KR20130065677A

KR20130065677A - 축전 결합 플라즈마 발생 장치 및 기판 처리 장치

Info

Publication number: KR20130065677A
Application number: KR1020130056156A
Authority: KR
Inventors: 장홍영; 서상훈; 이윤성
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2013-05-20
Filing date: 2013-05-20
Publication date: 2013-06-19
Also published as: KR101774809B1

Abstract

본 발명은 플라즈마 발생 장치 및 기판 처리 장치를 제공한다. 이 플라즈마 발생 장치는 일면의 중심에 제1 주파수의 제1 RF 전력을 공급받는 원판형의 제1 전극, 일면의 복수의 위치에서 제2 주파수의 제2 RF 전력을 공급받고 제1 전극의 주위에 배치된 와셔 형상의 제2 전극, 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치된 와셔 형상의 절연 스페이서, 제1 전극에 전력을 공급하는 제1 RF 전원, 제2 전극에 전력을 공급하는 제2 RF 전원, 및 제1 RF 전원의 전력 및 제2 RF 전원의 전력을 조절하는 제어부를 포함한다.

Description

축전 결합 플라즈마 발생 장치 및 기판 처리 장치{Capacitively Coupled Plasma Generation Apparatus and Substrate Processing Apparatus}

본 발명은 축전 결합 플라즈마 발생 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로 두 개의 전극을 가지고, 각 전극은 서로 다른 주파수로 구동되는 축전 결합 플라즈마 발생 장치에 관한 것이다.

반도체용 대면적 플라즈마를 형성하기 위하여, 상부 전극과 하부 전극이 서로 이격되어 배치된다. 하부 전극 상에는 기판이 배치된다. 상부 전극에 인가되는 RF 전력은 주로 높은 플라즈마 밀도를 형성하고, 하부 전극에 인가되는 RF 전력은 이온의 에너지 분포를 조절한다. 기판의 크기가 증가함에 따라 정상파 효과 등에 의하여 통상 요구되는 5 퍼센트의 플라즈마 균일도 달성이 어렵다.

본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 서로 분리된 두 개의 원형 전극에 각각 RF 전원을 연결하여, 균일한 반도체 기판 처리용 플라즈마 발생 장치를 제공하는 것이다.

봅 발명의 일 실시예에 따른 축전 결합 플라즈마 발생 장치는 일면의 중심에 제1 주파수의 제1 RF 전력을 공급받는 원판형의 제1 전극; 일면의 복수의 위치에서 제2 주파수의 제2 RF 전력을 공급받고 상기 제1 전극의 주위에 배치된 와셔 형상의 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 와셔 형상의 절연 스페이서; 상기 제1 전극에 전력을 공급하는 제1 RF 전원; 상기 제2 전극에 전력을 공급하는 제2 RF 전원; 및 상기 제1 RF 전원의 전력 및 상기 제2 RF 전원의 전력을 조절하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 전극에 전력을 공급하는 제1 RF 전력 공급부; 및 상기 제2 전극의 복수의 위치에 상기 제2 RF 전력을 분배하는 제2 RF 전력 분배부를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 RF 전력 분배부는 상기 제1 RF 전력 공급부를 감싸는 전력 입력부; 상기 전력 입력부에서 대칭성을 가지고 방사형으로 분기하는 제2 전력 분배 라인; 및 상기 전력 분배 라인을 감싸는 접지 부재를 포함할 수 있다. 상기 전력 분배 라인의 일단은 상기 전력 입력부에 대칭적으로 연결되고, 상기 전력 분배 라인의 타단은 상기 제2 전극에 대칭적으로 연결될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 RF 전력 공급부는 상기 제1 전극에 접촉하는 제1 RF 전력 공급 라인; 상기 제1 전력 공급라인 감싸는 제1 RF 전력 내부 절연 자켓; 상기 제1 RF 전력 절연 자켓을 감싸는 제1 RF 접지 외피; 및 상기 제1 RF 접지 외피를 감싸는 제1 RF전력 외부 절연 자켓 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 전극의 면적과 상기 제2 전극의 면적은 동일할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 주파수는 제1 주파수와 다를 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 전극의 두께는 상기 제2 전극의 두께보다 작고, 상기 절연 스페이서는 외곽으로 갈수록 두께가 증가하고, 상기 제1 전극의 일면, 상기 제2 전극의 일면, 및 상기 절연 스페이서의 일면은 동일한 평면일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 전극의 두께는 상기 절연 스페이서의 두께와 동일하고, 상기 제2 전극의 두께는 외곽으로 갈수록 두께가 증가하고, 상기 제1 전극의 일면, 상기 제2 전극의 일면, 및 상기 절연 스페이서의 일면은 동일한 평면일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 제3 주파수를 가지고 상기 제1 전극에 전력을 공급하는 제3 RF 전원;및 제4 주파수를 가지고 상기 제2 전극에 전력을 공급하는 제4 RF 전원 중에서 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 상기 제3 RF 전원의 전력은 상기 제1 RF 전력 공급부를 통하여 상기 제1 전극에 공급되고, 상기 제4 RF 전원의 전력은 상기 제2 RF 전력 분배부를 통하여 상기 제2 전극에 공급될 수 ㅇl있다. 상기 제어부는 상기 제1 및 제3 RF 전원의 전력 및 상기 제2 및 제4 RF 전원의 전력을 조절하여 플라즈마 균일도를 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 진공 용기의 내부에 축전 결합 플라즈마를 형성하는 플라즈마 발생부; 및 상기 플라즈마 발생부에 대향하여 배치되고 기판을 장착하는 기판 홀더를 포함한다. 상기 플라즈마 발생부는 일면의 중심에 제1 주파수의 제1 RF 전력을 공급받는 원판형의 제1 전극; 일면의 복수의 위치에서 제2 주파수의 제2 RF 전력을 공급받고 상기 제1 전극의 주위에 배치된 와셔 형상의 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 와셔 형상의 절연 스페이서; 상기 제1 전극에 전력을 공급하는 제1 RF 전원; 상기 제2 전극에 전력을 공급하는 제2 RF 전원; 및 상기 제1 RF 전원의 전력 및 상기 제2 RF 전원의 전력을 조절하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 전극에 전력을 공급하는 제1 RF 전력 공급부; 및 상기 제2 전극의 복수의 위치에 상기 제2 RF 전력을 분배하는 제2 RF 전력 분배부를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 RF 전력 분배부는 상기 제1 RF 전력 공급부를 감싸는 원통 형상의 전력 입력부; 상기 전력 입력부에서 대칭성을 가지고 방사형으로 분기하는 제2 전력 분배 라인; 및 상기 전력 분배 라인을 감싸는 접지 부재를 포함할 수 있다. 상기 전력 분배 라인의 일단은 상기 전력 입력부에 대칭적으로 연결되고, 상기 전력 분배 라인의 타단은 상기 제2 전극에 대칭적으로 연결될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 발생부는 상기 진공 용기의 내부 또는 외부에 장착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 플라즈마를 이용하여 대면적 반도체 기판을 균일하게 처리할 수 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 설명하는 도면들이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 부분 사시도이다.
도 4b는 도 4a의 I-I' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 밀도 분포를 나타내는 도면들이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 서로 다른 방향에서의 단면도들이다.

