 피처리 기판을 처리하는 대기압의 플라즈마 처리 시스템으로도 구현될 수 있다.The processed substrates 13 and 18 are substrates such as a wafer substrate, a glass substrate, a plastic substrate, and the like for manufacturing various devices such as, for example, semiconductor devices, display devices, solar cells and the like. The first and second plasma reactors 10, 16 are connected to a vacuum pump (not shown). The first and second plasma reactors 10 and 16 are subjected to plasma processing on the substrates 13 and 18 under a low-pressure state at atmospheric pressure or lower. However, the first and second plasma reactors 10 and 16 of the present invention can also be implemented as an atmospheric plasma processing system for processing substrates to be processed at atmospheric pressure.

도 2는 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기 사이에 구성된 가스 공급부를 보여주는 플라즈마 반응기 하부의 부분 단면도이다.2 is a partial cross-sectional view of the lower portion of the plasma reactor showing the gas supply configured between the first and second multiple loop core plasma generators;

도 2를 참조하여, 가스 공급부(20)는 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기(30a, 30b)의 사이에 구성된다. 가스 공급부(20)는 가스 공급원(미도시)에 연결되는 복수개의 가스 공급관(21)을 포함한다. 복수개의 가스 공급관(21)은 각기 독립적으로 가스 공급 유량을 제어할 수 있는 조절 밸브(25)가 구비된다. 또는 복수개의 가스 공급관(21)에 대하여 일괄적으로 가스 공급 유량을 제어하거나 혼합된 방식으로도 제어가 가능하도록 구성할 수도 있다. 또는 복수개의 가스 공급관(21)에 대하여 전체적 및 개별적인 가스 공급 유량의 제어가 가능하도록 구성할 수도 있다. 복수개의 가스 공급관(21)은 복수개의 가스 주입구(24)가 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기(30a, 30b)의 복수개의 가스 유입구(36a, 36b)에 대응되어 연결된다. 가스 공급원으로부터 제공된 가스는 복수개의 가스 공급관(21)을 통하여 고르게 분배되어 복수개의 가스 주입구(24)와 그에 대응된 복수개의 가스 유입구(36a, 36b)를 통하여 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 내부로 고르게 분사된다.Referring to FIG. 2, the gas supply unit 20 is configured between the first and second multiple loop core plasma generators 30a and 30b. The gas supply unit 20 includes a plurality of gas supply pipes 21 connected to a gas supply source (not shown). The plurality of gas supply pipes (21) are each provided with a regulating valve (25) capable of independently controlling the gas supply flow rate. Alternatively, it is also possible to control the gas supply flow rate collectively for the plurality of gas supply pipes 21 or to control the gas supply flow rate in a mixed manner. Alternatively, it is also possible to control the entire and individual gas supply flow rates for a plurality of gas supply pipes 21. The plurality of gas supply pipes 21 are connected to the plurality of gas supply openings 36a and 36b of the first and second multiple loop core plasma generators 30a and 30b. The gas supplied from the gas supply source is evenly distributed through the plurality of gas supply pipes 21 and is supplied to the first and second reactor bodies 11 and 12 through the plurality of gas injection holes 24 and the corresponding plurality of gas inlets 36a and 36b, 16).

도 3은 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기의 사시도이고, 도 4는 제1 및 제2 다중 루프 코어의 사시도이다.FIG. 3 is a perspective view of the first and second multiple loop core plasma generators, and FIG. 4 is a perspective view of the first and second multiple loop cores.

도 3 및 도 4를 참조하여, 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기(30a, 30b)는 각기 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 내부를 가로 지르는 제1 및 제2 다중 루프 코어(31a, 31b)와 제1 및 제2 다중 루프 코어(31a, 31b)를 보호하기 위한 제1 및 제2 코어 보호 튜브(37a, 37b) 그리고 제1 및 제2 다중 루프 코어(31a, 31b)에 권선된 복수개의 일차 권선 코일(33a, 33b)을 구비한다. 제1 및 제2 다중 루프 코어(31a, 31b)는 제1 및 제2 코어 보호 튜브(37a, 37b)가 장착된 상태에서 제1 및 제2 다중 방전실 몸체(34a, 34b)에 탑재되어 설치된다.3 and 4, the first and second multi-loop core plasma generators 30a and 30b include first and second multi-loop core plasma generators 30a and 30b, respectively, that cross the interior of the first and second reactor bodies 11 and 16, The first and second core protection tubes 37a and 37b and the first and second multiple loop cores 31a and 31b for protecting the cores 31a and 31b and the first and second multiple loop cores 31a and 31b And a plurality of primary winding coils 33a and 33b wound on the primary winding coils 33a and 33b. The first and second multiple loop cores 31a and 31b are mounted on the first and second multiple discharge chamber bodies 34a and 34b in a state where the first and second core protection tubes 37a and 37b are mounted, do.

제1 및 제2 다중 방전실 몸체(34a, 34b)는 제1 및 제2 다중 루프 코어(31a, 31b)가 탑재된 제1 및 제2 다중 방전실(35a, 35b)을 구비하며, 제1 및 제2 다중 방전실(35a, 35b)로 반응 가스를 주입하도록 복수개의 가스 유입구(36a, 36b)가 구비된다. 그리고 각 방전실(35a, 35b)은 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 내부로 개구된 가스 분사 슬릿(32a, 32b)이 형성되어 있다. 이와 같이, 제1 및 제2 다중 루프 코어(31a, 31b)는 길이 방향에 해당되는 부분은 제1 및 제2 다중 방전실(35a, 35b)에 삽입된 상태에서 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 내부에 위치하고, 양단의 일부분이 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 외부로 돌출된 구조를 갖는다. 그러나 제1 및 제2 다중 방전실 몸체(34a, 34b)의 구조를 적절히 변형하여 제1 및 제2 다중 루프 코어(31a, 31b)가 전체적으로 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 내부에 위치하도록 변형될 수도 있다. 그리고 도 12를 참조하여 후술되겠지만 제1 및 제2 다중 방전실 몸체(34a, 34b)가 없는 구조로 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기(30a, 30b)를 구성할 수도 있다.The first and second multiple discharge chamber bodies 34a and 34b are provided with first and second multiple discharge chambers 35a and 35b on which the first and second multiple loop cores 31a and 31b are mounted, And a plurality of gas inlets (36a, 36b) for injecting the reaction gas into the first and second multiple discharge chambers (35a, 35b). Each of the discharge chambers 35a and 35b is formed with gas injection slits 32a and 32b opened into the first and second reactor bodies 11 and 16, respectively. The first and second multiple loop cores 31a and 31b are disposed in the first and second multiple discharge chambers 35a and 35b in the longitudinal direction while being inserted into the first and second multiple discharge chambers 35a and 35b, 11 and 16, and has a structure in which a part of both ends are protruded out of the first and second reactor bodies 11 and 16. However, the structure of the first and second multiple discharge chamber bodies 34a and 34b is appropriately modified so that the first and second multiple loop cores 31a and 31b are entirely disposed inside the first and second reactor bodies 11 and 16 As shown in FIG. The first and second multi-loop core plasma generators 30a and 30b may be constructed in a structure in which the first and second multiple discharge chamber bodies 34a and 34b are not provided, as will be described later with reference to FIG.

