KR101652845B1 - 플라즈마 발생모듈 및 이를 포함하는 플라즈마 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 발생모듈 및 이를 포함하는 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 병렬로 연결되는 복수의 안테나부 및 상기 복수의 안테나부에 고주파 전력을 제공하는 고주파 전원을 포함하고, 상기 복수의 안테나부는 각각 출력을 조절할 수 있도록 구성되는 안테나 유닛 및 상기 안테나 유닛에 병렬로 연결되는 보상 회로를 포함하여 구성되는 플라즈마 발생모듈 및 이를 포함하는 플라즈마 처리장치를 제공한다.
본 발명에 의할 경우, 각각의 안테나부가 별도의 보상 회로를 구비하여 안테나의 개별 제어에 따라 인접한 안테나에 미치는 영향을 최소화 할 수 있어, 플라즈마 처리공정 중 구역에 따른 정밀한 제어가 가능한 장점이 있다.

Description

플라즈마 발생모듈 및 이를 포함하는 플라즈마 처리장치 {AN PLASMA GENERATING MODULE AND AN PLASMA PROCESS APPARATUS COMPRISING THAT}
본 발명은 플라즈마 발생모듈 및 이를 포함하는 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단위 구역별로 분할 배치되는 복수개의 안테나 유닛을 구비하는 플라즈마 처리장치 및 이를 위한 플라즈마 발생모듈에 관한 것이다.
플라즈마 처리장치는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 장치를 의미하며, 증착, 식각 또는 이온 주입 등 다양한 방식이 기판 처리 공정에 이용될 수 있다.
이러한 플라즈마 처리장치는 플라즈마를 생성하는 방식에 따라 용량 결합형 플라즈마 생성 방식, 유도 결합형 플라즈마 생성 방식
이러한 플라즈마 처리장치는 플라즈마를 생성하는 방식에 따라 용량 결합형 플라즈마 생성 방식, 유도 결합형 플라즈마 생성 방식, ECR 플라즈마 생성 방식 및 마이크로파 플라즈마 생성 방식 등 다양한 방식이 적용될 수 있다.
이 중에서도 유도 결합형 플라즈마 생성 방식은 고주파 안테나에 고주파 전력을 인가하여 유도 자기장에 의해 플라즈마를 발생시키는 방식으로, 한국 공개특허공보 10-2012-0070358호에서도 유사하게 개시되어 있다. 이러한 유도 결합형 플라즈마 생성 방식은 대면적 기판을 처리하는데 널리 적용되고 있으며, 최근에는 대면적 기판의 위치에 따라 균일하게 플라즈마를 발생시킬 수 있도록 분할된 복수개의 안테나를 이용하는 기술이 적용되고 있다.
다만, 종래의 경우 복수의 안테나를 개별적으로 제어함에 있어, 어느 하나의 안테나의 출력을 변화시킴에 따라 인접한 다른 안테나의 출력에 영향을 미치게 되어 각 구역에 형성되는 유도 자기장의 정밀한 제어가 어려운 문제점이 있었다.
한국 공개특허공보 10-2012-0070358호 (2012. 6. 29 자 공개)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복수의 안테나 중 어느 하나의 안테나의 출력 변화가 인접한 위치의 다른 안테나의 출력에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 플라즈마 발생모듈 및 이를 포함하는 플라즈마 처리장치를 제공하기 위함이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 병렬로 연결되는 복수의 안테나부 및 상기 복수의 안테나부에 고주파 전력을 제공하는 고주파 전원을 포함하고, 상기 복수의 안테나부는 각각 출력을 조절할 수 있도록 구성되는 안테나 유닛 및 상기 안테나 유닛에 병렬로 연결되는 보상 회로를 포함하여 구성되는 플라즈마 발생모듈을 제공한다.
