KR20170017855A

KR20170017855A - Plasma Processing Apparatus

Info

Publication number: KR20170017855A
Application number: KR1020160147559A
Authority: KR
Inventors: 서상훈; 정성현
Original assignee: 주식회사 윈텔
Priority date: 2016-11-07
Filing date: 2016-11-07
Publication date: 2017-02-15
Also published as: KR102175238B1

Abstract

The present invention provides an induction coupled plasma processing apparatus capable of providing a spatially uniform plasma density distribution. According to the present invention, the apparatus comprises: an internal antenna disposed on the upper panel of a dielectric material of a vacuum container and having a constant radius; a plurality of external antennas electrically connected in parallel, disposed on the upper panel of the dielectric material of the vacuum container, and disposed on the outer circumference of the internal antenna; a power distribution unit configured to distribute power to the internal and external antennas; and a radio frequency (RF) power supply unit supplying the power to the internal and external antennas through the power distribution unit. The power distribution unit distributes the power among the internal antenna and the external antennas that are connected in parallel to each other. The external antennas are disposed spaced by a predetermined distance from each other on a circumference at a constant radius away from the central axis of the internal antenna. Each of the external antennas has a shape of multi-layered annular section.

Description

[0001] Plasma Processing Apparatus [0002]

본 발명은 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 내측 안테나와 외측 안테나를 가지는 대면적 플라라즈마 소스에 관한 것이다.The present invention relates to an inductively coupled plasma processing apparatus, and more particularly, to a large area plasma source having an inner antenna and an outer antenna.

한국공개특허 10-2013-0043795는 내측 안테나와 외측 안테나를 가지는 플라즈마 처리 장치를 개시하고 있다. 이 공개 특허의 외측 안테나는 복층 구조이고, 국부적인 위치에서 플라즈마 밀도를 조절하기 어렵다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2013-0043795 discloses a plasma processing apparatus having an inner antenna and an outer antenna. The outer antenna of this patent is a multi-layer structure, and it is difficult to control the plasma density at a local location.

한국공개특허 10-2012-0040335는 내측 안테나와 외측 안테나를 가지는 플라즈마 처리 장치를 개시하고 있다. 이 공개 특허의 외측 안테나는 서로 중첩된 하프 턴의 안테나로 구성되어, 국부적인 위치에서 플라즈마 밀도를 조절하기 어렵다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0040335 discloses a plasma processing apparatus having an inner antenna and an outer antenna. The outer antenna of this patent is composed of half-turn antennas superimposed on each other, and it is difficult to control the plasma density at a local position.

대면적 유도 결합 플라즈마는 회전 방향(원통 좌표계의 방위각 방향)의 균일도를 증가시키기 위하여 복수의 턴을 복층 구조를 사용하였다. 그럼에도 불구하고, 이러한 유도 결합 플라즈마는 가스 공급 방향 또는 배기부의 가스 펌핑 방향 등에 기인하여 국부적으로 비균일한 플라즈마를 생성한다. 따라서, 국부적인 플라즈마 비균일성을 향상하기 위한 안테나 구조가 요구된다.In order to increase the uniformity of the rotating direction (direction of the azimuth angle of the cylindrical coordinate system), the large area inductively coupled plasma uses a plurality of turns in a multi-layered structure. Nonetheless, such an inductively coupled plasma produces a locally non-uniform plasma due to the gas supply direction or the gas pumping direction of the exhaust. Therefore, an antenna structure for improving local plasma nonuniformity is required.

