KR101640094B1 - 플라즈마 처리장치용 플라즈마 발생모듈 - Google Patents

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KR101640094B1 KR1020140102321A KR20140102321A KR101640094B1 KR 101640094 B1 KR101640094 B1 KR 101640094B1 KR 1020140102321 A KR1020140102321 A KR 1020140102321A KR 20140102321 A KR20140102321 A KR 20140102321A KR 101640094 B1 KR101640094 B1 KR 101640094B1
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Abstract

본 발명은, RF전력을 공급받는 전원부, 안테나를 포함한 공진회로가 구비되며, 각각 병렬 연결되는 복수의 안테나부, 전원부로부터 RF전력이 인가되고, 복수의 안테나부가 연결되어 RF전력을 전달하며, 안테나부의 배열에 대응되는 형상의 도체부재로 구성되는 제1 커먼부를 포함하여 구성되는 플라즈마 처리장치용 플라즈마 발생모듈이 제공된다.
본 발명에 따른 플라즈마 발생장치용 플라즈마 발생모듈을 사용하면, 복수의 안테나 각각에 분배되는 RF파워를 균일하게 인가할 수 있으며, 또한, 각 안테나의 공진조건을 개별적으로 제어할 때, 주변부의 안테나에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

플라즈마 처리장치용 플라즈마 발생모듈{A PLASMA GENERATING MODULE FOR A PLASMA PROCESS APPARATUS}
본 발명은 플라즈마 발생모듈에 관한 것이며, 보다 상세하게는 플라즈마를 사용하여 기판을 처리하는 장치에 사용되는 플라즈마 발생모듈에 관한 것이다.
플라즈마를 이용하여 CVD(Chemical Vapor Deposition), 에칭(Etching) 등의 기판처리를 수행하는 장치에서는, 안테나를 포함한 장치에 RF전력을 인가하여 안테나 주변에 유도전계를 형성시켜 플라즈마를 발생시키는 방식이 많이 적용되고 있다. 한편, 처리하는 기판의 대형화에 따라, 처리장치도 대형화되고 있으며, 대형화 된 기판의 균일한 처리를 위하여, 안테나를 복수로 구성되는 기판처리장치를 이용하는 것이 일반화되고 있다. 한편, 안테나를 구성하여 기판을 처리하는 경우, 복수의 안테나에 전류가 균일하게 인가되어야 각 안테나에서 발생되는 플라즈마를 균일하게 발생시킬 수 있게 된다. 대한민국 등록특허 10-10766740000에는 복수의 안테나를 구비하고 플라즈마를 발생시켜 기판을 처리하는 구성이 나타나 있다.
그러나 이러한 구성은 RF전원으로부터 각 안테나까지의 임피던스 값의 차이, 각 안테나의 특성에 따른 임피던스 값의 차이 등에 의한 소비전력 등의 편차를 고려하지 않고 전원을 인가하게 되므로, 각 안테나에 인가되는 전류의 편차가 발생할 수 있으며, 결국 플라즈마가 불균일해지는 문제가 발생한다.
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대한민국 등록특허 10-10766740000
본 발명은 전술한 종래의 플라즈마 발생장치에 균일하지 못한 파워가 인가되는 문제점 및 안테나의 개별제어시 주변안테나에 인가되는 전류가 변화되는 문제점을 해결하여, 균일한 플라즈마를 발생시킬 수 있는 플라즈마 처리장치용 플라즈마 발생모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
RF전력을 공급받는 전원부, 안테나를 포함한 공진회로가 구비되며, 각각 병렬 연결되는 복수의 안테나부, 전원부로부터 RF전력이 인가되고, 복수의 안테나부가 연결되어 RF전력을 전달하며, 적어도 하나 이상의 폐루프가 형성되는 도체부재로 구성되는 제1 커먼부를 포함하여 구성되는 플라즈마 처리장치용 플라즈마 발생모듈이 제공된다.
한편, 전술한 플라즈마 처리장치용 플라즈마 발생장치의 제1 커먼부는 격자구조로 구성될 수 있다.
