KR20050009889A - Plasma generator for manufacturing large-size LCD substrates - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 대면적 LCD기판의 제조에 사용되는 플라즈마 발생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 5세대 이상의 대면적 LCD기판 제조장치에서 용량성 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma : CCP)를 발생시키는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma generating apparatus used for manufacturing a large area LCD substrate, and more particularly, to a device for generating capacitively coupled plasma (CCP) in a large area LCD substrate manufacturing apparatus of five generations or more. .
일반적으로 LCD기판을 제조하기 위해서는, 박막증착, 식각, 세정 등의 공정을 수회 내지 수백회 반복하여야 하는데, 이러한 공정을 수행하는 방법에는 여러 가지가 있으나, 일반적으로 균일도 및 계단도포성(step coverage) 등이 좋은 CVD(Chemical Vapor Deposition)법이 흔히 사용되며, 그 중에서도 저온증착이 가능하고 박막형성속도 등이 빠른 장점 때문에 플라즈마를 이용한 PECVD(PlasmaEnhanced CVD)법이 최근 많이 이용된다.In general, in order to manufacture an LCD substrate, a process such as thin film deposition, etching, and cleaning must be repeated several times to several hundred times. There are various methods of performing such a process, but in general, uniformity and step coverage CVD (Chemical Vapor Deposition) method is commonly used, and among these, PECVD (PlasmaEnhanced CVD) method using plasma is widely used because of the advantages of low temperature deposition and fast film formation rate.
플라즈마 발생장치는 플라즈마를 이용하는 모든 LCD기판 제조장치에 사용되는데, 플라즈마 발생장치를 포함하는 LCD기판 제조장치에는 박막증착을 위한 PECVD장치 뿐만아니라, 식각공정을 수행하는 에처(Etcher), 세정공정을 수행하는 건식 세정기 등이 있다.Plasma generators are used in all LCD substrate manufacturing apparatuses that use plasma, and the LCD substrate manufacturing apparatus including the plasma generator is not only a PECVD apparatus for thin film deposition, but also an etchant for performing an etching process and a cleaning process. Dry scrubbers and the like.
이와 같이 박막증착공정을 수행하는 PECVD장치나, 식각 또는 세정공정을 수행하는 에처나 건식세정기 등은 그 용도가 다르긴 하지만, 모두 플라즈마를 이용하고 있고, 대체적인 공정순서도 유사하기 때문에 이하에서는 PECVD장치를 중심으로 플라즈마 발생장치를 설명하기로 한다.The PECVD apparatus for performing the thin film deposition process, the etchant or dry cleaner for performing the etching or cleaning process, etc., although they all have different uses, are all using plasma, and the general process sequence is similar. The plasma generating apparatus will be described below.
도 1은 종래 PECVD장치의 개략적인 구성도이며, 도면을 참조하여 공정순서대로 간략히 설명하면 다음과 같다.1 is a schematic configuration diagram of a conventional PECVD apparatus, which will be briefly described in the process order with reference to the drawings.
먼저 로봇암(미도시)에 의해 LCD기판(30)이 공정챔버의 내부에 설치된 서셉터(20)의 상면에 안착되면, 반응가스가 가스공급관(60)을 통해 공정챔버 내부로 유입되어 분사되고, 상기 분사된 가스는 RF(Radio Frequency)발진기(120)로부터 임피던스정합기(110), 플라즈마 전극(50)을 거쳐 공급되는 RF전력에 의해 플라즈마(40)상태로 방전된다. 상기 플라즈마(40) 상태의 반응가스는 LCD기판(30) 상에서 증착되거나 반응하며, 공정이 완료된 후 남은 반응가스는 미도시된 배기관으로 배출된다.First, when the LCD substrate 30 is seated on the upper surface of the susceptor 20 installed in the process chamber by a robot arm (not shown), the reaction gas flows into the process chamber through the gas supply pipe 60 and is injected. The injected gas is discharged from the RF (Radio Frequency) oscillator 120 to the plasma 40 by RF power supplied through the impedance matcher 110 and the plasma electrode 50. The reaction gas in the plasma 40 state is deposited or reacted on the LCD substrate 30, and the remaining reaction gas is discharged to the exhaust pipe not shown after the process is completed.
