KR102316591B1 - Antenna for inductively coupled plasma generation apparatus and method of control thereof and inductively coupled plasma generation apparatus comprising the same - Google Patents

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Abstract

대형의 피가공물의 가공에 적합하도록 균일한 플라즈마의 형성을 위한 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나는 적어도 하나 이상의 원호 형상의 코일편을 포함하며, 여기에서 코일편이 수직부 및 안테나를 중심으로 중심부에서 외곽부로 갈수록 수직부에 수직하는 수평면에 대해 넓은 표면적을 갖도록 수직부에 대해 경사진 경사부를 포함한다.An antenna for an inductively coupled plasma generator for forming a uniform plasma suitable for processing of a large workpiece includes at least one arc-shaped coil piece, wherein the coil piece moves from the center to the vertical portion and the antenna. It includes an inclined portion inclined with respect to the vertical portion so as to have a large surface area with respect to the horizontal plane perpendicular to the vertical portion toward the outer portion.

Description

유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나 및 그의 제어방법과 그를 포함하는 유도결합 플라즈마 발생장치{ANTENNA FOR INDUCTIVELY COUPLED PLASMA GENERATION APPARATUS AND METHOD OF CONTROL THEREOF AND INDUCTIVELY COUPLED PLASMA GENERATION APPARATUS COMPRISING THE SAME}Antenna for an inductively coupled plasma generator, a control method therefor, and an inductively coupled plasma generator comprising the same

본 발명은 유도결합 플라즈마 발생장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 대형 피가공물의 가공에 적합한 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나 및 그의 제어방법과 그를 포함하는 유도결합 플라즈마 발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to an inductively coupled plasma generator, and more particularly, to an antenna for an inductively coupled plasma generator suitable for processing a large workpiece, a method for controlling the same, and an inductively coupled plasma generator including the same.

플라즈마는 고체, 액체, 기체 이외의 물질의 제4의 상태를 의미하며, 양이온과 전자 및 유리 라디칼, 원자 및 분자들을 포함하는 고도로 이온화된 가스로서, 반응가스에 높은 열을 가하거나 또는 전자기장을 인가하는 것에 의해 발생되며, 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있고, 대표적으로는 반도체 제조 공정, 예를 들면, 식각(etching), 증착(deposition), 세정(cleaning), 애싱(ashing) 등에 주로 사용된다.Plasma refers to the fourth state of matter other than solid, liquid, and gas, and is a highly ionized gas containing positive ions, electrons and free radicals, atoms and molecules. It is generated by doing and is widely used in various industrial fields, and is typically used in semiconductor manufacturing processes, for example, etching, deposition, cleaning, ashing, and the like.

플라즈마 발생장치로는 크게 축전 용량성 플라즈마 발생원(capacitively coupled plasma source)과 유도결합형 플라즈마 발생원(inductively coupled plasma source) 및 플라즈마 웨이브(plasma wave)를 이용한 헬리콘(Helicon)과 마이크로웨이브 플라즈마 원(microwave plasma source) 등이 제안되어 있다. 그 중에서, 낮은 운전 압력에서 고밀도의 플라즈마를 형성할 수 있는 유도결합형 플라즈마 발생원이 널리 사용되고 있다.Plasma generators are largely capacitively coupled plasma sources, inductively coupled plasma sources, and helicons and microwaves using plasma waves. plasma source) has been proposed. Among them, an inductively coupled plasma generator capable of forming a high-density plasma at a low operating pressure is widely used.

유도결합형 플라즈마 발생장치는 플라즈마가 생성되는 챔버를 포함하며, 챔버에는 챔버 내로 반응가스를 공급하는 가스주입구 및 챔버 내부를 진공으로 유지하고 반응이 종결되면 반응가스를 배출하기 위한 진공펌프가 연결된다. 또한, 챔버 내의 반응가스를 플라즈마화 시키기 위하여는 주로 챔버 상부에 안테나가 설치되고, 안테나에 플라즈마 소스(plasma source)로서 무선주파수 전력원(RF source: Radio Frequency source)가 연결되고, 안테나에 임피던스 정합된 무선주파수 전력원으로부터 전력이 부가되면 안테나에 무선주파수 파워, 즉 무선주파수 전위와 전류가 인가되고, 인가된 무선주파수 전위에 의해 챔버 내부공간에 전자기장을 형성하고 이 전자기장에 의해서 유도 전자기장이 형성되게 된다. 이때, 챔버 내부의 반응가스는 인가된 유도 전자기장으로부터 이온화에 필요한 충분한 에너지를 얻고 플라즈마를 형성한다. 형성된 플라즈마는 음의 직류 바이어스 전압을 인가하는 다른 무선주파수 전력원에 의해 유도되어 소정의 공정을 수행할 수 있게 된다.The inductively coupled plasma generator includes a chamber in which plasma is generated, and a gas inlet for supplying a reaction gas into the chamber and a vacuum pump for discharging the reaction gas when the reaction is completed while maintaining a vacuum inside the chamber are connected. . In addition, in order to transform the reaction gas in the chamber into plasma, an antenna is mainly installed on the upper part of the chamber, a radio frequency power source (RF source) is connected to the antenna as a plasma source, and impedance matching is performed with the antenna. When power is added from a radio frequency power source, radio frequency power, that is, a radio frequency potential and current, is applied to the antenna, and an electromagnetic field is formed in the chamber interior space by the applied radio frequency potential, and an induced electromagnetic field is formed by this electromagnetic field. do. At this time, the reaction gas inside the chamber obtains sufficient energy for ionization from the applied induced electromagnetic field and forms plasma. The formed plasma is induced by another RF power source that applies a negative DC bias voltage to perform a predetermined process.

이러한 유도결합형 플라즈마 발생장치 혹은 플라즈마 발생원은 낮은 운전 압력에서 고밀도의 플라즈마를 형성할 수 있다는 장점이 있다. 특히, 반도체 제조 공정에서 사용되는 플라즈마 발생장치의 경우, 유도결합형 플라즈마 발생장치가 용량성 플라즈마 발생장치에 비하여 식각 공정 등의 진행 시 직진성에 유리하며, 또한 공정 대비 높은 식각비를 확보할 수 있다는 장점이 있다. Such an inductively coupled plasma generator or plasma generator has an advantage in that it can form high-density plasma at a low operating pressure. In particular, in the case of a plasma generator used in a semiconductor manufacturing process, an inductively coupled plasma generator has advantages in straightness when performing an etching process, etc., compared to a capacitive plasma generator, and it is also possible to secure a high etching ratio compared to the process. There are advantages.

한편, 플라즈마 발생장치에 널리 사용되어온 종래의 평면 나선형 안테나(planar spiral antenna) 또는 코일형 안테나는 안테나를 기준으로 전자기파가 중심부에 크게 형성되고, 따라서 발생되는 유도결합형 플라즈마의 밀도 분포는 공간 내에서 균일하지 못하며, 중심부에서는 밀도는 높고, 외곽부, 즉 반응기의 가장자리로 가면서 감소하는 형태를 갖게 된다. 이는 주로 코일 형상의 안테나 자체의 저항으로 인하여 중심부에서 외곽부로 갈수록 플라즈마 밀도가 저하되는 것이 원인이 되며, 추가로 동일 장비에서도 공정 조건의 차이점과 노후화 등에 따라 플라즈마 밀도의 차이가 심화되는 경향이 있다.On the other hand, in the conventional planar spiral antenna or coil type antenna that has been widely used in plasma generating devices, electromagnetic waves are largely formed in the center with respect to the antenna, and thus the density distribution of the generated inductively coupled plasma is limited in space. It is not uniform, and the density is high in the center, and decreases toward the outer part, that is, the edge of the reactor. This is mainly caused by the decrease in plasma density from the center to the outer part due to the resistance of the coil-shaped antenna itself, and in addition, the difference in plasma density tends to deepen due to differences in process conditions and aging even in the same equipment.

