KR20080004710A - Substrate processing apparatus comprising means for moving antenna up and down - Google Patents

Substrate processing apparatus comprising means for moving antenna up and down Download PDF

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KR20080004710A
KR20080004710A KR1020060063330A KR20060063330A KR20080004710A KR 20080004710 A KR20080004710 A KR 20080004710A KR 1020060063330 A KR1020060063330 A KR 1020060063330A KR 20060063330 A KR20060063330 A KR 20060063330A KR 20080004710 A KR20080004710 A KR 20080004710A
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전대식
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Abstract

A substrate processing apparatus comprising an antenna elevation unit is provided to control simply and promptly plasma density in a chamber by driving the antenna elevation unit to control a height of an RF(Radio Frequency) antenna. A chamber configures a certain reactive space. Plural antenna units(110,120) comprised of one or more roof type antennas are sequentially arranged on an upper portion of the chamber from a central section to a peripheral section. An antennal elevation unit(130) elevates at least one of the antenna units. An RF power(17) supplies RF power to each antenna unit. The antenna elevation unit includes a driving unit for providing driving force, and a supporting member. The supporting unit is connected to the driving unit to move up and down. The supporting unit supports the antenna unit. The driving unit is a motor, an oil pressure cylinder, or a pneumatic cylinder.

Description

안테나 승강수단을 포함하는 기판처리장치{Substrate processing apparatus comprising means for moving antenna up and down}Substrate processing apparatus comprising means for moving antenna up and down}

100 : RF안테나 110 : 제1 안테나 유닛100: RF antenna 110: first antenna unit

120 : 제2 안테나 유닛 130 : 안테나 승강수단120: second antenna unit 130: antenna lifting means

132 : 구동수단 134 : 지지부재132: drive means 134: support member

136 : 브라켓형 지지부재 138 : 지지고리136: bracket type support member 138: support ring

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

도 1은 일반적인 ICP방식 기판처리장치의 개략적인 구성도1 is a schematic configuration diagram of a general ICP substrate processing apparatus

도 2a 및 도 2b는 여러 유형의 RF안테나를 각각 나타낸 도면2A and 2B show various types of RF antennas, respectively

도 3a 내지 도 3c는 플라즈마 밀도분포를 개선하기 위한 다양한 방법을 각각 나타낸 도면3A to 3C illustrate various methods for improving plasma density distribution, respectively.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 RF안테나에 안테나 승강수단이 연결된 모습을 나타낸 도면4 is a view showing a state in which the antenna lifting means is connected to the RF antenna in accordance with an embodiment of the present invention

도 5는 안테나 승강수단의 제1 실시예를 나타낸 도면5 shows a first embodiment of an antenna lifting means;

도 6은 안테나 승강수단의 제2 실시예를 나타낸 도면6 shows a second embodiment of the antenna lifting means;

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 안테나 승강수단이 설치된 기판처리장치를 나타낸 도면7 is a view showing a substrate processing apparatus provided with an antenna lifting means according to an embodiment of the present invention.

도 8은 각 안테나 유닛이 사각의 루프형 안테나로 이루어진 모습을 나타낸 도면8 is a view showing a state in which each antenna unit is a rectangular loop antenna

도 9는 병렬연결된 각 안테나 유닛에 가변커패시터를 설치한 모습을 나타낸 도면9 is a view showing a state in which a variable capacitor is installed in each antenna unit connected in parallel

도 10은 각 안테나 유닛이 2개 이상의 루프형 안테나로 이루어진 모습을 나타낸 도면10 is a view showing a state in which each antenna unit is composed of two or more loop antennas

본 발명은 플라즈마를 이용하여 웨이퍼나 글래스(이하 '기판'이라 함)에 대한 식각 및 증착공정을 수행하는 기판처리장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 플라즈마 발생원으로 사용되는 RF안테나를 이동식으로 설치한 기판처리장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate processing apparatus for performing an etching and deposition process on a wafer or glass (hereinafter, referred to as a “substrate”) using plasma. It relates to a processing apparatus.

일반적으로 플라즈마를 이용하는 기판처리장치는 기판에 박막을 증착하는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장치, 증착된 박막을 식각하여 패터닝하는 식각장치, 스퍼터(Sputter), 애싱(ashing) 장치 등이 있다.BACKGROUND ART In general, a substrate processing apparatus using plasma includes a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) apparatus for depositing a thin film on a substrate, an etching apparatus for etching and patterning the deposited thin film, a sputter, and an ashing apparatus.

또한 플라즈마를 발생시키는 방법에 따라서 용량결합형(Capacitively Coupled Plasma, CCP) 장치와 유도결합형(Inductively Coupled Plasma, ICP) 장치로 구분된다.In addition, depending on the method of generating a plasma, it is classified into a capacitively coupled plasma (CCP) device and an inductively coupled plasma (ICP) device.

