KR20220164294A - 유도결합 플라즈마 처리장치 - Google Patents

유도결합 플라즈마 처리장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220164294A
KR20220164294A KR1020210072873A KR20210072873A KR20220164294A KR 20220164294 A KR20220164294 A KR 20220164294A KR 1020210072873 A KR1020210072873 A KR 1020210072873A KR 20210072873 A KR20210072873 A KR 20210072873A KR 20220164294 A KR20220164294 A KR 20220164294A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
frame
partitioning
antenna group
partition
inductively coupled
Prior art date
Application number
KR1020210072873A
Other languages
English (en)
Inventor
김우현
유광종
김대일
김태민
박준수
유도형
Original Assignee
주식회사 원익아이피에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 원익아이피에스 filed Critical 주식회사 원익아이피에스
Priority to KR1020210072873A priority Critical patent/KR20220164294A/ko
Publication of KR20220164294A publication Critical patent/KR20220164294A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715Workpiece holder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H01J37/3211Antennas, e.g. particular shapes of coils
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H01J37/32119Windows
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244Gas supply means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/332Coating
    • H01J2237/3321CVD [Chemical Vapor Deposition]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334Etching
    • H01J2237/3341Reactive etching

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

본 발명은 유도결합 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.
본 발명은, 평면형상이 직사각형 형상을 가지며, 상측에 개구부(112)가 형성된 챔버본체(100)와; 개구부(112)에 설치되며 복수의 설치개구들을 형성하는 지지프레임(700)과; 복수의 설치개구들 각각에 설치되는 복수의 윈도우(200)들과; 챔버본체(100)에 설치되어 직사각형 기판(10)을 지지하는 기판지지부(300)와; 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 가스분사부와; 윈도우(200)의 상측에 설치되어 처리공간(S)에 유도전계를 형성하는 안테나부(500)를 포함하며, 지지프레임(700)은, 개구부(112)의 가장자리에 대응되어 설치되는 직사각형 외곽프레임(710)과; 서로 교차하도록 설치되어 동일한 크기의 4개의 구획영역(W1, W2, W3, W4)들로 구획하는 제1구획프레임(721) 및 제2구획프레임(722)과; 일단이 제1구획프레임(721) 및 제2구획프레임(722) 중 어느 하나와 연결되고 타단이 외곽프레임(710)과 연결되어 구획영역(W1, W2, W3, W4)을 복수의 설치개구들로 분할하는 하나 이상의 분할프레임(730)을 포함하며, 분할프레임(730)은, 제1구획프레임(721) 및 제2구획프레임(722) 중 어느 하나와 평행을 이루며, 그에 인접한 구획영역(W1, W2, W3, W4)의 분할프레임(730)은, 제1구획프레임(721) 및 제2구획프레임(722) 중 나머지 하나와 평행을 이루는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치를 개시한다.

Description

유도결합 플라즈마 처리장치{Inductively coupled plasma processing apparatus}
본 발명은 유도결합 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.
유도결합 플라즈마 처리장치는 증착공정, 식각공정 등 기판처리를 수행하는 장치로서, 밀폐된 처리공간을 형성하는 챔버본체와 챔버본체의 천정에 윈도우를 설치하고 윈도우의 상측에 고주파(RF) 안테나를 설치하여 안테나에 전원을 인가하여 처리공간에 유도전계를 형성하고 유도전계에 의하여 처리가스를 플라즈마화하여 기판처리를 수행한다.
여기서 상기 유도결합 플라즈마 처리장치의 기판처리의 대상에는 LCD 패널용 기판, 웨이퍼 등 증착, 식각 등 기판처리가 필요한 대상이면 어떠한 기판도 가능하다.
한편 대형기판에 대한 수요의 증가, 보다 많은 수의 기판처리에 의한 생산속도의 증가의 요구에 부응하여 기판처리를 수행하는 유도결합 플라즈마 처리장치 또한 대형화되고 있다.
