KR20190078103A - The plasma generating module and the plasma process apparatus having that - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 플라즈마 발생모듈 및 이를 포함하는 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비자성체 도전성 물질로 구성된 윈도우를 이용하는 플라즈마 발생모듈 및 이를 포함하는 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma generating module and a plasma processing apparatus including the plasma generating module, and more particularly, to a plasma generating module using a window made of a non-magnetic conductive material and a plasma processing apparatus including the plasma generating module.
일반적으로 플라즈마 처리장치는 플라즈마를 기반으로 기판을 처리하는 장치를 의미한다. 플라즈마 처리장치는 증착, 식각 또는 이온 주입 등 다양한 방식으로 기판의 처리를 수행한다. 특히, 최근에는 고밀도의 플라즈마를 얻을 수 있는 유도 결합 플라즈마 처리장치에 대한 연구개발이 활발하게 진행되고 있다.Generally, a plasma processing apparatus refers to a plasma processing apparatus for processing a substrate. The plasma processing apparatus performs processing of the substrate by various methods such as vapor deposition, etching, or ion implantation. Particularly, in recent years, research and development of an inductively coupled plasma processing apparatus capable of obtaining a high density plasma has been actively conducted.
유도결합 플라즈마 처리장치에 대한 종래 기술은 이미 "대한민국 공개특허공보 제2016-0068254호(플라즈마 발생모듈 및 이를 포함하는 플라즈마 처리장치, 2016.06.15.)"에 의해 공개된 바 있다. 상기 공개발명은 기판이 배치된 챔버 내부에 유도결합 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생모듈을 포함한다. 여기서, 플라즈마 발생모듈은 기판의 대형화에 대응 가능하도록 복수 개의 안테나 및 복수 개의 안테나 각각에 대응되도록 배치되는 유전체 윈도우를 포함한다. The prior art for an inductively coupled plasma processing apparatus has already been disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2016-0068254 (Plasma Generating Module and Plasma Processing Apparatus Including the Same, June, 2016). The disclosed invention includes a plasma generating module for generating inductively coupled plasma in a chamber in which a substrate is disposed. Here, the plasma generating module includes a plurality of antennas and a dielectric window arranged to correspond to each of the plurality of antennas so as to cope with the enlargement of the substrate.
다만, 종래의 유전체 윈도우를 이용하는 경우 공정 강도를 향상시키는데 한계가 있었다. 특히, 피처리 기판의 대형화에 대응하기 위해 공정 강도를 향상시키는 것이 요구됨에 따라, 최근에는 비자성체 도전성 물질로 이루어지는 윈도우 부재를 이용하여 플라즈마 발생 모듈을 구성하는 연구가 활발하게 이루어지고 있다.However, when using a conventional dielectric window, there is a limit in improving the process intensity. Particularly, since it is required to improve the process strength in order to cope with the enlargement of the substrate to be processed, in recent years, researches for constructing the plasma generating module using a window member made of a nonmagnetic conductive material have been actively conducted.
본 발명은 기판 대형화에 대응 가능한 플라즈마 발생모듈 및 이를 포함하는 플라즈마 처리장치를 제공하기 위한 것으로, 보다 구체적으로는 원가를 절감할 수 있고 설치실 구조를 간소화시킬 수 있는 플라즈마 발생모듈 및 이를 포함하는 플라즈마 처리장치를 제공하기 위함이다.The present invention relates to a plasma generating module capable of coping with the enlargement of a substrate and a plasma processing apparatus including the same. More specifically, the present invention relates to a plasma generating module capable of reducing a cost and simplifying an installation room structure, And to provide a processing apparatus.
상기한 본 발명의 목적은 달성하기 위해, 본 발명은 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원, 상기 고주파 전력이 전달되어 공정 공간에 플라즈마를 발생시키는 안테나, 비자성체 도전성 물질로 구성되며 상기 공정 공간과 상기 안테나 사이에 배치되어 상기 공정 공간을 구획하는 윈도우 부재, 상기 공정 공간으로 공정 가스가 유입되는 경로를 형성하며, 일단이 상기 윈도우 부재에 설치되어 상기 윈도우 부재의 접지 경로를 형성하는 가스 공급관을 포함하는 플라즈마 발생모듈을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, the present invention provides a plasma processing apparatus including a high frequency power supply for supplying a high frequency power, an antenna for generating a plasma in a process space by transmitting the high frequency power, And a gas supply pipe which forms a path through which the process gas flows into the process space and which has one end formed on the window member and forms a ground path of the window member, Generating module.
