KR20080067042A - Inductively coupled plasma reactor with core cover - Google Patents

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KR20080067042A KR1020070004090A KR20070004090A KR20080067042A KR 20080067042 A KR20080067042 A KR 20080067042A KR 1020070004090 A KR1020070004090 A KR 1020070004090A KR 20070004090 A KR20070004090 A KR 20070004090A KR 20080067042 A KR20080067042 A KR 20080067042A
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Abstract

An inductively coupled plasma reactor with a core cover is provided to generate a large area high density plasma that is more uniform and has a high control capability relative to plasma ion energy by improving the magnetic flux transmitting efficiency of an antenna. An inductively coupled plasma reactor with a core cover comprises: a substrate treating chamber(100) in which a substrate holder(110) is installed; at least one plasma discharge chamber(200) installed above the substrate treating chamber; a wireless frequency antenna(310) installed on an outer portion of the at least one plasma discharge chamber; a core cover(300) which is installed along the wireless frequency antenna, and of which a magnetic flux doorway faces the plasma discharge chamber; and a power supply source(320) for supplying a power for plasma discharge to the wireless frequency antenna, wherein a magnetic flux induced by the wireless frequency antenna is collected and provided into the plasma discharge chamber by the core cover to induce plasma discharge within the plasma discharge chamber. Further, the core cover contains a non-magnetic spacer, and the wireless frequency antenna is a single wireless frequency antenna operated by single wireless frequency.

Description

코어 커버를 구비한 유도 결합 플라즈마 반응기{INDUCTIVELY COUPLED PLASMA REACTOR WITH CORE COVER} Having a core cover inductively coupled plasma reactor {INDUCTIVELY COUPLED PLASMA REACTOR WITH CORE COVER}

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

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 사시도이다. 1 is a perspective view of a plasma reactor according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 플라즈마 반응기의 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of the plasma reactor of Figure 1;

도 3은 두 개의 플라즈마 방전실을 갖는 플라즈마 반응기의 사시도이다. Figure 3 is a perspective view of a plasma reactor with two plasma discharge chamber.

도 4는 도 3의 플라즈마 반응기의 단면도이다. 4 is a cross-sectional view of the plasma reactor of FIG.

도 5는 세 개의 플라즈마 방전실을 갖는 플라즈마 반응기의 사시도이다. Figure 5 is a perspective view of a plasma reactor with three plasma discharge chamber.

도 6 및 도 7은 이중 주파수 공급 구조를 갖는 플라즈마 반응기의 변형 예들을 설명하기 위한 도면이다. 6 and 7 are diagrams for explaining the variation of the plasma reactor with a dual frequency feed structure.

도 8 및 도 9는 플라즈마 방전실과 기판 처리실의 구조를 사각 기둥 형상으로 변형한 예들을 설명하기 위한 사시도이다. 8 and 9 are perspective views illustrating the example of the structure of the plasma discharge chamber and the substrate processing chamber modified in a rectangular column shape.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* * Description of the Related Art *

100: 기판 처리실 101: 가스 출구 100: a substrate processing chamber 101: Gas outlet

110: 기판 지지대 120, 122: 바이어스 전원 110: a substrate support 120, 122: bias supply

112: 피처리 기판 124: 임피던스 정합기 112: the target substrate 124: impedance matching

200: 플라즈마 방전실 201: 가스 입구 200: plasma discharge chamber 201: Gas inlet

300: 코어 커버 310: 유도 안테나 300: core cover 310: inductive antenna

320: 전원 공급원 322: 임피던스 정합기 320: power source 322: impedance matching

330: 배플 펑판 330: baffle peongpan

본 발명은 무선 주파수(radio frequency)를 이용한 유도 결합 플라즈마 반응기(inductively coupled plasma reactor)에 관한 것으로, 구체적으로는 코어 커버와 하나 이상의 무선 주파수 안테나를 사용하여 플라즈마 이온 에너지에 대한 제어 능력이 높고 보다 균일한 대면적의 고밀도 플라즈마를 발생할 수 있는 유도 결합 플라즈마 반응기에 관한 것이다. The invention more uniform high control over plasma ion energy and relates to a radio-frequency (radio frequency) of an inductively coupled plasma reactor (inductively coupled plasma reactor) using, specifically, using a core covered with at least one radio frequency antenna It relates to a high-density plasma of a large area in an inductively coupled plasma reactor, which may occur.

플라즈마는 같은 수의 음이온(positive ions)과 전자(electrons)를 포함하는 고도로 이온화된 가스이다. Plasma is a highly ionized gas including the same number of negative ions (positive ions) and electrons (electrons). 플라즈마 방전은 이온, 자유 래디컬, 원자, 분자를 포함하는 활성 가스를 발생하기 위한 가스 여기에 사용되고 있다. Plasma discharge is used for gas excitation to generate an active gas including ions, free radicals, atoms, molecules. 활성 가스는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며 대표적으로 반도체 제조 공정 예들 들어, 식각(etching), 증착(deposition), 세정(cleaning), 에싱(ashing) 등에 다양하게 사용된다. Active gas is widely used in various fields, and are used in a variety or the like representatively semiconductor manufacturing process For example, the etching (etching), the deposition (deposition), cleaning (cleaning), ashing (ashing).