이에 상기 유도결합 플라즈마 처리장치 또한 대형화되면서, 챔버본체의 천정에 설치되는 윈도우 또한 대형화될 필요가 있다.
대형 기판처리를 위한 유도결합 플라즈마 처리장치의 일예로서, 특허문헌 1 및 도 1에 도시된 바와 같이, X축방향 및 Y축방향으로 분할된 복수의 분할개구(25)들을 가지는 격자프레임(11, 12, 13)과, 각 분할개구(25)에 설치되는 윈도우(21))들을 포함하는 윈도우조립체와, 루프 구조를 이루는 내측안테나(53, 54, 55) 및 외측안테나(51)를 포함할 수 있다.
그런데 특허문헌 1과 같은 구조를 가지는 지지프레임은, 루프 구조의 안테나에서 흐르는 전류방향과 반대방향의 와전류(Eddy current)가 흐르는 폐루프 지지부분이 형성되어, 처리공간 내에 형성되는 유도전계를 약화시켜 균일한 기판처리가 어려우며 기판처리 효율을 저하시키는 문제점이 있다.
(특허문헌 1) KR10-2020622 B1
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 복수의 윈도우를 지지하는 지지프레임을 구성함에 있어서 폐루프 구조가 형성되지 않고 안정적인 분할구조를 가짐으로써, 와전류의 형성으로 인한 유도전계 약화를 방지할 수 있는 유도결합 플라즈마 처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 평면형상이 직사각형 형상을 가지며, 상측에 개구부(112)가 형성된 챔버본체(100)와; 상기 개구부(112)에 설치되며 복수의 설치개구들을 형성하는 지지프레임(700)과; 상기 복수의 설치개구들 각각에 설치되는 복수의 윈도우(200)들과; 상기 챔버본체(100)에 설치되어 직사각형 기판(10)을 지지하는 기판지지부(300)와; 상기 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 가스분사부와; 상기 윈도우(200)의 상측에 설치되어 상기 처리공간(S)에 유도전계를 형성하는 안테나부(500)를 포함하며, 상기 지지프레임(700)은, 상기 개구부(112)의 가장자리에 대응되어 설치되는 직사각형 외곽프레임(710)과; 서로 교차하도록 설치되어 동일한 크기의 4개의 구획영역(W1, W2, W3, W4)들로 구획하는 제1구획프레임(721) 및 제2구획프레임(722)과; 일단이 상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722) 중 어느 하나와 연결되고 타단이 상기 외곽프레임(710)과 연결되어 상기 구획영역(W1, W2, W3, W4)을 복수의 상기 설치개구들로 분할하는 하나 이상의 분할프레임(730)을 포함하며, 상기 분할프레임(730)은, 상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722) 중 어느 하나와 평행을 이루며, 그에 인접한 구획영역(W1, W2, W3, W4)의 분할프레임(730)은, 상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722) 중 나머지 하나와 평행을 이루는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치를 개시한다.
상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722)은, 상기 외곽프레임(710)의 기하학적 중심(O)에서 서로 교차할 수 있다.
상기 분할프레임(730)은, 상기 4개의 구획영역(W1, W2, W3, W4)들 중 적어도 하나에서 2개의 상기 설치개구들을 형성하도록 하나로 설치될 수 있다.
상기 분할프레임(730)은, 상기 4개의 구획영역(W1, W2, W3, W4)들 중 적어도 하나에서 3개 이상의 상기 설치개구들을 형성하도록 복수로 설치되며, 해당 구획영역(W1, W2, W3, W4)에 설치된 복수의 상기 분할프레임(730)은, 서로 교차하지 않게 설치될 수 있다.
해당 구획영역(W1, W2, W3, W4)에 설치된 복수의 상기 분할프레임(730)은, 서로 평행할 수 있다.
상기 분할프레임(730)은, 해당 구획영역(W1, W2, W3, W4)에서, 복수의 상기 설치개구들의 크기를 동일하게 분할할 수 있다.
