KR20140125120A - Hybrid plasma source and generating apparatus using thereby - Google Patents

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KR20140125120A
KR20140125120A KR1020130042874A KR20130042874A KR20140125120A KR 20140125120 A KR20140125120 A KR 20140125120A KR 1020130042874 A KR1020130042874 A KR 1020130042874A KR 20130042874 A KR20130042874 A KR 20130042874A KR 20140125120 A KR20140125120 A KR 20140125120A
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염근영
김경남
김태형
서진석
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

Disclosed are a hybrid plasma source in which a plurality of inductively coupled antennas and a plurality of capacitive coupling antennas are alternately arranged, and a device for generating plasma using the same. Electricity is applied to each of the two types of antennas in order to control the density, electron temperature, and uniformity of plasma, which are important elements for a process. Therefore, the present invention solves problems which each of the inductively coupled antennas and the capacitive coupling antennas has.

Description

하이브리드 플라즈마 소스 및 이를 이용한 하이브리드 플라즈마 발생장치{HYBRID PLASMA SOURCE AND GENERATING APPARATUS USING THEREBY}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a hybrid plasma source and a hybrid plasma generator using the hybrid plasma source.

본 발명은 하이브리드 플라즈마 소스 및 이를 이용한 플라즈마 발생장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 유도 결합형 안테나와 용량 결합형 안테나를 교번으로 배치하고 각각의 안테나에 인가되는 전력을 다르게 하여 플라즈마의 밀도를 조절하는 하이브리드 플라즈마 소스 및 플라즈마 발생장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a hybrid plasma source and a plasma generator using the hybrid plasma source. More particularly, the present invention relates to a hybrid plasma source and a plasma generator using the hybrid plasma source. More particularly, A hybrid plasma source and a plasma generator.

플라즈마 장치가 피처리 기판의 대면적화 추세에 따라 점차 대형화 되어감에 따라, 보다 균일한 밀도의 대면적 플라즈마를 생성하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.Research has been actively carried out to generate a large-area plasma having a more uniform density as the plasma apparatus becomes larger and larger as the surface of the substrate to be processed becomes larger.

플라즈마 소스로서 일반적으로 유도 결합형(Inductively Coupled Plasma) 플라즈마 소스와 용량 결합형(Capacitively Coupled Plasma) 플라즈마 소스를 사용하고 있다.Generally, an inductively coupled plasma (plasma) source and a capacitively coupled plasma source are used as a plasma source.

유도 결합형 플라즈마 소스는 저압에서 방전이 가능하고 높은 플라즈마 밀도를 가지기 때문에 저압 고밀도 플라즈마 소스로 많이 사용되고 있으며, 용량 결합형 플라즈마 소스는 구조가 단순하고 공정재현성이 우수한 장점이 있다.Inductively coupled plasma sources are widely used as low pressure and high density plasma sources because they can discharge at low pressure and have a high plasma density. Capacitive coupled plasma sources have a simple structure and excellent process reproducibility.

그러나 유도 결합형 플라즈마 소스는 정상파 효과(Standing Wave Effect)로 인한 플라즈마 균일도 저하의 문제를 가지고 있으며, 용량 결합형 플라즈마 소스는 높은 밀도의 플라즈마를 얻기 어려운 단점이 있다. 또한, 두 종류의 소스 모두 대면적 기판 처리시 플라즈마의 밀도가 기판의 중심부와 에지(edge)부에서 불균일하게 생성되는 현상이 발생하여 플라즈마의 균일도 확보에 문제점이 있었다.However, the inductively coupled plasma source has a problem of lowering the plasma uniformity due to the standing wave effect, and the capacitively coupled plasma source has a disadvantage that it is difficult to obtain a plasma with a high density. In addition, both of the two types of sources have a problem in that the density of the plasma is unevenly generated at the central portion and the edge portion of the substrate when the large-area substrate is processed, thereby ensuring the uniformity of the plasma.

