KR101585894B1

KR101585894B1 - 자기 강화된 플라즈마 반응기

Info

Publication number: KR101585894B1
Application number: KR1020080108109A
Authority: KR
Inventors: 위순임
Original assignee: 위순임
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2016-01-15
Also published as: KR20100048795A

Abstract

본 발명은 자기 강화된 플라즈마 반응기에 관한 것으로, 기판이 놓이는 서셉터가 내부에 구비된 챔버본체와; 상기 챔버본체의 일측에 마련되어 상기 챔버본체 내부에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스와; 상기 플라즈마 반응챔버의 측벽을 따라 결합되며 상기 플라즈마 반응챔버의 측면에 자속출입구가 마주 대향되도록 구비되는 마그네틱 코어와; 상기 마그네틱 코어에 감겨 상기 마그네틱 코어에서 자기장을 유도시키는 유도코일을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여 챔버본체 내부의 기판 상부에 평형 회전 이온 가속 경로가 유도되어 플라즈마가 보다 균일하게 생성될 수 있다.

플라즈마 반응기, 기판, 자기장

Description

자기 강화된 플라즈마 반응기{MAGNETICALLY ENHANCED PLASMA REACTOR}

본 발명은 반도체 기판 처리를 위한 플라즈마 반응기에 관한 것으로, 구체적으로는 자기장을 이용하여 플라즈마 반응 챔버 내부의 플라즈마 밀도와 균일도를 강화시키는 자기 강화된 플라즈마 반응기에 관한 것이다.

반도체 소자의 초미세화와 기판 사이즈의 증가, 그리고 새로운 처리 대상 물질의 등장은 반도체 제조공정에서 더욱 향상된 기판 처리 기술을 요구한다. 특히, 플라즈마를 이용한 반도체 제조 공정으로 건식 에칭 공정 분야나 물리적/화학적 기상 증착 분야에서는 이러한 기술적 요구에 대응하여 자기장을 이용하여 고밀도의 플라즈마를 균일하게 얻을 수 있는 플라즈마 반응기에 대한 기술 개발이 지속되고 있다.

일반적으로 플라즈마 반응 챔버 내부의 압력을 낮추면 이온의 평균 자유거리가 늘어나 웨이퍼에 충돌하는 이온의 에너지가 증가하고 이온들 간의 산란현상도 줄어들기 때문에 이방성 에칭에 유리한 것으로 알려져 있다. 그러나 압력이 낮아지면 전자들 역시 평균자유거리가 늘어나 중성원자들과의 충돌이 감소함으로 플라즈마 상태를 유지하기가 어려워진다. 이에 낮은 압력에서도 플라즈마 상태를 유지할 수 있도록 자기장을 이용하여 전자들의 이동거리를 증가시켜 중성원자들과의 충돌 빈도를 높이는 기술이 제안되고 있다.

한편, 기판 사이즈의 증가에 따라 기판이 처리되는 플라즈마 반응 챔버의 사이즈도 증가되는데 이 경우 플라즈마 소스에 의해 발생된 플라즈마가 플라즈마 반응 챔버 내부에 균일하게 분포하기 어렵다. 이에 자기장을 이용하여 플라즈마 반응 챔버 내부에서 플라즈마 밀도가 균일하게 분포할 수 있도록 하는 기술이 제안되고 있다.

일례로, 영구자석을 이용하여 플라즈마 반응 챔버 내부에 균일한 플라즈마를 형성하는 기술이 제안되고 있다. 영구자석을 이용한 경우에는 크기가 작고 장착이 간단하여 별동로 외부에서 전원을 공급하지 않아도 되기 때문에 간단하게 균일도를 향상 시킬 수 있다. 그러나, 이 경우 영구자석에 의해 생성된 자기장의 균일도가 좋지 않으며 자기장의 세기를 제어하는 것이 불가능한 단점이 있었다.