한편 플라즈마 전극(50)은 가스분사를 위한 샤워헤드와 일체로 형성되는 경우, 서셉터(20)와 일체로 형성되는 경우 및 샤워헤드 및 서셉터(20) 모두에 형성되는 경우가 있다.On the other hand, the plasma electrode 50 may be formed integrally with the shower head for gas injection, integrally formed with the susceptor 20, or formed on both the shower head and the susceptor 20.
서셉터(20) 내부에는 LCD기판(30)을 예열하기 위한 히터(미도시)가 내장되어 있으며, 상기 서셉터(20)의 상면과 상기 플라즈마전극(50)의 하면은 균일한 박막형성을 위해 통상 5 내지 40 mm 정도의 간격을 유지한다.In the susceptor 20, a heater (not shown) for preheating the LCD substrate 30 is embedded, and an upper surface of the susceptor 20 and a lower surface of the plasma electrode 50 are formed to form a uniform thin film. Usually, the interval of about 5 to 40 mm is maintained.
이러한 PECVD장치에서 RF전력이 전달되는 경로를 살펴보면 다음과 같다.The path through which RF power is delivered in such a PECVD apparatus is as follows.
첫 번째 경로는 RF전력이 정상적으로 공급되는 경로로서, RF발진기(120)로 부터 공급된 RF전력이 임피던스정합기(110), RF전송라인(100), 플랜지부(70)를 거쳐 플라즈마전극(50)으로 공급되고, 반응가스를 플라즈마(40) 상태로 여기시킨 후, 접지된 서셉터(20) 및 공정챔버벽(10)을 지나 다시 임피던스정합기(110) 및 RF발진기(120)로 귀환하는 경로이다.The first path is a path through which RF power is normally supplied, and the RF power supplied from the RF oscillator 120 passes through the impedance matcher 110, the RF transmission line 100, and the flange 70. ), And excite the reaction gas into the plasma 40 state, and then return to the impedance matcher 110 and the RF oscillator 120 through the grounded susceptor 20 and the process chamber wall 10. Path.
도 2는 상기 첫 번째 경로 중 대칭되는 경로를 단순화하여 도시한 것으로서, 플라즈마전극(50)과 서셉터(20) 사이에는 RF전기장(140)이 여기된다.FIG. 2 is a simplified diagram of a symmetrical path among the first paths, and an RF electric field 140 is excited between the plasma electrode 50 and the susceptor 20.
RF전력의 공급경로 M1, 귀환경로 M2로 이루어지는 좌측의 M경로가 공급경로 N1, 귀환경로 N2로 이루어지는 우측의 N경로 보다 짧음을 알 수 있는데, 이것은 임피던스정합기(110)가 챔버리드(11)의 좌측으로 많이 치우쳐서 설치되어 있기 때문이다.It can be seen that the M path on the left side consisting of the RF power supply path M 1 and the ear environment M 2 is shorter than the N path on the right side consisting of the supply path N 1 and the ear environment N 2 . It is because it is provided to the left side of the lead 11 much biased.
그런데 이와같은 RF전력 전달경로의 차이로 인해, 공급경로의 경우 경로 M1의 임피던스가 경로 N1의 임피던스보다 작아지게 되어, RF전력이 경로 M1쪽으로 많이 공급되므로 플라즈마전극(50)의 좌측면 또는 에지부근과 공정챔버벽(10)사이의간극에서 방전이나 전력누설이 발생하게 된다. 도 3은 도 1과 같이 일반적인 플라즈마 발생장치를 구비한 5세대 LCD기판 제조장치의 서셉터(20) 상면에서, RF전기장의 분포를 시뮬레이션한 결과를 도시한 것으로서, 가운데에서 주변부로 갈수록 RF전기장이 약해지는 분포를 가진다. 도 3에 의하면 서셉터의 x축을 기준으로 좌측이 우측보다 RF전기장이 약하게 형성되는 것을 알 수 있는데, 이는 박막증착두께를 측정한 실험결과와 전반적으로 일치되는 분포를 보이는 것이다.However, due to such a difference in the RF power transmission path, in the case of the supply path, the impedance of the path M 1 is smaller than the impedance of the path N 1 , so that RF power is supplied to the path M 1 to the left side of the plasma electrode 50. Alternatively, discharge or power leakage occurs in the gap between the edge portion and the process chamber wall 10. FIG. 3 illustrates a simulation result of the distribution of the RF electric field on the upper surface of the susceptor 20 of the fifth generation LCD substrate manufacturing apparatus including the general plasma generator, as shown in FIG. 1. Has a weakening distribution. 3 shows that the RF electric field is weaker than the right side of the left side based on the x-axis of the susceptor, which shows a distribution consistent with the experimental results of the thin film deposition thickness.
