KR20070048480A - Plasma treatment apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 플라즈마를 이용한 소정의 처리가 이루어지는 반응챔버와, 상기 플라즈마를 이용한 소정의 처리의 대상물이 장착되는 스테이지와, 상기 플라즈마를 유도하는 파워를 인가하는 전원 공급부와 조합되고 상기 반응챔버의 중앙부로부터 가장자리쪽으로 갈수록 점진적으로 간격이 줄어들도록 상기 반응챔버에 선형적으로 평행하고 이격 배치된 루프 형태의 안테나와, 상기 선형 안테나에 의해 유도되는 전기장의 방향과 교차하는 자기장을 발생시키는 복수개의 영구자석들을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 반응챔버 전체적으로 균일한 플라즈마 밀도를 구현할 수 있게 됨으로써, 플라즈마를 이용한 플라즈마 처리시 균일한 처리 결과를 얻을 수 있는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus, comprising: a reaction chamber in which a predetermined process using plasma is performed, a stage on which a target of a predetermined process using the plasma is mounted, and a power supply unit for applying power to induce the plasma. And a loop-shaped antenna linearly parallel to and spaced apart from the reaction chamber such that the gap gradually decreases toward the edge from the center of the reaction chamber, and generates a magnetic field crossing the direction of the electric field induced by the linear antenna. It characterized in that it comprises a plurality of permanent magnets. According to the present invention, it is possible to implement a uniform plasma density throughout the reaction chamber, there is an effect that can obtain a uniform treatment result in the plasma treatment using the plasma.

반도체, 평판 패널 디스플레이, 플라즈마 처리 장치, 유도 결합 플라즈마 Semiconductors, Flat Panel Displays, Plasma Processing Devices, Inductively Coupled Plasma

Description

플라즈마 처리 장치{PLASMA TREATMENT APPARATUS}Plasma Treatment Equipment {PLASMA TREATMENT APPARATUS}

도 1은 종래 기술에 따른 플라즈마 처리 장치를 도시한 부분 절개 사시도.1 is a partial cutaway perspective view of a plasma processing apparatus according to the prior art;

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 도시한 부분 절개 사시도.2 is a partial cutaway perspective view of a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서 선형 안테나의 변경례를 도시한 사시도.3 is a perspective view showing a modification of the linear antenna in the plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 도시한 부분 절개 사시도.4 is a partially cutaway perspective view showing a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 도시한 부분 절개 사시도.5 is a partial cutaway perspective view of a plasma processing apparatus according to a third embodiment of the present invention;

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

100,200,300; 플라즈마 처리 장치100,200,300; Plasma processing equipment

110,210,310; 반응챔버110,210,310; Reaction chamber

120,220,320; 스테이지120,220,320; stage

130,230,330; 선형 안테나130,230,330; Linear antenna

132,232,332; 선형 안테나 보호관132,232,332; Linear antenna sheath

140,240,340; 영구자석140,240,340; Permanent magnet

142,242,342; 영구자석 보호관142,242,342; Permanent Magnet Sheath

150,250,350; 프로브150,250,350; Probe

160,170,260,270,360,370; 전원 공급부160,170,260,270,360,370; Power supply

본 발명은 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 플라즈마 밀도를 개선시킬 수 있는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma processing apparatus, and more particularly, to a plasma processing apparatus capable of improving plasma density.

반도체 소자의 제조 공정 뿐만 아니라 대면적의 평판 패널 디스플레이(FPD) 장치의 제조 공정에서도 대면적에 걸친 균일한 플라즈마 형성은 매우 중요하다. 특히, 실리콘 웨이퍼의 대구경화와 더불어 평판 패널 디스플레이 기판도 대면적화되어 가고 있는 추세에 있어 더욱 그러하다. 예를 들어, 박막트랜지스터 액정디스플레이(TFT LCD)를 제조하기 위한 플라즈마 처리 공정에서는 높은 플라즈마 밀도가 요구되고 있다. 이러한 요구에 걸맞게 종래에는 나선형 안테나 구조 대신에 선형의 안테나가 루프 형태로 구비된 플라즈마 처리 장치가 제안된 바 있었다. Uniform plasma formation over a large area is very important not only in the manufacturing process of semiconductor devices but also in the manufacturing process of a large area flat panel display (FPD) device. In particular, in addition to the large diameter of silicon wafers, flat panel display substrates are also becoming larger in area. For example, a high plasma density is required in a plasma processing process for manufacturing a thin film transistor liquid crystal display (TFT LCD). In order to meet these demands, a plasma processing apparatus has been proposed in which a linear antenna is provided in a loop instead of a spiral antenna structure.