그에 따라, 대면적 기판에 대한 공정 등과 같은 대량생산, 대량처리를 위한 공정을 효과적으로 수행하기 위해서는 넓은 공간에 걸쳐 균일한 분포를 갖는 플라즈마의 형성이 요구되나, 종래의 평면 나선형 안테나는 이러한 조건을 충족시키지 못한다는 단점을 갖고 있다. 특히, 중심부와 외곽부의 식각비 및 균일도의 차이를 발생시켜 공정 수율에 악영향을 끼칠 수 있다.Accordingly, in order to effectively perform a process for mass production and mass processing, such as a process for a large-area substrate, formation of a plasma having a uniform distribution over a wide space is required, but the conventional planar spiral antenna satisfies these conditions. It has the disadvantage of not being able to do it. In particular, a difference in the etch rate and uniformity of the center and the outer portion may occur, which may adversely affect the process yield.

대한민국 공개특허공보 공개번호 제1999-0080959호Korean Patent Laid-Open Publication No. 1999-0080959 대한민국 공개특허공보 공개번호 제2004-0062846호Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-0062846

본 발명의 실시예는 플라즈마의 균일한 형성을 위한 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나를 제공한다.An embodiment of the present invention provides an antenna for an inductively coupled plasma generator for uniform plasma formation.

본 발명의 실시예는 플라즈마의 균일한 형성을 위한 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나의 제어방법을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a method for controlling an antenna for an inductively coupled plasma generator for uniform plasma formation.

본 발명의 실시예는 플라즈마의 균일한 형성을 위한 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나를 포함하는 유도결합 플라즈마 발생장치를 제공한다. An embodiment of the present invention provides an inductively coupled plasma generator including an antenna for an inductively coupled plasma generator for uniform formation of plasma.

본 발명의 실시예에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나는, 적어도 하나 이상의 원호 형상의 코일편을 포함하며, 여기에서 코일편이 수직부 및 안테나를 중심으로 중심부에서 외곽부로 갈수록 수직부에 수직하는 수평면에 대해 넓은 표면적을 갖도록 수직부에 대해 경사진 경사부를 포함할 수 있다. The antenna for an inductively coupled plasma generator according to an embodiment of the present invention includes at least one arc-shaped coil piece, wherein the coil piece is perpendicular to the vertical portion from the center to the outer portion around the vertical portion and the antenna. It may include an inclined portion inclined with respect to the vertical portion so as to have a large surface area with respect to the horizontal plane.

경사부는 수직부에 대해 0.1 내지 90°, 바람직하게는 10 내지 80°, 보다 바람직하게는 30 내지 60°의 범위 이내의 경사각을 가질 수 있다.The inclination portion may have an inclination angle within the range of 0.1 to 90°, preferably 10 to 80°, and more preferably 30 to 60° relative to the vertical.

본 발명의 실시예에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나의 제어방법은, 적어도 둘 이상의 원호 형상의 코일편을 포함하며, 여기에서 각 코일편이 수직부, 안테나를 중심으로 중심부에서 외곽부로 갈수록 수직부에 수직하는 수평면에 대해 넓은 표면적을 갖도록 수직부에 대해 경사진 경사부 및 코일편에 전기적으로 연결되는 가변커패시터를 포함하는 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나에 무선주파수 전력원을 인가하되, 각 코일편들 중 안테나를 중심으로 중심부에 비해 외곽부로 멀리 위치하는 코일편에 더 높은 무선주파수 전력이 인가되도록 가변커패시터를 제어하는 전력제어단계를 포함할 수 있다.The method for controlling an antenna for an inductively coupled plasma generator according to an embodiment of the present invention includes at least two or more arc-shaped coil pieces, wherein each coil piece is vertical in a vertical portion, and is vertical from the center to the outer portion around the antenna. A radio frequency power source is applied to an antenna for an inductively coupled plasma generator including a variable capacitor electrically connected to an inclined portion inclined to the vertical portion and a coil piece to have a large surface area with respect to a horizontal plane perpendicular to the portion, but each Among the coil pieces, it may include a power control step of controlling the variable capacitor so that higher radio frequency power is applied to the coil pieces located farther to the outer part than the center part around the antenna.

본 발명의 실시예에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나의 제어방법은, 적어도 둘 이상의 원호 형상의 코일편을 포함하며, 여기에서 각 코일편이 수직부, 안테나를 중심으로 중심부에서 외곽부로 갈수록 수직부에 수직하는 수평면에 대해 넓은 표면적을 갖도록 수직부에 대해 경사진 경사부, 코일편에 전기적으로 연결되는 가변커패시터 및 코일편에 전기적으로 연결되는 전압전류센서를 포함하는 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나에 무선주파수 전력원을 인가하되, 전압전류센서에 의해 해당 전압전류센서가 연결된 코일편의 전압 또는 전류 또는 전압과 전류를 측정하는 단계 및 코일편들 중 전류가 낮게 측정된 코일편에 더 높은 무선주파수 전력이 인가되도록 해당 코일편에 전기적으로 연결되는 가변커패시터를 제어하는 전력제어단계를 포함할 수 있다.The method for controlling an antenna for an inductively coupled plasma generator according to an embodiment of the present invention includes at least two or more arc-shaped coil pieces, wherein each coil piece is vertical in a vertical portion, and is vertical from the center to the outer portion around the antenna. For an inductively coupled plasma generator comprising an inclined portion inclined to the vertical portion to have a large surface area with respect to the horizontal plane perpendicular to the portion, a variable capacitor electrically connected to the coil piece, and a voltage and current sensor electrically connected to the coil piece Applying a radio frequency power source to the antenna, but measuring the voltage or current or voltage and current of the coil piece to which the voltage and current sensor is connected by the voltage and current sensor It may include a power control step of controlling a variable capacitor electrically connected to the coil piece so that frequency power is applied.

본 발명의 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 발생장치는 플라즈마가 형성되며, 피가공체가 위치되는 챔버, 피가공체에 대하여 대향되는 위치의 챔버에 형성되는 윈도우, 윈도우 상에 설치되는 안테나 및 챔버 내로 반응가스를 공급하기 위한 가스공급부를 포함하며, 여기에서 안테나가 적어도 하나 이상의 원호 형상의 코일편을 포함하며, 여기에서 코일편이 수직부 및 안테나를 중심으로 중심부에서 외곽부로 갈수록 수직부에 수직하는 수평면에 대해 넓은 표면적을 갖도록 수직부에 대해 경사진 경사부를 포함할 수 있다.In an inductively coupled plasma generator according to an embodiment of the present invention, plasma is formed, a chamber in which a workpiece is positioned, a window formed in a chamber at a position opposite to the workpiece, an antenna installed on the window, and a reaction into the chamber A gas supply unit for supplying gas, wherein the antenna includes at least one arc-shaped coil piece, wherein the coil piece is located on a horizontal plane perpendicular to the vertical portion from the center to the outer portion with respect to the vertical portion and the antenna. It may include an inclined portion inclined with respect to the vertical portion so as to have a large surface area to the surface.

