KR20070061988A - Plasma generator having ferrite core with multi-frequency induction coil and plasma process apparatus having the same - Google Patents

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Abstract

A plasma generator having a ferrite core having a multi-frequency induction coil and a plasma processing apparatus having the same are provided to prevent a substrate from being damaged by the impact of an ion particle of high energy by lowering the energy of first and second induction electromotive forces which are transferred to an external discharge tube. A plasma generator having a ferrite core having a multi-frequency induction coil includes a first power supply source(40), a second power supply source(42), a plasma discharge tube(20), a ferrite core(30), a first induction coil(31), and a second induction coil(33). The first power supply source(40) has a first frequency. The second power supply source(42) has a second frequency. The ferrite core(30) is installed on the plasma discharge tube(20). The first induction coil(31) is wound around the ferrite core(30), and is connected to the first power supply source(40). The second induction coil(33) is wound around the ferrite core(30), and is connected to the second power supply source(42). The ferrite core(32) has a multi frequency induction coil which generates a plasma to the plasma discharge tube(20) by a second induction electromotive force generated from the second induction coil(33) by the first induction electromotive force and the second frequency generated from the first induction coil(31) by the second frequency.

Description

다중 주파수 유도 코일을 갖는 페라이트 코어를 구비한 플라즈마 발생기 및 이를 구비한 플라즈마 처리 장치{PLASMA GENERATOR HAVING FERRITE CORE WITH MULTI-FREQUENCY INDUCTION COIL AND PLASMA PROCESS APPARATUS HAVING THE SAME}Plasma generator having a ferrite core having a multi-frequency induction coil, and a plasma processing apparatus having the same.

본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.In order to more fully understand the drawings used in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 발생기 및 프로세스 챔버를 보여주는 도면이다. 그리고1 shows a plasma generator and a process chamber in accordance with a preferred embodiment of the present invention. And

도 2 내지 도 4는 페라이트 코어에 권선되는 유도 코일의 다양한 권선 방법을 보여주는 도면이다.2 to 4 illustrate various winding methods of an induction coil wound around a ferrite core.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10: 프로세스 챔버 11: 서셉터10: process chamber 11: susceptor

12: 기판 20: 외부 방전관12: substrate 20: external discharge tube

30, 32: 페라이트 코어 31, 33: 유도 코일30, 32: ferrite cores 31, 33: induction coil

본 발명은 플라즈마 발생기 및 이를 구비하는 플라즈마 처리 장치에 관한 것 으로, 구체적으로는 다중 주파수 유도 코일을 갖는 페라이트 코어를 구비한 플라즈마 발생기 및 이를 구비하는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma generator and a plasma processing apparatus having the same, and more particularly, to a plasma generator having a ferrite core having a multi-frequency induction coil and a plasma processing apparatus having the same.

플라즈마는 기체의 이온화 상태로 정의된다. 플라즈마는 전하 분리도가 상당히 높으면서도 전체적으로는 음과 양의 전하수가 같아 중성을 띠는 기체이다. 플라즈마는 반도체 제조시 다양한 공정에 사용되고 있는데, 예를 들어 식각, 증착, 아싱, 챔버 크리닝 등 다양하다.Plasma is defined as the ionization state of a gas. Plasma is a neutral gas with a high degree of charge separation and a positive number of charges. Plasma is used in various processes in semiconductor manufacturing, for example, etching, deposition, ashing, chamber cleaning, and the like.

유도 결합 플라즈마는 고주파의 자기계 성분이 전자 운동에 영향을 미치고, 시간 변화하는 자기계 성분에 의한 유도전기계에 의해 전자의 가속이 이루어진다. 유도 결합 플라즈마는 1Pa 이하의 낮은 가스 압력으로도 고밀도 플라즈마 발생된다. 그리고 고주파인가와 서셉터의 바이어스의 인가를 독립적으로 하여 이온 조사를 제어함으로서 막의 종류에 따라 양질의 막을 형성할 수 있다.In inductively coupled plasma, high-frequency magnetic field components affect electron movement, and electrons are accelerated by an induction electric machine by a time-varying magnetic field component. Inductively coupled plasma generates high density plasma even at low gas pressures of 1 Pa or less. By controlling the ion irradiation by applying high frequency and susceptor bias independently, it is possible to form a high quality film according to the type of the film.