한편, 이러한 문제를 해결하기 위해 챔버본체의 상부를 가로지르는 마그네틱 코어를 설치하고, 설치된 마그네틱 코어에 유도코일을 감아 자기장을 형성하여 플라즈마의 균일도를 향상하기도 했다. 그러나, 이 경우 마그네틱 코어가 챔버본체의 상부를 가로질러 배치되므로 가스공급부 및 샤워헤드를 배치함에 있어 제약을 주는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 플라즈마 반응 챔버 내부에 고밀도의 플라즈마를 보다 균 일하게 발생 유지할 수 있으며 플라즈마 반응기의 설계 자유도를 높일 수 있도록 플라즈마 반응 챔버 측벽에 환형 마그네틱 코어를 배치한 자기 강화된 플라즈마 반응기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 마그네틱 코어에 감긴 유도코일로 공급되는 전원을 조절하여 자기장의 세기를 제어할 수 있는 자기 강화된 플라즈마 반응기를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 자기 강화된 플라즈마 반응기에 관한 것이다. 본 발명의 자기 강화된 플라즈마 반응기는 기판이 놓이는 서셉터가 내부에 구비된 챔버본체와; 상기 챔버본체의 일측에 마련되어 상기 챔버본체 내부에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스와; 상기 챔버본체의 외부 측벽을 따라 결합되는 마그네틱 본체와 상기 마그네틱 본체로부터 챔버본체의 측벽방향으로 마주 대향되게 형성되는 하나 이상의 자속출입부를 갖는 내부를 통과하지 않는 마그네틱 코어와; 상기 마그네틱 코어에 감겨 상기 마그네틱 코어에서 자기장을 유도시키는 유도코일과; 상기 자속출입부와 상기 챔버본체의 측벽이 접하는 부분에 형성된 유전체윈도우를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 하나 이상의 자속출입부에는 각각 유도코일이 권취되고, 상기 유도코일로 소정 주파수의 전원을 공급하는 전원공급원과; 상기 전원공급원으로부터 발생된 소정 주파수를 일정 위상차에 따라 상기 유도코일로 각각 공급되도록 주파수의 위상을 제어하는 위상제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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본 발명의 자기 강화된 플라즈마 반응기는 챔버본체의 측면을 따라 자속출입구가 형성된 마그네틱 코어가 결합되고, 마그네틱 코어에 유도코일이 감겨 챔버본체를 가로질러 자기장이 유도된다. 이렇게 유도된 자기장이 기판의 상부에 평형 회전 이온 가속 경로를 유도하여 플라즈마가 보다 균일하게 생성될 수 있도록 한다.

또한, 유도코일로 공급되는 전원공급원을 제어하여 챔버본체 내부에 발생되는 자기장의 세기를 제어하여 플라즈마의 균일성을 조절할 수 있다.

그리고, 마그네틱 코어가 챔버본체의 측벽을 따라 결합되므로 챔버본체의 상부영역에 여타 유틸리티들의 배치가 더욱 자유로워질 수 있다.

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.

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 플라즈마 반응기(10)의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도2는 이의 단면 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 플라즈마 반응기(10)는 기판에 대한 플라즈마 반응이 일어나는 플라즈마 챔버(100)와, 플라즈마 챔버(100)의 외측벽에 결합되어 챔버본체(110)의 내부에 자기장을 발생시켜 챔버본체(110) 내부에 평형 회전 이온 가속 경로를 유도하는 마그네틱 코어(400) 및 유도코일(500)을 포함한다.

플라즈마 챔버(100)는 기판에 대한 플라즈마 처리가 일어나는 챔버본체(110)와, 챔버본체(110)에 마련되어 기판이 적재되고 하부전극으로서 기능하는 서셉터(120)와 챔버본체(110) 내부로 반응가스를 공급하며 상부전극으로 기능하는 샤워헤드(130)를 포함한다. 챔버본체(110)는 소정 체적을 갖도록 마련되며 알루미늄, 스테인리스, 구리와 같은 금속 물질로 마련될 수 있다. 또한, 챔버본체(110)는 코팅된 금속 예를 들어 양극처리된 알루미늄이나 니켈 도급된 알루미늄으로 제작될 수 있다. 또한, 챔버본체(110)은 내화 금속으로 구비될 수 있다. 또한, 챔버본 체(110)는 경우에 따라 전체를 석영, 세라믹과 같은 절연체로 마련할 수도 있다.

