KR20110134798A - 용량 결합 플라즈마 반응기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용량 결합 플라즈마 반응기에 관한 것이다. 본 발명의 용량 결합 플라즈마 반응기는 피처리 기판을 지지하는 기판 지지대가 내부에 구비되는 플라즈마 챔버; 상기 플라즈마 챔버의 내부에 상기 기판 지지대와 평행하도록 구비되어 플라즈마 방전을 유도하는 제1, 2 전극; 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극 중 어느 하나로 전원 공급원으로부터 발생된 고주파 전력을 급전하는 급전장치를 포함한다. 본 발명의 일면은 용량 결합 플라즈마 반응기에 관한 것이다. 본 발명의 용량 결합 플라즈마 반응기는 피처리 기판을 지지하는 기판 지지대가 내부에 구비되는 플라즈마 챔버; 상기 플라즈마 챔버의 내부에 상기 기판 지지대와 평행하도록 구비되어 플라즈마 방전을 유도하는 제1, 2 전극; 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극 중 어느 하나로 전원 공급원으로부터 발생된 고주파 전력을 급전하는 급전장치를 포함한다.

Description

용량 결합 플라즈마 반응기{CAPACITIVELY COUPLED PLASMA REACTOR}
본 발명은 용량 결합 플라즈마 반응기에 관한 것으로, 구체적으로는 대면적의 플라즈마를 보다 균일하게 발생하여 대면적의 피처리 대상에 대한 처리 효율을 향상시킬 수 있는 용량 결합 플라즈마 반응기에 관한 것이다.
플라즈마는 같은 수의 양이온(positive ions)과 전자(electrons)를 포함하는 고도로 이온화된 가스이다. 플라즈마 방전은 이온, 자유 래디컬, 원자, 분자를 포함하는 활성 가스를 발생하기 위한 가스 여기에 사용되고 있다. 활성 가스는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며 집적 회로 장치, 액정 디스플레이, 태양 전지등과 같은 장치를 제조하기 위한 여러 반도체 제조 공정 예들 들어, 식각(etching), 증착(deposition), 세정(cleaning), 에싱(ashing) 등에 다양하게 사용된다.
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. 용량 결합 플라즈마 소스는 정확한 용량 결합 조절과 이온 조절 능력이 높아서 타 플라즈마 소스에 비하여 공정 생산력이 높다는 장점을 갖는다. 그러나 대형화되는 피처리 기판을 처리하기 위하여 용량 결합 전극을 대형화하는 경우 전극의 열화에 의해 전극에 변형이 발생되거나 손상될 수 있다. 이러한 경우 전계 강도가 불균일하게 되어 플라즈마 밀도가 불균일하게 될 수 있으며 반응기 내부를 오염시킬 수 있다. 유도 결합 플라즈마 소스의 경우에도 유도 코일 안테나의 면적을 크게 하는 경우 마찬가지로 플라즈마 밀도를 균일하게 얻기가 어렵다.
최근 반도체 제조 산업에서는 반도체 소자의 초미세화, 반도체 회로를 제조하기 위한 실리콘 웨이퍼 기판이나 유리 기판 또는 플라스틱 기판과 같은 피처리 기판의 대형화 그리고 새로운 처리 대상 물질의 개발되고 있는 등과 같은 여러 요인으로 인하여 더욱 향상된 플라즈마 처리 기술이 요구되고 있다. 특히, 대면적의 피처리 기판에 대한 우수한 처리 능력을 갖는 향상된 플라즈마 소스 및 플라즈마 처리 기술이 요구되고 있다. 더욱이 레이저를 이용한 다양한 반도체 제조 장치가 제공되고 있다. 레이저를 이용하는 반도체 제조 공정은 피처리 기판에 대한 증착, 식각, 어닐닝, 세정 등과 같은 다양한 공정에 넓게 적용되고 있다. 이와 같은 레이저를 이용한 반도체 제조 공정의 경우에도 상술한 문제점이 존재한다.
피처리 기판의 대형화는 전체적인 생산 설비의 대형화를 야기하게 된다. 생산 설비의 대형화는 전체적인 설비 면적을 증가시켜 결과적으로 생산비를 증가시키는 요인이 된다. 그럼으로 가급적 설비 면적을 최소화 할 수 있는 플라즈마 반응기 및 플라즈마 처리 시스템이 요구되고 있다. 특히, 반도체 제조 공정에서는 단위 면적당 생산성이 최종 재품의 가격에 영향을 미치는 중요한 요인의 하나로 작용한다.