반도체 기판의 지름은 300 mm이고, 조만간 반도체 기판의 지름은 450 mm로 증가할 예정이다. 현재, 300 mm 기판용 축전 결합 플라즈마 장치는 개발되어 있다. 종래의 300 mm 기판용 축전 결합 플라즈마 발생 장치의 기본적인 특성을 유지하면서, 450 mm 기판용 축전 결합 플라즈마 발생 장치의 개발이 요구된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치는 대면적 플라즈마의 균일성 확보를 위하여 서로 절연된 내측 전극 및 외측 전극을 사용한다. 두 전극의 넓이가 실질적으로 동일하게 설정된다. 따라서, 내측 전극과 외측 전극은 실질적으로 동일한 임피던스를 가질 수 있다. 내측 전극에는 저주파의 RF 전력이 인가되고, 외측 전극에는 고주파의 RF 전력이 인가될 수 있다. 고주파의 RF 전력은 플라즈마 발생 효율이 높다. 따라서, 외측 전극에 형성된 플라즈마는 확산에 의한 손실됨에도 불구하고, 내측 전극 및 외측 전극에서 소모되는 전력 수준은 거의 동일할 수 있다.

외측 전극은 복수의 지점에서 RF 전력을 공급받을 수 있다. 이를 위하여, 외측 전극용 RF 전력 분배부는 한점으로 전력을 입력받아 복수의 지점으로 출력할 수 있다. 상기 RF 전력 분배부는 각 지점에서 동일한 임피던스를 제공하기 위하여 동일한 전력선 길이를 가질 수 있다. 또한, RF 전력 분배부는 외부의 영향을 차단하기 위하여 동축 케이블 구조를 가질 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 설명하는 도면들이다.

도 1을 참조하면, 축전 결합 플라즈마 발생 장치(100)는 일면의 중심에 제1 주파수(f1)의 제1 RF 전력을 공급받는 원판형의 제1 전극(112), 일면의 복수의 위치에서 상기 제1 주파수(f1)와 다른 제2 주파수(f2)의 제2 RF 전력을 공급받고 상기 제1 전극(112)의 주위에 배치된 와셔 형상의 제2 전극(114), 및 상기 제1 전극(112)과 상기 제2 전극(114) 사이에 배치된 와셔 형상의 절연 스페이서(116), 상기 제1 전극(112)에 전력을 공급하는 제1 RF 전원(122), 상기 제2 전극(114)에 전력을 공급하는 제2 RF 전원(132), 및 상기 제1 RF 전원(122)의 전력 및 상기 제2 RF 전원(132)의 전력을 조절하는 제어부(142)를 포함한다.

상기 제1 전극(112)의 일면, 상기 제2 전극(114)의 일면, 및 상기 절연 스페이서(116)의 일면은 동일한 평면일 수 있다. 상기 제2 전극(112)의 타면, 상기 제2 전극의 타면(114), 및 상기 절연 스페이서(116)의 타면은 동일한 평면일 수 있다. 제1 전극의 두께(t1)는 상기 제2 전극의 두께()와 같을 수 있다.

상기 제1 전극의 지름(d1)은 160 mm 일 수 있다. 상기 절연 스페이서의 폭(g)는 수 mm 내지 수십 mm일 수 있다. 상기 제2 전극의 폭(d2)은 65 mm 일 수 있다. 상기 제2 전극의 외경(d)는 450 mm 일 수 있다.

상기 제1 전극(112)과 상기 제2 전극(114)은 서로 전기적으로 분리된다. 이에 따라, 제1 전극(112)과 제2 RF 전극(114)의 상호 간섭은 최소화될 수 있다. 상기 제1 전극(112)의 면적과 상기 제2 전극(114)의 면적은 실질적으로 동일할 수 있다. 상기 제2 주파수(f2)는 상기 제1 주파수(f1)보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 주파수(f1)는 13.56 Mhz이고, 상기 제2 주파수(f2)는 60 Mhz일 수 있다.

상기 제1 전극(112) 및 상기 제2 전극(114)은 표면이 절연체로 코팅된 알루미늄 같은 도전성 물질로 형성될 수 있다. 상기 절연 스페이서(116)는 유전체로 형성될 수 있다. 상기 절연 스페이서(116)는 알루미나, 세라믹, 또는 사파이어일 수 있다.

상기 제1 RF 전원(122)의 전력은 제1 임피던스 매칭 네트워크(124)를 통하여 상기 제1 전극(112)에 공급될 수 있다. 상기 제1 임피던스 매칭 네트워크(124)의 출력은 동축 케이블 형상의 제1 RF 전력 공급부(미도시)를 통하여 상기 제1 전극(112)에 전력을 공급할 수 있다.

상기 제2 RF 전원(132)의 전력은 제2 임피던스 매칭 네트워크(134)를 통하여 상기 제2 전극(114)의 복수의 위치에 공급될 수 있다. 상기 제2 임피던스 매칭 네트워크(134)의 출력은 제2 RF 전력을 분배하는 제2 RF 전력 분배부(미도시)를 통하여 상기 제2 전극(114)의 복수의 위치에 제공될 수 있다.