이렇게 RF전기장이 비대칭적으로 형성되는 것은, RF전송라인(100)과 접지커버(90)의 출구 사이에서 또는 플라즈마전극(50)의 좌측면과 공정챔버벽(10)사이의 간극에서 방전이나 전력누설이 발생하기 때문이다.The asymmetrical formation of the RF electric field is caused by discharge or electric power between the RF transmission line 100 and the outlet of the ground cover 90 or the gap between the left side surface of the plasma electrode 50 and the process chamber wall 10. This is because leakage occurs.
도 4는 RF전송라인(100)과 접지커버(90)의 출구부분 사이에서 RF전력이 방전되거나 누설되는 경로를 화살표로 도시하고 있다.FIG. 4 illustrates a path in which RF power is discharged or leaked between the RF transmission line 100 and the outlet portion of the ground cover 90 with arrows.
이와 같은 RF전기장의 비대칭 현상은 결과적으로 플라즈마의 비대칭을 초래하게 되는데, 특히 5세대 이상의 대면적 LCD기판의 경우에는 이러한 플라즈마의 비대칭이 공정균일도에 미치는 영향이 더욱 커지게 된다.This asymmetry of the RF electric field results in asymmetry of the plasma. In particular, in the case of a large-area LCD substrate of 5 generations or more, the effect of the asymmetry of the plasma on the process uniformity becomes greater.
RF전력이 전달되는 두 번째 경로는, RF발진기(120)로 부터 공급되는 RF전력이 임피던스정합기(110)를 거쳐 플라즈마전극(50)으로 공급된 후, 플라즈마전극(50)과 공정챔버벽(10) 또는 플라즈마전극(50)과 챔버리드(11) 사이의 간극을 통해 방전되거나 누설되는 경로이다. 도 1의 화살표가 이러한 경로를 나타낸다.The second path through which the RF power is delivered is the RF power supplied from the RF oscillator 120 is supplied to the plasma electrode 50 through the impedance matcher 110, and then the plasma electrode 50 and the process chamber wall ( 10) or a path that discharges or leaks through a gap between the plasma electrode 50 and the chamber lead 11. Arrows in FIG. 1 indicate this path.
이와 같은 방전이나 전력누설은 전력의 안정된 공급을 저해하므로, 플라즈마의 안정도와 균일도를 저하시키는 원인이 된다.Such discharge and power leakage inhibit the stable supply of electric power, which causes a decrease in the stability and uniformity of the plasma.
한편 RF전송라인(100)을 플라즈마전극(50)에 연결할 때에는 통상 가스공급관(60)과 플라즈마전극(50)을 연결하는 역할을 하는 플랜지부(70)에 연결하는데, 상기 플랜지부(80)는 가스공급관(60)과 플라즈마전극(50)의 연결부위를 밀봉하는 역할도 한다. 그리고 RF전송라인(100)의 라디에이션(radiation)으로 인한 전력손실을 방지하기 위해, 통상 RF전송라인(100)의 주위를 도전체인 접지커버(90)를 이용해서 감싸는 방법을 사용한다. 접지커버(90)는 RF전송라인(100)에서의 라디에이션을 방지하는 이외에도 RF전력을 전송하는 전송선로의 역할도 수행한다.On the other hand, when connecting the RF transmission line 100 to the plasma electrode 50 is connected to the flange portion 70 which serves to connect the gas supply pipe 60 and the plasma electrode 50, the flange portion 80 It also serves to seal the connection between the gas supply pipe 60 and the plasma electrode 50. In order to prevent power loss due to the radiation of the RF transmission line 100, a method of wrapping the surroundings of the RF transmission line 100 using a ground cover 90, which is a conductor, is used. The ground cover 90 also serves as a transmission line for transmitting RF power in addition to preventing radiation from the RF transmission line 100.