본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 대면적 플라즈마 처리 장치에서 국부적인 플라즈마 불균일성을 제어하기 위한 안테나 구조를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an antenna structure for controlling local plasma nonuniformity in a large area plasma processing apparatus.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치는 진공 용기의 유전체 상판 상에 배치되고 일정한 반경을 가지는 내측 안테나; 전기적으로 병렬 연결되고 상기 진공 용기의 상기 유전체 상판 상에 배치되고 상기 내측 안테나의 외곽에 배치된 복수의 외측 안테나; 상기 내측 안테나와 상기 외측 안테나들에 전력을 각각 분배하는 전력 분배부; 및 상기 전력 분배부를 통하여 상기 내측 안테나와 상기 외측 안테나들에 전력을 제공하는 RF 전원을 포함한다. 상기 전력 분배부는 서로 병렬 연결된 상기 내측 안테나와 상기 외측 안테나들 사이에 전력을 분배한다. 상기 외측 안테나들은 상기 내측 안테나의 중심축에서 일정한 반경의 원주 상에 일정한 간격으로 배치된다. 상기 외측 안테나들 각각은 복층 구조의 원주형 섹션(annular section) 형상을 가진다.A plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes an inner antenna disposed on a dielectric top plate of a vacuum container and having a constant radius; A plurality of outer antennas electrically connected in parallel and disposed on the dielectric top plate of the vacuum container and disposed on an outer periphery of the inner antenna; A power distributor for distributing power to the inner antenna and the outer antennas, respectively; And an RF power source for providing power to the inner antenna and the outer antennas through the power divider. The power divider distributes power between the inner antenna and the outer antennas connected in parallel to each other. The outer antennas are disposed at regular intervals on a circumference having a predetermined radius on the central axis of the inner antenna. Each of the outer antennas has a multi-layered annular section shape.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 외측 안테나들 각각은: 제1 곡률 반경을 가지는 외측 상부 곡선부; 상기 외측 상부 곡선부에 연속적으로 연결되고 배치 평면을 상부면에 하부면으로 변경하는 제1 플러그; 상기 제1 플러그에 연속적으로 연결되고 제1 곡률 반경보다 작은 제2 곡률 반경을 가지는 내측 하부 곡선부; 상기 내측 하부 곡선부에 연속적으로 연결되고 상기 제1 곡률 반경을 가지는 외측 하부 곡선부; 상기 외측 하부 곡선부에 연속적으로 연결되고 배치 평면을 하부에서 상부면에서 상부면으로 변경하는 제2 플러그; 및 상기 제2 플러그에 연속적으로 연결되고 상기 제2 곡율 반경을 가지는 내측 상부 곡선부를 포함한다.In one embodiment of the present invention, each of the outer antennas comprises: an outer upper curved portion having a first radius of curvature; A first plug continuously connected to the outer upper curved portion and changing a placement plane to an upper face and a lower face; An inner lower curved portion continuously connected to the first plug and having a second radius of curvature smaller than the first radius of curvature; An outer lower curved portion continuously connected to the inner lower curved portion and having the first radius of curvature; A second plug continuously connected to the outer lower curved portion and changing a placement plane from an upper face to an upper face at a lower portion; And an inner upper curved portion continuously connected to the second plug and having the second radius of curvature.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 외측 상부 곡선부, 상기 내측 하부 곡선부, 상기 외측 하부 곡선부, 및 내측 상부 곡선부의 끝은 곡률 반경을 변경하기 위하여 반경 방향으로 구부러질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the ends of the outer upper curved portion, the inner lower curved portion, the outer lower curved portion, and the inner upper curved portion may be bent radially to change the radius of curvature.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 상기 외측 안테나와 접지 사이에 연결된 외측 안테나 가변 축전기를 더 포함할 수 있다. 상기 외측 안테나 가변 축전기는 국부적으로 비균일한 플라즈마를 균일하게 제어할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the antenna may further include an external antenna variable capacitor connected between the at least one external antenna and the ground. The outer antenna variable capacitors can uniformly control non-uniform plasma locally.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 외측 안테나 가변 축전기가 연결된 상기 외측 안테나에 흐르는 전류를 감지하는 전류 측정부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the apparatus may further include a current measuring unit for sensing a current flowing through the outer antenna to which the outer antenna variable capacitor is connected.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 원주형 섹션(annular section) 형상은 원호 부위와 직선 부위를 포함할 수 있다. 상기 외측 안테나의 전력 입력단과 출력단은 상기 원주형 섹션(annular section) 형상의 상기 직선 부위에 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the annular section shape may include an arcuate portion and a straight portion. The power input terminal and the output terminal of the outer antenna may be disposed at the linear portion in the shape of the annular section.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 일단은 상기 외측 안테나를 고정하고 상기 외측 안테나가 배치되는 배치 평면에서 수직으로 연장되는 수직 지지부; 및 상기 수직 지지부의 타단을 고정하고 접지되는 도전성 고정판;을 더 포함할 수 있다. 상기 도전성 고정판은 중심에 관통홀을 포함하고, 상기 전력 분배부는 상기 관통홀을 통하여 연장되도록 배치되고, 방사형으로 분기될 수 있다.In one embodiment of the present invention, one end includes a vertical support which vertically extends in a plane in which the outer antenna is disposed and the outer antenna is fixed; And a conductive fixing plate fixed and grounded at the other end of the vertical supporting portion. The conductive fixing plate includes a through hole at the center, and the power distributing portion is disposed to extend through the through hole, and can be radially branched.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 외측 안테나에 대하여 수직으로 이격되어 배치된 영구 자석을 더 포함할 수 있다. 상기 영구 자석은 상기 외측 안테나에 대응하여 각각 배치되고, 상기 영구 자석의 형상은 상기 외측 안테나 또는 상기 외측 안테나의 형상일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the antenna may further include a permanent magnet disposed vertically spaced apart from the outer antenna. The permanent magnets are respectively disposed corresponding to the outer antenna, and the shape of the permanent magnet may be a shape of the outer antenna or the outer antenna.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전력 분배부는 상기 내측 안테나에 전력을 분배하는 내측 전력 분배부와 상기 외측 안테나에 전력을 분배하는 외측 전력 분배부를 포함할 수 있다. 상기 내측 전력 분배부는 원통 형상의 내측 전력 분배 몸체부 및 상기 내측 전력 분배 몸체부에서 방사형으로 분기하는 내측 전력 분배 분기부를 포함할 수 있다. 상기 외측 전력 분배부는 원통 형상의 외측 전력 분배 몸체부 및 상기 외측 전력 분배 몸체부에서 방사형으로 분기하는 외측 전력 분배 분기부를 포함할 수 있다. 상기 외측 전력 분배 몸체부는 상기 내측 전력 분배 몸체부를 감싸도록 동축 구조일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the power divider may include an inner power divider for distributing power to the inner antenna and an outer power divider for distributing power to the outer antenna. The inner power distribution portion may include a cylindrical inner power distribution body portion and an inner power distribution branch portion that radially branches from the inner power distribution body portion. The outer power distribution portion may include a cylindrical outer power distribution body portion and an outer power distribution branch portion that radially branches from the outer power distribution body portion. The outer power distribution body may be coaxial to enclose the inner power distribution body.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전력 분배부는: 상기 내측 안테나와 상기 외측 안테나에 흐르는 전류를 제어하도록 상기 내측 안테나와 직렬 연결된 전력 분배 가변 축전기; 및 병렬 연결된 상기 외측 안테나들에 직렬 연결된 고정 인덕터를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the power divider includes: a power distribution variable capacitor connected in series with the inner antenna to control a current flowing in the inner antenna and the outer antenna; And a fixed inductor connected in series to the outer antennas connected in parallel.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 외측 안테나는 사분면에 각각 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the outer antennas may be disposed in quadrants, respectively.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 내측 안테나는 동일한 구조의 제1 내측 안테나 및 제2 내측 안테나를 포함할 수 있다. 상기 제1 내측 안테나 및 제2 내측 안테나는 동일한 형상이고 서로 대칭적으로 배치되고 중첩된 복층 구조를 제공할 수 있다. 상기 제1 내측 안테나는: 45도 원호를 가지고 안테나의 상부면에 배치되는 제1 45도 상부 브랜치; 상기 제1 45도 상부 브랜치에 연속적으로 연결되고 배치 평면을 상부면에서 하부면을 변경하는 제1 플러그; 상기 제1 플러그에 연속적으로 연결되고 180도 원호를 가지고 안테나의 하부면에 배치되는 180도 하부 브랜치; 상기 180도 하부 브랜치에 연속적으로 연결되고 배치 평면을 하부면에서 상부면으로 변경하는 제2 플러그; 및 상기 제2 플러그에 연속적으로 연결되고 상기 45도 원호를 가지고 안테나의 상부면에 배치되는 제2 45도 상부 브랜치를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the inner antenna may include a first inner antenna and a second inner antenna having the same structure. The first inner antenna and the second inner antenna may have the same shape and are arranged symmetrically with respect to each other to provide an overlapping multi-layer structure. The first inner antenna comprising: a first 45 degree top branch disposed at an upper surface of the antenna with a 45 degree arc; A first plug continuously connected to the first 45 degree upper branch and changing a placement plane from a top surface to a bottom surface; A 180 degree lower branch that is continuously connected to the first plug and has a 180 degree arc and is disposed on a lower surface of the antenna; A second plug continuously connected to the 180 degree lower branch and changing a placement plane from a lower face to a upper face; And a second 45 degree top branch connected to the second plug and disposed on the top surface of the antenna with the 45 degree arc.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 내측 안테나는 원주형 섹션(annular section)의 외곽선을 제공하도록, 제3 곡률 반경을 가지는 내측 곡선부 및 제3 곡률 반경보다 큰 제4 곡률 반경을 가지는 외측 곡선부를 포함할 수 있다. 상기 내측 안테나들은 동일한 형상의 제1 내지 제4 내측 안테나들을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 내측 안테나들은 중첩되지 않고 각각 폐루프를 형성할 수 있다.In one embodiment of the invention, the inner antenna comprises an inner curved portion having a third radius of curvature and an outer curved portion having a fourth radius of curvature larger than the third radius of curvature to provide an outline of the annular section, Section. The inner antennas may include first through fourth inner antennas of the same shape. The first to fourth inner antennas may form a closed loop without overlapping each other.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 외측 안테나들이 공간적으로 중첩되지 않도록 배치하고, 적어도 하나의 외측 안테나에 가변 축전기를 연결하여 국부적인 플라즈마 밀도 분포를 제어할 수 있다. 이에 따라, 공간적으로 균일한 플라즈마 밀도 분포가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a local plasma density distribution can be controlled by disposing the outer antennas so that they are not overlapped spatially and connecting a variable capacitor to at least one outer antenna. Thus, a spatially uniform plasma density distribution can be provided.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 결합 플라즈마 장치를 설명하는 개념도이다.
도 2는 도 1의 유도 결합 플라즈마 장치의 전기적 연결을 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 1의 유도 결합 플라즈마 장치를 설명하는 사시도이다.
도 4는 도 1의 유도 결합 플라즈마 장치를 설명하는 사시도이다.
도 5는 도 4의 A-A' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 6은 도 4의 B-B'선을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 설명하는 회로도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 설명하는 개념도이다.
도 9는 도 8의 플라즈마 처리 장치를 설명하는 회로도이다.1 is a conceptual diagram illustrating an inductively coupled plasma apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram showing an electrical connection of the inductively coupled plasma apparatus of FIG.
3 is a perspective view illustrating the inductively coupled plasma apparatus of FIG.
4 is a perspective view illustrating the inductively coupled plasma apparatus of FIG.
5 is a cross-sectional view taken along line AA 'of FIG.
6 is a cross-sectional view taken along the line B-B 'in FIG.
7 is a circuit diagram illustrating a plasma processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
8 is a conceptual diagram illustrating a plasma processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
9 is a circuit diagram illustrating the plasma processing apparatus of Fig.

통상적인 유도 결합 플라즈마는 원통 좌표계에서 방위각 방향의 플라즈마 균일도를 제공하기 위하여, 병렬 연결된 복수의 안테나가 복층 구조로 설계된다. 그러나, 이러한 구조의 안테나는 국부적으로 RF 전력을 제어할 수 없어 국부적인 플라즈마 밀도 제어가 어렵다.Conventional inductively coupled plasma is designed in a multi-layer structure in which a plurality of antennas connected in parallel are provided in order to provide plasma uniformity in azimuthal direction in a cylindrical coordinate system. However, the antenna of such a structure can not locally control the RF power, so that it is difficult to control the local plasma density.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 장치는 복수의 외측 안테나를 서로 중첩하지 않도록 서로 공간적으로 분리하여 배치하고, 상기 외측 안테나들 중에서 하나 또는 복수의 외측 안테나에 제공되는 RF 전력은 제어될 수 있다. 이에 따라, 플라즈마 밀도 분포가 국부적으로 제어될 수 있다. 따라서, 배기부의 펌핑 방향 또는 가스 흐름 방향 등에 기인한 국부적인 플라즈마 비균일성 또는 공정 비균일성이 개선될 수 있다.The plasma apparatus according to an embodiment of the present invention may spatially separate a plurality of outer antennas from each other so as not to overlap with each other, and the RF power provided to one or a plurality of outer antennas of the outer antennas may be controlled. Thus, the plasma density distribution can be locally controlled. Thus, local plasma non-uniformity or process non-uniformity due to the pumping direction or gas flow direction of the exhaust portion and the like can be improved.