상기 구획프레임(721, 722) 및 상기 분할프레임(730)은, 상기 외곽프레임(710)의 각 변(711, 712)을 3개 이상으로 분할할 수 있다.
상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722)은, 서로 직교하여 설치되거나, 상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722)은, 상기 외곽프레임(710)의 대각선에 대응되어 설치되거나, 상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722)은, 각각 상기 외곽프레임(710)의 서로 대향되는 변(711, 712)들을 연결하며, 교차각의 예각이 90˚보다 작게 설치될 수 있다.
상기 안테나부(500)는, 상기 외곽프레임(710)의 중심(O)을 둘러싸는 중앙영역에 설치된 중앙 안테나군(530)과; 상기 외곽프레임(710)에 인접하여 상기 중앙 안테나군(530)을 둘러싸는 외곽영역에 설치된 외곽 안테나군(510)을 포함할 수 있다.
상기 안테나부(500)는, 상기 중앙 안테나군(530) 및 상기 외곽 안테나군(510) 사이에 상기 중앙 안테나군(530)과 동심을 이루어 배치되는 하나 이상의 중간 안테나군(540)을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치는, 서로 교차하여 설치된 제1구획프레임 및 제2구획프레임에 의하여 동일한 크기의 4개의 구획영역으로 구획한 후 구획된 4개의 각 구획영역에 분할프레임에 의하여 복수의 설치개구를 형성하고 각 설치개구에 윈도우를 설치함으로써 윈도우를 지지하는 지지프레임에 와전류(Eddy current)가 흐르는 폐루프 지지부분의 형성을 배제하여 와전류의 형성으로 인한 유도전계 약화를 방지할 수 있는 이점이 있다.
더 나아가, 복수의 윈도우들을 지지하는 지지프레임을 구성함에 있어서, 외곽프레임 내에 폐곡선, 즉 폐루프를 형성하는 부분이 형성되지 않는 안정적 분할구조를 가짐으로써, 유도전계를 약화시키는 와전류 발생을 억제하고 기판처리의 효율을 크게 향상시키고 기판처리의 균일성을 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 종래기술에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치 중 윈도우 및 그를 지지하는 지지프레임의 예들을 보여주는 평면도들이다.
도 2는, 본 발명에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치를 보여주는 단면도이다.
도 3은, 도 1의 유도결합 플라즈마 처리장치에서 윈도우, 지지프레임 및 안테나부를 보여주는 평면도이다.
도 4는, 도 3에 도시된 지지프레임의 변형예를 가지는 유도결합 플라즈마 처리장치에서 윈도우, 지지프레임 및 안테나부를 보여주는 도식화된 평면도들이다.
도 5a 및 도 5b는, 도 4에 도시된 지지프레임의 다른 변형예를 가지는 유도결합 플라즈마 처리장치에서 윈도우, 지지프레임 및 안테나부를 보여주는 도식화된 평면도들이다.
이하 본 발명에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 유도결합 플라즈마 처리장치는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 평면형상이 직사각형 형상을 가지며, 상측에 개구부(112)가 형성된 챔버본체(100)와; 상기 개구부(112)에 설치되며 복수의 설치개구들을 형성하는 지지프레임(700)과; 상기 복수의 설치개구들 각각에 설치되는 복수의 윈도우(200)들과; 상기 챔버본체(100)에 설치되어 직사각형 기판(10)을 지지하는 기판지지부(300)와; 상기 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 가스분사부와; 상기 윈도우(200)의 상측에 설치되어 상기 처리공간(S)에 유도전계를 형성하는 안테나부(500)를 포함한다.
