KR101777047B1 - Large Area Capacitively Coupled Plasma Electrode With Slits - Google Patents

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유신재
김대웅
이장재
김시준
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충남대학교산학협력단
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Abstract

An electrode for a capacitively coupled plasma of the present invention is provided. The electrode for the capacitive coupled plasma includes: a disc-shaped center electrode supplied with RF power; at least one auxiliary electrode spaced apart from the center electrode and having a ring shape with the same center axis as the center electrode on the arrangement plane of the center electrode; and a center electrode connection part connecting the center electrode and the auxiliary electrode in the arrangement plane of the center electrode. The present invention can improve plasma uniformity by using interference between waves by forming a hole or a slit on the electrode.

Description

슬릿을 구비한 대면적 용량 결합성 플라즈마 전극{Large Area Capacitively Coupled Plasma Electrode With Slits}[0001] The present invention relates to a large area capacitively coupled plasma electrode having a slit,

본 발명은 대면적 용량 결합성 플라즈마 소스의 전력 전극에 관한 것으로써, 더 구체적으로 전극 내부에 패턴을 가지는 슬릿을 형성하여 고주파 전원에 의한 정상파 효과를 웨이브들 간의 상쇄시켜 최소화하는 전극에 관한 것이다.Field of the Invention [0002] The present invention relates to a power electrode of a large area capacitively coupled plasma source, and more particularly, to an electrode that forms a slit having a pattern in an electrode to minimize a standing wave effect by a high frequency power source between waves.

반도체 및 디스플레이 등의 플라즈마 공정의 요하는 산업이 고도화됨에 따라 고생산성과 수율을 위하여 고균일성을 가지는 대면적 플라즈마 공정 플라즈마 소스에 대한 요구가 있어 왔다. 이에 대응하기 위하여 기존 산업계에는 공정 플라즈마 소스로 가장 많이 쓰여져 왔던 단일 전극 구조의 용량 결합성 플라즈마 소스의 확장을 통하여 이에 대한 해결책을 제시하고자 하였다. 하지만 단일 적극의 구조를 가지는 용량 결합성 플라즈마 소스의 경우, 전극의 크기가 인가 RF 파워의 1/4 파장 길이에 다가갈수록 정상파 효과 (standing wave effect)로 인하여 균일도가 크게 떨어지는 단점을 가지고 있다. 이에 대한 다른 대안으로써, 여러 전극을 병렬로 쓰는 방법, 용량 결합성 플라즈마와 유도 결합 플라즈마를 복합적으로 쓰는 방법, 상단 전극과 하단 전극의 위상을 달리하는 방법 등이 쓰여져 왔다. 하지만 전극을 병렬로 쓰는 경우, 파워 피딩 (power feeding) 지점에 따라 결과가 달라지며 피딩 (feeding) 포인트 마다 전력의 위상을 동일하게 인가 하기 위한 복잡한 전극 설계가 필요로 하여 제작이 어렵고 경제성이 좋지 못하다. 용량 결합성 플라즈마와 유도 결합 플라즈마를 복합적으로 쓰는 경우에는 두 가지 플라즈마 발생 방법을 동시에 사용함으로 인하여 챔버 내에 전체적으로 동일한 플라즈마 특성을 유지하기 어렵다는 단점이 있으며 플라즈마 발생 메커니즘의 상호 간섭으로 인하여 설계가 복잡하고 경제성이 좋지 못하다. 상단 전극과 하단 전극의 위상을 달리하는 경우, 하단 전극에 전압을 걸어 줌으로 인하여 공정 대상 (target)에 이온의 충돌로 인하여 손상을 줄 가능성이 있으며 높은 상, 하단의 전극에 인가하는 전력의 위상을 미세하기 조절하기 어렵다는 단점이 있다. There has been a demand for a large-area plasma process plasma source having high uniformity for high productivity and yield, as the industries required for plasma processes such as semiconductors and displays have become more sophisticated. In order to cope with this problem, the existing industry has proposed a solution to this problem by expanding the capacitive plasma source with a single electrode structure, which has been most commonly used as a process plasma source. However, in the case of a capacitively coupled plasma source having a single positive structure, the uniformity of the electrode is reduced due to the standing wave effect as the size of the electrode approaches 1/4 wavelength of the applied RF power. Another alternative is to use multiple electrodes in parallel, a combination of capacitively coupled plasma and inductively coupled plasma, and a different top electrode and bottom electrode phase. However, when the electrodes are used in parallel, the result depends on the power feeding point, and a complicated electrode design is required to apply the same phase of power to each feeding point, which makes fabrication difficult and economical . In the case of using the capacitive coupling plasma and the inductively coupled plasma in combination, it is difficult to maintain the same plasma characteristics in the entire chamber due to the simultaneous use of the two plasma generating methods. The complexity of the design due to the mutual interference of the plasma generating mechanisms, This is not good. When the phases of the upper electrode and the lower electrode are different from each other, it is possible to damage the target due to ion collision due to voltage application to the lower electrode, and the phase of power applied to the upper and lower electrodes It is difficult to fine-tune it.

이에 본 발명에서는 단순한 구조를 가지는 단일 전극의 내부에 일정한 패턴 (pattern)을 가지는 구멍 (hole)을 뚫어서, RF의 상호 간섭을 이용하여 고균일도를 가지는 대면적 용량 결합성 플라즈마 전극 및 플라즈마 소스를 제안하고자 한다.Accordingly, the present invention proposes a large-capacity capacitive-coupling plasma electrode and a plasma source having high uniformity by using a mutual interference of RF by drilling a hole having a certain pattern in a single electrode having a simple structure I want to.

반도체나 디스플레이 산업이 발달 함에 따라 공정 단가의 감소와 수율을 증가를 위하여 같은 공정 시간 안에 대량의 반도체 웨이퍼나 디스플레이 패널을 처리 할 수 있는 대면적 소스들이 요구가 끝임 없이 제기 되어왔다. 하지만 공정 면적이 증가 함에 따라 산업계에서 널리 사용된 용량 결합성 플라즈마 소스 (Capacitively coupled plasma source) 의 경우, 플라즈마 소스의 전극 크기가 구동 RF 소스의 1/4 파장에 필적할 정도로 커짐에 따라, 기존 소면적 소스에서는 볼 수 없었던 정상파 효과 (Standing wave effect) 들이 나타난다. 따라서, 전체적인 균일도 (Uniformity) 등의 악화로 공정상의 어려움이 있어왔다. 이에 대한 대안으로서 그동안 연구 되어온 방법은 기존의 용량 결합성 플라즈마 소스에 유도 결합 플라즈마 소스를 더하거나 대면적 용량 결합 소스에 자기장을 거는 방법이었다. 또는 여러 개의 동일 소형 소스를 병렬로 장치하는 방법이 있다. 이러한 방법은 그 구성이 복잡하고 여러 개의 소스는 씀으로 인하여 전력 효율이 좋지 못하거나, 자기장을 걸어 줌으로 인하여 자기장에 의한 E x B drift 와 같은 부수적 부작용 (side effect) 등이 발생하여 왔다. 본 발명에서는 대면적 소스 전극의 디자인을 기존의 방법 등과 차별화 하여 불균일도의 원인이었던 정상파 효과를 최소화한 용량 결합성 플라즈마 소스의 전극 디자인을 제안하고자 한다.As the semiconductor and display industries have developed, demand for large-area sources capable of processing large quantities of semiconductor wafers and display panels within the same process time has been continuously raised in order to reduce the process cost and increase the yield. However, as the process area increases, capacitively coupled plasma sources, which are widely used in industry, have become larger than the 1/4 wavelength of the driving RF source. Standing wave effects that can not be seen in the area source appear. Therefore, there has been a difficulty in the process due to the deterioration of uniformity and the like as a whole. As an alternative to this, a method that has been studied so far is to add an inductively coupled plasma source to a conventional capacitively coupled plasma source or to apply a magnetic field to a large-area capacitively coupled source. Or a method of arranging several identical small-sized sources in parallel. This method is complicated in its structure and it is not efficient due to the use of multiple sources, or a side effect such as E x B drift due to a magnetic field due to application of a magnetic field has occurred. In the present invention, an electrode design of a capacitively coupled plasma source in which the design of a large-area source electrode is differentiated from the conventional method and minimizes a standing wave effect, which is a cause of nonuniformity, is proposed.