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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are being provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. In the drawings, the components have been exaggerated for clarity. Like numbers refer to like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 결합 플라즈마 장치를 설명하는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating an inductively coupled plasma apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 유도 결합 플라즈마 장치의 전기적 연결을 나타내는 회로도이다.2 is a circuit diagram showing an electrical connection of the inductively coupled plasma apparatus of FIG.

도 3은 도 1의 유도 결합 플라즈마 장치를 설명하는 사시도이다.3 is a perspective view illustrating the inductively coupled plasma apparatus of FIG.

도 4는 도 1의 유도 결합 플라즈마 장치를 설명하는 사시도이다.4 is a perspective view illustrating the inductively coupled plasma apparatus of FIG.

도 5는 도 4의 A-A' 선을 따라 자른 단면도이다.5 is a cross-sectional view taken along line A-A 'in FIG.

도 6은 도 4의 B-B'선을 따라 자른 단면도이다.6 is a cross-sectional view taken along the line B-B 'in FIG.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 유도 결합 플라즈마 처리 장치(100)는 진공 용기(101)의 유전체 상판(102) 상에 배치되고 일정한 반경을 가지는 내측 안테나(110); 전기적으로 병렬 연결되고 상기 진공 용기(101)의 상기 유전체 상판(102) 상에 배치되고 상기 내측 안테나(110)의 외곽에 배치된 복수의 외측 안테나(120); 상기 내측 안테나(110)와 상기 외측 안테나들(120)에 전력을 각각 분배하는 전력 분배부(140); 및 상기 전력 분배부(140)를 통하여 상기 내측 안테나와 상기 외측 안테나들에 전력을 제공하는 RF 전원(184)을 포함한다. 상기 전력 분배부(140)는 서로 병렬 연결된 상기 내측 안테나(110)와 상기 외측 안테나들(120) 사이에 전력을 분배한다. 상기 외측 안테나들(120)은 상기 내측 안테나의 중심축에서 일정한 반경의 원주 상에 일정한 간격으로 배치된다. 상기 외측 안테나들(120) 각각은 복층 구조의 원주형 섹션(annular section) 형상을 가진다.1 to 6, an inductively coupled plasma processing apparatus 100 includes an inner antenna 110 disposed on a dielectric top plate 102 of a vacuum container 101 and having a constant radius; A plurality of outer antennas (120) electrically connected in parallel and disposed on the dielectric top plate (102) of the vacuum container (101) and disposed on the outer periphery of the inner antenna (110); A power distributor 140 for distributing power to the inner antenna 110 and the outer antennas 120, respectively; And an RF power supply 184 for supplying power to the inner antenna and the outer antennas through the power distributor 140. [ The power distributor 140 distributes power between the inner antenna 110 and the outer antennas 120 connected in parallel to each other. The outer antennas 120 are arranged at regular intervals on a circumference having a constant radius at the central axis of the inner antenna. Each of the outer antennas 120 has a multi-layered annular section shape.

상기 진공 용기(101)는 금속 재질의 원통 챔버일 수 있다. 상기 유전체 상판(102)은 상기 진공 용기(101)의 뚜껑일 수 있다. 상기 진공 용기(101)는 플라즈마 식각 공정, 플라즈마 증착 공정, 또는 플라즈마 표면 처리 공정을 수행할 수 있다. 상기 유전체 상판(102)은 원판 형태의 쿼츠, 알루미나, 또는 세라믹일 수 있다.The vacuum chamber 101 may be a cylindrical chamber made of a metal. The dielectric top plate 102 may be a cover of the vacuum vessel 101. The vacuum chamber 101 may be subjected to a plasma etching process, a plasma deposition process, or a plasma surface treatment process. The dielectric top plate 102 may be a disk-shaped quartz, alumina, or ceramic.

기판 홀더(103)는 상기 진공 용기(101)의 내부에 배치될 수 있다. 상기 기판 홀더(103) 상에 기판(104)이 배치될 수 있다. 상기 기판(104)은 반도체 기판일 수 있다. 상기 기판 홀더(103)는 정전척 또는 기계척을 통하여 상기 기판(104)을 고정할 수 있다. 상기 기판 홀더(103)는 RF 바이어스(RF bias)를 상기 기판(104)에 인가하기 위하여 별도의 RF 전원(미도시)에 연결될 수 있다. 상기 기판 홀더(103)는 온도를 제어하기 위하여 온도 조절부(미도시)를 포함할 수 있다.The substrate holder 103 may be disposed inside the vacuum container 101. The substrate 104 may be disposed on the substrate holder 103. The substrate 104 may be a semiconductor substrate. The substrate holder 103 can fix the substrate 104 through an electrostatic chuck or a mechanical chuck. The substrate holder 103 may be connected to a separate RF power source (not shown) to apply an RF bias to the substrate 104. The substrate holder 103 may include a temperature controller (not shown) to control the temperature.

펌핑 포트(108)는 상기 진공 용기(101) 내부를 배기도록 배치될 수 있다. 상기 펌핑 포트는 진공 펌프와 연결될 수 있다. 상기 펌핑 포트(108)는 상기 진공 용기(101)의 하부면 또는 상기 진공 용기(101)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 펌핑 포트(101)의 배치에 따라, 유체의 흐름이 발생되어, 유도 결합 플라즈마가 발생되는 영역에서 국부적인 플라즈마 불균일성이 발생될 수 있다. 국부적인 플라즈마 불균일성은 국부적인 온도 차이, 가스 흐름의 방향 등 다양한 원인에 기인할 수 있다.The pumping port 108 may be arranged to exhaust the interior of the vacuum container 101. The pumping port may be connected to a vacuum pump. The pumping port 108 may be disposed on the lower surface of the vacuum container 101 or on the side surface of the vacuum container 101. Depending on the arrangement of the pumping port 101, a flow of fluid may be generated and localized plasma non-uniformity may occur in the region where the inductively coupled plasma is generated. Local plasma non-uniformity can be attributed to various causes such as local temperature differences, direction of gas flow, and the like.

가스 공급부(109)는 상기 유전체 상판(102)의 중심에 배치되어, 대칭적으로 공정 가스를 분사할 수 있다. 예를 들어, 식각 공정인 경우, 공정 가스는 염소 함유 가스, 불소 함유 가스, 또는 산소 함유 가스일 수 있다.The gas supply unit 109 is disposed at the center of the dielectric top plate 102 and can inject the process gas symmetrically. For example, in the case of an etching process, the process gas may be a chlorine-containing gas, a fluorine-containing gas, or an oxygen-containing gas.

RF 전원(184)은 수백 kHz 내지 수백 MHz의 주파수를 가지고 RF 전력을 발생시킬 수 있다. 상기 RF 전원(184)은 동축 케이블을 통하여 임피던스 매칭부(182)에 제공될 수 있다. 상기 임피던스 매칭부(182)는 통상적으로 2개의 가변 리액티브 소자를 이용하여 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 상기 임피던스 매칭부(182)의 출력은 전력 분배부(140)에 전달될 수 있다. 상기 임피던스 매칭부를 사용하지 않는 경우, 상기 RF 전원(184)은 구동 주파수를 변경하여 임피던스 매칭을 수행하고, RF 전력은 직접적으로 상기 전력 분배부(140)에 제공될 수 있다.The RF power supply 184 may generate RF power with a frequency of several hundred kHz to several hundred MHz. The RF power supply 184 may be provided to the impedance matching unit 182 through a coaxial cable. The impedance matching unit 182 may typically perform impedance matching using two variable active elements. The output of the impedance matching unit 182 may be transmitted to the power distributor 140. If the impedance matching unit is not used, the RF power source 184 may change the driving frequency to perform impedance matching, and the RF power may be directly provided to the power distributor 140.

상기 전력 분배부(140)는 제공된 RF 전력을 내측 안테나(110)와 외측 안테나(120)로 분배할 수 있다. 이를 위하여, 상기 전력 분배부(140)는 상기 내측 안테나의 임피던스 또는 상기 외측 안테나의 임피던스를 변경할 수 있는 전력 분배 가변 축전기(141)를 포함할 수 있다. The power divider 140 may distribute the provided RF power to the inner antenna 110 and the outer antenna 120. [ For this purpose, the power divider 140 may include a power divider variable capacitor 141 that can change the impedance of the inner antenna or the impedance of the outer antenna.