상기 가스공급관(60)의 일부에는 절연관 및 저항관(80)이 형성되어 있는데, 절연관은 세라믹 재질의 절연물질로 이루어져서 RF전력이 가스공급관(60)을 통해 누설되지 않도록 절연하는 역할을 한다. 또한 저항관은 상기 절연관을 외부에서 감싸는 원통형상의 고저항 도전체로서, 상기 절연관의 양단간에 걸리는 RF전압으로 인해 가스공급관 내부에서 플라즈마 방전이 일어나는 현상을 방지하기 위해, 미세한 전류를 흐르게 함으로써 RF전압을 낮추어 플라즈마 방전을 방지하는 역할을 한다.A portion of the gas supply pipe 60 is formed with an insulating tube and a resistance tube 80, the insulating tube is made of an insulating material of a ceramic material to insulate the RF power so as not to leak through the gas supply pipe (60). . In addition, the resistance tube is a cylindrical high-resistance conductor that wraps the insulation tube from the outside, in order to prevent the occurrence of plasma discharge inside the gas supply pipe due to the RF voltage applied to both ends of the insulation tube, by flowing a minute current RF It lowers the voltage to prevent plasma discharge.
그런데 RF전송라인(100)이 도 1과 같이 길게 형성되는 경우에는, RF전송라인(100)과 챔버리드(11)와의 사이에 부유커패시턴스(stray capacitance)가 발생하고, 부유커패시턴스의 증가는 임피던스의 감소를 가져와 전력누설 또는 방전의 원인이 된다.However, when the RF transmission line 100 is formed long as shown in FIG. 1, stray capacitance occurs between the RF transmission line 100 and the chamber lead 11, and the increase of the stray capacitance is caused by the increase in impedance. This can cause a power leakage or discharge.
종래 방식의 플라즈마 발생장치에 의하면 상술한 바와 같이, RF전력이 전달되는 경로가 비대칭적이고, RF전송라인(100)과 접지커버(90)의 출구와의 사이에서 방전이나 전력손실이 발생하고, RF전송라인(100)과 챔버리드(11)와의 사이에서 부유커패시턴스가 발생함으로 인해 전력손실이 비대칭적으로 발생하는 등의 이유로 RF전력이 비대칭적으로 공급되며, 그에 따라 RF전기장 및 플라즈마가 비대칭적으로 형성되어 공정 균일도가 저하되는 문제가 발생한다.According to the conventional plasma generation apparatus, as described above, the path through which RF power is transmitted is asymmetrical, discharge or power loss occurs between the RF transmission line 100 and the outlet of the ground cover 90, and RF RF power is asymmetrically supplied due to asymmetrical power loss due to stray capacitance between the transmission line 100 and the chamber lead 11, and thus RF field and plasma are asymmetrically supplied. The problem arises in that the process uniformity is reduced.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, RF전력을 대칭적으로 공급하여, 대칭적인 플라즈마를 생성할 수 있는 대면적 LCD기판 제조에 사용되는 플라즈마 발생장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a plasma generating apparatus used for manufacturing a large-area LCD substrate capable of generating symmetrical plasma by supplying RF power symmetrically and symmetrically supplying RF power.
도 1은 종래 PECVD장치의 개략적인 구성도1 is a schematic configuration diagram of a conventional PECVD apparatus
도 2는 종래 PECVD장치에서 RF전력이 전달되는 경로를 도시한 구성도2 is a block diagram illustrating a path through which RF power is delivered in a conventional PECVD apparatus;
도 3은 종래 PECVD장치에서의 RF전기장 분포도Figure 3 is a RF electric field distribution diagram in the conventional PECVD apparatus
도 4는 도 1의 A부분의 부분확대도4 is an enlarged partial view of portion A of FIG.