상기 챔버본체(100)는, 평면형상이 직사각형 형상을 가지며, 상측에 개구부(112)가 형성되어 기판처리를 위한 처리공간(S)을 형성하는 구성으로서, 공정수행에 필요한 소정의 진공압을 견딜 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
상기 챔버본체(100)는, 처리되는 기판(10)의 형상에 대응되는 평면형상, 예를 들면 직사각형 형상을 이룸이 바람직하며, 기판(10)의 입출을 위한 하나 이상의 게이트(111)가 형성되며 처리공간(S) 내의 압력제어 및 부산물을 제거하기 위하여 진공펌프(미도시)와 연결되는 배기관(180)이 연결될 수 있다.
또한 상기 챔버본체(100)는, 안테나부(500)의 지지, 안테나부(500)에서 형성되는 유도전계의 차폐 등을 위하여 안테나부(500)를 복개하도록 설치되는 복개부(140)가 탈착가능하게 결합될 수 있다.
상기 가스분사부는, 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 구성으로서, 가스분사구조에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 후술하는 지지프레임(700)에 설치될 수 있다.
구체적으로, 상기 가스분사부는, 지지프레임(700)에 형성되어 가스가 흐르는 하나 이상의 유로(728)와, 유로(728)와 연결되어 지지프레임(700)의 저면까지 형성되는 다수의 분사구(729)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 상기 가스분사부는, 지지프레임(700)과 별도로 결합되어 설치되거나, 윈도우에도 형성되거나, 공정챔버(100)의 측벽에 설치되는 등 다양한 구성이 가능하다.
상기 기판지지부(300)는, 기판(10)이 안착되는 구성으로서 기판(10)을 지지할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하며 공정에 따라서 RF전원이 인가되거나 접지될 수 있으며, 냉각 또는 가열을 위한 열전달부재가 설치될 수 있다.
상기 윈도우(200)는, 안테나부(500)에 의하여 처리공간(S)에 유도전계를 형성할 수 있도록 처리공간(S)과 안테나부(500) 사이에 개재되는 구성으로서 다양한 구조를 가질 수 있으며, 그 재질은, 석영, 세라믹, 금속재질 등이 사용될 수 있다.
특히 상기 윈도우(200)는, 대형기판의 처리를 위하여 단일의 윈도우(200)로 구성되지 않고 복수개의 윈도우(200)들로 구성될 수도 있다.
예로서, 상기 윈도우(200)는, 후술하는 지지프레임(700)에 형성된 설치개구 각각에 설치되도록 복수개의 윈도우(200)들로 구성될 수도 있다.
또한 상기 윈도우(200)의 평면형상은, 삼각형, 사각형 등의 다각형, 원형, 타원형 등의 단일 형상을 가지거나, 모양 및 크기가 서로 다른 평면형상의 조합으로 구성되는 등 다양한 조합이 가능하다.
상기 지지프레임(700)은, 상기 개구부(112)에 설치되며 복수의 설치개구(O1~O8, 도 4의 경우 O1~12)들을 형성하는 구성으로서, 복수의 설치개구들을 형성할 수 있는 구조이면 어떠한 구조도 가능하다.
그리고 상기 지지프레임(700)은, 윈도우(200)를 안정적으로 지지할 수 있도록 금속재질을 가짐이 바람직하나, 충분한 강성을 제공할 수 있다면 금속재질 및 비금속재질의 조합, 비금속재질 등 다양한 재질을 가질 수 있다.
한편 앞서 설명한 바와 같이, 복수의 설치개구들을 형성하는 지지프레임(700)은, 와전류가 형성되는 폐루프가 형성되지 않도록 구성될 필요가 있다.
이에 상기 지지프레임(700)은, 도 2 내지 도 5e에 도시된 바와 같이, 상기 개구부(112)의 가장자리에 대응되어 설치되는 직사각형 외곽프레임(710)과; 서로 교차하도록 설치되어 동일한 크기의 4개의 구획영역(W1, W2, W3, W4)으로 구획하는 제1구획프레임(721) 및 제2구획프레임(722)과; 일단이 상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722) 중 어느 하나와 연결되고 타단이 상기 외곽프레임(710)과 연결되어 상기 구획영역(W1, W2, W3, W4)을 복수의 상기 설치개구들로 분할하는 하나 이상의 분할프레임(730)을 포함할 수 있다.