구체적으로, 상기 전력 분배부(140)의 입력단은 2 갈래로 분기되고, 하나의 브랜치는 상기 전력 분배 가변 축전기(141)를 통하여 상기 내측 안테나(110)에 연결될 수 있다. 다른 브랜치는 인덕터(142)를 통하여 상기 외측 안테나(120)에 연결될 수 있다.Specifically, the input terminal of the power distributor 140 may be branched into two branches, and one branch may be connected to the inner antenna 110 through the power distribution variable capacitor 141. The other branch may be connected to the outer antenna 120 via an inductor 142.

상기 전력 분배부(140)는 상기 내측 안테나(110)에 전력을 분배하는 내측 전력 분배부(143)와 상기 외측 안테나(120)에 전력을 분배하는 외측 전력 분배부(144)를 포함할 수 있다. 상기 내측 전력 분배부(143)는 원통 형상의 내측 전력 분배 몸체부(143b) 및 상기 내측 전력 분배 몸체부(143a)에서 방사형으로 분기하는 내측 전력 분배 분기부(143a)를 포함할 수 있다. 상기 외측 전력 분배부(144)는 원통 형상의 외측 전력 분배 몸체부(144b) 및 상기 외측 전력 분배 몸체부에서 방사형으로 분기하는 외측 전력 분배 분기부(144a)를 포함할 수 있다. 상기 외측 전력 분배 몸체부(144b)는 상기 내측 전력 분배 몸체부(143b)를 감싸도록 동축 구조일 수 있다. 상기 외측 전력 분배 분기부(144a)는 상기 외측 전력 분배 몸체부(144b)에서 방사형으로 분기하여 각각의 외측 안테나에 RF 전력을 공급할 수 있다. 또한, 상기 내측 전력 분배 분기부(143a)는 상기 내측 전력 분배 몸체부(143b)에서 방사형으로 분기하여 각각의 내측 안테나(110)에 RF 전력을 공급할 수 있다. The power divider 140 may include an inner power divider 143 for distributing power to the inner antenna 110 and an outer power divider 144 for distributing power to the outer antenna 120 . The inner power distributor 143 may include a cylindrical inner power distribution body 143b and an inner power distribution branch 143a that branches radially from the inner power distribution body 143a. The outer power distributor 144 may include a cylindrical outer power distribution body 144b and an outer power distribution branch 144a that diverges radially from the outer power distribution body. The outer power distribution body 144b may be coaxial to enclose the inner power distribution body 143b. The outer power distribution branch 144a may branch radially from the outer power distribution body 144b and supply RF power to each of the outer antennas. In addition, the inner power distribution branch 143a branches radially from the inner power distribution body 143b, and supplies RF power to each inner antenna 110. [

내측 안테나(110)가 2개의 안테나가 중첩된 복층 구조인 경우, 전력이 공급되는 지점이 2 개일 수 있다. 이 경우, 상기 내측 전력 분배 분기부(143a)는 180 도 차이를 두고 분기될 수 있다. 상기 외측 안테나(120)가 4 개인 경우, 상기 외측 전력 분배 분기부(144a)는 90도 차이를 두고 십자형태로 분기될 수 있다.When the inner antenna 110 is a multi-layer structure in which two antennas are superimposed, there may be two points where power is supplied. In this case, the inner power divider 143a may be branched by 180 degrees. When there are four external antennas 120, the external power distribution branch 144a may be branched in a cross shape with a difference of 90 degrees.

상기 전력 분배부(140)는 상기 내측 안테나(110)와 상기 외측 안테나(120)에 흐르는 전류를 제어하도록 상기 내측 안테나(110)와 직렬 연결된 전력 분배 가변 축전기(141) 및 병렬 연결된 상기 외측 안테나에 직렬 연결된 인덕터(142)를 포함할 수 있다. 상기 인덕터(142)는 안정적인 임피던스 매칭을 위하여 사용될 수 있다. 상기 내측 안테나(110)와 상기 전력 분배 가변 축전기(141)가 직렬 공진 회로를 구성함에 따라, 내측 안테나 방향의 임피던스가 변경될 수 있다. 이에 따라, 내측 안테나 방향의 전력과 외측 안테나 방향의 전력은 분배되도록 제어될 수 있다.The power distributor 140 is connected to the power distribution variable capacitor 141 connected in series with the inner antenna 110 and the outer antenna connected in parallel to control the current flowing in the inner antenna 110 and the outer antenna 120 And may include a series connected inductor 142. The inductor 142 may be used for stable impedance matching. As the inner antenna 110 and the power-sharing variable capacitor 141 constitute a series resonance circuit, the impedance in the direction of the inner antenna can be changed. Thus, the power in the inner antenna direction and the power in the outer antenna direction can be controlled to be distributed.

상기 내측 안테나(110)는 상기 전력 분배 가변 축전기(141)와 접지 사이에 배치될 수 있다. 상기 내측 안테나(110)는 2 개의 안테나가 중첩된 복층 구조일 수 있다. 상기 내측 안테나(110)는 제1 내측 안테나(110a) 및 제2 내측 안테나(110b)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내측 안테나(110a)와 상기 제2 내측 안테나(110b)는 동일한 구조를 가지고 서로 180도 회전하여 대칭적으로 배치되고, 서로 병렬 연결될 수 있다. 상기 내측 안테나(110)는 내측 전력 공급 플러그(116), 제1 45도 상부 브랜치(111), 제1 플러그(112), 180도 하부 브랜치(113), 제2 플러그(114), 제2 45도 상부 브랜치(115), 및 내측 접지 기둥(117)을 포함할 수 있다. 상기 내측 안테나(110)는 반시계 방향 또는 시계 방향으로 연장되도록 배치될 수 있다. 상기 내측 안테나(110)는 냉매가 흐르는 파이프 형상이 아닌 띠 형태일 수 있다. The inner antenna 110 may be disposed between the power distribution variable capacitor 141 and the ground. The inner antenna 110 may have a multi-layer structure in which two antennas are overlapped. The inner antenna 110 may include a first inner antenna 110a and a second inner antenna 110b. The first inner antenna 110a and the second inner antenna 110b may have the same structure and are arranged symmetrically with respect to each other by 180 degrees and may be connected in parallel. The inner antenna 110 includes an inner power supply plug 116, a first 45 degree upper branch 111, a first plug 112, a 180 degree lower branch 113, a second plug 114, The upper branch 115, and the inner ground post 117. The inner antenna 110 may be arranged to extend counterclockwise or clockwise. The inner antenna 110 may be in the shape of a band rather than a pipe shape in which refrigerant flows.

상기 내측 전력 공급 플러그(116)는 상기 내측 전력 분배 분기부(143a)에서 수직으로 연장되고 상기 내측 안테나(110)의 일단에 연결될 수 있다. 제1 45도 상부 브랜치(111)는 45도 원호를 가지고 안테나의 상부면에 배치될 수 있다. 제1 플러그(112)는 상부면에서 배치 평면을 하강시키어 하부면으로 변경할 수 있다. 상기 180도 하부 브랜치(113)는 180도 원호를 가지고 하부면에서 연장될 수 있다. 제2 플러그(114)는 배치 평면을 하부면에서 상부면으로 변경할 수 있다. 상기 제2 45도 브랜치(115)는 상부면에 배치되고 45도 원호를 가질 수 있다. 상기 내측 접지 기둥(117)은 수직 하게 연장되어 도전성 고정판(130) 또는 접지 부재에 연결될 수 있다. 상기 브랜치들의 연결 부위는 안테나들이 서로 겹치지 않도록 반경이 증가하는 방향 또는 반경이 감소하는 방향으로 구부러질 수 있다.The inner power supply plug 116 may extend vertically from the inner power distribution branch 143a and may be connected to one end of the inner antenna 110. [ The first 45 degrees upper branch 111 may be disposed on the upper surface of the antenna with a 45 degree arc. The first plug 112 can be lowered by lowering the placement plane at the upper surface. The 180 degree lower branch 113 may extend from the lower surface with a 180 degree arc. The second plug 114 can change the placement plane from the lower face to the upper face. The second 45 degree branch 115 may be disposed on the upper surface and may have a 45 degree arc. The inner ground column 117 may extend vertically and be connected to the conductive fixing plate 130 or the grounding member. The connecting portions of the branches may be bent in a direction in which the radius increases or a direction in which the radius decreases so that the antennas do not overlap with each other.