도 5 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF전력 공급장치의 구성도5 and 7 is a configuration diagram of an RF power supply according to an embodiment of the present invention
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 경우 PECVD장치에서 RF전력이 전달되는 경로를 도시한 구성도6 is a diagram illustrating a path through which RF power is delivered in a PECVD apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF전력 공급장치의 구성도8 and 9 is a configuration diagram of an RF power supply according to another embodiment of the present invention
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도전관의 구성도10 is a block diagram of a conductive tube according to another embodiment of the present invention
도 11 및 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 RF전력 공급장치의 구성도11 and 12 are configuration diagrams of an RF power supply device according to another embodiment of the present invention
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10 : 공정챔버벽 11 : 챔버리드(lid)10: process chamber wall 11: chamber lid
20 : 서셉터 30 : LCD기판20: susceptor 30: LCD substrate
40 : 플라즈마 50 : 플라즈마전극40: plasma 50: plasma electrode
60 : 가스공급관 70 : 플랜지부60: gas supply pipe 70: flange
80 : 절연관 및 저항관 90 : 접지커버80: insulated tube and resistor tube 90: ground cover
100 : RF전송라인 110 : 임피던스정합기100: RF transmission line 110: impedance matcher
120 : RF발진기 130 : 절연체120: RF oscillator 130: insulator
140 : RF전기장 200 : 클램프도선140: RF electric field 200: clamp wire
300 : 도전관300: challenger
본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위해서, RF발진기와; 일부에 상기 RF발진기와 연결되는 입력단을 구비하고, 일부에 출력단을 구비하는 임피던스정합기와; 플라즈마전극과; 일단은 상기 플라즈마전극의 상면 중앙에 연결되고, 타단은 가스저장탱크에 연결되는 가스공급관과; 상기 가스공급관의 둘레에 밀착하여 환형으로 형성되며, 일부는 상기 임피던스정합기의 출력단과 연결되는 클램프도선과; 상기 플라즈마전극과 대향하는 접지전극과; 상기 플라즈마전극의 일부 또는 전부와 상기 접지전극의 일부 또는 전부를 내부에 포함하며, 일정한 반응공간을 형성하는 공정챔버를 포함하는 대면적 LCD기판용 플라즈마 발생장치를 제공한다.The present invention to achieve this object, the RF oscillator; An impedance matcher having an input terminal connected to the RF oscillator at a part thereof and an output terminal at a part thereof; A plasma electrode; A gas supply pipe having one end connected to a center of an upper surface of the plasma electrode and the other end connected to a gas storage tank; A clamp lead connected to the circumference of the gas supply pipe and formed in an annular shape, a part of which is connected to an output terminal of the impedance matcher; A ground electrode facing the plasma electrode; It provides a plasma generating apparatus for a large area LCD substrate including a part or all of the plasma electrode and part or all of the ground electrode therein, and including a process chamber to form a constant reaction space.
또한 본 발명은 RF발진기와; 일부에 상기 RF발진기와 연결되는 입력단을 구비하고, 일부에 출력단을 구비하는 임피던스정합기와; 플라즈마전극과; 일단은 상기 플라즈마전극의 상면 중앙에 연결되고, 타단은 가스저장탱크에 연결되는 가스공급관과; 상기 가스공급관을 둘러싸는 원통형상으로서, 하단이 상기 플라즈마전극과 접하는 도전관과; 상기 도전관의 둘레에 밀착하여 환형으로 형성되며, 일부는 상기 임피던스정합기의 출력단과 연결되는 클램프도선과; 상기 플라즈마전극과 대향하는 접지전극과; 상기 플라즈마전극의 일부 또는 전부와 상기 접지전극의 일부 또는 전부를 내부에 포함하며, 일정한 반응공간을 형성하는 공정챔버를 포함하는 대면적 LCD기판용 플라즈마 발생장치를 제공한다.In addition, the present invention RF generator; An impedance matcher having an input terminal connected to the RF oscillator at a part thereof and an output terminal at a part thereof; A plasma electrode; A gas supply pipe having one end connected to a center of an upper surface of the plasma electrode and the other end connected to a gas storage tank; A cylindrical shape surrounding the gas supply pipe, the conductive pipe having a lower end in contact with the plasma electrode; A clamp lead formed in an annular shape in close contact with the periphery of the conductive pipe, and part of which is connected to an output terminal of the impedance matcher; A ground electrode facing the plasma electrode; It provides a plasma generating apparatus for a large area LCD substrate including a part or all of the plasma electrode and part or all of the ground electrode therein, and including a process chamber to form a constant reaction space.