본 발명의 일 실시예에 따른 축전 결합 플라즈마용 전극은 RF 전력을 공급받은 디스크 형상의 중심 전극; 상기 중심 전극과 이격되고 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 동일한 중심축을 가지는 링 형상을 가지는 적어도 하나의 보조 전극; 및 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 상기 보조 전극을 연결하는 중심 전극 연결부; 를 포함한다.The electrode for capacitive coupling plasma according to an embodiment of the present invention includes a disk-shaped center electrode supplied with RF power; At least one auxiliary electrode spaced apart from the center electrode and having a ring shape having the same central axis as the center electrode in a plane of arrangement of the center electrode; And a center electrode connection portion connecting the center electrode and the auxiliary electrode in a placement plane of the center electrode; .

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 RF 전력의 주파수는 50 MHz 내지 200 MHz이고, 상기 보조 전극은 하나이고, 상기 전극 연결부는 90도 간격을 가지고 대칭적으로 배치되고, 상기 중심 전극의 지름은 200 mm 내지 250 mm이고, 상기 보조 전극의 폭은 30 mm 내지 100 mm이고, 상기 중심 전극과 상기 보조 전극 사이의 간격은 10 mm 내지 30 mm 일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the frequency of the RF power is 50 MHz to 200 MHz, the auxiliary electrode is one, the electrode connection is arranged symmetrically with 90 degree intervals, and the diameter of the center electrode is 200 mm to 250 mm, the width of the auxiliary electrode is 30 mm to 100 mm, and the distance between the center electrode and the auxiliary electrode may be 10 mm to 30 mm.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 보조 전극들을 연결하는 보조 전극 연결부를 더 포함할 수 있다. 상기 RF 전력의 주파수는 50 MHz 내지 200 MHz이고, 상기 보조 전극은 4개이고, 상기 보조 전극들의 폭은 일정하고, 상기 전극 연결부는 90도 간격을 가지고 대칭적으로 배치되고, 상기 보조 전극 연결부는 90도 간격을 가지고 대칭적으로 배치되고, 상기 전극 연결부 및 상기 보조 전극 연결부는 상기 중심 전극의 중심에서 반경 방향으로 연장되어 상기 중심 전극 및 상기 보조 전극들을 연결할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the auxiliary electrode connection unit may further include an auxiliary electrode connection unit for connecting the auxiliary electrodes in the arrangement plane of the center electrode. The frequency of the RF power is 50 MHz to 200 MHz, the auxiliary electrode is 4, the width of the auxiliary electrodes is constant, the electrode connection is arranged symmetrically with 90 degree intervals, and the auxiliary electrode connection is 90 The electrode connection portion and the auxiliary electrode connection portion extend radially from the center of the center electrode to connect the center electrode and the auxiliary electrodes.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 보조 전극들을 연결하는 보조 전극 연결부를 더 포함할 수 있다. 상기 RF 전력의 주파수는 50 MHz 내지 200 MHz이고, 상기 보조 전극은 2개이고, 상기 보조 전극들의 폭은 일정하고, 상기 전극 연결부는 90도 간격을 가지고 대칭적으로 배치되고, 상기 보조 전극 연결부는 90도 간격을 가지고 대칭적으로 배치되고, 상기 전극 연결부 및 상기 보조 전극 연결부는 상기 중심 전극의 중심에서 반경 방향으로 연장되어 상기 중심 전극 및 상기 보조 전극들을 연결할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the auxiliary electrode connection unit may further include an auxiliary electrode connection unit for connecting the auxiliary electrodes in the arrangement plane of the center electrode. The frequency of the RF power is 50 MHz to 200 MHz, the auxiliary electrode is two, the width of the auxiliary electrodes is constant, the electrode connection is arranged symmetrically with 90 degree intervals, and the auxiliary electrode connection is 90 The electrode connection portion and the auxiliary electrode connection portion extend radially from the center of the center electrode to connect the center electrode and the auxiliary electrodes.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 서로 다른 반경을 가진 이웃한 보조 전극들 사이의 형성된 원호 형태의 보조 슬릿들 중에서 적어도 하나를 채우는 제1 도전 스페이서를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plasma display apparatus may further include a first conductive spacer filling at least one of arc-shaped auxiliary slits formed between neighboring auxiliary electrodes having different radii.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 서로 이웃한 상기 중심 전극과 보조 전극 사이의 형성된 원호 형태의 전극 슬릿들 중에서 적어도 하나를 채우는 제2 도전 스페이서를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plasma display apparatus may further include a second conductive spacer filling at least one of the arc-shaped electrode slits formed between the adjacent center electrode and the auxiliary electrode.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 보조 전극들을 연결하는 보조 전극 연결부를 더 포함할 수 있다. 상기 RF 전력의 주파수는 50 MHz 내지 200 MHz이고, 상기 보조 전극은 4개이고, 상기 보조 전극들의 폭은 일정하고, 상기 전극 연결부는 상기 중심 전극의 중심에서 반경 방향으로 연장되고, 상기 보조 전극 연결부와 상기 전극 연결부는 180도 격을 가지고 서로 좌우로 교번하여 이웃한 보조 전극들을 서로 연결하도록 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the auxiliary electrode connection unit may further include an auxiliary electrode connection unit for connecting the auxiliary electrodes in the arrangement plane of the center electrode. Wherein the frequency of the RF power is 50 MHz to 200 MHz, the auxiliary electrode is 4, the width of the auxiliary electrodes is constant, the electrode connection extends radially from the center of the center electrode, The electrode connection part may be arranged to connect the neighboring auxiliary electrodes to each other at left and right sides with a 180 degree gap.

본 발명의 일 실시예에 따른 축전 결합 플라즈마용 전극은 RF 전력을 공급받은 4각판 형상의 중심 전극; 상기 중심 전극과 이격되고 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 동일한 중심축을 가지는 사각링 형상을 가지는 적어도 하나의 보조 전극; 및 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 상기 보조 전극을 연결하는 중심 전극 연결부; 를 포함한다.The electrode for capacitive coupling plasma according to an embodiment of the present invention includes a rectangular plate-shaped center electrode supplied with RF power; At least one auxiliary electrode spaced apart from the center electrode and having a rectangular ring shape having the same center axis as the center electrode in a plane of arrangement of the center electrode; And a center electrode connection portion connecting the center electrode and the auxiliary electrode in a placement plane of the center electrode; .

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 보조 전극들을 연결하는 보조 전극 연결부를 더 포함할 수 있다. 상기 RF 전력의 주파수는 50 MHz 내지 200 MHz이고, 상기 보조 전극은 2개이고, 상기 보조 전극들의 폭은 일정하고, 상기 전극 연결부는 상기 중심 전극의 중심에서 제1 방향으로 연장되고, 상기 보조 전극 연결부와 상기 전극 연결부는 180도 격을 가지고 서로 좌우로 교번하여 이웃한 보조 전극들을 서로 연결하도록 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the auxiliary electrode connection unit may further include an auxiliary electrode connection unit for connecting the auxiliary electrodes in the arrangement plane of the center electrode. Wherein the frequency of the RF power is 50 MHz to 200 MHz, the auxiliary electrode is two, the width of the auxiliary electrodes is constant, the electrode connection extends in the first direction from the center of the center electrode, And the electrode connection portion may be disposed to connect the adjacent auxiliary electrodes to each other at right angles to each other with a 180 degree gap.