또한, 복수의 안테나부는 공정 공간 상측의 분할된 구역에 각각 배치되며, 안테나와 제1 커먼부가 연결되는 연결점은 각각 격자구조의 격자점에 위치하여 구성될 수 있다.
나아가, 제1 커먼부는 안테나부와 연결되는 연결부, 전원부로부터 전달되는 RF전력을 연결부로 전달하는 경로를 형성하는 경로부를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 연결부 및 경로부는 2x2 격자형태로 구성되며, 연결부는 경로부와 크기가 상이한 격자구조로 구성될 수 있다.
한편, 복수의 안테나부는 공정 공간 상측의 분할된 구역에 각각 배치되며,
연결부는 안테나부와 대응되는 위치에 구비되며, 경로부의 모서리는 인접한 연결부들의 모서리와 연결되어 구성될 수 있다.
추가적으로, 전원부는 경로부의 중앙 격자점에 연결되어 구성될 수 있다.
또한, 안테나부는 연결부의 중앙 격자점에 연결되어 구성될 수 있으며, 안테나는 복수개의 권선으로 구성되고, 복수개의 권선은 대응되는 연결부의 외각 격자점에 각각 연결 설치되어 구성될 수 있다.
구체적으로, 제1 커먼부는, 안테나부와 각각 연결되는 복수의 연결점이 구비되며, 각 안테나에 인가되는 RF전력의 차이가 최소화되도록, 연결점으로부터 경로의 거리가 동일한, 다른 연결점이 적어도 두 개 이상으로 구성될 수 있다.
추가적으로, RF전력이 인가되며, 제1 커먼부로 RF전력을 전달하는 도체부재로 구성되며, 제1 커먼부의 복수의 지점과 연결되는 제2 커먼부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 제2 커먼부는 제1 커먼부의 경로부의 중앙 격자점과 연결되어 구성될 수 있다.
한편, 제1 커먼부는 판형도체부재로 구성될 수 있다.
나아가, 안테나부는 개별적으로 공진상태가 제어되도록, 가변 커패시터를 각각 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 전술한 플라즈마 발생모듈을 포함하는 플라즈마 발생장치가 제공된다.
본 발명에 따른 플라즈마 발생장치용 플라즈마 발생모듈을 사용하면, 복수의 안테나 각각에 분배되는 RF파워를 균일하게 인가할 수 있는 효과가 있다.
또한, 각 안테나의 공진조건을 개별적으로 제어할 때, 주변부의 안테나에 미치는 영향을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
추가적으로, 각 안테나에 병렬로 연결되는 제1 커먼부가 구비되어 전체 임피던스 값이 감소될 수 있으므로, RF전원부로부터 안테나까지의 경로에서 소비될 수 있는 소비전력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도1 은 본 발명에 따른 제1 실시예에 따른 플라즈마 발생장치의 정단면도이다.
도2 는 본 발명에 따른 제 1실시예의 회로도이다.
도3 은 본 발명에 따른 제1 실시예에 따른 플라즈마 발생모듈의 사시도이다.
도4 는 본 발명에 따른 제1 실시예의 제1 커먼부를 나타낸 사시도이다.
도5 는 본 발명에 따른 제2 실시예의 제1 커먼부와 제2 커먼부를 나타낸 분해사시도이다.
도6 은 본 발명에 따른 제1 커먼부의 변형 예를 나타낸 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치용 플라즈마 발생모듈에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다.
도1 은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 단면을 도시한 단면도이다. 여기서, 플라즈마 처리장치라 함은 공정 가스를 이용하여 플라즈마를 발생시켜 기판을 처리하는 공정에 적용하는 장치를 의미하며, 기판 증착 장치, 기판 식각 장치, 이온 주입 장치 등 다양한 장치일 수 있다.
도1 에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치은 챔버(10), 스테이지(40), 안테나 설치부(20) 및 플라즈마 발생모듈(100)을 포함하여 구성될 수 있다.
