KR20080060834A - Apparatus for processing a substrate using plasma - Google Patents

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KR20080060834A
KR20080060834A KR1020060135403A KR20060135403A KR20080060834A KR 20080060834 A KR20080060834 A KR 20080060834A KR 1020060135403 A KR1020060135403 A KR 1020060135403A KR 20060135403 A KR20060135403 A KR 20060135403A KR 20080060834 A KR20080060834 A KR 20080060834A
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문상민
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세메스 주식회사
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Abstract

An apparatus for processing a substrate is provided to generate plasma by using a first high frequency antenna having first and second coils. An apparatus for processing a substrate includes a chamber(200), a gas supply unit(400), and a first high frequency antenna(210). The chamber includes an upper wall and a sidewall. A substrate is loaded in the chamber. The gas supply unit provides a plasma generation gas into the chamber. The first high frequency antenna generates plasma from the plasma generation gas and includes first and second coils. The first coil is arranged outside the upper wall of the chamber. The second coil is arranged to surround the sidewall of the chamber.

Description

플라즈마 처리 장치{Apparatus for Processing A Substrate Using Plasma}Apparatus for Processing A Substrate Using Plasma}

도 1a는 종래의 고주파 유도결합형 플라즈마 처리 장치를 나타내는 단면도이다. 1A is a cross-sectional view of a conventional high frequency inductively coupled plasma processing apparatus.

도 1b는 종래의 고주파 유도결합형 플라즈마 처리 장치에 의해 생성된 플라즈마의 밀도를 나타내는 그래프이다.Figure 1b is a graph showing the density of the plasma generated by a conventional high frequency inductively coupled plasma processing apparatus.

도 2a는 종래의 고주파 유도결합형 플라즈마 처리 장치를 나타내는 단면도이다. Figure 2a is a cross-sectional view showing a conventional high frequency inductively coupled plasma processing apparatus.

도 2b는 종래의 고주파 유도결합형 플라즈마 처리 장치에 의해 생성된 플라즈마의 밀도를 나타내는 그래프이다.Figure 2b is a graph showing the density of the plasma generated by a conventional high frequency inductively coupled plasma processing apparatus.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 나타내는 단면도이다. 3 is a cross-sectional view showing a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 일부를 나타내는 사시도이다.4 is a perspective view showing a part of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : ICP 타입의 플라즈마 처리 장치 10: ICP type plasma processing device

11, 51 : 웨이퍼 20, 60 : 챔버11, 51: wafer 20, 60: chamber

30, 70 : 코일 35, 75 : 고주파 전원부30, 70: coil 35, 75: high frequency power supply

50 : TCP 타입의 플라즈마 처리 장치50: TCP type plasma processing apparatus

100 : 플라즈마 처리 장치 101 : 기판100: plasma processing apparatus 101: substrate

200 : 챔버 201 : 상부벽200: chamber 201: upper wall

202 : 측벽 205 : 유전체 윈도우202: sidewall 205: dielectric window

210 : 제1 고주파 안테나 211 : 제1 코일210: first high frequency antenna 211: first coil

212 : 제2 코일 220, 260 : 정합기212: second coil 220, 260: matching device

230, 270 : 고주파 전원부 250 :제2 고주파 안테나230, 270: high frequency power supply 250: second high frequency antenna

300 : 정전척 310 : 기판 지지부300: electrostatic chuck 310: substrate support

320 : 내부 전극 400 : 가스 공급부320: internal electrode 400: gas supply unit

410 : 가스 공급관 420 : 버퍼실410: gas supply pipe 420: buffer chamber

421 : 가스 확산공 425 : 가스 샤워 헤드421 gas diffusion hole 425 gas shower head

510 : 배출구 520 : 진공 펌프510: outlet 520: vacuum pump

본 발명은 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판 상에 충분하고 균일한 플라즈마 밀도를 제공할 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 providing a sufficient and uniform plasma density on a substrate.