발명의 일 실시예에 따르면, 대면적 용량 결합성 플라즈마 소스의 전력 전극은 종래의 평판 형태의 전극 대신 전극에 구멍 또는 슬릿을 형성하여 웨이브 (wave) 들의 간섭을 이용, 플라즈마 균일도를 향상시킬 수 있다.According to one embodiment of the invention, the power electrode of the large area capacitively coupled plasma source can form holes or slits in the electrode instead of the conventional plate-shaped electrode to improve the plasma uniformity using the interference of the waves .

발명을 통하여 제안된 대면적 용량 결합성 플라즈마 소스의 전력 전극은 인가 전원의 주파수가 높은 영역으로 갈 경우 생기는 정상파 효과를 최소화 하여 대면적 소스에서 발생된 플라즈마의 균일도를 높일 수 있다. The power electrode of the large area capacitively coupled plasma source proposed by the present invention minimizes the standing wave effect which occurs when the frequency of the applied power source goes to the high frequency region, thereby increasing the uniformity of the plasma generated from the large area source.

본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 전극은 대면적 용량 결합성 플라즈마를 생성하고, 상기 전력 전극 내부에 규칙적 또는 비규칙적으로 구멍 또는 슬릿을 형성하여, RF 전기장 간의 상쇄 및 보강을 이용하여 대면적 임에도 불구하고 균일한 플라즈마 소스를 제공할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the power electrode produces a large area capacitively coupled plasma and forms holes or slits regularly or irregularly within the power electrode, It is possible to provide a uniform plasma source.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전력 전극이 대면적화 됨에 따라 나타나게 되는 RF 전기장의 정상파 효과를 최소화 할 수 있으며, 전력 전극 상의 전기장의 분포를 균일하게 유지 함으로써, 대면적 고균일도 용량 결합성 플라즈마 소스를 가능하게 한다.According to one embodiment of the present invention, the standing wave effect of the RF electric field that is exhibited as the power electrode is enlarged can be minimized, and by uniformly maintaining the distribution of the electric field on the power electrode, .

도 1a은 통상적인 전극의 구조를 나타내는 도면이다.
도 1b는 도 1a의 전극의 전기장의 분포를 나타내는 전산 시뮬레이션 결과이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 축전 결합 플라즈마 장치를 나타내는 개념도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 축전 결합 플라즈마용 전극을 설명하는 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 A-A'선을 따라 계산한 전기장 분포를 나타내는 그래프이다.
도 3c는 도 3a의 B-B'선을 따라 계산한 전기장 분포를 나타내는 그래프이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 축전 결합 플라즈마용 전극을 설명하는 사시도이다.
도 4b는 도 4a의 A-A'선을 따라 계산한 전기장 분포를 나타내는 그래프이다.
도 4c는 도 4a의 B-B'선을 따라 계산한 전기장 분포를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 축전 결합 플라즈마용 전극을 설명하는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 축전 결합 플라즈마용 전극을 설명하는 사시도이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 축전 결합 플라즈마용 전극을 설명하는 사시도이다.
도 7b는 도 7a의 A-A'선을 따라 계산한 전기장 분포를 나타내는 그래프이다.
도 7c는 도 7a의 B-B'선을 따라 계산한 전기장 분포를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 축전 결합 플라즈마용 전극을 설명하는 사시도이다.1A is a diagram showing a structure of a conventional electrode.
FIG. 1B is a computer simulation result showing the distribution of the electric field of the electrode of FIG. 1A.
2 is a conceptual diagram illustrating a capacitively coupled plasma apparatus according to an embodiment of the present invention.
3A is a perspective view illustrating an electrode for a capacitive coupling plasma according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3B is a graph showing an electric field distribution calculated along the line A-A 'in FIG. 3A.
3C is a graph showing an electric field distribution calculated along line B-B 'in FIG. 3A.
4A is a perspective view illustrating an electrode for a capacitive coupling plasma according to an embodiment of the present invention.
4B is a graph showing an electric field distribution calculated along line A-A 'in FIG. 4A.
4C is a graph showing an electric field distribution calculated along the line B-B 'in FIG. 4A.
5 is a perspective view illustrating an electrode for a capacitive coupling plasma according to an embodiment of the present invention.
6 is a perspective view illustrating an electrode for a capacitive coupling plasma according to another embodiment of the present invention.
7A is a perspective view illustrating an electrode for a capacitive coupling plasma according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7B is a graph showing an electric field distribution calculated along the line A-A 'in FIG. 7A. FIG.
7C is a graph showing an electric field distribution calculated along line B-B 'in FIG. 7A.
8 is a perspective view illustrating an electrode for a capacitive coupling plasma according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서는 용량 결합성 플라즈마 소스의 대면적화와 고균일도를 이루고자 한다. 용량 결합성 플라즈마는 기존의 산업계에서 플라즈마 공정을 위하여 가장 폭넓게 쓰여 온 신뢰도 높은 안정적인 플라즈마 공정 장비이다.In the present invention, it is intended to achieve large-scale and high uniformity of the capacitively coupled plasma source. Capacitively coupled plasma is the most reliable and reliable plasma processing equipment most widely used for plasma processing in the existing industry.

본 발명에서는 용량 결합성 플라즈마의 플라즈마 발생 특성 및 구동 특성은 유지하면서도 고균일도를 가지는 대면적 용량 결합성 플라즈마 소스를 제안하고자 한다. The present invention proposes a large area capacitively coupled plasma source having high uniformity while maintaining plasma generating characteristics and driving characteristics of capacitively coupled plasma.

용량 결합성 플라즈마의 경우 상단의 전력 인가 전극과 하단의 접지 전극 사이의 전기장에 의하여 공정 가스 내부의 자유 전자를 가속 시켜서 플라즈마를 발생 유지 시키는 장치이다. 이 때, 인가하는 RF 전력의 1/4 파장 대비 전극의 크기가 매우 작은 기존의 소면적 플라즈마 소스의 경우, 두 전극 사이에서 발생하는 전기장의 크기가 균일하여 고균일도의 플라즈마 공정이 가능하였다. 하지만 고생산성과 경제성을 위하여 전극의 크기가 커지고, 고밀도를 위하여 RF 의 주파수 영역이 높아질수록 인가 RF 의 1/4 파장이 전극의 크기와 비슷해져서 두 전극 사이의 전기장에 웨이브의 패턴 (pattern) 이 나타나는 정상파 효과 (standing wave effect)로 인하여 균일도가 저하 되게 된다. 구체적으로, 정상파 효과에 의하면, 전력이 공급되는 중심 위치에서 전기장의 세기가 크고, 가장 자리에서 전기장의 세기가 작다. In the case of capacitively coupled plasma, plasma is generated and sustained by accelerating free electrons in the process gas by an electric field between the upper power application electrode and the lower ground electrode. In this case, in the case of a conventional small-area plasma source having a very small electrode size as compared with a quarter of the applied RF power, a plasma process with high uniformity was possible because the electric field generated between the two electrodes was uniform. However, as the size of the electrode increases for high productivity and economy, and as the frequency range of RF increases for high density, the 1/4 wavelength of the applied RF becomes similar to the size of the electrode, so that the pattern of the wave in the electric field between the two electrodes The uniform wave is reduced due to the standing wave effect. Specifically, according to the standing wave effect, the intensity of the electric field is large at the center position where power is supplied, and the intensity of the electric field at the edge is small.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극 등의 설계를 기존과 달리하여 이러한 대면적(450 mm 이상), 고주파수 조건(50 MHz 내지 200 MHz)에서도 정상파 효과를 최소화 또는 상쇄 시켜서 고균일도 플라즈마 전극 소스를 제안한다. According to one embodiment of the present invention, the design of electrodes and the like is designed to minimize or cancel the standing wave effect even in such a large area (450 mm or more) and high frequency conditions (50 MHz to 200 MHz) I suggest.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are being provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. In the drawings, the components have been exaggerated for clarity. Like numbers refer to like elements throughout the specification.