우선, 챔버(10)는 다수의 벽면으로 둘러싸인 밀폐 구조로 형성되며, 플라즈마 처리장치의 몸체를 구성한다. 챔버(10)의 내부는 크게 기판이 수용되어 기판 처리 공정이 수행되는 공정 공간(30) 및 후술할 플라즈마 발생모듈(100)이 설치되는 안테나 설치부(20)로 구성될 수 있다. 도1 에 도시된 바와 같이, 안테나 설치부(20)는 챔버(10) 내부의 상측에 배치되며, 안테나 설치부(20)의 하측에 공정 공간(30)이 위치할 수 있다.
그리고 도1 에서는 도시되지 않았으나, 챔버(10)의 일측에는 기판이 출입하기 위한 게이트 밸브(미도시)가 형성될 수 있으며, 기판 처리 공정에 사용되는 공정 가스를 챔버(10) 내부의 공정 공간으로 공급하고 외부로 배기하기 위한 가스 공급부(미도시) 및 가스 배기부(미도시)가 구비될 수 있다.
한편, 공정 공간(30)의 내측에는 스테이지(40)가 구비된다. 도1 에 도시된 바와 같이, 스테이지(40)는 기판(S)을 지지하도록 구성되며, 기판(S)은 스테이지(40)에 안착된 상태에서 처리가 이루어질 수 있다. 스테이지(40)에는 공정 공간(30) 상에 형성되는 플라즈마의 분포를 조절하기 위해 외부의 RF 전원부(60)와 연결 설치되는 바이어스 전극(50)이 형성될 수 있다. 또한, 도1 에 구체적으로 도시되어 있지는 않으나 스테이지(40)의 내부에는 히터(미도시)와 같은 온도 조절 부재가 구비되어 기판 처리 공정 중 기판의 온도를 조절하도록 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 안테나 설치부(20)는 스테이지(40)의 상측에 구비되며, 플라즈마 발생모듈(100)이 설치되는 공간을 형성한다. 안테나 설치부(20)는 적어도 하나의 윈도우(21)에 의해 공정 공간으로부터 구획된 공간을 형성한다. 윈도우(21)는 챔버 벽면에 설치된 지지 부재(22)에 의해 지지될 수 있다. 이러한 윈도우(21)는 금속 재질을 이용하여 구성될 수 있고 금속 재질 이외의 유전체 물질을 이용하여 구성되는 것도 가능하다.
이하에서는 도2 내지 도5를 참조하여 플라즈마 발생모듈(100)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도2 는 본 발명에 따른 제1 실시예의 회로도, 도3은 본 발명에 따른 제1 실시예의 사시도를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 플라즈마 발생모듈(100)은 공정 공간(30) 내측으로 유도 전계를 발생시켜, 공정 공간(30) 내의 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키기 위한 구성이다. 이러한 플라즈마 발생모듈(100)은 전원부(110), 정합부(120), 안테나부(130) 및 제1 커먼부(1st common part; 140)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 전원부(110) 및 정합부(120)는 챔버(10)의 외측에 설치될 수 있으며, 안테나부(130)는 안테나 설치부(20) 내측에 수용되도록 설치될 수 있다.
전원부(110)는 고주파(radiofrequency) 전력을 외부로부터 인가받아 안테나부(130)로 제공한다. 정합부(120)는 전원부(110)과 안테나부(130) 사이에 구비되며, 전원부(110) 측과 안테나부(130) 사이에서 임피던스 정합을 수행할 수 있다. 이러한 정합부(120)는 가변 콘덴서 또는 가변 인덕터를 포함하는 회로로 구성될 수 있으며, 가변 콘덴서 또는 가변 인덕터를 제어하는 방식으로 임피던스 정합을 수행한다. 다만, 이러한 고주파 전원 및 정합부의 구성은 널리 적용되고 있는 구성이므로 구체적인 설명은 생략한다.