CCP방식은 서로 대향하는 평행평판 전극에 RF전력을 인가하여 양 전극사이에 수직으로 형성되는 RF전기장을 이용하여 플라즈마를 발생시키는 방식이고, ICP방식은 RF안테나에 의해 유도되는 유도전기장을 이용하여 원료물질을 플라즈마로 변화시키는 방식이다.The CCP method is a method of generating a plasma by using an RF electric field formed vertically between both electrodes by applying RF power to the parallel plate electrodes facing each other, and the ICP method is a raw material using an induction electric field induced by an RF antenna. This is how the material is transformed into plasma.

도 1은 ICP 방식의 기판처리장치의 구성을 개략적으로 도시한 것으로서, 이를 살펴보면, 밀폐된 반응영역을 정의하는 챔버(11), 상기 챔버의 내부에 위치하며 상면에 기판(s)을 안치하는 기판안치대(12), 상기 기판안치대(12)의 상부로 원료물질을 공급하는 가스분사수단(13)을 포함한다.FIG. 1 schematically shows a configuration of an ICP type substrate processing apparatus. Referring to FIG. 1, a chamber 11 defining a sealed reaction region and a substrate positioned inside the chamber and having a substrate s placed on an upper surface thereof are illustrated. And a gas injection means 13 for supplying a raw material to an upper portion of the support 12 and the substrate support 12.

상기 챔버(11)의 상부는 절연플레이트(14)에 의해 밀폐되며, 절연플레이트(14)의 상부에는 RF안테나(15)가 설치된다. 상기 RF안테나(15)는 RF전원(17)에 연결되며, RF안테나(15)와 RF전원(17)의 사이에는 임피던스 정합을 위한 정합회로(16)가 설치된다.The upper portion of the chamber 11 is sealed by the insulating plate 14, the RF antenna 15 is installed on the upper portion of the insulating plate 14. The RF antenna 15 is connected to the RF power source 17, and a matching circuit 16 for impedance matching is installed between the RF antenna 15 and the RF power source 17.

가스분사수단(13)은 도시된 바와 같이 챔버 측벽을 따라 대칭적으로 설치되는 인젝터가 주로 이용되지만, 절연플레이트(14)의 하부에 결합되는 가스분배판일 수도 있다.The gas injection means 13 is mainly used as an injector symmetrically installed along the chamber sidewall as shown, but may be a gas distribution plate coupled to the lower portion of the insulating plate 14.

일반적인 PECVD장치에서는 도시된 것처럼 기판안치대(12)를 접지하는 경우가 많지만, 콘택홀이나 트렌치의 갭필공정을 수행하는 HDPCVD(High Density Plasma CVD) 장치에서는 증착과 식각이 병행되므로 이온제어를 위해 기판안치대(12)에 바이어스 RF전원을 연결하기도 한다.In general PECVD apparatus, the substrate support 12 is often grounded as shown, but in HDPCVD (High Density Plasma CVD) apparatus which performs gap fill process of contact hole or trench, deposition and etching are performed in parallel, so that A bias RF power source may also be connected to the pedestal 12.

절연플레이트(14)는 RF안테나(15)와 플라즈마 사이의 용량성 결합을 감소시킴으로써 RF전원(17)으로부터의 에너지가 유도성 결합에 의하여 플라즈마로 전달되는 것을 돕는 역할을 한다.The insulating plate 14 serves to help transfer energy from the RF power source 17 to the plasma by inductive coupling by reducing capacitive coupling between the RF antenna 15 and the plasma.

RF안테나(15)의 주위에는 RF전원(17)에서 공급되는 RF전력에 의하여 수직방향의 시변(時變) 자기장이 발생하고, 챔버(11) 내부에는 시변 자기장에 의해 수평방향의 전기장이 유도된다.The time-varying magnetic field in the vertical direction is generated by the RF power supplied from the RF power source 17 around the RF antenna 15, and the electric field in the horizontal direction is induced by the time-varying magnetic field inside the chamber 11. .

이 유도전기장에 의하여 가속된 전자가 중성기체와 충돌함으로써 이온 및 활성종(radical)이 생성되어 기판에 대한 증착 또는 식각공정을 수행하게 된다.As the electrons accelerated by the induced electric field collide with the neutral gas, ions and radicals are generated to perform deposition or etching processes on the substrate.

RF안테나(15)는 그 형상이나 설치 위치에 따라서 챔버(11) 내부의 플라즈마 밀도에 직접적인 영향을 미친다.The RF antenna 15 directly affects the plasma density inside the chamber 11 according to its shape or installation position.