한편, 웨이퍼나 LCD 기판 등의 기판 사이즈가 증가함에 따라 이들을 처리하기 위한 플라즈마 발생기가 요구되고 있다. 요구되는 플라즈마 발생기는 넓은 볼륨의 플라즈마를 발생하면서도 넓은 기판 위에 균일한 고밀도의 플라즈마를 발생할 수 있어야 한다.On the other hand, as substrate sizes such as wafers and LCD substrates increase, a plasma generator for processing them is required. The required plasma generator must be able to generate a uniform volume of plasma over a wide substrate while generating a large volume of plasma.

넓은 볼륨의 고밀도 플라즈마를 얻기 위해서는 높은 에너지를 방전관에 전달해야 하는데 이러한 경우 큰 에너지를 갖는 이온 입자의 충돌에 의해 기판이 손상되는 문제점이 발생 될 수 있다. 또한 전자 온도(전자 에너지 분포)의 불균일에 의한 기판 처리의 균일성이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다.In order to obtain a wide volume of high density plasma, high energy must be delivered to the discharge tube. In this case, the substrate may be damaged by the collision of ion particles having a large energy. In addition, a problem may occur in that the uniformity of the substrate processing due to the nonuniformity of the electron temperature (electron energy distribution) is reduced.

따라서 본 발명은 넓은 볼륨의 플라즈마를 발생하면서도 플라즈마의 밀도와 이온 에너지의 제어 및 전자온도(전자 에너지 분포)를 균일하게 제어할 수 있는 플라즈마 발생기를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a plasma generator capable of controlling plasma density and ion energy and controlling electron temperature (electron energy distribution) uniformly while generating plasma of a large volume.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 다중 주파수 유도 코일을 갖는 페라이트 코어를 구비한 플라즈마 발생기에 관한 것이다. 본 발명의 플라즈마 발생기는: 제1 주파수를 갖는 제1 전원 공급원; 제2 주파수를 갖는 제2 전원 공급원; 플라즈마 방전관; 플라즈마 방전관에 장착되는 페라이트 코어; 페라이트 코어에 권선되고 제1 전원 공급원에 연결되는 제1 유도 코일; 및 페라이트 코어에 권선되고 제2 전원 공급원에 연결되는 제2 유도 코일을 포함하여, 제1 주파수에 의해 제1 유도 코일로부터 발생되는 제1 유도 기전력과 제2 주파수에 의해 제2 유도 코일로부터 발생되는 제2 유도 기전력에 의해 상기 플라즈마 방전관으로 플라즈마가 발생된다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem relates to a plasma generator having a ferrite core having a multi-frequency induction coil. The plasma generator of the present invention comprises: a first power source having a first frequency; A second power supply having a second frequency; Plasma discharge tube; A ferrite core mounted to the plasma discharge tube; A first induction coil wound around the ferrite core and connected to the first power source; And a second induction coil wound around the ferrite core and connected to a second power source, the first induction electromotive force generated from the first induction coil by the first frequency and the second induction coil generated by the second induction coil by the second frequency. The plasma is generated in the plasma discharge tube by the second induced electromotive force.

바람직하게는, 제1 전원 공급원과 제1 유도 코일 사이에 연결되는 제1 임피던스 정합기; 및 제2 전원 공급원과 제2 유도 코일 사이에 연결되는 제2 임피던스 정합기를 포함한다.Preferably, a first impedance matcher coupled between the first power supply and the first induction coil; And a second impedance matcher coupled between the second power source and the second induction coil.