보다 구체적으로는 상기 임피던스정합기는 케이스표면에 상기 가스공급관이 통과하는 홀이 형성되고, 상기 임피던스정합기의 출력단은 상기 임피던스정합기의 케이스 내부에 위치하며, 상기 가스공급관은 상기 홀을 통해 상기 임피던스정합기의 내부를 관통하는 대면적 LCD기판용 플라즈마 발생장치를 제공하며, 상기 도전관의 하단에는 상기 플라즈마전극과 연결하는 플랜지부가 형성되는 대면적 LCD기판용 플라즈마 발생장치를 제공하며, 상기 도전관은 은이 도금된 금속 또는 구리 중 선택되는 어느 하나의 재질로 구성되는 대면적 LCD기판용 플라즈마 발생장치를 제공한다.More specifically, the impedance matcher is formed with a hole through which the gas supply pipe passes, and the output terminal of the impedance matcher is located inside the case of the impedance matcher, and the gas supply pipe is connected to the impedance through the hole. It provides a plasma generating device for a large area LCD substrate penetrating the inside of the matching device, and provides a plasma generating device for a large area LCD substrate is formed in the lower end of the conductive tube is connected to the plasma electrode, the conductive tube, Provided is a plasma generating apparatus for a large area LCD substrate composed of any one material selected from silver plated metal or copper.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 설명하기로 하며, 도면 중 동일한 부분은 동일한 부호를 사용하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, and like reference numerals will be used to refer to like parts.
도 5는 본 발명의 일 실시예를 도시한 것으로서, 임피던스정합기(90)의 출력단은 상기 가스공급관(60)의 둘레를 밀착하여 둘러싸는 환형의 클램프도선(200)에 직접 연결되어 있다.5 illustrates an embodiment of the present invention, and an output terminal of the impedance matcher 90 is directly connected to an annular clamp lead 200 enclosing the gas supply pipe 60.
따라서 RF전력은 임피던스정합기(90)의 출력단으로 부터 상기 클램프도선(200)을 통해 가스공급관(60)으로 직접 공급되고, 상기 가스공급관(60)과 연결된 플라즈마전극(50)에 인가된다. 상기 가스공급관(60)은 RF전력을 전달하는 역할뿐만 아니라 반응가스의 통로 역할도 하므로, 도전성과 내부식성을 모두 갖춘 알루미늄이나 스테인레스스틸(SUS) 재질로 만드는 것이 바람직하다. 이때 RF전력의 대칭적인 공급을 위해서는 상기 가스공급관(60)의 일단은 상기 플라즈마전극(50)의 정중앙에 연결되어야 하며, 타단은 가스저장탱크(미도시)에 연결된다.Therefore, RF power is directly supplied from the output terminal of the impedance matcher 90 to the gas supply pipe 60 through the clamp lead 200 and is applied to the plasma electrode 50 connected to the gas supply pipe 60. Since the gas supply pipe 60 serves as a passage of the reaction gas as well as delivering RF power, it is preferable that the gas supply pipe 60 is made of aluminum or stainless steel (SUS) having both conductivity and corrosion resistance. In this case, in order to supply symmetrical RF power, one end of the gas supply pipe 60 should be connected to the center of the plasma electrode 50, and the other end thereof is connected to a gas storage tank (not shown).
그러나 클램프도선(200)을 이용한 임피던스정합기(90)와 가스공급관(60)의 연결은 예시에 불과한 것이므로, 대칭적으로 전력을 공급할 수 있는 것이라면 다른 연결수단도 무방함은 물론이다.However, since the connection of the impedance matcher 90 and the gas supply pipe 60 using the clamp wire 200 is merely an example, any other connection means may be used as long as it can supply power symmetrically.