여기서, 상기 각각의 안테나 유닛은 출력을 조절하기 위한 출력제어 캐패시터를 포함하고, 상기 각각의 보상 회로는 보상 캐패시터를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 출력제어 캐패시터 및 상기 보상 캐패시터는 가변 캐패시터로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 출력제어 캐패시터의 정전 용량이 증가하면 상기 보상 캐패시터의 정전 용량이 감소하고, 상기 출력제어 캐패시터의 정전 용량이 감소하면 상기 보상 캐패시터의 정전용량이 증가하도록 제어될 수 있다.
이때, 하나의 안테나부에 있어서 상기 출력제어 캐패시터의 정전 용량과 상기 보상 캐패시터의 정전 용량의 합은 일정하게 유지되도록 제어될 수 있다. 그리고, 상기 복수의 안테나부는 상기 출력제어 캐패시터의 정전 용량과 상기 보상 캐패시터의 정전 용량의 합이 각각 일정하게 유지되도록 제어될 수 있다.
여기서, 상기 복수의 안테나부는 공정 공간의 상측의 분할된 구역에 각각 배치되며, 상기 복수의 안테나부 중 중심에 배치되는 안테나부의 상기 출력제어 캐패시터의 정전용량은 상기 복수의 안테나부 중 가장자리에 배치되는 안테나부의 상기 출력제어 캐패시터의 정전용량보다 낮은 값을 갖도록 제어될 수 있다.
나아가, 상기 복수의 안테나 유닛 중 일부는 직렬 공진 회로로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 복수의 안테나부를 연결하는 커먼부를 더 포함하고, 상기 커먼부는 상기 각각의 안테나부 중 분지점으로부터 고주파 전력이 제공되는 방향으로 소정 간격 이격된 지점들을 연결하도록 구성될 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 내부에 공정 공간이 형성되는 챔버, 상기 챔버의 내부에 구비되어 기판이 안착되는 공간을 형성하는 스테이지 및 상기 스테이지의 상측에 배치되고, 상기 공정 공간에 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생모듈을 포함하고, 상기 플라즈마 발생모듈은 병렬로 연결되는 복수의 안테나부 및 상기 복수의 안테나부에 고주파 전력을 제공하는 고주파 전원을 포함하여 구성되고, 상기 복수의 안테나부는 각각 출력을 조절할 수 있도록 구성되는 안테나 유닛 및 상기 안테나 유닛에 병렬로 연결되는 보상 회로를 포함하여 구성되는 플라즈마 처리장치를 제공할 수도 있다.
본 발명에 의할 경우, 각각의 안테나부가 별도의 보상 회로를 구비하여 안테나의 개별 제어에 따라 인접한 안테나에 미치는 영향을 최소화 할 수 있어, 플라즈마 처리공정 중 구역에 따른 정밀한 제어가 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 단면을 도시한 단면도,
도 2는 도 1에서 안테나 설치부의 저면을 도시한 도면,
도 3은 도 1의 플라즈마 발생모듈의 구성을 구체적으로 도시한 회로도,
도 4는 도 3의 하나의 안테나부를 도시한 회로도이고,
도 5는 캐패시터가 병렬로 연결된 회로 상에 각 회로의 전류량 측정값을 도시한 그래프이다.
이하에서는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리장치에 대해 구체적으로 설명하도록 한다. 아래의 설명에서 각 구성요소의 위치관계는 원칙적으로 도면을 기준으로 설명한다. 그리고 도면은 설명의 편의를 위해 발명의 구조를 단순화하거나 필요할 경우 과장하여 표시될 수 있다. 따라서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이 이외에도 각종 장치를 부가하거나, 변경 또는 생략하여 실시할 수 있음은 물론이다.
도 1은 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.
그리고, 도 1에서는 클러스터 타입에 적용되는 구조의 플라즈마 처리장치를 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 인라인 타입에 적용되는 플라즈마 처리장치에도 적용할 수 있음을 앞서 밝혀둔다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치은 챔버(10), 스테이지(40), 안테나 설치부(20) 및 플라즈마 발생모듈(100)을 포함하여 구성할 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. 도 1에 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, 도 1에서는 도시되지 않았으나, 챔버(10)의 일측에는 기판이 출입하기 위한 게이트 밸브(미도시)가 형성될 수 있으며, 기판 처리 공정에 사용되는 공정 가스를 챔버 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. 도 1에 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, 도 1에 구체적으로 도시되어 있지는 않으나 스테이지(40)의 내부에는 히터(미도시)와 같은 온도 조절 부재가 구비되어 기판 처리 공정 중 기판의 온도를 조절하도록 구성할 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 윈도우에 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.