바람직하게는, 제1 주파수는 제2 주파수 보다 상대적으로 낮은 주파수를 갖는다.Preferably, the first frequency has a frequency lower than the second frequency.

바람직하게는, 제1 주파수는 50KHz 이상 3MHz 이하이고, 제2 주파수는 10Mhz 이상 100Mhz 이하이다.Preferably, the first frequency is 50KHz or more and 3MHz or less, and the second frequency is 10Mhz or more and 100Mhz or less.

바람직하게는, 페라이트 코어는 두 개 이상으로 구성되며, 제1 유도 코일과 제2 유도 코일은 서로 다른 페라이트 코어에 권선된다.Preferably, the ferrite core is composed of two or more, and the first induction coil and the second induction coil are wound on different ferrite cores.

바람직하게는, 페라이트 코어는 두 개 이상으로 구성되며, 제1 유도 코일과 제2 유도 코일은 서로 분리된 두 개 이상의 페라이트 코어에 모두 권선된다.Preferably, the ferrite core is composed of two or more, and the first induction coil and the second induction coil are all wound on two or more ferrite cores separated from each other.

본 발명의 다른 일면은 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 플라즈마 처리 장치는: 내부에 기판이 놓이는 서셉터가 마련되고, 상부면에 적어도 두 개의 홀이 형성된 프로세스 챔버; 프로세스 챔버 상부의 두 개의 홀에 연결되는 양단이 외부 방전관; 제1 주파수를 갖는 제1 전원 공급원; 제2 주파수를 갖는 제2 전원 공급원; 서셉터로 바이어스 전원을 공급하기 위한 제3 전원 공급원; 외부 방전관에 장착되는 페라이트 코어; 페라이트 코어에 권선되고 제1 전원 공급원에 연결되는 제1 유도 코일; 및 페라이트 코어에 권선되고 제2 전원 공급원에 연결되는 제2 유도 코일을 포함하여, 제1 주파수에 의해 제1 유도 코일로부터 발생되는 제1 유도 기전력과 제2 주파수에 의해 제2 유도 코일로부터 발생되는 제2 유도 기전력에 의해 외부 방전관과 프로세스 챔버로 플라즈마가 발생된다.Another aspect of the invention relates to a plasma processing apparatus. The plasma processing apparatus of the present invention includes: a process chamber having a susceptor on which a substrate is placed, and having at least two holes formed in an upper surface thereof; An external discharge tube at both ends connected to two holes at the top of the process chamber; A first power supply having a first frequency; A second power supply having a second frequency; A third power supply for supplying bias power to the susceptor; A ferrite core mounted to an external discharge tube; A first induction coil wound around the ferrite core and connected to the first power source; And a second induction coil wound around the ferrite core and connected to a second power source, the first induction electromotive force generated from the first induction coil by the first frequency and the second induction coil generated by the second induction coil by the second frequency. The plasma is generated in the external discharge tube and the process chamber by the second induced electromotive force.

바람직하게는, 제1 전원 공급원과 제1 유도 코일 사이에 연결되는 제1 임피던스 정합기; 제2 전원 공급원과 제2 유도 코일 사이에 연결되는 제2 임피던스 정합기; 및 제3 전원 공급원과 서셉터 사이에 연결되는 제3 임피던스 정합기를 포함한다.Preferably, a first impedance matcher coupled between the first power supply and the first induction coil; A second impedance matcher coupled between the second power source and the second induction coil; And a third impedance matcher coupled between the third power source and the susceptor.

바람직하게는, 제1 주파수는 제2 주파수 보다 상대적으로 낮은 주파수를 갖는다.Preferably, the first frequency has a frequency lower than the second frequency.

바람직하게는, 제1 주파수는 50KHz 이상 3MHz 이하이고, 제2 주파수는 10Mhz 이상 100Mhz 이하이다.Preferably, the first frequency is 50KHz or more and 3MHz or less, and the second frequency is 10Mhz or more and 100Mhz or less.