안테나부(130)는 전원부(110)부터 제공되는 고주파 전력이 전달되어 플라즈마를 발생시키기 위한 유도 전계를 형성한다. 안테나부(130)는 안테나(131), 커패시터(132)를 포함한 부하 특성을 갖는 소자를 이용하여 구성된다. 안테나(131)의 일단은 전원부(110)와 연결되고, 타단은 안테나 설치부(20)의 측벽에 접지되거나, 출력단을 통해 외부의 접지 전원에 연결될 수 있다. 한편 도2 에는 생략되어 있으나, 안테나부(130)가 실제로 인덕터 및 저항 소자를 포함하여 구성하는 경우 뿐 아니라, 인덕터 또는/및 저항 소자를 이용하지 않더라도 안테나 또는 연결 도선이 자체적으로 갖고 있는 인덕터 성분 및/또는 저항 성분의 값이 반영된 소자의 부호를 이용하여 나타낼 수 있다.
안테나(131)는 RF전력을 인가받아 공정 공간(30) 내부에 유도전계를 형성하며, 공정에 필요한 물질을 플라즈마 상태로 변화시키게 된다. 안테나(131)의 형상은 도3 에는 나선형의 권선이 도시되어있으나 이는 일 예일 뿐 다양한 형상으로 구성될 수 있다.
도2 를 살펴보면, 커패시터(132)는 안테나(131)와 각각 연결되어 안테나(131)와 상호작용으로 공진현상을 일으키게 된다. 커패시터(132)는 고정 커패시터(132) 또는 가변 커패시터(132)로 구성될 수 있다. 이러한 커패시터(132)는 안테나(131)와 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있으며, 복수의 커패시터(132)가 구비되고, 직렬 및 병렬로 연결되어 구성될 수 있다.
안테나부(130)는 복수개의 단위 구역으로 분할되어 구성된 안테나 설치부(20)의 내부 공간에 각각 배치될 수 있다. 일 예로, 도3에서는 안테나 설치부(20)의 저면을 9개의 직사각형 단위 구역으로 분할한 구조를 개시하고 있다. 이 경우 안테나 설치부(20)의 지지 부재(22)는 격자 형상의 구조로 구성되며, 분할된 각각의 단위 구역에 대응되도록 9개의 윈도우(21)가 설치될 수 있다. 그리고 복수개의 안테나부(130)는 안테나 설치부(20) 내측에 각각의 윈도우(21)에 대응되는 위치에 설치되어 각각의 단위 구역에 고르게 배치되어, 단위 구역별로 제어를 하는 것이 가능하도록 구성된다.
다만, 본 실시예에서는 하나의 단위 구역에 하나의 안테나부(130)가 배치되는 구성이 나타나 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 단위 구역에 복수개의 안테나부(130)가 배치되도록 구성하는 것도 가능하다. 또한, 도2 에서 9개의 단위 구역으로 분할된 구조는 일 예에 불과하며, 이 외에도 단위 구역은 다양한 패턴으로 분할될 수 있고, 안테나부(130)는 이와 대응되는 다양한 위치에 배치될 수 있다.
제1 커먼부(140)는 전원부(110)로부터 RF전력이 인가되고, 복수의 안테나부(130)와 연결되어 RF전력을 전달하도록 구성된다. 제1 커먼부(140)는 전술한 안테나부(130)의 배열에 대응하는 형상의 도체부재로 구성될 수 있다.
제1 커먼부(140)는 각각의 안테나부(130)와 모두 직접 연결되는 커먼라인(common line)을 형성하고, 각 안테나부(130)를 개별제어하는 경우 각 안테나부(130)가 다른 안테나부(130)에 미치는 영향을 최소할 수 있도록 구성된다. 또한, 전원부(110)로부터 각 안테나부(130)까지의 경로가 동일하게 연결될 수 있으므로, RF전력의 편차를 줄일 수 있으며, 모든 안테나부(130)와 병렬로 연결되어 전원부로(110)부터 안테나부(130)까지의 경로 상에서 소비되는 전력의 편차를 최소화 할 수 있도록 구성될 수 있다.
이하에서는 제1 커먼부의 구조에 대하여 도3 및 도4 를 참조하여 상세히 설명한다.