예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이 하나의 코일을 나선형으로 감은 나선형 RF안테나(20)는 전원이 공급되는 급전단과 접지단과의 사이에서 큰 전압강하가 발생하며, 이로 인해 RF전원(17)이 연결되는 중심부에서는 플라즈마 밀도가 높게 나타나고 주변부로 갈수록 플라즈마 밀도가 낮아지는 경향이 있다.For example, as shown in FIG. 2A, a spiral RF antenna 20 spirally wound around one coil generates a large voltage drop between a power supply terminal and a ground terminal, and thus, the RF power source 17. The plasma density is high in the connected center and the plasma density tends to decrease toward the periphery.

또한 전압강하로 인해 전력효율이 매우 낮은 편이며, 특히 챔버의 크기가 증가할수록 이러한 문제가 더욱 심각해진다는 단점이 있다.In addition, the power efficiency is very low due to the voltage drop, and in particular, as the size of the chamber increases, this problem becomes more serious.

도 2b는 나선형 RF 안테나(10)의 문제점을 개선하기 위하여 도입된 병렬형 RF안테나(30)로서, 서로 다른 직경을 가지는 원형의 제1,2,3 루프형 안테나(31,32,33)를 동심원 형태로 배치하고 각 루프형 안테나(31,32,33)를 RF전원(17)에 대하여 병렬로 연결한다.FIG. 2B is a parallel RF antenna 30 introduced to improve the problem of the spiral RF antenna 10, and includes circular first, second and third loop antennas 31, 32, and 33 having different diameters. Arranged in a concentric manner, and each loop antenna 31, 32, 33 is connected in parallel with the RF power source 17.

병렬형 RF안테나(30)는 나선형 RF안테나(20)에 비해 상대적으로 짧은 길이의 루프형 안테나를 사용하기 때문에 나선형 RF안테나(20)에 비해 전력효율이 높다. 그러나 외곽으로 갈수록 루프형안테나의 길이가 길어지기 때문에 주변부에서 전압강하가 상대적으로 크게 발생하며, 따라서 중심부에 비해 주변부쪽에서 플라즈마 밀도가 낮아지는 경향이 있다.Since the parallel RF antenna 30 uses a loop antenna having a relatively short length compared to the spiral RF antenna 20, the power efficiency is higher than that of the spiral RF antenna 20. However, as the length of the loop antenna increases toward the outside, the voltage drop occurs relatively at the peripheral part, and thus, the plasma density tends to be lower at the peripheral part than the central part.

이와 같이 플라즈마 밀도는 RF안테나(30)의 형상이나 설치위치에 직접적인 영향을 받기 때문에, 플라즈마 밀도를 개선하기 위한 여러 가지 방법이 시도되고 있다.As such, since the plasma density is directly influenced by the shape and the installation position of the RF antenna 30, various methods for improving the plasma density have been attempted.

이러한 방법을 살펴보면, 첫째는 도 3a에 도시된 바와 같이, RF안테나(15) 하부에 위치하는 절연플레이트(14)의 두께를 위치에 따라 다르게 제작하는 방법이다. Referring to this method, first, as shown in FIG. 3A, the thickness of the insulating plate 14 positioned under the RF antenna 15 is differently produced according to the position.

예를 들어, 플라즈마 밀도가 챔버 중심부에서 주변부에 비해 높게 형성되면, 중심부가 상대적으로 두껍거나 주변부가 상대적으로 얇은 절연플레이트(14)를 사용함으로써 챔버 중심부에서의 플라즈마 밀도를 낮추거나 주변부에서의 플라즈마 밀도를 높인다.For example, if the plasma density is higher than the periphery at the center of the chamber, the plasma plate at the center of the chamber may be lowered or the plasma density at the periphery may be reduced by using an insulating plate 14 having a relatively thick center or a relatively thin periphery. Increase

둘째는, 도 3b에 도시된 바와 같이, RF안테나(15)를 구성하는 각 루프형 안테나 또는 코일의 간격을 등간격으로 하지 않고, 플라즈마 밀도가 낮은 영역에서는 루프형 안테나 또는 코일을 상대적으로 촘촘하게 배치하고 플라즈마 밀도가 높은 영역에서는 상대적으로 넓게 배치하는 방법이다.Second, as shown in FIG. 3B, the loop antennas or coils are arranged relatively densely in the region where the plasma density is low, without spacing the intervals of the loop antennas or coils constituting the RF antenna 15 at equal intervals. In the region of high plasma density, the method is arranged relatively broadly.

따라서 루프형 안테나 또는 코일이 넓게 배치된 영역에서는 플라즈마 밀도가 상대적을 낮아지게 되며 이를 통해 플라즈마 밀도를 조절할 수 있다.Therefore, the plasma density is relatively low in the region in which the loop antenna or the coil is widely disposed, thereby controlling the plasma density.

도면에는 주변부로 갈수록 루프형 안테나 또는 코일의 간격이 촘촘하게 배치된 형태를 도시하였다.In the drawings, the distance between the loop antennas or the coils is closer to the periphery.