플라즈마 발생모듈(100)은 공정 공간 내측으로 유도 전계를 발생시켜, 공정 공간 내의 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키기 위한 구성이다. 이러한 플라즈마 발생모듈(100)은 고주파 전원(110), 정합부(120) 및 복수의 안테나부(130)를 포함하여 구성된다. 이때, 고주파 전원(110) 및 정합부(120)는 챔버의 외측에 설치될 수 있으며, 안테나부(130)는 안테나 설치부(20) 내측에 수용되도록 설치될 수 있다.
각각의 안테나부(130)는 안테나 유닛(P1)을 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 각각의 안테나 유닛(P1)은 공정 공간의 상측(안테나 설치부의 내측)에 고르게 분산되어 배치될 수 있다. 따라서, 기판 처리 공정 중 공정 공간 내측에 발생되는 플라즈마의 분포를 균일하게 제어하거나, 구역별로 정밀하게 제어할 수 있다.
도 2는 도 1에서 안테나 설치부의 저면을 도시한 도면이다. 본 실시예에서는 공정 공간의 내부 공간이 수평면을 기준으로 복수개의 단위 구역으로 분할될 수 있다. 일 예로, 도 2에서는 안테나 설치부(20)의 저면을 9개의 직사각형 단위 구역으로 분할한 구조를 개시하고 있다. 따라서, 안테나 설치부(20)의 지지 부재(22)는 격자 형상의 구조로 구성되며, 분할된 각각의 단위 구역에 대응되도록 9개의 윈도우(21)이 설치될 수 있다. 그리고, 복수개의 안테나 유닛(P1)은 안테나 설치부(20) 내측에 각각의 윈도우(21)에 대응되는 위치에 설치되어 각각의 단위 구역에 고르게 배치됨으로서, 단위 구역별로 정밀하게 제어를 하는 것이 가능하다.
다만, 본 실시예에서는 하나의 단위 구역에 하나의 안테나 유닛이 배치되도록 구성하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 하나의 단위 구역에 복수개의 안테나 유닛이 배치되도록 구성하는 것도 가능하다. 또한, 도 2에서 9개의 단위 구역으로 분할된 구조는 일 예에 불과하며, 이 외에도 다양한 패턴으로 단위 구역을 분할하고 이에 대응되는 안테나 유닛을 배치하여 구성하는 것도 가능하다.
도 3은 도 1의 플라즈마 발생모듈의 구성을 구체적으로 도시한 회로도이고, 도 4는 도 3의 하나의 안테나부를 도시한 회로도이다. 이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 플라즈마 발생모듈(100)의 구조를 구체적으로 설명하도록 한다.