플라즈마를 발생하기 위한 플라즈마 소스는 여러 가지가 있는데 무선 주파수(radio frequency)를 사용한 용량 결합 플라즈마(capacitive coupled plasma)와 유도 결합 플라즈마(inductive coupled plasma)가 그 대표적인 예이다. A plasma source for generating plasma is a number of radio frequencies there is (radio frequency) a capacitive coupling plasma (capacitive coupled plasma) and inductively coupled plasma (inductive coupled plasma) with the typical example.

용량 결합 플라즈마 소스는 정확한 용량 결합 조절과 이온 조절 능력이 높아서 타 플라즈마 소스에 비하여 공정 생산력이 높다는 장점을 갖는다. Capacitively coupled plasma source has a high process productivity advantages in comparison to the correct capacitive coupling control and ion control capability is high and the other plasma source. 반면, 무선 주파수 전원의 에너지가 거의 배타적으로 용량 결합을 통하여 플라즈마에 연결되기 때문에 플라즈마 이온 밀도는 용량 결합된 무선 주파수 전력의 증가 또는 감소에 의해서만 증가 또는 감소될 수 있다. On the other hand, since the plasma ion density of the radio frequency power it is almost exclusively connected to the plasma energy through the capacitive coupling to may be increased or decreased only by the increase or decrease of the radio frequency power capacitively coupled. 그러나 무선 주파수 전력의 증가는 이온 충격 에너지를 증가시킨다. However, increasing the radio frequency power increases the ion impact energy. 결과적으로 이온 충격에 의한 손상을 방지하기 위해서는 공급되는 무선 주파수 전력의 한계성을 갖게 된다. As a result, in order to prevent damage due to ion impact it is given to the limitation of the radio-frequency power supplied.

한편, 유도 결합 플라즈마 소스는 무선 주파수 전원의 증가에 따라 이온 밀도를 쉽게 증가시킬 수 있으며 이에 따른 이온 충격은 상대적으로 낮아서 고밀도 플라즈마를 얻기에 적합한 것으로 알려져 있다. Meanwhile, an inductively coupled plasma source is known to be suitable for obtaining the ion easy to increase the density, and this high-density plasma ion impact is relatively low, in accordance with the increase of the radio frequency power. 그럼으로 유도 결합 플라즈마 소스는 고밀도의 플라즈마를 얻기 위하여 일반적으로 사용되고 있다. Inductively coupled plasma sources. So is generally used to obtain the plasma of high density. 유도 결합 플라즈마 소스는 대표적으로 무선 주파수 안테나(RF antenna)를 이용하는 방식과 변압기를 이용한 방식(변압기 결합 플라즈마(transformer coupled plasma)라고도 함)으로 기술 개발이 이루어지고 있다. Inductively coupled plasma source has representatively a technology (also known as a transformer coupled plasma (transformer coupled plasma)) a radio frequency antenna system using a (RF antenna) scheme and using a transformer made. 여기에 전자석이나 영구 자석을 추가하거나, 용량 결합 전극을 추가하여 플라즈마의 특성을 향상 시키고 재현성과 제어 능력을 높이기 위하여 기술 개발이 이루어지고 있다. This additional electromagnet or permanent magnet, or, further to improve the properties of the plasma in the capacitive coupling electrode and a technology development is made in order to improve the reproducibility and control.

무선 주파수 안테나는 나선 타입 안테나(spiral type antenna) 또는 실린더 타입 안테나(cylinder type antenna)가 일반적으로 사용된다. The radio frequency antenna is a spiral antenna type (spiral type antenna) antenna or a cylinder type (cylinder type antenna) is generally used. 무선 주파수 안테나는 플라즈마 반응기(plasma reactor)의 외부에 배치되며, 석영과 같은 유전체 위도 우(dielectric window)를 통하여 플라즈마 반응기의 내부로 유도 기전력을 전달한다. A radio frequency antenna is arranged outside a plasma reactor (plasma reactor), and transmits the induced electromotive force to the inside of the plasma reactor through a dielectric latitude Wu (dielectric window), such as quartz. 무선 주파수 안테나를 이용한 유도 결합 플라즈마는 고밀도의 플라즈마를 비교적 손쉽게 얻을 수 있으나, 안테나의 구조적 특징에 따라서 플라즈마 균일도가 영향을 받는다. Derived using a radio frequency antenna coupled plasma, but the plasma of high density can be obtained relatively easily, given the uniformity of the plasma effect according to the structural characteristics of the antenna. 그럼으로 무선 주파수 안테나의 구조를 개선하여 균일한 고밀도의 플라즈마를 얻기 위해 노력하고 있다. Then in trying to obtain a plasma of a uniform high density by improving a structure of a radio frequency antenna.