상기 가스 공급관은 상기 윈도우 부재에 설치되는 일측 단부의 적어도 일부가 비자성 도전성 물질로 구성될 수 있다.At least a part of one end of the gas supply pipe provided on the window member may be made of a nonmagnetic conductive material.
구체적으로, 상기 가스 공급관의 일단은 상기 윈도우 부재에 연결되고 타단은 공정 가스를 제공하는 가스 공급부에 연결되며, 상기 가스 공급관의 양단 사이에는 외부 접지와 전기적으로 연결되어 접지 경로를 형성하는 접지부가 더 구비될 수 있다.Specifically, one end of the gas supply pipe is connected to the window member and the other end is connected to a gas supply unit for supplying a process gas. A grounding unit, which is electrically connected to the external ground and forms a ground path, .
일 예로, 상기 접지부는 상기 윈도우 부재의 상측에서 분지되어 상기 공정 공간을 구획하는 챔버의 내벽에 연결되도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 접지부는 상기 가스공급관과 상기 챔버 내벽을 연결하는 도선과 병렬로 연결되어 접지 회로 특성을 조절하기 위한 가변 캐패시터 소자를 더 포함하는 것도 가능하다.For example, the ground portion may be branched from the upper side of the window member and connected to the inner wall of the chamber for partitioning the process space. In this case, the ground unit may further include a variable capacitor element connected in parallel with a line connecting the gas supply pipe and the inner wall of the chamber to adjust a ground circuit characteristic.
그리고, 상기 가스 공급관은 상기 접지부와 인접한 부분에 상기 윈도우 부재와 상기 가스공급부가 전기적으로 연결되는 것을 방지하기 위한 절연부를 더 포함할 수 있다.The gas supply pipe may further include an insulating portion for preventing the window member from being electrically connected to the gas supply portion at a portion adjacent to the ground portion.
한편, 상기 윈도우 부재는 상기 공정 공간과 상기 안테나 사이에 복수개로 구비되어, 각각 공정 가스가 유입되며 접지 경로를 형성하는 가스 공급관과 연결되며, 상기 복수의 윈도우 부재에 각각 연결되는 상기 복수의 가스 공급관은 공정 공간을 구획하는 챔버의 벽면을 관통하기 전에 하나의 관로로 합류되어 상기 가스 공급부와 연결되도록 구성될 수 있다.The window member may include a plurality of gas supply pipes connected to the plurality of window members, the plurality of gas supply pipes being connected to the plurality of window members, May be connected to the gas supply unit by joining them to one channel before passing through the wall surface of the chamber partitioning the process space.
여기서, 다른 예로서, 접지부는 상기 복수의 가스공급관이 하나의 관로로 합류한 부분으로부터 분지되어, 상기 챔버의 내벽에 연결되도록 구성될 수 있다. 또는, 접지부는 상기 복수의 가스공급관이 하나의 관로로 합류한 부분으로부터 분지되어, 외부의 접지 영역으로 연결되도록 구성될 수 있다.Here, as another example, the ground portion may be configured to be branched from the portion where the plurality of gas supply pipes merge into one channel, and to be connected to the inner wall of the chamber. Alternatively, the ground portion may be configured to be branched from a portion where the plurality of gas supply pipes merge into one channel, and to be connected to an external ground region.
한편, 전술한 본 발명의 목적은, 플라즈마 처리 공정이 수행되는 공정 공간 및 상기 공정 공간의 상측에 구비되는 설치실을 구비하는 챔버, 상기 챔버의 설치실에 구비되어 고주파 전원에서 공급되는 고주파 전력을 이용하여 상기 공정 공간에 플라즈마를 발생시키는 안테나, 상기 안테나 하측에 구비되어 상기 설치실과 상기 공정공간을 구획하며, 비자성 도전성 물질로 구성되는 윈도우 부재 및 상기 공정 공간으로 공정 가스가 유입되는 경로를 형성하며 일단이 상기 윈도우 부재에 설치되어 상기 윈도우 부재의 접지 경로를 형성하는 가스 공급관을 포함하는 플라즈마 발생장치에 의해서도 달성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus comprising: a chamber including a processing space in which a plasma processing process is performed and an installation chamber provided at an upper side of the processing space; a high- An antenna for generating a plasma in the process space, a window member provided below the antenna for partitioning the installation chamber and the process space, a window member made of a nonmagnetic conductive material, and a path for introducing the process gas into the process space And a gas supply pipe provided at one end to the window member to form a ground path of the window member.
본 발명에 의할 경우, 플라즈마 처리장치는 대형 기판의 처리가 가능하고, 균일한 플라즈마 처리 공정을 수행하는 것이 가능한 장점이 있다.According to the present invention, the plasma processing apparatus is capable of processing a large substrate and can perform a uniform plasma processing process.