최근의 반도체 소자로 제조하기 위한 반도체 웨이퍼의 대구경화, 평면 디스플레이 소자로 제조하기 위한 유리 기판의 대면적화 등에 따라 에칭 처리나 성막 처리를 하는 처리 장치의 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 상기 에칭 처리나 성막 처리를 플라즈마를 이용하여 진행하는 플라즈마 에칭 장치, 플라즈마 증착 장치, 플라즈마 애싱(ashing) 장치 등의 플라즈마 처리 장치에 대한 수요도 증가하고 있는 추세이다. BACKGROUND ART In recent years, the demand for processing apparatuses for etching or film forming has increased due to the large diameter of semiconductor wafers for manufacturing semiconductor devices and the large area of glass substrates for manufacturing flat display devices. For example, the demand for plasma processing apparatuses, such as a plasma etching apparatus, a plasma vapor deposition apparatus, and a plasma ashing apparatus which advances the said etching process and the film-forming process using plasma, is also increasing.

이러한 플라즈마 처리 장치에 사용되는 플라즈마 소스로서, 고주파 용량 결합형 플라즈마 소스, 마이크론파 ECR 플라즈마 소스, 고주파 유도결합형 플라즈마소스 등이 있다. 이들 각각은 그 특징에 따라 다양한 처리 공정마다 구분하여 사용된다. Examples of the plasma source used in the plasma processing apparatus include a high frequency capacitively coupled plasma source, a micron wave ECR plasma source, a high frequency inductively coupled plasma source, and the like. Each of these is used separately for various treatment processes according to its characteristics.

이러한 플라즈마 소스 중에서 고주파 유도결합형 플라즈마 소스를 구비한 플라즈마 처리 장치는 고주파 안테나와 고주파 전원을 포함한다. 이에 플라즈마는 고주파 안테나와 고주파 전원을 이용하여 수 mTorr의 낮은 압력 하에서 비교적 고밀도의 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 특히 고주파 유도 결합형 플라즈마 소스는 코일의 배치에 따라 ICP(inductively coupled plasma) 타입과 TCP(transformer coupled plasma) 타입이 있다.Among these plasma sources, a plasma processing apparatus having a high frequency inductively coupled plasma source includes a high frequency antenna and a high frequency power source. Accordingly, the plasma may generate a relatively high density plasma under a low pressure of several mTorr using a high frequency antenna and a high frequency power source. In particular, the high frequency inductively coupled plasma source has an inductively coupled plasma (ICP) type and a transformer coupled plasma (TCP) type according to the arrangement of the coils.

도 1a 및 도 2a는 종래의 고주파 유도결합형 플라즈마 처리 장치들을 나타내는 단면도들이다. 도 1b 및 도 2b는 종래의 고주파 유도결합형 플라즈마 처리 장치들에 의해 생성된 플라즈마의 밀도를 나타내는 그래프들이다.1A and 2A are cross-sectional views illustrating conventional high frequency inductively coupled plasma processing apparatuses. 1B and 2B are graphs showing the density of plasma generated by conventional high frequency inductively coupled plasma processing apparatuses.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 종래의 ICP 타입의 플라즈마 처리 장치(10)는 챔버(20)의 측벽을 감싸도록 배치되는 코일(30) 및 상기 코일에 고주파 전력을 인가하는 고주파 전원부(35)를 포함한다.1A and 1B, a conventional ICP type plasma processing apparatus 10 includes a coil 30 disposed to surround sidewalls of a chamber 20 and a high frequency power supply unit 35 applying high frequency power to the coil. It includes.

도 1b의 그래프에 나타난 바와 같이, 챔버(20) 내의 웨이퍼(11) 상부에 생성되는 플라즈마 밀도는 웨이퍼의 외측(edge) 영역에서 높은 밀도를 나타내고, 웨이퍼(11)의 중심(center) 영역에서 낮은 밀도를 나타낸다.As shown in the graph of FIG. 1B, the plasma density generated on top of the wafer 11 in the chamber 20 shows high density in the edge region of the wafer and low in the center region of the wafer 11. Indicates density.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 종래의 TCP 타입의 플라즈마 처리 장치(50)는 챔버(60)의 상부벽의 외측 상에 배치되는 코일(70) 및 상기 코일에 고주파 전력을 인가하는 고주파 전원부(75)를 포함한다.2A and 2B, a conventional TCP type plasma processing apparatus 50 includes a coil 70 disposed on an outer side of an upper wall of a chamber 60 and a high frequency power supply unit applying high frequency power to the coil. 75).

도 2b의 그래프에 나타난 바와 같이, 챔버(60) 내의 웨이퍼(51) 상부에 생성되는 플라즈마 밀도는 웨이퍼(11)의 중심(center) 영역에서 높은 밀도를 나타내고, 웨이퍼의 외측(edge) 영역에서 낮은 밀도를 나타낸다.As shown in the graph of FIG. 2B, the plasma density generated on the wafer 51 in the chamber 60 shows high density in the center region of the wafer 11 and low in the edge region of the wafer. Indicates density.