그러나 대면적의 플라즈마를 얻기 위하여 안테나의 구조를 넓게 하거나 안테나에 공급되는 전력을 높이는 것은 한계성을 갖는다. However, it has to increase the power that is broadly the structure of the antenna or to the antenna limitations in order to obtain a plasma having a large area. 예를 들어, 정상파 효과(standing wave effect)에 의해 방사선상으로 비균일한 플라즈마가 발생되는 것으로 알려져 있다. For example, it is known that non-uniform plasma over the radiation by the standing wave effect (standing wave effect) occurs. 또한, 안테나에 높은 전력이 인가되는 경우 무선 주파수 안테나의 용량성 결합(capacitive coupling)이 증가하게 됨으로 유전체 윈도우를 두껍게 해야 하며, 이로 인하여 무선 주파수 안테나와 플라즈마 사이의 거리가 증가함으로 전력 전달 효율이 낮아지는 문제점이 발생된다. Further, when applied to a high power to the antenna must increase the dielectric windows are desirable to increase capacitive coupling of the radio frequency antenna (capacitive coupling), this Due to this power transfer efficiency by the distance between the radio-frequency antenna and the plasma increased low the problem that is generated.

최근 반도체 제조 산업에서는 반도체 소자의 초미세화, 반도체 회로를 제조하기 위한 실리콘 웨이퍼 기판의 대형화, 액정 디스플레이를 제조하기 위한 유리 기판의 대형화 그리고 새로운 처리 대상 물질 등장 등과 같은 여러 요인으로 인하여 더욱 향상된 플라즈마 처리 기술이 요구되고 있다. Recent semiconductor manufacturing industry, the semiconductor second miniaturization of the device, increase in size of a silicon wafer substrate for fabricating a semiconductor circuit, a large-sized glass substrate for manufacturing a liquid crystal display, and a new processing target material appeared more enhanced plasma process technology due to various factors, such as this is required. 특히, 대면적의 피처리물에 대한 우수한 처리 능력을 갖는 향상된 플라즈마 소스 및 플라즈마 처리 기술이 요구되고 있다. In particular, an improved plasma source and a plasma processing technique having excellent processability of the object to be treated having a large area is required.

따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 안테나 의 자속 전달 효율을 향상시켜서 플라즈마 이온 에너지에 대한 제어 능력이 높고 보다 균일한 대면적의 고밀도 플라즈마를 발생할 수 있는 코어 커버를 구비한 유도 결합 플라즈마 반응기를 제공하는데 있다. Thus, the present invention is provided with a core cover which may cause a high-density plasma in a more uniform that in order to solve the above problems, and its object is thereby improve the magnetic flux transfer efficiency of the antenna is high control ability on plasma ion energy large area inductive coupling is to provide a plasma reactor.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 유도 결합 플라즈마 반응기에 관한 것이다. Aspect of the present invention for achieving the above described technical problem is related to inductively coupled plasma reactor. 본 발명의 유도 결합 플라즈마 반응기는: 기판 지지대가 설치된 기판 처리실; Inductively coupled plasma reactor according to the invention comprises: a substrate processing chamber the substrate support is installed; 기판 처리실의 상부에 설치되는 하나 이상의 플라즈마 방전실; At least one plasma, which is installed on top of the substrate processing chamber a discharge chamber; 하나 이상의 플라즈마 방전실의 외부에 설치되는 무선 주파수 안테나; A radio frequency antenna, which is installed on the outside of at least one plasma discharge chamber; 무선 주파수 안테나를 따라서 설치되며 자속 출입구가 플라즈마 방전실을 향하도록 설치되는 코어 커버; It provided along the radio frequency antenna, and the core is the magnetic flux exit is installed to face the plasma discharge chamber cover; 및 무선 주파수 안테나로 플라즈마 방전을 위한 전원을 공급하는 전원 공급원을 포함하되, 무선 주파수 안테나에 의해 유도되는 자속은 코어 커버에 의해 집속되어 플라즈마 방전실의 내부로 제공되어 플라즈마 방전실의 내부에 플라즈마 방전이 유도된다. And comprising: a power source for supplying power for the plasma discharge by radio frequency antenna, the magnetic flux induced by the radio-frequency antenna are converged by the core cover is provided to the interior of the plasma discharge chamber a plasma discharge inside the plasma discharge chamber It is derived.

일 실시에 있어서, 코어 커버는 비자성 스페이서를 포함한다. In one embodiment, the core cover comprises a non-magnetic spacer.

일 실시에 있어서, 무선 주파수 안테나는 단일 무선 주파수에 의해 구동되는 단일 무선 주파수 안테나로 구성된다. In one embodiment, the radio-frequency antenna is composed of a single radio-frequency antenna that is driven by a single radio frequency.

일 실시예에 있어서, 무선 주파수 안테나는 서로 다른 주파수를 공급받아 구동되는 두 개 이상의 복수의 무선 주파수 안테나를 포함하고; In one embodiment, the radio frequency antenna comprises a plurality of radio-frequency antenna than one driven take each supply a different frequency; 전원 공급원은 서로 다른 주파수를 공급하는 두 개 이상의 복수의 전원 공급원을 포함한다. The power source includes a plurality of power sources supply two or more of each other a different frequency.

