KR101874802B1 - 플라스마 소스 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 내부에 기판이 처리되는 처리 공간을 가지는 공정 챔버와; 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과; 상기 처리 공간으로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 상기 가스 공급 유닛에 의해 공급된 가스를 플라스마로 여기시키는 플라스마 소스;를 포함하되, 상기 공정 챔버는 상기 기판 지지 유닛의 상부에 제공되고 내부에 상기 가스가 플라스마로 여기되는 공간이 제공되는 방전실을 포함하고, 상기 플라스마 소스는, 상기 방전실의 측면을 둘레 방향을 따라 감싸는 제 1 코일 및 제 2 코일을 포함하는 안테나와; 상기 안테나에 전력을 인가하는 전원;을 포함하며, 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일은 서로 상하 방향으로 번갈아 배열되고, 상부에서 바라볼 때, 서로 동일한 방향으로 전류가 흐르도록 제공된다.

Description

플라스마 소스 및 이를 포함하는 기판 처리 장치{PLASMA SOURCE AND APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 플라스마를 이용하여 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조를 위해서는 웨이퍼와 같은 반도체 기판 상에 증착, 사진, 식각, 애싱, 세정, 연마 등 다양한 공정이 요구된다. 이들 중 증착, 식각, 그리고 애싱 공정과 같이 많은 공정은 챔버 내에서 플라스마 또는 가스를 이용하여 웨이퍼와 같은 반도체 기판을 처리한다.
기판을 처리하기 위해 플라스마를 생성하는 플라스마 소스 중 유도결합 방식의 플라스마 소스(ICP)의 경우, 안테나에 인가된 전력으로 인한 자기장의 세기가 강할수록 플라스마 생성 효율이 높아진다. 그러나, 자기장의 세기를 높이기 위해 안테나에 높은 전압을 인가하는 경우, 전기장의 세기가 강해져, 챔버 내측면의 플라스마가 생성되는 영역이 스퍼터(Sputter)에 의해 손상될 수 있다. 이는 공정에 영향을 주는 파티클(Particle)의 원인이 된다.
본 발명은 플라스마에 의한 챔버의 손상을 최소화할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 파티클 발생을 억제할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 플라스마의 발생 효율을 높일 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시 예에 의하면, 기판 처리 장치는, 내부에 기판이 처리되는 처리 공간을 가지는 공정 챔버와; 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과; 상기 처리 공간으로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 상기 가스 공급 유닛에 의해 공급된 가스를 플라스마로 여기시키는 플라스마 소스;를 포함하되, 상기 공정 챔버는 상기 기판 지지 유닛의 상부에 제공되고 내부에 상기 가스가 플라스마로 여기되는 공간이 제공되는 방전실을 포함하고, 상기 플라스마 소스는, 상기 방전실의 측면을 둘레 방향을 따라 감싸는 제 1 코일 및 제 2 코일을 포함하는 안테나와; 상기 안테나에 전력을 인가하는 전원;을 포함하며, 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일은 서로 상하 방향으로 번갈아 배열되고, 상부에서 바라볼 때, 서로 동일한 방향으로 전류가 흐른다.
상기 전원은 상기 제 1 코일의 일단 및 상기 제 2 코일의 일단에 전력을 인가한다.
상기 제 1 코일의 타단 및 상기 제 2 코일의 타단은 접지된다.
상기 플라스마 소스는 상기 제 1 코일의 상기 일단 및 상기 제 2 코일의 상기 일단에 연결되고 상기 전원으로부터 인가된 전력을 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일로 분배하는 연결부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 코일의 상기 타단과 상기 제 2 코일의 상기 타단에는 커패시터가 제공되고, 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일은 상기 커패시터를 통해 접지될 수 있다.
상기 제 1 코일의 상기 일단은 상기 제 1 코일의 상기 타단보다 높게 위치되고, 상기 제 2 코일의 상기 일단은 상기 제 2 코일의 상기 타단보다 높게 위치될 수 있다.
상기 제 1 코일의 상기 일단은 상기 제 1 코일의 상기 타단보다 낮게 위치되고, 상기 제 2 코일의 상기 일단은 상기 제 2 코일의 상기 타단보다 낮게 위치될 수 있다.
상기 제 1 코일의 상기 일단은 상기 제 1 코일의 상기 타단보다 높게 위치되고, 상기 제 2 코일의 상기 일단은 상기 제 2 코일의 상기 타단보다 낮게 위치될 수 있다.