바람직하게는, 페라이트 코어는 두 개 이상으로 구성되며, 제1 유도 코일과 제2 유도 코일은 서로 다른 페라이트 코어에 권선된다.Preferably, the ferrite core is composed of two or more, and the first induction coil and the second induction coil are wound on different ferrite cores.

바람직하게는, 페라이트 코어는 두 개 이상으로 구성되며, 제1 유도 코일과 제2 유도 코일은 서로 분리된 두 개 이상의 페라이트 코어에 모두 권선되는 다중 주파수 유도 코일을 갖는 페라이트 코어를 구비한다.Preferably, the ferrite core is composed of two or more, and the first induction coil and the second induction coil have a ferrite core having a multi-frequency induction coil all wound on two or more ferrite cores separated from each other.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의하여야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.DETAILED DESCRIPTION In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the embodiments of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings. In understanding the drawings, it should be noted that like parts are intended to be represented by the same reference numerals as much as possible. And detailed description of known functions and configurations that are determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention is omitted.

(실시예)(Example)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 다중 주파수 유도 코일을 갖는 페라이트 코어를 구비한 플라즈마 발생기 및 이를 구비한 플라즈마 처리 장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings illustrating a preferred embodiment of the present invention, a plasma generator having a ferrite core having a multi-frequency induction coil of the present invention and a plasma processing apparatus having the same will be described in detail.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 발생기 및 프로세스 챔버를 보여주는 도면이다.1 shows a plasma generator and a process chamber in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여, 프로세스 챔버(10)는 내부에 기판이 놓이는 서셉터(11)가 마련되고, 상부면에 적어도 두 개의 홀(13, 14)이 형성된다. 프로세스 챔버(10)의 상부에는 플라즈마 방전을 위한 C 형상의 외부 방전관(20)이 연결된다. 외부 방전관(20)의 양단(21, 22)은 프로세스 챔버(10) 상부의 두 개의 홀(13, 14)에 연결된다. 외부 방전관의 주간 상부에는 가스 입구(23)가 연결된다. 가스 입구(23)는 공정 가스 공급원(미도시)에 연결된다.Referring to FIG. 1, the process chamber 10 is provided with a susceptor 11 on which a substrate is placed, and at least two holes 13 and 14 are formed in an upper surface thereof. The C-shaped external discharge tube 20 for plasma discharge is connected to the upper portion of the process chamber 10. Both ends 21 and 22 of the external discharge tube 20 are connected to two holes 13 and 14 in the upper portion of the process chamber 10. The gas inlet 23 is connected to the daytime upper portion of the outer discharge tube. The gas inlet 23 is connected to a process gas source (not shown).

외부 방전관(20)에는 가스 입구(23)를 중심으로 양편으로 대칭되도록 제1 및 제2 페라이트 코어(30, 32)가 장착된다. 제1 및 제2 페라이트 코어(30, 32)는 하나 이상의 링 형상의 페라이트 코어로 구성된다. 제1 페라이트 코어(30)에는 제1 주파수(f1)를 갖는 제1 전원 공급원(40)에 연결되는 제1 유도 코일(31)이 연결된다. 제2 페라이트 코어(32)에는 제1 주파수(f2)를 갖는 제2 전원 공급원(42)에 연결되는 제2 유도 코일(33)이 연결된다. 서셉터(11)는 바이어스 전원을 공급하기 위한 제3 전원 공급원(44)에 연결된다.The first and second ferrite cores 30 and 32 are mounted to the external discharge tube 20 so as to be symmetrically on both sides of the gas inlet 23. The first and second ferrite cores 30, 32 consist of one or more ring shaped ferrite cores. The first ferrite core 30 is connected to a first induction coil 31 connected to the first power source 40 having the first frequency f1. The second ferrite core 32 is connected to a second induction coil 33 which is connected to a second power source 42 having a first frequency f2. The susceptor 11 is connected to a third power supply 44 for supplying bias power.