본 발명의 목적은 대면적의 플라즈마를 균일하게 발생 및 유지할 수 있는 용량 결합 플라즈마 반응기를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 처리하고자하는 피처리 기판의 형태에 따라 전극의 형상을 다르게 하여 대면적의 플라즈마를 발생시키는 용량 결합 플라즈마 반응기를 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 용량 결합 플라즈마 반응기에 관한 것이다. 본 발명의 용량 결합 플라즈마 반응기는 피처리 기판을 지지하는 기판 지지대가 내부에 구비되는 플라즈마 챔버; 상기 플라즈마 챔버의 내부에 상기 기판 지지대와 평행하도록 구비되어 플라즈마 방전을 유도하는 제1, 2 전극; 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극 중 어느 하나로 전원 공급원으로부터 발생된 고주파 전력을 급전하는 급전장치를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 전극이 상기 전원 공급원과 연결되면 상기 제2 전극이 접지로 연결된다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 전원 공급원과 연결되고, 상기 제1 전극은 접지로 연결된다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1, 2 전극은 각각 복수 개의 개구부를 포함하고, 각각의 개구부가 연통되도록 상기 제1, 2 전극이 결합되어 상기 개구부에서 방전이 발생된다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1, 2 전극 사이에는 전기적 절연을 위한 절연체가 구비된다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 전극은 가스 공급원으로부터 가스를 공급받기 위한 가스 입구; 공급받은 가스를 상기 플라즈마 챔버 내부로 제공하기 위한 복수 개의 가스 분사구를 포함하는 가스 공급부이고, 상기 복수 개의 가스 분사구는 상기 제1 전극의 개구부에 해당된다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 전원 공급원으로부터 주파수 전원을 공급받기 위한 적어도 하나의 급전 포인트를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 전극은 다수 개로 분할된 단위 분할 전극이 결합되어 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 급전 장치는 고주파 전력을 공급할 때 고주파의 방사를 차폐하며 급전하기 위한 고주파 방사 차폐 분배기를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 고주파 방사 차폐 분배기는 동축 케이블로 구성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 급전 장치는 고주파 전력을 균형적으로 분배하기 위한 전류 균형 분배 회로를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 전류 균형 분배 회로는 양단 출력이 전류 균형을 이루는 다수 개의 차동 변압기를 포함한다.
본 발명의 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기에 의하면, 결합 설치된 두 개의 전극 사이에서 방전이 이루어져 플라즈마를 발생시킨다. 또한 다양한 크기 및 형태의 피처리 기판에 따라 전극의 크기를 조절할 수 있다. 또한 균일한 대면적의 플라즈마를 이용하여 피처리 기판을 보다 균일하게 처리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 용량 결합 플라즈마 반응기를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 사각 형상의 제2 전극을 나타낸 평면도이다.
도 3 내지 도 5는 가스 분사구와 제2 전극의 개구부의 다양한 형태를 나타낸 단면도이다.
도 6 내지 도 8은 다양한 크기의 개구부를 갖는 제2 전극을 나타낸 평면도이다.
도 9 및 도 10은 제2 전극을 다수 개의 분할 전극으로 구성한 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 고주파 방사 차폐 분배기를 구비한 플라즈마 챔버의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 12는 고주파 방사 차폐 분배기와 전류 균형 분배 회로를 구비한 플라즈마 챔버의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 용량 결합 플라즈마 반응기를 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 플라즈마 반응기(10)는 내부에 피처리 기판(13)을 지지하는 기판 지지대(12)를 포함하는 반응기 몸체(11), 제1 전극으로 반응기 몸체(11)로 가스를 공급하기 위한 가스 공급부(20), 반응기 몸체(11) 내부로 플라즈마를 방전하기 위한 제2 전극판(30)을 구비한다.