상기 제 1 코일의 상기 일단은 상기 제 1 코일의 상기 타단보다 낮게 위치되고, 상기 제 2 코일의 상기 일단은 상기 제 2 코일의 상기 타단보다 높게 위치될 수 있다.
상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일은 복수개로 제공될 수 있다.
상기 기판 처리 장치는 상기 방전실과 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일의 사이에 제공되는 패러데이 쉴드(Faraday shield)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판이 처리되는 처리 공간에 공급된 가스를 플라스마로 여기시키는 플라스마 소스를 제공한다. 일 실시 예에 의하면, 플라스마 소스는, 내부에 상기 가스가 플라스마로 여기되는 공간이 제공되는 방전실의 측면을 둘레 방향을 따라 감싸는 제 1 코일 및 제 2 코일을 포함하는 안테나와; 상기 안테나에 전력을 인가하는 전원;을 포함하되, 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일은 서로 상하 방향으로 번갈아 배열되고, 상부에서 바라볼 때, 서로 동일한 방향으로 전류가 흐른다.
상기 전원은 상기 제 1 코일의 일단 및 상기 제 2 코일의 일단에 고주파 전력을 인가한다.
상기 제 1 코일의 타단 및 상기 제 2 코일의 타단은 접지된다.
상기 플라스마 소스는 상기 제 1 코일의 일단 및 상기 제 2 코일의 일단에 연결되고 상기 전원으로부터 인가된 전력을 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일로 분배하는 연결부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 코일의 상기 타단과 상기 제 2 코일의 상기 타단에는 커패시터가 제공되고, 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일은 상기 커패시터를 통해 접지될 수 있다.
상기 제 1 코일의 상기 일단은 상기 제 1 코일의 상기 타단보다 높게 위치되고, 상기 제 2 코일의 상기 일단은 상기 제 2 코일의 상기 타단보다 높게 위치될 수 있다.
상기 제 1 코일의 상기 일단은 상기 제 1 코일의 상기 타단보다 낮게 위치되고, 상기 제 2 코일의 상기 일단은 상기 제 2 코일의 상기 타단보다 낮게 위치될 수 있다.
상기 제 1 코일의 상기 일단은 상기 제 1 코일의 상기 타단보다 높게 위치되고, 상기 제 2 코일의 상기 일단은 상기 제 2 코일의 상기 타단보다 낮게 위치될 수 있다.
상기 제 1 코일의 상기 일단은 상기 제 1 코일의 상기 타단보다 낮게 위치되고, 상기 제 2 코일의 상기 일단은 상기 제 2 코일의 상기 타단보다 높게 위치될 수 있다.
또한, 본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시 예에 의하면, 기판 처리 장치는, 내부에 기판이 처리되는 처리 공간을 가지는 공정 챔버와; 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과; 상기 처리 공간으로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 상기 가스 공급 유닛에 의해 공급된 가스를 플라스마로 여기시키는 플라스마 소스;를 포함하되, 상기 공정 챔버는 상기 기판 지지 유닛의 상부에 제공되고 내부에 상기 가스가 플라스마로 여기되는 공간이 제공되는 방전실을 포함하고, 상기 플라스마 소스는, 상기 방전실의 측면을 둘레 방향을 따라 감싸는 제 1 코일; 및 제 2 코일;을 포함하는 안테나;와 상기 안테나에 전력을 인가하는 전원;을 포함하되, 상기 제 1 코일은 일단으로부터 타단으로 갈수록 상기 방전실의 측면을 감싸고, 상기 제 2 코일은 일단으로부터 타단으로 갈수록 상기 방전실을 측면을 감싸며, 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일은 상부에서 바라볼 때, 서로 동일한 방향으로 상기 방전실의 측면을 감싸고, 상기 전원의 전력은 상기 제 1 코일의 상기 일단 및 상기 제 2 코일의 상기 일단으로부터 인가된다.
상기 플라스마 소스는 상기 제 1 코일의 상기 일단 및 상기 제 2 코일의 상기 일단에 연결되고, 상기 전원의 전력을 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일로 분배하는 연결부;를 포함할 수 있다.
상기 제 1 코일의 상기 타단 및 상기 제 2 코일의 상기 타단은 접지된다.
상기 제 1 코일의 상기 타단과 상기 제 2 코일의 상기 타단에는 커패시터가 제공되고, 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일은 상기 커패시터를 통해 접지될 수 있다.