본 기술에 의하면 플라즈마의 형성에 직접적인 영향을 줄 수 있는 구성요소의 하나인 안테나의 형상의 변경, 물리적 및/또는 전기적인 제어를 통하여 안테나의 중심부에서부터 외곽부에까지 전체적으로 균일한 전자기장의 형성 및 그에 의한 균일한 플라즈마의 형성을 가능하게 할 수 있으며, 그에 의하여 반도체 소자 등과 같은 피가공체의 균일하고 정밀한 가공을 가능하게 할 수 있다. According to the present technology, a uniform electromagnetic field is formed from the center of the antenna to the outer part through the change of the shape of the antenna, which is one of the components that can directly affect the formation of plasma, and physical and/or electrical control, and thereby It is possible to form a uniform plasma, thereby enabling uniform and precise processing of a workpiece such as a semiconductor device or the like.

또한, 안테나, 특히 반도체 제조 공정 전후에서 전자기장의 불균일 및/또는 플라즈마의 불균일 등이 검출되는 경우에 이를 보정하거나 및/또는 플라즈마 발생장치의 가동을 중단시키는 인터락 등을 가능하게 하여 웨이퍼 등과 같은 피가공체 및 반응가스 등의 원재료의 낭비를 방지하고, 장치의 오작동 내지는 오염 등을 예방할 수 있다.In addition, when an antenna, particularly, an electromagnetic field non-uniformity and/or a plasma non-uniformity is detected before and after the semiconductor manufacturing process, it is possible to correct it and/or to enable an interlock to stop the operation of the plasma generating device, such as a wafer, etc. It is possible to prevent wastage of raw materials such as workpieces and reaction gases, and to prevent malfunction or contamination of equipment.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나의 구성을 모식적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나의 구성을 모식적으로 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 발생장치를 모식적으로 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 발생장치의 동작 순서를 도시한 흐름도이다.1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of an antenna for an inductively coupled plasma generator according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram schematically showing the configuration of an antenna for an inductively coupled plasma generator according to an embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram schematically showing an inductively coupled plasma generator according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating an operation sequence of an inductively coupled plasma generator according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 구체적인 실시예들에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나를 도시하고 설명함에 있어서, 본 발명의 특징적인 기술적 사상에 대한 명확한 이해를 위해 관련이 없는 구성 부분에 대한 도시와 설명을 생략한다.In illustrating and describing an antenna for an inductively coupled plasma generator according to specific embodiments of the present invention, the illustration and description of unrelated components are omitted for a clear understanding of the characteristic technical idea of the present invention. .

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나(31)는 적어도 하나 이상의 원호 형상의 코일편(311)을 포함할 수 있다. 여기에서 코일편(311)은 수직부(311a) 및 안테나를 중심으로 중심부에서 외곽부로 갈수록 수직부(311a)에 수직하는 수평면에 대해 넓은 표면적을 갖도록 수직부(311a)에 대해 경사진 경사부(311b)를 포함할 수 있다. 즉, 상기한 바와 같은 안테나는 판형 코일을 복수개의 코일편들로 분할할 수 있고, 그리고 코일편(들)의 일부를 경사부로 형성시켜서 형성될 수 있다. As shown in FIG. 1 , the antenna 31 for an inductively coupled plasma generator according to an embodiment of the present invention may include at least one arc-shaped coil piece 311 . Here, the coil piece 311 is inclined with respect to the vertical portion 311a so as to have a large surface area with respect to the horizontal plane perpendicular to the vertical portion 311a from the center to the outer portion with respect to the vertical portion 311a and the antenna as the center. 311b). That is, the antenna as described above may be formed by dividing a plate-shaped coil into a plurality of coil pieces, and forming a portion of the coil piece(s) as inclined portions.

비록, 도 1에서는 내부 코일편을 구성하며, 제1 수직부(311a) 및 제1 경사부(311b)를 포함하는 제1 코일편(311)과, 외부 코일편들을 구성하며, 제2 수직부(312a) 및 제2 경사부(312b)를 포함하는 제2 코일편(312) 및 제3 수직부(313a) 및 제3 경사부(313b)를 포함하는 제3 코일편(313)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라 적정한 수의 코일편(들)을 포함하도록 안테나가 구성될 수 있음은 이해되어야 한다. Although, in FIG. 1, constituting the inner coil piece, the first coil piece 311 including the first vertical portion 311a and the first inclined portion 311b, and the outer coil piece constitute the second vertical portion A second coil piece 312 including a 312a and a second inclined portion 312b, and a third coil piece 313 including a third vertical portion 313a and a third inclined portion 313b. Although shown as being, it should be understood that the antenna may be configured to include an appropriate number of coil piece(s) as desired.

즉, 실시예에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나(31)는 적어도 하나 이상, 바람직하게는 복수의 원호 형상의 코일편들을 포함하여 이루어지며, 코일편들 중 적어도 하나는 수직부 및 안테나를 중심으로 중심부에서 외곽부로 갈수록 수직부에 수직하는 수평면에 대해 넓은 표면적을 갖도록 수직부에 대해 경사진 경사부를 포함하도록 구성될 수 있다. That is, the antenna 31 for an inductively coupled plasma generator according to the embodiment is made of at least one, preferably, a plurality of arc-shaped coil pieces, and at least one of the coil pieces includes a vertical part and an antenna. It may be configured to include an inclined portion inclined with respect to the vertical portion so as to have a large surface area with respect to the horizontal plane perpendicular to the vertical portion from the center to the outer portion toward the center.

따라서, 실시예에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나는 수직부와 경사부 둘 다를 포함하는 코일편(들)을 포함할 수 있을 뿐만 아니라, 수직부 만을 갖는 원호 형상의 코일편(들)도 포함할 수 있다.Accordingly, the antenna for an inductively coupled plasma generator according to the embodiment may include coil piece(s) including both a vertical portion and an inclined portion, as well as an arc-shaped coil piece(s) having only a vertical portion. may include

상기한 바와 같이, 경사부를 포함하도록 구성되는 실시예에 따른 안테나는 코일편을 적정한 수로 분할하여 형성하되, 이들 코일편들이 원호 형상을 갖도록 하여 챔버 내에 플라즈마 발생을 위한 전자기장을 유도 형성시키고, 원호 형상의 코일편들에서 특히 안테나의 중심부로부터 멀어질수록 안테나 자체의 저항으로 인한 전자기장의 감쇠 및 그에 의한 플라즈마 형성의 불균일화를 보충하기 위해서, 안테나를 중심으로 중심부에서 멀어지는 쪽에 경사부를 두어 챔버 내, 특히 안테나에 대하여 평행한 수평면에 가해지는 전자기장이 보다 균일하게 유도되도록 한다. 코일편은 전기전도도가 우수한 물질, 바람직하게는 동, 보다 바람직하게는 무산소동으로 형성된 판재를 원호 형상을 갖도록 둥글게 성형하고, 동 재질의 판재를 수직으로 위치시켜 수직부를 형성하되, 그 일부가 경사부가 되도록 소정의 경사각을 갖도록 절곡시켜 형성될 수 있다.As described above, the antenna according to the embodiment configured to include an inclined portion is formed by dividing the coil pieces into an appropriate number, but these coil pieces have an arc shape to induce an electromagnetic field for plasma generation in the chamber and form an arc shape. In order to compensate for the attenuation of the electromagnetic field due to the resistance of the antenna itself and the non-uniformity of plasma formation by it, in the coil pieces of the antenna, in particular, an inclined portion is placed on the side away from the center with respect to the antenna in the chamber, especially The electromagnetic field applied to a horizontal plane parallel to the antenna is guided more uniformly. For the coil piece, a plate made of a material having excellent electrical conductivity, preferably copper, more preferably oxygen-free copper, is rounded to have an arc shape, and a plate made of copper is placed vertically to form a vertical part, but a part of it is inclined It may be formed by bending to have a predetermined inclination angle so as to be added.