도 1a은 통상적인 전극의 구조를 나타내는 도면이다.1A is a diagram showing a structure of a conventional electrode.

도 1b는 도 1a의 전극의 전기장의 분포를 나타내는 전산 시뮬레이션 결과이다.FIG. 1B is a computer simulation result showing the distribution of the electric field of the electrode of FIG. 1A.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 450 mm의 기판을 처리하기 위하여, 축전 결합 플라즈마용 전극(21)의 지름은 450 mm 수준일 수 있다. 상기 전극(21)에 100 MHz의 RF 전력이 인가되는 경우, 전기장의 세기는 상기 전극의 배치 평면에서 수직 위치( 5mm, 15 mm, 및 25 mm)에서 전산 시뮬레이션을 나타낸다. 상기 배치평면에서 15 mm 또는 25 mm 이격된 경우, 전기장의 분포는 종 모양으로 상기 전극의 중심에서 전기장의 세기가 크고, 가장 자리에서 작은 정상파 효과를 보인다. 이러한 정상파 효과는 플라즈마 균일도를 감소시킨다.Referring to FIGS. 1A and 1B, in order to process a 450 mm substrate, the electrode 21 for a capacitive coupling plasma may have a diameter of 450 mm. When an RF power of 100 MHz is applied to the electrode 21, the field strength represents a computational simulation at the vertical positions (5 mm, 15 mm, and 25 mm) in the placement plane of the electrode. In the case of spacing 15 mm or 25 mm from the arrangement plane, the distribution of the electric field is a bell-like shape, and the electric field intensity at the center of the electrode is large, and a standing wave effect at the edge is small. This standing wave effect reduces the plasma uniformity.

RF의 1/4 파장 보다 전극의 크기가 비슷하거나 클 때 발생하는 정상파 효과 (-웨이브의 노드 (node) 점이 전극 상의 전기장 분포에 형성되어 균일도를 저하시키는 현상)를 최소화 시킨다. 일반적으로 쓰이는 13.56 MHz 의 1/4 파장의 길이는 5.53 m 이며, 공정에 최적화된 플라즈마를 얻기 위하여 주파수가 높아 짐에 따라 많이 쓰이고 있는 100 MHz 의 경우 0.75 m 이다. Wave phenomenon occurs when the electrode size is similar to or larger than the 1/4 wavelength of RF (the node point of the wave is formed in the electric field distribution on the electrode to lower the uniformity). The typical 13.56 MHz 1/4 wavelength length is 5.53 m and 0.75 m at 100 MHz, which is often used as the frequency increases to obtain a process optimized plasma.

1/4 파장은 웨이퍼의 대면적화로 인하여 커지는 전극의 크기와 비슷한 크기로 전극내 전기장의 분포가 균일하지 않고 중앙부가 가장 높고 전극의 가장자리로 갈수록 떨어 짐을 알 수 있다. The 1/4 wavelength is similar to the size of the electrode due to the enlargement of the wafer, and it is found that the distribution of the electric field in the electrode is not uniform, the center is the highest, and the edge is decreased toward the edge of the electrode.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 축전 결합 플라즈마 장치를 나타내는 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating a capacitively coupled plasma apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 축전 결합 플라즈마 장치(10)는 진공 용기(11), 상기 진공 용기(11)에 배치되고 서로 마주보는 상부 전극(13) 및 하부 전극(12)을 포함한다. 상기 진공용기는 진공펌프(16)에 의하여 배기된다. 상기 하부 전극(12)은 기판을 지지하는 기판 홀더와 일체화될 수 있다. 상기 상부 전극(13)은 임피던스 매칭 네트워크(14)를 통하여 RF 전원(15)에 연결될 수 있다. 상기 RF 전원(15)은 플라즈마 밀도를 증가시키기 위하여 50 MHz 내지 200 MHz의 정현파를 출력할 수 있다.Referring to FIG. 2, the capacitive coupling plasma apparatus 10 includes a vacuum vessel 11, an upper electrode 13 and a lower electrode 12 disposed in the vacuum vessel 11 and facing each other. The vacuum container is evacuated by a vacuum pump (16). The lower electrode 12 may be integrated with a substrate holder that supports the substrate. The upper electrode 13 may be connected to the RF power supply 15 via an impedance matching network 14. The RF power supply 15 may output a sine wave of 50 MHz to 200 MHz to increase the plasma density.

상기 상부 전극(13)은 일정한 반경에서 원호 형태의 복수의 슬릿을 구비할 수 있다. 이에 따라, 패턴화된 상부 전극은 슬릿이 배치된 부위에서 전기장의 세기를 감소시키고, 상부 전극(13)의 가장 자리에서 전기장의 세기를 증가시키어 플라즈마 균일도를 현저히 향상시킬 수 있다.The upper electrode 13 may have a plurality of arc-shaped slits at a constant radius. Accordingly, the patterned upper electrode can reduce the intensity of the electric field at the portion where the slit is disposed and increase the intensity of the electric field at the edge of the upper electrode 13, thereby remarkably improving the plasma uniformity.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 축전 결합 플라즈마용 전극를 설명하는 사시도이다.3A is a perspective view illustrating an electrode for a capacitive coupling plasma according to an embodiment of the present invention.

도 3b는 도 3a의 A-A'선을 따라 계산한 전기장 분포를 나타내는 그래프이다.FIG. 3B is a graph showing an electric field distribution calculated along the line A-A 'in FIG. 3A.

도 3c는 도 3a의 B-B'선을 따라 계산한 전기장 분포를 나타내는 그래프이다.3C is a graph showing an electric field distribution calculated along line B-B 'in FIG. 3A.

도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 축전 결합 플라즈마용 전극(110)은 RF 전력을 공급받은 디스크 형상의 중심 전극(112); 상기 중심 전극(112)과 이격되고 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 동일한 중심축을 가지는 링 형상을 가지는 적어도 하나의 보조 전극(114); 및 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 상기 보조 전극을 연결하는 중심 전극 연결부(113); 를 포함한다.Referring to FIGS. 3A to 3C, an electrode 110 for a capacitive coupling plasma includes a disk-shaped center electrode 112 to which RF power is supplied; At least one auxiliary electrode (114) spaced from the center electrode (112) and having a ring shape having the same center axis as the center electrode in the plane of arrangement of the center electrode; And a center electrode connection part (113) connecting the center electrode and the auxiliary electrode in a plane in which the center electrode is arranged. .

중심 전극(112)은 원판형상이고, 그 지름은 250 mm일 수 있다. 상기 중심 전극(112)의 중심에 RF 전력이 RF 공급 라인(111)을 통하여 공급된다. 보조 전극(114)의 외경은 450 mm이고, 상기 보조 전극(114)의 내경은 290 mm이고, 슬릿(113a)의 폭은 20 mm일 수 있다. 상기 RF 전력의 주파수은 200 MHz일 수 있다. 상기 전극 연결부(113)는 90도 간격을 가지고 십자 형태로 배치될 수 있다. The center electrode 112 is in the shape of a disk, and its diameter may be 250 mm. RF power is supplied to the center of the center electrode 112 through the RF supply line 111. The outer diameter of the auxiliary electrode 114 is 450 mm, the inner diameter of the auxiliary electrode 114 is 290 mm, and the width of the slit 113a is 20 mm. The frequency of the RF power may be 200 MHz. The electrode connection portions 113 may be arranged in a cross shape at intervals of 90 degrees.

보조 전극(114)의 위치에서 전기장의 세기가 중심 전극(112)의 중심에서의 전기장의 세기보다 크다. 이에 따라, 플라즈마 균일도가 증가한다. 구체적으로, 상기 보조 전극의 위치에서 전기장의 세기가 큰 경우, 전극의 가장 자리는 더 많은 플라즈마를 형성할 수 있다.The intensity of the electric field at the position of the auxiliary electrode 114 is greater than the intensity of the electric field at the center of the center electrode 112. [ Thus, the plasma uniformity is increased. Specifically, when the intensity of the electric field at the position of the auxiliary electrode is large, the edge of the electrode can form more plasma.