상기 제 1 코일의 상기 일단은 상기 제 1 코일의 상기 타단보다 높게 위치되고, 상기 제 2 코일의 상기 일단은 상기 제 2 코일의 상기 타단보다 높게 위치될 수 있다.
상기 제 1 코일의 상기 일단은 상기 제 1 코일의 상기 타단보다 낮게 위치되고, 상기 제 2 코일의 상기 일단은 상기 제 2 코일의 상기 타단보다 낮게 위치될 수 있다.
상기 제 1 코일의 상기 일단은 상기 제 1 코일의 상기 타단보다 높게 위치되고, 상기 제 2 코일의 상기 일단은 상기 제 2 코일의 상기 타단보다 낮게 위치될 수 있다.
상기 제 1 코일의 상기 일단은 상기 제 1 코일의 상기 타단보다 낮게 위치되고, 상기 제 2 코일의 상기 일단은 상기 제 2 코일의 상기 타단보다 높게 위치될 수 있다.
상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일은 복수개로 제공될 수 있고, 서로 상하 방향으로 번갈아 배열된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는 플라스마에 의한 챔버의 손상을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는 파티클 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는 플라스마의 발생 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 제 1 코일을 상부에서 바라본 평면도이다.
도 3은 도 1의 제 2 코일을 상부에서 바라본 평면도이다.
도 4는 도 2의 플라스마 소스를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5 내지 도 8은 다른 실시 예들에 따른 플라스마 소스를 나타낸 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
본 발명의 실시 예에서 기판(10)은 반도체 웨이퍼일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 기판(10)은 유리 기판 등과 같이 다른 종류의 기판일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서 기판 처리 장치는 플라스마를 이용하여 애싱, 증착 또는 식각 등의 공정을 수행하는 장치일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(1)에 관하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(1)를 나타낸 단면도이다. 도 1을 참고하면, 기판 처리 장치(1)는 공정 챔버(100), 기판 지지 유닛(200), 가스 공급 유닛(300), 플라스마 소스(400) 그리고 배플(500)을 가진다.
공정 챔버(100)는 내부에 기판이 처리되는 처리 공간을 가진다. 일 실시 예에 따르면, 공정 챔버(100)는 처리실(120)과 플라스마 발생실(140)을 가진다. 처리실(120)은 플라스마에 의해 기판(10)이 처리되는 공간을 제공한다. 플라스마 발생실(140)은 가스로부터 플라스마가 발생되는 공간을 제공한다.
처리실(120)은 내부에 상부가 개방된 공간을 가진다. 처리실(120)은 대체로 원통 형상으로 제공될 수 있다. 처리실(120)의 측벽에는 기판 유입구(미도시)가 형성된다. 기판(10)은 기판 유입구를 통하여 처리실(120) 내부로 출입힌다. 기판 유입구(미도시)는 도어(미도시)와 같은 개폐 부재에 의해 개폐될 수 있다. 처리실(120)의 바닥면에는 배기 홀(122)이 형성된다. 배기 홀(122)에는 배기 라인(124)이 연결된다. 배기 라인(124)에는 펌프(126)가 설치된다. 펌프(126)는 처리실(120) 내 압력을 공정 압력으로 조절한다. 처리실(120) 내 잔류 가스 및 반응 부산물은 배기 라인(124)을 통해 처리실(120) 외부로 배출된다.
플라스마 발생실(140)은 방전실(142)과 확산실(144)을 가진다. 플라스마 발생실(140)은 처리실(120)의 외부에 위치한다. 일 예에 의하면, 플라스마 발생실(140)은 처리실(120)의 상부에 위치되며 처리실(120)에 결합된다. 따라서, 방전실(142)과 확산실(144)은 기판 지지 유닛(200)의 상부에 제공될 수 있다. 방전실(142)과 확산실(144)은 상하 방향으로 순차적으로 제공된다. 방전실(142)은 중공의 원통 형상을 가진다. 상부에서 바라볼 때 방전실(142) 내 공간은 처리실(120) 내 공간 보다 좁게 제공된다. 방전실(142) 내의 공간에서 가스 공급 유닛(300)에 의해 공급된 가스로부터 플라스마가 발생된다. 확산실(144) 내 공간은 아래로 갈수록 점진적으로 넓어지는 부분을 가진다. 확산실(144)의 하단은 처리실(120)의 상단과 결합되며, 이들 사이에는 외부와의 밀폐를 위해 실링 부재(미도시)가 제공된다.