경사부는 수직부에 대해 0.1 내지 90°, 바람직하게는 10 내지 80°, 보다 바람직하게는 30 내지 60°의 범위 이내의 경사각을 가질 수 있으며, 경사부가 0.1° 미만의 경사각을 갖는 경우는 수직부에 대하여 경사가 거의 형성되지 않아 표면적의 증가 및 그에 따른 전자기장의 분포에 큰 영향을 주지 않을 수 있고, 반대로 90°를 초과하는 것은 경사부가 다시 수직부에 가까워지는 것에 불과하여 역시 0.1 내지 90°의 범위 이내의 경사각을 갖는 경우와 다른 효과를 제공하지 못할 수 있다. 경사각이 90°가 되는 경우는 수직부에 대해 경사부가 완전히 직각을 이루는 수평상태가 되는 것을 의미하며, 경사부가 최대한의 표면적의 증가 및 그에 따른 전자기장의 분포에 최대한의 영향을 줄 수 있는 경우를 의미한다. The inclined portion may have an inclination angle within the range of 0.1 to 90°, preferably 10 to 80°, more preferably 30 to 60° with respect to the vertical portion, and when the inclined portion has an inclination angle of less than 0.1°, the vertical portion Since there is almost no inclination with respect to , the increase in the surface area and the resulting distribution of the electromagnetic field may not have a significant effect. It may not provide an effect different from the case of having an inclination angle within the range. When the inclination angle is 90°, it means that the inclination part is in a horizontal state in which the inclined part is completely perpendicular to the vertical part, and it means that the inclination part can have a maximum effect on the increase of the maximum surface area and the distribution of the electromagnetic field. do.

경사부의 경사각은 바람직하게는 10 내지 80°, 보다 바람직하게는 30 내지 60°의 범위 이내의 경사각을 가질 수 있으며, 경사각 45°를 중심으로 하는 30 내지 60°의 범위 이내에서 경사부의 경사각 변화에 따른 표면적의 변화량이 최대가 되며, 양 극한, 즉 0.1° 또는 반대로 90°에 근접할수록 경사부의 경사각 변화에 따른 표면적의 변화량이 작아지며, 그에 따라 전자기장의 분포에 대한 영향도 작아질 수 있다. 특히, 경사부는 안테나에 의해 유도형성되는 전자기장이 일정한 방향성을 갖도록 하는 것도 가능하게 하며, 그에 의하여 플라즈마의 밀도 등에서 지향성을 나타내도록 하여 가공정밀도를 높이거나 가공의 정도를 강화할 수 있다.The inclination angle of the inclination portion may preferably have an inclination angle within the range of 10 to 80°, more preferably 30 to 60°, and within the range of 30 to 60° centered on the inclination angle of 45° Accordingly, the amount of change in the surface area according to the change in the inclination angle of the inclination portion becomes smaller as it approaches the two extremes, that is, 0.1° or conversely, 90°, and accordingly, the effect on the distribution of the electromagnetic field may be reduced. In particular, the inclined portion makes it possible to have the electromagnetic field inductively formed by the antenna have a certain directionality, thereby indicating directivity in the density of plasma, etc., thereby increasing processing precision or enhancing the degree of processing.

경사부는 수평면에 대한 표면적을 조절하기 위한 구동부를 더 포함할 수 있다. 도면의 단순화를 위하여 도시하지는 않았으나, 구동부는 바람직하게는 전동모터가 될 수 있으며, 전동모터의 회전축 및/또는 전동모터에 연결된 감속기의 회전축에 경사부가 기계적으로 연결되어 구동부의 회전에 의해 경사부가 기계적으로 가변되어 그 경사각을 달리하도록 조절할 수 있다. 구동부와 코일편의 경사부는 구동부와 경사부를 전기적으로 절연시키는 절연체로 서로 연결되어 코일편의 전기적 특성들에 영향을 주지 않도록 할 수 있다. 달리 적절한 감속비를 갖도록 설계된 기어드모터(geared motor)가 사용되어 장치를 간단하게 구성할 수도 있다.The inclined unit may further include a driving unit for adjusting the surface area with respect to the horizontal plane. Although not shown for the sake of simplification of the drawings, the driving unit may preferably be an electric motor, and the inclined portion is mechanically connected to the rotation shaft of the electric motor and/or the rotation shaft of the reducer connected to the electric motor, so that the inclined portion is mechanically connected by the rotation of the driving unit. can be adjusted to change the inclination angle. The driving unit and the inclined portion of the coil piece may be connected to each other by an insulator that electrically insulates the driving unit and the inclined portion so as not to affect the electrical characteristics of the coil piece. Alternatively, a geared motor designed to have an appropriate reduction ratio may be used to simplify the configuration of the device.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 안테나(31)를 구성하는 코일편은 가변커패시터들(VC1, VC2, VC3)를 더 포함할 수 있다. 비록, 도 2에서는 내부 코일편을 구성하는 제1 코일편(311)이 제1 가변커패시터(VC1)를 포함하고, 외부 코일편들을 구성하는 제2 코일편(312)이 제2 가변커패시터(VC2)를 포함하고 그리고 제3 코일편(313)이 제3 가변커패시터(VC3)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라 적정한 수의 코일편(들) 및 이들에 전기적으로 연결되는 가변커패시터들을 포함하도록 안테나가 구성될 수 있음은 이해되어야 한다. In addition, as shown in FIG. 2 , the coil piece constituting the antenna 31 may further include variable capacitors VC1 , VC2 , and VC3 . Although, in FIG. 2 , the first coil piece 311 constituting the inner coil piece includes the first variable capacitor VC1 , and the second coil piece 312 constituting the outer coil piece includes the second variable capacitor VC2 . ) and the third coil piece 313 is illustrated as including the third variable capacitor VC3, but if necessary, an appropriate number of coil piece(s) and variable capacitors electrically connected thereto are included. It should be understood that the antenna may be configured to do so.

가변커패시터(들)은 각각에 전기적으로 연결되는 각 코일편(들)에 서로 다른 전류 및/또는 무선주파수 전력이 인가되도록 기능한다. 가변커패시터(들)은 그 용량을 조절하기 위한 구동부를 더 포함할 수 있다. 도면의 단순화를 위하여 도시하지는 않았으나, 구동부는 바람직하게는 전동모터가 될 수 있으며, 전동모터의 회전축 및/또는 전동모터에 연결된 감속기의 회전축에 가변커패시터가 기계적으로 연결되어 구동부의 회전에 의해 가변커패시터가 제어되도록 할 수 있다. The variable capacitor(s) functions to apply different currents and/or radio frequency power to each coil piece(s) electrically connected to each other. The variable capacitor(s) may further include a driving unit for adjusting the capacity thereof. Although not shown for the sake of simplification of the drawings, the driving unit may preferably be an electric motor, and the variable capacitor is mechanically connected to the rotating shaft of the electric motor and/or to the rotating shaft of the reducer connected to the electric motor, so that the variable capacitor is generated by the rotation of the driving unit. can be controlled.