위와 같은 문제를 해결하고자 두 종류의 소스를 함께 사용하는 하이브리드형 플라즈마 소스를 이용하는 기술들이 개발되고 있으며, 본 출원인의 선행등록특허 제10-1184859호에는 두 종류의 플라즈마 소스를 모두 사용하는 기술이 개시되어 있다.In order to solve the above problems, there have been developed technologies using a hybrid type plasma source using two types of sources together. In the applicant's prior registration No. 10-1184859, a technique using both kinds of plasma sources is disclosed .

그러나, 종래의 하이브리드형 플라즈마 소스에 사용되는 유도 결합형 안테나는 나선형으로 구비되어 있어 하나의 긴 안테나로 사용하게 되면 대면적화시 그에 따라 안테나의 길이가 길어져 균일도에 이상을 주는 정상파 효과를 제거하기 어려운 면이 있었으며, 안테나를 나누게 되더라도 정확한 사이즈와 길이를 갖는 형태로 만들기 힘들며, 홀더와 안테나의 접촉을 정확하게 하기 어려워 따로 보정물을 이용하여 눌러주어야 하는 경우도 발생하였다.However, since the inductively coupled type antenna used in the conventional hybrid type plasma source is provided in a spiral shape, when the antenna is used as one long antenna, the length of the antenna becomes longer according to the increase in size, And it is difficult to make the shape having the correct size and length even if the antennas are divided and it is difficult to precisely contact the holder and the antenna.

이에 따라, 유도 결합형 플라즈마 소스와 용량 결합형 플라즈마 소스가 갖는 단점은 보완하되, 종래의 하이브리드형 플라즈마 소스가 갖는 문제점도 해결할 수 있는 기술의 필요성이 대두되고 있다.
Accordingly, a disadvantage of the inductively coupled plasma source and the capacitively coupled plasma source is complemented, and a need exists for a technique capable of solving the problems of the conventional hybrid type plasma source.

등록특허 제10-1184859호, 하이브리드 플라즈마 소스 및 이를 채용한 플라즈마 발생 장치Patent No. 10-1184859, a hybrid plasma source and a plasma generating device employing the same

상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 유도 결합형 플라즈마 소스와 용량 결합형 플라즈마 소스가 갖는 단점을 보완하고 생성되는 플라즈마의 영역에 대응하여 그 밀도를 조절하는 것이다.It is an object of the present invention to overcome the disadvantages of the prior art as described above to compensate for the disadvantages of the inductively coupled plasma source and the capacitively coupled plasma source and to control the density corresponding to the generated plasma region.

본 발명의 다른 목적은, 플라즈마 소스를 개별적으로 또는 같은 종류의 플라즈마 소스를 동시에 제어하여 공정에 있어서 중요한 요소를 조절하여 원하는 특성을 얻는 것이다.
Another object of the present invention is to control the plasma source individually or simultaneously by controlling the same kind of plasma source to control important elements in the process to obtain desired characteristics.

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 플라즈마 소스는, 복수 개의 유도 결합형 안테나 및 복수 개의 용량 결합형 안테나가 서로 교번하여 설치된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a hybrid plasma source including a plurality of inductively coupled antennas and a plurality of capacitive coupling antennas alternately arranged.

또한, 상기 유도 결합형 안테나는 선형이며, 상기 용량 결합형 안테나는 판형인 것을 특징으로 하며, 상기 유도 결합형 안테나와 상기 용량 결합형 안테나는 동일 평면상에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the inductively coupled antenna may be linear, and the capacitive-coupling antenna may be a plate-type antenna. The inductively coupled antenna and the capacitive-coupling antenna may be arranged on the same plane.

또한, 상기 복수 개의 유도 결합형 안테나와 상기 복수 개의 용량 결합형 안테나는 서로 동일 간격으로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.The plurality of inductively coupled antennas and the plurality of capacitively-coupled antennas are arranged at equal intervals.

또한, 상기 유도 결합형 안테나와 상기 용량 결합형 안테나에는 서로 다른 전력이 인가될 수 있다.Also, different powers may be applied to the inductively coupled type antenna and the capacitively coupled type antenna.

