KR20070065571A - Plasma processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 플라즈마 처리장치에 RF전원공급기가 구비된 상태를 도시한 측단면도이다.1 is a side cross-sectional view showing a state in which a RF power supply is provided in a conventional plasma processing apparatus.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치에 제1, 2 RF전원공급기가 구비된 상태를 도시한 측단면도이다.2 is a side cross-sectional view showing a state in which the first and second RF power supplies are provided in the plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치에 제1, 2 RF전원공급기가 구비된 상태를 도시한 측단면도이다.3 is a side cross-sectional view showing a state in which the first and second RF power supplies are provided in the plasma processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
110, 110': 상부 전극 120, 120': 하부 전극110, 110 ':
130a, 130a': 제1 RF전원공급기 130b, 130b': 제2 RF전원공급기130a, 130a ': first
132, 132': 위상 변위기132, 132 ': phase shifter
본 발명은 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상, 하부 전극에 전원을 인가하는 제1, 2 RF전원공급기의 주파수 위상을 각각 가변할 수 있는 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma processing apparatus, and more particularly, to a plasma processing apparatus capable of varying the frequency phase of each of the first and second RF power supplies for supplying power to the upper and lower electrodes.
반도체 장치, 액정표시 장치 등의 제조 프로세스에는, 플라즈마를 사용하여 기판의 표면을 처리하는 플라즈마 처리장치가 많이 사용되고 있다. 이러한 플라즈마 처리장치로는, 기판에 에칭을 실시하는 플라즈마 에칭 장치나, 화학적 기상 성장(Chemical Vapor Deposition : CVD)을 실시하는 플라즈마 CVD 장치 등을 예로 들 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION Many plasma processing apparatuses for treating a surface of a substrate using plasma have been used in manufacturing processes such as semiconductor devices and liquid crystal display devices. Examples of such a plasma processing apparatus include a plasma etching apparatus for etching a substrate, a plasma CVD apparatus for performing chemical vapor deposition (CVD), and the like.
이러한 플라즈마 처리장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 진공 상태와 대기압 상태가 반복적으로 수행되는 진공챔버와 상기 진공챔버내 상하측에 서로 평행하게 대향되는 2개의 평판 전극(10, 20)을 구비한다. 2개의 전극 중 하부 전극(20) 상에는 기판(S)이 탑재된다. 따라서 이 하부 전극(20)을 기판 탑재대라고도 한다. As shown in FIG. 1, the
여기서, 상기 상부 전극(10)은 상기 하부 전극(20)과 대향되는 위치에 마련된다. 상기 상부 전극(10)은 전극으로서의 역할뿐만 아니라, 양 전극 사이에 공정가스를 공급하는 공정가스 공급부의 역할도 수행한다.Here, the
그리고 상기 하부 전극(20)에는 방전을 통해 공정가스를 플라즈마화 할 수 있도록 이 전극에 RF 전원을 공급하는 RF전원공급기(30)가 마련되며 여기에서 RF전원공급기(30)는 일반적으로 RF 제네레이터(generator)로 불리우며, 플라즈마 처리장치(1)에 필요한 특정한 주파수의 RF 전력을 발생시키는 구성요소이다. In addition, the
따라서, 상기 상부 전극(10)의 샤워 헤드를 통해서 공정가스가 양 전극(10, 20) 사이의 공간으로 균일하게 공급되고, 공급된 공정가스는 RF전원공급기(30)로부터 상기 상, 하부 전극(10, 20)으로의 고주파 전원의 인가에 의해 플라즈마화 되고, 이 플라즈마에 의해 기판의 표면이 처리된다. Therefore, the process gas is uniformly supplied to the space between both