일차 권선 코일(33a, 33b)은 제1 및 제2 다중 루프 코어(31a, 31b)의 각 루프 마다 권선된 형태를 갖고 있으나 이 또한 변형이 가능하다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 다중 루프 코어(31a, 31b)의 길이 방향으로 감겨진 단권 코일 구조의 면적극 코일(33a-1, 33b-1)로 구성될 수 있다. 이때 면전극 코일(33a-1, 33b-1)은 절연 부재(33a-2, 33b-2)가 길이 방향을 따라서 구성되는 것이 바람직할 수 있다. 제1 및 제2 다중 루프 코어(31a, 31b)의 평면 구조는 도 6에 도시된 바와 같이 다중 루프가 일체형으로 구성되었으나, 도 7에 도시된 바와 같이 각 루프마다 하나의 루프 코어(31a', 31b')로도 구성이 가능하며 또 다른 변형도 다양하게 존재할 수 있다.The primary winding coils 33a and 33b have a winding form for each loop of the first and second multiple loop cores 31a and 31b, but they can also be deformed. For example, as shown in Fig. 5, it may be constituted by the surface positive coils 33a-1 and 33b-1 of the single-phase coil structure wound in the longitudinal direction of the first and second multiple loop cores 31a and 31b . At this time, it is preferable that the surface electrode coils 33a-1 and 33b-1 are formed along the longitudinal direction of the insulating members 33a-2 and 33b-2. As shown in FIG. 6, the multi-loop structure of the first and second multi-loop cores 31a and 31b is integrally formed. However, as shown in FIG. 7, one loop core 31a ' 31b ', and other variations may also be present.

도 8은 이중 가스 공급 구조로 변형된 제1 및 제2 다중 방전실 몸체를 보여주는 도면이다.8 is a view showing a first and a second multiple discharge chamber body modified with a double gas supply structure.

도 8을 참조하여, 제1 및 제2 다중 방전실 몸체(34a, 34b)는 다중 방전실(35a, 35b)을 통하는 복수개의 가스 유입구(36a-1, 36b-1)와 통하지 않는 또 다른 복수개의 가스 유입구(36a-2, 36b-2)를 구비하는 이중 가스 공급 구조를 가질 수 있다. 구체적으로 도시하지는 않았으나 이와 더불어 가스 공급부(20) 역시 둘 이상의 분리된 가스 공급 채널을 구비하여 서로 다른 가스를 분리하여 제1 및 제2 반응기 몸체(11)의 내부로 공급함으로서 플라즈마 처리 효율을 높일 수 있다.8, the first and second multiple discharge chamber bodies 34a and 34b are connected to a plurality of gas inlets 36a-1 and 36b-1 through the multiple discharge chambers 35a and 35b, Gas inlet structure 36a-2, 36b-2. Although not shown in detail, the gas supply unit 20 also has two or more separate gas supply channels to supply different gases to the inside of the first and second reactor bodies 11 to increase the plasma processing efficiency have.

도 9 내지 도 11은 멀티 레이저 스캐닝 라인의 다양한 구성 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 9 to 11 are diagrams for explaining various methods of constructing the multi-laser scanning lines.

도 9 내지 도 11을 참조하여, 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)는 각기 내부로 레이저 빔을 주사하기 위한 레이저 투과 윈도우(86, 87)를 구비한다. 레이저 투과 윈도우(86, 87)는 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 측벽으로 대향되게 구성된 두 개의 윈도우(86, 87)로 구성될 수 있다. 두 개의 윈도우(86, 87)는 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 서로 마주 대향되도록 각각 설치되며, 동일한 길이를 갖는 슬릿 구조로 구성될 수 있다. 레이저 공급원(80)은 하나 이상의 레이저 소스(84)를 포함한다. 레이저 소스(84)는 레이저 투과 윈도우(86, 87)를 통하여 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 내부로 레이저 빔을 주사하여 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 내부에 복수개의 레이저 주사선(82)을 형성시켜 멀티 레이저 스캐닝 라인 구성한다.9 to 11, the first and second reactor bodies 11 and 16 have laser-permeable windows 86 and 87, respectively, for scanning a laser beam into the interior. The laser-transmissive windows 86 and 87 can be composed of two windows 86 and 87 configured to face the side walls of the first and second reactor bodies 11 and 16. The two windows 86 and 87 are respectively installed to face the first and second reactor bodies 11 and 16 so as to oppose each other, and can be configured as a slit structure having the same length. The laser source 80 includes one or more laser sources 84. The laser source 84 scans the laser beam into the interior of the first and second reactor bodies 11 and 16 through the laser transmission windows 86 and 87 to form the interior of the first and second reactor bodies 11 and 16 A plurality of laser scanning lines 82 are formed on the substrate 100 to form a multi-laser scanning line.

예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 일 측의 레이저 투과 윈도우(86)에 근접해서 복수개의 레이저 소스(84)가 배열되고, 그에 대응하여 타측의 레이저 투과 윈도우(87)에 근접해서는 복수개의 레이저 종결부(85)가 구성될 수 있다. 또는 도 10에 도시된 바와 같이, 몇 개의 레이저 소스(84)를 간격을 두고 구성하고 그 사이에 복수개의 반사경(83)을 설치하여 레이저 소스(84)로부터 발생된 레이저 빔을 두 개의 레이저 투과 윈도우(86, 87)를 사이에 두고 왕복하며 반사되도록 하여 복수개의 레이저 주사선(82)을 형성시킬 수 있다. 또는 도 11에 도시된 바와 같이, 단지 하나의 레이저 소스(84)만을 구성하고 복수개의 반사경(83)을 구성할 수도 있다. 이와 같이 하나 이상의 레이저 소스(84)와 복수개의 반사경(83)과 하나 이상의 레이저 종결부(85)를 사용하여 멀티 레이저 스캐닝 라인을 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 내부에 구성할 수 있다. 그리고 보다 구체적인 구성과 설명은 생략되었으나, 레이저 빔을 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 내부로 주사시키기 위하여 적절한 구조의 광학계가 사용될 수 있음을 당 업계의 통상적인 기술자들은 잘 알 수 있을 것이다.For example, as shown in FIG. 9, a plurality of laser sources 84 are arranged close to the laser-transmissive window 86 on one side, and a plurality A plurality of laser termination portions 85 may be formed. Alternatively, as shown in FIG. 10, a plurality of laser sources 84 may be spaced apart, and a plurality of reflectors 83 may be provided therebetween, so that the laser beam generated from the laser source 84 is transmitted through two laser- A plurality of laser scanning lines 82 can be formed by reflecting the laser beam 85 by reciprocatingly passing the laser beams 86 and 87 therebetween. Alternatively, as shown in Fig. 11, only one laser source 84 may be constituted and a plurality of reflectors 83 may be constituted. In this way, a multi-laser scanning line is constructed inside the first and second reactor bodies 11, 16 using one or more laser sources 84, a plurality of reflectors 83, and one or more laser terminations 85 . Although a more specific construction and description are omitted, it is well known to those skilled in the art that an optical system of a suitable structure can be used to scan the laser beam into the first and second reactor bodies 11 and 16 There will be.