셋째는, 도 3c에 도시된 바와 같이, 절연플레이트(14)를 돔형으로 제조하여, 상대적으로 강한 RF전기장을 발생시키는 RF안테나(15)의 중심부를 기판안치대(12)로부터 최대한 이격시키는 방법이다.Third, as shown in FIG. 3C, the insulation plate 14 is manufactured in a dome shape, and the center of the RF antenna 15 generating a relatively strong RF electric field is spaced apart from the substrate support 12 as much as possible. .

따라서 중심부에서의 플라즈마 밀도가 낮아져서 전체적으로 균일한 밀도분포를 가지는 플라즈마를 얻을 수 있다.Therefore, the plasma density at the center is lowered, so that a plasma having an overall uniform density distribution can be obtained.

이밖에도 프로세서 파라미터를 제어하는 방법이 있긴 하지만, 이는 상대적으로 매우 복잡하고 어려운 과정을 거쳐야 한다.There are other ways to control the processor parameters, but this is a relatively complex and difficult process.

그런데 챔버 내부의 플라즈마를 균일하게 발생시키기 위하여 이상의 여러 방법 중에서 어떤 방법을 적용할 것인지는, 챔버의 크기, 루프형 안테나의 형상, 위치 등을 감안하여 기판처리장치의 개발 또는 설치과정에서 결정된다.However, which of the above methods is applied to uniformly generate the plasma in the chamber is determined in the process of developing or installing the substrate processing apparatus in consideration of the size of the chamber, the shape and position of the loop antenna.

그리고 일단 기판처리장치가 설치되어 가동 중인 상태에는 플라즈마 균일도를 조절해야 할 경우가 발생하더라도, 상기 방법 중에서 두께가 부분적으로 다른 절연플레이트를 사용한다거나, 돔 형상의 절연 플레이트를 사용하는 등의 방법을 적용하는 것은 거의 불가능하다.Even if the plasma uniformity needs to be adjusted once the substrate processing apparatus is installed and in operation, a method such as using an insulating plate having a different thickness or using a dome-shaped insulating plate is applied. It is almost impossible to do.

또한 루프형 안테나의 간격을 조정하는 방법의 경우에도, 장치의 리드를 제거하고 안테나를 일일이 조작하는 것이 결코 용이한 일이 아니다. Also in the case of the method of adjusting the spacing of the loop antenna, it is never easy to remove the lead of the apparatus and operate the antenna one by one.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 복잡하고 다양한 프로세서 파라미터를 직접 제어하거나 안테나 하드웨어를 분해하여 다시 설치하는 등의 복잡한 과정을 거치지지 않고도 신속하게 플라즈마 밀도를 조절할수 있는 방법을 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve this problem, and an object of the present invention is to provide a method for rapidly adjusting plasma density without a complicated process such as directly controlling complex and various processor parameters or disassembling and reinstalling antenna hardware. have.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 일정한 반응공간을 형성하는 챔버; 하나 이상의 루프형 안테나로 이루어지며, 상기 챔버의 상부에서 중심부에서 주변부쪽으로 순차적으로 배치되는 다수의 안테나 유닛; 상기 각 안테나 유닛 중 적어도 하나를 승강시키는 안테나 승강수단; 상기 각 안테나 유닛에 RF전력을 공급하는 RF전원을 포함하는 기판처리장치를 제공한다.The present invention to achieve the above object, the chamber forming a constant reaction space; A plurality of antenna units formed of one or more loop antennas and sequentially arranged from the center to the periphery of the chamber; Antenna elevating means for elevating at least one of the antenna units; Provided is a substrate processing apparatus including an RF power supply for supplying RF power to each antenna unit.

상기 안테나 승강수단은, 구동력을 제공하는 구동수단; 상기 구동수단에 연 결되어 승강운동을 하며, 상기 안테나 유닛을 지지하는 지지부재를 포함할 수 있다.The antenna lifting means includes driving means for providing a driving force; It may include a support member connected to the driving means to perform a lifting movement and support the antenna unit.

상기 구동수단은 모터, 유압실린더 또는 공압실린더일 수 있다.The driving means may be a motor, a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder.

상기 구동수단은 상기 안테나 유닛의 측부에 설치될 수 있으며, 이때 상기 구동수단은 다수 개가 서로 대칭적으로 배치되고, 각 구동수단마다 상기 지지부재가 연결될 수 있다.The driving means may be installed on the side of the antenna unit, wherein a plurality of the driving means may be disposed symmetrically with each other, and the support member may be connected to each driving means.

또한 상기 구동수단은 상기 안테나 유닛의 상부에 설치되고, 상기 지지부재는, 대칭적으로 형성된 다수 개의 분지를 가지며 각 분지의 말단에는 상기 안테나 유닛을 지지하기 위한 지지고리가 형성될 수도 있다.In addition, the driving means is installed on the upper portion of the antenna unit, the support member may have a plurality of branches formed symmetrically, a support ring for supporting the antenna unit may be formed at the end of each branch.