또한, 플라즈마 발생 모듈을 구성시, 구조를 개선 및 단순화시켜, 플라즈마 발생모듈의 크기를 줄이고 제조 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.Further, when the plasma generating module is constructed, the structure can be improved and simplified, thereby reducing the size of the plasma generating module and reducing the manufacturing cost.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 처리장치를 나타낸 단면도,
도 2는 도 1의 플라즈마 발생모듈의 가스 공급관을 확대 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 발생모듈의 가스 공급관 구조를 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 발생모듈의 가스 공급관 구조를 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a gas supply pipe of the plasma generating module of FIG. 1,
3 is a cross-sectional view illustrating a gas supply pipe structure of a plasma generating module according to a second embodiment of the present invention,
4 is a cross-sectional view illustrating a gas supply pipe structure of a plasma generation module according to a third embodiment of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 플라즈마 발생모듈 및 플라즈마 처리장치에 대해 구체적으로 설명한다. 아래의 설명에서 각 구성요소의 위치 관계는 원칙적으로 도면을 기준으로 설명한다. 도면은 설명의 편의를 위해 발명의 구조를 단순화하거나 필요할 경우 과장하여 표시될 수 있다. 따라서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이 이외에도 각종 장치를 부가하거나, 변경 또는 생략하여 실시할 수 있음은 물론이다.Hereinafter, a plasma generating module and a plasma processing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the positional relationship of each component is principally described based on the drawings. The drawings may be simplified for simplicity of the description or exaggerated when necessary. Therefore, the present invention is not limited thereto, and it goes without saying that various devices may be added, changed or omitted.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 처리장치를 나타낸 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(100)는 챔버(110) 및 플라즈마 발생모듈을 포함한 다양한 구성을 포함한다.1 is a cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
챔버(110)는 처리장치(100)의 외형을 형성한다. 챔버의 내부에는 기판(S)을 처리하기 위한 공정 공간(30) 및 안테나를 비롯한 각종 구성이 설치되는 설치실(10)이 구비된다. 챔버(110)는 내벽이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 마련될 수 있다. 그리고, 챔버 내벽은 외부 접지부(G)와 전기적으로 연결되어 그라운드 전위를 유지할 수 있다.The
그리고 챔버(110)의 일측에는 기판(S)이 반입 및 반출되는 경로를 형성하는 게이트 밸브(111)가 장착될 수 있다. 게이트 밸브()는 선택적으로 개폐되도록 구성되어, 기판이 출입하는 단계에서는 개방된 상태를 유지하고, 공정이 진행되는 동안에는 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다. 이러한 게이트 밸브를 이용한 기판의 출입 동작은 일 예이며, 이 외에도 다양한 방식으로 기판이 처리 공간 내측으로 반입/반출되도록 구성할 수 있다.A
한편, 챔버(110) 내부에는 기판(S)을 지지하는 스테이지(113)가 배치된다. 스테이지(113)는 챔버(110) 내부 하부에 배치되며 바이어스용 고주파 전원(P1)과 연결될 수 있다. 여기서, 스테이지(113)에는 기판(S)의 온도를 제어하기 위한 히터, 또는 쿨러 등이 더 설치될 수 있다. 또한, 스테이지(113)는 스테이지 지지부(113a)에 지지될 수 있다. 여기서, 스테이지 지지부(113a)는 도시되지 않았지만 수직 방향으로 승강 되도록 구성될 수 있다.Meanwhile, a