일 실시예에 있어서, 플라즈마 방전실의 외측으로 구성되어 플라즈마 방전실 과 무선 주파수 안테나 및 코어 커버의 과열을 방지하기 위한 냉각 채널을 포함한다. In one embodiment, it consists of the outside of the plasma discharge chamber comprises a cooling channel so as to avoid overheating of the plasma discharge chamber and the radio frequency antenna and a core cover.

일 실시예에 있어서, 기판 지지대는 단일 바이어스 전원에 의해 바이어스 된다. In one embodiment, the substrate support is biased by a single bias power supply.

일 실시예에 있어서, 기판 지지대는 두 개 이상의 복수의 바이어스 전원에 의해 다중 바이어스 된다. In one embodiment, the substrate support is a multi-biased by a plurality of bias power of two or more.

일 실시예에 있어서, 기판 처리실의 상부에 설치되는 배플 평판을 포함한다. In one embodiment, it includes a baffle plate provided in the top of the substrate processing chamber.

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. It shall refer to the contents described in the present invention and the advantages of operating the present invention and the accompanying drawings and the accompanying drawings, which in order to fully understand the objectives achieved by the embodiments of the present invention illustrating a preferred embodiment of the present invention. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. Embodiment of the invention may be modified in various forms and is not to be in the range of the present invention is construed as being limited due to the embodiments set forth herein. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. This example is being provided in order to more fully describe the present invention to those having ordinary skill in the art. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다. Therefore, the shape of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a more clear description. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의하여야 한다. In understanding the respective drawings, like members it is to be noted that the to shown by the same reference numerals as much as possible. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다. And a 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 코어 커버를 구비한 유도 결합 플라즈마 반응기를 상세히 설명한다. By explaining the following, preferred embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings, a description will be given of an induction coupled plasma reactor comprising a core cover of the present invention;

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 사시도이고, 도 2는 도 1의 플라즈마 반응기의 단면도이다. 1 is a perspective view of a plasma reactor according to a preferred embodiment of the invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the plasma reactor of Figure 1;

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 유도 결합 플라즈마 반응기는 기판 처리실(100)과 기판 처리실(100)의 상부에 설치되는 플라즈마 방전실(200)을 구비한다. Reference to Figure 1 and 2, an inductively coupled plasma reactor according to the invention is provided with a plasma discharge chamber 200, which is installed on top of the substrate processing chamber 100 and the substrate processing chamber (100). 기판 처리실(100)의 내부에는 피처리 기판(112)이 놓이는 기판 지지대(112)가 설치된다. Within the substrate processing chamber 100 is provided with a substrate support 112 is placed a substrate to be processed (112). 피처리 기판(112)은 예를 들어, 반도체 장치를 제조하기 위한 실리콘 웨이퍼 기판 또는 액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이 등의 제조를 위한 유리 기판 이다. The substrate 112 is, for example, a glass substrate for the production of a silicon wafer substrate or liquid crystal display or a plasma display for fabricating a semiconductor device. 기판 처리실(100)은 알루미늄, 스테인리스, 구리와 같은 금속 물질로 재작된다. A substrate processing chamber 100 is rewritten of a metal material such as aluminum, stainless steel, copper. 또는 코팅된 금속 예를 들어, 양극 처리된 알루미늄이나 니켈 도금된 알루미늄으로 재작될 수 있다. Or a coated metal for example, and can be rewritten as anodized aluminum, nickel plated aluminum. 또는 내화 금속(refractory metal)로 재작될 수 있다. Or it can be rewritten as the refractory metal (refractory metal). 또는 의도된 플라즈마 프로세스가 수행되기에 적합한 다른 물질로도 재작될 수 있다. Or it may also be rewritten from other materials suitable for an intended plasma process is performed.

전실(200)과 연결되도록 개구되어 있다. It is opened to connect the front chamber (200). 플라즈마 방전실(200)은 외부 측벽으로 코어 커버(300)에 의해 덥혀진 무선 주파수 안테나(310)가 나선형으로 감겨 설치된다. Plasma discharge chamber 200 is provided with a radio frequency antenna 310 binary warmed by the core covered with the outer side wall (300) wound in a spiral. 무선 주파수 안테나(310)가 설치되는 플라즈마 방전실(200)의 측벽은 유전체 재료를 사용하여 구성한다. The side wall of the plasma discharge chamber 200 in which the radio frequency antenna 310 is installed is configured with a dielectric material. 기판 처리실(100)과 플라즈마 방전실(200)은 전체적으로 원통 형상을 갖는다. A substrate processing chamber 100 and the plasma discharge chamber 200 as a whole has a cylindrical shape. 플라즈마 반응실(200)은 기판 처리실(100) 보다 작은 지름을 갖는다. A plasma reaction chamber 200 has a diameter smaller than the substrate processing chamber (100).