웨이브 포트 (wave port)에서 인가된 RF가 전극의 타고 흐르게 된다. 이 때, 전극평면 상에 뚫어진 구멍 또는 슬릿을 통하여 RF 전기장들이 보강 또는 상쇄된다.RF applied from a wave port flows through the electrode. At this time, the RF electric fields are reinforced or canceled through holes or slits drilled on the electrode plane.

본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 RF 전력의 주파수는 50 MHz 내지 200 MHz이고, 상기 보조 전극은 하나이고, 상기 중심 전극의 지름은 200 mm 내지 250 mm이고, 상기 보조 전극의 폭은 30 mm 내지 100 mm이고, 상기 중심 전극과 상기 보조 전극 사이의 간격은 10 mm 내지 30 mm일 수 있다.According to a modified embodiment of the present invention, the frequency of the RF power is 50 MHz to 200 MHz, the auxiliary electrode is one, the diameter of the center electrode is 200 mm to 250 mm, the width of the auxiliary electrode is 30 mm to 100 mm, and a distance between the center electrode and the auxiliary electrode may be 10 mm to 30 mm.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 축전 결합 플라즈마용 전극를 설명하는 사시도이다.4A is a perspective view illustrating an electrode for a capacitive coupling plasma according to an embodiment of the present invention.

도 4b는 도 4a의 A-A'선을 따라 계산한 전기장 분포를 나타내는 그래프이다.4B is a graph showing an electric field distribution calculated along line A-A 'in FIG. 4A.

도 4c는 도 4a의 B-B'선을 따라 계산한 전기장 분포를 나타내는 그래프이다.4C is a graph showing an electric field distribution calculated along the line B-B 'in FIG. 4A.

도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 축전 결합 플라즈마용 전극(210)은 RF 전력을 공급받은 디스크 형상의 중심 전극(212); 상기 중심 전극(212)과 이격되고 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 동일한 중심축을 가지는 링 형상을 가지는 적어도 하나의 보조 전극(214); 및 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 상기 보조 전극을 연결하는 중심 전극 연결부(213); 를 포함한다.4A to 4C, the electrode 210 for capacitive coupling plasma includes a disk-shaped center electrode 212 to which RF power is supplied; At least one auxiliary electrode (214) spaced from the center electrode (212) and having a ring shape having the same center axis as the center electrode in the plane of arrangement of the center electrode; And a center electrode connection part (213) connecting the center electrode and the auxiliary electrode in a plane in which the center electrode is disposed. .

보조 전극 연결부(215)는 상기 중심 전극(212)의 배치 평면에서 상기 보조 전극들을 연결한다. 상기 보조 전극(214)은 4개이고, 상기 보조 전극들의 동심축을 가지고 배치된 링 형상일 수 있다. 상기 보조 전극(214)은 직경이 점차 증가하는 제1 보조 전극 내지 제4 보조 전극(214a~214d)을 포함할 수 있다. 상기 보조 전극들(214a~214d)의 폭은 일정할 수 있다. 상기 전극 연결부(213)는 90도 간격을 가지고 십자 형태로 대칭적으로 배치될 수 있다. 상기 보조 전극 연결부(215)는 90도 간격을 가지고 십자 형태로 대칭적으로 배치될 수 있다. 상기 전극 연결부 및 상기 보조 전극 연결부는 상기 중심 전극의 중심에서 반경 방향으로 연장되어 상기 중심 전극 및 상기 보조 전극들을 연결할 수 있다. 상기 중심 전극과 상기 제1 보조 전극 사이에는 일정한 반경을 가지는 원호 형상의 슬릿들(213a)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 인접한 보조 전극들 사이에는 일정한 반경을 가지는 원호 형상의 보조 슬릿들(215a)이 배치될 수 있다. 상기 RF 전력의 주파수는 50 MHz 내지 200 MHz일 수 있다.The auxiliary electrode connection unit 215 connects the auxiliary electrodes in a plane in which the center electrode 212 is arranged. The number of the auxiliary electrodes 214 is four, and may be a ring shape disposed with concentric axes of the auxiliary electrodes. The auxiliary electrode 214 may include first to fourth auxiliary electrodes 214a to 214d whose diameters gradually increase. The widths of the auxiliary electrodes 214a to 214d may be constant. The electrode connection portions 213 may be symmetrically arranged in a cross shape at an interval of 90 degrees. The auxiliary electrode connection unit 215 may be symmetrically arranged in a cross shape at an interval of 90 degrees. The electrode connection part and the auxiliary electrode connection part extend in the radial direction from the center of the center electrode to connect the center electrode and the auxiliary electrode. Arcuate slits 213a having a predetermined radius may be disposed between the center electrode and the first auxiliary electrode. In addition, arc-shaped auxiliary slits 215a having a predetermined radius may be disposed between the adjacent auxiliary electrodes. The frequency of the RF power may be between 50 MHz and 200 MHz.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 축전 결합 플라즈마용 전극를 설명하는 사시도이다.5 is a perspective view illustrating an electrode for a capacitive coupling plasma according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 축전 결합 플라즈마용 전극(210)은 RF 전력을 공급받은 디스크 형상의 중심 전극(212); 상기 중심 전극(212)과 이격되고 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 동일한 중심축을 가지는 링 형상을 가지는 적어도 하나의 보조 전극(214); 및 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 상기 보조 전극을 연결하는 중심 전극 연결부(213); 를 포함한다.Referring to FIG. 5, an electrode 210 for a capacitive coupling plasma includes a disk-shaped center electrode 212 to which RF power is supplied; At least one auxiliary electrode (214) spaced from the center electrode (212) and having a ring shape having the same center axis as the center electrode in the plane of arrangement of the center electrode; And a center electrode connection part (213) connecting the center electrode and the auxiliary electrode in a plane in which the center electrode is disposed. .

보조 전극 연결부(215)는 상기 중심 전극(212)의 배치 평면에서 상기 보조 전극들을 연결한다. 상기 보조 전극(214)은 4개이고, 상기 보조 전극들의 동심축을 가지고 배치된 링 형상일 수 있다. 상기 보조 전극(214)은 직경이 점차 증가하는 제1 보조 전극 내지 제4 보조 전극(214a~214d)을 포함할 수 있다. 상기 보조 전극들(214a~214d)의 폭은 일정할 수 있다. 상기 전극 연결부(213)는 90도 간격을 가지고 십자 형태로 대칭적으로 배치될 수 있다. 상기 보조 전극 연결부(215)는 90도 간격을 가지고 십자 형태로 대칭적으로 배치될 수 있다. 상기 전극 연결부 및 상기 보조 전극 연결부는 상기 중심 전극의 중심에서 반경 방향으로 연장되어 상기 중심 전극 및 상기 보조 전극들을 연결할 수 있다. 상기 중심 전극과 상기 제1 보조 전극 사이에는 일정한 반경을 가지는 원호 형상의 슬릿들(213a)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 인접한 보조 전극들 사이에는 일정한 반경을 가지는 원호 형상의 보조 슬릿들(215a)이 배치될 수 있다. 상기 RF 전력의 주파수는 50 MHz 내지 200 MHz일 수 있다. The auxiliary electrode connection unit 215 connects the auxiliary electrodes in a plane in which the center electrode 212 is arranged. The number of the auxiliary electrodes 214 is four, and may be a ring shape disposed with concentric axes of the auxiliary electrodes. The auxiliary electrode 214 may include first to fourth auxiliary electrodes 214a to 214d whose diameters gradually increase. The widths of the auxiliary electrodes 214a to 214d may be constant. The electrode connection portions 213 may be symmetrically arranged in a cross shape at an interval of 90 degrees. The auxiliary electrode connection unit 215 may be symmetrically arranged in a cross shape at an interval of 90 degrees. The electrode connection part and the auxiliary electrode connection part extend in the radial direction from the center of the center electrode to connect the center electrode and the auxiliary electrode. Arcuate slits 213a having a predetermined radius may be disposed between the center electrode and the first auxiliary electrode. In addition, arc-shaped auxiliary slits 215a having a predetermined radius may be disposed between the adjacent auxiliary electrodes. The frequency of the RF power may be between 50 MHz and 200 MHz.