도 12는 멀티 레이저 스캐닝 라인의 다양한 상대적 배치 방법을 설명하기 위한 도면이다.12 is a view for explaining various relative arrangement methods of multi-laser scanning lines.

도 12의 (a)에 도시된 바와 같이, 복수개의 레이저 주사선(82)으로 구성되는 멀티 레이저 스캐닝 라인은 제1 및 제2 다중 루프 코어(31a, 31b) 사이에 형성된 전기장에 위치되는 구조를 취할 수 있다. 또는, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, 멀티 레이저 스캐닝 라인은 제1 및 제2 다중 루프 코어(31a, 31b)와 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 내부에 구비된 지지대(12, 17) 사이로 위치하는 구조 일 수 있다. 또는, 도 12의 (c)에 도시된 바와 같이, 멀티 레이저 스캐닝 라인은 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)로 반응 가스를 유입하는 가스 유입구(23)와 제1 및 제2 다중 루프 코어(31a, 31b) 사이에 위치하는 구조를 취할 수 있다. 이러한 구조로 멀티 레이저 스캐닝 라인을 구성하기 위하여 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기(30a, 30b)는 제1 및 제2 다중 방전실 몸체(34a, 34b)를 구비하지 않을 수 있다. 이때, 가스 공급부(20)의 양측 가스 분사면(26)이 제1 및 제2 반응기 몸체(11 16)의 내부와 접하게 된다.As shown in Fig. 12 (a), a multi-laser scanning line composed of a plurality of laser scanning lines 82 is arranged in an electric field formed between the first and second multi-loop cores 31a and 31b . Alternatively, as shown in Fig. 12 (b), the multi-laser scanning line is provided in the first and second multi-loop cores 31a and 31b and the first and second reactor bodies 11 and 16 May be a structure located between the supports (12, 17). Alternatively, as shown in Fig. 12 (c), the multi-laser scanning line may include a gas inlet 23 for introducing the reaction gas into the first and second reactor bodies 11 and 16, And can be structured to be located between the cores 31a and 31b. The first and second multi-loop core plasma generators 30a and 30b may not include the first and second multiple discharge chamber bodies 34a and 34b in order to construct a multi-laser scanning line with such a structure. At this time, both gas injection surfaces 26 of the gas supply unit 20 are brought into contact with the inside of the first and second reactor bodies 11 16.

이와 같은 멀티 레이저 스캐닝 라인과 제1 및 제2 다중 루프 코어(31a, 31b)의 상대적 배치 구조는 반응 가스가 어느 것에 의해 먼저 에너지를 받아들이는가에 대한 것이다. 즉, 도 12의 (a)에 예시된 바와 같이, 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 내부로 유입된 반응 가스가 제1 및 제2 다중 루프 코어(31a, 31b)에 의한 전기적 에너지와 상기 멀티 레이저 스캐닝 라인에 의한 열에너지를 혼합적으로 받아들이는 구조를 취할 수 있다. 또는, 도 12의 (b)에 예시된 바와 같이, 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)로 유입된 반응 가스가 제1 및 제2 다중 루프 코어(31a, 31b)로부터 전달되는 전기적 에너지를 먼저 받아들이는 구조를 취할 수 있다. 또는, 도 12의 (c)에 예시된 바와 같이, 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)로 유입된 반응 가스가 상기 멀티 레이저 스캐닝 라인에 의한 열에너지를 먼저 받아들이는 구조를 취할 수 있다.
이러한 배치 구조에서 멀티 레이저 스캐닝 라인은 반응가스를 플라즈마로 형성하기 위한 수단이 아니라, 플라즈마로 형성하기 전에 반응가스를 예열하거나 또는 플라즈마 형성과정 및 플라즈마 형성 후에 에너지를 추가적으로 주입하여 플라즈마 존속시간을 향상시키기 위한 보조적 수단으로 작용한다.
즉, 도 12(a)에서처럼 제1 및 제2 다중 루프 코어(31a, 31b)에 의한 전기적 에너지에 의해 플라즈마가 발생중인 반응가스에 멀티 레이저 스캐닝 라인에 의한 열에너지를 동시에 주입하거나, 도 12(b)에서처럼 제1 및 제2 다중 루프 코어(31a, 31b)에 의한 전기적 에너지에 의해 발생한 플라즈마에 멀티 레이저 스캐닝 라인에 의한 열에너지를 추가 주입하여 플라즈마의 존속시간을 늘릴 수 있다. 또한, 도 12(c)에서처럼 멀티 레이저 스캐닝 라인에 의해 반응가스를 예열하고 제1 및 제2 다중 루프 코어(31a, 31b)에 의한 전기적 에너지에 의해 예열된 반응가스를 플라즈마로 생성할 수 있다. The relative arrangement of the multi-laser scanning lines and the first and second multiple loop cores 31a and 31b is about which energy the reaction gas first receives energy. That is, as illustrated in Fig. 12 (a), the reaction gas introduced into the first and second reactor bodies 11 and 16 is supplied to the first and second multiple loop cores 31a and 31b electrically Energy and the thermal energy by the multi-laser scanning line can be taken in a mixed manner. Alternatively, as illustrated in FIG. 12 (b), the reaction gas introduced into the first and second reactor bodies 11 and 16 may be supplied with electrical energy Can be taken first. Alternatively, as illustrated in FIG. 12 (c), the reaction gas introduced into the first and second reactor bodies 11 and 16 may be configured to receive heat energy from the multi-laser scanning line first.
In such an arrangement, the multi-laser scanning line is not a means for forming the reactive gas into plasma, but rather a method for pre-heating the reactive gas before forming the plasma, or additionally injecting energy after the plasma forming process and the plasma forming to improve the plasma residence time It serves as an auxiliary means for
12 (a), the thermal energy generated by the multi-laser scanning line is simultaneously injected into the reaction gas in which the plasma is generated by the electrical energy generated by the first and second multiple loop cores 31a and 31b, The thermal energy generated by the multi-laser scanning lines may be further injected into the plasma generated by the electrical energy generated by the first and second multiple loop cores 31a and 31b to increase the duration of the plasma. In addition, as shown in FIG. 12 (c), the reaction gas can be preheated by the multi-laser scanning line and the preheated reaction gas can be generated as plasma by the electrical energy by the first and second multiple loop cores 31a and 31b.