공정 챔버(100)는 도전성 재질로 제공된다. 공정 챔버(100)는 접지라인(123)을 통해 접지될 수 있다.
기판 지지 유닛(200)은 공정 챔버(100)의 처리 공간 내에서 기판(10)을 지지한다. 일 실시 예에 따르면, 기판 지지 유닛(200)은 지지판(220)과 지지축(240)을 가진다.
지지판(220)은 처리실(120)내에 위치되며 원판 형상으로 제공된다. 지지판(220)은 지지축(240)에 의해 지지된다. 기판(10)은 지지판(220)의 상면에 놓인다. 지지판(220)의 내부에는 전극(미도시)이 제공되고, 기판(10)은 정전기력 또는 기구적 클램프에 의해 지지판(220)에 지지될 수 있다.
가스 공급 유닛(300)은 배플(500)의 상부로부터 공정 챔버(100)의 처리 공간으로 가스를 공급한다. 일 실시 예에 따르면, 가스 공급 유닛(300)은 방전실(142)의 상부로부터 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(300)은 하나 또는 복수개가 제공될 수 있다. 가스 공급 유닛(300)은 가스 공급라인(320), 가스 저장부(340) 그리고 가스 포트(360)를 가진다.
가스 공급라인(320)은 가스 포트(360)에 연결된다. 가스 포트(360)는 방전실(142)의 상부에 결합된다. 가스 포트(360)를 통해 공급된 가스는 방전실(142)로 유입되고, 방전실(142)에서 플라스마로 여기된다.
플라스마 소스(400)는 방전실(142)에서 가스 공급 유닛(300)에 의해 공급된 가스로부터 플라스마를 발생시킨다. 플라스마 소스(400)는 유도 결합형 플라스마(ICP: Inductively coupled Plasma) 소스이다. 플라스마 소스(400)는 안테나(420), 전원(440) 및 연결부(460)를 가진다.
안테나(420)는 제 1 코일(421) 및 제 2 코일(422)을 포함한다.
제 1 코일(421) 및 제 2 코일(422)은 방전실(142)의 측면을 둘레 방향을 따라 감싼다. 제 1 코일(421) 및 제 2 코일(422)은 서로 상하 방향으로 번갈아 배열된다. 도 2는 도 1의 제 1 코일(421)을 상부에서 바라본 평면도이다. 도 3은 도 1의 제 2 코일(422)을 상부에서 바라본 평면도이다. 도 2 및 도 3을 참고하면, 제 1 코일(421) 및 제 2 코일(422)은 상부에서 바라볼 때, 서로 동일한 방향으로 전류가 흐르도록 제공된다. 제 1 코일(421) 및 제 2 코일(422)은 복수개로 제공될 수 있다.
전원(440)은 안테나(420)에 전력을 인가한다. 일 예에 의하면 전원(440)은 안테나(420)에 고주파 전력을 인가할 수 있다. 도 4는 도 2의 플라스마 소스(400)를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 4를 참고하면, 예를 들면, 전원(440)은 제 1 코일(421)의 일단(421a) 및 제 2 코일(422)의 일단(422a)에 고주파 전력을 인가한다. 제 1 코일(421)의 타단(421b) 및 제 2 코일(422)의 타단(422b)은 접지된다.
연결부(460)는 제 1 코일(421)의 일단(421a) 및 제 2 코일(422)의 일단(422a)에 연결된다. 연결부(460)는 전원(440)으로부터 인가된 전력을 제 1 코일(421) 및 제 2 코일(422)로 분배한다. 연결부(460)는 제 1 코일(421) 및 제 2 코일(422)을 흐르는 전류가 상부에서 바라볼 때 서로 동일한 방향으로 흐르도록 전력을 인가한다. 예를 들면, 제 1 코일(421)은 연결부(460)와 연결된 일단(421a)으로부터 접지된 타단(421b)으로 갈수록 방전실(142)의 측면을 감싼다. 제 2 코일(422)은 연결부(460)와 연결된 일단(422a)으로부터 접지된 타단(422b)으로 갈수록 방전실(142)의 측면을 감싼다. 제 1 코일(421) 및 제 2 코일(422)은 상부에서 바라볼 때, 서로 동일한 방향으로 방전실(142)의 측면을 감싼다. 제 1 코일(421) 및 제 2 코일(422)은 상부에서 바라볼 때, 시계 반대 방향으로 방전실(142)의 측면을 감싸도록 제공될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제 1 코일(421)의 일단(421a)은 제 1 코일(421)의 타단(421b)보다 높게 위치되고, 제 2 코일(422)의 일단(422a)은 제 2 코일(422)의 타단(422b)보다 높게 위치될 수 있다.