또한, 상기 복수 개의 유도 결합형 안테나 및 상기 복수 개의 용량 결합형 안테나 각각에는 서로 다른 전력이 인가될 수 있다.Also, different powers may be applied to the plurality of inductively coupled antennas and the plurality of capacitively coupled antennas, respectively.

한편, 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 플라즈마 발생장치는, 복수 개의 유도 결합형 안테나 및 복수 개의 용량 결합형 안테나가 서로 교번하여 설치되고, 상기 유도 결합형 안테나는 선형이며, 상기 용량 결합형 안테나는 판형인 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a hybrid plasma generator comprising: a plurality of inductively coupled antennas and a plurality of capacitively coupled antennas alternating with each other; the inductively coupled antenna is linear; The capacitively coupled antenna is characterized by being plate-shaped.

또한, 상기 하이브리드 플라즈마 발생장치는, 상기 유도 결합형 안테나와 상기 용량 결합형 안테나가 서로 동일 간격으로 배치되며, 서로 다른 전력이 인가될 수 있다.Also, in the hybrid plasma generator, the inductively coupled antenna and the capacitive coupling antenna are arranged at equal intervals and different powers may be applied.

또한, 상기 하이브리드 플라즈마 발생장치는, 상기 복수 개의 유도 결합형 안테나 및 상기 복수 개의 용량 결합형 안테나 각각에는 서로 다른 전력이 인가될 수 있다.
In the hybrid plasma generator, different powers may be applied to the plurality of inductively coupled antennas and the plurality of capacitively coupled antennas, respectively.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 하이브리드 플라즈마 소스는, 유도 결합형 플라즈마 소스와 용량 결합형 플라즈마 소스가 갖는 단점을 보완하고 생성되는 플라즈마의 영역에 대응하여 그 밀도를 조절하는 효과를 갖는다.As described above, the hybrid plasma source according to the present invention has the effect of compensating for the disadvantages of the inductively coupled plasma source and the capacitively coupled plasma source, and adjusting the density corresponding to the generated plasma region.

또한, 플라즈마 소스를 개별적으로 또는 같은 종류의 플라즈마 소스를 동시에 제어하여 공정에 있어서 중요한 요소를 조절하여 원하는 특성을 얻는 효과를 갖는다.
Further, the plasma source has the effect of simultaneously controlling plasma sources of the same kind or the same kind to control important elements in the process to obtain desired characteristics.

도 1은 종래 기술에 따른 하이브리드 플라즈마 소스의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 플라즈마 소스의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 플라즈마 소스를 이용한 경우와 유도 결합형 안테나만을 이용한 경우의 이온 포화 전류를 비교한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 플라즈마 소스를 이용한 경우에 있어서 일부의 용량 결합형 안테나에 전력을 인가하지 않은 경우의 이온 포화 전류를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 플라즈마 소스를 이용한 경우에 있어서 전자온도를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 플라즈마 소스를 이용하는 플라즈마 발생장치의 개략도이다.1 is a cross-sectional view of a hybrid plasma source according to the prior art.
2 is a schematic diagram of a hybrid plasma source according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph comparing ion saturation currents when using a hybrid plasma source and using only an inductively coupled antenna according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing ion saturation currents when power is not applied to some capacitive-coupled antennas in the case of using a hybrid plasma source according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing an electron temperature in the case of using a hybrid plasma source according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram of a plasma generating apparatus using a hybrid plasma source according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 관한 플라즈마 발생장치에 대해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a plasma generating apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 수 있다.In the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the embodiment of the present invention will be described, and descriptions of other parts may be omitted so as not to disturb the gist of the present invention.

또한, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.In addition, terms and words used in the following description and claims should not be construed to be limited to ordinary or dictionary meanings, but are to be construed in a manner consistent with the technical idea of the present invention As well as the concept.