도시된 바와 같이, 제 1커먼부(140)는 적어도 한 개 이상의 폐루프가 형성된 도체부재로 구성될 수 있다. 폐루프상에서 각각의 안테나부(130)와 모두 연결되어 각 안테나부(130)에 인가되는 RF전력의 편차를 최소화 할 수 있다. 제1 커먼부(140)는 경로부(141)와 연결부(142)를 포함하여 구성될 수 있다. 경로부(141)와 연결부(142)는 격자형으로 구성될 수 있으며, 격자의 모양은 정사각형 또는 직사각형 등으로 구성될 수 있다. 한편 경로부(141)와 연결부(142)는 각각 다른 크기의 격자로 구성될 수 있다.
경로부(141)는 전원부(110)로부터 RF전력을 연결부(142)로 전달하는 경로를 형성하며, 연결부(142)는 RF전력을 안테나부(130)에 전달할 수 있도록 안테나부(130)와 연결된다. 또한, 경로부(141)는 중앙에 위치한 격자점(격자의 모서리, 분기점 등의 총칭)에 RF전력이 인가되도록 구성될 수 있다. 경로부(141)가 복수로 구비된 경우 복수의 중앙 격자점에 RF전력이 인가되도록 전원부(110)과 연결될 수 있다. 구체적으로, 본 실시예와 같이 4개의 경로부(141)가 구비된 경우에는 각각의 경로부(141)의 중앙 격자점에 RF전력이 인가될 수 있다.
연결부(142)는 안테나(131)와 대응되는 위치에 배치되어 안테나(131)와 연결될 수 있다. 다시 도3을 참조하면, 9개의 안테나부(130)가 3x3 형태로 배열되어 있고, 그 상측에 9개의 연결부(142)가 배치되어 있으며, 각 안테나부(130)와 연결되어 있는 모습이 도시되어 있다. 연결부(142)는 안테나(131)를 구성하는 도체의 개수에 따라 안테나(131)와 연결되는 지점이 달라질 수 있다. 예를 들어, 안테나(131)가 단일 권선으로 이루어진 경우, 연결부(142)의 중앙 격자점과 연결될 수 있으며, 안테나(131)가 복수개의 권선으로 이루어진 경우, 복수의 격자점과 연결될 수 있다. 구체적으로, 안테나(131)가 4개의 권선으로 이루어진 경우, 연결부(142)의 외각에 위치한 격자점과 각 권선이 연결되도록 구성될 수 있다.
제1 커먼부(140)는 경로부(141)와 연결부(142)가 다양한 크기와 개수로 조합되어 구성될 수 있다. 도3 에 도시된 바와 같이, 연결부(142)가 9개로 구성된 안테나부(130)와 대응되는 위치에 배치된 경우, 인접하는 4개의 연결부(142)의 모서리와 경로부(141)의 4개의 모서리가 각각 연결될 수 있다. 이때 경로부(141)의 격자는 연결부(142)의 격자보다 크게 구성될 수 있다. 즉 격자배열로 배치된 연결부(142)의 사이에 경로부(141)가 격자배열로 배치되는 구성이 될 수 있다. 이와 같이 구성된 경우 각 안테나부(130)는 다른 안테나부(130)와 모두 병렬로 연결이 되는 공통부(common line)가 형성이 되며, 각각의 안테나부(130)에 인가되는 RF전력의 전압 또는 전력의 편차가 최소화 될 수 있다.
이하에서는 공진현상을 이용하여 각 안테나부(130)를 개별제어하는 경우, 제1 커먼부(140)의 기능에 대하여 상세히 설명한다.
다시 도2 를 살펴보면, 각 안테나부(130)에는 공진현상을 이용하기 위한 가변 커패시터(132)가 구비될 수 있다. 공진현상은 안테나(131)와 커패시터(132)를 직렬로 연결된 직렬공진, 안테나(131)와 커패시터(132)가 병렬로 연결된 병렬공진 또는 커패시터(132)가 2개 이상 구비되어 직렬 및 병렬로 연결되는 공진회로로 구성될 수 있다. 이와 같이 공진을 이용하는 경우, 동일한 RF파워를 인가하더라도 전류가 증폭되므로 이용하여 더 강한 유도전계를 형성할 수 있게 된다.