상기 제어부(142)는 상기 제1 RF 전원(122)의 전력과 상기 제2 RF 전원(132)의 전력의 비를 제어한다. 이에 따라, 상기 플라즈마의 균일도가 제어된다.

도 2를 참조하면, 제1 전극(112)의 두께(t1)는 제2 전극(114)의 두께(t2)보다 작고, 상기 절연 스페이서(116)는 외곽으로 갈수록 두께가 증가할 수 있다. 상기 제1 전극(112)의 일면, 상기 제2 전극(114)의 일면, 및 상기 절연 스페이서(116)의 일면은 동일한 평면일 수 있다.

도 3을 참조하면, 제1 전극(112)의 두께(t1)는 상기 절연 스페이서(116)의 두께와 동일할 수 있다. 제2 전극(114)의 두께(t2)는 외곽으로 갈수록 두께가 증가할 수 있다. 상기 제1 전극(112)의 일면, 상기 제2 전극(114)의 일면, 및 상기 절연 스페이서(116)의 일면은 동일한 평면일 수 있다.

도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 부분 사시도이다.

도 4b는 도 4a의 I-I' 선을 따라 자른 단면도이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 진공 용기(182)의 내부에 삽입되어 축전 결합 플라즈마를 형성하는 플라즈마 발생부(100), 및 상기 플라즈마 발생부(100)에 대향하여 배치되고 기판(184)을 장착하는 기판 홀더(186)를 포함한다. 상기 기판 처리 장치(10)는 식각 또는 증착 장치일 수 있다.

상기 플라즈마 발생부(100)는 일면의 중심에 제1 주파수(f1)의 제1 RF 전력을 공급받는 원판형의 제1 전극(112), 일면의 복수의 위치에서 상기 제1 주파수(f1)와 다른 제2 주파수(f2)의 제2 RF 전력을 공급받고 상기 제1 전극(112)의 주위에 배치된 와셔 형상의 제2 전극(114), 상기 제1 전극(112)과 상기 제2 전극(114) 사이에 배치된 와셔 형상의 절연 스페이서(116), 상기 제1 전극에 전력을 공급하는 제1 RF 전원(122), 상기 제2 전극(114)에 전력을 공급하는 제2 RF 전원(132), 및 상기 제1 RF 전원(122)의 전력 및 상기 제2 RF 전원(132)의 전력을 조절하는 제어부(142)를 포함한다.

상기 진공 용기(182)는 가스 공급부(미도시) 및 배기부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 진공 용기(182)는 원통 형상일 수 있다. 상기 진공 용기(182)는 원통 형상의 몸체부와 상기 몸체부의 개방된 상부를 덮고 있는 상판(182a)을 포함할 수 있다.

상기 기판 홀더(186)는 원판형일 수 있다. 상기 기판 홀더(186)는 기판을 장착할 수 있도록 정전척(electrostatic chuck) 또는 기계척(mechanical chuck)을 포함할 수 있다. 상기 기판은 450 mm 반도체 기판일 수 있다. 상기 기판 홀더(186)는 상기 진공 용기(182)의 내부에 상기 플라즈마 발생부(100)의 상기 제1 전극(112) 및 상기 제2 전극(114)을 바라보도록 배치될 수 있다.

상기 기판 홀더(186)에는 저주파 RF 전원(192)과 고주파 RF 전원(194)이 연결될 수 있다. 상기 저주파 RF 전원(192)의 전력은 저주파 임피던스 매칭 네트워크(193)를 통하여 상기 기판 홀더(186)에 제공될 수 있다. 상기 고주파 RF 전원(194)의 전력은 고주파 임피던스 매칭 네트워크(195)를 통하여 상기 기판 홀더(186)에 제공될 수 있다. 상기 저주파 임피던스 매칭 네트워크(193)의 출력 및 상기 고주파 임피던스 매칭 네트워크의 출력(195)은 결합되어 상기 기판 홀더(186)의 한 지점 또는 복수의 지점에 제공될 수 있다.

상기 플라즈마 발생부(100)는 상기 제1 전극(112), 상기 제2 전극(114), 및 상기 절연 스페이서(116)를 포함할 수 있다. 상기 제1 전극, 제2 전극, 및 절연 스페이서는 도 1 내지 도 3에서 설명한 것과 같이 변형될 수 있다.

상기 제1 전극(112)의 일면, 상기 제2 전극(114)의 일면, 및 상기 절연 스페이서(116)의 일면은 동일한 평면일 수 있다. 상기 제2 전극(112)의 타면, 상기 제2 전극(114)의 타면, 및 상기 절연 스페이서(116)의 타면은 동일한 평면일 수 있다.

상기 제1 전극(112)의 지름(d1)은 160 mm 정도일 수 있다. 상기 절연 스페이서(116)의 폭(g)는 수 mm 내지 수십 mm일 수 있다. 상기 제2 전극(114)의 폭(d2)은 65 mm 정도일 수 있다. 상기 제2 전극(114)의 외경(d)는 450 mm 정도일 수 있다.

상기 제1 전극(112)과 상기 제2 전극(114)은 서로 전기적으로 분리된다. 이에 따라, 상기 제1 전극(112)과 상기 제2 RF 전극(114)의 상호 간섭은 최소화될 수 있다. 상기 제1 전극(112)의 면적과 상기 제2 전극(114)의 면적은 실질적으로 동일할 수 있다. 상기 제2 주파수(f2)는 제1 주파수(f1)보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 주파수(f1)는 13.56 Mhz이고, 상기 제2 주파수(f2)는 60 Mhz일 수 있다.

외측 절연부(118)는 상기 제2 전극(114)의 외측 주위에 상기 제1 전극(112)과 동일한 평면에 배치될 수 있다. 상기 외측 절연부(118)는 와셔 형상으로 유전체로 형성될 수 있다.

상기 외측 절연부(118), 상기 제2 전극(114), 상기 절연 스페이서(116), 및 상기 제1 전극(112) 상에 절연 지지부(151)가 배치될 수 있다. 상기 절연 지지부(151)는 고정 수단(119)을 통하여 상기 외측 절연부(118)와 결합할 수 있다. 상기 절연 지지부(151)는 유전체일 수 있다.