종래의 플라즈마 처리 장치는 단일 플라즈마 소스로 구성되어 있다. 즉, 고주파 전원 장치에 연결된 고주파 안테나가 공중 챔버 외부에 설치된 단일형으로, 고주파 안테나에 전력을 공급하면 공정 챔버 내부의 가스가 고주파 안테나를 따라 형성된 전자기장의 영향을 받아 플라즈마를 형성한다.Conventional plasma processing apparatus consists of a single plasma source. That is, the high frequency antenna connected to the high frequency power supply is a single type installed outside the air chamber. When power is supplied to the high frequency antenna, the gas inside the process chamber is affected by the electromagnetic field formed along the high frequency antenna to form a plasma.

그러나, 상술한 바와 같이, 상기 코일이 배치되는 위치에 따라 플라즈마는 웨이퍼 상에 불균일하게 생성된다. 불균일하게 생성되는 플라즈마를 이용하여 식각 공정 등을 수행하게 되는 경우, 웨이퍼의 위치에 따라 식각되는 형태가 달라지므로 식각 균일성이 저하되는 문제점이 있다. However, as described above, the plasma is non-uniformly generated on the wafer depending on the position where the coil is placed. When the etching process is performed using a non-uniformly generated plasma, the etching uniformity may be lowered because the shape of the etching varies depending on the position of the wafer.

본 발명의 목적은 기판 상에 충분하고 균일한 플라즈마 밀도를 제공할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 데 있다. It is an object of the present invention to provide a plasma processing apparatus capable of providing a sufficient and uniform plasma density on a substrate.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는 상부벽과 측벽을 갖고 기판이 반입되는 챔버, 상기 챔버 내로 플라즈마 생성 가스를 제공하는 가스 공급부, 및 상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키고, 상기 상부벽의 외측 상에 배치되는 제1 코일 및 상기 측벽을 감싸도록 배치되는 제2 코일을 갖는 제1 고주파 안테나를 포함한다. In order to achieve the object of the present invention, a plasma processing apparatus according to the present invention includes a chamber having a top wall and sidewalls, a substrate into which a substrate is loaded, a gas supply unit providing a plasma generating gas into the chamber, and generating plasma from the gas, And a first high frequency antenna having a first coil disposed on an outer side of the upper wall and a second coil disposed to surround the side wall.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 제1 코일은 상기 상부벽과 평행하게 배치되며, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 서로 연결될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the first coil may be disposed in parallel with the upper wall, and the first coil and the second coil may be connected to each other.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 챔버와 상기 제1 고주파 안테나 사이에 배치되어 고주파 전력이 투과되는 유전체 윈도우를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a dielectric window may be further disposed between the chamber and the first high frequency antenna to transmit high frequency power.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는 챔버의 상부벽의 외측 상에 배치되는 제1 코일 및 챔버의 측벽을 감싸도록 배치되는 제2 코일을 갖는 제1 고주파 안테나를 이용하여 플라즈마를 발생시킨다. The plasma processing apparatus according to the present invention configured as described above generates plasma using a first high frequency antenna having a first coil disposed on an outer side of the upper wall of the chamber and a second coil disposed to surround the sidewall of the chamber.

상기 챔버의 상부벽 외측 상에 배치된 제1 코일은 기판의 중심 영역 상에 상기 챔버의 측벽 상에 배치된 제2 코일은 기판의 외측 영역 상에 각각 높은 밀도를 갖는 플라즈마 상태를 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 기판 상에 충분하고 균일한 플라즈마 밀도를 제공할 수 있다. The first coil disposed on the outer side of the upper wall of the chamber may be provided on the center region of the substrate, and the second coil disposed on the sidewall of the chamber may provide a plasma state having a high density on the outer region of the substrate. . Thus, a sufficient and uniform plasma density can be provided on the substrate.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고 자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, a plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown in an enlarged scale than actual for clarity of the invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 또한, 각 구조물들이 "제1" 및/또는 "제2"로 언급되는 경우, 이러한 부재들을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 각 구조물들을 구분하기 위한 것이다. 따라서, "제1" 및/또는 "제2"는 각 구조물들에 대하여 각기 선택적으로 또는 교환적으로 사용될 수 있다.However, the present invention is not limited to the following embodiments, and those skilled in the art may implement the present invention in various other forms without departing from the technical spirit of the present invention. In addition, where each structure is referred to as "first" and / or "second", it is not intended to limit these members but merely to distinguish each structure. Thus, "first" and / or "second" may be used selectively or interchangeably for each structure.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 나타내는 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 일부를 나타내는 사 시도이다.3 is a cross-sectional view showing a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 4 is a drawing showing a part of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(100)는 챔버(200), 상기 챔버에 플라즈마 생성 가스를 제공하는 가스 공급부(400) 및 상기 챔버의 외측 상에 배치되는 제1 고주파 안테나(210)를 포함한다.3 and 4, a plasma processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is provided on a chamber 200, a gas supply unit 400 providing a plasma generation gas to the chamber, and an outer side of the chamber. The first high frequency antenna 210 is disposed.