상기 외측 안테나들(120) 각각은 상부면 및 하부면에 배치된 복층 구조일 수 있다. RF 전력이 인가되는 부위는 상부면에서 배치되고, 또한, 접지에 연결되는 부위는 상부면에 배치될 수 있다. 이에 따라, RF 전력이 인가되는 부위는 고전압에 의한 축전 결합 효과가 억제될 수 있다. Each of the outer antennas 120 may have a multi-layer structure disposed on an upper surface and a lower surface. The portion to which the RF power is applied is disposed on the upper surface, and the portion to be connected to the ground can be disposed on the upper surface. As a result, the capacitive coupling effect due to the high voltage can be suppressed at the site where the RF power is applied.

상기 외측 안테나들(120) 각각은 제1 곡률 반경을 가지는 외측 상부 곡선부(121); 상기 외측 상부 곡선부(121)에 연속적으로 연결되고 배치 평면을 상부면에 하부면으로 변경하는 제1 외측 플러그(122); 상기 제1 외측 플러그(122)에 연속적으로 연결되고 제1 곡률 반경보다 작은 제2 곡률 반경을 가지는 내측 하부 곡선부(123); 상기 내측 하부 곡선부(123)에 연속적으로 연결되고 상기 제1 곡률 반경을 가지는 외측 하부 곡선부(124); 상기 외측 하부 곡선부(124)에 연속적으로 연결되고 배치 평면을 하부에서 상부면에서 상부면으로 변경하는 제2 외측 플러그(125); 및 상기 제2 외측 플러그(125)에 연속적으로 연결되고 상기 제2 곡율 반경을 가지는 내측 상부 곡선부(126)를 포함할 수 있다. Each of the outer antennas 120 has an outer upper curved portion 121 having a first radius of curvature; A first outer plug 122 continuously connected to the outer upper curved portion 121 and changing the placement plane to a lower surface on the upper surface; An inner lower curved portion (123) continuously connected to the first outer plug (122) and having a second radius of curvature smaller than the first radius of curvature; An outer lower curved portion (124) continuously connected to the inner lower curved portion (123) and having the first radius of curvature; A second outer plug (125) continuously connected to the outer lower curved portion (124) and changing the placement plane from an upper surface to an upper surface at a lower portion; And an inner upper curved portion 126 continuously connected to the second outer plug 125 and having the second radius of curvature.

상기 외측 전력 공급 플러그(127)는 상기 외측 전력 분배 분기부(144a)에 수직으로 연결될 수 있다. 상기 외측 전력 공급 플러그(127)는 외측 상부 곡선부(121)에 연결될 수 있다. 상기 내측 상부 곡선부(126)는 상기 외측 접지 기둥에 연결될 수 있다. The external power supply plug 127 may be connected to the external power distribution branch 144a vertically. The outer power supply plug 127 may be connected to the outer upper curved portion 121. The inner upper curved portion 126 may be connected to the outer ground pole.

상기 외측 전력 공급 플러그(127) 및 상기 외측 접지 기둥(128)이 배치되는 부위에서, 안테나 사이의 간격을 유지하기 위하여 안테나는 수직으로 정렬되지 않고 곡선 처리될 수 있다. 또한, 배치 평면이 변경되는 제1 외측 플러그(122)와 제2 외측 플러그(125)가 배치된 부위에서, 안테나 사이의 간격을 유지하기 위하여 안테나는 수직으로 정렬되지 않고 곡선 처리될 수 있다. In the portion where the outer power supply plug 127 and the outer ground post 128 are disposed, the antenna may be curved without vertically aligned to maintain the spacing between the antennas. In addition, at the site where the first outer plug 122 and the second outer plug 125 where the placement plane is changed, the antennas can be curved without vertically aligned to maintain the spacing between the antennas.

상기 외측 상부 곡선부(121), 상기 내측 하부 곡선부(123), 상기 외측 하부 곡선부(124), 및 내측 상부 곡선부(126)의 끝은 곡률 반경을 변경하기 위하여 반경 방향으로 구부러질 수 있다.The ends of the outer upper curved portion 121, the inner lower curved portion 123, the outer lower curved portion 124 and the inner upper curved portion 126 can be bent radially to change the radius of curvature. have.

상기 외측 안테나(120)는 상기 내측 안테나(110)의 외측에서 배치되고, 사분면에 각각 배치될 수 있다. 상기 외측 안테나(120)는 원주형 섹션(annular section)의 형상을 가지고, 복층 구조의 외곽선을 제공할 수 있다. 상기 원주형 섹션(annular section) 형상은 원호 부위와 직선 부위를 포함할 수 있다. 상기 외측 안테나의 전력 입력단(또는 외측 전력 공급 플러그와 접촉하는 부위)과 출력단 (외측 접지 기둥과 접촉하는 부위)은 상기 원주형 섹션(annular section) 형상의 상기 직선 부위에 배치될 수 있다. The outer antenna 120 may be disposed outside the inner antenna 110, and may be disposed in a quadrant. The outer antenna 120 has the shape of an annular section and can provide a multi-layered outline. The annular section shape may include an arcuate portion and a straight portion. The power input end of the outer antenna (or the portion contacting the outer power supply plug) and the output end (the portion contacting the outer ground post) may be disposed on the linear portion in the shape of the annular section.

기판(104)의 반경은 상기 외측 하부 곡선부(124)의 곡률 반경보다 작도록 설정됨에 따라, 상기 외측 하부 곡선부(124)는 기판의 외곽에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판의 반경이 150 mm 인 경우, 상기 외측 하부 곡선부(124)의 곡률 반경은 170 mm 이상으로 설정되고, 상기 내측 하부 곡선부(123)의 곡률 반경은 150 mm 미만으로 설정될 수 있다. As the radius of the substrate 104 is set to be smaller than the radius of curvature of the outer lower curved portion 124, the outer lower curved portion 124 may be disposed at the outer periphery of the substrate. For example, when the radius of the substrate is 150 mm, the radius of curvature of the outer lower curved portion 124 is set to 170 mm or more, and the radius of curvature of the inner lower curved portion 123 is set to be less than 150 mm .

상기 외측 안테나(120)의 전력 공급 부위와 접지 부위는 원주형 섹션의 직선 부위에 배치될 수 있다. 이러한 구조는 수직 지지부(162)에 의하여 외측 안테나를 용이하게 고정할 수 있다. 상기 외측 안테나(120)는 냉매가 흐르는 파이프 형상이 아닌 띠 형태일 수 있다. The power supply portion and the ground portion of the outer antenna 120 may be disposed in a straight portion of the columnar section. This structure can easily fix the outer antenna by the vertical support portion 162. [ The outer antenna 120 may be in the shape of a band rather than a pipe shape in which refrigerant flows.

상기 외측 안테나(120)는 동일한 구조이고, 사분면에 각각 배치될 수 있다. 상기 외측 전력 분배 분기부(144a)는 십자형으로 분기되고, 수직으로 연장되는 외측 전력 공급 플러그(127)를 통하여 외측 안테나(120)에 연결될 수 있다. 상기 외측 안테나(120)는 수직으로 연장되는 외측 접지 기둥(128)을 통하여 도전성 고정판(130) 또는 접지 부재에 연결될 수 있다. 상기 외측 접지 기둥(128)과 상기 외측 전력 공급 플러그(127)는 서로 나란히 수직 방향으로 연장될 수 있다.The outer antennas 120 have the same structure and can be disposed in quadrants, respectively. The outer power division branch 144a may be connected to the outer antenna 120 via a power supply plug 127 that branches in a cross and extends vertically. The outer antenna 120 may be connected to the conductive fixing plate 130 or the grounding member via an outer grounding column 128 extending vertically. The outer grounding pillar 128 and the outer power supply plug 127 may extend in parallel to each other in the vertical direction.