서셉터(120)는 기판이 적재될 수 있도록 기판을 흡착하는 정전척(미도시)과, 기판(W)을 냉각하는 냉각유로(미도시), 기판을 승강시키는 리프트핀(미도시) 등이 구비된다. 서셉터(120)는 임피던스정합기(121)를 통해 서셉터 전원공급원(123)과 연결되어 하부전극으로서 기능한다. 여기서, 서셉터(120)는 복수의 서셉터 전원공급원(123, 125)과 연결될 수 있다. 복수의 서셉터 전원공급원(123, 125)는 서로 다른 주파수의 전원을 공급할 수 있다. 피처리 기판(W)은 반도체 웨이퍼 기판, LCD제조를 위한 유리 기판 등 일 수 있다. 서셉터(120)의 구성은 종래 구성과 동일하므로 자세하 설명은 생략한다.

샤워헤드(130)는 플라즈마를 발생시키는 반응가스를 챔버본체(110) 내부로 공급한다. 샤워헤드(130)는 가스를 공급할 수 있는 가스공급공공(130)이 복수개 형성된 다공성 구조로 마련된다. 샤워헤드(130)는 임피던스정합기(132)를 통해 상부 전원공급원(133)과 연결되어 상부전극으로 기능한다. 즉, 서셉터(120)와 샤워헤드(130)는 각각 하부전극과 상부전극으로 작용하여 챔버본체(110) 내에 플라즈마를 발생시킨다.

한편, 챔버본체(110)와 마그네틱 코어(400)가 결합되는 결합영역은 자속이 챔버본체(110) 내부로 출력될 수 있도록 유전체윈도우(115)가 각각 마련된다. 유전체윈도우(115)는 석영이나 세라믹과 같은 절연물질로 마련된다.

챔버본체(110)의 상면에는 가스공급부(200)로부터 반응가스를 공급받는 가스공급구(140)가 마련되고, 챔버본체(110)의 하부영역에는 처리가 완료된 후 반응가 스를 외부로 배출하는 가스배출구(113)가 마련된다.

마그네틱 코어(400)는 챔버본체(110)의 측벽에 결합된다. 마그네틱 코어(400)는 챔버본체(110)의 외부형상에 대응되게 마련되어 챔버본체(110)의 측벽에 결합되는 마그네틱 본체(410)와, 마그네틱 본체(410)로부터 측벽을 향해 상호 대향되게 돌출형성되어 챔버본체(110)의 내부로 자력을 발생시키는 하나 이상의 자속출입부(421,423,431,433)을 포함한다. 하나 이상의 자속출입부는 각각 제1자속출입부(421,423)와 제2자속출입부(431,433)로 구분할 수 있다. 마그네틱 본체(410)는 페라이트 재질로 마련되며 챔버본체(110)의 외부 형상에 대응되게 마련된다. 즉, 도시된 바와 같이 챔버본체(110)의 단면형상이 원통형인 경우 환형으로 마련되며, 챔버본체(110)의 단면형상이 사각형인 경우 사각링 형상으로 마련된다. 마그네틱 본체(410)의 두께와 폭은 챔버본체(110)의 크기와 기판 처리 종류 등을 고려하여 결정될 수 있다.