이와 달리, 선택적으로, 플라스마 소스(400)는 상부에서 바라볼 때, 제 1 코일(421) 및 제 2 코일(422)에 서로 동일한 방향으로 전류가 흐르도록 하는 다양한 구조로 제공될 수 있다.
도 5 내지 도 8은 다른 실시 예들에 따른 플라스마 소스(400a, 400b, 400c, 400d)를 나타낸 사시도이다.
도 5를 참고하면, 예를 들면, 제 1 코일(421)의 일단(421a)은 제 1 코일(421)의 타단(421b)보다 낮게 위치되고, 제 2 코일(422)의 일단(422a)은 제 2 코일(422)의 타단(422b)보다 낮게 위치될 수 있다. 그 외의 플라스마 소스(400a)의 구성, 형상 및 구조는 도 4의 플라스마 소스(400)와 유사하다.
도 6을 참고하면, 예를 들면, 제 1 코일(421)의 일단(421a)은 제 1 코일(421)의 타단(421b)보다 높게 위치되고, 제 2 코일(422)의 일단(422a)은 제 2 코일(422)의 타단(422b)보다 낮게 위치될 수 있다. 그 외의 플라스마 소스(400b)의 구성, 형상 및 구조는 도 4의 플라스마 소스(400)와 유사하다.
도 7을 참고하면, 예를 들면, 제 1 코일(421)의 일단(421a)은 제 1 코일(421)의 타단(421b)보다 낮게 위치되고, 제 2 코일(422)의 일단(422a)은 제 2 코일(422)의 타단(422b)보다 높게 위치될 수 있다. 그 외의 플라스마 소스(400c)의 구성, 형상 및 구조는 도 4의 플라스마 소스(400)와 유사하다.
도 8을 참고하면, 도 4 내지 도 7과는 달리, 연결부(460)는 제공되지 않고, 전원(440)은 제 1 코일(421) 및 제 2 코일(422)에 각각 별개로 제공될 수 있다. 또한, 제 1 코일(421) 및 제 2 코일(422)은 시계 방향으로 방전실(142)의 측면을 감싸도록 제공될 수 있다. 그 외의 플라스마 소스(400d)의 구성, 형상 및 구조는 도 4의 플라스마 소스(400)와 유사하다.
도 4 내지 도 8과 달리, 제 1 코일(421) 및 제 2 코일(422)은 상부에서 바라볼 때, 서로 반대 방향으로 방전실(142)의 측면을 감싸도록 제공될 수 있다. 이 경우, 이 경우, 상부에서 바라볼 때, 제 1 코일(421) 및 제 2 코일(422)에 흐르는 전류의 방향을 서로 동일하게 하기 위해, 제 1 코일(421)의 일단(421a)에는 전력이 인가되고, 타단(421b)은 접지되고, 제 2 코일(422)의 일단(422a)은 접지되고, 타단(422b)에는 전력이 인가될 수 있다. 이 경우, 그 외의 플라스마 소스의 구성, 형상 및 구조는 도 4의 플라스마 소스(400)와 유사하다.
본 발명의 플라스마 소스는 선택적으로, 도 4 내지 도 8에 도시된 실시 예 외에 상부에서 바라볼 때, 제 1 코일(421) 및 제 2 코일(422)에 서로 동일한 방향으로 전류가 흐르도록 하는 다양한 구조로 제공될 수 있다.
도 4 내지 도 8과 같이, 제 1 코일(421) 및 제 2 코일(422)의 일단(421a, 422a)에 전원이 연결되고, 타단(421b, 422b)이 접지된 경우, 일 실시 예에 따르면, 제 1 코일(421)의 타단(421b) 및 제 2 코일(422)의 타단(422b)에는 커패시터(480)가 제공될 수 있다. 커패시터(480)가 제공된 경우, 제 1 코일(421) 및 제 2 코일(422)은 커패시터(480)를 통해 접지된다. 제 1 코일(421) 및 제 2 코일(422)에 제공된 커패시터(480)는 고주파 전력의 밸런스에 기여한다.