반응기 몸체(11)는 내부에 피처리 기판(13)이 놓이는 기판 지지대(12)가 구비된다. 반응기 몸체(11)는 하부에 배기펌프(8)에 연결된다. 반응기 몸체(11)는 알루미늄, 스테인리스, 구리와 같은 금속 물질로 제작될 수 있다. 또는 코팅된 금속 예를 들어, 양극 처리된 알루미늄이나 니켈 도금된 알루미늄으로 제작될 수도 있다. 또는 탄소나노튜브가 공유 결합된 복합 금속을 사용할 수도 있다. 또는 내화 금속(refractory metal)로 제작될 수도 있다. 또 다른 대안으로 반응기 몸체(11)를 전체적 또는 부분적으로 석영, 세라믹과 같은 전기적 절연 물질로 제작하는 것도 가능하다. 이와 같이 반응기 몸체(11)는 의도된 플라즈마 프로세스가 수행되기에 적합한 어떠한 물질로도 제작될 수 있다. 반응기 몸체(11)의 구조는 피처리 기판(13)에 따라 그리고 플라즈마의 균일한 발생을 위하여 적합한 구조 예를 들어, 원형 구조나 사각형 구조 그리고 이외에도 어떠한 형태의 구조를 가질 수 있다.
플라즈마 반응기(10)의 내부에는 피처리 기판(13)을 지지하기 위한 기판 지지대(12)가 구비된다. 기판 지지대(12)는 바이어스 전원 공급원(46)(서로 다른 무선 주파수 전원을 공급하는 두 개의 바이어스 전원 공급원이 연결될 수 있다)에 연결되어 바이어스 된다. 바이어스 전원 공급원(46)이 공통 임피던스 정합기(48)(또는 각각의 임피던스 정합기)를 통하여 기판 지지대(12)에 전기적으로 연결된다. 기판 지지대(12)의 이중 바이어스 구조는 플라즈마 반응기(10)의 내부에 플라즈마 발생을 용이하게 하고, 플라즈마 이온 에너지 조절을 더욱 개선시켜 공정 생산력을 향상 시킬 수 있다. 또는 기판 지지대(12)는 바이어스 전원의 공급 없이 제로 퍼텐셜(zero potential)을 갖는 구조로 변형 실시될 수도 있다. 그리고 기판 지지대(12)는 정전척을 포함할 수 있다. 또는 기판 지지대(12)는 히터를 포함할 수 있다. 기본적으로 기판 지지대(12)는 고정형 또는 수직으로 승하강이 가능한 구조로 구성된다. 또는 기판 지지대(12)는 전극 어셈블리와 평행하게 선형 또는 회전 이동 가능한 구조를 갖는다. 이러한 이동 가능한 구조에서 기판 지지대(12)를 선형 또는 회전 이동하기 위한 구동 메커니즘을 포함할 수 있다. 반응기 몸체(11)의 하부에 가스의 균일한 배기를 위하여 배기 배플(미도시)이 구성될 수 있다.
가스 공급부(20)는 반응기 몸체(11)의 상부에 설치되어 반응기 몸체(11)의 천장을 형성한다. 가스 공급부(20)는 하나의 가스 입구(21)와 복수 개의 가스 분사구(23)가 구비된다. 가스 공급원(미도시)으로부터 제공되는 공정 가스는 가스 공급부(20)의 가스 입구(21)로 제공되고 내부의 배플(22)을 통과하고 가스 분사구(23)를 통해 반응기 몸체(11) 내부로 공급된다. 본 발명에서의 가스 공급부(20)는 접지로 연결된다. 즉, 가스 공급부(20)는 전원 공급원(40)에 연결된 제2 전극판(30)과의 사이에서 용량 결합된 플라즈마가 유도된다. 제2 전극판(30)의 구조는 하기에서 상세하게 설명한다. 도면에서는 도시하지 않았으나, 제1 전극인 가스 공급부(20)가 전원 공급원(40)에 연결되고, 제2 전극판(30)이 접지로 연결되어 용량 결합된 플라즈마를 유도할 수 있다. 이때의 제2 전극판(30) 구조는 하기에 설명할 제2 전극판(30)의 구조와 동일하다.
도 2는 도 1에 도시된 사각 형상의 제2 전극을 나타낸 평면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 가스 공급부(20)의 하부에는 반응기 몸체(11) 내부로 플라즈마를 유도하기 위한 제2 전극판(30)이 구비된다. 제2 전극판(30)은 전체적으로는 사각 형상으로 다수 개의 개구부(33)를 갖는 매쉬 형태로 형성된다. 이때, 제2 전극판(30)은 제1 전극의 기능을 하는 가스 공급부(20)와 결합된다. 제2 전극(30)는 가스 공급부(20)와 밀착 결합될 때 개구부(33)가 가스 분사구(23)와 연통되도록 결합된다. 그러므로, 접지로 연결된 가스 공급부(20)와 전원을 공급받는 제2 전극판(30) 사이에서 방전되어 플라즈마가 발생된다. 즉, 가스 분사구(23)와 개구부(33)는 방전 공간으로 형성되어 가스 분사구(23)를 통해 반응기 몸체(11)로 유입되는 가스가 방전되면서 플라즈마가 형성된다. 형성된 플라즈마는 개구부(33)를 통해 피처리 기판(13)으로 하강하여 처리된다.