상기 절연 지지부(151)의 일면은 상기 제1 전극(112)의 일면과 접촉할 수 있다. 상기 절연 지지부(151)의 타면에는 함몰부(154)가 형성될 수 있다. 상기 함몰부(154)의 직경은 상기 제1 전극(112)의 지름보다 클 수 있다. 제2 RF 전력 분배부(160)는 상기 함몰부(154)에 삽입될 수 있다.

덮개부(152)는 상기 절연 지지부(151)와 동일한 직경을 가질 수 있다. 상기 덮개부(152)는 상기 절연 지지부(151)의 타면과 접촉하고 상기 절연 지지부(151)와 결합 수단(156)에 의하여 결합할 수 있다. 상기 덮개부(152)는 원판 형상으로 도전성 물질로 형성될 수 있다. 상기 덮개부(152)는 원통 형상의 연장부(153)에 연결될 수 있다. 상기 연장부(153)는 상기 덮개부(152)의 중심에 배치될 수 있다. 상기 연장부(153)는 상기 진공 용기(182)의 상판(182a)에 형성된 관통홀을 통하여 외부로 도출될 수 있다. 상기 연장부(153)의 내부는 대기압일 수 있다.

상기 제1 RF 전원(122)의 전력은 제1 임피던스 매칭 네트워크(124)를 통하여 상기 제1 전극(112)에 공급될 수 있다. 상기 제1 임피던스 매칭 네트워크(124)의 출력은 동축 케이블 형상의 제1 RF 전력 공급부(170)를 통하여 상기 제1 전극(112)에 전력을 공급할 수 있다.

상기 제2 RF 전원(132)의 전력은 제2 임피던스 매칭 네트워크(134)를 통하여 상기 제2 전극(114)의 복수의 위치에 공급될 수 있다. 상기 제2 임피던스 매칭 네트워크(134)의 출력은 제2 RF 전력을 분배하는 제2 RF 전력 분배부(160)를 통하여 상기 제2 전극(114)의 복수의 위치에 제공될 수 있다.

상기 제2 RF 전력 분배부(160)는 상기 제2 전극(114)의 복수의 위치에 동일한 임피던스를 가지도록 상기 제2 RF 전력을 분배할 수 있다. 상기 제2 RF 전력 분배부(160)는 상기 제1 RF 전력 공급부(170)를 감싸는 원통 형상의 전력 입력부(162), 상기 전력 입력부(162)에서 대칭성을 가지고 방사형으로 분기하는 제2 전력 분배 라인(163), 및 상기 전력 분배 라인(163)을 감싸는 접지 부재(164)를 포함할 수 있다. 상기 전력 분배 라인(163)의 일단은 상기 전력 입력부(162)에 대칭적으로 연결되고, 상기 전력 분배 라인(163)의 타단은 연결기둥(165)을 통하여 상기 제2 전극(114)에 대칭적으로 연결될 수 있다. 상기 전력 입력부(162)는 제2 RF 전력 공급라인(161)을 통하여 전력을 공급받을 수 있다.

상기 제2 RF 전력 분배부(160)는 복수의 위치에 상기 제2 전극(114)에 전력을 공급한다. 4개의 브랜치 각각의 상기 제2 전극(114)을 바라본 방향의 임피던스가 서로 다르면, 상기 제2 RF 전원(132)의 전력은 일부의 브렌치에 집중된다. 따라서, 상기 제2 RF 전력 분배부(160)의 각 브랜치는 동일한 임피던스를 가지도록 동축 케이블 구조를 가지고 동일한 길이를 가진다.

상기 접지 부재(164)는 상부 접지 부재(164a)와 하부 접지 부재(164b)로 구성될 수 있다. 상기 상부 접지 부재(164a)와 하부 접지 부재(164b)는 결합할 수 있다. 상기 접지 부재(164)는 내부에 트렌치가 형성되고, 상기 제2 전력 분배 라인(163)은 상기 트렌치에 배치된다. 절연 부재(미도시)는 상기 접지 부재(164)와 상기 제2 전력 분배 라인(163)의 전기적 접촉을 방지하기 위하여 상기 접지 부재(164)와 상기 제2 전력 분배 라인(163) 사이에 개재될 수 있다.

상기 전력 분배라인(163)는 4개의 브랜치를 가질 수 있다. 상기 전력 분배라인은 방위각 대칭성을 가질 수 있다. 상기 전력 분배라인(163)의 일단은 상기 전력 입력부(162)의 둘레에 연결된다. 상기 전력 분배 라인(163)의 타단은 연결 기둥(165)을 통하여 상기 제2 전극(114)에 연결된다. 상기 연결기둥(165)의 주위에는 실링 부재가 배치되어 진공이 유지된다. 상기 연결 기둥(165)은 상기 전력 분배 라인(163)과 상기 제2 전극(114)을 결합시켜 고정시킨다.

상기 제1 RF 전력 공급부(170)는 동축 케이블 형상을 가지고 상기 제1 전극(112)의 중심에 전력을 공급할 수 있다. 상기 제1 RF 전력 공급부(170)는 상기 제1 전극(112)에 접촉하는 제1 RF 전력 공급 라인(171), 상기 제1 전력 공급라인(171)을 감싸는 제1 RF 전력 내부 절연 자켓(172), 상기 제1 RF 전력 절연 자켓(172)을 감싸는 제1 RF 접지 외피(173), 및 상기 제1 RF 접지 외피(173)를 감싸는 제1 RF 전력 외부 절연 자켓(174)을 포함할 수 있다.

상기 제1 전력 공급부(171)의 일단은 상기 접지 부재(164)의 중심을 관통하도록 배치된다. 상기 제1 RF 전력 공급 라인(171)은 상기 절연 지지부(151)의 중심을 관통하여 상기 제1 전극(112)의 중심에 고정된다. 상기 제1 RF 전력 공급 라인(171)의 일단의 주위에는 진공을 유지하기 위하여 실링 부재가 배치된다. 상기 제1 RF 전력 공급 라인(171)의 일단은 상기 제1 전극에 결합한다.

상기 제1 RF 전력 공급부(170)의 타단은 전기 커넥터(104)에 연결된다. 상기 전기 커넥터(104)는 지지판(102)에 고정된다. 상기 지지판(102)은 상기 진공 용기(182)의 상판(182a)에 지지 기둥(103)을 통하여 고정될 수 있다.