한편, 공정 공간(30)의 상측에는 설치실(10)이 구비되고, 상기 설치실(10)에는 안테나(210)를 비롯한 플라즈마 발생모듈이 설치된다. 여기서, 플라즈마 발생모듈은 고주파 전력이 전달되는 안테나(210), 설치실과 공정 공간을 구획하는 윈도우 부재(230), 공정 공간으로 공정 가스를 전달하는 가스 공급관(220)을 포함하여 구성될 수 있다.On the other hand, an
우선, 안테나(210)는 챔버(110) 내부 상측의 설치실(10)에 배치된다. 여기서, 안테나(210)에는 고주파 전력을 인가하는 고주파전원(P2)이 연결된다. 그리고 안테나(210)와 고주파전원(P2) 사이에는 임피던스 정합을 수행하는 정합기(A)가 마련된다. 안테나(210)는 고주파 전원으로부터 고주파 전력을 전달받아 이를 이용하여 챔버(110) 내부에 유도전계를 형성한다.First, the
한편, 안테나(210)의 하측에는 안테나 등이 설치되는 설치실(10)과 플라즈마 처리 공정이 수행되는 공정 공간(공정실)(30)을 구획하는 윈도우 부재(230)가 배치된다. 윈도우 부재(230)는 안테나(210)와 스테이지(113) 사이에서 챔버(110)와 전기적으로 절연된 상태로 배치된다. 이러한 윈도우 부재(230)는 도 1에 도시된 바와 같이, 복수로 구비될 수 있다. 그리고, 복수의 윈도우 부재(230) 서로간에도 전기적으로 절연된 상태로 배치된다. An
이러한 윈도우 부재(230)는 비자성체이자 도전성 물질로 이루어진다. 이러한 윈도우 부재(230)는 메탈 재질로 구성될 수 있으며, 일 예로, 알루미늄 또는 알루미늄을 포함한 합금 재질로 이루어질 수 있다.The
윈도우 부재(230)는 안테나(210)에 고주파전력이 인가될 경우에 공정실(30)에 유도전계가 형성되게 한다. 구체적으로, 안테나(210)에 고주파전력이 인가될 경우 챔버(110)와 절연된 윈도우 부재(230)에는 와전류 루프가 형성된다. 즉, 윈도우 부재(230)의 상부면에는 와전류가 형성되고, 와전류는 윈도우 부재(230)의 표면을 따라 맴돌며 윈도우 부재(230)의 하부면 방향으로 순환하는 와전류 루프를 형성한다. 이에 의해, 윈도우 부재(230)의 하부면, 즉 기판(S)에 마주하는 면에 형성되는 전류는 공정실(30) 내부에 유도전계가 형성되도록 할 수 있다.The
한편, 윈도우 부재(230)는 챔버 내벽에 설치되는 리드 프레임(250)에 의해 지지될 수 있다. 리드 프레임(250)은 윈도우 부재(230)의 가장자리를 지지한다. 여기서, 리드 프레임(250)은 유전체로 구성되어, 윈도부 부재(230)는 리드 프레임(250)에 지지된 상태에서 챔버(110)의 내벽과 전기적으로 절연된 상태를 유지할 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 실시예는 복수의 윈도우 부재(230)로 구성되며, 리드 프레임(250)은 이러한 복수의 윈도우 부재(230)를 각각 지지할 수 있도록 격자 형태로 구비될 수 있다. 따라서, 각각의 윈도우 부재(230)는 리드 프레임(250)에 의해 형성되는 각각의 격자 공간에 배치되어, 윈도우 부재(230) 상호간에도 전기적으로 절연된 상태를 유지할 수 있다.Meanwhile, the
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 윈도우 부재(230)는 공정 공간으로 공정 가스가 공급되는 적어도 하나의 가스 토출공(231)을 포함할 수 있다. 그리고, 가스 토출공(231)이 형성된 윈도우 부재의 상측에는 각각 가스 공급관이 설치된다. 가스 공급관(220)은 일단이 외부의 가스공급부(50)와 연결되고, 타단이 윈도우 부재(230)의 가스 토출공(231)에 연결되도록 상기 윈도우 부재(230)의 상면에 연결된다. 그리고, 내부에 공정 가스가 전달되는 관로가 형성되어, 플라즈마 처리공정에 필요한 공정 가스가 전달되는 경로를 형성한다. 도 1에서는 각 윈도의 부재에 하나의 가스 토출공(231)이 형성된 구조를 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 하나의 부재에 복수의 가스 토출공(231)이 형성되는 것도 가능하다. 이러한 가스 공급관과 윈도우 부재의 구성은 아래의 도면에서 보다 구체적으로 설명한다.Meanwhile, as shown in FIG. 1, each of the
한편, 설치실(10)에 설치되는 안테나(210)는 별도의 지지부(미도시)에 의해 지지된다. 지지부는 절연체로 구성되어 안테나(210)를 지지하며, 이에 의해 안테나는 각각의 윈도우 부재(230)와 절연된 상태로 이격될 수 있다.On the other hand, the