상기 챔버(200)는 그 내부에 플라즈마 처리 공정이 진행되는 공간을 제공한다. 상기 챔버(200)는 외부로부터 밀폐되는 구조를 갖고, 예를 들면, 원기둥 형상을 가질 수 있다.The chamber 200 provides a space in which a plasma processing process is performed. The chamber 200 has a structure sealed from the outside, for example, may have a cylindrical shape.

상기 챔버(200)로 반도체 웨이퍼와 같은 기판(101)이 반입되고, 상기 챔버 내에는 기판(101)을 지지하기 위한 기판 지지부(310)가 구비되고, 상기 기판 지지부 상에는 정전척(300)이 배치된다.A substrate 101, such as a semiconductor wafer, is loaded into the chamber 200, and a substrate support 310 for supporting the substrate 101 is provided in the chamber, and an electrostatic chuck 300 is disposed on the substrate support. do.

상기 정전척(300)은 알루미늄과 같은 도전성 부재를 포함하고, 상기 정전척(300)의 내부에는 내부 전극(320)이 형성된다. 상기 내부 전극은 외부의 직류 전원(도시되지 않음)과 연결되고, 직류 전압이 인가됨으로써 발생된 정전력에 의해 상기 기판(101)은 상기 정전척 상에 정전 흡착되게 된다.The electrostatic chuck 300 includes a conductive member such as aluminum, and an internal electrode 320 is formed inside the electrostatic chuck 300. The internal electrode is connected to an external DC power source (not shown), and the substrate 101 is electrostatically adsorbed on the electrostatic chuck by the electrostatic power generated by applying the DC voltage.

또한, 기판 지지부(310)의 내부에는 상기 기판을 승강시키기 위한 승강핀(도시되지 않음)이 형성되고, 상기 승강핀은 이송 로봇에 의해 상기 기판의 반출입을 행하기 위해 상기 기판을 승강시킨다.In addition, a lifting pin (not shown) for lifting and lowering the substrate is formed inside the substrate support 310, and the lifting pin lifts and lowers the substrate to carry in and out of the substrate by a transfer robot.

상기 챔버 상부에는 챔버(200)내에 상기 기판(101)을 식각하기 위한 공정 가스를 제공하기 위한 가스 공급관(410)이 구비된다. 상기 가스 공급관은 버퍼실(420)을 통해 다수의 가스 확산공(421)이 형성된 가스 샤워 헤드(425)와 연결되 어, 상기 정전척(300) 상에 탑재된 기판(101)을 향해 소정의 공정 가스를 분사시킨다. 상기 가스 공급관은 챔버(200) 외부의 가스 공급부(400)와 연결되고, 상기 가스 공급부는 공정 가스를 챔버(200) 내에 공급한다.The gas supply pipe 410 is provided on the chamber to provide a process gas for etching the substrate 101 in the chamber 200. The gas supply pipe is connected to the gas shower head 425 in which the plurality of gas diffusion holes 421 are formed through the buffer chamber 420, and is predetermined toward the substrate 101 mounted on the electrostatic chuck 300. Inject process gas. The gas supply pipe is connected to the gas supply unit 400 outside the chamber 200, and the gas supply unit supplies a process gas into the chamber 200.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 챔버는 상부벽(201)과 상기 상부벽과 실질적으로 수직하는 측벽(202)을 가질 수 있다. 상부벽(201)과 측벽(202)의 외측 상에는 제1 고주파 안테나(210)가 배치된다. 상기 제1 고주파 안테나는 정합기(220)를 거쳐서 소스용의 전력을 인가하는 고주파 전원부(230)와 접속되어 있다. According to one embodiment of the invention, the chamber may have a top wall 201 and a sidewall 202 substantially perpendicular to the top wall. The first high frequency antenna 210 is disposed outside the upper wall 201 and the side wall 202. The first high frequency antenna is connected to a high frequency power supply unit 230 for applying power for a source via a matching unit 220.