본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 제1 전극은 가스를 상기 진공 용기 내부에 공급하기 위한 제1 노즐들을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극은 가스를 상기 진공 용기 내부에 공급하기 위한 제2 노즐들을 포함할 수 있다. 상기 제1 노즐들은 상기 제1 전극의 일면 또는 상기 절연 지지판의 일면에 형성된 트렌치를 통하여 서로 연결될 수 있다. 상기 제2 노즐들은 상기 제2 전극의 일면 또는 상기 절연 지지판의 일면에 형성된 트렌치를 통하여 서로 연결될 수 있다.

본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 제1 주파수와 상기 제2 주파수는 동일할 수 있다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 밀도 분포를 나타내는 도면들이다.

도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 도 4b의 플라즈마 발생 장치가 사용되었다. 상기 기판 홀더는 제거되고 상기 기판 홀더의 위치에 전기 탐침 어레이가 배치되었다. 상기 전기 탐침 어레이로 측정된 플라즈마 밀도는 피팅하여 2차원적으로 표시되었다. 측정된 데이터는 방위각 대칭성을 가진다. 상기 방위각 대칭성은 제2 RF 전력 분배부의 구조에 기인하다. 플라즈마 밀도의 단위는 10^10/cm³이다.

제1 전극의 직경은 160 mm이고, 제2 전극의 폭은 65 mm이다. 또한, 제1 전극에 인가된 제1 RF 전원의 제1 주파수는 8 Mhz이고, 제2 RF 전원의 제2 주파수는 13.56 Mhz이다. 플라즈마 발생 장치는 450 mm 용으로 제작되었으나, 상기 전기 탐침 어레이는 300 mm 기판용으로 제작되었다. 상기 전기 탐침 어레이는 매트릭스 형태로 전기 탐침이 배치된다. 상기 전기 탐침 어레이는 상기 제1 전극으로부터 수직으로 12 센치미터(cm) 이격되었다.

도 5a를 참조하면, 제1 RF 전원의 전력이 50 와트이고, 제2 RF 전력이 125 와트인 경우, 측정된 300 mm 범위에서 플라즈마 밀도의 균일도는 9.4 퍼센트이었다.

도 5b를 참조하면, 제1 RF 전원의 전력이 200 와트이고, 제2 RF 전력이 125 와트인 경우, 측정된 300 mm 범위에서 플라즈마 밀도의 균일도는 8.3 퍼센트이었다.

도 5c를 참조하면, 제1 RF 전원의 전력이 125 와트이고, 제2 RF 전력이 125 와트인 경우, 측정된 300 mm 범위에서 플라즈마 밀도의 균일도는 4.7 퍼센트이었다. 따라서, 제1 RF 전원의 전력과 제2 RF 전원의 전력의 비를 변경하면, 플라즈마 밀도 균일도가 향상될 수 있다.

다시 도 4b를 참조하면, 도 5c의 경우, 제1 임피던스 매칭 네트워크는 별도의 제2 주파수를 제거하기 위한 필터 성분을 포함하지 않을 수 있다. 또한, 제2 임피던스 매칭 네트워크는 제1 주파수를 제거하기 위한 필터 성분을 포함하지 않을 수 있다. 따라서, 임피던스 매칭의 안정성과 공정 재현성이 증가될 수 있다. 또한, 제1 RF 전원의 전력과 제2 RF 전원의 전력의 비를 변경하여도, 제1 RF 전원 및 제2 RF 전원의 임피던스 매칭은 용이하게 수행될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 설명하는 도면이다.

도 4a 및 도 4b에서 설명한 것과 중복되는 설명은 생략한다.

도 6을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 진공 용기(182)에 장착되어 상기 진공용기(182) 내부에 축전 결합 플라즈마를 형성하는 플라즈마 발생부(100), 및 상기 플라즈마 발생부(100)에 대향하여 배치되고 기판을 장착하는 기판 홀더(186)를 포함한다. 상기 플라즈마 발생부(100)는 일면의 중심에 제1 주파수의 제1 RF 전력을 공급받는 원판형의 제1 전극(112), 일면의 복수의 위치에서 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수의 제2 RF 전력을 공급받고 상기 제1 전극(112)의 주위에 배치된 와셔 형상의 제2 전극(114), 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 와셔 형상의 절연 스페이서(116), 상기 제1 전극(112)에 전력을 공급하는 제1 RF 전원(122), 상기 제2 전극(114)에 전력을 공급하는 제2 RF 전원(132), 및 상기 제1 RF 전원(122)의 전력 및 상기 제2 RF 전원(132)의 전력을 조절하는 제어부(142)를 포함한다.

상기 플라즈마 발생부(100)는 일면의 중심에 제1 주파수(f1)의 제1 RF 전력을 공급받는 원판형의 제1 전극(112), 일면에서 복수의 위치에서 상기 제1 주파수(f1)와 다른 제2 주파수(f2)의 제2 RF 전력을 공급받고 상기 제1 전극(112)의 주위에 배치된 와셔 형상의 제2 전극(114), 상기 제1 전극(112)과 상기 제2 전극(114) 사이에 배치된 와셔 형상의 절연 스페이서(116), 상기 제1 전극에 전력을 공급하는 제1 RF 전원(122), 상기 제2 전극(114)에 전력을 공급하는 제2 RF 전원(132), 및 상기 제1 RF 전원(122)의 전력 및 상기 제2 RF 전원(132)의 전력을 조절하는 제어부(142)를 포함한다.

상기 진공 용기(182)는 가스 공급부(미도시) 및 배기부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 진공 용기(182)는 원통 형상일 수 있다. 상기 진공 용기(182)는 원통 형상의 몸체부와 상기 몸체부의 개방된 상부를 덮고 있는 상판(119)을 포함할 수 있다.

제1 전극의 외측 둘레는 턱을 가질 수 있다. 또한, 상기 절연 스페이서의 내측 및 외측에는 턱을 가질 수 있다. 또한, 상기 제2 전극의 내측 및 외측에는 턱을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 절연 스페이서와 상기 제2 전극에 끼움 결합하고, 제1 전극과 상기 절연 스페이서는 끼움결합할 수 있다.