이와 같은 멀티 레이저 스캐닝 라인과 제1 및 제2 다중 루프 코어(31a, 31b)의 상대적 배치 구조는 하나 또는 둘 이상의 구조가 혼합적으로 사용될 수 있으며 이를 위하여 레이저 공급원(80)을 구성하는 레이저 소스(84), 반사경(83), 레이저 종결부(85)의 구성과 배치 구조는 적절히 변형이 가능하다.The relative arrangement of the multi-laser scanning lines and the first and second multi-loop cores 31a and 31b may be one or more of a combination of two or more structures. For this purpose, the laser source 84, the reflecting mirror 83, and the laser terminating portion 85 can be appropriately modified.

다시, 도 1을 참조하여, 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 내부에는 피처리 기판(13, 18)을 지지하기 위한 지지대(12, 17)가 구비된다. 지지대(12, 17)는 바이어스 전원 공급원(42, 43, 45, 46)에 연결되어 바이어스 된다. 예를 들어, 서로 다른 무선 주파수 전원을 공급하는 두 개의 바이어스 전원 공급원(42, 43, 45, 46)이 임피던스 정합기(44, 47)를 통하여 지지대(12, 17)에 전기적으로 연결되어 바이어스 된다. 지지대(12, 17)의 이중 바이어스 구조는 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 내부에 플라즈마 발생을 용이하게 하고, 플라즈마 이온 에너지 조절을 더욱 개선시켜 공정 수율을 향상 시킬 수 있다. 또는 단일 바이어스 구조로 변형 실시할 수도 있다. 또는 지지대(12, 17)는 바이어스 전원의 공급 없이 제로 퍼텐셜(zero potential)을 갖는 구조로 변형 실시될 수도 있다. 그리고 기판 지지대(12, 17)는 정전척을 포함할 수 있다. 또는 기판 지지대(12, 17)는 히터를 포함할 수 있다.1, support bases 12 and 17 for supporting the target substrates 13 and 18 are provided in the first and second reactor bodies 11 and 16, respectively. The supports 12, 17 are connected to bias power sources 42, 43, 45, 46 and biased. For example, two bias power sources 42, 43, 45 and 46 supplying different radio frequency powers are electrically connected to the supports 12 and 17 via the impedance matchers 44 and 47 and biased . The dual biasing structure of the supports 12, 17 can facilitate plasma generation within the first and second reactor bodies 11, 16 and improve process yield by further improving plasma ion energy control. Or a single bias structure. Or the supports 12 and 17 may be deformed into a structure having a zero potential without supplying a bias power. And the substrate supports 12, 17 may comprise an electrostatic chuck. Or the substrate supports 12, 17 may comprise a heater.

지지대(12, 17)는 고정형으로 구성될 수 있다. 또는 지지대(12, 17)는 피처리 기판(13, 18)과 평행하게 선형 또는 회전 이동 가능한 구조를 갖고, 지지대(12, 17)를 선형 또는 회전 이동하기 위한 구동 메커니즘(4, 5)을 포함한다. 지지대(12, 17)의 이러한 이동 구조는 피처리 기판(13, 18)의 처리 효율을 높이기 위한 것이다. 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 상부에 구성된 가스 출구(8, 9)로 배출되는 가스에 균일한 배기를 위하여 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 내측 상부에는 배기 배플(6, 7)이 구성될 수 있다.The supports 12 and 17 may be of a fixed type. Or the supports 12 and 17 have linear or rotationally movable structures parallel to the substrates 13 and 18 and include drive mechanisms 4 and 5 for linearly or rotationally moving the supports 12 and 17 do. This moving structure of the supports 12 and 17 is intended to increase the processing efficiency of the substrates 13 and 18. In order to uniformly exhaust gas discharged to the gas outlets 8 and 9 constituted on the upper portions of the first and second reactor bodies 11 and 16, Baffles 6 and 7 may be constructed.

한편, 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기(30a, 30b)의 복수개의 일차 권선 코일(33a, 33b)은 메인 전원 공급원(40)으로부터 발생된 무선 주파수 전원을 임피던스 정합기(41)와 분배 회로(50)를 통하여 공급받아 구동되어 제1 및 제2 반응기 몸체(11, 16)의 내부에 용량 결합된 플라즈마를 유도한다. 메인 전원 공급원(40)은 별도의 임피던스 정합기 없이 출력 전원의 제어가 가능한 무선 주파수 발생기를 사용하여 구성될 수도 있다. 메인 전원 공급원(40)으로부터 발생된 무선 주파수 전원은 임피던스 정합기(41)를 통하여 복수개의 일차 권선 코일(33)로 제공된다. 이를 위하여 분배 회로(50)가 구비될 수 있다. 분배 회로(50)는 메인 전원 공급원(40)으로부터 제공되는 무선 주파수 전원을 복수개의 일차 권선 코일(33a, 33b)로 분배하여 공급함으로서 복수개의 일차 권선 코일(33a, 33b)이 병렬 구동되게 한다. 바람직하게, 분배 회로(50)는 전류 균형 회로로 구성될 수 있다. 전류 균형 회로는 복수개의 일차 권선 코일(33a, 33b)로 공급되는 전류가 자동적으로 상호 균형을 이루게 한다. 그럼으로 대면적의 플라즈마를 보다 균일하게 발생 및 유지할 수 있다.A plurality of primary winding coils 33a and 33b of the first and second multiple loop core plasma generators 30a and 30b are connected to the impedance matching device 41 and the impedance matching device 41, Circuit 50 to drive the capacitively coupled plasma into the first and second reactor bodies 11 and 16. The main power source 40 may be configured using a radio frequency generator capable of controlling the output power without a separate impedance matcher. The radio frequency power source generated from the main power source 40 is provided to a plurality of primary winding coils 33 through an impedance matcher 41. To this end, a distribution circuit 50 may be provided. The distribution circuit 50 distributes the radio frequency power supplied from the main power source 40 to the plurality of primary winding coils 33a and 33b to supply the plurality of primary winding coils 33a and 33b in parallel. Preferably, the distribution circuit 50 may comprise a current balancing circuit. The current balancing circuit automatically balances the currents supplied to the plurality of primary winding coils 33a, 33b. Thus, a large-area plasma can be generated and maintained more uniformly.

도 13은 분배 회로의 일 예를 보여주는 도면이다.13 is a diagram showing an example of a distribution circuit.