상술한 바와 같이, 제 1 코일(421) 민 제 2 코일(422)은 전원(440)에 서로 병렬로 연결되므로, 안테나가 단일의 코일로 제공된 경우에 비해, 안테나(420)에 동일한 전력이 인가된 경우, 제 1 코일(421) 및 제 2 코일(422)에 인가된 전력의 전압은 낮게 제공되고, 제 1 코일(421) 및 제 2 코일(422)에 인가된 전력의 전류는 높게 제공된다. 또한, 상부에서 바라볼 때, 서로 동일한 방향으로 전류가 흐르도록 제공됨으로써, 제 1 코일(421)에 인가된 전력에 의한 자기장 및 제 2 코일(422)에 인가된 전력에 의한 자기장은 서로 상쇄되지 않는다. 따라서, 안테나가 단일의 코일로 제공되는 경우에 비해, 같은 전력으로, 전압이 낮게 인가되므로, 안테나(420)에 인가된 전력에 의한 전기장의 세기는 낮아지므로, 전기장의 영향을 받은 플라스마에 의해 방전실(142)의 내측면이 손상되는 것이 방지되고, 따라서, 방전실(142) 내측면의 손상으로 인한 파티클(Particle)의 발생 또한 최소화 할 수 있다. 또한, 안테나가 단일의 코일로 제공되는 경우에 비해, 같은 전력으로, 전류가 높게 인가되므로, 안테나(420)에 인가된 전력에 의한 자기장의 세기는 높아지므로, 플라스마의 발생 효율이 높아져 기판의 처리 효율은 높아지게 된다.
다시 도 1을 참조하면, 배플(500)은 기판 지지 유닛(200)의 상부에 위치한다. 예를 들면, 배플(500)은 확산실(144)의 하단에 제공된다. 플라스마는 분사 홀(530)들을 통해 확산실(144)에서 처리실(120)내로 공급된다. 배플(500)은 확산실(144) 하단의 내측 직경보다 큰 직경으로 제공된다. 배플(500)은 접지된다. 일 예에 의하면, 배플(500)은 챔버(100)에 접촉되도록 제공되어, 챔버(100)를 통해 접지될 수 있다. 선택적으로, 배플(500)은 별도의 접지 라인에 직접 연결될 수 있다. 배플(500)은 원판형으로 제공될 수 있다.
배플(500)에는 그 상단부터 하단까지 연장되는 복수개의 분사 홀(530)이 형성된다. 분사 홀(530)들은 배플(500)의 각 영역에 대체로 동일한 밀도로, 그리고 동일한 직경으로 형성될 수 있다. 선택적으로 분사 홀(530)들은 배플(500)의 영역에 따라 상이한 직경으로 형성될 수 있다.
기판 처리 장치(1)는 패러데이 쉴드(Faraday shield, 600)를 더 포함할 수 있다. 패러데이 쉴드(600)는 안테나(420)에 인가된 전력에 의해 방전실(142) 내에 인가되는 전기장 중 일부를 차폐한다. 패러데이 쉴드(600)는 방전실(142)과 제 1 코일(421) 및 제 2 코일(422)의 사이에 방전실(142)의 측면을 감싸도록 제공된다. 패러데이 쉴드(600)는 상하 방향의 길이가 제 1 코일(421) 및 제 2 코일(422)의 방전실(142)의 측면을 감싸는 영역 중 상단으로부터 하단에 대향되는 길이로 제공된다. 패러데이 쉴드(600)는 챔버(100)를 통해 접지될 수 있다. 선택적으로, 패러데이 쉴드(600)는 별도의 접지 라인에 직접 연결될 수 있다. 패러데이 쉴드(600)는 전기장을 차폐하기 위해 금속 재질로 제공된다. 예를 들면, 패러데이 쉴드(600)는 구리(Cu) 재질로 제공될 수 있다.