그러나 상기 하부 전극(20)은 상기 RF전원공급기(30)에 의해 고주파 전원이 인가되는 과정에서 동일한 위상의 고주파 전원만 공급되어 위상 차가 존재하지 않으며 그로 인해 전위차가 발생되지 않음에 따라 전자들이 이 하부 전극(20)에 집중되고 플라즈마 밀도 또한 감소되어 기판에 불균일하고 정밀하지 못한 공정처리가 실시되는 문제점이 있었다.However, the
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 제1, 2 RF전원공급기의 RF 전압의 주파수 위상을 각각 제어하여 공정 처리시 더욱 정밀한 고정 조건을 제공할 수 있도록 한 플라즈마 처리장치를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of which is to control the frequency phase of the RF voltage of the first and second RF power supply, respectively, to provide a more precise fixed conditions during the process treatment plasma treatment In providing a device.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 진공챔버의 내부 상, 하측에 전극이 각각 구비되며 이 진공챔버에 플라즈마를 발생시켜 기판에 소정의 처리를 실시하는 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 전극에 연결되어 서로 다른 주파수를 가진 전원이 인가되는 제1 RF전원공급기 및 제2 RF전원공급기; 상기 제1 RF전원공급기 및 제2 RF전원공급기의 위상을 각각 제어하는 위상 변위기; 를 포함하여 이루어짐으로써, 제1, 22 RF전원공급기의 고주파 전원의 위상 차를 서로 다르게 가변할 수 있도록 제어함에 따라 플라즈마 밀도를 증가시켜 더욱 정밀하게 공정처리를 수행할 수 있으므로 바람직하다.In order to achieve the above object, the present invention, the electrode is provided on each of the upper and lower sides of the vacuum chamber, the plasma processing apparatus for generating a plasma in the vacuum chamber to perform a predetermined treatment on the substrate, the electrode is connected to the electrode A first RF power supply and a second RF power supply to which power having different frequencies is applied; A phase shifter for controlling phases of the first RF power supply and the second RF power supply, respectively; It is preferable to include a, because it is possible to control the phase difference of the high frequency power supply of the first, 22 RF power supply to be different from each other to increase the plasma density to perform the process more precisely.
또한, 본 발명에서의 상기 제1, 2 RF전원공급기는, 상, 하부 전극에 각각 연 결거나, 상부 전극 또는 하부 전극 중 어느 한 전극에 연결됨으로써, 상부 전극의 고주파 전원과 하부 전극의 고주파 전원의 위상을 각각 제어하거나, 상기 상부 전극 또는 하부 전극 어느 하나에 인가되는 고주파 전원의 위상을 제어하므로 바람직하다.In addition, the first and second RF power supply in the present invention is connected to the upper and lower electrodes, respectively, or connected to any one of the upper electrode or the lower electrode, the high frequency power supply of the upper electrode and the high frequency power supply of the lower electrode It is preferable to control the phase of each or control the phase of the high frequency power source applied to either the upper electrode or the lower electrode.