도 13을 참조하여, 분배 회로(50)는 복수개의 일차 권선(33a, 33b)을 병렬 구동하며 전류 균형을 이루는 복수개의 트랜스포머(52)를 포함한다. 복수개의 트랜스포머(52)의 일차측은 무선 주파수가 입력되는 전원 입력단과 접지 사이에 직렬로 연결되며, 이차측의 일단은 복수개의 일차 권선(33a, 33b)에 대응되게 연결되고 타단은 공통으로 접지된다. 복수개의 트랜스포머(52)는 전원 입력단과 접지 사이의 전압을 균등하게 분할하고 분할된 다수의 분할된 전압을 복수개의 일차 권선(33a, 33b)의 일단으로 출력한다. 복수개의 일차 권선(33a, 33b)의 타단은 공통으로 접지된다.Referring to Fig. 13, the distribution circuit 50 includes a plurality of transformers 52 for driving a plurality of primary windings 33a and 33b in parallel and balancing current. The primary side of the plurality of transformers 52 is connected in series between a power input terminal to which a radio frequency is inputted and the ground, and one end of the secondary side is connected to the plurality of primary windings 33a and 33b and the other end is commonly grounded . The plurality of transformers 52 divides the voltage between the power input terminal and the ground equally and outputs the divided divided voltages to one end of the plurality of primary windings 33a and 33b. The other ends of the plurality of primary windings 33a and 33b are commonly grounded.

복수개의 트랜스포머(52)의 일차측으로 흐르는 전류는 동일함으로 복수개의 일차 권선(33a, 33b)으로 공급되는 전력도 동일하게 된다. 복수개의 일차 권선(33a, 33b)들 중에서 어느 하나의 임피던스가 변화되어 전류량의 변화가 발생되면 복수개의 트랜스포머(52)가 전체적으로 상호 작용하여 전류 균형을 이루게 된다. 그럼으로 복수개의 일차 권선(33a, 33b)으로 공급되는 전류는 상호 균일하게 지속적인 자동 조절이 이루어진다. 복수개의 트랜스포머(52)는 각기 일차측과 이차측의 권선비율이 기본적으로 1:1로 설정되어 있으나 이는 변경이 가능하다.Since the currents flowing to the primary sides of the plurality of transformers 52 are the same, the power supplied to the plurality of primary windings 33a and 33b is also the same. When the impedance of any one of the plurality of primary windings 33a and 33b is changed to cause a change in the amount of current, a plurality of transformers 52 interact to form a current balance. Thus, the currents supplied to the plurality of primary windings 33a and 33b are uniformly and continuously automatically adjusted. In the plurality of transformers 52, the winding ratio of the primary side and the secondary side is basically set to 1: 1, but this can be changed.

이상과 같은 전류 균형 회로로 구성되는 분배 회로(50), 도면에는 구체적인 도시를 생략하였으나, 복수개의 트랜스포머(52)에 과도전압이 발생되는 것을 방지하기 위한 보호 회로를 포함할 수 있다. 보호 회로는 복수개의 트랜스포머(52) 중 어느 하나가 전기적으로 오픈 상태로 되어 해당 트랜스포머에 과도전압이 증가되는 것을 방지한다. 이러한 기능의 보호 회로는 바람직하게는 복수개의 트랜스포 머(52)의 각각의 일차측 양단에 배리스터(Varistor)를 연결하여 구현할 수 있으며, 또는 제너다이오드(Zener Diode)와 같은 정전압 다이오드를 사용하여 구현할 수 있다. 그리고 분배 회로(50)에는 각각의 트랜스포머(52) 마다 누설 전류의 보상을 위한 보상 커패시터(51)와 같은 보상 회로가 부가될 수 있다.Although not shown in the drawing, the distribution circuit 50 may include a protection circuit for preventing an excessive voltage from being generated in the plurality of transformers 52. [ The protection circuit prevents any one of the plurality of transformers 52 from being electrically opened to increase the transient voltage to the corresponding transformer. The protection circuit of this function may be implemented by connecting a varistor to both ends of each of the plurality of transformers 52 or by using a constant voltage diode such as a zener diode . A compensation circuit such as a compensation capacitor 51 for compensating the leakage current may be added to each of the transformers 52 in the distribution circuit 50.

도 14 내지 도 19는 분배 회로의 다양한 변형들을 보여주는 도면이고, 도 20은 일차 권선 코일을 직렬로 연결 구성한 예를 보여주는 도면이다.Figs. 14 to 19 are diagrams showing various modifications of the distribution circuit, and Fig. 20 is a diagram showing an example in which the primary winding coils are connected in series.

도 14를 참조하여, 일 변형의 분배 회로(50)는 복수개의 트랜스포머(52)의 이차측들이 각기 접지된 중간 탭을 포함하여 이차측의 일단은 정전압을 타단은 부전압을 각각 출력한다. 정전압은 복수개의 일차 권선(33a, 33b)으로 부전압은 복수개의 일차 권선(33a, 33b)의 타단으로 제공된다.Referring to Fig. 14, the one-way distribution circuit 50 includes intermediate taps on which the secondary sides of the plurality of transformers 52 are grounded, respectively, so that one end of the secondary side outputs a positive voltage and the other end thereof a negative voltage. The positive voltage is supplied to the primary windings 33a and 33b, and the negative voltage is supplied to the other ends of the primary windings 33a and 33b.

도 15를 참조하여, 또 다른 변형의 분배 회로(50a, 50b)는 분리된 제1 및 제2 전류 균형 회로(50a, 50b)로 구성될 수도 있다. 제1 및 제2 전류 균형 회로(50a, 50b) 임피던스 정합기(41)에 병렬로 연결된다. 제1 전류 균형 회로(50a)는 제1 다중 루프 코어 플라즈마 발생기(30a)의 복수개의 일차 권선(33a)에 그리고 제2 전류 균형 회로(50b)는 제2 다중 코어 플라즈마 발생기(30b)의 복수개의 일차 권선(33b)에 각기 대응되어 구성된다.Referring to Fig. 15, another modified distribution circuit 50a, 50b may be composed of separate first and second current balancing circuits 50a, 50b. The first and second current balancing circuits (50a, 50b) are connected in parallel to the impedance matcher (41). The first current balancing circuit 50a is connected to a plurality of primary windings 33a of the first multi-loop core plasma generator 30a and the second current balancing circuit 50b is connected to a plurality of primary windings 33a of the plurality of second multi-core plasma generators 30b And the primary winding 33b.