1: 기판 처리 장치 10: 기판
100: 공정 챔버 142: 방전실
200: 기판 지지 유닛 300: 가스 공급 유닛
400: 플라스마 소스 420: 안테나
421: 제 1 코일 422: 제 2 코일
440: 전원 460: 연결부
500: 배플 600: 패러데이 쉴드

Claims (29)

  1. 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 있어서,
    내부에 기판이 처리되는 처리 공간을 가지는 공정 챔버와;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 처리 공간으로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
    상기 가스 공급 유닛에 의해 공급된 가스를 플라스마로 여기시키는 플라스마 소스;를 포함하되,
    상기 공정 챔버는 상기 기판 지지 유닛의 상부에 제공되고 내부에 상기 가스가 플라스마로 여기되는 공간이 제공되는 방전실을 포함하고,
    상기 플라스마 소스는,
    상기 방전실의 측면을 둘레 방향을 따라 감싸고 일단이 각각 접지와 연결되는 제 1 코일 및 제 2 코일을 포함하는 안테나와;
    상기 제1 코일과 상기 제2 코일이 병렬이 되도록 상기 제1코일의 타단과 상기 제2코일의 타단에 연결되어 상기 안테나에 전력을 인가하는 전원;을 포함하며,
    상기 제1코일은 상기 제2코일의 위쪽에 위치되되, 상기 제1코일의 타단은 상기 제1코일의 일단보다 높게 위치되고, 상기 제2코일의 타단은 상기 제2코일의 일단보다 낮게 위치되고, 상기 제1 코일과 상기 제2코일은 상부에서 바라볼 때, 서로 동일한 방향으로 전류가 흐르는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라스마 소스는 상기 제 1 코일의 상기 타단 및 상기 제 2 코일의 상기 타단에 연결되고 상기 전원으로부터 인가된 전력을 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일로 분배하는 연결부;를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 코일의 상기 일단과 상기 제 2 코일의 상기 일단에는 커패시터가 제공되고,
    상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일은 상기 커패시터를 통해 접지되는 기판 처리 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 있어서,
    내부에 기판이 처리되는 처리 공간을 가지는 공정 챔버와;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 처리 공간으로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
    상기 가스 공급 유닛에 의해 공급된 가스를 플라스마로 여기시키는 플라스마 소스;를 포함하되,
    상기 공정 챔버는 상기 기판 지지 유닛의 상부에 제공되고 내부에 상기 가스가 플라스마로 여기되는 공간이 제공되는 방전실을 포함하고,
    상기 플라스마 소스는,
    상기 방전실의 측면을 둘레 방향을 따라 감싸고 일단이 각각 접지와 연결되는 제 1 코일 및 제 2 코일을 포함하는 안테나와;
    상기 제1 코일과 상기 제2 코일이 병렬이 되도록 상기 제1코일의 타단과 상기 제2코일의 타단에 연결되어 상기 안테나에 전력을 인가하는 전원;을 포함하며,
    상기 제1코일은 상기 제2코일의 위쪽에 위치되되, 상기 제1코일의 타단은 상기 제1코일의 일단보다 낮게 위치되고, 상기 제2코일의 타단은 상기 제2코일의 일단보다 높게 위치되고, 상기 제1 코일과 상기 제2코일은 상부에서 바라볼 때, 서로 동일한 방향으로 전류가 흐르는 기판 처리 장치.
  10. 삭제
  11. 제 1 항, 제 4 항, 제 5 항 및 제 9 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는 상기 방전실과 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일의 사이에 제공되는 패러데이 쉴드(Faraday shield)를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  12. 기판이 처리되는 처리 공간에 공급된 가스를 플라스마로 여기시키는 플라스마 소스에 있어서,
    내부에 상기 가스가 플라스마로 여기되는 공간이 제공되는 방전실의 측면을 둘레 방향을 따라 감싸고 일단이 각각 접지와 연결되는 제 1 코일 및 제 2 코일을 포함하는 안테나와;
    상기 제1 코일과 상기 제2 코일이 병렬이 되도록 상기 제1코일의 타단과 상기 제2코일의 타단에 연결되어 상기 안테나에 전력을 인가하는 전원;을 포함하되,
    상기 제1코일은 상기 제2코일의 위쪽에 위치되되, 상기 제1코일의 타단은 상기 제1코일의 일단보다 높게 위치되고, 상기 제2코일의 타단은 상기 제2코일의 일단보다 낮게 위치되고, 상기 제1 코일과 상기 제2코일은, 상부에서 바라볼 때, 서로 동일한 방향으로 전류가 흐르는 플라스마 소스.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 플라스마 소스는 상기 제 1 코일의 타단 및 상기 제 2 코일의 타단에 연결되고 상기 전원으로부터 인가된 전력을 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일로 분배하는 연결부;를 더 포함하는 플라스마 소스.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 코일의 상기 일단과 상기 제 2 코일의 상기 일단에는 커패시터가 제공되고,
    상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일은 상기 커패시터를 통해 접지되는 플라스마 소스.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 기판이 처리되는 처리 공간에 공급된 가스를 플라스마로 여기시키는 플라스마 소스에 있어서,
    내부에 상기 가스가 플라스마로 여기되는 공간이 제공되는 방전실의 측면을 둘레 방향을 따라 감싸고 일단이 각각 접지와 연결되는 제 1 코일 및 제 2 코일을 포함하는 안테나와;
    상기 제1 코일과 상기 제2 코일이 병렬이 되도록 상기 제1코일의 타단과 상기 제2코일의 타단에 연결되어 상기 안테나에 전력을 인가하는 전원;을 포함하되,
    상기 제1코일은 상기 제2코일의 위쪽에 위치되되, 상기 제1코일의 타단은 상기 제1코일의 일단보다 낮게 위치되고, 상기 제2코일의 타단은 상기 제2코일의 일단보다 높게 위치되고, 상기 제1 코일과 상기 제2코일은, 상부에서 바라볼 때, 서로 동일한 방향으로 전류가 흐르는 플라스마 소스.