제1 도전 스페이서는 서로 다른 반경을 가진 이웃한 보조 전극들(214a~214d) 사이의 형성된 원호 형태의 보조 슬릿들(215a) 중에서 적어도 하나를 채운다. 상기 제1 유전체 스페이서는 상기 보조 슬릿들 중에서 일부만을 채울 수 있다. 상기 제1 도전 스페이서의 재질은 상기 전극의 재질과 동일할 수 있다.The first conductive spacer fills at least one of the arc-shaped auxiliary slits 215a formed between neighboring auxiliary electrodes 214a to 214d having different radii. The first dielectric spacer may fill only a part of the auxiliary slits. The material of the first conductive spacer may be the same as the material of the electrode.

제2 도전 스페이서(216)는 서로 이웃한 상기 중심 전극(212)과 보조 전극(214a) 사이의 형성된 원호 형태의 전극 슬릿들(213a) 중에서 적어도 하나를 채울 수 있다. 상기 제2 유전체 스페이서(216)는 상기 보조 슬릿들(213a) 중에서 일부만을 채울 수 있다. 상기 제2 도전 스페이서의 재질은 상기 전극의 재질과 동일할 수 있다.The second conductive spacer 216 may fill at least one of the arc-shaped electrode slits 213a formed between the adjacent center electrode 212 and the auxiliary electrode 214a. The second dielectric spacer 216 may fill only a part of the auxiliary slits 213a. The material of the second conductive spacer may be the same as the material of the electrode.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 축전 결합 플라즈마용 전극를 설명하는 사시도이다.6 is a perspective view illustrating an electrode for a capacitive coupling plasma according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 축전 결합 플라즈마용 전극(310)은 RF 전력을 공급받은 디스크 형상의 중심 전극(312); 상기 중심 전극(312)과 이격되고 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 동일한 중심축을 가지는 링 형상을 가지는 적어도 하나의 보조 전극(314); 및 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 상기 보조 전극을 연결하는 중심 전극 연결부(313); 를 포함한다.Referring to FIG. 6, an electrode 310 for a capacitive coupling plasma includes a disk-shaped center electrode 312 to which RF power is supplied; At least one auxiliary electrode (314) spaced from the center electrode (312) and having a ring shape having the same center axis as the center electrode in the plane of arrangement of the center electrode; And a center electrode connection part (313) connecting the center electrode and the auxiliary electrode in a plane in which the center electrode is arranged. .

보조 전극 연결부(315)는 상기 중심 전극(312)의 배치 평면에서 상기 보조 전극들을 연결한다. 상기 보조 전극(314)은 2개이고, 상기 보조 전극들의 동심축을 가지고 배치된 링 형상일 수 있다. 상기 보조 전극(314)은 직경이 점차 증가하는 제1 보조 전극 및 제2 보조 전극(314a,314b)을 포함할 수 있다. 상기 보조 전극들(314a,314b)의 폭은 일정할 수 있다. 상기 전극 연결부(313)는 90도 간격을 가지고 십자 형태로 대칭적으로 배치될 수 있다. 상기 보조 전극 연결부(315)는 90도 간격을 가지고 십자 형태로 대칭적으로 배치될 수 있다. 상기 전극 연결부 및 상기 보조 전극 연결부는 상기 중심 전극의 중심에서 반경 방향으로 연장되어 상기 중심 전극 및 상기 보조 전극들을 연결할 수 있다. 상기 중심 전극과 상기 제1 보조 전극 사이에는 일정한 반경을 가지는 원호 형상의 슬릿들(313a)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 인접한 보조 전극들 사이에는 일정한 반경을 가지는 원호 형상의 보조 슬릿들(315a)이 배치될 수 있다. 상기 RF 전력의 주파수는 50 MHz 내지 200 MHz일 수 있다. The auxiliary electrode connection part (315) connects the auxiliary electrodes in the arrangement plane of the center electrode (312). The number of the auxiliary electrodes 314 is two, and may be a ring shape disposed with concentric axes of the auxiliary electrodes. The auxiliary electrode 314 may include first and second auxiliary electrodes 314a and 314b whose diameters gradually increase. The widths of the auxiliary electrodes 314a and 314b may be constant. The electrode connection portions 313 may be symmetrically arranged in a cross shape at intervals of 90 degrees. The auxiliary electrode connection part 315 may be symmetrically arranged in a cross shape at an interval of 90 degrees. The electrode connection part and the auxiliary electrode connection part extend in the radial direction from the center of the center electrode to connect the center electrode and the auxiliary electrode. Arcuate slits 313a having a predetermined radius may be disposed between the center electrode and the first auxiliary electrode. In addition, arc-shaped auxiliary slits 315a having a predetermined radius may be disposed between the adjacent auxiliary electrodes. The frequency of the RF power may be between 50 MHz and 200 MHz.

도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 축전 결합 플라즈마용 전극를 설명하는 사시도이다.7A is a perspective view illustrating an electrode for a capacitive coupling plasma according to an embodiment of the present invention.

도 7b는 도 7a의 A-A'선을 따라 계산한 전기장 분포를 나타내는 그래프이다.FIG. 7B is a graph showing an electric field distribution calculated along the line A-A 'in FIG. 7A. FIG.

도 7c는 도 7a의 B-B'선을 따라 계산한 전기장 분포를 나타내는 그래프이다.7C is a graph showing an electric field distribution calculated along line B-B 'in FIG. 7A.

도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 축전 결합 플라즈마용 전극(410)은 RF 전력을 공급받은 디스크 형상의 중심 전극(412); 상기 중심 전극(412)과 이격되고 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 동일한 중심축을 가지는 링 형상을 가지는 적어도 하나의 보조 전극(414); 및 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 상기 보조 전극을 연결하는 중심 전극 연결부(413); 를 포함한다.Referring to FIGS. 7A to 7C, the electrode 410 for capacitive coupling plasma includes a disk-shaped center electrode 412 to which RF power is supplied; At least one auxiliary electrode (414) spaced from the center electrode (412) and having a ring shape having the same center axis as the center electrode in the plane of arrangement of the center electrode; And a center electrode connection part (413) connecting the center electrode and the auxiliary electrode in a plane of arrangement of the center electrode; .