도 1은 종래 기술에 따른 하이브리드 플라즈마 소스의 평면도이며, 본 출원인의 등록특허 제10-1184859호에 개시되어 있다.1 is a plan view of a hybrid plasma source according to the prior art, and is disclosed in the applicant's 10-1184859.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 상기 하이브리드 플라즈마 소스는 반응 챔버의 중심부에 배치된 용량 결합형 플라즈마 소스 및 상기 용량 결합형 플라즈마 소스 주변에 배치된 유도 결합형 플라즈마 소스를 포함하며, 상기 유도 결합형 플라즈마 소스는 상기 용량 결합형 플라즈마 소스를 둘러싸고 있는 형태로 구성된다. 상기 둘러싸는 형태로서 유도 결합형 플라즈마 소스는 원형의 링 형상을 가지고 있다.Referring to FIG. 1, the hybrid plasma source according to the prior art includes a capacitively coupled plasma source disposed at the center of a reaction chamber and an inductively coupled plasma source disposed around the capacitively coupled plasma source, Type plasma source is configured to surround the capacitively coupled plasma source. The inductively coupled plasma source as the surrounding form has a circular ring shape.

도 1에 도시된 종래 기술에 따른 상기 하이브리드 플라즈마 소스는 유도 결합형 플라즈마 소스와 용량 결합형 플라즈마 소스의 각각의 장점을 활용하여 저압에서 공정이 가능하며, 대면적화된 기판에서도 높은 균일도의 플라즈마를 확보할 수 있는 것을 특징으로 한다.The hybrid plasma source according to the prior art shown in FIG. 1 can be processed at a low pressure by utilizing the advantages of the inductively coupled plasma source and the capacitively coupled plasma source, and a high uniformity plasma can be obtained even on a large- .

그러나, 유도 결합형 플라즈마 소스로 사용되는 원형 또는 나선형의 안테나는 기판의 크기가 점점 커짐에 따라 길이가 길어지고, 이로 인한 정상파 효과를 억제하는데에 어려움이 있었으며, 공정의 필요에 따라 플라즈마 생성영역에서의 밀도 조절이 어려운 문제점이 있었다.However, the circular or helical antenna used as the inductively coupled plasma source has a problem that it is difficult to suppress the standing wave effect due to the increase of the length of the substrate. It is difficult to control the density.

이에 따라, 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 하이브리드 플라즈마 소스가 필요하게 되었다.Accordingly, a hybrid plasma source has been required to solve the above-described problems.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 플라즈마 소스의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a hybrid plasma source according to one embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 플라즈마 소스는 복수 개의 유도 결합형 안테나(20) 및 복수 개의 용량 결합형 안테나(30)가 서로 교번하여 배치되는 구성을 가지며, 상기 유도 결합형 안테나(20)는 선형, 상기 용량 결합형 안테나(30)는 판형인 것을 특징으로 한다.2, a hybrid plasma source according to an embodiment of the present invention includes a plurality of inductively coupled antennas 20 and a plurality of capacitively coupled antennas 30 alternately arranged, Type antenna 20 is a linear type, and the capacitive-coupling type antenna 30 is a plate type.

본 발명의 일 실시예에 따른 유도 결합형 안테나(20)는, 상술한 바와 같이 선형의 형태를 가지고 있는바, 피처리 기판의 면적에 대응하여 안테나의 개수를 조절하여 종래 나선형의 유도 결합형 안테나가 가지고 있는 정상파 효과를 제거하는데에 효과적이며, 플라즈마의 밀도를 생성되는 영역에 따라 세밀하게 조절하기에 적합하다.The inductively coupled antenna 20 according to an embodiment of the present invention has a linear shape as described above. The number of antennas is adjusted corresponding to the area of the substrate to be processed, And is suitable for finely adjusting the density of the plasma according to the generated region.

또한, 상기 하이브리드 플라즈마 소스는 유도 결합형 안테나와 용량 결합형 안테나를 교번하여 배치하는 것을 특징으로 하는바, 상술한 효과 이외에도 용량 결합형 안테나만을 사용하는 경우에 발생하는 세밀한 Flux 조절이 어려운 문제 및 상대적으로 낮은 플라즈마 밀도의 문제를 해결할 수 있다.In addition, the hybrid plasma source is characterized in that an inductively coupled type antenna and a capacitively coupled type antenna are alternately arranged. In addition to the above-described effects, the hybrid plasma source is also characterized in that it is difficult to fine- The problem of low plasma density can be solved.