제1 전원 공급원(40)과 제1 유도 코일(31) 사이에는 제1 임피던스 정합기(41)가 연결된다. 제2 전원 공급원(42)과 제2 유도 코일(33) 사이에는 제2 임피던스 정합기(43)가 연결된다. 제3 전원 공급원(44)과 서셉터(11) 사이에는 제3 임피던스 정합기(45)가 연결된다.A first impedance matcher 41 is connected between the first power source 40 and the first induction coil 31. A second impedance matcher 43 is connected between the second power source 42 and the second induction coil 33. A third impedance matcher 45 is connected between the third power supply 44 and the susceptor 11.

가스 입구(23)를 통해 입력되는 공정 가스는 외부 방전관(20)의 양편으로 나뉘어 프로세스 챔버(10)로 흐르게 된다. 이때, 제1 및 제2 전원 공급원(40, 42)으로부터 제1 및 제2 유도 코일(31, 33)로 제1 및 제 주파수(f1, f2)의 전원이 공급되면 외부 방전관(20)과 프로세스 챔버(10)의 내부로 제1 및 제2 유도 기전력이 전 달되어 플라즈마 방전이 이루어진다. 그리고 서셉터(11)로 입력되는 바이어스르 조절하여 이온 조사를 제어한다.The process gas input through the gas inlet 23 is divided into both sides of the external discharge tube 20 and flows into the process chamber 10. At this time, when the power of the first and the second frequency (f1, f2) is supplied from the first and second power source (40, 42) to the first and second induction coil (31, 33), the process with the external discharge tube 20 The first and second induced electromotive force is transferred to the inside of the chamber 10 to perform plasma discharge. And the ion irradiation is controlled by adjusting the bias input to the susceptor (11).

제1 주파수(f1)는 제2 주파수(f2) 보다 상대적으로 낮은 주파수를 갖는다. 바람직하게, 제1 주파수는 50KHz 이상 3MHz 이하이고, 제2 주파수(f2)는 10Mhz 이상 100Mhz 이하이다. 그럼으로 제2 주파수(f2)에 의한 제2 유도 기전력에 의해 플라즈마 방전이 이루어지고, 제1 주파수(f1)에 의한 유도 기전력에 의해서 플라즈마 분행능을 향상시킬 수 있다. 또한, 넓은 볼륨의 플라즈마에서 전체적인 전자 온도(전자 에너지 분포)를 균일하게 조절할 수 있다. 그리고 외부 방전관(20)으로 전달되는 제1 및 제2 유도 기전력의 에너지를 너무 높지 않게 할 수 있음으로 고에너지의 이온 입자의 충돌에 의해 기판이 손상되는 것을 방지할 수 있디.The first frequency f1 has a frequency relatively lower than the second frequency f2. Preferably, the first frequency is 50KHz or more and 3MHz or less, and the second frequency f2 is 10Mhz or more and 100Mhz or less. Therefore, plasma discharge is performed by the second induced electromotive force at the second frequency f2, and plasma parsing performance can be improved by the induced electromotive force at the first frequency f1. In addition, it is possible to uniformly adjust the overall electron temperature (electron energy distribution) in a wide volume of plasma. In addition, since the energy of the first and second induced electromotive force delivered to the external discharge tube 20 may not be too high, the substrate may be prevented from being damaged by the collision of high energy ion particles.

도 2 내지 도 4는 페라이트 코어에 권선되는 유도 코일의 다양한 권선 방법을 보여주는 도면이다.2 to 4 illustrate various winding methods of an induction coil wound around a ferrite core.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 페라이트 코어(30a, 30b, 30c)에는 각기 독립적으로 제1 유도 코일(31a, 31b, 31c)이 권선된다. 그리고 제2 페라이트 코어(32a, 32b, 32c)에도 각기 독립적으로 제2 유도 코일(33a, 33b, 33c)이 권선된다.As shown in FIG. 2, the first ferrite cores 30a, 30b, and 30c are independently wound with the first induction coils 31a, 31b, and 31c, respectively. In addition, the second induction coils 33a, 33b, and 33c are wound around the second ferrite cores 32a, 32b, and 32c, respectively.