  21. 내부에 기판이 처리되는 처리 공간을 가지는 공정 챔버와;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 처리 공간으로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
    상기 가스 공급 유닛에 의해 공급된 가스를 플라스마로 여기시키는 플라스마 소스;를 포함하되,
    상기 공정 챔버는 상기 기판 지지 유닛의 상부에 제공되고 내부에 상기 가스가 플라스마로 여기되는 공간이 제공되는 방전실을 포함하고,
    상기 플라스마 소스는,
    상기 방전실의 측면을 둘레 방향을 따라 감싸는 제 1 코일; 및 제 2 코일;을 포함하는 안테나;와
    상기 안테나에 전력을 인가하는 전원;을 포함하되,
    상기 제 1 코일은 일단으로부터 타단으로 갈수록 상기 방전실의 측면을 감싸되, 상기 제1코일의 일단은 상기 제1코일의 타단보다 낮게 위치되고,
    상기 제 2 코일은 일단으로부터 타단으로 갈수록 상기 방전실을 측면을 감싸되 상기 제2코일의 일단은 상기 제2코일의 타단보다 높게 위치되고, 상기 제1코일의 아래쪽에 위치되며,
    상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일은 상부에서 바라볼 때, 서로 동일한 방향으로 상기 방전실의 측면을 감싸고,
    상기 제1코일의 타단과 상기 제2코일의 타단은 각각 접지와 연결되고,
    상기 전원은 상기 제1코일과 상기 제2코일이 병렬이 되도록 상기 제1 코일의 일단과 상기 제2 코일의 일단에 연결되는 기판 처리 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 플라스마 소스는 상기 제 1 코일의 상기 일단 및 상기 제 2 코일의 상기 일단에 연결되고, 상기 전원의 전력을 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일로 분배하는 연결부;를 포함하는 기판 처리 장치.
  23. 삭제
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 코일의 상기 타단과 상기 제 2 코일의 상기 타단에는 커패시터가 제공되고,
    상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일은 상기 커패시터를 통해 접지되는 기판 처리 장치.
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 내부에 기판이 처리되는 처리 공간을 가지는 공정 챔버와;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 처리 공간으로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
    상기 가스 공급 유닛에 의해 공급된 가스를 플라스마로 여기시키는 플라스마 소스;를 포함하되,
    상기 공정 챔버는 상기 기판 지지 유닛의 상부에 제공되고 내부에 상기 가스가 플라스마로 여기되는 공간이 제공되는 방전실을 포함하고,
    상기 플라스마 소스는,
    상기 방전실의 측면을 둘레 방향을 따라 감싸는 제 1 코일; 및 제 2 코일;을 포함하는 안테나;와
    상기 안테나에 전력을 인가하는 전원;을 포함하되,
    상기 제 1 코일은 일단으로부터 타단으로 갈수록 상기 방전실의 측면을 감싸되, 상기 제1코일의 일단은 상기 제1코일의 타단보다 높게 위치되고,
    상기 제 2 코일은 일단으로부터 타단으로 갈수록 상기 방전실을 측면을 감싸되 상기 제2코일의 일단은 상기 제2코일의 타단보다 낮게 위치되고, 상기 제1코일의 아래쪽에 위치되며,
    상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일은 상부에서 바라볼 때, 서로 동일한 방향으로 상기 방전실의 측면을 감싸고,
    상기 제1코일의 타단과 상기 제2코일의 타단은 각각 접지와 연결되고,
    상기 전원은 상기 제1코일과 상기 제2코일이 병렬이 되도록 상기 제1 코일의 일단과 상기 제2 코일의 일단에 연결되는 기판 처리 장치.
  29. 삭제
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