도 1은 종래의 루프 형태로 연결된 선형 안테나를 구비한 플라즈마 처리 장치를 도시한 부분 절개 사시도이다.1 is a partial cutaway perspective view showing a plasma processing apparatus having a linear antenna connected in a conventional loop form.

도 1을 참조하면, 종래의 플라즈마 처리 장치(10)에는 반응챔버(11)의 하부 바닥면에는 평판기판이 장착되는 스테이지(12)가 구비되고 반응챔버(11)의 상부에는 루프 형태로 연결된 선형 안테나(13)가 내장되어 있다. 스테이지(12)에는 바이 어스 파워가 인가되고, 선형 안테나(13)의 일단에는 고주파 소스 파워가 인가되고 타단은 접지된다. 그리고, 선형 안테나(13)의 하부에는 프로브(15)와 복수개의 영구자석(14)이 N극과 S극이 번갈아 가며 배치되어 있다. 선형 안테나(13)에 고주파를 인가하게 되면 선형 안테나(13)에 흐르는 전류에 의해 유도되는 전기장 방향과 영구자석(14)에 의해 유도되는 자기장 방향이 서로 직교하므로써 전자가 나선 운동을 하게 되고 이에 따라 플라즈마 밀도가 반응챔버(11)에 전체에 걸쳐 높아지는 것이다.Referring to FIG. 1, a conventional plasma processing apparatus 10 includes a stage 12 on which a flat substrate is mounted on a lower bottom surface of a reaction chamber 11, and a linear shape connected to a loop shape on an upper portion of the reaction chamber 11. The antenna 13 is built in. A bias power is applied to the stage 12, a high frequency source power is applied to one end of the linear antenna 13, and the other end is grounded. Further, the probe 15 and the plurality of permanent magnets 14 are alternately arranged at the lower portion of the linear antenna 13 with the N pole and the S pole. When a high frequency is applied to the linear antenna 13, the electric field direction induced by the current flowing through the linear antenna 13 and the magnetic field direction induced by the permanent magnet 14 are orthogonal to each other, so that the electrons move in a spiral motion. The plasma density is increased throughout the reaction chamber 11.

그러나, 종래의 플라즈마 처리 장치(10)에 있어서는 선형 안테나(13)의 굵기가 반응챔버(11) 전체에 걸쳐 균일하므로 반응챔버(11)의 중앙 지역에 비해 가장자리 지역의 플라즈마 밀도가 상대적으로 감소하게 된다. 이에 따라, 평판기판에 대한 플라즈마 처리, 가령 플라즈마 식각 처리를 진행하게 되면 평판기판 전체에 걸쳐 식각 균일성을 확보하기 어렵다는 문제점이 있었다.However, in the conventional plasma processing apparatus 10, since the thickness of the linear antenna 13 is uniform throughout the reaction chamber 11, the plasma density of the edge region is relatively reduced compared to the center region of the reaction chamber 11. do. Accordingly, there is a problem that it is difficult to secure the etching uniformity over the entire flat plate substrate when the plasma process, for example, the plasma etching process is performed on the flat plate substrate.

이에 본 발명은 상술한 종래 기술상의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 플라즈마 밀도를 균일하게 할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art, and an object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of making the plasma density uniform.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는 선형 안테나의 구조를 변경시켜 플라즈마 밀도의 균일성을 개선시키는 것을 특징으로 한다.Plasma processing apparatus according to the present invention for achieving the above object is characterized by improving the uniformity of the plasma density by changing the structure of the linear antenna.

상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 처리 장 치는, 플라즈마를 이용한 소정의 처리가 이루어지는 반응챔버와, 상기 플라즈마를 이용한 소정의 처리의 대상물이 장착되는 스테이지와, 상기 플라즈마를 유도하는 파워를 인가하는 전원 공급부와 조합되고 상기 반응챔버의 중앙부로부터 가장자리쪽으로 갈수록 점진적으로 간격이 줄어들도록 상기 반응챔버에 선형적으로 평행하고 이격 배치된 루프 형태의 안테나와, 상기 선형 안테나에 의해 유도되는 전기장의 방향과 교차하는 자기장을 발생시키는 복수개의 영구자석들을 포함하는 것을 특징으로 한다.The plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention capable of implementing the above-described features includes a reaction chamber in which a predetermined process using plasma is performed, a stage on which a target of a predetermined process using the plasma is mounted, and the plasma is mounted. A loop-shaped antenna linearly parallel to and spaced from the reaction chamber so as to be gradually combined with a power supply for applying inducing power and gradually spaced toward the edge from the center of the reaction chamber, and induced by the linear antenna. It characterized in that it comprises a plurality of permanent magnets for generating a magnetic field to cross the direction of the electric field.