도 16 및 도 17을 참조하여, 다른 변형의 분배 회로(50)는 전류 균형 조절 범위를 가변 할 수 있는 전압 레벨 조절 회로(60)를 구비할 수 있다. 전압 레벨 조절 회로(60)는 멀티 탭을 구비한 코일(61)과 멀티 탭 중 어느 하나를 접지로 연결하는 멀티 탭 스위칭 회로(62)를 포함한다. 전압 레벨 조절 회로(60)는 멀티 탭 스위칭 회로(62)의 스위칭 위치에 따라 가변된 전압 레벨을 전류 균형 회로(50)로 인가하게 되며, 분배 회로(50)는 전압 레벨 조절 회로(60)에 의해서 결정되는 전압 레벨에 의해 전류 균형 조절 범위가 가변된다. 그리고 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 분배 회로(50a, 50b)로 구성된 경우에도 역시 동일하게 각기 전압 레벨 조절 회로(60a, 60b)가 구비될 수 있다. 또는, 도 20에 도시된 바와 같이, 복수개의 일차 권선 코일(33a, 33b)은 분배 회로 없이 임피던스 정합기(41)와 접지 사이에 직렬로 연결될 수도 있다. 또는 병렬로 연결되거나 직병렬 혼합 방식으로 연결될 수도 있다.16 and 17, the distribution circuit 50 of another modification may include a voltage level regulating circuit 60 capable of varying the current balance regulating range. The voltage level regulating circuit 60 includes a multi-tap switching circuit 62 for grounding the coil 61 and the multi-tap. The voltage level adjustment circuit 60 applies a variable voltage level to the current balance circuit 50 in accordance with the switching position of the multi-tap switching circuit 62, and the distribution circuit 50 is connected to the voltage level adjustment circuit 60 The current balance adjustment range is varied by the voltage level determined by the voltage level. 18 and 19, the voltage level adjusting circuits 60a and 60b may also be provided in the same manner as the first and second distributing circuits 50a and 50b. Alternatively, as shown in Fig. 20, the plurality of primary winding coils 33a, 33b may be connected in series between the impedance matcher 41 and ground without a distribution circuit. Or may be connected in parallel or connected in a serial-parallel hybrid manner.

이상과 같은 본 발명의 이중 플라즈마 반응기(2)는 도 1에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 플라즈마 반응기(10, 15)가 수직 병렬 구조로 실시된 예를 예시하였으나 수평 병렬 구조로 실시될 수도 있다.As shown in FIG. 1, the dual plasma reactor 2 of the present invention exemplifies the first and second plasma reactors 10 and 15 in a vertically parallel structure, have.

이상에서 설명된 본 발명의 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기의 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.The embodiments of the multi-loop core dual plasma reactor having the multi-laser scanning lines of the present invention described above are merely illustrative and those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent It will be appreciated that other embodiments are possible. Accordingly, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims. It is also to be understood that the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

본 발명의 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기는 반도체 집적 회로의 제조, 평판 디스플레이 제조, 태양전지의 제조와 같은 다양한 박막 형성을 위한 플라즈마 처리 공정에서 피처리 기판을 이중으로 처리하는 경우에 매우 유용하게 이용될 수 있다. 본 발명의 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기는 대면적의 피처리 기판의 크기에 적합하게 코어 그룹을 크게 하는 것으로 대면적의 플라즈마를 발생할 수 있음으로 플라즈마 반응기의 대면적화가 용이하며 전류 균형 회로에 의해서 균일한 전류 공급이 이루어지며, 하나 이상의 가스 공급 채널에 의해 균일한 가스 공급이 이루어짐으로서 고밀도의 플라즈마를 균일하게 발생할 수 있다. 그리고 다중 코어 플라즈마 발생기와 멀티 레이저 스캐닝 라인을 피처리 기판의 상부에 균일하고 넓게 주사할 수 있음으로서 대면적의 피처리 기판을 처리하기 위한 대면적의 플라즈마 반응기를 용이하게 구현할 수 있으며 여러 가지 공정 조건을 효율적으로 개선하여 공정 수율을 향상할 수 있다.The multi-loop core dual plasma reactor having a multi-laser scanning line according to the present invention can be used in a plasma processing process for forming various thin films such as the manufacture of a semiconductor integrated circuit, the manufacture of a flat panel display, Can be very useful. The multi-loop core dual plasma reactor having the multi-laser scanning line according to the present invention can generate a large-sized plasma by enlarging the core group suitable for the size of the substrate to be processed in a large area, A uniform current supply is provided by the current balancing circuit and a uniform gas supply is provided by the at least one gas supply channel so that a high density plasma can be generated uniformly. In addition, since the multi-core plasma generator and the multi-laser scanning line can be uniformly and widely scanned on the substrate to be processed, a large-sized plasma reactor for processing a large-area substrate can be easily implemented, Can be efficiently improved and the process yield can be improved.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중 플라즈마 반응기를 보여주는 도면이다.1 is a view illustrating a dual plasma reactor according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기 사이에 구성된 가스 공급부를 보여주는 플라즈마 반응기 하부의 부분 단면도이다.2 is a partial cross-sectional view of the lower portion of the plasma reactor showing the gas supply configured between the first and second multiple loop core plasma generators;

도 3은 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기의 사시도이다.3 is a perspective view of the first and second multiple loop core plasma generators.

도 4는 제1 및 제2 다중 루프 코어의 사시도이다.4 is a perspective view of the first and second multiple loop cores.

도 5는 일차 권선 코일을 면적극 코일로 구성한 예를 보여주는 도면이다.5 is a view showing an example in which the primary winding coil is constituted by a planar positive coil.

도 6 및 도 7은 제1 및 제2 다중 루프 코어의 구조를 예시하는 도면이다.6 and 7 are views illustrating the structure of the first and second multiple loop cores.

도 8은 이중 가스 공급 구조로 변형된 제1 및 제2 다중 방전실 몸체를 보여주는 도면이다.8 is a view showing a first and a second multiple discharge chamber body modified with a double gas supply structure.

도 9 내지 도 11은 멀티 레이저 스캐닝 라인의 다양한 구성 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 9 to 11 are diagrams for explaining various methods of constructing the multi-laser scanning lines.

도 12는 멀티 레이저 스캐닝 라인의 다양한 상대적 배치 방법을 설명하기 위한 도면이다.12 is a view for explaining various relative arrangement methods of multi-laser scanning lines.

도 13은 분배 회로의 일 예를 보여주는 도면이다.13 is a diagram showing an example of a distribution circuit.

도 14 내지 도 19는 분배 회로의 다양한 변형들을 보여주는 도면이다.Figures 14-19 are diagrams illustrating various variations of the distribution circuit.

도 20은 일차 권선 코일을 직렬로 연결 구성한 예를 보여주는 도면이다.20 is a view showing an example in which primary winding coils are connected in series.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*Description of the Related Art [0002]

4, 5: 구동 메커니즘 6, 7: 배기 배플4, 5: Driving mechanism 6, 7: Exhaust baffle

8, 9: 가스 출구 2: 이중 플라즈마 반응기8, 9: gas outlet 2: dual plasma reactor

11, 16: 제1, 제2 반응기 몸체 12, 17: 지지대11, 16: first and second reactor bodies 12, 17: supports

13, 18: 피처리 기판 20: 가스 공급부13, 18: substrate to be processed 20: gas supply unit

21: 가스 공급관 23: 가스 유입구21: gas supply pipe 23: gas inlet

24: 가스 주입구 26: 가스 분사면24: gas inlet 26: gas injection surface

30a, 30b: 제1, 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기30a, 30b: First and second multi-loop core plasma generators

31a, 31b, : 제1, 제2 다중 루프 코어31a, 31b: first and second multiple loop cores

32a, 32b: 가스 분사 슬릿 33a, 33b: 일차 권선 코일32a, 32b: gas injection slit 33a, 33b: primary winding coil