외측 절연부(118)는 상기 제2 전극(114)의 외측 주위에 상기 제1 전극(112)과 동일한 평면에 배치될 수 있다. 상기 외측 절연부(118)는 와셔 형상으로 유전체로 형성될 수 있다. 상기 외측 절연부(118)의 외측 둘레 및 내측 둘레는 턱을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 외측 절연부(118)는 상기 제2 전극(114)는 끼움 결합할 수 있다.

상기 외측 절연부(118)의 둘레에는 상판이 배치될 수 있다. 상기 상판(119)은 와셔 형상을 가지고, 상기 상판(119)의 내측 둘레는 턱을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 상판(119)과 상기 외측 절연부(118)는 끼움 결합할 수 있다.

상기 제2 RF 전력 분배부(160)는 상기 제2 전극(114)의 복수의 위치에 동일한 임피던스를 가지도록 상기 제2 RF 전력을 분배할 수 있다. 상기 제2 RF 전력 분배부(160)는 상기 제1 RF 전력 공급부(170)를 감싸는 원통 형상의 전력 입력부(162), 상기 전력 입력부(162)에서 대칭성을 가지고 방사형으로 분기하는 제2 전력 분배 라인(163), 및 상기 전력 분배 라인(163)을 감싸는 접지 부재(164)를 포함할 수 있다. 상 기 전력 분배 라인(163)의 일단은 상기 전력 입력부(162)에 대칭적으로 연결되고, 상기 전력 분배 라인(163)의 타단은 연결기둥(165)을 통하여 상기 제2 전극(114)에 대칭적으로 연결될 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 도면이다.

도 6, 도 4a ,및 도 4b에서 설명한 것과 중복되는 설명은 생략한다.

도 7을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 진공 용기(182)에 장착되어 상기 진공용기(182) 내부에 축전 결합 플라즈마를 형성하는 플라즈마 발생부(100) 및 상기 플라즈마 발생부(100)에 대향하여 배치되고 기판(184)을 장착하는 기판 홀더(186)를 포함한다. 상기 플라즈마 발생부(100)는 일면의 중심에 제1 주파수의 제1 RF 전력을 공급받는 원판형의 제1 전극(112), 일면의 복수의 위치에서 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수의 제2 RF 전력을 공급받고 상기 제1 전극(112)의 주위에 배치된 와셔 형상의 제2 전극(114), 상기 제1 전극(112)과 상기 제2 전극(114) 사이에 배치된 와셔 형상의 절연 스페이서(116), 상기 제1 전극(112)에 전력을 공급하는 제1 RF 전원(122), 상기 제2 전극(114)에 전력을 공급하는 제2 RF 전원(132), 및 상기 제1 RF 전원의 전력 및 상기 제2 RF 전원의 전력을 조절하는 제어부(142)를 포함한다.

플라즈마 발생부(100)는 제3 주파수를 가지고 상기 제1 전극(112)에 전력을 공급하는 제3 RF 전원(123), 및 제4 주파수를 가지고 상기 제2 전극(114)에 전력을 공급하는 제4 RF 전원(133)을 포함할 수 있다. 상기 제3 RF 전원(123)의 전력은 상기 제1 RF 전력 공급부(170)를 통하여 상기 제1 전극(112)에 공급되고, 상기 제4 RF 전원(133)의 전력은 상기 제2 RF 전력 분배부(160)를 통하여 상기 제2 전극(114)에 공급될 수 있다. 상기 제어부(142)는 상기 제1 및 제3 RF 전원의 전력 및 상기 제2 및 제4 RF 전원의 전력을 조절하여 플라즈마 균일도를 제어할 수 있다. 상기 제3 RF 전원(123)의 출력은 제3 임피던스 매칭 네트워크(125)를 통하여 상기 제1 임피던스 매칭 네트워크(124)의 출력과 결합한다. 상기 제4 RF 전원(133)의 출력은 제4 임피던스 매칭 네트워크(135)를 통하여 상기 제2 임피던스 매칭 네트워크(134)의 출력과 결합한다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 서로 다른 방향에서의 단면도들이다.

도 4a ,및 도 4b에서 설명한 것과 중복되는 설명은 생략한다.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 기판 처리 장치(20)는 진공 용기(182)의 내부에 삽입되어 축전 결합 플라즈마를 형성하는 플라즈마 발생부(200), 및 상기 플라즈마 발생부(100)에 대향하여 배치되고 기판(184)을 장착하는 기판 홀더(186)를 포함한다. 상기 기판 처리 장치(10)는 식각 또는 증착 장치일 수 있다.

상기 플라즈마 발생부(200)는 일면의 중심에 제1 주파수(f1)의 제1 RF 전력을 공급받는 원판형의 제1 전극(212), 일면의 복수의 위치에서 상기 제1 주파수(f1)와 다른 제2 주파수(f2)의 제2 RF 전력을 공급받고 상기 제1 전극(212)의 주위에 배치된 와셔 형상의 제2 전극(214), 상기 제1 전극(212)과 상기 제2 전극(214) 사이에 배치된 와셔 형상의 절연 스페이서(216), 상기 제1 전극에 전력을 공급하는 제1 RF 전원(222), 상기 제2 전극(214)에 전력을 공급하는 제2 RF 전원(232), 및 상기 제1 RF 전원(222)의 전력 및 상기 제2 RF 전원(232)의 전력을 조절하는 제어부(242)를 포함한다.

상기 기판 홀더(186)는 원판형일 수 있다. 상기 기판 홀더(186)는 기판을 장착할 수 있도록 정전척(electrostatic chuck) 또는 기계척(mechanical chuck)을 포함할 수 있다. 상기 기판은 450 mm 반도체 기판일 수 있다. 상기 기판 홀더(186)는 상기 진공 용기(182)의 내부에 상기 플라즈마 발생부(200)의 상기 제1 전극(212) 및 상기 제2 전극(214)을 바라보도록 배치될 수 있다.

상기 플라즈마 발생부(200)는 상기 제1 전극(212), 상기 제2 전극(214), 및 상기 절연 스페이서(216)를 포함할 수 있다. 상기 제1 전극, 제2 전극, 및 절연 스페이서는 도 1 내지 도 3에서 설명한 것과 같이 변형될 수 있다.