본 제1 실시예에 있어서, 상기 안테나의 일단은 상기 전원 공급부가 조합되고, 상기 안테나의 타단은 접지된다. 또는, 상기 안테나의 중심부는 상기 전원 공급부가 조합되고, 상기 안테나의 양단은 접지된다.In the first embodiment, one end of the antenna is combined with the power supply, and the other end of the antenna is grounded. Alternatively, the power supply unit may be combined with a central portion of the antenna, and both ends of the antenna may be grounded.

본 제1 실시예에 있어서, 상기 영구자석들은 상기 안테나의 길이 방향을 따라 연장되고 N극과 S극이 번갈아가며 배치된다.In the first embodiment, the permanent magnets extend along the longitudinal direction of the antenna, and the N poles and the S poles are alternately arranged.

상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마를 이용한 소정의 처리가 이루어지는 반응챔버와, 상기 플라즈마를 이용한 소정의 처리의 대상물이 장착되는 스테이지와, 상기 플라즈마를 유도하는 파워를 인가하는 전원 공급부와 조합되고 상기 반응챔버의 중앙부로부터 가장자리쪽으로 갈수록 점진적으로 단면적이 줄어들도록 상기 반응챔버에 선형적으로 평행하고 동일한 간격으로 이격 배치된 루프 형태의 안테나와, 상기 선형 안테나에 의해 유도되는 전기장의 방향과 교차하는 자기장을 발생시키는 복수개의 영구자석들을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus, including a reaction chamber in which a predetermined process is performed using plasma, a stage on which a target of a predetermined process using the plasma is mounted, and the plasma An antenna having a loop shape in combination with a power supply for applying inducing power and arranged linearly parallel to the reaction chamber and spaced at equal intervals so that the cross-sectional area gradually decreases from the center portion of the reaction chamber toward the edge; It characterized in that it comprises a plurality of permanent magnets for generating a magnetic field to cross the direction of the electric field induced by.

본 제2 실시예에 있어서, 상기 안테나의 일단은 상기 전원 공급부가 조합되고, 상기 안테나의 타단은 접지된다. 또는, 상기 안테나의 중심부는 상기 전원 공급부가 조합되고, 상기 안테나의 양단은 접지된다.In this second embodiment, one end of the antenna is combined with the power supply, and the other end of the antenna is grounded. Alternatively, the power supply unit may be combined with a central portion of the antenna, and both ends of the antenna may be grounded.

본 제2 실시예에 있어서, 상기 영구자석들은 상기 안테나의 길이 방향을 따라 연장되고 N극과 S극이 번갈아가며 배치된다.In the second embodiment, the permanent magnets extend along the longitudinal direction of the antenna, and the N poles and the S poles are alternately arranged.

상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마를 이용한 소정의 처리가 이루어지는 반응챔버와, 상기 플라즈마를 이용한 소정의 처리의 대상물이 장착되는 스테이지와, 상기 플라즈마를 유도하는 파워를 인가하는 전원 공급부와 조합되고 상기 반응챔버의 중앙부로부터 가장자리쪽으로 갈수록 점진적으로 간격 및 단면적이 줄어들도록 상기 반응챔버에 선형적으로 배치된 루프 형태의 안테나와, 상기 선형 안테나에 의해 유도되는 전기장의 방향과 교차하는 자기장을 발생시키는 복수개의 영구자석들을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus including a reaction chamber in which a predetermined process using plasma is performed, a stage on which a target of a predetermined process using the plasma is mounted, and the plasma is provided. A loop-shaped antenna which is combined with a power supply for applying inducing power and linearly disposed in the reaction chamber so that the distance and cross-sectional area gradually decreases toward the edge from the center of the reaction chamber, and is induced by the linear antenna. It characterized in that it comprises a plurality of permanent magnets for generating a magnetic field intersecting the direction of the electric field.

본 제3 실시예에 있어서, 상기 안테나의 일단은 상기 전원 공급부가 조합되고, 상기 안테나의 타단은 접지된다. 또는, 상기 안테나의 중심부는 상기 전원 공급부가 조합되고, 상기 안테나의 양단은 접지된다.In this third embodiment, one end of the antenna is combined with the power supply, and the other end of the antenna is grounded. Alternatively, the power supply unit may be combined with a central portion of the antenna, and both ends of the antenna may be grounded.

본 제3 실시예에 있어서, 상기 영구자석들은 상기 안테나의 길이 방향을 따라 연장되고 N극과 S극이 번갈아가며 배치된다.In the third embodiment, the permanent magnets extend along the longitudinal direction of the antenna, and the N poles and the S poles are alternately arranged.