한편, 상기 하이브리드 플라즈마 소스의 각 안테나는 동일 평면상에 배치되며 각각의 간격은 동일한 것을 특징으로 한다.The antennas of the hybrid plasma source are arranged on the same plane, and the intervals are the same.

또한, 상기 유도 결합형 안테나(20) 및 상기 용량 결합형 안테나(30)에 인가되는 전력은 개별적으로 조절할 수 있는바, 공정상의 필요에 의하여 전력을 인가하고자 하는 안테나에만 전력을 공급하거나 각 안테나에 인가되는 전력의 크기를 조절할 수 있다.In addition, the power applied to the inductively coupled antenna 20 and the capacitive-coupled antenna 30 can be individually adjusted. If power is supplied only to the antenna to which power is to be applied, The magnitude of the applied electric power can be adjusted.

이러한 구성은, 플라즈마 소스로 사용되는 각각의 안테나를 추가하거나 생략하는 대신에 인가되는 전력을 직접 제어함으로써, 생성되는 플라즈마의 밀도를 보다 용이하게 조절하는데에 효과적이다.This configuration is effective for more easily controlling the density of the generated plasma by directly controlling the applied power instead of adding or omitting each antenna used as the plasma source.

상술한 바와 같은 이점은 다음에 설명할 도 3 내지 도 5에 도시된 그래프를 통하여 보다 쉽게 이해할 수 있다.The advantages described above can be more easily understood through the graphs shown in Figs. 3 to 5, which will be described later.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 플라즈마 소스를 이용한 경우와 유도 결합형 안테나만을 이용한 경우의 이온 포화 전류를 비교한 그래프이다.FIG. 3 is a graph comparing ion saturation currents when using a hybrid plasma source and using only an inductively coupled antenna according to an embodiment of the present invention.

이온 포화 전류는 랑뮈에 프로브 등의 계측 장비를 이용하여 측정되며, 플라즈마 밀도를 나타내는 척도로써 사용된다. 도 3 및 도 4의 그래프에서 상기 이온 포화 전류 값이 높을수록 높은 플라즈마 밀도를 갖는다.The ion saturation current is measured using a measuring instrument such as a Langmuir probe and is used as a measure of the plasma density. In the graphs of FIGS. 3 and 4, the higher the ion saturation current value is, the higher the plasma density is.

도 3에 도시된 그래프를 참조하면, 유도 결합형 안테나만을 이용하여 플라즈마를 발생시키는 경우에는 피처리 기판의 에지(edge) 부분에서 그 중심부에서보다 발생되는 플라즈마의 밀도가 현저하게 떨어지는 현상을 관찰할 수 있다.3, when the plasma is generated using only the inductively coupled antenna, a phenomenon in which the density of plasma generated at the edge portion of the substrate to be processed is significantly lower than that at the center portion thereof is observed .

이러한 플라즈마 밀도의 불균일성은 각종 표면 처리 공정 시 대면적 기판상에 균일한 공정 특성을 확보할 수 없는 문제가 발생하는 원인이 된다. Such non-uniformity of plasma density causes a problem that uniform process characteristics can not be secured on a large-area substrate during various surface treatment processes.

한편, 도 3에 도시된 유도 결합형 안테나와 용량 결합형 안테나를 함께 사용하는 경우에는 전체적으로 플라즈마의 밀도가 높아지고 피처리 기판의 중심부와 에지 부분에서의 플라즈마의 밀도 차이가 작아져 전체적인 균일도가 향상되는 것을 확인할 수 있다.When the inductively coupled antenna and the capacitively coupled antenna shown in FIG. 3 are used together, the density of the plasma is increased as a whole, and the density difference of the plasma at the central portion and the edge portion of the target substrate is reduced, .