상기 외곽프레임(710)은, 챔버본체(100)의 상단 평면형상, 즉 직사각형 형상을 가지며 챔버본체(100)의 상단에 설치되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
즉 상기 외곽프레임(710)은, 상기 개구부(112)의 가장자리에 대응되어 설치되는 직사각형 형상을 가질 수 있다.
그리고 상기 외곽프레임(710)은, 챔버본체(100)의 상단 사이에 오링(미도시)이 개재되어 챔버본체(110)와 밀폐결합될 수 있다.
상기 제1구획프레임(721) 및 제2구획프레임(722)은, 상기 외곽프레임(710)의 4변들 중 서로 대향되는 변(711, 712)들을 연결하며 서로 교차하도록 설치되어 동일한 크기의 4개의 구획영역(W1, W2, W3, W4)으로 구획하는 구성으로서, 4개의 구획영역(W1, W2, W3, W4)으로 구획할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
이때 상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722)은, 상기 외곽프레임(710)의 기하학적 중심(O)에서 서로 교차하여 설치될 수 있다.
그리고 상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각각 상기 외곽프레임(710)의 가로변 및 세로변에 평행하게, 즉 서로 직교하여 설치될 수 있다.
또한 상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722)은, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722)은, 각각 상기 외곽프레임(710)의 서로 대향되는 변(711, 712)들을 연결하며, 교차각의 예각이 90˚보다 작게, 즉 서로 경사를 이루어 설치될 수 있다.
여기서 상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722)은, 양끝단이 도 5a에 도시된 바와 같이, 가로변 및 세로변 중 꼭지점을 제외한 부분에 연결될 수 있다.
또한 상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722)은, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 외곽프레임(710)의 대각선에 대응되어 설치, 즉 외곽프레임(710)의 꼭지점을 연결하여 설치될 수 있다.
상기 분할프레임(730)은, 하나 이상으로 설치되어 일단이 상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722) 중 어느 하나와 연결되고 타단이 상기 외곽프레임(710)과 연결되어 상기 구획영역(W1, W2, W3, W4)을 복수의 상기 설치개구들로 분할하는 구성으로서, 구획영역(W1, W2, W3, W4)에 대한 분할구조에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 분할프레임(730)은, 도 3, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 4개의 구획영역(W1, W2, W3, W4)들 중 적어도 하나에서 2개의 상기 설치개구들을 형성하도록 하나로 설치될 수 있다.
또한 상기 분할프레임(730)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 4개의 구획영역(W1, W2, W3, W4)들 중 적어도 하나에서 3개 이상의 상기 설치개구(O1~12)들을 형성하도록 복수로 설치될 수 있다.
이때 상기 해당 구획영역(W1, W2, W3, W4)에 설치된 복수의 상기 분할프레임(730)은, 서로 교차하지 않는 것이 바람직하다.
또한 해당 구획영역(W1, W2, W3, W4)에 설치된 복수의 상기 분할프레임(730)은, 서로 평행을 이루거나 경사를 이룰 수 있다.
한편 상기 분할프레임(730)은, 도 3 내지 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722) 중 어느 하나와 평행을 이루며, 그에 인접한 구획영역(W1, W2, W3, W4)의 분할프레임(730)은, 상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722) 중 나머지 하나와 평행을 이룸이 바람직하다.
특히 도 3 내지 도 5b에 도시된 본 발명에 따른 지지프레임 분할구조는, 대면적 기판을 처리하기 위한 지지프레임으로서, 윈도우의 크기를 적절하게 분할하면서도 기판(10)의 중심을 기준으로 점대칭 구조를 이루도록 함으로써 기판(10)의 상면에 대한 균일한 기판처리 조건을 형성할 수 있게 된다.