여기서, 가스 공급부(20)와 제2 전극판(30) 사이에는 전기적 절연을 위한 절연체(50)가 구비된다. 즉, 절연체(50)는 제2 전극판(30)과 동일하게 가스가 통과할 수 있도록 다수 개의 분사홀이 구비된다.
전원 공급원(40)은 제2 전극판(30)에 연결되어 무선 주파수 전원을 공급한다. 여기서, 전원 공급원(40)으로부터 발생된 주파수 전원은 임피던스 정합기(43)를 통해 제2 전극판(30)으로 공급된다. 본 발명에서는 하나의 전원 공급원(40)을 사용하였으나, 복수 개의 전원 공급원(40)을 연결할 수도 있다. 또한 복수 개의 전원 공급원(40)은 동일한 무선 주파수 또는 서로 다른 무선 주파수를 제공할 수 있다.
제2 전극판(30)은 처리하고자하는 피처리 기판의 형태에 따라 전체적인 형상을 달리할 수 있다. 예를 들어, 사각의 유리 기판을 처리할 때는 사각 형상으로 형성된 제2 전극판(30)을 사용하고, 원형의 웨이퍼를 처리할 때는 원형상으로 형성된 제2 전극판(30)을 사용한다. 그러므로, 피처리 기판(13)의 형태와 동일한 형태의 제2 전극판(30)에 의해 보다 효율적으로 플라즈마 처리가 이루어진다.
도 3 내지 도 5는 가스 분사구와 제2 전극의 개구부의 다양한 형태를 나타낸 단면도이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 가스 공급부(20)의 가스 분사구(23)의 형상에 따라 다양한 형태로 방전 공간이 형성될 수 있다. 즉, 가스 분사구(23)는 개구부(33)와 크기로 형성되거나, 개구부(33)보다 작은 크기로 형성되거나, 개구부(33)보다 작은 크기로 아치형태를 이루면서 형성될 수 있다. 즉, 가스 분사구(23)의 다양한 형태에 따라 방전 공간 또한 다양하게 형성되어 플라즈마 방전이 이루어진다.
또한, 제2 전극판(30)에 구성된 개구부(33)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 개구부(33)를 사각형, 원형, 육각형 등과 같이 다양한 형태로 형성할 수 있다.
도 6 내지 도 8은 다양한 크기의 개구부를 갖는 제2 전극을 나타낸 평면도이다.
도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 전극판(30)의 개구부(33)은 다양한 크기로 형성할 수 있다. 즉, 제2 전극판(30)의 다수 개의 개구부(33)가 모두 동일한 크기로 형성될 수도 있다. 또한 제2 전극판(30)는 외측에서 중심부로 갈수록 작은 크기로 형성된 개구부(33)가 구비될 수도 있고, 외측에서 중심부로 갈수록 큰 크기로 형성된 개구부(33)가 구비될 수 있다. 이러한 중심부와 주변부의 개구부(33) 크기가 다른 제2 전극판(30)은 중심부와 주변부의 개구부(33)를 통과하는 플라즈마의 양이 서로 다르게 된다. 그러므로 크기가 다른 개구부(33)를 제2 전극판(30)에 구비하여 플라즈마의 양을 조절할 수 있고, 조절된 플라즈마를 이용하여 피처리 기판(13)의 중심영역과 주변 영역의 처리 효율을 조절할 수 있다.
또한 제2 전극판(30)은 전원 공급원(40)과 연결되어 전력을 공급받기 위한 전원 입력단(31, 32)을 구비한다.제2 전극판(30)은 중심부에 하나의 전원 입력단(31)이 구성될 수도 있고, 다수 개의 전원 입력단(31, 32)이 구성될 수도 있다. 다수 개의 전원 입력단(31, 32)은 하나의 제2 전극판(30) 내에서 발생될 수 있는 위상 오차에 의한 에너지 밀도의 불균형을 최소화하여 보다 균일한 플라즈마 방전을 유도할 수 있다. 본 발명에서의 제2 전극판(30)은 중심 영역에 위치된 중심전원 입력단(31)과 주변 영역(제2 전극판의 모서리 부분)에 위치된 주변전원 입력단(32)을 갖는다. 중심 전원 입력단(31)과 주변전원 입력단(32)은 모두 전원 공급원(40)에 연결된다. 전원 공급원(40)으로부터 제공되는 주파수 전원은 중심전원 입력단(31)과 주변전원 입력단(32)을 통해 제2 전극판(30)에 균일하게 공급됨으로써 제2 전극판(30) 전체에 걸쳐 균일한 플라즈마가 발생된다.