상기 지지부재는 절연재질일 수 있으며, 상기 루프형 안테나는 원형 또는 사각형일 수 있다.The support member may be an insulating material, and the loop antenna may be circular or rectangular.

상기 각 안테나 유닛은 상기 RF전원에 대하여 병렬로 연결될 수 있고, 이때 상기 RF전원과 적어도 하나의 상기 안테나 유닛 사이에는 가변커패시터가 설치될 수 있다. Each antenna unit may be connected in parallel with the RF power source, and a variable capacitor may be installed between the RF power source and the at least one antenna unit.

상기 RF전원은 상기 각 안테나 유닛마다 하나씩 연결될 수 있다.One RF power source may be connected to each antenna unit.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 챔버 상부의 중심부에서 주변부쪽으로 순차적으로 배치되는 다수의 안테나유닛으로 이루어지는 RF안테나에 있어서, 적어도 하나의 안테나 유닛을 상하로 승강할 수 있도록 한 점에 특징이 있다.The present invention is characterized in that in the RF antenna consisting of a plurality of antenna units sequentially arranged toward the peripheral portion from the center of the upper chamber, it is possible to lift at least one antenna unit up and down.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치에 사용되는 RF안테나(100)의 일 예를 도시한 것이다.4 illustrates an example of an RF antenna 100 used in a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

이를 살펴보면, 외측의 제1 안테나 유닛(110)과 내측의 제2 안테나 유닛(120)이 RF전원(17)에 대해 서로 병렬로 연결되며, RF전원(17)의 전단에는 임피던스 정합을 위한 정합회로(16)가 설치된다.Looking at this, the outer first antenna unit 110 and the inner second antenna unit 120 are connected in parallel to each other with respect to the RF power source 17, the matching circuit for impedance matching in the front end of the RF power source (17) 16 is installed.

편의상 각 안테나유닛(110,120)은 하나의 루프형 안테나인 것으로 도시하였다.For convenience, each antenna unit 110 and 120 is illustrated as one loop antenna.

각 안테나 유닛(110,120)의 양단부에는 RF전원(17)에 연결되는 급전단(112,122)과 접지단(114,124)이 각각 형성되며, 외측의 제1 안테나 유닛(110)에는 상하로 승강시키기 위한 안테나승강수단(130)을 연결하였다.Feed ends 112 and 122 and ground ends 114 and 124 respectively connected to the RF power source 17 are formed at both ends of each of the antenna units 110 and 120, and the antenna lift for lifting up and down is performed on the first antenna unit 110 on the outside. The means 130 were connected.

한편, 이와 같이 하나의 RF전원(17)에 제1,2 안테나 유닛(110,120)을 병렬로 연결하는 것이 간편하지만, 각 안테나 유닛(110,120)마다 별도의 RF전원(17)을 연결하는 것도 가능하다.On the other hand, it is easy to connect the first and second antenna units 110 and 120 in parallel to one RF power source 17 as described above, but it is also possible to connect a separate RF power source 17 to each antenna unit 110 and 120. .

또한 기판처리장치의 조작패널에는 사용자가 안테나승강수단(130)을 구동할 수 있는 스위치 등의 조작수단(미도시)이 설치되는 것이 바람직하다.In addition, the operation panel of the substrate processing apparatus, it is preferable that the user is provided with operation means such as a switch (not shown) for driving the antenna lifting means 130.

상기 안테나승강수단(130)은 여러 가지 유형으로 설치될 수 있으며, 이하에서는 예를 들어 2가지 유형을 설명한다. 물론 안테나 승강수단(130)의 구성이 이러 한 유형으로 한정되지 않음은 물론이다.The antenna lifting means 130 may be installed in various types, for example, two types will be described below. Of course, the configuration of the antenna lifting means 130 is not limited to this type of course.

첫째는, 도 5에 도시된 바와 같이 챔버(11)의 상부에서 제1 안테나유닛(110)의 외측에 구동력을 생성하는 모터 또는 공압/유압실린더 등의 구동수단(132)을 설치하는 방식이다. First, as shown in FIG. 5, a driving means 132, such as a motor or a pneumatic / hydraulic cylinder, which generates a driving force on the outside of the first antenna unit 110 in the upper portion of the chamber 11 is installed.

이때 상기 구동수단(132)에 연결되어 승강하는 지지부재(134)를 이용하여 제1 안테나 유닛(110)을 지지한다.At this time, the first antenna unit 110 is supported by the support member 134 which is connected to the driving means 132 and moves up and down.

따라서 사용자가 구동수단(132)을 조작하여 지지부재(134)를 승강시키는 방식으로 제1 안테나 유닛(110)을 승강시킬 수 있다.Therefore, the user can elevate the first antenna unit 110 in a manner of elevating the support member 134 by operating the driving means 132.