구동부와 코일편의 가변커패시터는 구동부와 가변커패시터를 전기적으로 절연시키는 절연체로 서로 연결되어 코일편의 전기적 특성들에 영향을 주지 않도록 할 수 있다. 달리 적절한 감속비를 갖도록 설계된 기어드모터(geared motor)가 사용되어 장치를 간단하게 구성할 수도 있다. 가변커패시터는 기계적으로 또는 전자적으로 그의 전기용량(capacitance)을 의도적으로 그리고 반복적으로 변화시킬 수 있는 커패시터의 일종이다.The driving unit and the variable capacitor of the coil piece may be connected to each other by an insulator that electrically insulates the driving unit and the variable capacitor so as not to affect the electrical characteristics of the coil piece. Alternatively, a geared motor designed to have an appropriate reduction ratio may be used to simplify the configuration of the device. A variable capacitor is a kind of capacitor whose capacitance can be intentionally and repeatedly changed mechanically or electronically.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 코일편은 전압전류센서를 더 포함할 수 있다. 비록, 도 2에서는 내부 코일편을 구성하는 제1 코일편(311)이 제1 전압전류센서(VS1)를 포함하고, 외부 코일편들을 구성하는 제2 코일편(312)이 제2 전압전류센서(VS2)를 포함하고 그리고 제3 코일편(313)이 제3 전압전류센서(VS3)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라 적정한 수의 코일편(들) 및 이들에 전기적으로 연결되는 전압전류센서들을 포함하도록 안테나가 구성될 수 있음은 이해되어야 한다. 전압전류센서는 전압 및/또는 전류를 측정하는 센서의 일종으로서, 코일편에 전기적으로 연결되어 코일편의 전압 및/또는 전류를 측정하는 기능을 한다. In addition, as shown in FIG. 2 , the coil piece may further include a voltage and current sensor. Although, in FIG. 2, the first coil piece 311 constituting the inner coil piece includes the first voltage and current sensor VS1, and the second coil piece 312 constituting the outer coil piece is the second voltage and current sensor. (VS2) and the third coil piece 313 is shown as including the third voltage and current sensor (VS3), if necessary, an appropriate number of coil piece(s) and a voltage electrically connected thereto It should be understood that the antenna may be configured to include current sensors. The voltage-current sensor is a type of sensor for measuring voltage and/or current, and is electrically connected to a coil piece and functions to measure the voltage and/or current of the coil piece.

실시예에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나의 제어방법은 적어도 둘 이상의 원호 형상의 코일편을 포함하며, 여기에서 각 코일편이 수직부, 안테나를 중심으로 중심부에서 외곽부로 갈수록 수직부에 수직하는 수평면에 대해 넓은 표면적을 갖도록 수직부에 대해 경사진 경사부 및 코일편에 전기적으로 연결되는 가변커패시터를 포함하는 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나에 무선주파수 전력원을 인가하되, 각 코일편들 중 안테나를 중심으로 중심부에 비해 외곽부로 멀리 위치하는 코일편에 더 높은 무선주파수 전력이 인가되도록 가변커패시터를 제어하는 전력제어단계를 포함한다. The control method of an antenna for an inductively coupled plasma generator according to an embodiment includes at least two or more arc-shaped coil pieces, wherein each coil piece is perpendicular to a vertical portion and from the center to the outer portion around the antenna perpendicular to the vertical portion. A radio frequency power source is applied to the antenna for an inductively coupled plasma generator including a variable capacitor electrically connected to a coil piece and an inclined portion inclined with respect to the vertical portion to have a large surface area with respect to the horizontal plane, and a power control step of controlling the variable capacitor so that higher radio frequency power is applied to the coil piece located farther to the outer part than the central part around the antenna.

전력제어단계는 상기한 바와 같은 본 발명의 하나의 구체적인 실시예에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나를 구성하는 적어도 둘 이상의 원호 형상의 코일편들에 연결된 가변커패시터들을 개별적으로 제어하여 각 코일편들 중 안테나를 중심으로 중심부에 비해 외곽부로 멀리 위치하는 코일편에 더 높은 무선주파수 전력이 인가되도록 하며, 그에 의하여 안테나를 중심으로 중심부에서 멀어지는 쪽에 전자기장이 더 강하거나 약하게 유도되도록 할 수 있고 그에 의하여 플라즈마가 보다 균일하게 생성되도록 할 수 있다.In the power control step, each coil piece by individually controlling variable capacitors connected to at least two or more arc-shaped coil pieces constituting the antenna for an inductively coupled plasma generator according to one specific embodiment of the present invention as described above. Among them, higher radio frequency power is applied to the coil piece located farther to the outer part than the center center around the antenna, and thereby the electromagnetic field can be induced stronger or weaker on the side away from the center center around the antenna, thereby Plasma can be generated more uniformly.

실시예에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나의 제어방법은, 적어도 둘 이상의 원호 형상의 코일편을 포함하며, 여기에서 각 코일편이 수직부, 안테나를 중심으로 중심부에서 외곽부로 갈수록 수직부에 수직하는 수평면에 대해 넓은 표면적을 갖도록 수직부에 대해 경사진 경사부, 코일편에 전기적으로 연결되는 가변커패시터 및 코일편에 전기적으로 연결되는 전압전류센서를 포함하는 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나에 무선주파수 전력원을 인가하되, 전압전류센서에 의해 해당 전압전류센서가 연결된 코일편의 전압 또는 전류 또는 전압과 전류를 측정하는 단계 및 코일편들 중 전류가 낮게 측정된 코일편에 더 높은 무선주파수 전력이 인가되도록 해당 코일편에 전기적으로 연결되는 가변커패시터를 제어하는 전력제어단계를 포함한다.The control method of an antenna for an inductively coupled plasma generator according to an embodiment includes at least two or more arc-shaped coil pieces, wherein each coil piece is perpendicular to a vertical portion, and from the center to the outer portion around the antenna, the vertical portion is perpendicular to the vertical portion. Wireless to an antenna for an inductively coupled plasma generator comprising a slanted portion inclined to the vertical portion to have a large surface area with respect to the horizontal plane, a variable capacitor electrically connected to the coil piece, and a voltage and current sensor electrically connected to the coil piece Applying a frequency power source, but measuring the voltage or current or voltage and current of the coil piece to which the voltage and current sensor is connected by the voltage current sensor and a power control step of controlling a variable capacitor electrically connected to the corresponding coil piece to be applied.

전력제어단계는 상기한 바와 같은 실시예에 따른 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나를 구성하는 적어도 둘 이상의 원호 형상의 코일편들에 연결된 가변커패시터들을 개별적으로 제어하되, 전압전류센서에 의해 측정된 전압 또는 전류값에 기초하여 각 코일편들 중 안테나를 중심으로 중심부에 비해 외곽부로 멀리 위치하는 코일편에 더 높은 무선주파수 전력이 인가될 수 있도록 하며, 그에 의하여 안테나를 중심으로 중심부에서 멀어지는 쪽에 전자기장이 더 강하거나 약하게 유도되도록 하고, 그에 의하여 플라즈마가 보다 균일하게 생성되도록 할 수 있다. 도 2에서 기호 "C/H"는 챔버를 의미한다.In the power control step, the variable capacitors connected to at least two arc-shaped coil pieces constituting the antenna for the inductively coupled plasma generator according to the embodiment as described above are individually controlled, but the voltage measured by the voltage and current sensor Alternatively, on the basis of the current value, higher radio frequency power can be applied to the coil piece located farther to the outer part than the center among the respective coil pieces with the antenna as the center, whereby the electromagnetic field is applied to the side away from the center around the antenna. It can be induced more strongly or weakly, thereby allowing the plasma to be generated more uniformly. The symbol "C/H" in FIG. 2 means a chamber.