한편 도 5에서는 도전체인 접지커버(90)를 도시하고 있으나, 접지커버(90)는 RF전송라인으로부터 RF전력의 라디에이션을 방지하는 역할을 하는 것이므로, 상술한 바와 같이 클램프도선(200)에 의해 임피던스정합기(90)의 출력단과 가스공급관(60)이 직접 연결되는 경우에는, 접지커버(90)가 반드시 필요한 것은 아니다. 가스공급관의 일부에 형성된 절연관 및 저항관(80)의 역할은 상술한 바와 같으므로 설명을 생략한다.Meanwhile, although FIG. 5 illustrates a ground cover 90 as a conductor, the ground cover 90 serves to prevent the radiation of RF power from the RF transmission line. When the output terminal of the impedance matcher 90 and the gas supply pipe 60 are directly connected, the ground cover 90 is not necessarily required. Since the role of the insulated tube and the resistance tube 80 formed in a part of the gas supply pipe is as described above, a description thereof will be omitted.
도 6은 도 5에 도시된 바와 같은 플라즈마 발생장치를 사용한 경우에, RF전력이 전달되는 경로를 도시한 것으로서, RF전력의 공급경로 C1, 귀환경로 C2로 이루어지는 좌측 C경로의 길이가, 공급경로 D1, 귀환경로 D2로 이루어지는 우측 D경로의 길이와 근사해짐을 알 수 있다. 또한 RF전송라인의 길이가 최소화됨으로써 챔버리드 사이에서 형성되는 부유커패시턴스도 최소화된다.FIG. 6 illustrates a path through which RF power is transmitted in the case of using the plasma generator as shown in FIG. 5, wherein the length of the left C path including the RF power supply path C 1 and the return environment C 2 is It can be seen that the length of the right D path consisting of the supply path D 1 and the return environment D 2 is approximated. In addition, minimizing the length of the RF transmission line minimizes the floating capacitance formed between the chamber leads.
도 7은 본 발명의 일 실시예를 다르게 구성한 것으로서, 가스공급관(60)을 접지커버(90)의 측면을 통해 연장하지 않고, 접지커버의 상면을 통해 연장된 모습을 도시하고 있다. 한편 도 7은 편의를 위해, 플라즈마전극(50) 이하 부분을 생략하였으나, 생략된 부분의 구성은 도 6과 동일하며, 이것은 이하의 도면에서 모두 같다.FIG. 7 illustrates a different configuration of an embodiment of the present invention, in which the gas supply pipe 60 does not extend through the side surface of the ground cover 90 but extends through the upper surface of the ground cover. Meanwhile, FIG. 7 omits portions below the plasma electrode 50 for convenience, but the configuration of the omitted portions is the same as FIG. 6, which is the same in all the following drawings.
도 8은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것인데, 임피던스정합기(110)의 출력단이 가스공급관(60)에 직접 연결되지 않고, 가스공급관(60)을 둘러싸면서 하부에 플라즈마전극과 연결할 수 있는 플랜지부가 형성된 원통형상의 도전관(300)에 클램프도선(200)을 이용해 연결된다.8 illustrates another embodiment of the present invention, in which the output terminal of the impedance matcher 110 is not directly connected to the gas supply pipe 60, but may be connected to the plasma electrode at the bottom while surrounding the gas supply pipe 60. The flange portion is connected to the cylindrical conductive tube 300 by using the clamp lead wire 200.
상기 도전관(300)은 RF전력을 전달하는 역할을 하므로 저항이 작은 금속재질 이어야 하는데, 고주파전력은 표피효과로 인해 표면으로 전송되므로 저항이 낮은 은이 도금된 금속재질이나 구리로 만드는 것이 바람직하다.Since the conductive pipe 300 plays a role of transferring RF power, the resistance should be a metal material having a small resistance. Since the high frequency power is transmitted to the surface due to the skin effect, it is preferable to make the metal or copper plated with low resistance.
도 9는 본 발명의 다른 실시예를 다르게 구성한 것으로서, 가스공급관(60)을 접지커버(90)의 측면을 통해 연장하지 않고, 접지커버의 상면을 통해 연장된 모습을 도시하고 있다.FIG. 9 illustrates another embodiment of the present invention, in which the gas supply pipe 60 is extended through the upper surface of the ground cover without extending through the side of the ground cover 90.