33a-1, 33b-1: 면전극 코일 33a-2, bb3-2: 절연 부재33a-1, 33b-1: surface electrode coils 33a-2, bb3-2:

34a, 34b: 제1, 제2 다중 방전실 몸체 34a, 34b: first and second multiple discharge chamber bodies

35a, 35b: 제1, 제2 다중 방전실 36a, 36b: 가스 유입구35a, 35b: first and second multiple discharge chambers 36a, 36b: gas inlet

37a, 37b: 제1, 제2 코어 보호 튜브37a, 37b: first and second core protection tubes

40: 메인 전원 공급원 41: 임피던스 정합기40: Main power source 41: Impedance matching device

42, 43: 바이어스 전원 공급원 44: 임피던스 정합기42, 43: bias power source 44: impedance matcher

50: 분배 회로 51: 보상 커패시터50: Distribution circuit 51: Compensation capacitor

52: 트랜스포머 53: 중간탭52: Transformer 53: Middle tap

60: 전압 레벨 조절 회로 61: 코일60: voltage level adjusting circuit 61: coil

62: 멀티 탭 스위칭 회로 80: 레이저 공급원62: Multi-tap switching circuit 80: Laser source

82: 멀티 레이저 스캐닝 라인 83: 반사경82: multi laser scanning line 83: reflector

85: 레이저 종결부85: laser terminating part

Claims (24)