제1 유도 코일(31a, 31b, 31c)은 제1 전원 공급원(40)에 직렬로 연결되며, 제2 유도 코일(33a, 33b, 33c)은 제2 전원 공급원(42)에 직렬로 연결된다. 제1 및 제2 유도 코일(31a, 31b, 31c)(33a, 33b, 33c)은 제1 및 제2 전원 공급원(40, 42)에 병렬로 연결될 수도 있다.The first induction coils 31a, 31b, 31c are connected in series to the first power source 40, and the second induction coils 33a, 33b, 33c are connected in series to the second power source 42. The first and second induction coils 31a, 31b, 31c and 33a, 33b, 33c may be connected in parallel to the first and second power sources 40, 42.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 페라이트 코어(30a, 30b, 30c)와 제2 페라이 트 코어(32a, 32b, 32c)에는 교대적으로 제1 및 제2 유도 코일(31a, 31b, 31c)(33a, 33b, 33c)이 권선될 수 있다. 그리고 제1 및 제2 유도 코일(31a, 31b, 31c)(33a, 33b, 33c)은 제1 및 제2 전원 공급원(40, 42)에 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.As shown in FIG. 3, the first and second induction coils 31a, 31b, and 31c are alternately connected to the first ferrite cores 30a, 30b, and 30c and the second ferrite cores 32a, 32b, and 32c. 33a, 33b, 33c may be wound. The first and second induction coils 31a, 31b, 31c, 33a, 33b, 33c may be connected in series or in parallel to the first and second power sources 40, 42.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 페라이트 코어(30a, 30b, 30c)(32a, 32b, 32c)는 제1 전원 공급원(40)에 연결되는 제1 및 제3 유도 코일(31a, 31b, 31c)(34a, 34b, 34c)이 권선되고, 또한 제2 전원 공급원(42)에 연결되는 제2 및 제4 유도 코일(33a, 33b, 33c)(35a, 35b, 35c)이 권선된다. 제1 및 3 유도 코일(31a, 31b, 31c)(34a, 34b, 34c)은 제1 전원 공급원(40)에 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 제2 및 제4 유도 코일(33a, 33b, 33c)(35a, 35b, 35c)은 제2 전원 공급원(42)에 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.As shown in FIG. 4, the first and second ferrite cores 30a, 30b, 30c, 32a, 32b, 32c are connected to the first power source 40 and the first and third induction coils 31a, 31b, 31c (34a, 34b, 34c) are wound, and second and fourth induction coils 33a, 33b, 33c (35a, 35b, 35c) connected to the second power source 42 are wound. . The first and third induction coils 31a, 31b, 31c and 34a, 34b, 34c may be connected in series or in parallel to the first power source 40. The second and fourth induction coils 33a, 33b, 33c and 35a, 35b, 35c may be connected in series or in parallel to the second power source 42.

이상과 같이, 하나 이상의 페라이트 코어에 두 개의 서로 다른 주파수를 갖는 전원 공급원에 연결되는 두 개 이상의 유도 코일이 각기 또는 병렬로 권선될 수 있다.As described above, two or more induction coils connected to power sources having two different frequencies in one or more ferrite cores may be wound respectively or in parallel.

상술한 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains have various modifications and equivalent embodiments. You can see that it is possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

상술한 바와 같은 본 발명의 다중 주파수 유도 코일을 갖는 페라이트 코어를 구비한 플라즈마 발생기 및 이를 구비한 플라즈마 처리 장치에 의하면, 넓은 볼륨의 플라즈마를 발생하면서도 플라즈마의 밀도와 이온 에너지의 제어 및 전자온도(전자 에너지 분포)를 균일하게 제어할 수 있다.According to the plasma generator having a ferrite core having a multi-frequency induction coil of the present invention as described above and the plasma processing apparatus having the same, the plasma density and ion energy control and electron temperature (electron) while generating a large volume of plasma Energy distribution) can be controlled uniformly.