이러한 균일도 향상 효과는 각 유도 결합형 안테나 사이에 용량 결합형 안테나를 교번하여 배치함으로써, 용량 결합형 안테나가 제공하는 만큼 플라즈마의 밀도를 높이고 피처리 기판의 에지 부분에서 현저히 떨어지는 플라즈마의 밀도를 보상해주는 효과를 갖는 것으로 풀이할 수 있다.This uniformity improvement effect is achieved by alternately arranging the capacitive coupling antennas between the respective inductively coupled antennas to increase the density of the plasma as much as the capacitive coupling type antenna provides and to compensate the density of the plasma significantly falling off the edge portion of the substrate to be processed It can be interpreted as having an effect.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 플라즈마 소스를 이용하는 경우에 있어서 일부의 용량 결합형 안테나(30)에 전력을 인가하지 않은 경우의 이온 포화 전류를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing the ion saturation current when power is not applied to a part of the capacitively coupled antenna 30 in the case of using a hybrid plasma source according to an embodiment of the present invention.

사각형의 점으로 표시된 그래프와 원형의 점으로 표시된 그래프는 각각 상기 반응 챔버의 중심축을 기준으로 우측에 배치되는 용량 결합형 안테나(30)에 인가되는 전력을 0으로 한 경우와, 좌측에 배치되는 용량 결합형 안테나(30)에 인가되는 전력을 0으로 한 경우의 이온 포화 전류를 나타낸다.A graph indicated by a quadrangular dot and a graph indicated by a circular dot indicate the case where the power applied to the capacitive coupling antenna 30 disposed on the right side with respect to the center axis of the reaction chamber is 0, Represents the ion saturation current when the power applied to the coupled antenna 30 is set to zero.

도 4를 참조하면, 우측에 배치되는 용량 결합형 안테나(30)에 인가되는 전력을 0으로 하는 경우에는 도 3의 유도 결합형 안테나(20)와 용량 결합형 안테나(30)를 동시에 사용하는 경우에 상기 반응 챔버(10)의 중심축을 기준으로 대칭되는 형태를 갖는 것과 달리, 전체 플라즈마 생성영역의 우측에서 플라즈마의 밀도가 급격히 떨어지는 모습을 보인다. Referring to FIG. 4, when the power applied to the capacitively-coupled antenna 30 disposed on the right side is set to 0, when the inductively coupled type antenna 20 and the capacitively-coupled antenna 30 shown in FIG. 3 are used simultaneously The plasma density is sharply decreased at the right side of the entire plasma generation region, unlike the case where the plasma is symmetric with respect to the center axis of the reaction chamber 10.

또한, 기판의 에지 부분에 이르러서는 도 3의 유도 결합형 안테나만 사용한 경우의 이온 포화 전류값을 따라가는 것을 확인할 수 있다.It can also be seen that the ion saturation current value in the case where only the inductively coupled antenna of Fig. 3 is used when it reaches the edge portion of the substrate.

한편, 상기 반응 챔버(10)의 중심 영역 부근에서의 플라즈마 밀도는 도 3의 유도 결합형 안테나만을 사용하는 경우에의 플라즈마의 밀도와 차이가 발생하는데, 이는 전력을 인가받고 있는 주변의 안테나에서 발생하는 전기장으로 인한 효과로 볼 수 있다.The plasma density in the vicinity of the central region of the reaction chamber 10 is different from the plasma density in the case of using only the inductively coupled antenna of FIG. This can be seen as an effect of the electric field.

한편, 도 4를 참조하면, 상기 반응 챔버(10)의 중심부를 기준으로 하여 우측 또는 좌측에 배치되는 복수 개의 용량 결합형 안테나(30)에 인가되는 전력을 동시에 제어함으로써 각각의 영역에서 원하는 밀도의 플라즈마를 발생시킬 수 있음을 알 수 있다.4, the power applied to the plurality of capacitive coupling antennas 30 disposed on the right or left side of the reaction chamber 10 is controlled simultaneously, It can be seen that a plasma can be generated.