전술한 바와 같이, 플라즈마 발생모듈(100)은 고주파 전원(110), 정합부(120) 및 안테나부(130)를 포함하여 구성된다. 여기서, 고주파 전원(110)은 고주파(radiofrequency) 전력을 발생시켜 복수의 안테나부(130)로 제공한다. 정합부(120)는 고주파 전원(110)과 안테나부(130) 사이에 구비되며, 고주파 전원 측과 안테나 사이에서 임피던스 정합을 수행할 수 있다. 이러한 정합부(120)은 가변 콘덴서 또는 가변 인덕터를 포함하는 회로로 구성되며, 가변 콘덴서 또는 가변 인덕터를 제어하는 방식으로 임피던스 정합을 수행한다. 다만, 이러한 고주파 전원 및 정합부의 구성은 널리 적용되고 있는 구성이므로 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 안테나부(A, A1 내지 A9)는 도 3에 도시된 바와 같이 복수개로 구비되며, 정합부(120)의 후단에 형성되는 분지점(101)으로부터 분지되는 경로를 따라 형성된다. 그리고 각각의 안테나부(A)는 부하 특성을 갖는 소자들을 이용하여 구성되며, 안테나 설치부(20)의 분할된 단위 구역에 각각 배치된다. 안테나부(A)의 일단은 고주파 전원(110)측과 연결되고, 타단은 안테나 설치부(20) 측벽에 접지되거나, 출력단을 통해 외부의 접지 전원에 연결될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 안테나부(A)는 안테나 유닛(P1)을 포함하여 구성된다. 안테나 유닛(P1)은 고주파 전원(110)으로부터 제공되는 고주파 전력이 전달되어 플라즈마를 발생시키기 위한 유도 전계를 형성한다. 도 3에서는 각각의 안테나 유닛(P1)이 캐패시터(C1, C11 내지 C19)와 인덕터(L, L1 내지 L9)가 직렬로 연결되는 구조로 도시하고 있다. 이는 설명의 편의상 안테나부의 구조를 단순화시켜 표시한 것으로 추가적으로 별도의 저항 성분을 포함하거나 병렬로 연결되는 추가적인 회로를 더 포함하여 구성되는 것도 가능하다. 또한, 안테나 유닛이 실제로 인덕터 소자를 포함하여 구성하는 것도 가능하며, 인덕터 소자를 이용하지 않더라도 안테나 유닛을 구성하는 연결 도선 등이 자체적으로 갖고 있는 인덕터 성분의 저항 성분 값을 회로도 상에 대응되는 소자 부호를 이용하여 나타낸 것일 수 있다.
여기서, 안테나 유닛(P1)의 인덕터(L)는 고주파 전력이 제공됨에 따라 공정 공간 측으로 유도 전계를 형성할 수 있다. 이러한 유도 전계의 출력은 안테나 유닛으로 제공되는 전력의 크기에 따라 제어될 수 있다.
안테나 유닛(P1)에 구비되는 캐피시터는 출력제어 캐패시터(C1, C11 내지 C19)이다. 고주파 전원(110)으로부터 제공되는 고주파 전력은 복수개의 안테나부(A1 내지 A9)에 각각 나뉘어 제공되게 되고, 각 안테나부의 안테나 유닛(P1)은 이를 이용하여 유도 전계를 형성한다. 여기서, 각각의 안테나부(A)는 설치 위치에 대응하는 공정 공간에서의 공정 가스의 분포, 플라즈마의 밀도 또는 공정 공간의 형상에 따라 서로 상이한 출력을 갖도록 제어할 필요가 있다. 따라서, 각 안테나부(A)는 가변 캐패시터로 구성되는 출력제어 캐패시터(C1)를 구비한다. 그리고, 각 안테나부의 출력제어 캐패시터(C1)의 정전 용량의 크기를 조절하여, 해당 안테나 유닛(P1)으로 흐르는 전류량을 제어함으로서 유도 전계 출력을 제어할 수 있다(도 4 참조)). 예를 들어, 출력제어 캐패시터(C1)의 정전 용량을 증가시키면 해당 안테나 유닛(P1)을 통과하는 전류량이 증가하여 안테나 출력이 증가하고, 출력제어 캐패시터(C1)의 정전용량을 감소시키면 전류량이 감소하여 출력이 감소한다.