외측 안테나 가변 축전기(170)는 상기 외측 안테나들(120) 중에서 적어도 하나와 접지 사이에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 외측 안테나 가변 축전기(170)와 이에 연결된 외측 안테나를 통하여 흐르는 전력은 상기 외측 안테나 가변 축전기와 이에 연결되지 않은 외측 안테나를 통하여 흐르는 전력과 다를 수 있다. 따라서, 상기 외측 안테나 가변 축전기(170)는 국부적으로 비균일한 플라즈마를 균일하게 제어할 수 있다.The outer antenna variable capacitor 170 may be connected between at least one of the outer antennas 120 and ground. Accordingly, the power flowing through the outer antenna variable capacitor 170 and the outer antenna connected to the outer antenna variable capacitor 170 may be different from the power flowing through the outer antenna variable capacitor and the outer antenna not connected to the outer antenna variable capacitor. Therefore, the outer antenna variable capacitor 170 can uniformly control the non-uniform plasma locally.

상기 외측 안테나 가변 축전기(170)를 제어하기 위하여, 전류 측정부(149)는 상기 외측 안테나 가변 축전기(170)가 연결된 상기 외측 안테나(120)에 흐르는 전류를 감지할 수 있다. 또한, 전류 측정부(149)는 상기 외측 안테나 가변 축전기(170)가 연결되지 않은 외측 안테나에 흐르는 전류를 감지할 수 있다. 이에 따라, 상기 외측 안테나 가변 축전기(170)의 정전 용량을 조절하여, 외측 안테나들 사이의 전력이 제어될 수 있다. 한편, 상기 외측 안테나들은 서로 공간적으로 중첩되어 배치되어 있지 않으므로, 국부적인 유도 기전력을 제어할 수 있다. In order to control the external antenna variable capacitor 170, the current measuring unit 149 may sense a current flowing in the external antenna 120 to which the external antenna variable capacitor 170 is connected. Also, the current measuring unit 149 can sense the current flowing through the external antenna to which the external antenna variable capacitor 170 is not connected. Accordingly, the power between the outer antennas can be controlled by adjusting the capacitance of the outer antenna variable capacitor 170. On the other hand, since the outer antennas are not arranged so as to overlap with each other spatially, the local induced electromotive force can be controlled.

수직 지지부(162)의 일단은 상기 외측 안테나(120) 및/또는 상기 내측 안테나(110)를 고정하고 상기 외측 안테나(120)가 배치되는 배치 평면에서 수직으로 연장될 수 있다. 상기 수직 지지부(120)는 외부 안테나의 상부층과 하부층을 함께 고정할 수 있다. 상기 수직 지지부(162)는 외측 안테나가 배치되도록 상부면 및 하부면에 각각 형성된 홈을 포함하고, 상기 홈에 삽입된 외측 안테나는 덮개를 통하여 고정될 수 있다. 상기 수직 지지부(162)는 상기 외측 안테나(120) 및/또는 상기 내측 안테나를 상기 유전체 상판(102)과 공간적으로 분리하고 특정한 위치에 고정할 수 있다. 상기 수직 지지부(162)는 절연체로 형성되고, 그 재질은 세라믹일 수 있다. One end of the vertical support portion 162 may extend vertically in a plane in which the outer antenna 120 and / or the inner antenna 110 are fixed and the outer antenna 120 is disposed. The vertical support 120 may fix the upper and lower layers of the external antenna together. The vertical support portion 162 includes grooves formed on the upper surface and the lower surface, respectively, so that the outer antenna is disposed, and the outer antenna inserted in the grooves can be fixed through the cover. The vertical support portion 162 may spatially separate the outer antenna 120 and / or the inner antenna from the dielectric top plate 102 and fix the antenna at a specific position. The vertical support portion 162 may be formed of an insulator, and the material thereof may be ceramic.

수직 지지부(162)는 상기 외측 안테나를 지지하는 외측 안테나 지지부(162a), 상기 내측 안테나를 지지하는 내측 안테나 지지부(162b), 상기 외측 안테나 지지부와 상기 외측 안테나 지지부를 연결하는 연결부(162c), 및 상기 연결부에서 수직으로 연장되어 도전성 고정판에 장착되는 지지 기둥(162d)을 포함할 수 있다. 상기 내측 안테나 지지부는 직육면체 블록의 상부면과 하부면에 형성된 홈을 포함하고, 상기 내부 안테나는 상기 홈에 삽입되고 덮개로 고정될 수 있다. 상기 지지 기둥은 상기 외측 안테나 및/또는 상기 내측 안테나를 상기 도전성 고정판에 고정한다.The vertical supporting portion 162 includes an outer antenna supporting portion 162a for supporting the outer antenna, an inner antenna supporting portion 162b for supporting the inner antenna, a connecting portion 162c for connecting the outer antenna supporting portion and the outer antenna supporting portion, And a support column 162d extending perpendicularly from the connection portion and mounted on the conductive fixing plate. The inner antenna supporting part includes grooves formed on upper and lower surfaces of the rectangular parallelepiped block, and the inner antenna can be inserted into the groove and fixed with a cover. The support column fixes the outer antenna and / or the inner antenna to the conductive fixing plate.

상기 도전성 고정판(130)은 상기 수직 지지부(162)를 고정하고 접지될 수 있다. 상기 도전성 고정판(130)은 중심에 관통홀을 포함하고, 상기 전력 분배부(140)는 상기 관통홀을 통하여 연장되도록 배치되고, 방사형으로 분기될 수 있다. 상기 도전성 고정판(130)은 상기 진공 용기(101)의 유전체 상판에서 소정의 간격으로 이격되어 서로 나란히 배치될 수 있다. 상기 도전성 고정판(130)은 원판 형태이고 도전성 물질로 제작될 수 있다. 상기 도전성 고정판(130)은 상기 내부 안테나 및 외부 안테나를 밀폐하고, 접지될 수 있다. The conductive fixing plate 130 may be fixed to the vertical support portion 162 and may be grounded. The conductive fixing plate 130 includes a through hole at the center thereof, and the power distributor 140 is disposed to extend through the through hole and may be radially branched. The conductive fixing plates 130 may be spaced apart from each other at a predetermined interval in the dielectric top plate of the vacuum chamber 101 and arranged side by side. The conductive fixing plate 130 may have a disc shape and may be made of a conductive material. The conductive fixing plate 130 seals the internal antenna and the external antenna, and can be grounded.

차폐 케이스(105)는 상기 내측 안테나(110), 상기 외측 안테나(120), 및 상기 전력 분배부(140)를 감싸도록 배치되고 원통 형상일 수 있다. 상기 차폐 케이스(105)는 상기 진공 용기(101)에 장착되고 도전성 재질로 형성될 수 있다. The shield case 105 may be disposed to surround the inner antenna 110, the outer antenna 120, and the power distributor 140 and may have a cylindrical shape. The shield case 105 may be mounted on the vacuum container 101 and formed of a conductive material.

상기 도전성 고정판(130)은 상기 차폐 케이스(105) 내부에 배치될 수 있다. 상기 도전성 고정판(130)과 상기 차폐 케이스(105)의 상부면(106) 사이의 간격을 조절하여, 안테나와 상기 유전체 상판 사이의 거리가 조절될 수 있다.The conductive fixing plate 130 may be disposed inside the shield case 105. The distance between the conductive fixing plate 130 and the upper surface 106 of the shielding case 105 may be adjusted to adjust the distance between the antenna and the dielectric top plate.

영구 자석 고정판(132)은 상기 도전성 고정판(130) 상에 배치될 수 있다. 상기 영구 자석 고정판(132) 내부에 영구 자석(133)이 배치될 수 있다. 상기 영구 자석(132)의 형상은 안테나의 형상과 유사하고, 서로 대응되도록 배치될 수 있다. 상기 영구 자석은 수직 방향으로 자화되어, 상기 영구 자석은 유도 결합 플라즈마가 생성되는 영역에 자기장을 제공할 수 있다. 상기 외측 안테나에 대응하는 영구 자석(133)은 원주형 섹션(annular section)의 외곽선을 제공하는 형상일 수 있다. 상기 내측 안테나(110)에 대응하는 영구 자석(134)은 링 형상일 수 있다. 상기 영구 자석의 형상은 상기 외측 안테나 또는 상기 외측 안테나의 형상일 수 있다.The permanent magnet fixing plate 132 may be disposed on the conductive fixing plate 130. A permanent magnet 133 may be disposed inside the permanent magnet fixing plate 132. The shapes of the permanent magnets 132 are similar to those of the antennas and can be arranged to correspond to each other. The permanent magnet is magnetized in a vertical direction, and the permanent magnet can provide a magnetic field in a region where inductively coupled plasma is generated. The permanent magnets 133 corresponding to the outer antenna may be shaped to provide an outline of an annular section. The permanent magnets 134 corresponding to the inner antenna 110 may be ring-shaped. The shape of the permanent magnet may be a shape of the outer antenna or the outer antenna.