보조 전극 연결부(415)는 상기 중심 전극(412)의 배치 평면에서 상기 보조 전극들을 연결한다. 상기 보조 전극(414)은 4개이고, 상기 보조 전극들의 동심축을 가지고 배치된 링 형상일 수 있다. 상기 보조 전극(414)은 직경이 점차 증가하는 제1 보조 전극 내지 제4 보조 전극(414a~414d)을 포함할 수 있다. 상기 보조 전극들(414a~414d)의 폭은 일정할 수 있다. 상기 전극 연결부(413)는 인접한 보조 전극과 중심 전극을 한 지점에서 연결할 수 있다. 상기 보조 전극 연결부(415)는 180도 간격을 가지고 인접한 보조 전극들을 한 지점에서 연결할 수 있다. 상기 보조 전극 연결부(415)와 상기 전극 연결부(413)는 180도 격을 가지고 서로 좌우로 교번하여 이웃한 상기 중심 전극과 보조 전극 및 상기 보조 전극들을 서로 연결하도록 배치될 수 있다. 상기 중심 전극과 상기 제1 보조 전극 사이에는 일정한 반경을 가지는 원호 형상의 슬릿들(413a)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 인접한 보조 전극들 사이에는 일정한 반경을 가지는 원호 형상의 보조 슬릿들(415a)이 배치될 수 있다. 상기 RF 전력의 주파수는 50 MHz 내지 200 MHz일 수 있다.The auxiliary electrode connection portion 415 connects the auxiliary electrodes in the arrangement plane of the center electrode 412. The number of the auxiliary electrodes 414 is four, and may be a ring shape having a concentric axis of the auxiliary electrodes. The auxiliary electrode 414 may include first to fourth auxiliary electrodes 414a to 414d whose diameters gradually increase. The widths of the auxiliary electrodes 414a to 414d may be constant. The electrode connection part 413 connects the adjacent auxiliary electrode and the center electrode at one point. The auxiliary electrode connection part 415 may connect the adjacent auxiliary electrodes at one point with a 180 degree interval. The auxiliary electrode connection part 415 and the electrode connection part 413 may be disposed to connect the center electrode, the auxiliary electrode, and the auxiliary electrode, which are adjacent to each other at right angles to each other at 180 degrees. Arcuate slits 413a having a predetermined radius may be disposed between the center electrode and the first auxiliary electrode. In addition, arc-shaped auxiliary slits 415a having a predetermined radius may be disposed between the adjacent auxiliary electrodes. The frequency of the RF power may be between 50 MHz and 200 MHz.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 축전 결합 플라즈마용 전극를 설명하는 사시도이다.8 is a perspective view illustrating an electrode for a capacitive coupling plasma according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 진공 용기(11)는 사각형 용기일 수 있다. 축전 결합 플라즈마용 전극(510)은 RF 전력을 공급받은 4각판 형상의 중심 전극(512); 상기 중심 전극과 이격되고 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 동일한 중심축을 가지는 사각링 형상을 가지는 적어도 하나의 보조 전극(514); 및 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 상기 보조 전극을 연결하는 중심 전극 연결부(513); 를 포함한다.Referring to FIG. 8, the vacuum container 11 may be a rectangular container. The electrode for capacitive coupling plasma 510 has a square plate-shaped center electrode 512 to which RF power is supplied; At least one auxiliary electrode (514) spaced from the center electrode and having a rectangular ring shape having the same central axis as the center electrode in the plane of arrangement of the center electrode; And a center electrode connection portion (513) connecting the center electrode and the auxiliary electrode in a plane in which the center electrode is disposed. .

보조 전극 연결부(515)는 상기 중심 전극(512)의 배치 평면에서 상기 보조 전극들을 연결한다. 상기 보조 전극(514)은 2개이고, 상기 보조 전극들의 중심축을 가지고 배치된 사각링 형상일 수 있다. 상기 보조 전극(414)은 직경이 점차 증가하는 제1 보조 전극 내지 제2 보조 전극(514a,514b)을 포함할 수 있다. 상기 보조 전극들(514a,514b)의 폭은 일정할 수 있다. 상기 전극 연결부(513)는 인접한 보조 전극과 중심 전극을 한 지점에서 연결할 수 있다. 상기 보조 전극 연결부(515)는 180도 간격을 가지고 인접한 보조 전극들을 한 지점에서 연결할 수 있다. 상기 보조 전극 연결부(515)와 상기 전극 연결부(513)는 180도 격을 가지고 서로 좌우로 교번하여 이웃한 상기 중심 전극과 보조 전극 및 상기 보조 전극들을 서로 연결하도록 배치될 수 있다. 상기 중심 전극과 상기 제1 보조 전극 사이에는 일정한 반경을 가지는 원호 형상의 슬릿들(513a)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 인접한 보조 전극들 사이에는 일정한 반경을 가지는 원호 형상의 보조 슬릿들(515a)이 배치될 수 있다. 상기 RF 전력의 주파수는 50 MHz 내지 200 MHz일 수 있다. The auxiliary electrode connection portion 515 connects the auxiliary electrodes in the arrangement plane of the center electrode 512. The auxiliary electrode 514 may be a square ring having two central axes of the auxiliary electrodes. The auxiliary electrode 414 may include first and second auxiliary electrodes 514a and 514b whose diameters gradually increase. The widths of the auxiliary electrodes 514a and 514b may be constant. The electrode connection portion 513 can connect the adjacent auxiliary electrode and the center electrode at one point. The auxiliary electrode connection unit 515 may connect adjacent auxiliary electrodes at one point with a 180-degree interval. The auxiliary electrode connection part 515 and the electrode connection part 513 may be arranged to connect the center electrode, the auxiliary electrode, and the auxiliary electrode, which are adjacent to each other at right angles to each other with a 180 degree gap. Arcuate slits 513a having a predetermined radius may be disposed between the center electrode and the first auxiliary electrode. In addition, arc-shaped auxiliary slits 515a having a predetermined radius may be disposed between the adjacent auxiliary electrodes. The frequency of the RF power may be between 50 MHz and 200 MHz.

발명의 일 실시예에 따르면, 전극은 전극의 중심부와 가장자리 부분의 전기장이 비교적 균일함을 알 수 있다. 단일 전극의 경우 비균일도의 값이 2.47 % 임에 반하여 본 발명에서 제안한 전극은 가장 좋은 축의 경우 1.23 % 일 수 있다. 플라즈마의 발생 및 유지는 이 전기장에 의하여 유지 되므로 이러한 균일한 전기장의 세기 분포는 보다 균일한 대면적 플라즈마 공정을 가능하게 한다. 대칭적으로 뚫어진 슬릿을 비 규칙적으로 전극 재질과 똑같은 재질의 도전 스페이서로 막아서, RF 들이 불규칙적으로 간섭을 하게 함으로써, 균일도를 높일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it can be seen that the electric field between the center portion and the edge portion of the electrode is relatively uniform. In the case of a single electrode, the non-uniformity value is 2.47%, whereas the electrode proposed in the present invention can be 1.23% in the case of the best axis. Since the generation and maintenance of the plasma is maintained by this electric field, this uniform electric field intensity distribution enables a more uniform large-area plasma process. The uniformity can be increased by blocking the symmetrically drilled slits irregularly with conductive spacers of the same material as the electrode material, causing the RFs to interfere irregularly.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, And all of the various forms of embodiments that can be practiced without departing from the technical spirit.

110:축전 결합 플라즈마용 전극
112: 중심 전극
114: 보조 전극
113: 중심 전극 연결부110: Electrode for capacitive coupled plasma
112: center electrode
114: auxiliary electrode
113: center electrode connection

Claims (9)