한편, 커패시터(132)는 개별적으로 커패시턴스 값을 변화시켜 제어가 가능하도록 구성될 수 있다. 사용자의 필요에 따라 커패시터(132)의 값을 변화시켜 부분별로 다르게 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 진행정도에 따라 각 안테나(131) 별로 Etching rate을 변화시켜야 하는 경우, Etching rate이 높은 부분은 전류가 증폭되는 양을 줄이며, 낮은 부분에는 전류가 증폭되는 양이 커지도록 커패시턴스 값을 변화시키도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 안테나부(130)를 개별제어하여 커패시터(132) 값을 변화시키는 경우, 전체 안테나부(130)에 인가되는 전류의 양이 급변할 수 있으나, 제1 커먼부(140)에 의하여 모든 안테나(131)가 커먼(common)되어 있어, 전류의 급변량이 모든 안테나(131)에 고르게 배분되어 적용될 수 있으므로, 개별제어에 의한 부품의 손상을 방지할 수 있게 된다. 따라서 안테나(131)의 안정적인 개별제어가 가능하다.
도4 는 제1 커먼부와 전원부가 연결된 변형예가 나타난 도면이다.
도4 (a)에 나타난 바와 같이, 제1 커먼부(140)는 중앙부분에 위치한 격자점과 전원부(110)가 연결되어 RF전력이 인가될 수 있다. 9개의 안테나부(130)가 구비된 경우, 각 연결부(142)의 하측에 안테나부(130)가 구비되어 연결될 수 있다. 한편, 이와 같이 전원부(110)와 연결되는 지점이 하나인 경우, 이 지점과 각 안테나부(130)까지의 거리에 따라, 인가되는 RF전력에 차이가 발생할 수 있으므로, 이를 보상하기 위하여 각각의 안테나부(130)에 인덕터, 저항, 커패시터(미도시) 등이 추가적으로 구비될 수 있다.
한편, 도4 (b)와 같이, 제1 커먼부(140)상에서 RF전력이 인가되는 경로, 즉, 전원부(110)로부터 각 안테나부(130)까지의 경로의 거리가 모두 동일하게 구성될 수 있다. 구체적으로 경로부(141)의 중앙 격자점부터 각 모서리까지의 거리는 모두 동일하고, 연결부(142) 또한 모서리로부터 중앙 격자점까지의 거리가 동일하게 된다. 따라서 전원부(110)로부터 안테나(131)까지 각 경로의 길이에 의한 차이를 최소화할 수 있고, RF전력을 인가한 경우, 각 경로 상에서 소비되는 전력 또한 균일하게 할 수 있으므로, 각 안테나부(130)에 균일한 RF전력을 공급할 수 있게 된다.
한편, 다시 도3 및 도4을 살펴보면, 제1 커먼부(140)는 평판도체부재로 구성된 모습이 도시되어 있다. 이와 같은 구성은 협소한 안테나(131) 설치부에 설치가 가능하며, 장치의 유지 및 보수에 있어 사용자의 접근성을 확보될 수 있다. 다만 도시된 예는 일 예일 뿐, 제1 커먼부(140)는 다양한 형상의 단면을 가진 부재로 구성될 수 있다.
도5 는 본 발명에 따른 제2 실시예의 제1 커먼부(140)와 제2 커먼부(150)를 나타낸 분해사시도이다.
본 실시예에서도 제 1실시예와 동일한 구성요소를 포함하여 구성될 수 있으며, 동일하게 적용될 수 있는 구성요소에 대하여는 중복설명을 피하기 위하여 설명을 생략하고, 변형되거나 새롭게 추가될 수 있는 구성요소에 대하여만 기술한다.