본 발명에 의하면, 반응챔버의 중앙부에서 가장자리쪽으로 갈수록 안테나의 간격이 작아지거나, 또는 안테나의 단면적이 작아지거나, 또는 안테나의 간격 및 단면적이 작아지도록 안테나를 배치시킨다. 이에 따라, 반응챔버 전체적으로 균일한 플라즈마 밀도를 구현할 수 있게 된다. According to the present invention, the antennas are arranged such that the distance between the antennas becomes smaller from the center of the reaction chamber toward the edges, or the cross-sectional area of the antenna is smaller, or the gap and cross-sectional area of the antenna are smaller. Accordingly, it is possible to realize a uniform plasma density throughout the reaction chamber.

이하에서 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a plasma processing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명과 종래 기술과 비교한 이점은 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명과 특허청구범위를 통하여 명백하게 될 것이다. 특히, 본 발명은 특허청구범위에서 잘 지적되고 명백하게 청구된다. 그러나, 본 발명은 첨부된 도면과 관련해서 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다.Advantages over the present invention and prior art will become apparent through the description and claims with reference to the accompanying drawings. In particular, the present invention is well pointed out and claimed in the claims. However, the present invention may be best understood by reference to the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings.

(제1 실시예)(First embodiment)

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 도시한 부분 절개 사시도이다.2 is a partial cutaway perspective view of a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 제1 실시예의 플라즈마 처리 장치(100)는 선형 유도 결합 플라즈마(ICP) 처리 장치의 일종으로서 특히 유리기판과 같은 대면적 평판기판에 대해 플라즈마 식각 처리와 같은 플라즈마 처리를 하기에 적합하다. 이 플라즈마 처리 장치(110)는 플라즈마 처리 공정이 진행되는 밀폐된 영역을 정의하는 반응챔버(110)를 가진다. 반응챔버(110)의 하부 바닥면에는 플라즈마 처리 공정 대상물인 평판기판이 장착되는 스테이지(120)를 구비한다. 스테이지(120)에는 전원 공급부(160)에 의해 고주파 바이어스 파워가 인가된다. 반응챔버(110)의 상부에는 가령 구리로 이루어진 선형 안테나(130)가 내장된다.Referring to FIG. 2, the plasma processing apparatus 100 according to the first embodiment is a type of linear inductively coupled plasma (ICP) processing apparatus. In particular, a plasma processing such as plasma etching may be performed on a large area flat substrate such as a glass substrate. Suitable for The plasma processing apparatus 110 has a reaction chamber 110 that defines an enclosed region in which the plasma processing process proceeds. The lower bottom surface of the reaction chamber 110 is provided with a stage 120 on which a flat substrate, which is a plasma processing target object, is mounted. The high frequency bias power is applied to the stage 120 by the power supply unit 160. The linear antenna 130 made of copper is embedded in the upper portion of the reaction chamber 110.

선형 안테나(130)는 반응챔버(110) 내측 영역에서는 직선형을 유지하지만 반응챔버(110) 외측 영역에서는 구부러져 있어 전체적으로 루프와 유사한 형태를 이룬다. 선형 안테나(130)의 일단에는 전원 공급부(170)와 연결되어 고주파 소오스 파워가 인가되고, 타단은 접지부와 같은 부재에 연결되어 접지된다. 선형 안테나(130)는 예를 들어 스퍼터링에 내성이 강한 석영으로 이루어진 관 형태의 안테나 보호관(132) 속에 삽입될 수 있다.The linear antenna 130 remains straight in the region inside the reaction chamber 110 but is bent in the region outside the reaction chamber 110 to form a loop-like shape as a whole. One end of the linear antenna 130 is connected to the power supply unit 170 and a high frequency source power is applied, and the other end is connected to a member such as a ground and grounded. The linear antenna 130 may be inserted into, for example, a tubular antenna protective tube 132 made of quartz, which is highly resistant to sputtering.

반응챔버(110)에는 선형 안테나(130)의 하측에 복수개의 영구자석들(140)이 선형 안테나(130)의 길이 방향으로 연장되어 배치된다. 서로 이웃한 영구자석들(140)은 서로 반대 극성, 즉 N극과 S극으로 배치된다. 영구자석(140)은 스퍼터링에 저항성이 큰 물질, 가령 석영으로 구성된 보호관(142)으로 둘러싸여 있을 수 있다. 그리고, 반응챔버(110)에는 플라즈마 밀도와 플라즈마 균일도 및 플라즈마 퍼텐셜과 같은 플라즈마 특성을 측정하기 위한 프로브(150)가 더 구비될 수 있다.In the reaction chamber 110, a plurality of permanent magnets 140 extend in the longitudinal direction of the linear antenna 130 under the linear antenna 130. Permanent magnets 140 adjacent to each other are arranged in opposite polarities, that is, N and S poles. The permanent magnet 140 may be surrounded by a protective tube 142 made of a material that is highly resistant to sputtering, for example, quartz. In addition, the reaction chamber 110 may further include a probe 150 for measuring plasma characteristics such as plasma density, plasma uniformity, and plasma potential.