이때 제1 안테나 유닛(110)을 안정적으로 지지하기 위해서는 여러 개의 지지부재(134)를 대칭적으로 설치하고, 각 지지부재(134)마다 구동수단(132)을 연결하는 것이 바람직하다.In this case, in order to stably support the first antenna unit 110, it is preferable to install a plurality of support members 134 symmetrically, and connect the driving means 132 to each support member 134.

상기 지지부재(134)에서 적어도 제1 안테나 유닛(110)에 접촉하는 부분은 안테나와의 절연을 위해 절연물질로 제조되거나 절연코팅되어야 한다.At least a portion of the support member 134 contacting the first antenna unit 110 should be made of an insulating material or coated with insulation to insulate the antenna.

둘째는, 도 6에 도시된 바와 같이 모터 또는 공압/유압실린더 등의 구동수단(132)을 제1 안테나 유닛(110)의 상부에 설치하는 방식이다. Second, as shown in FIG. 6, a driving means 132 such as a motor or a pneumatic / hydraulic cylinder is installed above the first antenna unit 110.

이 경우에는 제1 안테나 유닛(110)을 지지하면서 상기 구동수단(132)에 의해 승강하는 지지부재를 다수의 분지를 가지는 브라켓 형태로 제조하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable to manufacture the supporting member which is lifted by the driving means 132 while supporting the first antenna unit 110 in the form of a bracket having a plurality of branches.

이러한 브라켓형 지지부재(136)의 각 분지는 대칭적으로 형성되어야 하며, 각 분지의 단부에는 제1 안테나 유닛(110)을 거치할 수 있는 지지고리(138)가 형성되는 것이 바람직하다.Each branch of the bracket-type support member 136 should be formed symmetrically, and a support ring 138 for mounting the first antenna unit 110 is preferably formed at the end of each branch.

상기 방식은 구동수단(132)을 하나만 설치하여도 된다는 점에서는 도 5의 방식에 비하여 유리하지만, 챔버 상부의 용적을 보다 많이 차지한다는 점에서는 불리하다.This method is advantageous over the method of FIG. 5 in that only one driving means 132 may be provided, but is disadvantageous in that it occupies more volume in the upper portion of the chamber.

상기 브라켓형 지지부재(136)에서도 적어도 안테나 유닛(110)에 접촉하는 지지고리(138)는 안테나와의 절연을 위해 절연물질로 제조되거나 절연코팅되어야 한다.At least in the bracket-type support member 136, the support ring 138 in contact with the antenna unit 110 should be made of an insulating material or coated with an insulating material to insulate the antenna.

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 외측의 제1안테나 유닛(110)에 안테나승강수단(130)이 설치된 기판처리장치를 도시한 도면이다.FIG. 7 is a view illustrating a substrate processing apparatus in which an antenna lifting means 130 is installed at an outer first antenna unit 110 according to an exemplary embodiment of the present invention.

챔버(11) 내부의 플라즈마 밀도분포를 조사한 결과 주변부에서의 밀도가 중심부에 비하여 낮은 경우에는 안테나승강수단(130)을 구동하여, 제1 안테나 유닛(110)을 하강시켜 챔버(11)쪽으로 근접시킨다.When the plasma density distribution in the chamber 11 is examined and the density at the periphery is lower than that of the center, the antenna elevating means 130 is driven to lower the first antenna unit 110 to approach the chamber 11. .

일반적으로 RF안테나(100)가 챔버(11)쪽으로 근접할수록 RF에너지의 전달효율이 높아지기 때문에, 이와 같이 제1 안테나 유닛(110)을 하강시킴으로써 챔버 주변부에서의 플라즈마 밀도를 높일 수 있다.In general, the closer the RF antenna 100 toward the chamber 11, the higher the RF energy transfer efficiency, so that the plasma density at the periphery of the chamber can be increased by lowering the first antenna unit 110.

반대로 주변부에서의 밀도가 중심부에 비하여 높은 경우에는 제1 안테나 유닛(110)을 상승시켜 주변부의 플라즈마 밀도를 낮출 수 있다.On the contrary, when the density at the peripheral portion is higher than the central portion, the first antenna unit 110 may be raised to lower the plasma density of the peripheral portion.

한편, 이상에서는 안테나승강수단(130)이 외측의 제1 안테나 유닛(110)만을 승강시키는 경우를 설명하였으나, 플라즈마 밀도분포를 조절하기 위하여 반드시 제1 안테나 유닛(110)만을 승강시켜야 하는 것은 아니므로 내측의 제2 안테나 유닛(110)에도 전술한 방식의 안테나승강수단(130)을 연결할 수 있고, 제1,2 안테나 유닛(110) 모두에 안테나승강수단(130)을 연결할 수 있다.On the other hand, in the above described the case where the antenna lifting means 130 to lift only the first antenna unit 110 on the outside, but in order to control the plasma density distribution it is not necessary to lift only the first antenna unit 110. The antenna lifting means 130 of the above-described method may also be connected to the inner side of the second antenna unit 110, and the antenna lifting means 130 may be connected to both the first and second antenna units 110.