플라즈마 방전실(200)의 천정에는 가스 입구(201)가 마련되고, 기판 처리실(100)의 하단에는 가스 출구(101)가 구비된다. The ceiling of the plasma discharge chamber 200 is provided with a gas inlet 201 is provided, in the bottom of the substrate processing chamber 100 is provided with a gas outlet (101). 가스 입구(201)는 공정 가스를 공급하는 가스 공급원(미도시)에 연결되며, 가스 출구(101)는 진공 펌프(미도시)에 연결된다. The gas inlet 201 is connected to a gas supply source (not shown) for supplying a process gas, a gas outlet 101 is connected to a vacuum pump (not shown). 가스 입구(201)를 통해서 유입되는 공정 가스는 플라즈마 반응실(200)에서 플라즈마 방전에 의하여 활성화되어 기판 처리실(100)로 유입된다. Process gas flowing through the gas inlet 201 is activated by a plasma discharge in a plasma reaction chamber 200 flows into the substrate processing chamber (100). 미반응 가스와 반응 후 부산물 가스들은 가스 출구(101)를 통하여 외부로 배기된다. Unreacted gases and reaction by-product gases are then discharged to the outside through the gas outlet 101.

무선 주파수 안테나(310)는 무선 주파수를 공급하는 전원 공급원(320)에 임피던스 정합기(322)를 통하여 전기적으로 연결된다. The radio frequency antenna 310 is electrically connected through the impedance matching device 322, a power source 320 for supplying the radio frequency. 전원 공급원(320)은 무선 주파수를 발생하여 무선 주파수 안테나(200)로 공급한다. Power source 320 generates a radio frequency and supplies it to the radio frequency antenna (200). 무선 주파수 안테나(200)에 전류가 구동되면 플라즈마 방전실(200)의 내부로 유도 기전력이 전달되어 플라즈마 방전실(200)의 내부에서 플라즈마 방전이 발생된다. When the current is driven in a radio frequency antenna 200 is the induced electromotive force is transmitted to the inside of the plasma discharge chamber 200, a plasma discharge is generated inside the plasma discharge chamber 200.

코어 커버(300)는 자속 출입구가 플라즈마 방전실(200)의 내부를 향하도록 하여 무선 주파수 안테나(310)를 따라서 설치된다. Core cover 300 is installed a magnetic flux exit according to a radio frequency antenna (310) to face the inside of the plasma discharge chamber 200. 그럼으로 무선 주파수 안테나(310)에 의해 발생되는 자속은 코어 커버(300)에 의해 강하게 집속되어 플라즈마 방전실(200)의 내부로 전달된다. Then the magnetic flux generated by a radio frequency antenna 310 is focused strongly by the core cover 300 is transmitted to the inside of the plasma discharge chamber 200. 무선 주파수 안테나(310)가 코어 커버(300)에 의해 덮여 있음으로 자속의 손실을 최대한 방지하고 할 수 있다. The radio frequency antenna 310 can be prevented as much as possible the loss of the magnetic flux as that covered by the core cover (300).

코어 커버(300)는 페라이트 재질로 제작되지만 다른 대안의 재료로 제작될 수 도 있다. Core cover 300 is made of ferrite material but may also be made of materials of different alternatives. 코어 커버(300)는 말편자 형상의 페라이트 코어 조각들을 조립하여 구성할 수 있다. Core cover 300 may be configured by assembling the ferrite core piece of the horseshoe shape. 여러 개의 조각을 사용하여 구성하는 경우에는 각 조각의 조립면에 절연 물질과 같은 비자성 스페이서를 삽입하여 연결할 수 있다. If configured to use multiple pieces may be connected by inserting a nonmagnetic spacer, such as an insulating material on the assembly side of each piece. 또는 일체형의 페라이트 코어를 사용할 수도 있다. Or you may use a ferrite core of the piece. 무선 주파수 안테나(310)와 플라즈마 방전실(200)의 측벽 사이에는 선택적으로 패러데이 쉴드가 구성될 수 있다. Between the side wall of the radio frequency antenna 310 and the plasma discharge chamber 200, there may optionally be a Faraday shield configured. 그리고 기 판 처리실(100)의 상부에는 배플 평판(330)이 선택적으로 설치될 수 있다. And the upper part of the plate exchanger chamber 100 may be a baffle plate (330) is optionally installed.

도면에는 구체적인 도시는 생략되었으나, 플라즈마 방전실(200)의 외측으로 구성되어 플라즈마 방전실(200)과 무선 주파수 안테나(310) 및 코어 커버(300)의 과열을 방지하기 위한 냉각 채널이 구성된다. Drawings, specific city, but omitted, is configured toward the outside of the plasma discharge chamber 200, a cooling channel so as to avoid overheating of the plasma discharge chamber 200 and the radio frequency antenna 310 and core cover 300, are formed. 냉각 채널은 코어 커버(300)의 내측에서 무선 주파수 안테나(310)를 따라서 설치될 수 있다. Cooling channels can be provided along the RF antenna 310 from the inside of the core cover (300).