본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 외측 안테나의 개수는 3개, 5 개 , 6 개 등으로 변경될 수 있다.According to a modified embodiment of the present invention, the number of the outer antennas may be changed to three, five, six, or the like.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 설명하는 회로도이다.7 is a circuit diagram illustrating a plasma processing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 유도 결합 플라즈마 처리 장치(100a)는 진공 용기(101)의 유전체 상판(102) 상에 배치되고 일정한 반경을 가지는 내측 안테나(110); 전기적으로 병렬 연결되고 상기 진공 용기의 상기 유전체 상판 상에 배치되고 상기 내측 안테나의 외곽에 배치된 복수의 외측 안테나(120); 상기 내측 안테나와 상기 외측 안테나들에 전력을 각각 분배하는 전력 분배부(140); 및 상기 전력 분배부를 통하여 상기 내측 안테나와 상기 외측 안테나들에 전력을 제공하는 RF 전원(184)을 포함한다. 상기 전력 분배부(140)는 서로 병렬 연결된 상기 내측 안테나와 상기 외측 안테나들 사이에 전력을 분배한다. 상기 외측 안테나들은 상기 내측 안테나의 중심축에서 일정한 반경의 원주 상에 일정한 간격으로 배치된다. 상기 외측 안테나들 각각은 복층 구조의 원주형 섹션(annular section) 형상을 가진다.Referring to FIG. 7, the inductively coupled plasma processing apparatus 100a includes an inner antenna 110 disposed on a dielectric top plate 102 of a vacuum container 101 and having a constant radius; A plurality of outer antennas (120) electrically connected in parallel and disposed on the dielectric top plate of the vacuum container and disposed at an outer periphery of the inner antenna; A power divider 140 for distributing power to the inner antenna and the outer antennas, respectively; And an RF power source 184 for providing power to the inner antenna and the outer antennas through the power divider. The power divider 140 distributes power between the inner antenna and the outer antennas that are connected in parallel with each other. The outer antennas are disposed at regular intervals on a circumference having a predetermined radius on the central axis of the inner antenna. Each of the outer antennas has a multi-layered annular section shape.

외측 안테나 가변 축전기(170)는 각각의 외측 안테나(120a, 120b,120c,102d)에 장착될 수 있다. 또한, 외측 안테나 가변 축전기가 연결된 외측 안테나(120)는 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정기(149)가 배치될 수 있다. 상기 전류 측정기(149)는 흐르는 전류를 측정하여, 상기 외측 안테나 가변 축전기(170)의 정전 용량을 제거하도록 사용될 수 있다.The outer antenna variable capacitor 170 may be mounted to each of the outer antennas 120a, 120b, 120c, and 102d. The external antenna 120 to which the external antenna variable capacitor is connected may be provided with a current meter 149 for measuring a current flowing therethrough. The current meter 149 can be used to measure the flowing current to remove the capacitance of the outer antenna variable capacitor 170.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 설명하는 개념도이다.8 is a conceptual diagram illustrating a plasma processing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 9는 도 8의 플라즈마 처리 장치를 설명하는 회로도이다.9 is a circuit diagram illustrating the plasma processing apparatus of Fig.

도 8 및 도 9를 참조하면, 유도 결합 플라즈마 처리 장치(300)는 진공 용기(101)의 유전체 상판(102) 상에 배치되고 일정한 반경을 가지는 내측 안테나(310); 전기적으로 병렬 연결되고 상기 진공 용기의 상기 유전체 상판 상에 배치되고 상기 내측 안테나의 외곽에 배치된 복수의 외측 안테나(120); 상기 내측 안테나와 상기 외측 안테나들에 전력을 각각 분배하는 전력 분배부(340); 및 상기 전력 분배부를 통하여 상기 내측 안테나와 상기 외측 안테나들에 전력을 제공하는 RF 전원(184)을 포함한다. 상기 전력 분배부(340)는 서로 병렬 연결된 상기 내측 안테나와 상기 외측 안테나들 사이에 전력을 분배한다. 상기 외측 안테나들은 상기 내측 안테나의 중심축에서 일정한 반경의 원주 상에 일정한 간격으로 배치된다. 상기 외측 안테나들 각각은 복층 구조의 원주형 섹션(annular section) 형상을 가진다.8 and 9, the inductively coupled plasma processing apparatus 300 includes an inner antenna 310 disposed on the dielectric top plate 102 of the vacuum vessel 101 and having a constant radius; A plurality of outer antennas (120) electrically connected in parallel and disposed on the dielectric top plate of the vacuum container and disposed at an outer periphery of the inner antenna; A power divider 340 for distributing power to the inner antenna and the outer antennas, respectively; And an RF power source 184 for providing power to the inner antenna and the outer antennas through the power divider. The power divider 340 distributes power between the inner antenna and the outer antennas connected in parallel to each other. The outer antennas are disposed at regular intervals on a circumference having a predetermined radius on the central axis of the inner antenna. Each of the outer antennas has a multi-layered annular section shape.

상기 내측 안테나(310)는 원주형 섹션(annular section)의 외곽선을 제공하도록, 제3 곡률 반경을 가지는 내측 곡선부(313) 및 제3 곡률 반경보다 큰 제4 곡률 반경을 가지는 외측 곡선부(312)를 포함할 수 있다. 상기 내측 안테나(310)는 중첩되지 않고 각각 폐루프를 형성할 수 있다. The inner antenna 310 includes an inner curved portion 313 having a third radius of curvature and an outer curved portion 312 having a fourth radius of curvature larger than the third radius of curvature to provide an outline of an annular section ). The inner antenna 310 can form a closed loop without overlapping each other.

상기 내측 안테나(310)는 동일한 형상의 제1 내지 제4 내측 안테나(310a~310d)를 포함하고, 사분면에 각각 배치될 수 있다. 상기 제1 내지 제4 내측 안테나들(310a~310d)은 중첩되지 않고 각각 폐루프를 형성할 수 있다. 적어도 하나의 상기 내측 안테나는 내측 안테나 가변 축전기(171)를 통하여 접지될 수 있다. 상기 내측 안테나 가변 축전기(171)의 정전 용량을 변경하여, 상기 내측 안테나 가변 축전기(171)에 연결된 상기 내측 안테나에 흐르는 전력은 상기 내측 안테나 가변 축전기에 연결되지 않은 내측 안테나에 비하여 변경될 수 있다. 이에 따라, 국부적 위치에서 플라즈마 균일도가 변경될 수 있다.The inner antenna 310 includes first to fourth inner antennas 310a to 310d of the same shape, and may be disposed in quadrants, respectively. The first to fourth inner antennas 310a to 310d may form a closed loop without being overlapped with each other. At least one of the inner antennas may be grounded via an inner antenna variable capacitor 171. The electric power flowing to the inner antenna connected to the inner antenna variable capacitor 171 may be changed as compared to the inner antenna not connected to the inner antenna variable capacitor by changing the capacitance of the inner antenna variable capacitor 171. Thus, the plasma uniformity at the localized position can be changed.

상기 전력 분배부(340)는 제공된 RF 전력을 내측 안테나(310)와 외측 안테나(120)로 분배할 수 있다. 이를 위하여, 상기 전력 분배부(340)는 상기 내측 안테나의 임피던스 또는 상기 외측 안테나의 임피던스를 변경할 수 있는 전력 분배 가변 축전기(141)를 포함할 수 있다. The power divider 340 may distribute the provided RF power to the inner antenna 310 and the outer antenna 120. For this, the power divider 340 may include a power divider variable capacitor 141 that can change the impedance of the inner antenna or the impedance of the outer antenna.

구체적으로, 상기 전력 분배부(340)의 입력단은 2 갈래로 분기되고, 하나의 브랜치는 상기 전력 분배 가변 축전기(141)를 통하여 상기 내측 안테나(310)에 연결될 수 있다. 다른 브랜치는 인덕터(142)를 통하여 상기 외측 안테나(120)에 연결될 수 있다.Specifically, the input terminal of the power divider 340 may be branched into two branches, and one branch may be connected to the inner antenna 310 via the power distribution variable capacitor 141. The other branch may be connected to the outer antenna 120 via an inductor 142.