도 5는 캐패시터가 병렬로 연결된 회로 상에 각 회로의 전류량 측정값을 도시한 그래프이다. 전술한 것과 같이 각각의 안테나부가 출력제어 캐패시터를 구비하고 이를 제어하여 해당 영역의 출력을 제어하게 되는 경우 인접한 안테나부의 출력에 영향을 줄 수 있다. 구체적으로, 도 5에 도시된 것과 같이, 캐패시터가 병렬로 연결된 회로에서 어느 한 캐패시터의 용량을 순차적으로 감소시킴에 따라 해당 경로를 진행하는 전류량(Cx)은 감소하게 되지만, 캐패시터의 용량 변화가 없는 나머지 회로의 전류량(Cy)이 순차적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이 경우, 어느 한 구역의 출력을 조절하기 위해 해당 구역의 출력제어 캐패시터의 정전 용량을 조절함에 따라, 나머지 구역의 출력 또한 변화하게 된다. 따라서, 다른 구역의 출력에는 영향을 미치지 않고 한 구역의 출력만을 제어하고자 할 경우에도, 모든 안테나부의 출력제어 캐패시터의 정전 용량을 조절해야 하는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 복수의 안테나부(A1 내지 A9)에 대해서 각각의 안테나부의 출력을 독립적으로 제어할 수 있도록, 각각의 안테나부가 별도의 보상 회로(P2)를 구비하도록 구성할 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 보상 회로(P2)는 각각의 안테나부(A)에서 안테나 유닛(P1)과 병렬로 설치된다. 여기서 보상 회로(P2)는 보상 캐패시터(C2, C21 내지 C29)를 포함하여 구성되며, 이러한 보상 캐패시터(C2)는 가변 캐패시터로 구성할 수 있다.
보상 캐패시터(C2)는 출력제어 캐패시터(C1)의 정전 용량 변화시 해당 안테나부(A) 전체의 정전 용량을 기 설정된 범위 내에서 유지하도록 제어할 수 있다. 따라서, 출력제어 캐패시터(C1)와 병렬로 연결되는 보상 캐패시터(C2)는 출력제어 캐패시터(C1)의 정전 용량 변화 내용과 반대로 제어될 수 있다. 예를 들어, 해당 안테나부(A)의 출력을 증가시키기 위해 출력제어 캐패시터(C1)의 정전 용량을 증가시키는 경우, 보상 캐패시터(C2)의 정전 용량은 출력제어 캐패시터의 정전 용량의 증가량에 대응되는 양만큼 감소시킨다. 그리고, 출력제어 캐패시터(C1)의 정전용량을 감소시키는 경우, 보상 캐패시터(C2)의 정전용량을 출력제어 캐패시터 정전 용량의 감소량에 대응되는 양만큼 증가시킨다.
구체적인 예로, 안테나부(A)의 출력제어 캐패시터(C1) 및 보상 캐패시터(C2)의 정전 용량이 각각 100㎊이라 가정한다. 이때, 출력 증가를 위해 출력제어 캐패시터(C1)의 정전용량을 120㎊로 조절하면, 이에 따라 보상 캐패시터(C2)의 정전용량은 80㎊로 조절할 수 있다. 반대로, 출력 감소를 위해 출력제어 캐패시터(C1)의 정전용량을 90㎊로 조절하면, 이에 따라 보상 캐패시터(C2)의 정전용량은 110㎊으로 조절할 수 있다. 이 경우, 출력제어 캐패시터(C1)와 보상 캐패시터(C2)의 정전용량 합은 동일하게 유지될 수 있다.
이에 의할 경우, 출력제어 캐패시터(C1)의 정전용량 변화로 인해 해당 안테나 유닛(P1)으로 흐르는 전류량이 변화하더라도, 해당 안테나부의 보상 회로(P2)를 통해 상기 전류량의 변화량만큼 보상이 이루어진다. 따라서, 해당 안테나부(A) 전체로 보았을 때, 전체 정전 용량의 변화 또는 전류량의 변화를 최소화시킬 수 있어, 해당 안테나부(A)의 출력 제어로 인한 인접 안테나부의 영향을 최소화시킬 수 있다.
아래 표 1은 본 실시예에의 각 안테나부(A)의 출력제어 캐패시터(C1) 및 보상 캐패시터(C2)의 정전용량 값을 표시한 것이다. 여기서, 제1 안테나부는 3x3의 구역으로 분할된 구역(도 2 참조) 중 중심에 배치되는 1개의 안테나부(A1), 제2 안테나부는 중심을 기준으로 상하좌우에 배치되는 4개의 안테나부(A2 내지 A5) 중 하나이며, 제3 안테나부는 모서리 부분에 배치된 4개의 안테나부(A6 내지 A7) 중 하나이다.