도시된 바와 같이, 본 실시예는 제 1실시예에 제2 커먼부(150)가 추가로 구비되어 구성될 수 있다. 제2 커먼부(150)는 RF전력이 인가되며, 제1 커먼부(140)로 RF전력을 전달하는 도체부로 구성되며, 제1 커먼부(140)와 복수로 연결되도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 제2 커먼부(150) 또한 제1 커먼부(140)와 유사하게 격자구조로 구성될 수 있고, RF전력이 중앙 격자점에 인가될 수 있다. 한편 각각의 모서리는 제1 커먼부(140)의 내측 격자점에 연결될 수 있다.
이와 같이 제2 커먼부(150)를 구성하는 경우, 제2 커먼부(150)의 중앙격자점으로부터 모든 안테나부(130)까지의 경로의 거리를 동일하게 할 수 있으며, 이에 대한 효과는 전술한 제1 커먼부(140)를 구비한 효과와 유사하다. 한편 제1 커먼부(140)로 RF전력이 인가되는 과정에서 제2 커먼부(150)에 의해 동일거리와 커먼(common)되므로, 안테나부(130)에 인가되는 RF전력의 편차를 줄이는데 더욱 도움을 주게 된다.
한편 제2 커먼부(150) 또한 제1 커먼부(140)와 같이, 평판도체부재로 구성될 수 있으나, 이는 일 예일 뿐, 그 형상이 다양하게 변형되어 적용될 수 있다.
도6은 본 발명에 따른 제1 커먼부(140)의 변형예를 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이, 제1 커먼부(140)는 한 가지 패턴의 격자구조로 구성될 수 있다. 복수의 안테나부(130)는 안테나 설치부(20)의 내측의 분할된 구역에 각각 배치될 수 있음은 전술하였다. 안테나부(130)와 제1 커먼부(140)가 연결되는 연결점은 제1 커먼부(140) 상의 각 격자점에 위치하도록 구성될 수 있다. 즉 전술한 제 1실시예와 달리 제1 커먼부(140)는 경로부(141)와 연결부(142)로 구분되지 않고 구성될 수 있다.
한편 본 변형예에서도 중앙의 격자점에 RF전력을 인가될 수 있으며, 중앙의 격자점과 모두 동일한 경로의 거리로 연결되도록 나머지 격자점과 안테나부(130)가 연결될 수 있다. 또한 4개의 격자점(p)으로부터 RF전원이 인가되도록 전원부(110)와 연결될 수 있다.
일 예로, 9개의 안테나부(130)가 안테나 설치부(20)에 3x3 형태로 배열이 되어 있고, 그 상측에 4x4 형태의 격자로 구성된 제1 커먼부(140)가 구성되며, 제1 커먼부(140)를 4분할 했을 때, 각각의 분할된 격자의 중심에 위치한 격자점(p)이 RF전원과 연결될 수 있으며, 4분할 했을 때, 각 모서리에 위치한 격자점과 9개의 안테나부(130)가 각각 연결될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 플라즈마 발생모듈(100)을 실시하는 경우, RF전원부(110)로부터 각 안테나부(130)까지의 경로의 거리를 동일하게 할 수 있으므로, RF전원부(110)로부터 각 안테나부(130)까지의 임피던스 값의 차이, 소비전력의 차이 등을 최소화 할 수 있다. 따라서 모든 안테나(131)에 균일한 RF파워를 인가할 수 있게 된다.
한편, 모든 안테나부(130)가 1차적으로 제1 커먼부(140)의 폐루프에 의하여 커먼(common)되므로, 각 안테나(131)에 인가되는 전압 및 전류의 크기나 위상 등의 편차를 최소화 할 수 있다.
나아가, 제1 커먼부(140)는 모든 안테나부(130)와 연결되며, 모든 안테나부(130)는 적어도 두 개이상의 최근접 안테나부(130)와 연결되도록 구성될 수 있다. 따라서, 하나의 안테나부(130)를 개별제어하여 공진조건을 변경함에 따라 다른 안테나부(130)에 급격한 전류의 변화가 발생하더라도, 전류의 증감이 복수의 최근접 안테나부(130)에 배분될 수 있으며, 나아가 모든 안테나부(130)에 배분될 수 있으므로, 전류급증에 의한 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
결국, 모든 안테나(131)에 균일한 RF파워를 전달할 수 있어, 균일한 플라즈마를 생성시킬 수 있으며, 안테나(131)를 개별제어 할 때에도 안정적으로 운영할 수 있는 효과가 있게 된다.