이하, 본 발명의 플라즈마 처리장치를 첨부도면을 참조하여 일 실시 예를 들어 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the plasma processing apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 진공챔버내 상하측에 상부 전극(110)과 하부 전극(120)이 구비되며, 상기 진공챔버 및 상, 하부 전극(110, 120)은 종래의 그것과 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.In the
그리고 상기 플라즈마 처리장치(100)에는 상기 상, 하부 전극(110, 120)에 각각 RF 전원을 공급하도록 연결되는 제1, 2 RF전원공급기(130a, 130b)와, 출력된 RF 전력의 임피던스를 상기 플라즈마 처리장치(100) 내부의 임피던스와 매칭(matching)시키는 매칭 박스(도면에 미도시)와, 이 매칭 박스와 플라즈마 처리장치(100) 내부의 두 전극(110, 120)을 연결하는 RF 전력 전도부(도면에 미도시) 및 상기 제1, 2 RF전원공급기(130a, 130b)의 위상을 각각 제어하는 위상 변위기(132)를 포함하여 구성된다. The
여기서, 상기 매칭박스는 제1, 2 RF전원공급기(130a, 130b)로부터 출력된 RF 전력의 임피던스(impedance)를 상기 플라즈마 처리장치(100) 내부의 임피던스와 매칭시키는 구성요소이다. 만약, 플라즈마 처리장치(100) 내부의 미세한 환경변화로 인해, 양자의 임피던스가 불일치하게 되는 경우, 플라즈마의 균일성 파괴로 인해 최종 완성되는 기판(도면에 미도시)의 품질이 저하되는 문제점이 야기된다. Here, the matching box is a component that matches the impedance of the RF power output from the first and second
그리고 RF 전력 전도부는, 매칭 박스와 플라즈마 처리장치(100) 내부에 마련된 상, 하부 전극(110, 120)을 연결하여 상기 상, 하부 전극(110, 120)에 RF 전력을 인가하는 구성요소이다. The RF power conducting unit is a component that connects the upper and
여기서, 상기 제1 RF전원공급기(130a)는 상기 상부 전극(110)에 연결되어 RF 전원을 인가하는 기능을 하며, 13.56㎒의 고주파 전원 주파수를 갖는다.Here, the first
그리고 상기 제2 RF전원공급기(130b)는 상기 하부 전극(210)에 연결되어 RF 전원을 인가하는 기능을 하며, 3.39㎒의 고주파 전원 주파수를 갖는다.The second
상기 위상 변위기(132)는 제1 RF전원공급기(130a) 및 제2 RF전원공급기(130b)의 위상을 각각 제어하기 위해 제1, 2 RF전원공급기(130a, 130b)와 각각 연결되며 상기 제1, 2 RF전원공급기(130a, 130b)의 고주파 전원 주파수인 13.56㎒와 3.39㎒의 위상을 상기 위상 변위기(132)에 의해 각각 0∼360°의 위상 내에서 가변될 수 있도록 한다.The
여기서, 상기 위상 변위기(132)에 의해 위상 변위가 실시되는 제1 RF전원공급기(130a)와 제2 RF전원공급기(130b)는 각각의 위상을 위상 변위기(132)에 의해 가변되도록 하여 발생되는 위상 차에 의해 전위차가 발생되고 플라즈마 밀도가 상승되는 것이다.Here, the first
즉, 상기 제1 RF전원공급기(130a)가 연결되어 RF 전원의 위상이 조절되는 상부 전극(110)과, 상기 제2 RF전원공급기(130b)가 연결되어 RF 전원의 위상이 조절되는 하부 전극(120)은 이 상, 하부 전극(110, 120)의 사이에서 공정 처리가 수행되는 기판에 플라즈마의 밀도가 상승된 상태로 발생되어 보다 정밀하고 균일한 공정 처리가 수행된다.That is, the
본 발명의 다른 실시 예에 따른 플라즈마 처리장치(100')는 도 3에 도시된 바와 같이 진공챔버내 상하측에 상부 전극(110')과 하부 전극(120')이 구비되며, 상기 진공챔버 및 상, 하부 전극(110', 120')은 앞선 실시 예의 그것과 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.In the
그리고 상기 플라즈마 처리장치(100,)에는 상기 하부 전극(120')에 위상이 다른 RF 전원을 공급하는 제1, 2 RF전원공급기(130a', 130b')와 상기 제1, 2 RF전원공급기(130a', 130b')의 위상을 각각 제어하는 위상 변위기(132')가 구비된 상태를 예를 들어 설명하며, 도면에는 도시하지 않았지만 또 다른 실시예로 상기 제1, 2 RF전원공급기(130a', 130b') 모두가 상부 전극(110')에 마련될 수도 있다.The
한편, 매칭 박스 및 RF 전극 전도부는 앞선 실시 예의 그것과 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.Meanwhile, the matching box and the RF electrode conducting unit have the same structure and function as those of the foregoing embodiment, and thus detailed description thereof will be omitted.