상기한 바와 같은 안테나의 제어방법에 의하면, 플라즈마 밀도 제어의 목적으로 전압전류센서와 가변커패시터 및 이를 제어하기 위한 구동부의 제어 만으로도 사용자가 컨트롤러 상에서 간단한 조작만으로도 안테나에 지정하는 전류변화를 형성시킬 수 있다. 이러한 기능 만으로도 가변커패시터의 특성 중 하나인 선형의 전류 비례 특성을 보일 수 있어 안정적인 제어를 구현할 수 있다. 또한, 전압전류센서는 이를 해석(컨버젼)하기 위한 용도의 적분기를 더 포함할 수 있으며, 그에 의하여 안테나의 안정적인 제어를 가능하게 할 수 있으며, 거기에 더해, 안테나의 노후화 및 사용 중의 예기치 못한 문제 발생 여부를 체크하는 것을 가능하여 장치의 인터록 등을 실현하는 것을 가능하게 할 수 있다.According to the control method of the antenna as described above, for the purpose of controlling the plasma density, the current change designated by the user can be formed in the antenna with only a simple operation on the controller by the user only by controlling the voltage and current sensor, the variable capacitor, and the driving unit for controlling the same. . With this function alone, one of the characteristics of a variable capacitor, a linear current proportional characteristic, can be exhibited, so that stable control can be realized. In addition, the voltage-current sensor may further include an integrator for analysis (conversion) thereof, thereby enabling stable control of the antenna, and in addition, aging of the antenna and occurrence of unexpected problems during use It is possible to check whether or not it is possible to realize interlock of the device or the like.

도 3에 도시한 바와 같이, 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 발생장치(1)는 플라즈마가 형성되며, 피가공체(14)가 위치되는 챔버(11), 피가공체(14)에 대하여 대향되는 위치의 챔버(11)에 형성되는 윈도우(17), 윈도우(17) 상에 설치되는 안테나(31) 챔버(11) 내로 반응가스를 공급하기 위한 가스공급부(12)를 포함하며, 여기에서 안테나(31)가 적어도 하나 이상의 원호 형상의 코일편을 포함하며, 여기에서 코일편이 수직부 및 안테나를 중심으로 중심부에서 외곽부로 갈수록 수직부에 수직하는 수평면에 대해 넓은 표면적을 갖도록 수직부에 대해 경사진 경사부를 포함한다.As shown in FIG. 3 , in the inductively coupled plasma generator 1 according to the embodiment, a plasma is formed, and a chamber 11 in which the workpiece 14 is located, opposite to the workpiece 14 is a window 17 formed in the chamber 11 of the position, an antenna 31 installed on the window 17, and a gas supply unit 12 for supplying a reaction gas into the chamber 11, wherein the antenna ( 31) includes at least one arc-shaped coil piece, wherein the coil piece is inclined with respect to the vertical portion so as to have a large surface area with respect to the horizontal plane perpendicular to the vertical portion as it goes from the center to the outer portion around the vertical portion and the antenna. includes wealth.

챔버(11)는 플라즈마(16)가 형성되는 공간(18)을 제공하며, 바람직하게는 챔버(11)는 진공펌프(13)에 유체적으로 연결되어, 진공펌프(13)의 작동에 의해 챔버(11) 내부를 진공상태로 만들어 반응가스의 플라즈마화가 용이하고, 피가공체(14)의 가공이 종료되면 반응가스 등을 배출하도록 할 수 있다. The chamber 11 provides a space 18 in which the plasma 16 is formed, preferably the chamber 11 is fluidly connected to the vacuum pump 13 , whereby the chamber 11 is operated by the vacuum pump 13 . (11) By creating a vacuum inside, the reaction gas can be easily converted into plasma, and when the processing of the workpiece 14 is finished, the reaction gas can be discharged.

챔버(11)는 알루미늄 및 스테인리스와 같은 금속 물질로 제작될 수 있거나 또는 코팅된 금속, 예를 들어, 양극 처리된 알루미늄으로 제작될 수 있다. 또는 내화 금속(refractory metal)으로 제작될 수도 있고, 또 다른 대안으로 챔버(11)를 전체적으로 석영, 세라믹과 같은 전기적 절연 물질로 재작하는 것도 가능하며, 의도된 플라즈마 프로세스가 수행되기에 적합한 다른 물질로도 제작될 수 있다. 이러한 경우에는 별도의 유전체로 된 윈도우(17)를 구성할 필요가 없을 수 있다.The chamber 11 may be made of a metal material such as aluminum and stainless steel, or it may be made of a coated metal, for example, anodized aluminum. Alternatively, it may be made of refractory metal, or alternatively, the chamber 11 may be entirely made of an electrically insulating material such as quartz or ceramic, and may be made of another material suitable for the intended plasma process to be performed. can also be made. In this case, it may not be necessary to configure the window 17 made of a separate dielectric.

피가공체(14)는 플라즈마에 의해 가공의 대상이 되는 것이며, 반도체 제조 공정에서의 웨이퍼 등이 될 수 있다. 피가공체(14)는 지지대(15) 상에 위치될 수 있으며, 지지대(15)는 하나 이상의 바이어스 전원 공급원으로부터 임피던스 정합기(19)를 통하여 바이어스 전력을 공급 받아 바이어스 될 수 있다. The workpiece 14 is an object to be processed by plasma, and may be a wafer or the like in a semiconductor manufacturing process. The workpiece 14 may be positioned on the support 15 , and the support 15 may be biased by receiving bias power from one or more bias power sources through the impedance matcher 19 .

도면에 도시하지 않았으나, 직류 전원 공급원으로부터 직류 전원이 지지대(15)로 공급될 수 있다. 둘 이상의 바이어스 전원 공급원으로부터 바이어스 전력이 공급되는 경우, 각각의 바이어스 전력은 서로 다른 주파수를 가질 수 있다. 또한 공정 특성에 따라 지지대(15)는 바이어스가 전혀 인가되지 않을 수 있다. 지지대(15)는 정전척(ESC: Electro-Static Chuck) 또는 메카니칼척(mechanical chuck)이 될 수 있다.Although not shown in the drawings, DC power may be supplied to the support 15 from a DC power source. When bias power is supplied from two or more bias power sources, each bias power may have a different frequency. Also, depending on the process characteristics, the support 15 may not be biased at all. The support 15 may be an electro-static chuck (ESC) or a mechanical chuck.

챔버(11)에는 피가공체(14)에 대하여 대향되는 위치에 윈도우, 바람직하게는 유전체로 이루어지는 윈도우(17)가 형성될 수 있으며, 실시예에 따른 안테나(31)는 챔버(11)에 형성되는 윈도우(17) 상에 설치될 수 있다. 안테나(31)에는 임피던스 정합기(32) 및 무선주파수 전력원(33)이 전기적으로 연결되어 안테나에 무선주파수 전력을 인가하고, 그에 의하여 챔버(11) 내에 플라즈마가 형성되도록 할 수 있다.A window, preferably, a window 17 made of a dielectric material may be formed in the chamber 11 at a position opposite to the workpiece 14 , and the antenna 31 according to the embodiment is formed in the chamber 11 . It can be installed on the window 17 to be. An impedance matcher 32 and a radio frequency power source 33 are electrically connected to the antenna 31 to apply radio frequency power to the antenna, thereby forming plasma in the chamber 11 .