서로 이웃하게 배치된 선형 안테나(130)는 반응챔버(110)의 외측에서 직렬 연결되어 있기 때문에 전류의 흐름 방향(화살표)은 서로 반대이다. 따라서, 서로 이웃하게 배치된 선형 안테나(130) 사이에서 유도되는 전기장의 방향은 선형 안테나들(130) 사이에서 위로 향하거나 아래로 향한다. 그리고, 영구자석들(140)은 N극과 S극이 서로 번갈아 배치되기 때문에 영구자석들(140) 사이에서 형성되는 자기장 방향은 전기장 방향과 직교한다. 따라서, 이들 자기장과 전기장 내에서는 전자가 나선 운동을 하게 되어 전자의 이동 경로가 증가되어 플라즈마의 밀도가 높아진다.Since the linear antennas 130 arranged next to each other are connected in series at the outside of the reaction chamber 110, the flow direction of the current (arrow) is opposite to each other. Accordingly, the direction of the electric field induced between the linear antennas 130 disposed adjacent to each other is directed upward or downward between the linear antennas 130. In addition, since the N poles and the S poles of the permanent magnets 140 are alternately disposed, the magnetic field direction formed between the permanent magnets 140 is orthogonal to the electric field direction. Therefore, in these magnetic and electric fields, electrons move in a spiral motion, thereby increasing the path of electron movement and increasing the density of plasma.

한편, 선형 안테나(130)는 수평적으로 소정의 간격을 두고 배치되는데, 반응 챔버(110)의 중앙부에서 가장자리쪽으로 갈수록 그 간격이 점진적으로 좁아지도록 배치된다. 즉, 반응챔버(110)의 중앙부쪽에서 서로 이웃하게 배치된 선형 안테나(130) 사이의 간격(d1)은 반응챔버(110)의 가장자리쪽에서 서로 이웃하게 배치된 선형 안테나(130) 사이의 간격(d2)에 비해 넓고, 반응챔버(110)의 중앙부와 가장자리 사이에 서로 이웃하게 배치된 선형 안테나(130) 사이의 간격(d2)은 중간 정도이다. 선형 안테나(130)의 간격이 좁아지게 되면 자기장 세기가 증가하게 되어 플라즈마 밀도는 커지게 된다. 즉, 선형 안테나(130) 사이의 간격과 플라즈마 밀도 간의 관계는 하기 수학식 1에서와 같이 반비례 관계이다. On the other hand, the linear antenna 130 is arranged horizontally at a predetermined interval, it is arranged so that the interval is gradually narrowed toward the edge from the center portion of the reaction chamber 110. That is, the distance d1 between the linear antennas 130 disposed adjacent to each other at the center of the reaction chamber 110 is the distance d2 between the linear antennas 130 disposed adjacent to each other at the edge of the reaction chamber 110. The distance d2 between the linear antennas 130 disposed adjacent to each other between the center and the edge of the reaction chamber 110 is about medium. As the distance between the linear antennas 130 becomes narrower, the magnetic field strength increases, thereby increasing the plasma density. That is, the relationship between the spacing between the linear antenna 130 and the plasma density is inversely proportional as shown in Equation 1 below.

Np ∝ d-1 N p ∝ d -1

여기서, Np 는 플라즈마 밀도이고, d 는 선형 안테나 사이의 간격이다.Where N p is the plasma density and d is the spacing between the linear antennas.

따라서, 플라즈마 밀도는 반응챔버(110)의 중앙부 영역에 비해 가장자리 영역에서 상대적으로 증가하게 된다. 이는 도 1에 도시된 종래의 반응챔버(11)의 가장자리 영역의 플라즈마 밀도가 중앙부 영역의 플라즈마 밀도에 비해 상대적으로 작은 것을 보상하므로, 반응챔버(110) 전체적으로는 플라즈마 밀도가 균일해진다.Therefore, the plasma density is relatively increased in the edge region compared to the central region of the reaction chamber 110. This compensates that the plasma density of the edge region of the conventional reaction chamber 11 shown in FIG. 1 is relatively small compared to the plasma density of the central region, so that the plasma density is uniform throughout the reaction chamber 110.