Claims (12)

제1 주파수를 갖는 제1 전원 공급원;A first power supply having a first frequency; 제2 주파수를 갖는 제2 전원 공급원;A second power supply having a second frequency; 플라즈마 방전관;Plasma discharge tube; 플라즈마 방전관에 장착되는 페라이트 코어;A ferrite core mounted to the plasma discharge tube; 페라이트 코어에 권선되고 제1 전원 공급원에 연결되는 제1 유도 코일; 및A first induction coil wound around the ferrite core and connected to the first power source; And 페라이트 코어에 권선되고 제2 전원 공급원에 연결되는 제2 유도 코일을 포함하여,A second induction coil wound around the ferrite core and connected to a second power source, 제1 주파수에 의해 제1 유도 코일로부터 발생되는 제1 유도 기전력과 제2 주파수에 의해 제2 유도 코일로부터 발생되는 제2 유도 기전력에 의해 상기 플라즈마 방전관으로 플라즈마가 발생되는 다중 주파수 유도 코일을 갖는 페라이트 코어를 구비한 플라즈마 발생기.A ferrite having a multi-frequency induction coil in which plasma is generated to the plasma discharge tube by a first induced electromotive force generated from a first induction coil by a first frequency and a second induced electromotive force generated by a second induction coil by a second frequency Plasma generator with a core. 제1 항에 있어서, 제1 전원 공급원과 제1 유도 코일 사이에 연결되는 제1 임피던스 정합기; 및2. The apparatus of claim 1, further comprising: a first impedance matcher coupled between the first power supply and the first induction coil; And 제2 전원 공급원과 제2 유도 코일 사이에 연결되는 제2 임피던스 정합기를 포함하는 다중 주파수 유도 코일을 갖는 페라이트 코어를 구비한 플라즈마 발생기.10. A plasma generator having a ferrite core having a multi-frequency induction coil comprising a second impedance matcher coupled between a second power source and a second induction coil. 제1항에 있어서, 제1 주파수는 제2 주파수 보다 상대적으로 낮은 주파수를 갖는 다중 주파수 유도 코일을 갖는 페라이트 코어를 구비한 플라즈마 발생기.The plasma generator of claim 1, wherein the first frequency has a ferrite core having a multi-frequency induction coil having a frequency relatively lower than the second frequency. 제3항에 있어서, 제1 주파수는 50KHz 이상 3MHz 이하이고, 제2 주파수는 10Mhz 이상 100Mhz 이하인 다중 주파수 유도 코일을 갖는 페라이트 코어를 구비한 플라즈마 발생기.The plasma generator according to claim 3, wherein the first frequency is 50 KHz or more and 3 MHz or less, and the second frequency is 10 MHz or more and 100 MHz or less. 제1 항에 있어서, 페라이트 코어는 두 개 이상으로 구성되며, 제1 유도 코일과 제2 유도 코일은 서로 다른 페라이트 코어에 권선되는 다중 주파수 유도 코일을 갖는 페라이트 코어를 구비한 플라즈마 발생기.The plasma generator of claim 1, wherein the ferrite core is composed of two or more, and the first induction coil and the second induction coil have a ferrite core having a multi-frequency induction coil wound around different ferrite cores. 제1 항에 있어서, 페라이트 코어는 두 개 이상으로 구성되며, 제1 유도 코일과 제2 유도 코일은 서로 분리된 두 개 이상의 페라이트 코어에 모두 권선되는 다중 주파수 유도 코일을 갖는 페라이트 코어를 구비한 플라즈마 발생기.The plasma having a ferrite core having a multi-frequency induction coil wound around at least two ferrite cores separated from each other. generator. 