그리고, 표 1의 값은, 각 안테나부의 출력조절 캐패시터(C1) 및 보상 캐패시터(C2)를 각각 100㎊으로 구성한 상태에서, 각 안테나부에서 실질적으로 측정되는 출력이 균일하도록 각 캐패시터의 정전용량을 조절한 결과이다.
(단위 : pF)
구분 제1 안테나부 제2 안테나부 제3 안테나부
출력제어캐패시터 90 100 105
보상캐패시터 110 100 95
표 1에 표시된 것과 같이, 하나의 안테나부에서 출력제어 캐패시터 및 보상 캐패시터의 정전 용량의 합은 조절 이전과 조절 이후가 동일하다. 또한, 세 종류의 안테나부에서, 캐패시터 및 보상 캐패시터의 정전 용량의 합은 모두 동일하다.
그런데, 여기서 공정 공간의 중심에 위치하는 제1 안테나부는 상대적으로 가장자리에 배치되는 제2 안테나부 또는 제3 안테나부에 비해 출력제어 캐패시터의 정전용량을 작은 값으로 제어할 수 있다. 이는 동일한 조건으로 각 안테나부를 구성하는 경우, 다른 안테나부에 둘러싸인 제1 안테나부의 경우 출력이 상대적으로 높게 측정된다. 따라서, 이웃하는 안테나부가 많은 제1 안테나부는 상대적으로 출력제어 캐패시터의 정전용량을 적게 설정하고, 이웃하는 안테나부가 적은 제3 안테나부는 상대적으로 출력제어 캐패시터의 정전용량을 높게 설정할 수 있다.
나아가, 이와 같이 인접한 안테나부의 공진으로 인해 다른 안테나부의 출력에 영향 미치는 것을 최소화시킬 수 있도록, 도 3에 도시된 바와 같이 각각의 안테나부를 연결하는 커먼부(102)를 더 포함하여 구성할 수 있다(도 3 참조). 이러한 커먼부(102)는 상기 각각의 안테나부(A1 내지 A9) 중 분지점으로부터 고주파 전력이 제공되는 방향으로 소정 간격 이격된 지점들을 연결하는 도체로 형성될 수 있다.
이상에서는 복수개의 안테나부를 구비하는 플라즈마 처리장치에 있어서, 각각의 안테나부의 출력을 독립적으로 제어할 수 있도록 각각 보상회로를 구비하는 플라즈마 발생장치에 대해서 설명하였다.
다만, 전술한 실시예에서는 설명의 편의상 안테나부를 단순화시켜 구성하여, 출력제어 캐패시터의 정전용량의 변화량과 보상 캐패시터의 변화량이 크기가 동일하게 제어되고, 출력 조절 전후에 있어하나의 안테나부 전체의 정전용량의 변화가 없는 예를 설명하였다.
그러나, 안테나부가 추가적인 소자를 더 포함하여 복잡하게 구성되는 경우, 보상 회로를 구비하여 제어하더라도 하나의 안테나부의 전체 정전용량 값(또는 임피던스 값)의 차이가 발생할 수 있으며, 이 경우 전체 정전용량 값의 변화를 기 설정된 범위 내에서 최소화시킬 수 있도록 보상 캐패시터를 제어하도록 구성할 수 있다. 또한, 출력제어 캐패시터와 보상 캐패시터의 변화량의 크기가 동일하게 제어되는 것 또한 일 예이며, 안테나부의 구조 특성을 고려하여 출력변화 캐패시터의 변화량에 따른 최적화된 변화량만큼 보상 캐패시터의 정전용량을 제어할 수 있음은 물론이다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대해 상세하게 기술하였으나, 본 발명이 상기 실 시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에 대해 통상의 지식을 가진 사람이면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 기술적 특징의 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음은 밝혀둔다.