상기 제1 고주파 안테나(210)는 제1 코일(211)과 제2 코일(212)을 포함한다. 구체적으로, 상기 상부벽의 외측상에는 제1 코일(211)이 배치되고, 상기 측벽의 외측상에는 제2 코일(212)이 배치된다. The first high frequency antenna 210 includes a first coil 211 and a second coil 212. Specifically, the first coil 211 is disposed on the outer side of the upper wall, the second coil 212 is disposed on the outer side of the side wall.

본 발명의 일실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 코일은 상부벽(201)과 평행한 평면상에 나선 형상으로 배치될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 코일을 상부벽(201)과 수직하는 방향으로 스프링 형상으로 배치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, the first coil may be disposed in a spiral shape on a plane parallel to the upper wall 201. According to another embodiment of the present invention, the first coil may be arranged in a spring shape in a direction perpendicular to the upper wall 201.

상기 제2 코일(212)은 측벽(202)을 감싸도록 배치된다. 구체적으로, 상기 챔버(200)의 측벽을 따라 나선형으로 둘러싸도록 배치된다. 또한, 상기 제1 코일(211)과 상기 제2 코일(212)은 서로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 코일은 챔버(200) 내의 공간에 자기장을 형성할 수 있도록 다양한 형상으로 배치될 수 있다. The second coil 212 is disposed to surround the side wall 202. Specifically, it is disposed to spirally surround the side wall of the chamber 200. In addition, the first coil 211 and the second coil 212 may be connected to each other. In addition, the first and second coils may be arranged in various shapes to form a magnetic field in the space in the chamber 200.

상기 챔버(200)와 상기 제1 고주파 안테나 사이에는 유전체 윈도 우(dielectric window: 205)가 배치된다. 구체적으로, 상기 챔버의 상부벽(201)과 상기 제1 코일(211) 사이에는 상기 유전체 윈도우(205)가 배치되고, 상기 챔버의 측벽(202)과 상기 제2 코일(212) 사에에는 상기 유전체 윈도우(205)가 배치된다. 예를 들면, 상기 유전체 윈도우는 고주파 전력이 투과될 수 있는 절연 물질을 포함할 수 있다. A dielectric window 205 is disposed between the chamber 200 and the first high frequency antenna. In detail, the dielectric window 205 is disposed between the upper wall 201 of the chamber and the first coil 211, and is disposed between the sidewall 202 of the chamber and the second coil 212. Dielectric window 205 is disposed. For example, the dielectric window may include an insulating material through which high frequency power may be transmitted.

상기 기판 지지부(310) 내부에는 제2 고주파 안테나(250)가 배치된다. 상기 제2 고주파 안테나는 정합기(260)를 거쳐서 바이어스용의 전력을 인가하는 고주파 전원부(270)가 접속되어 있다. The second high frequency antenna 250 is disposed in the substrate support 310. The second high frequency antenna is connected to a high frequency power supply unit 270 for applying bias power through a matching unit 260.

상기 챔버 하부에는 배출구(510)가 형성되고, 상기 배출구(510)는 드라이펌프와 같은 진공펌프(520)에 연결된다. 상기 배출구(510)를 통해 플라즈마를 이용한 공정 중에 생성된 폴리머와 같은 생성 물질이 배출된다.An outlet 510 is formed below the chamber, and the outlet 510 is connected to a vacuum pump 520 such as a dry pump. Product outlets such as polymers generated during the process using plasma are discharged through the outlets 510.

상기 제1 고주파 안테나(210)와 상기 제2 고주파 안테나(250)에 고주파 전원부(230, 270)로부터 고주파 전원이 인가되면, 상기 제1 및 제2 고주파 안테나의 코일들을 따라 흐르는 전류가 챔버(200)내의 공간에 자기장을 형성한다. 상기 자기장에 의해 유도 전기장이 형성되며, 상기 가스 공급부(400)로부터 공급된 가스는 유도 전기장으로부터 이온화에 필요한 충분한 에너지를 얻어 플라즈마를 형성한다.When high frequency power is applied to the first high frequency antenna 210 and the second high frequency antenna 250 from the high frequency power supply units 230 and 270, current flowing along the coils of the first and second high frequency antennas is supplied to the chamber 200. It forms a magnetic field in the space inside. An induction electric field is formed by the magnetic field, and the gas supplied from the gas supply unit 400 obtains sufficient energy for ionization from the induction electric field to form a plasma.