도 3은 본 발명의 제1 실시예의 플라즈마 처리 장치에 있어서 선형 안테나 구조의 변경례를 도시한 사시도이다.3 is a perspective view showing a modification of the linear antenna structure in the plasma processing apparatus of the first embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 선형 안테나(130a)에 고주파 소스 파워를 인가하는 전원 공급부(170a)를 선형 안테나(130a)의 중앙부에 연결하고 선형 안테나(130a)의 양단 을 접지부(180a)로써 접지시키는 구조로 형성할 수 있다. 고주파 소스 파워를 선형 안테나(130a)의 중앙부에 설치하게 되면, 선형 안테나(130a)의 일단으로 고주파 소스 파워를 인가하는 것에 비해 선형 안테나(130a)의 중심부를 기준으로 좌우 양단을 향해 균일한 파워를 인가시킬 수 있게 된다.Referring to FIG. 3, a power supply unit 170a for applying a high frequency source power to the linear antenna 130a is connected to a central portion of the linear antenna 130a, and both ends of the linear antenna 130a are grounded with a ground unit 180a. It can be formed into a structure. When the high frequency source power is installed at the center of the linear antenna 130a, a uniform power is applied toward both left and right ends with respect to the center of the linear antenna 130a as compared with applying the high frequency source power to one end of the linear antenna 130a. It can be applied.

(제2 실시예)(2nd Example)

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 도시한 부분 절개 사시도이다. 도 4에 도시된 플라즈마 처리 장치는 도 2에 도시된 플라즈마 처리 장치와 대동소이하므로 이하에선 상위점에 대해서 상세히 설명하도록 하고 동일한 점에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.4 is a partially cutaway perspective view showing a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention. Since the plasma processing apparatus shown in FIG. 4 is substantially the same as the plasma processing apparatus shown in FIG. 2, the differences will be described in detail below, and detailed descriptions for the same points will be omitted.

도 4를 참조하면, 본 제2 실시예의 플라즈마 처리 장치(200)에 있어서 선형 안테나(230)는 동일한 간격으로 반응챔버(210) 내에 내장 설치되지만, 선형 안테나(230)의 단면적은 반응챔버(210) 내에서의 배치 위치에 따라 다르게 설정되어 있다. 구체적으로, 반응챔버(210)의 중앙부에서 가장자리쪽으로 갈수록 선형 안테나(230)의 단면적은 점진적으로 작아진다. 즉, 반응챔버(210)의 중앙부쪽에 배치된 선형 안테나(230)의 단면적은 상대적으로 가장 크고 반응챔버(210)의 가장자리쪽에 배치된 선형 안테나(230)의 단면적은 가장 작으며, 반응챔버(210)의 중앙부와 가장자리 사이에 배치된 선형 안테나(230)의 단면적은 중간 정도이다.Referring to FIG. 4, in the plasma processing apparatus 200 according to the second embodiment, the linear antenna 230 is installed in the reaction chamber 210 at equal intervals, but the cross-sectional area of the linear antenna 230 is the reaction chamber 210. It is set differently according to the arrangement position in the inside. Specifically, the cross-sectional area of the linear antenna 230 gradually decreases toward the edge from the center portion of the reaction chamber 210. That is, the cross-sectional area of the linear antenna 230 disposed at the center of the reaction chamber 210 is the largest and the cross-sectional area of the linear antenna 230 disposed at the edge of the reaction chamber 210 is the smallest, and the reaction chamber 210 is the smallest. The cross-sectional area of the linear antenna 230 disposed between the center and the edge of the c) is about medium.

선형 안테나(230)의 단면적이 작아지게 되면 리액턴스는 작아져 플라즈마 밀도는 커지게 된다. 다시 말하면, 선형 안테나(230)의 단면적과 플라즈마 밀도 간의 관계는 하기 수학식 2에서 보는 바와 같이 반비례 관계이다.As the cross-sectional area of the linear antenna 230 becomes smaller, the reactance becomes smaller and the plasma density becomes larger. In other words, the relationship between the cross-sectional area and the plasma density of the linear antenna 230 is an inverse relationship as shown in Equation 2 below.

Np ∝ D-1 N p ∝ D -1

여기서, Np 는 플라즈마 밀도이고, D 는 선형 안테나 사이의 간격이다.Where N p is the plasma density and D is the spacing between the linear antennas.

따라서, 플라즈마 밀도는 반응챔버(210)의 중앙부 영역에 비해 가장자리 영역에서 상대적으로 증가하게 된다. 이는 반응챔버(210)의 가장자리 영역의 플라즈마 밀도가 중앙부 영역의 플라즈마 밀도에 비해 상대적으로 작은 것을 보상하므로, 반응챔버(210) 전체적으로는 플라즈마 밀도가 균일해진다.Therefore, the plasma density is relatively increased in the edge region compared to the central region of the reaction chamber 210. This compensates that the plasma density of the edge region of the reaction chamber 210 is relatively smaller than the plasma density of the central region, so that the plasma density is uniform throughout the reaction chamber 210.