한편 상기 분할프레임(730)은, 각 설치개구에 대응되는 유도전계의 균일한 형성을 위하여, 도 3 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 해당 구획영역(W1, W2, W3, W4)에서, 복수의 상기 설치개구들의 크기를 동일하게 분할하는 것이 바람직하다.
다만, 상기 분할프레임(730)은, 외곽프레임(710)을 제외한 부분에서 폐루프 구조를 가지지 않는 조건에서 다양한 구조를 이루어 설치될 수 있다.
한편 대면적의 기판처리를 위하여는, 개구부(114)의 평면크기가 커지므로, 이를 복개하기 위하여 지지프레임(700)의 평면크기 또한 증가하게 되며, 대형화가 어려운 윈도우(200)의 평면크기를 증가시키지 않는 조건에서 윈도우(200)들의 설치 숫자가 증가될 필요가 있다.
특히 유전체와 같은 윈도우의 크기를 증가시키는 경우, 제조가 어려우며, 대형 유전체의 강성확보를 위하여 두께가 증가하며, 유전체의 두께 증가에 따른 자중이 증가하는 문제점이 있어, 윈도우 및 이를 지지하는 프레임의 구조가 윈도우의 평면크기를 않는 조건으로 구성될 필요가 있다.
이를 고려하여, 상기 구획프레임(721, 722) 및 상기 분할프레임(730)은, 대면적 기판처리의 효율성을 고려하여, 상기 구획프레임(721, 722) 및 상기 분할프레임(730)은, 상기 외곽프레임(710)의 각 변(711, 712)을 3개 이상으로 분할하도록 구성될 수 있다.
이때 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 지지프레임(700)의 외곽프레임(710)을 복수로 분할하여 복수의 설치개구를 형성, 예를 들면 3개 이상으로 분할하여, 3×3, 4×4 등의 설치개구를 형성하는 경우, 도 1과 같이 프레임으로 인해 중앙영역에 폐루프 영역이 존재하게 되어 처리공간 내에 형성되는 유도전계를 약화시켜 균일한 기판처리가 어려우며 기판처리 효율을 저하시키는 문제점이 있다.
이에 대하여, 본 발명은, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 구획프레임(721, 722) 및 상기 분할프레임(730)이 상기 외곽프레임(710)의 각 변(711, 712)을 3개 이상, 즉 가로방향 및 세로방향으로 3개 이상으로 분할할 때, 지지프레임에 의하여 형성되는 폐루프가 존재하지 않게 구성됨에 특징이 있다.
더 나아가, 폐루프의 형성없이 상기 외곽프레임(710)의 각 변(711, 712)을 3개 이상으로 분할할 수 있어, 대형기판처리가 가능하며 플라즈마 균일성을 도모할 수 있다.
상기 안테나부(500)는, 상기 윈도우(200)의 상측에 설치되어 상기 처리공간(S)에 유도전계를 형성하는 구성으로서, 처리대상인 기판(10)의 크기, 기판처리 공정조건 등에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
특히 상기 안테나부(500)는, 대면적 기판처리시 균일한 기판처리를 위하여 특허문헌 1과 같이, 다양한 패턴으로 설치될 수 있다.
예로서, 상기 안테나부(500)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 외곽프레임(710)의 중심(O)을 둘러싸는 중앙영역에 설치된 중앙 안테나군(530)과; 상기 외곽프레임(710)에 인접하여 상기 중앙 안테나군(530)을 둘러싸는 외곽영역에 설치된 외곽 안테나군(510)을 포함할 수 있다.
더 나아가 상기 안테나부(500)는, 상기 중앙 안테나군(530) 및 상기 외곽 안테나군(510) 사이에 상기 중앙 안테나군(530)과 동심을 이루어 배치되는 하나 이상의 중간 안테나군(540)을 추가로 포함할 수 있다.