축전 결합 플라즈마용 전극에 있어서,
RF 전력을 공급받은 디스크 형상의 중심 전극;
상기 중심 전극과 이격되고 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 동일한 중심축을 가지는 링 형상을 가지는 적어도 하나의 보조 전극; 및
상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 상기 보조 전극을 연결하는 중심 전극 연결부; 를 포함하고,
상기 RF 전력의 주파수는 50 MHz 내지 200 MHz이고,
상기 보조 전극은 하나이고,
상기 전극 연결부는 90도 간격을 가지고 대칭적으로 배치되고,
상기 중심 전극의 지름은 200 mm 내지 250 mm이고,
상기 보조 전극의 폭은 30 mm 내지 100 mm이고,
상기 중심 전극과 상기 보조 전극 사이의 간격은 10 mm 내지 30 mm이고,
서로 이웃한 상기 중심 전극과 보조 전극 사이의 형성된 원호 형태의 전극 슬릿들 중에서 적어도 하나를 채우는 도전 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축전 결합 플라즈마용 전극.In an electrode for capacitively coupled plasma,
A disk-shaped center electrode supplied with RF power;
At least one auxiliary electrode spaced apart from the center electrode and having a ring shape having the same central axis as the center electrode in a plane of arrangement of the center electrode; And
A center electrode connection portion connecting the center electrode and the auxiliary electrode in a plane in which the center electrode is arranged; Lt; / RTI >
The frequency of the RF power is 50 MHz to 200 MHz,
The auxiliary electrode is one,
The electrode connection portions are arranged symmetrically with an interval of 90 degrees,
The diameter of the center electrode is 200 mm to 250 mm,
The width of the auxiliary electrode is 30 mm to 100 mm,
The distance between the center electrode and the auxiliary electrode is 10 mm to 30 mm,
Further comprising a conductive spacer filling at least one of circular arc-shaped electrode slits formed between the adjacent center electrode and the auxiliary electrode. 삭제delete 축전 결합 플라즈마용 전극에 있어서,
RF 전력을 공급받은 디스크 형상의 중심 전극;
상기 중심 전극과 이격되고 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 동일한 중심축을 가지는 링 형상을 가지는 적어도 하나의 보조 전극; 및
상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 상기 보조 전극을 연결하는 중심 전극 연결부; 를 포함하고,
상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 보조 전극들을 연결하는 보조 전극 연결부를 더 포함하고,
상기 RF 전력의 주파수는 50 MHz 내지 200 MHz이고,
상기 보조 전극은 4개이고,
상기 보조 전극들의 폭은 일정하고,
상기 전극 연결부는 90도 간격을 가지고 대칭적으로 배치되고,
상기 보조 전극 연결부는 90도 간격을 가지고 대칭적으로 배치되고,
상기 중심 전극 연결부 및 상기 보조 전극 연결부는 상기 중심 전극의 중심에서 반경 방향으로 연장되어 상기 중심 전극 및 상기 보조 전극들을 연결하고,
서로 다른 반경을 가진 이웃한 보조 전극들 사이의 형성된 원호 형태의 보조 슬릿들 중에서 적어도 하나를 채우는 제1 도전 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축전 결합 플라즈마용 전극.In an electrode for capacitively coupled plasma,
A disk-shaped center electrode supplied with RF power;
At least one auxiliary electrode spaced apart from the center electrode and having a ring shape having the same central axis as the center electrode in a plane of arrangement of the center electrode; And
A center electrode connection portion connecting the center electrode and the auxiliary electrode in a plane in which the center electrode is arranged; Lt; / RTI >
Further comprising an auxiliary electrode connection part for connecting the auxiliary electrodes in the arrangement plane of the center electrode,
The frequency of the RF power is 50 MHz to 200 MHz,
The number of the auxiliary electrodes is four,
The width of the auxiliary electrodes is constant,
The electrode connection portions are arranged symmetrically with an interval of 90 degrees,
The auxiliary electrode connection portions are arranged symmetrically with an interval of 90 degrees,
Wherein the center electrode connection portion and the auxiliary electrode connection portion extend in a radial direction from a center of the center electrode to connect the center electrode and the auxiliary electrodes,
Further comprising a first conductive spacer filling at least one of the arc-shaped auxiliary slits formed between adjacent auxiliary electrodes having different radii. 축전 결합 플라즈마용 전극에 있어서,
RF 전력을 공급받은 디스크 형상의 중심 전극;
상기 중심 전극과 이격되고 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 동일한 중심축을 가지는 링 형상을 가지는 적어도 하나의 보조 전극; 및
상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 상기 보조 전극을 연결하는 중심 전극 연결부; 를 포함하고,
상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 보조 전극들을 연결하는 보조 전극 연결부를 더 포함하고,
상기 RF 전력의 주파수는 50 MHz 내지 200 MHz이고,
상기 보조 전극은 2개이고,
상기 보조 전극들의 폭은 일정하고,
상기 전극 연결부는 90도 간격을 가지고 대칭적으로 배치되고,
상기 보조 전극 연결부는 90도 간격을 가지고 대칭적으로 배치되고,
상기 중심 전극 연결부 및 상기 보조 전극 연결부는 상기 중심 전극의 중심에서 반경 방향으로 연장되어 상기 중심 전극 및 상기 보조 전극들을 연결하고,
서로 다른 반경을 가진 이웃한 보조 전극들 사이의 형성된 원호 형태의 보조 슬릿들 중에서 적어도 하나를 채우는 제1 도전 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축전 결합 플라즈마용 전극.In an electrode for capacitively coupled plasma,
A disk-shaped center electrode supplied with RF power;
At least one auxiliary electrode spaced apart from the center electrode and having a ring shape having the same central axis as the center electrode in a plane of arrangement of the center electrode; And
A center electrode connection portion connecting the center electrode and the auxiliary electrode in a plane in which the center electrode is arranged; Lt; / RTI >
Further comprising an auxiliary electrode connection part for connecting the auxiliary electrodes in the arrangement plane of the center electrode,
The frequency of the RF power is 50 MHz to 200 MHz,
The auxiliary electrode is two,
The width of the auxiliary electrodes is constant,
The electrode connection portions are arranged symmetrically with an interval of 90 degrees,
The auxiliary electrode connection portions are arranged symmetrically with an interval of 90 degrees,
Wherein the center electrode connection portion and the auxiliary electrode connection portion extend in a radial direction from a center of the center electrode to connect the center electrode and the auxiliary electrodes,
Further comprising a first conductive spacer filling at least one of the arc-shaped auxiliary slits formed between adjacent auxiliary electrodes having different radii. 삭제delete 제3 항에 있어서,
서로 이웃한 상기 중심 전극과 보조 전극 사이의 형성된 원호 형태의 전극 슬릿들 중에서 적어도 하나를 채우는 제2 도전 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축전 결합 플라즈마용 전극.The method of claim 3,
Further comprising a second conductive spacer filling at least one of the arc-shaped electrode slits formed between the adjacent center electrode and the auxiliary electrode. 축전 결합 플라즈마용 전극에 있어서,
RF 전력을 공급받은 디스크 형상의 중심 전극;
상기 중심 전극과 이격되고 상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 동일한 중심축을 가지는 링 형상을 가지는 적어도 하나의 보조 전극; 및
상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 중심 전극과 상기 보조 전극을 연결하는 중심 전극 연결부; 를 포함하고,
상기 중심 전극의 배치 평면에서 상기 보조 전극들을 연결하는 보조 전극 연결부를 더 포함하고,
상기 RF 전력의 주파수는 50 MHz 내지 200 MHz이고,
상기 보조 전극은 4개이고,
상기 보조 전극들의 폭은 일정하고,
상기 중심 전극 연결부는 상기 중심 전극의 중심에서 반경 방향으로 연장되고,
상기 보조 전극 연결부와 상기 중심 전극 연결부는 180도 격을 가지고 서로 좌우로 교번하여 이웃한 보조 전극들을 서로 연결하도록 배치되고,
서로 다른 반경을 가진 이웃한 보조 전극들 사이의 형성된 원호 형태의 보조 슬릿들 중에서 적어도 하나를 채우는 제1 도전 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축전 결합 플라즈마용 전극.In an electrode for capacitively coupled plasma,
A disk-shaped center electrode supplied with RF power;
At least one auxiliary electrode spaced apart from the center electrode and having a ring shape having the same central axis as the center electrode in a plane of arrangement of the center electrode; And
A center electrode connection portion connecting the center electrode and the auxiliary electrode in a plane in which the center electrode is arranged; Lt; / RTI >
Further comprising an auxiliary electrode connection part for connecting the auxiliary electrodes in the arrangement plane of the center electrode,
The frequency of the RF power is 50 MHz to 200 MHz,
The number of the auxiliary electrodes is four,
The width of the auxiliary electrodes is constant,
Wherein the center electrode connection portion extends radially from the center of the center electrode,
The auxiliary electrode connection part and the center electrode connection part are arranged to connect the adjacent auxiliary electrodes alternately to the left and the right,
Further comprising a first conductive spacer filling at least one of the arc-shaped auxiliary slits formed between adjacent auxiliary electrodes having different radii. 삭제delete 삭제delete
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