도 9 및 도 10은 제2 전극을 다수 개의 분할 전극으로 구성한 예를 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 전극판(30a, 30b)은 다수 개의 단위 분할 전극(30-1, 30-2)이 평면적으로 배열되어 구성된다. 먼저 도 9를 참조하면, 제2 전극판(30a)은 정사각형의 단위 분할 전극(30-1) 네 개로 구성될 수 있다. 또한 도 10을 참조하면, 제2 전극판(30b)은 직사각형의 단위 분할 전극(30-1) 세 개로 구성된 수 있다. 여기서, 단위 분할 전극(30-1, 30-2)은 상기에 설명된 제2 전극판(30)과 동일하게 구성된다. 즉, 다수 개의 단위 분할 전극(30-1, 30-2)을 이용하면 대면적으로 전극판을 구성할 수 있어 대면적의 기판을 효율적으로 처리할 수 있다. 또한 단위 분할 전극(30-1, 30-2) 마다 다수 개의 급전점(31, 32)이 구성되어 있어 각 단위 분할 전극(30-1, 30-2)에 균일하게 플라즈마가 발생된다. 그러므로 제2 전극판(30a, 30b) 또한 대면적으로 균일한 플라즈마가 발생된다.
다수 개의 단위 분할 전극(30-1, 30-2)는 절연 프레임(35)에 설치된다. 절연 프레임(35)은 다수 개의 단위 분할 전극을 지지하면서 각 단위 분할 전극 사이를 전기적으로 절연시켜준다.
도 11은 고주파 방사 차폐 분배기를 구비한 플라즈마 챔버의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 전원 공급원(40)으로부터 제공되는 주파수 전원은 고주파 방사 차폐 분배기(60)를 통해 제2 전극판(30)에 공급된다. 고주파 방사 차폐 분배기(60)는 전원 공급원(40)으로부터 제공되는 고주파 전력이 제2 전극판(30)으로 급전 과정에서 공중으로 방사되는 것을 차폐한다. 그러므로 제2 전극판(30)으로 고주파 전력이 급전되는 과정에서 방사 손실이 발생되는 것을 최소화한다. 도면에서는 도시하지 않았으나, 고주파 방사 차폐 분배기(60)는 다수 개의 동축 케이블로 구성될 수 있다. 다수 개의 동축 케이블은 일단은 임피던스 정합기(43)에 연결되고, 타단은 제2 전극판(30)의 전원 입력단(31, 32)에 연결된다. 여기서, 동축 케이블은 제2 전극판(30)의 전원 입력단(31, 32)의 갯수와 동일한 갯수로 구성된다. 예를 들어, 제2 전극판(30)의 중심전원 입력단(31)에 연결된 동축 케이블이 연결된 경우를 설명하면, 임피던스 정합기(43)를 통해 출력되는 고주파 전력은 다수 개의 동축 케이블을 통하여 분배되고, 하나의 동축 케이블을 통해서 급전되는 고주파 전력은 제2 전극판(30)의 중심전원 입력단(31)으로 입력된다. 이때, 급전되는 고주파 전력은 동축 케이블에 의해 차폐되어 공중으로 방사되지 않음으로 급전 과정에서 전력 손실을 방지한다. 또한 다수 개의 단위 분할 전극(30-1, 30-2)으로 구성된 제2 전극판(30a, 30b)으로 고주파 전원을 급전하는 경우에는 각 단위 분할 전극의 입력단과 다수 개의 동축 케이블이 연결될 수 있다.