그리고 상기 외곽안테나군(510), 중앙안테나군(530) 및 중간안테나군(540) 각각은, 상기 윈도우(200)의 상측에 미리 설정된 패턴으로 배치된 하나 이상의 도전체라인들로 구성될 수 있다.
그리고 각 도전체라인은, 도 3에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 도전체(511, 531, 541)들로 구성되며, 일단에 RF전원(170)이 연결되는 제1단자부분(518, 538, 548)과, 타단에 접지와 연결되는 제2단자부분(519, 539, 549)을 포함할 수 있다.
이때 상기 도전체라인은, 외곽안테나군(510), 중앙안테나군(520) 및 중간안테나군(530) 각각에서 2개 이상의 루프구조를 형성하기 위하여 복수개로 설치될 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100 : 챔버본체 200 : 윈도우
300 : 기판지지부 500 : 안테나부
700 : 지지프레임 710 : 외곽프레임
721 : 제1구획프레임 722 : 제2구획프레임
730 : 분할프레임

Claims (12)

  1. 평면형상이 직사각형 형상을 가지며, 상측에 개구부(112)가 형성된 챔버본체(100)와;
    상기 개구부(112)에 설치되며 복수의 설치개구들을 형성하는 지지프레임(700)과;
    상기 복수의 설치개구들 각각에 설치되는 복수의 윈도우(200)들과;
    상기 챔버본체(100)에 설치되어 직사각형 기판(10)을 지지하는 기판지지부(300)와;
    상기 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 가스분사부와;
    상기 윈도우(200)의 상측에 설치되어 상기 처리공간(S)에 유도전계를 형성하는 안테나부(500)를 포함하며,
    상기 지지프레임(700)은,
    상기 개구부(112)의 가장자리에 대응되어 설치되는 직사각형 외곽프레임(710)과;
    서로 교차하도록 설치되어 동일한 크기의 4개의 구획영역(W1, W2, W3, W4)들로 구획하는 제1구획프레임(721) 및 제2구획프레임(722)과;
    일단이 상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722) 중 어느 하나와 연결되고 타단이 상기 외곽프레임(710)과 연결되어 상기 구획영역(W1, W2, W3, W4)을 복수의 상기 설치개구들로 분할하는 하나 이상의 분할프레임(730)을 포함하며,
    상기 분할프레임(730)은, 상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722) 중 어느 하나와 평행을 이루며,
    그에 인접한 구획영역(W1, W2, W3, W4)의 분할프레임(730)은, 상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722) 중 나머지 하나와 평행을 이루는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722)은,
    상기 외곽프레임(710)의 기하학적 중심(O)에서 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 분할프레임(730)은, 상기 4개의 구획영역(W1, W2, W3, W4)들 중 적어도 하나에서 2개의 상기 설치개구들을 형성하도록 하나로 설치된 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 분할프레임(730)은, 상기 4개의 구획영역(W1, W2, W3, W4)들 중 적어도 하나에서 3개 이상의 상기 설치개구들을 형성하도록 복수로 설치되며,
    해당 구획영역(W1, W2, W3, W4)에 설치된 복수의 상기 분할프레임(730)은, 서로 교차하지 않는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    해당 구획영역(W1, W2, W3, W4)에 설치된 복수의 상기 분할프레임(730)은, 서로 평행한 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 분할프레임(730)은, 해당 구획영역(W1, W2, W3, W4)에서, 복수의 상기 설치개구들의 크기를 동일하게 분할하는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 구획프레임(721, 722) 및 상기 분할프레임(730)은, 상기 외곽프레임(710)의 각 변(711, 712)을 3개 이상으로 분할하는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722)은, 서로 직교하여 설치되거나,
    상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722)은, 상기 외곽프레임(710)의 대각선에 대응되어 설치되거나,
    상기 제1구획프레임(721) 및 상기 제2구획프레임(722)은, 각각 상기 외곽프레임(710)의 서로 대향되는 변(711, 712)들을 연결하며, 교차각의 예각이 90˚보다 작게 설치된 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 안테나부(500)는,
    상기 외곽프레임(710)의 중심(O)을 둘러싸는 중앙영역에 설치된 중앙 안테나군(530)과;
    상기 외곽프레임(710)에 인접하여 상기 중앙 안테나군(530)을 둘러싸는 외곽영역에 설치된 외곽 안테나군(510)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 안테나부(500)는,
    상기 중앙 안테나군(530) 및 상기 외곽 안테나군(510) 사이에 상기 중앙 안테나군(530)과 동심을 이루어 배치되는 하나 이상의 중간 안테나군(540)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치.