상술한 바와 같이 도 8이나 도 9에 도시된 접지커버(90)는 생략될 수 있음은 물론이다.As described above, the ground cover 90 illustrated in FIG. 8 or 9 may be omitted.
도 10은 상기 도전관(300)의 형상을 도시한 것으로서, 하부의 플랜지부에는 플라즈마전극(50)과의 연결을 위해 다수의 볼트체결홀이 도시되어 있으나, 이것은 예시에 불과한 것이므로, 다른 방식으로 상기 도전관(300)을 플라즈마전극과 연결하는 것을 배제하는 것은 아니다.10 illustrates the shape of the conductive tube 300. A plurality of bolt fastening holes are shown in the lower flange portion for connection with the plasma electrode 50. However, this is merely an example. Connecting the conductive tube 300 to the plasma electrode is not excluded.
도 11 및 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 것으로, 별도의 접지커버가 생략되고, 가스공급관(60)이 임피던스정합기(110)의 내부를 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는데, 이 방식은 RF전력의 공급경로가 완전한 좌우대칭에 가까워진다는 장점이 있다.11 and 12 are related to another embodiment of the present invention, and a separate ground cover is omitted, and a gas supply pipe 60 is formed through the inside of the impedance matcher 110. This method has the advantage that the supply path of RF power is close to symmetry.
도 11에서는 임피던스정합기(110)의 내부에 형성된 출력단과 가스공급관(60)이 환형의 클램프(200)에 의해 연결되어 있으며, 절연관 및 저항관(80)등 나머지 구성은 상술한 바와 동일하다.In FIG. 11, the output terminal formed in the impedance matcher 110 and the gas supply pipe 60 are connected by the annular clamp 200, and the remaining components such as the insulation tube and the resistance tube 80 are the same as described above. .
도 12는 임피던스정합기(110)의 내부에 형성된 출력단과 가스공급관(60)을 둘러싸며 하단이 플라즈마전극(50)과 접하는 원통형상의 도전관(300)이 환형의 클램프도선(200)에 의해 연결되어 있다. 이 경우에도 상기 도전관(300)의 형상이나 재질, 절연관 및 저항관(80) 등 나머지 구성은 상술한 바와 동일하므로 설명을 생략한다.12 is a cylindrical conductive tube 300 which surrounds an output terminal formed in the impedance matcher 110 and a gas supply pipe 60 and whose bottom is in contact with the plasma electrode 50 is connected by an annular clamp lead wire 200. It is. In this case as well, the rest of the configuration, such as the shape and material of the conductive tube 300, the insulating tube and the resistance tube 80, are the same as described above, and thus description thereof will be omitted.
또한 도 11 및 도 12에서는 상기 가스공급관(60)이 임피던스정합기(110)의 하면과 측면을 관통하는 것을 도시하고 있으나, 이는 바람직한 실시예를 도시한 것이고, 이에 한하는 것이 아님은 물론이다. 앞의 실시예처럼 임피던스정합기(110)의 하면에서 상면으로 관통하는 것도 당연히 예상할 수 있다.11 and 12 illustrate that the gas supply pipe 60 penetrates the lower surface and the side surface of the impedance matcher 110, but this is only a preferred embodiment, but it is not limited thereto. As can be expected from the lower surface of the impedance matcher 110, as in the previous embodiment, the upper surface may be expected.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에 의해 다양한 변경이나 수정이 가능하며 그러한 변경이나 수정이 본 발명의 기술적사상을 기초로 하는 한 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 당연하다.In the above description of the preferred embodiment of the present invention, various changes or modifications can be made by those skilled in the art to which the present invention pertains, and the scope of the present invention as long as such changes or modifications are based on the technical spirit of the present invention. It is natural to belong.
본 발명에 따르면, RF전력이 플라즈마전극의 정중앙을 통해 대칭적으로 공급됨으로써, 서셉터 상면에서 대칭적인 RF전기장을 발생시키고 그 결과 대칭적인 플라즈마를 발생시킬 수 있게 된다.According to the present invention, the RF power is symmetrically supplied through the center of the plasma electrode, thereby generating a symmetrical RF electric field on the susceptor upper surface, and as a result, a symmetrical plasma.
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