10 : 챔버 20 : 안테나 설치부
30 : 공정 공간 40 : 스테이지
100 : 플라즈마 발생유닛 110 : 고주파 전원
120 : 정합부 A : 안테나부
P1 : 안테나 유닛 P2 : 보상 회로
C1 : 출력제어 캐패시터 C2 : 보상 캐패시터

Claims (14)

  1. 병렬로 연결되는 복수의 안테나부; 및
    상기 복수의 안테나부에 고주파 전력을 제공하는 고주파 전원;을 포함하고,
    상기 각 안테나부는, 유도 전계를 형성하며 상기 유도 전계의 출력을 조절할 수 있도록 구성되는 안테나 유닛 및 상기 안테나 유닛에 병렬로 연결되어 상기 안테나 유닛의 출력 조절에 따른 해당 안테나부의 정전 용량의 변화를 보상하기 위한 보상 회로를 포함하며,
    상기 안테나 유닛은 출력을 조절하기 위한 출력제어 캐패시터를 포함하고, 상기 보상 회로는 보상 캐패시터를 포함하며 구성되며,
    상기 출력제어 캐패시터 및 상기 보상 캐패시터는 가변 캐패시터로 구성되어,
    상기 출력제어 캐패시터의 정전 용량이 증가하면 상기 보상 캐패시터의 정전 용량이 감소하고, 상기 출력제어 캐패시터의 정전 용량이 감소하면 상기 보상 캐패시터의 정전 용량이 증가하도록 제어되는 플라즈마 발생 모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 출력제어 캐패시터의 정전 용량과 상기 보상 캐패시터의 정전 용량의 합은 일정하게 유지되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 안테나부는 상기 출력제어 캐패시터의 정전 용량과 상기 보상 캐패시터의 정전 용량의 합이 각각 일정하게 유지되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생모듈.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 안테나부는 공정 공간의 상측의 분할된 구역에 각각 배치되며, 상기 복수의 안테나부 중 중심에 배치되는 안테나부의 상기 출력제어 캐패시터의 정전용량은 상기 복수의 안테나부 중 가장자리에 배치되는 안테나부의 상기 출력제어 캐패시터의 정전용량보다 낮은 값을 갖도록 제어되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생모듈.
  9. 삭제
  10. 내부에 공정 공간이 형성되는 챔버;
    상기 챔버의 내부에 구비되어 기판이 안착되는 공간을 형성하는 스테이지; 및
    상기 스테이지의 상측에 배치되고, 상기 공정 공간에 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생모듈을 포함하고,
    상기 플라즈마 발생모듈은 병렬로 연결되는 복수의 안테나부 및 상기 복수의 안테나부에 고주파 전력을 제공하는 고주파 전원을 포함하여 구성되고,
    상기 각 안테나부는, 유도 전계를 형성하며 상기 유도 전계의 출력을 조절할 수 있도록 구성되는 안테나 유닛 및 상기 안테나 유닛에 병렬로 연결되어 상기 안테나 유닛의 출력 조절에 따른 해당 안테나부의 정전 용량의 변화를 보상하기 위한 보상 회로를 포함하며,
    상기 안테나 유닛은 출력을 조절하기 위한 출력제어 캐패시터를 포함하고, 상기 보상 회로는 보상 캐패시터를 포함하며 구성되며,
    상기 출력제어 캐패시터 및 상기 보상 캐패시터는 가변 캐패시터로 구성되어,
    상기 출력제어 캐패시터의 정전 용량이 증가하면 상기 보상 캐패시터의 정전 용량이 감소하고, 상기 출력제어 캐패시터의 정전 용량이 감소하면 상기 보상 캐패시터의 정전 용량이 증가하도록 제어되는 플라즈마 처리장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 안테나부는 상기 출력제어 캐패시터의 정전 용량과 상기 보상 캐패시터의 정전 용량의 합이 각각 일정하게 유지되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 안테나부는 공정 공간의 상측의 분할된 구역에 각각 배치되며, 상기 복수의 안테나부 중 중심에 배치되는 안테나부의 상기 출력제어 캐패시터의 정전용량은 상기 복수의 안테나부 중 가장자리에 배치되는 안테나부의 상기 출력제어 캐패시터의 정전용량보다 낮은 값을 갖도록 제어되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
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