기판 지지대(110)는 임피던스 정합기(124)를 통하여 두 개의 바이어스 전원(120, 122)에 연결된다. The substrate support 110 through an impedance matching device 124 is connected to the two bias power supply (120, 122). 두 개의 바이어스 전원(120)은 서로 다른 주파수를 발생하여 기판 지지대로 공급한다. Two bias power supply 120 generates a different frequency to each other to be supplied to the substrate support. 기판 지지대(110)의 이중 바이어스 구조는 피처리 기판(112)의 표면에서 플라즈마 이온 에너지 조절 능력을 더욱 개선시켜 피처리 기판(112)의 플라즈마 처리 효율을 더욱 향상 시킬 수 있다. Double bias structure of the substrate support 110 may further improve the efficiency of plasma processing of the substrate 112 to further improve the plasma ion energy control ability at the surface of the substrate 112. The 기판 지지대(110)는 이중 바이어스 구조 외에도 단일 바이어스 전원에 의해 단일 바이어스 되는 구조를 가질 수도 있다. The substrate support 110 in addition to the double bias structure may have a structure in which single biased by a single bias power supply. 또는 두 개 이상의 복수개의 서로 다른 주파수를 갖는 바이어스 전원에 의해 다중 바이어스 되는 구조를 가질 수 도 있다. Or it may have a multiple structure in which the bias by a bias power supply having a plurality of two or more different frequencies.

도 3은 두 개의 플라즈마 방전실을 갖는 플라즈마 반응기의 사시도이고, 도 4는 도 3의 플라즈마 반응기의 단면도이다. Figure 3 is a perspective view of a plasma reactor with two plasma discharge chamber, Figure 4 is a cross-sectional view of the plasma reactor of FIG. 그리고 도 5는 세 개의 플라즈마 방전실을 갖는 플라즈마 반응기의 사시도이다. And Figure 5 is a perspective view of a plasma reactor with three plasma discharge chamber.

도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 플라즈마 반응기는 하나의 기판 처리실(100)의 상부에 두 개의 플라즈마 방전실(200-1)(200-2)이 구성되는 구조로 변형 실시될 수 있다. And Figures 3 and 4, the plasma reactor according to the invention can be practiced with modification structure in which the two plasma discharge chambers 200-1 to the top of the single substrate processing chamber 100, 200-2 is configured . 이 변형예에서 상술한 예와 동일한 구성들에 대해서는 반복된 설명은 생략한다. The repeated explanation of the same configuration as that of the example described above in the modified example will be omitted.

두 개의 플라즈마 방전실(200-1)(200-2)에는 각기 무선 주파수 안테나(310-1, 310-2)와 코어 커버(300-1, 300-2) 설치된다. Two plasma discharge chamber 200-1 200-2 are respectively installed is a radio frequency antenna (310-1, 310-2) and a core cover (300-1, 300-2). 두 개의 무선 주파수 안테나(310-1, 310-2)는 임피던스 정합기(322)를 통하여 전원 공급원(320)에 병렬로 연결되거나 직렬로 연결될 수 있다. Two radio frequency antenna (310-1, 310-2) may be connected via the impedance matching device 322 is connected in parallel to the power source 320 or in series. 병렬로 연결되는 경우에는 적절한 전원 분할 회로를 구성하는 것이 바람직하다. When connected in parallel, it is preferable to configure the appropriate power divider circuit. 또는 두 개의 무선 주파수 안테나(310-1, 310-2)는 각기 독립된 전원 공급원으로부터 개별적인 전원 공급이 이루어지도록 할 수도 있다. Or two RF antenna (310-1, 310-2) may be such that the individual power supplies from each independent power supply source made.

본 발명의 플라즈마 반응기는 기판 처리실(100)의 상부에 하나 또는 두 개의 플라즈마 방전실(200)(200-1, 200-2)을 구비할 수 있다. The plasma reactor according to the invention may be provided with one or two plasma discharge chamber 200 (200-1, 200-2) on top of the substrate processing chamber (100). 또는 도 5에 도시된 바와 같이 세 개의 플라즈마 방전실(200-1, 200-2, 200-3)이 구비될 수 있다. Or it may be provided with three plasma discharge chambers (200-1, 200-2, 200-3), as shown in FIG. 세 개의 플라즈마 방전실(200-1, 200-2, 200-3)을 구비하는 경우에도 각각의 방전실에는 무선 주파수 안테나(도면에는 보이지 않음)와 코어 커버(300-1, 300-2, 300-3)가 설치된다. In each of the discharge chamber, the radio frequency antenna, if having a three plasma discharge chambers (200-1, 200-2, 200-3) (not shown in the figure) and a core cover (300-1, 300-2, 300 - 3) it is installed.