  11. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 안테나부(500)는,
    상기 외곽프레임(710)의 중심(O)을 둘러싸는 중앙영역에 설치된 중앙 안테나군(530)과;
    상기 외곽프레임(710)에 인접하여 상기 중앙 안테나군(530)을 둘러싸는 외곽영역에 설치된 외곽 안테나군(510)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 안테나부(500)는,
    상기 중앙 안테나군(530) 및 상기 외곽 안테나군(510) 사이에 상기 중앙 안테나군(530)과 동심을 이루어 배치되는 하나 이상의 중간 안테나군(540)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유도결합 플라즈마 처리장치.
KR1020210072873A 2021-06-04 2021-06-04 유도결합 플라즈마 처리장치 KR20220164294A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210072873A KR20220164294A (ko) 2021-06-04 2021-06-04 유도결합 플라즈마 처리장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210072873A KR20220164294A (ko) 2021-06-04 2021-06-04 유도결합 플라즈마 처리장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220164294A true KR20220164294A (ko) 2022-12-13

Family

ID=84439042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210072873A KR20220164294A (ko) 2021-06-04 2021-06-04 유도결합 플라즈마 처리장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220164294A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102491945B1 (ko) 기판 처리 장치
KR102508029B1 (ko) 유도 결합 플라즈마용 안테나 유닛, 유도 결합 플라즈마 처리 장치 및 유도 결합 플라즈마 처리 방법
KR101406676B1 (ko) 유도 결합 플라즈마 처리 장치
JP2018014337A (ja) 誘導結合プラズマ(icp)リアクタの電力堆積制御
KR20100035170A (ko) 플라즈마의 방사상 불균일성을 최소화하기 위한 유도성 엘리먼트들의 어레이
CN111430210B (zh) 电感耦合等离子体处理装置
JP2013258307A (ja) プラズマ処理装置、プラズマ生成装置、アンテナ構造体、及びプラズマ生成方法
KR101768744B1 (ko) 유도 결합 플라즈마 처리 장치
KR20070017616A (ko) 다중 안테나 구조
KR20220164294A (ko) 유도결합 플라즈마 처리장치
KR101718182B1 (ko) 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 생성 장치, 안테나 구조체, 및 플라즈마 생성 방법
US20050103443A1 (en) Plasma device
CN104602434A (zh) 电感耦合型等离子体处理装置及其自感应线圈
KR20210149511A (ko) 기판처리장치
KR20120048919A (ko) 유도결합 플라즈마 처리장치
KR20170076158A (ko) 유도결합 플라즈마 안테나 및 이를 이용한 유도결합 플라즈마 발생장치
KR20220151461A (ko) 유도결합 플라즈마 처리장치
KR20230087233A (ko) 유도결합 플라즈마 처리장치
KR101949850B1 (ko) 유도결합 플라즈마 처리장치
TWI466596B (zh) 電漿製程設備(一)
KR20230059442A (ko) 유도결합 플라즈마 처리장치
KR101139829B1 (ko) 다중 가스공급장치 및 이를 구비한 플라즈마 처리장치
KR101777047B1 (ko) 슬릿을 구비한 대면적 용량 결합성 플라즈마 전극
KR102020622B1 (ko) 유도결합 플라즈마 처리장치
KR102501089B1 (ko) 기판 처리 장치