도 12는 고주파 방사 차폐 분배기와 전류 균형 분배 회로를 구비한 플라즈마 챔버의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 플라즈마 챔버(10)에는 전류 균형 분배 회로(70)가 구성된다. 전류 균형 분배 회로(70)는 고주파 방사 차폐 분배기(60)를 통해서 1차 분배된 전류가 제2 전극판(30)의 전원 입력단(31, 32)으로 분배되어 입력될 때 상호 균형을 이루도록 한다. 그럼으로 플라즈마 챔버(10)의 내부에 보다 균일한 플라즈마 방전이 이루어지도록 한다. 도면에서는 도시하지 않았으나, 전류 균형 분배 회로(70)는 다수 개의 변압기, 예를 들어 차동 변압기를 사용하여 구성할 수 있다. 하나의 차동 변압기의 입력단은 동축 케이블의 일단에 연결되고, 두 개의 출력단에는 중심전원 입력단(31)과 주변전원 입력단(32) 중 두 개의 입력단이 연결된다. 즉, 하나의 차동 변압기에 연결된 두 개의 전원 입력단으로 입력되는 전류는 상호 전류 균형이 이루어진다. 그러므로 제2 전극판(30) 전체적으로 균일하게 플라즈마가 발생된다. 또한 다수 개의 단위 분할 전극(30-1, 30-2)으로 구성된 제2 전극판(30a, 30b)으로 고주파 전원을 급전하는 경우에는 각 단위 분할 전극의 입력단과 연결되어 각 단위 분할 전극 간에 전류가 상호 균형적으로 공급될 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 용량 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. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
8: 배기펌프 10: 플라즈마 반응기
11: 반응기 몸체 12: 기판 지지대
13: 피처리 기판 20: 가스 공급부
21: 가스 입구 22: 배플
23: 가스 분사구 30, 30a, 30b: 제2 전극판
30-1, 30-2: 단위 분할 전극 31: 중심전원 입력단
32: 주변전원 입력단 33: 개구부
35: 절연 프레임 40: 전원 공급원
43, 48: 임피던스 정합기 46: 바이어스 전원 공급원
50: 절연체 60: 고주파 방사 차폐 분배기
70: 전류 균형 분배 회로

Claims (12)

  1. 피처리 기판을 지지하는 기판 지지대가 내부에 구비되는 플라즈마 챔버;
    상기 플라즈마 챔버의 내부에 상기 기판 지지대와 평행하도록 구비되어 플라즈마 방전을 유도하는 제1, 2 전극;
    상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극 중 어느 하나로 전원 공급원으로부터 발생된 고주파 전력을 급전하는 급전장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량 결합 플라즈마 반응기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극이 상기 전원 공급원과 연결되면 상기 제2 전극이 접지로 연결되는 것을 특징으로 하는 용량 결합 플라즈마 반응기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극은 상기 전원 공급원과 연결되고, 상기 제1 전극은 접지로 연결되는 것을 특징으로 하는 용량 결합 플라즈마 반응기.
  4. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1, 2 전극은 각각 복수 개의 개구부를 포함하고, 각각의 개구부가 연통되도록 상기 제1, 2 전극이 결합되어 상기 개구부에서 방전이 발생되는 것을 특징으로 하는 용량 결합 플라즈마 반응기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1, 2 전극 사이에는 전기적 절연을 위한 절연체가 구비된 것을 특징으로 하는 용량 결합 플라즈마 반응기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 전극은 가스 공급원으로부터 가스를 공급받기 위한 가스 입구; 공급받은 가스를 상기 플라즈마 챔버 내부로 제공하기 위한 복수 개의 가스 분사구를 포함하는 가스 공급부이고, 상기 복수 개의 가스 분사구는 상기 제1 전극의 개구부에 해당되는 것을 특징으로 하는 용량 결합 플라즈마 반응기.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제2 전극은 상기 전원 공급원으로부터 주파수 전원을 공급받기 위한 적어도 하나의 급전 포인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량 결합 플라즈마 반응기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극은 다수 개로 분할된 단위 분할 전극이 결합되어 형성된 것을 특징으로 하는 용량 결합 플라즈마 반응기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 급전 장치는 고주파 전력을 공급할 때 고주파의 방사를 차폐하며 급전하기 위한 고주파 방사 차폐 분배기를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량 결합 플라즈마 반응기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 고주파 방사 차폐 분배기는 동축 케이블로 구성되는 것을 특징으로 하는 용량 결합 플라즈마 반응기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 급전 장치는 고주파 전력을 균형적으로 분배하기 위한 전류 균형 분배 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량 결합 플라즈마 반응기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전류 균형 분배 회로는 양단 출력이 전류 균형을 이루는 다수 개의 차동 변압기를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량 결합 플라즈마 반응기.
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