이와 같이 본 발명의 플라즈마 반응기는 피처리 기판의 사이즈에 따라 필요한 플라즈마를 발생하기 위하여 적절한 개수의 플라즈마 방전실을 기판 처리실(100)의 상부에 구비할 수 있다. Thus, the plasma reactor according to the invention may be provided on top of the substrate processing chamber 100, the plasma discharge chamber to generate a plasma suitable number required depending on the size of the substrate. 이때, 각 플라즈마 방전실에 구비되는 무선 주파수 안테나는 하나의 전원 공급원에 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. At this time, the radio-frequency antenna provided in each plasma discharge chamber may be connected in series or in parallel to a single power source. 또는 개별적인 전원 공급원에 의해 독립적인 전원 공급이 이루어지도록 할 수 있다. Or it may be such that the independent power supply driven by a respective power source.

도 6 및 도 7은 이중 주파수 공급 구조를 갖는 플라즈마 반응기의 변형 예들을 설명하기 위한 도면이다. 6 and 7 are diagrams for explaining the variation of the plasma reactor with a dual frequency feed structure.

도 6에 도시된 플라즈마 반응기는 상술한 도 1의 플라즈마 반응기와 동일한 구성을 갖는다. The plasma reactor shown in Figure 6 has the same configuration as the plasma reactor of Figure 1 described above. 다만, 두 개의 무선 주파수 안테나(310a, 310b)가 플라즈마 방전실(200)에 나선형으로 병렬 권선된다. However, the parallel winding spirally the two radio-frequency antenna (310a, 310b), the plasma discharge chamber 200. 두 개의 무선 주파수 안테나(310a, 310b)는 서로 다른 주파수를 공급하는 두 개의 전원 공급원(320a, 320b)에 각기 임피던스 정합기(322a, 322b)를 통하여 연결된다. Two radio frequency antenna (310a, 310b) are connected via the respective impedance matching device (322a, 322b) to two power sources (320a, 320b) to each other, supplying different frequencies. 서로 다른 주파수에 의해 구동되는 두 개의 무선 주파수 안테나(310a, 310b)에 의해 보다 균일한 고밀도의 플라즈마를 발생할 수 있다. Each other by means of two radio-frequency antenna (310a, 310b) driven by a different frequency can cause a more uniform high-density plasma of a.

도 7에 도시된 플라즈마 반응기는 상술한 도 3의 플라즈마 반응기와 동일한 구성을 갖는다. The plasma reactor shown in Figure 7 has the same configuration as the plasma reactor of Figure 3 described above. 다만, 두 개의 플라즈마 방전실(200-1, 200-2)에 각기 두 개의 무선 주파수 안테나(310a-1, 310b-1)(310a-2, 310b-2)가 나선형으로 병렬 권선된다. However, the two plasma discharge chambers each with two radio-frequency antenna (310a-1, 310b-1) (310a-2, 310b-2) to (200-1, 200-2) is wound in a spiral parallel. 각각의 두 개의 무선 주파수 안테나(310a-1, 310b-1)(310a-2, 310b-2)는 서로 다른 주파수를 공급하는 두 개의 전원 공급원(320a, 320b)에 각기 임피던스 정합기(322a, 322b)를 통하여 연결된다. Each of the two radio-frequency antenna (310a-1, 310b-1) (310a-2, 310b-2) are each a power of two for supplying a different frequency source (320a, 320b), each impedance matching device (322a, 322b to ) it is connected through.

도 8 및 도 9는 플라즈마 방전실과 기판 처리실의 구조를 사각 기둥 형상으로 변형한 예들을 설명하기 위한 사시도이다. 8 and 9 are perspective views illustrating the example of the structure of the plasma discharge chamber and the substrate processing chamber modified in a rectangular column shape.

도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명의 플라즈마 반응기는 기판 처리실(100)과 하나 이상의 플라즈마 방전실(200)(200-1, 200-2)의 형상은 사각 기둥 형상을 취할 수도 있다. 8 and 9, the plasma reactor according to the invention is the shape of the substrate processing chamber (100) and at least one plasma discharge chamber 200 (200-1, 200-2) may take a square pillar shape. 상술한 바와 같이, 기판 처리실(100)과 하나 이상의 플라즈마 방전실(200)(200-1, 200-2)은 피처리 기판의 형상과 크기에 따라서 원기둥 형상 또는 사각 기둥 형상과 같이 다양한 변형이 가능하다. As described above, the substrate processing chamber (100) and at least one plasma discharge chamber 200 (200-1, 200-2) is capable of various modifications, such as a columnar shape or square pillar shape according to the shape and size of the target substrate Do.

이상에서 설명된 본 발명의 코어 커버를 구비한 유도 결합 플라즈마 반응기의 실시예는 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. Embodiments of the inductively coupled plasma reactor having a core cover of the present invention described above is only thereof, those skilled in the art that the present invention if therefrom various modifications and example equivalent other embodiments possible will be able to know that that well. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 한다. Then the present invention should be understood as not limited to the particular type referred to in the detailed description. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Therefore, the true technical scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims, the present invention includes all modifications and equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims the should be understood to include.