여기서, 상기 제1 RF전원공급기(130a')는 상기 하부 전극(120')에 RF 전원을 인가하는 기능을 하며, 이 제1 RF전원공급기(130a')가 13.56㎒의 고주파 전원 주파수를 갖고, 상기 제2 RF전원공급기(130b')도 상기 하부 전극(120')에 RF 전원을 인 가하는 기능을 하며, 이 제2 RF전원공급기(130b')가 3.39㎒의 고주파 전원 주파수를 갖으며 상기 제1, 2 RF전원공급기(130a', 130b')가 하부 전극(120')에 병렬 연결된다.Here, the first
상기 위상 변위기(132,)는 제1 RF전원공급기(130a') 및 제2 RF전원공급기(130b')의 위상을 각각 제어하기 위해 제1, 2 RF전원공급기(130a', 130b')와 각각 연결되며, 상기 제1, 2 RF전원공급기(130a', 130b')의 고주파 전원 주파수인 13.56㎒와 3.39㎒의 위상을 상기 위상 변위기(132')에 의해 각각 0∼360°의 위상 내에서 가변될 수 있도록 한다.The
여기서, 상기 위상 변위기(132')에 의해 위상 변위가 실시되는 제1 RF전원공급기(130a')와 제2 RF전원공급기(130b')는 각각의 위상을 위상 변위기(132')에 의해 가변되도록 하여 발생되는 위상 차에 의해 전위차가 발생되고 플라즈마 밀도가 상승되는 것이다.Here, the first
즉, 상기 제1 RF전원공급기(130a') 및 상기 제2 RF전원공급기(130b')가 연결되어 RF 전원의 위상이 조절되는 하부 전극(120')에 의해 상기 상, 하부 전극(110', 120')의 사이에서 공정 처리가 수행되는 기판에 플라즈마의 밀도가 상승된 상태로 발생되어 보다 정밀하고 균일한 공정 처리가 수행된다.That is, the upper and lower electrodes 110 ', by the lower electrode 120' which is connected to the first
그러므로 본 발명의 플라즈마 처리장치의 공정 처리하는 과정에서 서로 다른 적정 주파수를 갖도록 위상 변위기(132, 132')가 각각의 제1 RF전원공급기(130a, 130a') 및 상기 제2 RF전원공급기(130b, 130b')의 위상을 제어하여 보다 정밀하고 밀도가 상승된 플라즈마를 기판 처리시 상기 기판에 공급할 수 있다.Therefore, the
이와 같은 본 발명의 플라즈마 처리장치는 공정 처리시 상, 하부 전극에 각각 제1, 2 RF전원공급기가 마련되어 각각의 상, 하부 전극에 공급되는 RF 전원의 위상을 위상 변위기에 의해 제어하거나, 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극에 제1, 2 RF전원공급기가 마련되어 상기 상부 전극 또는 하부 전극에 공급되는 RF 전원의 위상을 위상 변위기에 의해 제어함으로써, 보다 정밀하고 플라즈마 밀도가 상승된 공정 조건을 피처리물인 기판에 제공할 수 있는 효과가 있다.In the plasma processing apparatus of the present invention, the first and second RF power supplies are provided at the upper and lower electrodes, respectively, during the process to control the phase of the RF power supplied to each of the upper and lower electrodes by a phase shifter. First and second RF power supplies are provided on the upper electrode or the lower electrode to control the phase of the RF power supplied to the upper electrode or the lower electrode by using a phase shifter, thereby avoiding more precise and increased plasma density process conditions. There exists an effect which can be provided to the board | substrate which is a process material.
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KR1020050126159A KR20070065571A (en) | 2005-12-20 | 2005-12-20 | Plasma processing apparatus |
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KR1020050126159A KR20070065571A (en) | 2005-12-20 | 2005-12-20 | Plasma processing apparatus |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101321998B1 (en) * | 2011-08-10 | 2013-10-28 | 주식회사 포스코 | System of deleting oxide layer of steel sheet |
-
2005
- 2005-12-20 KR KR1020050126159A patent/KR20070065571A/en not_active Application Discontinuation
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