또한 각 안테나 유닛(110,120)은 원형의 루프형 안테나로만 이루어지는 것은 아니고, 도 8에 도시된 바와 같이 사각 형상의 루프형 안테나로도 구성될 수 있다. 또한 안테나 유닛의 개수가 2개로 제한되는 것도 아니므로, 3 개 이상의 안테나 유닛을 설치할 수 있다.In addition, each antenna unit (110, 120) is not only composed of a circular loop antenna, but may also be configured as a rectangular loop antenna as shown in FIG. In addition, since the number of antenna units is not limited to two, three or more antenna units can be installed.

즉, 제1 안테나 유닛(110)의 외측이나 제2 안테나 유닛(120)의 내측에 제3, 제4…의 안테나 유닛을 더 설치할 수도 있다.In other words, the third, fourth,... It is also possible to install more antenna units.

이 경우에도 적어도 하나의 안테나 유닛은 안테나승강수단을 이용하여 승강시킬 수 있어야 한다.In this case, at least one antenna unit should be able to be lifted and raised using the antenna lifting means.

또한 플라즈마 밀도를 보다 정밀하게 제어하기 위해서는, 도 9에 도시된 바와 같이 제1,2 안테나 유닛(110,120)과 정합회로(16)를 각각 연결하는 제1,2 급전선(18,19) 중에서 적어도 하나에 가변커패시터(C1,C2)를 설치할 수도 있다.In order to more precisely control the plasma density, as shown in FIG. 9, at least one of the first and second feed lines 18 and 19 connecting the first and second antenna units 110 and 120 and the matching circuit 16, respectively. Variable capacitors C1 and C2 may be provided in the capacitor.

가변커패시터(C1,C2)를 조절하여 각 안테나 유닛(110,120)에 흐르는 전류량을 변경시킬 수 있기 때문에 이를 통해 플라즈마 밀도의 조절이 가능하다.Since the amount of current flowing through the antenna units 110 and 120 can be changed by adjusting the variable capacitors C1 and C2, the plasma density can be adjusted through this.

한편, 제1,2 안테나 유닛(110,120)은 전술한 바와 같이 각각 하나의 루프형 안테나로 구성될 수도 있으나, 각 안테나 유닛(110,120)이 각각 여러 개의 루프형 안테나로 이루어질 수도 있다. Meanwhile, as described above, the first and second antenna units 110 and 120 may be configured as one loop antenna, but each antenna unit 110 and 120 may be configured as a plurality of loop antennas.

도 10은 이러한 형태의 RF안테나를 예시한 것으로서, 각 안테나 유닛(110,120)이 여러 개의 루프형 안테나로 이루어지되, 각 루프형 안테나의 일부를 인접한 다른 루프형 안테나의 상부에 위치하도록 배치한 형태이다.FIG. 10 illustrates an RF antenna of this type, in which each antenna unit 110 and 120 is formed of a plurality of loop antennas, and a part of each loop antenna is disposed above the other adjacent loop antenna. .

구체적으로는, 제1 안테나 유닛(110)은 제1,2,3,4 루프형 안테나(111,112,113,114)로 이루어지고, 각 루프형 안테나(111,112,113,114)는 전체적으로 반원의 호 형상을 가지며 중간에서 상하로 절곡되어 일부가 인접한 다른 루프형 안테나의 상부에 위치하고 나머지 부분은 인접한 루프형 안테나의 하부에 위치한다. Specifically, the first antenna unit 110 is composed of first, second, third, and fourth loop antennas 111, 112, 113, and 114, and each of the loop antennas 111, 112, 113, and 114 has an arc shape of a semicircle as a whole and is bent vertically up and down. Part of which is located above the other adjacent loop antenna and the other part of which is located below the adjacent loop antenna.

제1,2,3,4 루프형 안테나(111,112,113,114)의 일단은 전력인가부(111a, 112a, 113a, 114a)로서, 제1 급전선(18)을 통해 전달되는 RF전력은 4방향으로 분기된 후 각 전력인가부에 공급된다. 제1,2,3,4 루프형 안테나(111,112,113,114)의 타단은 접지부(111b, 112b, 113b, 114b)로서 접지된다.One end of the first, second, third, and fourth loop antennas 111, 112, 113, and 114 are power applying units 111a, 112a, 113a, and 114a, and RF power delivered through the first feed line 18 is branched in four directions. It is supplied to each power applying unit. The other ends of the first, second, third, and fourth loop antennas 111, 112, 113, and 114 are grounded as ground parts 111b, 112b, 113b, and 114b.