가스공급부(12)는 달리 "인젝터(injector)"라고도 불리우며, 반응가스를 챔버(11) 내로 도입시키는 기능을 하며, 챔버(11)의 상부 또는 측면에 배치되며, 적절한 구경 및 각도를 갖도록 배치되어 반응가스가 원활하게 챔버(11) 내부로 분사될 수 있도록 할 수 있다.The gas supply unit 12 is otherwise called an "injector", and functions to introduce a reaction gas into the chamber 11, is disposed on the upper side or side of the chamber 11, and is disposed to have an appropriate aperture and angle. The reaction gas may be smoothly injected into the chamber 11 .

안테나(31)는 직렬 또는 병렬로 필요에 따라 구성될 수 있고, 특히 반도체 장비의 경우, 원형을 이루고, 대구경, 대면적 설비의 경우, 상기한 바와 같은 코일형 이외에도 역시 경사부를 갖는 사각 또는 다각형의 형상을 가질 수 있다.The antenna 31 may be configured as needed in series or in parallel, and in particular, in the case of semiconductor equipment, it forms a circle, and in the case of a large-diameter, large-area facility, in addition to the above-described coil type, a rectangular or polygonal shape having an inclined portion as well. may have a shape.

설명한 바와 같은 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 발생장치용 안테나의 동작순서를 도 4에 예시적으로 나타내었다. 즉, 도 4에 나타낸 바와 같이, 무선 주파수를 유도결합 플라즈마 발생장치에 인가하고, 임피던스 정합을 수행한 후, 안테나단에 무선 주파수를 전달하고, 안테나의 중앙부와 외곽부의 전류/전압값을 측정한 후, 안테나를 구성하는 코일편들 간에서 전류/전압값에서 유의차가 있는 지를 판단하여 유의차가 있는 경우, 가변커패시터를 제어하거나 또는 코일편의 경사각을 조정하거나 또는 가변커패시터의 제어와 함께 코일편의 경사각을 조정할 수 있다. The operation sequence of the antenna for the inductively coupled plasma generator according to the embodiment as described above is exemplarily shown in FIG. 4 . That is, as shown in FIG. 4, a radio frequency is applied to the inductively coupled plasma generator, impedance matching is performed, the radio frequency is transmitted to the antenna end, and current/voltage values of the central and outer portions of the antenna are measured. After that, it is determined whether there is a significant difference in current/voltage values between the coil pieces constituting the antenna. Can be adjusted.

이후, 안테나의 중앙부와 외곽부의 전류/전압값을 측정(재측정)한 후, 안테나를 구성하는 코일편들 간에서 전류/전압값에서 유의차가 있는 지를 판단하여 유의차가 없어질 때까지 위의 과정을 반복하고, 유의차가 없어진 후, 전자기장을 발생시켜 챔버 내부에 유도전기장을 발생시키고, 가스반응 및 플라즈마 생성을 수행할 수 있게 되며, 그에 의하여 소정의 공정을 수행할 수 있게 된다.Thereafter, after measuring (re-measuring) the current/voltage values of the central part and the outer part of the antenna, it is determined whether there is a significant difference in the current/voltage values between the coil pieces constituting the antenna. is repeated, and after the significant difference is eliminated, an electromagnetic field is generated to generate an induced electric field inside the chamber, and gas reaction and plasma generation can be performed, thereby performing a predetermined process.

이상에서 설명한 바와 같은 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 발생장치용 안테나를 포함하는 유도결합 플라즈마 발생장치에 의하면, 안테나를 구성하는 코일편(들)에 경사부를 형성시켜 안테나를 중심으로 중심부에서 외곽부에 걸쳐 고른 전자기장의 유도가 가능하도록 하고, 또한 플라즈마 발생 전후에 안테나를 구성하는 코일편(들)의 경사부를 물리적으로 조절하여 전자기장의 분포의 추가적인 제어가 가능하도록 하거나 및/또는 안테나를 구성하는 코일편(들)에 인가되는 전류 및/또는 전력이 차등적으로 공급되도록 가변커패시터를 물리적 및/또는 전기적으로 제어하여 전자기장의 분포의 추가적인 제어가 가능하도록 함으로써 다양한 방법으로 전자기장의 균일한 형성을 실현가능하게 구현할 수 있도록 한다. According to the inductively coupled plasma generating device including the antenna for the inductively coupled plasma generating device according to the embodiment as described above, an inclined portion is formed in the coil piece(s) constituting the antenna to form an inclined portion from the center to the outer portion around the antenna. Enables the induction of an even electromagnetic field across, and physically adjusts the inclination of the coil piece(s) constituting the antenna before and after plasma generation to enable additional control of the distribution of the electromagnetic field and/or the coil piece constituting the antenna By physically and/or electrically controlling the variable capacitor so that the current and/or power applied to the (s) are differentially supplied to enable additional control of the distribution of the electromagnetic field, it is possible to realize the uniform formation of the electromagnetic field in various ways make it possible to implement

또한, 그에 의하여 챔버 내에서의 균일한 플라즈마의 형성을 가능하게 할 수 있다. 또한, 안테나를 구성하는 각 코일편(들)에 전압전류센서를 전기적으로 연결시켜 전류 및/또는 전력의 이상 시, 장치 전체를 인터락시키는 것을 가능하게 할 수 있다.It may also thereby enable the formation of a uniform plasma within the chamber. In addition, it may be possible to electrically connect a voltage-current sensor to each coil piece(s) constituting the antenna to interlock the entire device in case of an abnormality in current and/or power.

상기한 바와 같은 구성에 따른 본 발명의 구체적인 실시예들에 따르면, 반도체 제조 공정, 특히 미세 선폭 공정에서 문제가 되는 기판의 중앙부와 외곽부의 공정 성능을 제어가능하게 하는 효과가 있으며, 특히 진공펌프 등의 편재 등으로 인한 플라즈마 밀도의 불균일의 문제점들을 해소하는 것을 가능하게 할 수 있다.According to the specific embodiments of the present invention according to the configuration as described above, there is an effect of making it possible to control the process performance of the central portion and the outer portion of the substrate, which is a problem in the semiconductor manufacturing process, especially in the fine line width process, in particular, a vacuum pump, etc. It may be possible to solve problems of non-uniformity of plasma density due to the localization of .

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 얼마든지 다양하게 본 발명을 개조, 변형 또는 응용하여 실시할 수 있을 것이다. In the foregoing, the present invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments. However, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can modify, modify or apply the present invention in various ways within the scope that does not depart from the scope of the technical spirit of the present invention described in the claims below. You can do it.