상기 제1 전극(212)의 일면, 상기 제2 전극(214)의 일면, 및 상기 절연 스페이서(216)의 일면은 동일한 평면일 수 있다. 상기 제2 전극(212)의 타면, 상기 제2 전극(214)의 타면, 및 상기 절연 스페이서(216)의 타면은 동일한 평면일 수 있다.

외측 절연부(218)는 상기 제2 전극(214)의 외측 주위에 상기 제1 전극(212)과 동일한 평면에 배치될 수 있다. 상기 외측 절연부(218)는 와셔 형상으로 유전체로 형성될 수 있다.

상기 외측 절연부(218), 상기 제2 전극(214), 상기 절연 스페이서(216), 및 상기 제1 전극(212) 상에 절연 지지부(251)가 배치될 수 있다. 상기 절연 지지부(251)는 고정 수단(219)을 통하여 상기 외측 절연부(218)와 결합할 수 있다. 상기 절연 지지부(251)는 유전체일 수 있다.

상기 절연 지지부(251)의 일면은 상기 제1 전극(212)의 일면과 접촉할 수 있다. 상기 절연 지지부(251)의 타면에는 함몰부(254)가 형성될 수 있다. 상기 함몰부(254)의 직경은 상기 제1 전극(212)의 지름보다 클 수 있다.

덮개부(152)는 원판 형상으로 상기 절연 지지부(151) 상에 배치될 수 있다.상기 덮개부(152)는 원판 형상으로 도전성 물질로 형성될 수 있다. 상기 덮개부(252)는 원통 형상의 연장부(253)에 연결될 수 있다. 상기 연장부(253)는 상기 덮개부(252)의 중심에 배치될 수 있다. 상기 연장부(253)는 상기 진공 용기(182)의 상판(182a)에 형성된 관통홀을 통하여 외부로 도출될 수 있다. 상기 연장부(253)의 내부는 대기압일 수 있다.

상기 제1 RF 전원(222)의 전력은 제1 임피던스 매칭 네트워크(224)를 통하여 상기 제1 전극(212)에 공급될 수 있다. 상기 제1 임피던스 매칭 네트워크(224)의 출력은 동축 케이블 형상의 제1 RF 전력 공급부(270)를 통하여 상기 제1 전극(212)에 전력을 공급할 수 있다.

상기 제2 RF 전원(232)의 전력은 제2 임피던스 매칭 네트워크(234)를 통하여 상기 제2 전극(214)의 복수의 위치에 공급될 수 있다. 상기 제2 임피던스 매칭 네트워크(234)의 출력은 제2 RF 전력을 분배하는 제2 RF 전력 분배부(260)를 통하여 상기 제2 전극(214)의 복수의 위치에 제공될 수 있다.

상기 제어부(242)는 상기 제1 RF 전원(222)의 전력과 상기 제2 RF 전원(232)의 전력의 비를 제어한다. 이에 따라, 상기 플라즈마의 균일도가 제어된다.

상기 제2 RF 전력 분배부(260)는 상기 제2 전극(114)의 복수의 위치에 동일한 임피던스를 가지도록 상기 제2 RF 전력을 분배할 수 있다. 상기 제2 RF 전력 분배부(260)는 원판 형상의 전력 입력부(262), 상기 전력 입력부(262)에서 대칭성을 가지고 방사형으로 분기하는 제2 전력 분배 라인(263), 및 상기 전력 분배 라인(263)을 감싸는 접지 부재(264)를 포함할 수 있다. 상기 전력 분배 라인(263)의 일단은 상기 전력 입력부(262)에 대칭적으로 연결되고, 상기 전력 분배 라인(263)의 타단은 연결기둥(265)을 통하여 상기 제2 전극(214)에 대칭적으로 연결될 수 있다. 상기 전력 입력부(262)는 제2 RF 전력 공급라인(261)을 통하여 전력을 공급받을 수 있다.

상기 제2 RF 전력 분배부(260)는 복수의 위치에 상기 제2 전극(214)에 전력을 공급한다. 4개의 브랜치 각각의 상기 제2 전극(214)을 바라본 방향의 임피던스가 서로 다르면, 상기 제2 RF 전원(232)의 전력은 일부의 브렌치에 집중된다. 따라서, 상기 제2 RF 전력 분배부(260)의 각 브랜치는 동일한 임피던스를 가지도록 동축 케이블 구조를 가지고 동일한 길이를 가진다.

상기 접지 부재(264)는 상부 접지 부재(264a)와 하부 접지 부재(264b)로 구성될 수 있다. 상기 상부 접지 부재(264a)와 하부 접지 부재(264b)는 결합할 수 있다. 상기 상부 접지 부재(264a)는 상기 덮개부(252)와 상기 절연 지지부(251) 사이에 배치될 수 있다. 상기 하부 접지 부재(264b)는 원판 형상이고, 내부에 트렌치가 형성될 수 있다. 상기 제2 전력 분배 라인(163)은 상기 트렌치에 배치된다. 절연 부재(267)는 상기 접지 부재(264)와 상기 제2 전력 분배 라인(263)의 전기적 접촉을 방지하기 위하여 상기 접지 부재(264)와 상기 제2 전력 분배 라인(263) 사이에 개재될 수 있다. 고정 수단(269)은 상기 상부 접지 부재(264a), 상기 하부 접지 부재(264b), 및 절연 지지부(251)를 관통하여 상기 제2 전극에 결합할 수 있다.

상기 전력 분배라인(263)는 4개의 브랜치를 가질 수 있다. 상기 전력 분배라인은 방위각 대칭성을 가질 수 있다. 상기 전력 분배라인(263)의 일단은 상기 전력 입력부(262)의 둘레에 연결된다. 상기 전력 분배 라인(263)의 타단은 연결 기둥(265)을 통하여 상기 제2 전극(214)에 연결된다. 상기 연결 기둥(265)은 상기 전력 분배 라인(263)과 상기 제2 전극(214)을 결합시켜 고정시킨다.

상기 제1 RF 전력 공급부(270)는 동축 케이블 형상을 가지고 상기 제1 전극(212)의 중심에 전력을 공급할 수 있다. 상기 제1 RF 전력 공급부(270)는 상기 제1 전극(212)에 접촉하는 제1 RF 전력 공급 라인(271), 상기 제1 RF 전력 공급라인(271)을 감싸는 제1 RF 접지 외피(273)를 포함할 수 있다. 제1 RF 전력 공급 라인(271)은 연결부재(271a)를 통하여 상기 제1 전극(212)에 고정 결합할 수 있다. 상기 연결부재(271a) 주위에는 원통 형상의 절연 고정 부재(268)가 배치될 수 있다.