제1자속출입부(421,423)와 제2자속출입부(431,433)는 도시된 바와 같이 마그네틱 본체(410)로부터 90도 간격으로 상호 배치된다. 제1자속출구(421)와 제1자속입구(423)는 챔버본체(110)를 사이에 두고 상호 대향되게 마련되며, 챔버본체(110)를 가로질르는 방향으로 자속이 형성된다. 제2자속출구(431)와 제2자속입구(433)는 제1자속출구(421) 및 제1자속입구(423)와 상호 교차하는 방향으로 상호 대향되게 마련되며 도3에 도시된 바와 같이 제1자속출입부(421,423)에 의해 발생된 자속과 교차되는 방향의 자속이 형성된다.

유도코일(500)은 제1자속출입부(421,423)와 제2자속출입부(431,433)에 각각 감겨 마그네틱 본체(410)에 자기장을 유도시킨다. 유도코일(500)은 도3에 도시된 바와 같이 제1자속출입부(421,423)에 감긴 제1유도코일(510)과 제2자속출입부(431,433)에 감긴 제2유도코일(520)을 포함한다. 제1유도코일(510)과 제2유도코일(520)은 도시된 바와 같이 각 자속출입부(421,423,431,433)에 한 개씩이 횡방향으로 권선되거나 경우에 따라 복수개의 코일이 일정 간격을 두고 자속출입부(421,423,431,433)와 마그네틱 본체(410)를 종방향으로 권선될 수 있다.

제1유도코일(510)과 제2유도코일(520)은 임피던스정합기(550)를 통해 코일 전원공급원(560)으로부터 소정 주파수(f1)의 전원을 공급받는다. 여기서, 임피던스정합기(550)와 제1유도코일(510) 및 제2유도코일(520) 사이에는 위상제어기(540)가 마련된다. 위상제어기(540)는 코일 전원공급원(560)으로부터 공급된 주파수(f1)의 위상을 제어하여 제1유도코일(510)과 제2유도코일(520)로 제1주파수(fp1)과 제2주파수(fp2)를 일정 위상차를 두고 공급한다. 위상제어기(570)은 초기 플라즈마 방전시에는 도7에 도시된 바아 같이 두 주파수가 180도의 위상차를 갖도록 제어하고, 플라즈마 방전 후에는 90도의 위상차를 갖도록 제어할 수 있다. 위상제어기(540)는 도4에 도시된 바와 같이 180도의 위상차를 두고 제1유도코일(510)과 제2유도코일(520)로 제1주파수(fp1)과 제2주파수(fp2)를 공급하거나, 도5에 도시된 바와 같이 45도의 위상차를 두고 제1유도코일(510)과 제2유도코일(520)로 제1주파수(fp1)과 제2주파수(fp2)를 공급할 수 있다.

여기서, 도3에 도시된 바와 같이 제1유도코일(510)과 제2유도코일(520)에 의해 유도되는 제1자속출입부(521,523) 및 제2자속출입부(531,533)의 자기장의 벡터적 합(b)에 의해 기판 상부에 평형 회전 이온 가속 경로(a)가 유도된다. 서셉 터(120)와 샤워헤드(130)에 의해 발생된 플라즈마 이온 입자들은 이 경로를 따라 가속되고, 챔버본체(110) 내부에 고밀도의 플라즈마가 보다 균일하게 발생 유지될 수 있다. 여기서, 코일 전원공급원(560)과 위상제어기(540)를 조절하여 자속의 세기와 주파수의 위상차를 조절하여 보다 세밀하게 플라즈마의 균일성을 제어할 수 있다.

또한, 마그네틱 코어(400)가 챔버본체(110)의 측벽에 결합되므로 마그네틱 코어(400)가 챔버본체(110)의 상부를 가로질러 배치되는 경우에 비해 챔버본체(110)의 상부에 여타 유틸리티를 배치할 수 있는 설계 자유도가 커질 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 제1실시예에서는 마그네틱 코어(400)가 두 개의 자속출입부(421,423, 431,433)를 갖는 것으로 설며하였으나, 도6에 도시된 바와 같이 마그네틱 코어(400a)가 세 개의 자속출입부(421a,423a,431a,433a,441a)를 포함할 수도 있다.