본 발명에 따르면, 챔버(200)의 상부벽(201) 상에 배치된 제1 코일(211)은 기판(101)의 중심 영역 상에 높은 밀도를 갖는 플라즈마 상태를 제공한다. 챔버(200)의 측벽(202) 상에 배치된 제2 코일(212)은 기판(101)의 외측 영역 상에 높은 밀도를 갖는 플라즈마 상태를 제공한다. According to the present invention, the first coil 211 disposed on the upper wall 201 of the chamber 200 provides a plasma state having a high density on the central region of the substrate 101. The second coil 212 disposed on the sidewall 202 of the chamber 200 provides a high density plasma state on the outer region of the substrate 101.

또한, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일의 형상을 조절하여 가스 분자의 해리 및 이온의 추종성을 조절할 수 있게 된다. In addition, by controlling the shape of the first coil and the second coil it is possible to control the dissociation of gas molecules and the followability of ions.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치는 챔버의 상부벽의 외측 상에 배치되는 제1 코일 및 챔버의 측벽을 감싸도록 배치되는 제2 코일을 갖는 제1 고주파 안테나를 이용하여 플라즈마를 발생시킨다. As described above, the plasma processing apparatus according to the preferred embodiment of the present invention uses a first high frequency antenna having a first coil disposed on the outside of the upper wall of the chamber and a second coil disposed to surround the sidewall of the chamber. To generate a plasma.

상기 챔버의 상부벽 외측 상에 배치된 제1 코일은 기판의 중심 영역 상에 상기 챔버의 측벽 상에 배치된 제2 코일은 기판의 외측 영역 상에 각각 높은 밀도를 갖는 플라즈마 상태를 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 기판 상에 충분하고 균일한 플라즈마 밀도를 제공할 수 있다. The first coil disposed on the outer side of the upper wall of the chamber may be provided on the center region of the substrate, and the second coil disposed on the sidewall of the chamber may provide a plasma state having a high density on the outer region of the substrate. . Thus, a sufficient and uniform plasma density can be provided on the substrate.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.

Claims (6)

상부벽과 측벽을 갖고, 기판이 반입되는 챔버;A chamber having a top wall and sidewalls, into which a substrate is loaded; 상기 챔버 내로 플라즈마 생성 가스를 제공하는 가스 공급부; 및A gas supply unit providing a plasma generation gas into the chamber; And 상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키고, 상기 상부벽의 외측 상에 배치되는 제1 코일 및 상기 측벽을 감싸도록 배치되는 제2 코일을 갖는 제1 고주파 안테나를 포함하는 플라즈마 처리 장치.And a first high frequency antenna generating a plasma from the gas and having a first coil disposed on an outer side of the upper wall and a second coil disposed to surround the side wall. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 코일은 상기 상부벽과 평행하게 배치되며, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus of claim 1, wherein the first coil is disposed in parallel with the upper wall, and the first coil and the second coil are connected to each other. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 코일은 스프링 형상 또는 나선 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus of claim 1, wherein the first coil has a spring shape or a spiral shape. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버와 상기 제1 고주파 안테나 사이에 배치되어 고주파 전력이 투과되는 유전체 윈도우를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus of claim 1, further comprising a dielectric window disposed between the chamber and the first high frequency antenna to transmit high frequency power. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버 내에 배치되어, 상기 기판을 지지하기 위한 기 판 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus of claim 1, further comprising a substrate support part disposed in the chamber to support the substrate. 제 5 항에 있어서, 상기 기판 지지부 내부에 배치되는 제2 고주파 안테나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.6. The plasma processing apparatus of claim 5, further comprising a second high frequency antenna disposed inside the substrate support.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101246848B1 (en) * 2011-01-10 2013-03-25 엘아이지에이디피 주식회사 Apparatus for plasma processing and suceptor thereof
KR101411994B1 (en) * 2007-08-29 2014-06-26 최대규 Susceptor having inductively coupled plasma source and plasma process chamber

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