상기 제1 전력 공급부(271)의 일단은 상기 접지 부재(264)의 중심을 관통하도록 배치된다. 상기 제1 RF 전력 공급 라인(271)은 상기 절연 지지부(251)의 중심을 관통하여 상기 제1 전극(212)의 중심에 고정된다. 상기 제1 RF 전력 공급 라인(271)의 일단은 상기 제1 전극에 결합한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

100: 축전 결합 플라즈마 발생 장치
112: 제1 전극
114: 제2 전극
116: 절연 스페이서
122: 제1 RF 전원
132: 제2 RF 전원
142: 제어부

Claims

일면의 중심에 제1 주파수의 제1 RF 전력을 공급받는 원판형의 제1 전극;
일면의 중심에서 일정한 반경을 가진 원주의 복수의 위치에서 제2 주파수의 제2 RF 전력을 공급받고 상기 제1 전극의 주위에 배치된 와셔 형상의 제2 전극;
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 와셔 형상의 절연 스페이서;
상기 제1 전극에 전력을 공급하는 제1 RF 전원;
상기 제2 전극에 전력을 공급하는 제2 RF 전원;
상기 제1 전극에 전력을 공급하는 동축 케이블 구조의 제1 RF 전력 공급부;
상기 제2 전극의 복수의 위치에 상기 제2 RF 전력을 분배하는 제2 RF 전력 분배부;및
상기 제1 RF 전원의 전력 및 상기 제2 RF 전원의 전력을 조절하는 제어부를 포함하고,
상기 제2 RF 전력 분배부는:
상기 제1 RF 전력 공급부를 감싸는 전력 입력부;
상기 전력 입력부에서 대칭성을 가지고 방사형으로 분기하는 제2 전력 분배 라인; 및
상기 전력 분배 라인을 감싸는 접지 부재를 포함하고,
상기 전력 분배 라인의 일단은 상기 전력 입력부에 대칭적으로 연결되고, 상기 전력 분배 라인의 타단은 상기 제2 전극에 대칭적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 축전 결합 플라즈마 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 RF 전력 공급부는:
상기 제1 전극에 접촉하는 제1 RF 전력 공급 라인;
상기 제1 전력 공급라인을 감싸는 제1 RF 전력 내부 절연 자켓;
상기 제1 RF 전력 절연 자켓을 감싸는 제1 RF 접지 외피; 및
상기 제1 RF 접지 외피를 감싸는 제1 RF전력 외부 절연 자켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 축전 결합 플라즈마 발생 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 전극의 면적과 상기 제2 전극의 면적은 동일한 것을 특징으로 하는 축전 결합 플라즈마 발생 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제2 주파수는 제1 주파수와 다른 것을 특징으로 하는 축전 결합 플라즈마 발생 장치.
제1 항에 있어서,
제3 주파수를 가지고 상기 제1 전극에 전력을 공급하는 제3 RF 전원;및
제4 주파수를 가지고 상기 제2 전극에 전력을 공급하는 제4 RF 전원 중에서 적어도 하나를 더 포함하고,
상기 제3 RF 전원의 전력은 상기 제1 RF 전력 공급부를 통하여 상기 제1 전극에 공급되고,
상기 제4 RF 전원의 전력은 상기 제2 RF 전력 분배부를 통하여 상기 제2 전극에 공급되고,
상기 제어부는 상기 제1 및 제3 RF 전원의 전력 및 상기 제2 및 제4 RF 전원의 전력을 조절하여 플라즈마 균일도를 제어하는 것을 특징으로 하는 축전 결합 플라즈마 발생 장치.
진공 용기의 내부에 축전 결합 플라즈마를 형성하는 플라즈마 발생부; 및
상기 플라즈마 발생부에 대향하여 배치되고 기판을 장착하는 기판 홀더를 포함하고,
상기 플라즈마 발생부는:
일면의 중심에 제1 주파수의 제1 RF 전력을 공급받는 원판형의 제1 전극;
일면의 중심에서 일정한 반경을 가진 원주의 복수의 위치에서 제2 주파수의 제2 RF 전력을 공급받고 상기 제1 전극의 주위에 배치된 와셔 형상의 제2 전극;
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 와셔 형상의 절연 스페이서;
상기 제1 전극에 전력을 공급하는 제1 RF 전원;
상기 제2 전극에 전력을 공급하는 제2 RF 전원;
상기 제1 전극에 전력을 공급하는 동축 케이블 구조의 제1 RF 전력 공급부;
상기 제2 전극의 복수의 위치에 상기 제2 RF 전력을 분배하는 제2 RF 전력 분배부;및
상기 제1 RF 전원의 전력 및 상기 제2 RF 전원의 전력을 조절하는 제어부를 포함하고,
상기 제2 RF 전력 분배부는:
상기 제1 RF 전력 공급부를 감싸는 전력 입력부;
상기 전력 입력부에서 대칭성을 가지고 방사형으로 분기하는 제2 전력 분배 라인; 및
상기 전력 분배 라인을 감싸는 접지 부재를 포함하고,
상기 전력 분배 라인의 일단은 상기 전력 입력부에 대칭적으로 연결되고, 상기 전력 분배 라인의 타단은 상기 제2 전극에 대칭적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제6 항에 있어서,
상기 제1 RF 전력 공급부는:
상기 제1 전극에 접촉하는 제1 RF 전력 공급 라인;
상기 제1 전력 공급라인을 감싸는 제1 RF 전력 내부 절연 자켓;
상기 제1 RF 전력 절연 자켓을 감싸는 제1 RF 접지 외피; 및
상기 제1 RF 접지 외피를 감싸는 제1 RF전력 외부 절연 자켓을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제6 항에 있어서,
제1 전극의 두께는 상기 제2 전극의 두께보다 작고, 상기 절연 스페이서는 외곽으로 갈수록 두께가 증가하고,
상기 제1 전극의 일면, 상기 제2 전극의 일면, 및 상기 절연 스페이서의 일면은 동일한 평면인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.