여기서, 제1자속출입부(421a,423a), 제2자속출입부(431a,433a) 및 제3자속출입부(441,443)에는 각각 제1유도코일(510a), 제2유도코일(520a), 제3유도코일(530)이 각각 권취되고, 이들은 위상제어기(540a)와, 임피던스정합기(550a)를 거쳐 코일 전원공급원(560a)에 전기적으로 연결된다. 위상제어기(540a)는 코일 전원공급원(560a)으로부터 공급되는 주파수(f1)를 위상차를 두고 세 개의 코일로 공급한다. 도6는 0도, 90도, 180도의 위상차를 갖도록 위상제어기(540a)가 주파수(fp1,fp2,fp3)를 제어하는 것을 도시하고 있으며 도7은 이들 주파수(fp1,fp2,fp3)의 위상차를 도시하고 있다.

이렇게 자속출입부(421a,423a,431a,433a,441a)의 개수가 증가할수록 제1유도코일(510a)과 제2유도코일(520a) 및 제3유도코일(530)에 의해 유도되는 자기장의 벡터적 합이 커지므로 기판 상부에 유도되는 평형 회전 이온 가속 경로가 보다 안정적으로 유지될 수 있다.

한편, 상술한 제1실시예에서는 제1유도코일(510)과 제2유도코일(520)이 한 개의 코일 전원공급원(560)으로부터 위상제어기(540)를 통해 일정 위상차를 갖는 주파수의 전원을 공급받는 것으로 설명하였으나, 도8에 도시된 바와 같이 제3실시예에 따른 플라즈마 반응기(10b)는 제1유도코일(510b)과 제2유도코일(520b)이 복수의 코일 전원공급원(560b,590)으로부터 전원을 공급받는다.

즉, 제1유도코일(510b)은 제1코일 전원공급원(560b)로부터 제1주파수(f1)의 전원을 공급받고, 제2유도코일(520b)은 제2 전원공급원(590)으로부터 제2주파수(f2)의 전원을 공급받는다. 위상제어기(570)는 각 전원공급원(560b,590)으로부터 개별적으로 공급되는 제1주파수(f1)와 제2주파수(f2)의 위상차를 제어하여 제1유도코일(510b)과 제2유도코일(520b)로 위상차가 제어된 제1주파수(fp1)과 제2주파수(fp2)를 각각 공급한다. 앞서 설명한 제1실시예에서는 제1유도코일(510)과 제2유도코일(520)에 동일한 주파수의 전원이 공급되나, 본 실시예에서는 제1유도코일(510b)과 제2유도코일(520b)에 서로 다른 주파수가 공급될 수 있어 챔버본체(110) 내부에 유도코일(510b,520b)의 자속을 조절할 수 있다.

한편, 도 9은 본 발명의 제4실시예에 따른 플라즈마 반응기(10c)이다. 본 발명의 제4실시예에 따른 플라즈마 반응기(10c)는 챔버본체(110)의 외측에 상하로 두 개의 마그네틱 코어(400c, 600)가 결합된다. 즉, 챔버본체(110)의 측벽에 결합된 상부 마그네틱 코어(400c)와, 상부 마그네틱 코어(400c)의 하측에 배치되는 하부 마그네틱 코어(600)가 상호 적층적으로 배치된다.

도10에 도시된 바와 같이 상부 마그네틱 코어(400c)의 상부 제1자속출입부(421c,423c)와 상부 제2자속출입부(431c,433c)는 상부 제1유도코일(510c)과 상부 제2유도코일(520c)이 각각 권취된다. 상부 제1유도코일(510c)과 상부 제2유도코일(520c)은 상부 코일 전원공급원(560c)으로부터 공급된 소정 주파수(f1)의 전원을 상부 위상제어기(540c)에 의해 일정 위상차를 갖고 공급받는다.