또한, 도 4에 도시된 바와 달리 각각의 안테나에 인가되는 전력을 별도로 제어할 수 있기 때문에, 필요로 하는 영역에서 발생되는 플라즈마의 밀도를 보다 세밀하게 조절하는것 또한 가능하다.In addition, unlike the case shown in FIG. 4, since power applied to each antenna can be controlled separately, it is also possible to finely control the density of plasma generated in a required region.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 플라즈마 소스를 이용한 경우에 있어서 전자온도를 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing an electron temperature in the case of using a hybrid plasma source according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 그래프는 가운데 축을 기준으로 좌측에는 유도 결합형 안테나만을 사용하는 경우에 인가 전력을 높임에 따라 변화하는 전자 온도의 수치를 나타내며, 우측에는 유도 결합형 안테나(20)에 인가되는 전력을 600W로 고정시킨 상태에서 용량 결합형 안테나(30)에 인가되는 전력을 단계적으로 높임에 다라 변화하는 전자 온도의 수치를 나타낸다.The graph shown in FIG. 5 shows a numerical value of an electron temperature that changes with an increase in applied power when only an inductively coupled antenna is used on the left side with respect to the center axis. On the right side, And the electric power applied to the capacitive-coupling-type antenna 30 is increased stepwise in a state where the electric power is fixed at 600 W. In Fig.

전자 온도가 높은 경우에는 각각의 전자가 갖는 운동 에너지가 높다는 것을 의미하며, 전자가 갖는 에너지가 크면 클수록 기판의 처리에 사용되는 전자를 제어하기 어려워, 세밀한 공정에의 사용이 어렵다는 것을 의미한다.When the electron temperature is high, it means that the kinetic energy of each electron is high. The larger the energy possessed by the electrons, the more difficult it is to control the electrons used in the processing of the substrate.

도 5에 도시된 그래프를 참조하면, 같은 크기의 전력을 인가하는 경우라 하더라도 유도 결합형 안테나(20)와 용량 결합형 안테나(30)를 함께 사용함으로써 전체적인 플라즈마의 밀도는 높이되 전자 온도는 유도 결합형 안테나를 단독으로 사용하는 경우보다 낮은 수준으로 유지할 수 있으므로, 보다 세밀한 처리를 요하는 공정에 적합함을 확인할 수 있다.Referring to the graph of FIG. 5, even when power of the same magnitude is applied, the total plasma density is increased by using the inductively coupled type antenna 20 and the capacitively coupled type antenna 30 together, It can be confirmed that the antenna can be maintained at a lower level than the case where the combined antenna is used alone, and therefore, it is suitable for a process requiring more detailed processing.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 플라즈마 소스를 이용하는 플라즈마 발생장치(100)의 개략도이다.6 is a schematic diagram of a plasma generating apparatus 100 using a hybrid plasma source according to an embodiment of the present invention.

상기 플라즈마 발생장치(100)는 반응 챔버(10) 내부에 복수 개의 유도 결합형 안테나(20) 및 복수 개의 용량 결합형 안테나(30)가 서로 교번하여 설치되는 하이브리드 플라즈마 소스를 포함한다. 또한, 상기 반응 챔버(10) 외부에 구비되는 제어장치(40)를 통하여 각각의 안테나에 인가되는 전력의 크기를 조절할 수 있다.The plasma generating apparatus 100 includes a hybrid plasma source in which a plurality of inductively coupled antennas 20 and a plurality of capacitively coupled antennas 30 are alternately arranged in a reaction chamber 10. Also, the magnitude of power applied to each antenna can be controlled through a control device 40 provided outside the reaction chamber 10.

한편, 상기 하이브리드 플라즈마 소스를 구성하는 상기 복수 개의 유도 결합형 안테나(20)는 선형, 상기 복수 개의 용량 결합형 안테나(30)는 판형인 것을 특징으로 하며, 상기 두 종류의 안테나는 동일 평면상에 같은 간격으로 이격되어 배치된다.The plurality of inductively coupled antennas 20 constituting the hybrid plasma source are linear and the plurality of capacitively coupled antennas 30 are plate-shaped. The two types of antennas are arranged on the same plane And are spaced apart at equal intervals.