제1 플라즈마 반응기를 구성하는 제1 반응기 몸체;A first reactor body constituting a first plasma reactor; 제2 플라즈마 반응기를 구성하는 제2 반응기 몸체;A second reactor body constituting a second plasma reactor; 상기 제1 반응기 몸체의 내부를 가로 지르는 제1 다중 루프 코어와 상기 제1 다중 루프 코어를 보호하기 위한 제1 코어 보호 튜브 및 상기 제1 다중 루프 코어에 권선된 복수개의 일차 권선 코일을 구비한 제1 다중 루프 코어 플라즈마 발생기;A first multi-loop core traversing the interior of the first reactor body, a first core protection tube for protecting the first multi-loop core, and a plurality of primary winding coils wound around the first multi- 1 multi-loop core plasma generator; 상기 제2 반응기 몸체의 내부를 가로 지르는 제2 다중 루프 코어와 상기 제2 다중 루프 코어를 보호하기 위한 제2 코어 보호 튜브 및 상기 제2 다중 루프 코어에 권선된 복수개의 일차 권선 코일을 구비한 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기;A second multi-loop core crossing the interior of the second reactor body, a second core protection tube for protecting the second multi-loop core, and a plurality of primary winding coils wound on the second multi- 2 multi-loop core plasma generator; 상기 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기의 일차 권선 코일로 무선 주파수 전원을 공급하기 위한 메인 전원 공급원; 및A main power supply for supplying radio frequency power to the primary winding coils of the first and second multiple loop core plasma generators; And 상기 제1 및 제2 반응기 몸체의 내부에 복수개의 레이저 주사선으로 이루어지는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 구성하기 위한 레이저 공급원을 포함하고,And a laser source for forming a multi-laser scanning line including a plurality of laser scanning lines in the first and second reactor bodies, 상기 반응기 몸체의 측벽에는 내부로 레이저 빔이 주사되는 두 개의 레이저 투과 윈도우가 형성되고,In the side wall of the reactor body, two laser transmission windows are formed in which a laser beam is scanned, 상기 레이저 공급원은 상기 레이저 투과 윈도우를 통하여 상기 반응기 몸체의 내부로 레이저 빔이 주사되도록 하여 상기 멀티 레이저 스캐닝 라인을 형성시키기 위한 하나의 레이저 소스와 상기 하나의 레이저 소스로부터 발생된 레이저 빔을 상기 두 개의 윈도우를 사이에 두고 반사시켜 상기 멀티 레이저 스캐닝 라인을 형성시키는 복수 개의 반사경을 포함하며, Wherein the laser source comprises a laser source for forming the multi-laser scanning line by scanning a laser beam into the reactor body through the laser transmission window and a laser beam generated from the one laser source, And a plurality of reflectors for reflecting the windows therebetween to form the multi-laser scanning lines, 상기 메인 전원 공급원으로부터 제공되는 무선 주파수 전원을 상기 제1 및 제2 다중 루프 코어에 권선된 복수개의 일차 권선 코일로 분배하는 분배 회로를 포함하며, And a distribution circuit for distributing radio frequency power provided from the main power source to a plurality of primary winding coils wound on the first and second multiple loop cores, 상기 분배 회로는 상기 복수개의 일차 권선 코일로 공급되는 전류의 균형을 조절하는 전류 균형 회로를 포함하며 The distribution circuit includes a current balancing circuit for regulating the balance of current supplied to the plurality of primary winding coils 상기 전류 균형 회로는 상기 복수개의 일차 권선 코일을 병렬 구동하며 전류 균형을 이루는 복수개의 트랜스포머를 포함하며, Wherein the current balancing circuit includes a plurality of transformers driving the plurality of primary winding coils in parallel and balancing current, 상기 복수개의 트랜스포머의 일차측은 직렬로 연결되며, 이차측은 상기 복수개의 일차 권선 코일에 대응되게 연결되는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기.Wherein the primary side of the plurality of transformers is connected in series and the secondary side has a multi-laser scanning line correspondingly connected to the plurality of primary winding coils. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1 다중 루프 코어 플라즈마 발생기는:Wherein the first multi-loop core plasma generator comprises: 상기 제1 다중 루프 코어가 설치되는 제1 다중 방전실을 갖는 제1 다중 방전실 몸체;A first multi-discharge chamber body having a first multi-discharge chamber in which the first multi-loop core is installed; 상기 제1 다중 방전실로 반응 가스를 주입하도록 상기 제1 다중 방전실 몸체에 구비된 복수개의 가스 유입구; 및A plurality of gas inlets provided in the first multiple discharge chamber body to inject the reaction gas into the first multiple discharge chamber; And 상기 제1 다중 방전실에서 상기 제1 반응기 몸체의 내부로 개구되도록 상기 제1 다중 방전실 몸체에 형성된 가스 분사 슬릿을 포함하고,And a gas injection slit formed in the first multiple discharge chamber body to open into the first reactor body in the first multiple discharge chamber, 상기 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기는:The second multi-loop core plasma generator comprising: 상기 제2 다중 루프 코어가 설치되는 제2 다중 방전실을 갖는 제2 다중 방전실 몸체;A second multiple discharge chamber body having a second multiple discharge chamber in which the second multiple loop core is installed; 상기 제2 다중 방전실로 반응 가스를 주입하도록 상기 제2 다중 방전실 몸체에 구비된 복수개의 가스 유입구; 및A plurality of gas inlets provided in the second multiple discharge chamber body to inject the reaction gas into the second multiple discharge chamber; And 상기 제2 다중 방전실에서 상기 제2 반응기 몸체의 내부로 개구되도록 상기 제2 다중 방전실 몸체에 형성된 가스 분사 슬릿을 포함하는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기.And a gas injection slit formed in the second multiply-discharge chamber body to open into the interior of the second reactor body in the second multiply-discharge chamber. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 제1 및 제2 다중 방전실 몸체는 상기 제1 및 제2 다중 방전실을 통하지 않는 또 다른 복수개의 가스 유입구를 포함하는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기.Wherein the first and second multiple discharge chamber bodies have a multi-laser scanning line including another plurality of gas inlets not through the first and second multiple discharge chambers. 삭제delete 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 메인 전원 공급원과 상기 분배 회로 사이에 구성되어 임피던스 정합을 수행하는 임피던스 정합기를 포함하는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기.And an impedance matcher coupled between the main power source and the distribution circuit to perform impedance matching. ≪ Desc / Clms Page number 19 > 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 복수개의 트랜스포머의 이차측들은 각기 접지된 중간 탭을 포함하고 상기 이차측의 일단은 정전압을 타단은 부전압을 각각 출력하며,Wherein the secondary sides of the plurality of transformers include respective grounded intermediate taps, one end of the secondary side outputs a positive voltage and the other end outputs a negative voltage, 상기 정전압은 상기 복수개의 일차 권선 코일의 일단으로 상기 부전압은 상기 복수개의 일차 권선 코일의 타단으로 제공되는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기.Wherein said constant voltage has a one end of said plurality of primary winding coils and said negative voltage has a multi-laser scanning line provided to the other end of said plurality of primary winding coils. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 전류 균형 회로는 전류 균형 조절 범위를 가변 할 수 있는 전압 레벨 조절 회로를 포함하는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기.Wherein the current balancing circuit comprises a voltage level regulating circuit capable of varying the current balance regulation range. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 전류 균형 회로는 누설 전류의 보상을 위한 보상 회로를 포함하는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기.Wherein the current balancing circuit comprises a compensation circuit for compensation of leakage current. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 전류 균형 회로는 과도 전압에 의한 손상을 방지하기 위한 보호 회로를 포함하는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기.Wherein the current balancing circuit comprises a protection circuit to prevent damage by transient voltages. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기를 통해서 상기 제1 및 제2 반응기 몸체의 내부로 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함하는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기.And a gas supply unit for supplying gas into the first and second reactor bodies through the first and second multi-loop core plasma generators. 제12항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 가스 공급부는 서로 독립된 가스 공급 경로를 갖는 적어도 두 개의 가스 공급 채널을 포함하는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기.Wherein the gas supply portion includes at least two gas supply channels having independent gas supply paths. 제12항에 있어서, 13. The method of claim 12, 상기 가스 공급부는 복수개의 가스 공급관들을 포함하는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기.Wherein the gas supply portion has a multi-laser scanning line including a plurality of gas supply lines. 제14항에 있어서,15. The method of claim 14, 상기 복수개의 가스 공급관은 각기 독립적으로 가스 공급 유량을 제어할 수 있는 조절 밸브를 포함하는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기.Wherein the plurality of gas supply tubes each include a control valve capable of independently controlling the gas supply flow rate. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1 및 제2 반응기 몸체는 내부에 피처리 기판이 놓이는 지지대를 각기 구비하고, 상기 지지대는 바이어스 되거나 또는 바이어스 되지 않는 것 중 어느 하나인 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기.Wherein the first and second reactor bodies each have a support on which a substrate to be processed lies, and the support is either biased or unbiashed. 제16항에 있어서,17. The method of claim 16, 상기 지지대는 단일 주파수 전원 또는 둘 이상의 서로 다른 주파수 전원에 의해 바이어스 되는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기.Wherein the support has a multi-laser scanning line biased by a single frequency power source or two or more different frequency power sources. 제16항에 있어서,17. The method of claim 16, 상기 지지대는 정전척을 포함하는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기.Wherein the support has a multi-laser scanning line including an electrostatic chuck. 제16항에 있어서,17. The method of claim 16, 상기 지지대는 히터를 포함하는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기.Wherein the support has a multi-laser scanning line including a heater. 제16항에 있어서,17. The method of claim 16, 상기 지지대는 피처리 기판과 평행하게 선형 또는 회전 이동 가능한 구조를 갖고, 상기 지지대를 선형 또는 회전 이동하기 위한 구동 메커니즘을 포함하는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기.Wherein the support has a structure that is linear or rotationally movable in parallel with the substrate to be processed, and has a multi-laser scanning line including a drive mechanism for linearly or rotationally moving the support. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 멀티 레이저 스캐닝 라인은The multi-laser scanning line 상기 제1 다중 루프 코어 사이와 상기 제2 다중 루프 코어 사이에 위치하는 구조, 상기 제1 및 제2 다중 루프 코어와 상기 제1 및 제2 반응기 몸체의 내부에 구비된 피처리 기판이 놓이는 지지대 사이에 위치하는 구조, 또는 상기 제1 및 제2 반응기 몸체로 반응 가스를 유입하는 가스 유입구와 상기 제1 및 제2 다중 루프 코어 사이에 위치하는 구조 중 선택된 하나 이상의 구조를 포함하는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기.A first multi-loop core disposed between the first and second multi-loop cores, and a second multi-loop core disposed between the first and second multi-loop cores, and a support base disposed within the first and second reactor bodies, Or a multi-laser scanning line including at least one structure selected from a structure positioned between the first and second multiple loop cores, or a gas inlet for introducing a reaction gas into the first and second reactor bodies, Loop reactor. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 멀티 레이저 스캐닝 라인은The multi-laser scanning line 상기 제1 및 제2 반응기 몸체로 유입된 반응 가스가 상기 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기에 의한 전기적 에너지와 상기 멀티 레이저 스캐닝 라인에 의한 열에너지를 혼합적으로 받아들이는 구조, 상기 제1 및 제2 반응기 몸체로 유입된 반응 가스가 상기 제1 및 제2 다중 루프 코어 플라즈마 발생기로부터 전달되는 전기적 에너지를 먼저 받아들이는 구조, 또는 상기 제1 및 제2 반응기 몸체로 유입된 반응 가스가 상기 멀티 레이저 스캐닝 라인에 의한 열에너지를 먼저 받아들이는 구조 중 선택된 하나 이상의 구조를 포함하는 멀티 레이저 스캐닝 라인을 갖는 다중 루프 코어 이중 플라즈마 반응기.A structure in which the reaction gas introduced into the first and second reactor bodies mixes the electrical energy by the first and second multiple loop core plasma generators and the thermal energy by the multi laser scanning lines, A structure in which the reaction gas introduced into the second reactor body first receives electrical energy transferred from the first and second multi-loop core plasma generators, or a structure in which the reaction gas introduced into the first and second reactor bodies is absorbed by the multi- A multi-loop core dual plasma reactor having a multi-laser scanning line comprising at least one structure selected from structures which first receive thermal energy by a scanning line.
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