도면에는 도시되지 않았으나, 플라즈마 발생모듈의 하부면, 즉 윈도우 부재와 리드 프레임 저면에는 보호플레이트(미도시)가 장착될 수 있다. 보호플레이트에는 가스 토출공(253)과 상응하는 위치에 가스 분사홀(미도시)이 형성되어 가스 토출공(231)을 통해 공급되는 공정 가스가 공정실(30) 내부로 유입되도록 할 수 있다. 이러한 보호플레이트는 금속 재질로 마련될 수 있으며, 볼팅 등과 같은 체결 방법에 의해 윈도우 부재와 리드 프레임의 저면에 탈착 가능하게 설치될 수 있다.Although not shown in the drawings, a protection plate (not shown) may be mounted on the lower surface of the plasma generating module, that is, on the bottom surface of the window member and the lead frame. A gas injection hole (not shown) is formed in the protection plate at a position corresponding to the gas discharge hole 253 so that the process gas supplied through the
이러한 보호플레이트는 공정실(30) 내부에서 발생되는 유도결합 플라즈마에 의해 메탈윈도우(230)와 리드 프레임(250)이 훼손되는 것을 방지할 수 있으며, 바람직하게 챔버(110)에 접촉되지 않도록 마련될 수 있다. 다만, 보호플레이트의 측면과, 챔버(110) 내벽 사이에 절연체를 삽입하여 보호플레이트와 챔버(110)를 절연시키도록 구성할 수도 있다. 다만, 이러한 보호 플레이트는 필수적인 구성은 아니며, 사용자의 판단에 따라 생략하여 실시할 수 있다.This protection plate can prevent the
전술한 플라즈마 발생모듈 및 플라즈마 발생장치는 외부의 고주파 전원(P2)에서 제공되는 고주파 전력을 이용하여 공정 공간에 유도 전계를 형성한다. 특히, 본 실시예에 따른 윈도우 부재는 비자성체이나 도전성 물질로 구성되어, 플라즈마 공정 중 와전류 루프가 형성된다. 다만, 이러한 와전류 루프의 세기가 강하거나, 윈도우 부재의 전압이 높아지는 경우 아크가 발생할 수 있는데, 이 경우 플라즈마 공정 처리가 이루어진 기판의 품질이 크게 저하되는 문제가 있다. The above-described plasma generating module and the plasma generating device form an induction field in the process space by using the high-frequency power provided from the external high-frequency power source P2. Particularly, the window member according to this embodiment is made of a non-magnetic material or a conductive material, and an eddy current loop is formed in the plasma process. However, arc may be generated when the intensity of the eddy-current loop is high or the voltage of the window member is high. In this case, there is a problem that the quality of the substrate subjected to the plasma process is significantly deteriorated.
따라서, 본 실시예에서는 각각의 윈도우 부재(230)가 접지될 수 있도록 구성하되, 접지 라인을 별도로 구비하는 것이 아니라 전술한 가스 공급관(220) 이용하여 접지 경로를 형성하도록 구성할 수 있다. 따라서, 이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 플라즈마 발생모듈의 가스 공급관의 설치 구조를 보다 구체적으로 설명한다.Therefore, in the present embodiment, each
우선, 도 2는 도 1의 플라즈마 발생모듈의 가스 공급관을 확대 도시한 단면도이다.2 is an enlarged cross-sectional view of a gas supply pipe of the plasma generating module of FIG.
전술한 바와 같이, 가스 공급관(220)의 일단은 윈도우 부재(230)에 형성된 가스 토출공(231)과 연통할 수 있도록, 윈도우 부재(230)의 상측에 연결된다. 그리고, 가스 공급관(220)의 타단은 가스공급부(50)와 연결되어, 가스 공급부로부터 공정 가스가 전달되는 경로를 형성한다. 이때, 가스 공급관(220)의 윈도우 부재 방향 일단은 윈도우 부재(230)의 와전류 등이 빠져나갈 수 있는 접지 경로를 형성한다. 따라서, 가스 공급관(220)의 윈도우 부재 방향 일단은 도전성 물질로 구성되어, 윈도우 부재(230)와 전기적으로 연결된다. 다만, 안테나에 의한 유도 전계에 영향을 미치지 않도록 비자성체로 구성되는 것이 바람직하다. One end of the
그리고, 가스 공급관(220)의 양측 단부의 사이에는 외부의 접지(그라운드 또는 이에 상응하는 위치)와 연결되어 접지 경로를 형성하는 접지부(221)가 형성된다. 따라서, 가스 공급관(220)의 윈도우 부재측 일단은 접지부(221)까지 전기적으로 연결되며, 접지부(221)를 통해 외부의 접지로 접지된다.Between both ends of the