내부에 기판이 놓이는 서셉터가 마련되고, 상부면에 적어도 두 개의 홀이 형성된 프로세스 챔버;A process chamber having a susceptor on which a substrate is placed, and having at least two holes formed in an upper surface thereof; 프로세스 챔버 상부의 두 개의 홀에 연결되는 양단이 외부 방전관;An external discharge tube at both ends connected to two holes at the top of the process chamber; 제1 주파수를 갖는 제1 전원 공급원;A first power supply having a first frequency; 제2 주파수를 갖는 제2 전원 공급원;A second power supply having a second frequency; 서셉터로 바이어스 전원을 공급하기 위한 제3 전원 공급원;A third power supply for supplying bias power to the susceptor; 외부 방전관에 장착되는 페라이트 코어;A ferrite core mounted to an external discharge tube; 페라이트 코어에 권선되고 제1 전원 공급원에 연결되는 제1 유도 코일; 및A first induction coil wound around the ferrite core and connected to the first power source; And 페라이트 코어에 권선되고 제2 전원 공급원에 연결되는 제2 유도 코일을 포함하여,A second induction coil wound around the ferrite core and connected to a second power source, 제1 주파수에 의해 제1 유도 코일로부터 발생되는 제1 유도 기전력과 제2 주파수에 의해 제2 유도 코일로부터 발생되는 제2 유도 기전력에 의해 외부 방전관과 프로세스 챔버로 플라즈마가 발생되는 플라즈마 처리 장치.And plasma generated in the external discharge tube and the process chamber by the first induced electromotive force generated from the first induction coil by the first frequency and the second induced electromotive force generated by the second induction coil by the second frequency. 제6 항에 있어서, 제1 전원 공급원과 제1 유도 코일 사이에 연결되는 제1 임피던스 정합기;7. The apparatus of claim 6, further comprising: a first impedance matcher coupled between the first power supply and the first induction coil; 제2 전원 공급원과 제2 유도 코일 사이에 연결되는 제2 임피던스 정합기; 및A second impedance matcher coupled between the second power source and the second induction coil; And 제3 전원 공급원과 서셉터 사이에 연결되는 제3 임피던스 정합기를 포함하는 플라즈마 처리 장치.And a third impedance matcher coupled between the third power source and the susceptor. 제8항에 있어서, 제1 주파수는 제2 주파수 보다 상대적으로 낮은 주파수를 갖는 다중 주파수 유도 코일을 갖는 페라이트 코어를 구비한 플라즈마 발생기.The plasma generator of claim 8, wherein the first frequency has a ferrite core having a multi-frequency induction coil having a frequency relatively lower than the second frequency. 제6항에 있어서, 제1 주파수는 50KHz 이상 3MHz 이하이고, 제2 주파수는 10Mhz 이상 100Mhz 이하인 다중 주파수 유도 코일을 갖는 페라이트 코어를 구비한 플라즈마 발생기.The plasma generator of claim 6, wherein the first frequency is 50 KHz or more and 3 MHz or less, and the second frequency is 10 MHz or more and 100 MHz or less. 제6 항에 있어서, 페라이트 코어는 두 개 이상으로 구성되며, 제1 유도 코일과 제2 유도 코일은 서로 다른 페라이트 코어에 권선되는 다중 주파수 유도 코일을 갖는 페라이트 코어를 구비한 플라즈마 발생기.7. The plasma generator of claim 6, wherein the ferrite core is composed of two or more, and the first induction coil and the second induction coil have a ferrite core having a multi-frequency induction coil wound around different ferrite cores. 제6 항에 있어서, 페라이트 코어는 두 개 이상으로 구성되며, 제1 유도 코일과 제2 유도 코일은 서로 분리된 두 개 이상의 페라이트 코어에 모두 권선되는 다중 주파수 유도 코일을 갖는 페라이트 코어를 구비한 플라즈마 발생기.7. The plasma of claim 6 wherein the ferrite core is comprised of two or more, the first induction coil and the second induction coil having a ferrite core having a multi-frequency induction coil wound around two or more ferrite cores separated from each other. generator.
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