상술한 바와 같은 본 발명의 코어 커버를 구비한 유도 결합 플라즈마 반응기에 의하면, 기판 처리실의 상부에 하나 이상의 플라즈마 방전실을 갖는 플라즈마 반응기에 있어서 플라즈마 방전실의 외측에 나선형으로 권선되는 무선 주파수 안테나에 코어 커버를 구비하도록 하여 자속의 손실을 방지하여 플라즈마 발생 효율을 높일 수 있으며, 서로 다른 주파수를 공급 받아 구동되는 둘 이상의 무선 주파수 안테나를 병렬로 구성함으로서 고밀도의 균일한 플라즈마를 발생할 수 있어서 피처리 기판에 대한 플라즈마 처리 효율을 높일 수 있어서 공정 생산 능력을 향상시킬 수 있다. According to the inductively coupled plasma reactor comprising a core cover of the present invention as described above, in the plasma reactor having at least one plasma discharge chamber to the top of the substrate processing chamber core to a radio frequency antenna wound spirally on the outside of the plasma discharge chamber the substrate to be processed according to to to a cover to increase the plasma generation efficiency by preventing the loss of magnetic flux, and at least two radio frequency to each other to be driven when supplied a different frequency antenna can generate a uniform plasma of high density, by configuring in parallel, according to increase the plasma treatment efficiency, it is possible to improve the production capacity of the process.

Claims (8)

  1. 기판 지지대가 설치된 기판 처리실; A substrate processing chamber the substrate support is installed;
    기판 처리실의 상부에 설치되는 하나 이상의 플라즈마 방전실; At least one plasma, which is installed on top of the substrate processing chamber a discharge chamber;
    하나 이상의 플라즈마 방전실의 외부에 설치되는 무선 주파수 안테나; A radio frequency antenna, which is installed on the outside of at least one plasma discharge chamber;
    무선 주파수 안테나를 따라서 설치되며 자속 출입구가 플라즈마 방전실을 향하도록 설치되는 코어 커버; It provided along the radio frequency antenna, and the core is the magnetic flux exit is installed to face the plasma discharge chamber cover; And
    무선 주파수 안테나로 플라즈마 방전을 위한 전원을 공급하는 전원 공급원을 포함하되, A power source for the plasma discharge by radio frequency antenna comprising: a power source for supplying,
    무선 주파수 안테나에 의해 유도되는 자속은 코어 커버에 의해 집속되어 플라즈마 방전실의 내부로 제공되어 플라즈마 방전실의 내부에 플라즈마 방전이 유도되는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 반응기. The magnetic flux induced by the radio frequency antenna is inductively coupled plasma reactor, it characterized in that the focusing by the core cover is provided to the interior of the plasma discharge chamber a plasma discharge induced inside the plasma discharge chamber.
  2. 제1항에 있어서, 코어 커버는 비자성 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 반응기. The method of claim 1, wherein the core cover is inductively-coupled plasma reactor comprising: a non-magnetic spacer.
  3. 제1항에 있어서, 무선 주파수 안테나는 단일 무선 주파수에 의해 구동되는 단일 무선 주파수 안테나로 구성되는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 반응기. The method of claim 1, wherein the radio frequency antenna is inductively coupled plasma reactor, characterized in that consisting of a single radio-frequency antenna that is driven by a single radio frequency.
  4. 제1항에 있어서, 무선 주파수 안테나는 서로 다른 주파수를 공급받아 구동되는 두 개 이상의 복수의 무선 주파수 안테나를 포함하고; The method of claim 1, wherein the radio frequency antenna comprises a plurality of radio-frequency antenna than one driven take each supply a different frequency;
    전원 공급원은 서로 다른 주파수를 공급하는 두 개 이상의 복수의 전원 공급원을 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 반응기. Inductively coupled plasma reactor, the power source is characterized in that it comprises a plurality of power sources supply two or more of each other a different frequency.
  5. 제1항에 있어서, 플라즈마 방전실의 외측으로 구성되어 플라즈마 방전실과 무선 주파수 안테나 및 코어 커버의 과열을 방지하기 위한 냉각 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 반응기. According to claim 1, characterized in that the induction is configured toward the outside of the plasma discharge chamber containing a plasma discharge chamber and a cooling channel so as to prevent overheating of the radio-frequency antenna and a core cover coupled plasma reactor.
  6. 제1항, 제3항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 기판 지지대는 단일 바이어스 전원에 의해 바이어스 되는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 반응기. According to claim 1, claim 3, wherein any one of claim 4, wherein the substrate support is an inductively coupled plasma reactor, characterized in that biased by a single bias power supply.
  7. 제1항, 제3항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 기판 지지대는 두 개 이상의 복수의 바이어스 전원에 의해 다중 바이어스 되는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 반응기. Of claim 1, claim 3, claim 4 according to any one of claims, wherein the substrate support is an inductively coupled plasma reactor, it characterized in that the multi-biased by a plurality of bias power of two or more.
  8. 제1항에 있어서, 기판 처리실의 상부에 설치되는 배플 평판을 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 반응기. The method of claim 1, wherein the induction comprises a baffle plate provided on top of the substrate processing chamber coupled plasma reactor.
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