한편, 본 제2 실시예에 있어서도, 도 3에서와 같이, 전원 공급부(270)를 선형 안테나(230)의 중앙부와 연결시켜 고주파 소스 파워를 선형 안테나(230)의 중앙부로 인가할 수 있게 선형 안테나(230)의 구조를 변경시킬 수 있다. 고주파 소스 파워를 선형 안테나(230)의 중심부로 인가하게 되면 선형 안테나(230)의 좌우 양단은 균일한 파워를 느끼게 된다.Meanwhile, also in the second embodiment, as shown in FIG. 3, the linear power supply 270 is connected to the center of the linear antenna 230 so that the high frequency source power can be applied to the center of the linear antenna 230. The structure of 230 may be changed. When high frequency source power is applied to the center of the linear antenna 230, both ends of the linear antenna 230 may feel uniform power.

(제3 실시예)(Third Embodiment)

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 도시한 부분 절개 사시도이다. 도 5에 도시된 플라즈마 처리 장치는 도 2에 도시된 플라즈마 처리 장치와 대동소이하므로 이하에선 상위점에 대해서 상세히 설명하도록 하고 동일한 점에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.5 is a partial cutaway perspective view of a plasma processing apparatus according to a third embodiment of the present invention. Since the plasma processing apparatus shown in FIG. 5 is roughly the same as the plasma processing apparatus shown in FIG. 2, the differences will be described in detail below, and detailed descriptions for the same points will be omitted.

도 5를 참조하면, 본 제3 실시예의 플라즈마 처리 장치(300)에 있어서 선형 안테나(330)는 반응챔버(310)의 중앙부에서 가장자리쪽으로 갈수록 그 간격과 단면적이 점진적으로 작아지도록 배치된다. 반응챔버(310)의 중앙부에서 가장자리쪽으로 갈수록 선형 안테나(330)의 간격(d)과 단면적(D)이 점진적으로 작아지게 되면 상술한 수학식 1 및 2에 기재된 관계에 따라 반응챔버(310) 전체적으로 플라즈마 밀도가 균일해진다. Referring to FIG. 5, in the plasma processing apparatus 300 according to the third embodiment, the linear antenna 330 is disposed such that its spacing and cross-sectional area gradually decrease from the central portion of the reaction chamber 310 toward the edge. When the distance d and the cross-sectional area D of the linear antenna 330 gradually decrease from the center of the reaction chamber 310 toward the edge, the reaction chamber 310 as a whole according to the relationship described in Equations 1 and 2 described above. The plasma density becomes uniform.

한편, 제3 실시에에 있어서도, 도 3에서와 같이, 전원 공급부(370)를 선형 안테나(330)의 중앙부와 연결시켜 고주파 소스 파워를 선형 안테나(330)의 중앙부로 인가할 수 있게 선형 안테나(330)의 구조를 변경시킬 수 있다.Meanwhile, also in the third embodiment, as shown in FIG. 3, the linear power supply 370 is connected to the center of the linear antenna 330 so that high frequency source power can be applied to the center of the linear antenna 330. The structure of 330 can be changed.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description illustrates the present invention. In addition, the foregoing description merely shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. And, it is possible to change or modify within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, the scope equivalent to the written description, and / or the skill or knowledge in the art. The above-described embodiments are for explaining the best state in carrying out the present invention, the use of other inventions such as the present invention in other state known in the art, and the specific fields of application and uses of the present invention. Various changes are also possible. Accordingly, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed to include other embodiments.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 반응챔버의 중앙부에서 가장자리쪽으로 갈수록 안테나의 간격이 작아지거나, 또는 안테나의 단면적이 작아지거나, 또는 안테나의 간격 및 단면적이 작아지도록 안테나의 구조를 변경시킴으로써 반응챔버 전체적으로 균일한 플라즈마 밀도를 구현할 수 있게 된다. 따라서, 플라즈마를 이용한 플라즈마 처리시 균일한 처리 결과를 얻을 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, according to the present invention, by changing the structure of the antenna such that the distance between the antenna is smaller toward the edge from the center of the reaction chamber, or the cross-sectional area of the antenna is smaller, or the spacing and cross-sectional area of the antenna is smaller. It is possible to realize a uniform plasma density throughout the reaction chamber. Therefore, there is an effect of obtaining a uniform treatment result in the plasma treatment using the plasma.