또한, 전원부(110)로부터 각 안테나부(130) 까지의 전기회로가 제1 커먼부(140)에 의하여 병렬연결되므로, 전원부(110)부터 각 안테나부(130) 까지의 임피던스 값을 감소시킬 수 있다. 따라서 안테나(131)에 인가되기 전 소비되는 전력의 양을 최소화시켜 공정효율을 높일 수 있는 효과가 있게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 플라즈마 발생모듈
110: 전원부
130: 안테나부
140: 제1 커먼부 141: 연결부 142: 경로부
150: 제2 커먼부

Claims (14)

  1. RF전력을 공급받는 전원부;
    안테나를 포함한 공진회로가 구비되며, 각각 병렬 연결되는 복수의 안테나부; 및
    상기 전원부로부터 상기 RF전력이 인가되고, 상기 복수의 안테나부가 연결되어 상기 RF전력을 전달하며, 적어도 하나 이상의 폐루프가 형성되는 도체부재로 구성되는 제 1커먼부를 포함하여 구성되며,
    상기 복수의 안테나부는 공정공간의 상측에 평면상 격자로 분할된 공간에 각각 배치되며,
    상기 제1 커먼부는 상기 복수의 안테나와 평행한 방향의 평면격자형으로 구성되어 각 격자점이 상기 분할된 공간에 각각 대응되는 위치에 구성되며,
    상기 제1 커먼부는 상기 안테나부와 연결되는 연결부 및 상기 전원부로부터 전달되는 상기 RF전력을 상기 연결부로 전달하는 경로를 형성하는 경로부를 포함하여 구성되며,
    상기 RF전력이 인가되며, 상기 제1 커먼부로 RF전력을 전달하는 도체부재로 구성되며, 상기 제1 커먼부의 복수의 지점과 연결되는 제2 커먼부를 포함하여 구성되는 플라즈마 처리장치용 플라즈마 발생모듈.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 안테나부는 공정 공간 상측의 분할된 구역에 각각 배치되며,
    상기 안테나와 상기 제1 커먼부가 연결되는 연결점은 각각 격자구조의 격자점에 위치하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치용 플라즈마 발생모듈.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 연결부 및 상기 경로부는 2x2 격자형태로 구성되며,
    상기 연결부는 상기 경로부와 크기가 상이한 격자구조로 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치용 플라즈마 발생모듈.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 복수의 안테나부는 공정 공간 상측의 분할된 구역에 각각 배치되며,
    상기 연결부는 상기 안테나부와 대응되는 위치에 구비되며,
    상기 경로부의 모서리는 인접한 상기 연결부들의 모서리와 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치용 플라즈마 발생모듈.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 전원부는 상기 경로부의 중앙 격자점에 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치용 플라즈마 발생모듈.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 안테나부는 상기 연결부의 중앙 격자점에 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치용 플라즈마 발생모듈.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 안테나부는,
    상기 안테나는 복수개의 권선으로 구성되고, 상기 복수개의 권선은 대응되는 상기 연결부의 외각 격자점에 각각 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치용 플라즈마 발생모듈.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 커먼부는, 상기 안테나부와 각각 연결되는 복수의 연결점이 구비되며, 상기 각 안테나에 인가되는 상기 RF전력의 차이가 최소화되도록, 각 연결점으로부터 경로의 거리가 동일한 다른 상기 연결점이 두 개 이상으로 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치용 플라즈마 발생모듈.
  11. 삭제
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 커먼부는 상기 제1 커먼부의 상기 경로부의 중앙 격자점과 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치용 플라즈마 발생모듈.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 커먼부는 판형도체부재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치용 플라즈마 발생모듈.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 안테나부는
    개별적으로 공진상태가 제어되도록, 가변 커패시터를 각각 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치용 플라즈마 발생모듈.
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