이때, 가스 공급관(220)이 윈도우 부재(230)로부터 가스공급부(50)까지 전기적으로 연결되는 것을 방지할 수 있도록, 상기 접지부(221)와 상기 가스공급부(50) 사이는 별도의 절연부(222)를 구비할 수 있다. 절연부(222)는 접지부(221)가 형성된 가스 공급관 일측과 가스 공급부 방향의 가스 공급관 일측이 절연되도록 구성한다. 여기서, 절연부(222)는 접지부와 인접한 위치에 설치하는 것이, 윈도우 부재의 플로팅 효과나 플라즈마를 제어하는데 유리하다.The
일 예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 윈도우 부재(230)의 가스 토출공(231) 상측에는 가스 공급관(220)이 형성된다. 가스 공급관(220)은 알루미늄이나 알루미늄 합금과 같이 비자성체이자 도전성 물질로 구성되며, 절곡된 파이프 형상으로 구성된다. 그리고, 절곡된 가스 공급관(220)은 다른 윈도부 부재와 연결되는 가스 공급관과 합류하여 챔버 내벽을 통해 외부의 가스공급부(50)로 연결된다(도 1 참조).For example, as shown in FIG. 2, a
여기서, 가스 공급관(220)이 절곡된 부분에는 접지부(221)가 형성된다. 접지부(221)는 일단이 가스 공급관(220)과 전기적으로 연결되며, 타단이 외부의 접지 또는 이에 상응하는 부재에 연결되는 구성으로, 도 2에서는 일 예로서, 외부 접지와 접지상태를 유지하고 있는 챔버 내벽(110a)에 연결된다. 따라서, 윈도우 부재(230)는 가스 공급관(220)의 일단을 따라 상기 접지부(221)를 통해 외부 접지와 접지된 상태를 유지할 수 있다.Here, a
본 실시예에서는 가스 공급관(220)의 일측 관로가 전체가 비자성체 도전성 물질로 구성되는 구조이나, 이는 일 예이며 해당 관로 중 일부 또는 표면만이 비자성 도전성 물질로 구성하는 것도 가능하다.In this embodiment, the one side conduit of the
한편, 가스 공급관(220)은, 접지부(221)와 가스공급부(50) 사이에, 그리고 접지부(221)와 인접한 위치에 별도의 절연부(222)가 형성된다. 절연부(222)는 내부에 가스가 전달될 수 있는 경로를 형성하되, 절연부를 기준으로 좌측의 가스 공급관(220a)과 우측의 가스 공급관(220b)이 전기적으로 연결되는 것을 차단한다. 절연부(222)와 가스공급부(50) 사이를 연결하는 가스 공급관(220)은 전술한 도전성 재질로 구성할 수도 있으나, 절연부와 마찬가지로 절연성 재질로 구성하는 것도 가능하다.The
한편, 접지부(221)에서 챔버 내벽(110a)으로 연결되는 접지 라인(241) 사이에는 가변 캐패시터 소자(241)가 병렬로 설치될 수 있다. 따라서, 제어부(미도시)는 가변 캐패시터 소자(241)의 파라미터를 제어하여 접지 라인의 회로 특성을 조절함으로써, 윈도우 부재의 와전류의 흐름을 제어하는 것이 가능하다.Meanwhile, a
이처럼, 본 발명은 가스 공급관(220)의 단부를 이용하여 접지 경로를 형성함으로써, 금속 재질의 윈도우 부재(230)를 이용하면서 윈도우 부재에서 발생하는 와전류의 흐름을 제어하고, 와전류에 의한 아크 등의 방전을 예방함으로써, 균일한 플라즈마 처리를 수행할 수 있는 장점이 있다. 나아가, 윈도우 부재(230)를 접지하기 위해 가스 공급관 이외에 별도의 부재가 윈도우 상에 설치되지 않기 때문에, 설치실 내측을 보다 단순하게 구성할 수 있으며, 원가를 절감할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the present invention, the ground path is formed by using the end of the
이처럼, 윈도우 부재의 접지 경로로서 가스 공급관을 이용하는 구성은 도 2에 도시된 실시예 이외에도 다양한 방식으로 변경하여 실시할 수 있다. 이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 다른 실시예 일부를 설명한다.As described above, the configuration using the gas supply pipe as the ground path of the window member can be implemented in various ways other than the embodiment shown in Fig. Hereinafter, some of other embodiments will be described with reference to Figs. 3 and 4. Fig.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 발생모듈의 가스 공급관 구조를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 발생모듈의 가스 공급관 구조를 도시한 단면도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a gas supply pipe structure of a plasma generation module according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a gas supply pipe structure of a plasma generation module according to a third embodiment of the present invention.