상기 유도 결합형 안테나(20) 및 상기 용량 결합형 안테나(30)에 인가되는 전력은 각각 조절이 가능하므로, 개개의 안테나에 인가되는 전력의 크기를 서로 다르게 하는 것이 가능하며, 유도 결합형 안테나(20)에만 전력을 인가하거나 용량 결합형 안테나(30)에만 전력을 인가하는 것 또한 가능하다.Since the power applied to the inductively coupled type antenna 20 and the capacitive-coupled type antenna 30 can be adjusted individually, the power applied to the respective antennas can be made different from each other, It is also possible to apply power only to the capacitive-coupled antenna 30 only.

또한, 도 4의 그래프에서 확인할 수 있는 바와 같이, 일부 영역의 용량 결합형 안테나(30) 또는 유도 결합형 안테나(20)에만 전력을 인가하는 것도 가능하며, 상술한 바와 같은 인가 전력 제어 구성은 공정상 필요한 특성의 플라즈마를 얻기 위하여 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 출원시에 당해 발명의 기술분야의 통상의 기술자가 용이하게 적용할 수 있는 어떠한 구성 또는 방법도 사용될 수 있다.
4, it is also possible to apply electric power only to the capacitive-coupling-type antenna 30 or the inductively-coupled-type antenna 20 in a partial region, And may be implemented in various forms in order to obtain a plasma of a required characteristic, and any configuration or method that can be easily applied by a person having ordinary skill in the art to the present invention at the time of filing of the present invention can be used.

100 : 플라즈마 발생장치 10 : 반응챔버
20 : 유도 결합형 안테나 30 : 용량 결합형 안테나
40 : 제어장치100: plasma generator 10: reaction chamber
20: Inductively Coupled Antenna 30: Capacitance Coupled Antenna
40: Control device

Claims (8)

복수 개의 유도 결합형 안테나; 및
복수 개의 용량 결합형 안테나;
가 서로 교번하여 설치된 것을 특징으로 하는 하이브리드 플라즈마 소스.
A plurality of inductively coupled antennas; And
A plurality of capacitively coupled antennas;
Are arranged alternately with each other.
제1항에 있어서,
상기 유도 결합형 안테나는 선형이며, 상기 용량 결합형 안테나는 판형인 것을 특징으로 하는 하이브리드 플라즈마 소스.
The method according to claim 1,
Wherein the inductively coupled antenna is linear and the capacitive coupling antenna is plate-shaped.
제2항에 있어서,
상기 유도 결합형 안테나와 상기 용량 결합형 안테나는 동일 평면상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 플라즈마 소스.
3. The method of claim 2,
Wherein the inductively coupled antenna and the capacitive coupling antenna are disposed on the same plane.
제3항에 있어서,
상기 복수 개의 유도 결합형 안테나와 상기 복수 개의 용량 결합형 안테나는 서로 동일 간격으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 플라즈마 소스.
The method of claim 3,
Wherein the plurality of inductively coupled antennas and the plurality of capacitively coupled antennas are disposed at equal intervals from each other.
제4항에 있어서,
상기 유도 결합형 안테나와 상기 용량 결합형 안테나에는 서로 다른 전력이 인가될 수 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 플라즈마 소스.
5. The method of claim 4,
Wherein the inductive coupling type antenna and the capacitive coupling type antenna are capable of applying different power to each other.
제5항에 있어서,
상기 복수 개의 유도 결합형 안테나 및 상기 복수 개의 용량 결합형 안테나 각각에 서로 다른 전력이 인가될 수 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 플라즈마 소스.
6. The method of claim 5,
Wherein the plurality of inductively coupled type antennas and the plurality of capacitively coupled type antennas are capable of applying different power to the plurality of inductively coupled type antennas and the plurality of capacitively coupled type antennas, respectively.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 하이브리드 플라즈마 소스를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 플라즈마 발생장치.
A hybrid plasma generator comprising a hybrid plasma source according to any one of claims 1 to 6.
제7항에 있어서,
상기 반응 챔버 외부에 구비되어 상기 안테나에 인가되는 전력을 제어하는 제어장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 플라즈마 발생장치.

8. The method of claim 7,
Further comprising a control unit provided outside the reaction chamber to control power applied to the antenna.

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