Claims (12)

플라즈마를 이용한 소정의 처리가 이루어지는 반응챔버;A reaction chamber in which a predetermined treatment using plasma is performed; 상기 플라즈마를 이용한 소정의 처리의 대상물이 장착되는 스테이지;A stage on which an object of a predetermined process using the plasma is mounted; 상기 플라즈마를 유도하는 파워를 인가하는 전원 공급부와 조합되고, 상기 반응챔버의 중앙부로부터 가장자리쪽으로 갈수록 점진적으로 간격이 줄어들도록 상기 반응챔버에 선형적으로 평행하고 이격 배치된 루프 형태의 안테나; 및A loop-type antenna, which is combined with a power supply for applying power for inducing the plasma, and is linearly parallel to and spaced apart from the reaction chamber so that the interval gradually decreases toward the edge from the center of the reaction chamber; And 상기 선형 안테나에 의해 유도되는 전기장의 방향과 교차하는 자기장을 발생시키는 복수개의 영구자석들;A plurality of permanent magnets generating a magnetic field that crosses the direction of the electric field induced by the linear antenna; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.Plasma processing apparatus comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 안테나의 일단은 상기 전원 공급부가 조합되고, 상기 안테나의 타단은 접지된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.One end of the antenna is combined with the power supply unit, and the other end of the antenna is grounded. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 안테나의 중심부는 상기 전원 공급부가 조합되고, 상기 안테나의 양단은 접지된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The center of the antenna is a combination of the power supply unit, characterized in that both ends of the antenna is grounded plasma processing apparatus. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 영구자석들은 상기 안테나의 길이 방향을 따라 연장되고 N극과 S극이 번갈아가며 배치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The permanent magnets extend along the longitudinal direction of the antenna, characterized in that the N pole and the S pole are arranged alternately. 플라즈마를 이용한 소정의 처리가 이루어지는 반응챔버;A reaction chamber in which a predetermined treatment using plasma is performed; 상기 플라즈마를 이용한 소정의 처리의 대상물이 장착되는 스테이지;A stage on which an object of a predetermined process using the plasma is mounted; 상기 플라즈마를 유도하는 파워를 인가하는 전원 공급부와 조합되고, 상기 반응챔버의 중앙부로부터 가장자리쪽으로 갈수록 점진적으로 단면적이 줄어들도록 상기 반응챔버에 선형적으로 평행하고 동일한 간격으로 이격 배치된 루프 형태의 안테나; 및A loop-type antenna, which is combined with a power supply for applying power for inducing the plasma, and is linearly parallel to the reaction chamber and spaced at equal intervals so that the cross-sectional area gradually decreases toward the edge from the center of the reaction chamber; And 상기 선형 안테나에 의해 유도되는 전기장의 방향과 교차하는 자기장을 발생시키는 복수개의 영구자석들;A plurality of permanent magnets generating a magnetic field that crosses the direction of the electric field induced by the linear antenna; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.Plasma processing apparatus comprising a. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 안테나의 일단은 상기 전원 공급부가 조합되고, 상기 안테나의 타단은 접지된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.One end of the antenna is combined with the power supply unit, and the other end of the antenna is grounded. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 안테나의 중심부는 상기 전원 공급부가 조합되고, 상기 안테나의 양단은 접지된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The center of the antenna is a combination of the power supply unit, characterized in that both ends of the antenna is grounded plasma processing apparatus. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 영구자석들은 상기 안테나의 길이 방향을 따라 연장되고 N극과 S극이 번갈아가며 배치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The permanent magnets extend along the longitudinal direction of the antenna, characterized in that the N pole and the S pole are arranged alternately. 플라즈마를 이용한 소정의 처리가 이루어지는 반응챔버;A reaction chamber in which a predetermined treatment using plasma is performed; 상기 플라즈마를 이용한 소정의 처리의 대상물이 장착되는 스테이지;A stage on which an object of a predetermined process using the plasma is mounted; 상기 플라즈마를 유도하는 파워를 인가하는 전원 공급부와 조합되고, 상기 반응챔버의 중앙부로부터 가장자리쪽으로 갈수록 점진적으로 간격 및 단면적이 줄어들도록 상기 반응챔버에 선형적으로 배치된 루프 형태의 안테나; 및An antenna having a loop shape which is combined with a power supply for applying power for inducing the plasma and linearly disposed in the reaction chamber such that the distance and cross-sectional area gradually decrease from the center portion of the reaction chamber toward the edge; And 상기 선형 안테나에 의해 유도되는 전기장의 방향과 교차하는 자기장을 발생시키는 복수개의 영구자석들;A plurality of permanent magnets generating a magnetic field that crosses the direction of the electric field induced by the linear antenna; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.Plasma processing apparatus comprising a. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 안테나의 일단은 상기 전원 공급부가 조합되고, 상기 안테나의 타단은 접지된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.One end of the antenna is combined with the power supply unit, and the other end of the antenna is grounded. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 안테나의 중심부는 상기 전원 공급부가 조합되고, 상기 안테나의 양단 은 접지된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The center of the antenna is a combination of the power supply unit, characterized in that the both ends of the antenna is grounded plasma processing apparatus. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 영구자석들은 상기 안테나의 길이 방향을 따라 연장되고 N극과 S극이 번갈아가며 배치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The permanent magnets extend along the longitudinal direction of the antenna, characterized in that the N pole and the S pole are arranged alternately.
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