1: 플라즈마 발생장치 11: 챔버
12: 가스공급부 13: 진공펌프
14: 피가공체 15: 지지대
16: 플라즈마 17: 윈도우
18: 공간 19: 임피던스 정합기
31: 안테나 32: 임피던스 정합기
33: 무선주파수 전력원 311: 제1 코일편
311a: 수직부 311b: 경사부
312: 제2 코일편
312a: 수직부 312b: 경사부
313: 제3 코일편
313a: 수직부 313b: 경사부1: Plasma generator 11: Chamber
12: gas supply unit 13: vacuum pump
14: workpiece 15: support
16: plasma 17: window
18: space 19: impedance matcher
31: antenna 32: impedance matcher
33: radio frequency power source 311: first coil piece
311a: vertical portion 311b: inclined portion
312: second coil piece
312a: vertical portion 312b: inclined portion
313: third coil piece
313a: vertical portion 313b: inclined portion

Claims (10)

적어도 하나 이상의 원호 형상의 코일편을 포함하며, 상기 코일편은 수직부 및 경사부를 포함하며, 상기 경사부는 상기 수직부에 대해 경사지며 안테나를 중심으로 중심부에서 외곽부로 갈수록 상기 수직부에 수직한 수평면에 대해 넓은 표면적을 갖도록 기울기가 점진적으로 완만해지는 것을 특징으로 하는 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나.at least one arc-shaped coil piece, wherein the coil piece includes a vertical portion and an inclined portion, wherein the inclined portion is inclined with respect to the vertical portion and is a horizontal plane perpendicular to the vertical portion from the center to the outer portion around the antenna. Antenna for an inductively coupled plasma generator, characterized in that the inclination is gradually smoothed to have a large surface area. ◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 2 was abandoned when paying the registration fee.◈ 제 1 항에 있어서,
상기 경사부가 상기 수직부에 대해 0.1 내지 90°의 범위 이내의 경사각을 갖는 것을 특징으로 하는 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나.The method of claim 1,
The antenna for an inductively coupled plasma generator, characterized in that the inclined portion has an inclination angle within the range of 0.1 to 90° with respect to the vertical portion. ◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 3 was abandoned when paying the registration fee.◈ 제 2 항에 있어서,
상기 경사부가 상기 수직부에 대해 10 내지 80°의 범위 이내의 경사각을 갖는 것을 특징으로 하는 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나.3. The method of claim 2,
The antenna for an inductively coupled plasma generator, characterized in that the inclined portion has an inclination angle within the range of 10 to 80° with respect to the vertical portion. ◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 4 was abandoned when paying the registration fee.◈ 제 3 항에 있어서,
상기 경사부가 상기 수직부에 대해 30 내지 60°의 범위 이내의 경사각을 갖는 것을 특징으로 하는 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나.4. The method of claim 3,
The antenna for an inductively coupled plasma generator, characterized in that the inclined portion has an inclination angle within the range of 30 to 60° with respect to the vertical portion. ◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 5 was abandoned when paying the registration fee.◈ 제 1 항에 있어서,
상기 경사부가 상기 수평면에 대한 표면적을 조절하기 위한 구동부를 더 포함함을 특징으로 하는 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나.The method of claim 1,
The antenna for an inductively coupled plasma generator, characterized in that the inclined portion further comprises a driving unit for adjusting a surface area with respect to the horizontal plane. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 6 was abandoned when paying the registration fee.◈ 제 1 항에 있어서,
상기 코일편이 가변커패시터를 더 포함함을 특징으로 하는 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나.The method of claim 1,
The antenna for an inductively coupled plasma generator, characterized in that the coil piece further comprises a variable capacitor. ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 7 was abandoned when paying the registration fee.◈ 제 1 항에 있어서,
상기 코일편이 전압전류센서를 더 포함함을 특징으로 하는 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나.The method of claim 1,
The antenna for an inductively coupled plasma generator, characterized in that the coil piece further comprises a voltage and current sensor. 적어도 둘 이상의 원호 형상의 코일편을 포함하며, 각 코일편은 수직부, 상기 수직부에 대해 경사지며 안테나를 중심으로 중심부에서 외곽부로 갈수록 상기 수직부에 수직한 수평면에 대해 넓은 표면적을 갖도록 기울기가 점진적으로 완만해지는 경사부 및 상기 코일편에 전기적으로 연결되는 가변캐패시터를 포함하는 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나에 무선주파수 전력원을 인가하되, 상기 코일편들 중 안테나를 중심으로 중심부에 비해 외곽부로 멀리 위치하는 코일편에 더 높은 무선주파수 전력이 인가되도록 상기 가변캐패시터를 제어하는 전력제어단계를 포함하는 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나의 제어방법.At least two arc-shaped coil pieces are included, wherein each coil piece is inclined relative to a vertical portion and the vertical portion and has a large surface area with respect to the horizontal plane perpendicular to the vertical portion as it goes from the center to the outer portion around the antenna. A radio frequency power source is applied to an antenna for an inductively coupled plasma generator including a gradient part that gradually becomes gentler and a variable capacitor electrically connected to the coil piece, and the outer edge of the coil piece is centered on the antenna compared to the center. A control method of an antenna for an inductively coupled plasma generator comprising a power control step of controlling the variable capacitor so that a higher radio frequency power is applied to a coil piece located farther from the unit. 적어도 둘 이상의 원호 형상의 코일편을 포함하며, 각 코일편이 수직부, 상기 수직부에 대해 경사지며 안테나를 중심으로 중심부에서 외곽부로 갈수록 상기 수직부에 수직한 수평면에 대해 넓은 표면적을 갖도록 기울기가 점진적으로 완만해지는 경사부, 코일편에 전기적으로 연결되는 가변캐패시터 및 상기 코일편에 전기적으로 연결되는 전압전류센서를 포함하는 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나에 무선주파수 전력원을 인가하되, 상기 전압전류센서에 의해 해당 전압전류센서가 연결된 코일편의 전압 또는 전류 또는 전압과 전류를 측정하는 단계 및 상기 코일편들 중 전류가 낮게 측정된 코일편에 더 높은 무선주파수 전력이 인가되도록 해당 코일편에 전기적으로 연결된 가변캐패시터를 제어하는 전력제어단계를 포함하는 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나의 제어방법.At least two arc-shaped coil pieces are included, wherein each coil piece is inclined with respect to a vertical portion and the vertical portion, and the inclination is gradually increased to have a large surface area with respect to the horizontal plane perpendicular to the vertical portion from the center to the outer portion around the antenna. Applying a radio frequency power source to the antenna for an inductively coupled plasma generator comprising a slope that is gentle to, a variable capacitor electrically connected to the coil piece, and a voltage and current sensor electrically connected to the coil piece, the voltage current Measuring the voltage or current or voltage and current of the coil piece to which the voltage and current sensor is connected by the sensor, and electrically to the coil piece so that a higher radio frequency power is applied to the coil piece having a low current among the coil pieces A control method of an antenna for an inductively coupled plasma generator comprising a power control step of controlling a connected variable capacitor. 플라즈마가 형성되며, 피가공체가 위치되는 챔버, 상기 피가공체에 대하여 대향되는 위치의 챔버에 형성되는 윈도우, 상기 윈도우 상에 설치되는 안테나 및 상기 챔버 내로 반응가스를 공급하기 위한 가스공급부를 포함하며, 상기 안테나가 적어도 하나 이상의 원호 형상의 코일편을 포함하며, 상기 코일편은 수직부 및 상기 수직부에 대해 경사지며 안테나를 중심으로 중심부에서 외곽부로 갈수록 상기 수직부에 수직한 수평면에 대해 넓은 표면적을 갖도록 기울기가 점진적으로 완만해지는 경사부를 포함하는 유도결합 플라즈마 발생장치.Plasma is formed, a chamber in which the workpiece is located, a window formed in the chamber at a position opposite to the workpiece, an antenna installed on the window, and a gas supply unit for supplying a reaction gas into the chamber, , The antenna includes at least one arc-shaped coil piece, wherein the coil piece is inclined with respect to a vertical portion and the vertical portion and has a large surface area with respect to a horizontal plane perpendicular to the vertical portion from the center to the outer portion around the antenna. Inductively coupled plasma generator including a slope that is gradually smoothed so as to have a.
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