하부 마그네틱 코어(600)는 하부 제1자속출입부(621,623)와 하부 제2자속출입부(631,633)에 하부 제1유도코일(710)과 하부 제2유도코일(720)이 각각 권취된다. 하부 제1유도코일(710)과 하부 제2유도코일(720)은 하부 코일 전원공급원(760)으로부터 공급된 소정 주파수(f2)의 전원을 하부 위상제어기(740)에 의해 일정 위상차를 갖고 공급받는다. 여기서, 상부 코일 전원공급원(560c)과 하부 코일 전원공급원(760)은 동일한 주파수의 전원을 공급하거나, 서로 다른 주파수의 전원을 공급할 수 있다.

이 경우 상부 마그네틱 코어(400c)의 상부 유도코일(510c,520c)에 의해 유도된 자기장과 하부 마그네틱 코어(600)의 하부 유도코일(710,720)에 의해 유도된 자기장이 챔버본체(110) 내에 상하로 발생되므로 자기장이 영향을 미치는 범위의 두께가 두꺼워질 수 있다. 따라서, 플라즈마의 이온가속 경로에 미치는 영향도 커지므로 보다 균일하게 플라즈마가 발생될 수 있다.

한편, 상부 유도코일(510c,520c)과 하부 유도코일(710,720)은 도10에 도시된 바와 같이 복수의 전원공급원(560c,760)으로부터 각각 전원을 공급받거나, 도11에 도시된 바와 같이 한 개의 공통 코일 전원공급원(560d)으로부터 전원을 공급받을 수 있다. 이 때, 공통 코일 전원공급원(560d)으로부터 소정 주파수(f1)의 전원을 공급받고, 위상제어기(540d)는 일정위상차에 따라 상부 제1유도코일(510d), 상ㅂ 제2유도코일(520d), 하부 제1유도코일(710a), 하부 제2유도코일(720a)로 전원을 공급한다. 일례로, 위상제어기(540d)는 상부 제1유도코일(510d)과 하부 제1유도코일(710a)은 0도로, 상부 제2유도코일(520d)과 하부 제2유도코일(720)은 90도의 위상차로 공급할 수 있다.

한편, 상부 마그네틱 코어(400d)와 하부 마그네틱 코어(600a)는 각각의 자속출입부가 도9에 도시된 바와 같이 상호 동일한 위치에 배치되도록 마련되거나, 도12에 도시된 바와 같이 상부 마그네틱 코어(400e)와 하부 마그네틱 코어(600b)의 상부 자속출입부(421e,423e,431e,433e)와 하부 자속출입부(621b,623b,631b,633b)가 일정 각도 어긋나게 배치되도록 마련될 수 있다.

이 경우, 상부 자속출입부(421e,423e,431e,433e)로부터 발생된 자기장의 방향과 하부 자속출입부(621b,623b,631b,633b)로부터 발생된 자기장의 방향이 도13에 도시된 바와 같이 일정 각도 차이가 나므로 발생되는 자기장의 벡터 합의 방향이 상부 마그네틱 코어(400e)와 하부 마그네틱 코어(600b)에서 상이할 수 있다. 따라서, 챔버본체(110)의 높이에 따라 이온가속 경로가 차이가 나게 조절할 수 있다.

한편, 이 경우 상부 유도코일(510e,520e)와 하부 유도코일(710e,720e)는 공 통 전원공급원(560e)로부터 전원을 공급받으나, 상부 위상제어기(540e)와 하부 위상제어기(570e)에 의해 각각 위상이 제어되어 공급될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 자기 강화된 플라즈마 반응기는 챔버본체의 측벽에 마그네틱 코어가 결합되고, 마그네틱 코어에 유도코일이 감겨 챔버본체를 가로질러 자기장이 유도된다. 이렇게 유도된 자기장이 기판의 상부에 평형 회전 이온 가속 경로를 유도하여 플라즈마가 보다 균일하게 생성될 수 있도록 한다.