우선 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 플라즈마 발생모듈을 복수의 윈도우 부재를 포함하고, 각각의 윈도우 부재는 각각 구비된 가스 토출공에 가스를 공급하기 위한 가스 공급관이 각각 연결된다. 이처럼, 설치실에 구비되는 복수의 가스 공급관(220)은 각각 분지된 상태로 각각의 윈도우 부재에 연결되나, 가스 공급부에 연결되기 전에 하나 또는 적어도 수개의 가스 공급관으로 합류한다(도 1 참조). 여기서, 전술한 도 2와 비교하여, 도 3 및 도 4는 접지부가 가스 공급관이 합류한 지점에 구비되는 구성이다. First, as shown in Figs. 3 and 4, the plasma generation module includes a plurality of window members, and each window member is connected to a gas supply pipe for supplying gas to each gas discharge hole, respectively. As described above, the plurality of
우선, 도 3에서는 가스 공급관이 외부의 가스 공급부와 연결되기 위해 챔버 내벽(110a)을 관통하는 지점과 인접한 위치에 접지부(221)가 구비되는 구성이다. 접지부(221)는 챔버 내벽(110a)과 인접한 설치실(10) 내부에 형성되며, 접지부(221)에서 분지되는 접지 라인(241)은 챔버 내벽(110a)과 연결되어 내부에 접지된다. 그리고 절연부(222)는 챔버 내벽(110a)을 관통하는 지점에 형성될 수 있다. 따라서, 가스 공급관(220)은 챔버 내벽을 관통하는 부분을 중심으로 설치실 내측의 가스 공급관(220a)과 챔버 외측의 가스 공급관(220b) 사이이 전기적으로 절연될 수 있다.3, the
한편, 도 4는 가스 공급관(220)이 챔버 외부의 별도의 외부 접지와 직접 접지되는 구성이다. 가스 공급관(220)은 챔버 내벽(110a)을 관통하여 외부로 연장되되, 접지부(221)는 챔버 외측의 가스 공급관에 형성될 수 있다. 이때, 가스 공급관(220)이 접지부(221)에서 분지되는 접지 라인을 통해 외부 접지와 접지되도록, 가스 공급관이 챔버 내벽을 관통하는 부분은 가스 공급관 외면에 설치되는 실링 또는 가스켓(260) 등을 이용하여 챔버 내벽과 전기적으로 절연되도록 절연 처리될 수 있다. 그리고, 절연부(222)는 접지부(221)와 가스공급부(50) 사이에 배치되도록 구성될 수 있다. 4 is a configuration in which the
이상에서는, 도 3 및 도 4를 참조하여, 변형 가능한 실시예 중 일부를 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 이 이외에도 다양한 구조로 구성할 수 있다. 예를 들어, 가스 공급관이 챔버 내벽을 통과함에 있어 가스 공급관과 챔버 내벽이 전기적으로 연결되는 접지부를 형성하도록 구성하여, 윈도우 부재가 가스공급관을 접지 경로로 하여 챔버 내벽을 통해 접지되도록 구성하는 것도 가능하다. 이 이외에도, 별도의 접지 라인 없이 가스 공급관의 일단을 윈도우 부재의 접지 경로로 활용하는 다양한 변형 실시예에 가능함을 밝혀둔다. 3 and FIG. 4, the present invention is not limited to these embodiments, and various other structures may be used. For example, when the gas supply pipe passes through the inner wall of the chamber, the gas supply pipe and the inner wall of the chamber may be electrically connected to form a ground portion, so that the window member may be grounded through the inner wall of the chamber Do. In addition to this, it is noted that various modifications are possible in which one end of the gas supply pipe is used as a ground path of the window member without a separate ground line.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대해 상세하게 기술하였으나, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에 대해 통상의 지식을 가진 사람이면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 기술적 특징의 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음은 밝혀둔다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail, the present invention is not limited to the above embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the scope of the present invention as defined by the appended claims. Leave.
10 : 설치실
20 : 공정 공간
110 : 챔버
210 : 안테나
220 : 가스공급관
230 : 윈도우 부재
10: installation room 20: process space
110: chamber 210: antenna
220: gas supply pipe 230: window member
Claims (10)
상기 고주파 전원에서 전달되는 고주파 전력을 이용하여 공정 공간에 플라즈마를 발생시키는 안테나;
비자성체 도전성 물질로 구성되고, 상기 공정 공간과 상기 안테나 사이에 배치되어 상기 공정 공간을 구획하는 윈도우 부재;
일단이 상기 윈도우 부재에 설치되어 상기 공정 공간으로 공정 가스가 유입되는 경로를 형성하며, 상기 윈도우 부재의 접지 경로 중 적어도 일부를 구성하는 가스 공급관;을 포함하는 플라즈마 발생모듈.A high frequency power supply for supplying high frequency power;
An antenna for generating a plasma in a process space by using high frequency power transmitted from the high frequency power source;
A window member made of a nonmagnetic conductive material and disposed between the process space and the antenna to partition the process space;
And a gas supply pipe provided at one end of the window member to form a path through which the process gas flows into the process space and constitute at least a part of a ground path of the window member.