상기 전력 분배부(340)는 상기 내측 안테나(310)에 전력을 분배하는 내측 전력 분배부(343)와 상기 외측 안테나(120)에 전력을 분배하는 외측 전력 분배부(344)를 포함할 수 있다. 상기 내측 전력 분배부(343)는 원통 형상의 내측 전력 분배 몸체부(343b) 및 상기 내측 전력 분배 몸체부(343a)에서 방사형으로 분기하는 내측 전력 분배 분기부(343a)를 포함할 수 있다. 상기 외측 전력 분배부(344)는 원통 형상의 외측 전력 분배 몸체부(344b) 및 상기 외측 전력 분배 몸체부에서 방사형으로 분기하는 외측 전력 분배 분기부(344a)를 포함할 수 있다. 상기 외측 전력 분배 몸체부(344b)는 상기 내측 전력 분배 몸체부(343b)를 감싸도록 동축 구조일 수 있다. 상기 외측 전력 분배 분기부(344a)는 상기 외측 전력 분배 몸체부(344b)에서 방사형으로 분기하여 각각의 외측 안테나에 RF 전력을 공급할 수 있다. 또한, 상기 내측 전력 분배 분기부(343a)는 상기 내측 전력 분배 몸체부(343b)에서 방사형으로 분기하여 각각의 내측 안테나(310)에 RF 전력을 공급할 수 있다. The power divider 340 may include an inner power divider 343 for distributing power to the inner antenna 310 and an outer power divider 344 for distributing power to the outer antenna 120 . The inner power distributor 343 may include a cylindrical inner power distribution body 343b and an inner power distribution branch 343a that diverges radially from the inner power distribution body 343a. The outer power distributor 344 may include a cylindrical outer power distribution body 344b and an outer power distribution branch 344a that diverges radially from the outer power distribution body. The outer power distribution body 344b may be coaxial to wrap the inner power distribution body 343b. The outer power distribution branch 344a may radially branch out from the outer power distribution body 344b and supply RF power to each of the outer antennas. In addition, the inner power distribution branch 343a can radially branch the inner power distribution body 343b and supply RF power to each inner antenna 310. [

상기 내측 안테나(310)는 동일한 구조이고, 사분면에 각각 배치될 수 있다. 상기 내측 전력 분배 분기부(343a)는 십자형으로 분기되고, 수직으로 연장되는 내측 전력 공급 플러그(311)를 통하여 내측 안테나(310)의 외측 곡선부(312)의 중심 영역에 연결될 수 있다. 상기 내측 접지 기둥(314)은 내측 안테나(310)의 외측 곡선부(312)의 중심 영역에 연결될 수 있다. 상기 내측 안테나(310)는 수직으로 연장되는 내측 접지 기둥(314)을 통하여 도전성 고정판(130) 또는 접지 부재에 연결될 수 있다. 상기 내측 접지 기둥(314)과 상기 내측 전력 공급 플러그(311)는 서로 나란히 수직 방향으로 연장될 수 있다.The inner antennas 310 have the same structure and can be disposed in quadrants, respectively. The inner power distribution branch 343a may be connected to the central region of the outer curved portion 312 of the inner antenna 310 via an inner power supply plug 311 branched in a cross shape and extending vertically. The inner ground pillar 314 may be connected to a central region of the outer curved portion 312 of the inner antenna 310. [ The inner antenna 310 may be connected to the conductive fixing plate 130 or the grounding member via an inner grounding pole 314 extending vertically. The inner ground post 314 and the inner power supply plug 311 may extend in the vertical direction side by side.

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, And all of the various forms of embodiments that can be practiced without departing from the technical spirit.

110: 내측 안테나
120: 외측 안테나
140: 전력 분배부
184: 전원110: inner antenna
120: outer antenna
140: Power distributor
184: Power supply

Claims

An inner antenna disposed on the dielectric top plate of the vacuum container and having a constant radius;
A plurality of outer antennas electrically connected in parallel and disposed on the dielectric top plate of the vacuum container and disposed on an outer periphery of the inner antenna;
A power distributor for distributing power to the inner antenna and the outer antennas, respectively; And
And an RF power source for providing power to the inner antenna and the outer antennas through the power divider,
Wherein the power distributing unit distributes power between the inner antenna and the outer antennas connected in parallel to each other,
Wherein the outer antennas are arranged at regular intervals on a circumference having a constant radius at a central axis of the inner antenna,
Wherein each of the outer antennas has an annular section shape of a multi-layer structure.

The method according to claim 1,
Each of the outer antennas comprises:
An outer upper curved portion having a first radius of curvature;
A first plug continuously connected to the outer upper curved portion and changing a placement plane to an upper face and a lower face;
An inner lower curved portion continuously connected to the first plug and having a second radius of curvature smaller than the first radius of curvature;
An outer lower curved portion continuously connected to the inner lower curved portion and having the first radius of curvature;
A second plug continuously connected to the outer lower curved portion and changing a placement plane from an upper face to an upper face at a lower portion; And
And an inner upper curved portion continuously connected to the second plug and having the second radius of curvature.

3. The method of claim 2,
Wherein the ends of the outer upper curved portion, the inner lower curved portion, the outer lower curved portion, and the inner upper curved portion are bent radially to change a radius of curvature.

The method according to claim 1,
Further comprising an outer antenna variable capacitor connected between at least one of the outer antenna and ground,
Wherein the outer antenna variable capacitor uniformly controls a locally non-uniform plasma. &Lt; RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >

5. The method of claim 4,
Further comprising a current measuring unit for sensing a current flowing through the outer antenna connected to the external antenna variable capacitor.

The method according to claim 1,
Wherein the annular section shape includes an arcuate portion and a straight portion,
Wherein the power input end and the output end of the outer antenna are disposed at the linear portion of the annular section shape.

The method according to claim 1,
A vertical support having one end fixed to the outer antenna and extending vertically in a plane in which the outer antenna is disposed; And
And a conductive fixing plate fixed to the other end of the vertical supporting portion and grounded,
Wherein the conductive fixing plate includes a through hole at the center thereof,
Wherein the power distributor is arranged to extend through the through-hole and is radially branched.

The method according to claim 1,
Further comprising a permanent magnet disposed vertically spaced apart from the outer antenna,
The permanent magnets are respectively disposed corresponding to the outer antenna,
Wherein the shape of the permanent magnet is a shape of the outer antenna or the outer antenna.

The method according to claim 1,
Wherein the power divider includes an inner power divider for distributing power to the inner antenna and an outer power divider for distributing power to the outer antenna,
Wherein the inner power distribution portion includes a cylindrical inner power distribution body portion and an inner power distribution branch portion that radially branches from the inner power distribution body portion,
Wherein the outer power distribution portion includes a cylindrical outer power distribution body portion and an outer power distribution branch portion that radially branches from the outer power distribution body portion,
Wherein the outer power distribution body is coaxial to wrap the inner power distribution body.

10. The method of claim 9,
Wherein the power distributor comprises:
A power distribution variable capacitor connected in series with the inner antenna to control a current flowing through the inner antenna and the outer antenna; And
Further comprising a fixed inductor connected in series to the outer antennas connected in parallel.

The method according to claim 1,
And the outer antennas are disposed in quadrants, respectively.

The method according to claim 1,
The inner antenna includes a first inner antenna and a second inner antenna having the same structure,
Wherein the first inner antenna and the second inner antenna are of the same shape and arranged symmetrically with respect to each other to provide a superposed multilayer structure,
Wherein the first inner antenna comprises:
A first 45 degree upper branch disposed at an upper surface of the antenna with a 45 degree arc;
A first plug continuously connected to the first 45 degree upper branch and changing a placement plane from a top surface to a bottom surface;
A 180 degree lower branch that is continuously connected to the first plug and has a 180 degree arc and is disposed on a lower surface of the antenna;
A second plug continuously connected to the 180 degree lower branch and changing a placement plane from a lower face to a upper face; And
And a second 45 degree upper branch connected to the second plug and disposed on the upper surface of the antenna with the 45 degree arc.

The method according to claim 1,
The inner antenna comprising an inner curved portion having a third radius of curvature and an outer curved portion having a fourth radius of curvature larger than the third radius of curvature to provide an outline of an annular section,
Wherein the inner antennas include first to fourth inner antennas of the same shape,
Wherein the first to fourth inner antennas form a closed loop without overlapping each other.