제2 안테나 유닛(120)은 루프형의 제5,6 루프형 안테나(121,122)로 이루어지며, 제5,6 루프형 안테나(121,122)도 중간에서 상하로 절곡되어 각 루프형 안테나(121,122)의 일부는 인접한 다른 루프형 안테나의 상부에 위치하고, 일부는 인접한 다른 루프형 안테나의 하부에 위치한다.The second antenna unit 120 is composed of loop type fifth and sixth loop antennas 121 and 122, and the fifth and sixth loop antennas 121 and 122 are also bent up and down in the middle of each loop type antenna 121 and 122. Some are located on top of other adjacent loop antennas, and some are located below other adjacent loop antennas.

제2 안테나유닛(120)는 각 루프형 안테나의 전력인가부(121a,122a) 및 접지 부(121b,12b)가 모두 인접한 루프형 안테나의 상부에 위치하도록 배치한 형태이다.The second antenna unit 120 is arranged such that the power applying units 121a and 122a and the grounding units 121b and 12b of each loop antenna are located above the adjacent loop antenna.

이러한 형태의 RF안테나에서도 상기 제1,2 안테나 유닛(110,120) 중에서 적어도 하나는 안테나승강수단(130)에 의해 상하로 이동할 수 있어야 함은 물론이다.In this type of RF antenna, at least one of the first and second antenna units 110 and 120 should be able to move up and down by the antenna lifting means 130.

본 발명에 따르면, 종래와 같이 절연플레이트의 두께나 형상을 달리하거나 복잡하게 프로세서 파라미터를 조절하지 않고도 안테나승강수단을 구동시켜 RF안테나의 높이를 조절함으로써 간편하고 신속하게 챔버 내부의 플라즈마 밀도를 조절할 수 있다.According to the present invention, it is possible to easily and quickly adjust the plasma density inside the chamber by adjusting the height of the RF antenna by driving the antenna lift means without changing the thickness or shape of the insulation plate or complicatedly adjusting the processor parameters as in the related art. have.

Claims (11)

일정한 반응공간을 형성하는 챔버;A chamber forming a constant reaction space; 하나 이상의 루프형 안테나로 이루어지며, 상기 챔버의 상부에서 중심부에서 주변부쪽으로 순차적으로 배치되는 다수의 안테나 유닛;A plurality of antenna units formed of one or more loop antennas and sequentially arranged from the center to the periphery of the chamber; 상기 각 안테나 유닛 중 적어도 하나를 승강시키는 안테나 승강수단;Antenna elevating means for elevating at least one of the antenna units; 상기 각 안테나 유닛에 RF전력을 공급하는 RF전원;An RF power supply for supplying RF power to each antenna unit; 을 포함하는 기판처리장치Substrate processing apparatus comprising a 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 안테나 승강수단은,The antenna lifting means, 구동력을 제공하는 구동수단;Driving means for providing a driving force; 상기 구동수단에 연결되어 승강운동을 하며, 상기 안테나 유닛을 지지하는 지지부재;A support member connected to the driving means to perform a lifting movement and support the antenna unit; 를 포함하는 기판처리장치Substrate processing apparatus comprising a 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 구동수단은 모터, 유압실린더 또는 공압실린더인 것을 특징으로 하는 기판처리장치The drive means is a substrate processing apparatus, characterized in that the motor, hydraulic cylinder or pneumatic cylinder 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 구동수단은 상기 안테나 유닛의 측부에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치The driving means is installed on the side of the antenna unit substrate processing apparatus, characterized in that 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 구동수단은 다수 개가 서로 대칭적으로 배치되고, 각 구동수단마다 상기 지지부재가 연결되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치A plurality of the drive means is disposed symmetrically with each other, the substrate processing apparatus, characterized in that the support member is connected to each drive means 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 구동수단은 상기 안테나 유닛의 상부에 설치되고,The driving means is installed above the antenna unit, 상기 지지부재는, 대칭적으로 형성된 다수 개의 분지를 가지며 각 분지의 말단에는 상기 안테나 유닛을 지지하기 위한 지지고리가 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치The support member has a plurality of branches symmetrically formed, the substrate processing apparatus, characterized in that the support ring for supporting the antenna unit is formed at the end of each branch 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 지지부재는 절연재질인 것을 특징으로 하는 기판처리장치The support member is a substrate processing apparatus, characterized in that the insulating material 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 루프형 안테나는 원형 또는 사각형인 것을 특징으로 하는 기판처리장치The loop antenna is a substrate processing apparatus, characterized in that the circular or rectangular 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 각 안테나 유닛은 상기 RF전원에 대하여 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치Wherein each antenna unit is connected in parallel to the RF power source 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 RF전원과 적어도 하나의 상기 안테나 유닛 사이에는 가변커패시터가 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치Substrate processing apparatus characterized in that a variable capacitor is provided between the RF power source and at least one antenna unit. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 RF전원은 상기 각 안테나 유닛마다 하나씩 연결되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치The RF power supply is a substrate processing apparatus, characterized in that connected to each one of the antenna unit
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