상기 가스 공급관은 상기 윈도우 부재에 설치되는 일측 단부의 적어도 일부가 비자성 도전성 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생모듈.The method according to claim 1,
Wherein the gas supply pipe is made of a non-magnetic conductive material, at least a part of one end of the gas supply pipe is provided on the window member.
상기 가스 공급관의 일단은 상기 윈도우 부재에 연결되고 타단은 공정 가스를 제공하는 가스 공급부에 연결되며,
상기 가스 공급관의 양단 사이에는 외부 접지와 전기적으로 연결되어 접지 경로를 형성하는 접지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생 모듈.The method according to claim 1,
One end of the gas supply pipe is connected to the window member and the other end is connected to a gas supply unit for providing a process gas,
Further comprising: a grounding part electrically connected to an external ground to form a ground path between both ends of the gas supply pipe.
상기 접지부는 상기 윈도우 부재의 상측에서 분지되어 상기 공정 공간을 구획하는 챔버의 내벽에 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생모듈.The method of claim 3,
Wherein the grounding portion is connected to the inner wall of the chamber which is branched from the upper side of the window member and divides the process space.
상기 접지부는 상기 가스공급관과 상기 챔버 내벽을 연결하는 도선과 병렬로 연결되어 접지 회로 특성을 조절하기 위한 가변 캐패시터 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생모듈.5. The method of claim 4,
Wherein the ground unit further comprises a variable capacitor element connected in parallel to a lead connecting the gas supply pipe and the inner wall of the chamber to adjust a ground circuit characteristic.
상기 가스 공급관은 상기 접지부와 인접한 부분에 상기 윈도우 부재와 상기 가스공급부가 전기적으로 연결되는 것을 방지하기 위한 절연부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생모듈.5. The method of claim 4,
Wherein the gas supply pipe further includes an insulating portion for preventing the window member and the gas supply portion from being electrically connected to each other at a portion adjacent to the grounding portion.
상기 윈도우 부재는 상기 공정 공간과 상기 안테나 사이에 복수개로 구비되어, 각각 공정 가스가 유입되며 접지 경로를 형성하는 가스 공급관과 연결되며,
상기 복수의 윈도우 부재에 각각 연결되는 상기 복수의 가스 공급관은 공정 공간을 구획하는 챔버의 벽면을 관통하기 전에 하나의 관로로 합류되어 상기 가스 공급부와 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생모듈.The method of claim 3,
The window member is provided between the process space and the antenna, and is connected to a gas supply pipe through which a process gas flows and forms a ground path,
Wherein the plurality of gas supply pipes connected to the plurality of window members are joined to the gas supply unit by one channel before being passed through the wall surface of the chamber partitioning the process space.
상기 접지부는 상기 복수의 가스공급관이 하나의 관로로 합류한 부분으로부터 분지되어, 상기 챔버의 내벽에 연결되는 구성인 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생모듈.8. The method of claim 7,
Wherein the grounding portion is branched from a portion where the plurality of gas supply pipes are merged into one channel, and is connected to the inner wall of the chamber.
상기 접지부는 상기 복수의 가스공급관이 하나의 관로로 합류한 부분으로부터 분지되어, 외부의 접지 영역으로 연결되는 구성인 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생모듈.8. The method of claim 7,
Wherein the ground portion is branched from a portion where the plurality of gas supply pipes join to one channel and is connected to an external ground region.
상기 챔버의 설치실에 구비되어 고주파 전원에서 공급되는 고주파 전력을 이용하여 상기 공정 공간에 플라즈마를 발생시키는 안테나;
상기 안테나 하측에 구비되어 상기 설치실과 상기 공정공간을 구획하며, 비자성 도전성 물질로 구성되는 윈도우 부재; 및
상기 공정 공간으로 공정 가스가 유입되는 경로를 형성하며, 일단이 상기 윈도우 부재에 설치되어 상기 윈도우 부재의 접지 경로를 형성하는 가스 공급관;을 포함하는 플라즈마 발생장치.
A chamber having a processing space where a plasma processing process is performed and an installation chamber provided above the processing space;
An antenna disposed in an installation chamber of the chamber and generating a plasma in the process space using high frequency power supplied from a high frequency power source;
A window member provided below the antenna and partitioning the installation chamber and the process space, the window member being made of a nonmagnetic conductive material; And
And a gas supply pipe forming a path through which the process gas flows into the process space and having a first end formed on the window member to form a ground path of the window member.
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