또한, 마그네틱 코어가 챔버본체의 측벽에 결합되므로 플라즈마 챔버의 상부영역의 공간활용도가 높아질 수 있다.

한편, 상술한 예들에서는 플라즈마 소스로 서셉터와 샤워헤드가 하부전극과 상부전극으로 작용하는 용량결합된 플라즈마가 사용되었으나, 이 외에 유도결합된 플라즈마 소스 또는 용량결합 플라즈마와 유도결합 플라즈마가 결합된 형태의 플라즈마 소스가 사용될 수도 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 자기 강화된 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.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 플라즈마 반응기의 외부 구성을 간략히 도시한 사시도이고,

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 플라즈마 반응기의 단면 구성을 간략히 도시한 단면도이고,

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 플라즈마 반응기의 자기장의 발생경로를 도시한 예시도,

도 4와 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 플라즈마 반응기의 위상제어기에 따라 위상제어된 주파수를 도시한 예시도,

도 6는본 발명의 제2실시예에 따른 플라즈마 반응기의 자기장의 발생경로를 간략히 도시한 개략도이고,

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 플라즈마 반응기의 위상제어기에 따라 위상제어된 주파수를 도시한 예시도,

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 플라즈마 반응기의 자기장의 발생경로를 간략히 도시한 개략도이고,

도 9은 본 발명의 제4실시예에 따른 플라즈마 반응기의 외부 구성을 도시한 사시도이고,

도 10는 본 발명의 제4실시예에 따른 플라즈마 반응기의 상부 마그네틱 코어와 하부 마그네틱 코어의 구성을 도시한 개략도이고,

도 11은 본 발명의 제5실시예에 따른 플라즈마 반응기의 상부 마그네틱 코어 와 하부 마그네틱 코어의 구성을 도시한 개략도이고,

도 12는 본 발명의 제6실시예에 따른 플라즈마 반응기의 외관 구성을 도시하 사시도이고,

도 13은 본 발명의 제6실시예에 따른 플라즈마 반응기의 상부 마그네틱 코어와 하부 마그네틱 코어의 구성을 도시한 개략도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e : 플라즈마 반응기

100: 플라즈마 챔버 110: 챔버본체

113: 가스배출구 115: 유전체윈도우

120: 서셉터 121: 임피던스정합기

123,125: 서셉터 전원공급원 130: 샤워헤드

131: 임피던스정합기 133: 상부 전원공급원

140: 가스공급구 400: 마그네틱 코어

410: 마그네틱 본체 421: 제1자속출구

423: 제1자속입구 431: 제2자속출구

433: 제2자속입구 500: 유도코일

510: 제1유도코일 520: 제2유도코일

540: 위상제어기 550: 임피던스정합기

560: 코일 전원공급원 590: 제2코일 전원공급원

600: 하부 마그네틱 코어

Claims

기판이 놓이는 서셉터가 내부에 구비된 챔버본체와;

상기 챔버본체의 일측에 마련되어 상기 챔버본체 내부에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스와;

상기 챔버본체의 외부 측벽을 따라 결합되는 마그네틱 본체와 상기 마그네틱 본체로부터 챔버본체의 측벽방향으로 마주 대향되게 형성되는 하나 이상의 자속출입부를 갖는 내부를 통과하지 않는 마그네틱 코어와;

상기 마그네틱 코어에 감겨 상기 마그네틱 코어에서 자기장을 유도시키는 유도코일과;

상기 자속출입부와 상기 챔버본체의 측벽이 접하는 부분에 형성된 유전체윈도우를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 강화된 플라즈마 반응기.
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제1항에 있어서,

상기 하나 이상의 자속출입부에는 각각 유도코일이 권취되고,

상기 유도코일로 소정 주파수의 전원을 공급하는 전원공급원과;

상기 전원공급원으로부터 발생된 소정 주파수를 일정 위상차에 따라 상기 유도코일로 각각 공급되도록 주파수의 위상을 제어하는 위상제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 강화된 플라즈마 반응기.