KR980013548A - 고밀도 플라즈마 형성 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 형성에 관한 것으로, 특히 고밀도의 플라즈마 형성이 가능하도록한 고밀도 플라즈마 형성 장치에 관한 것이다.

본 발명의 플라즈마 형성 장치는 플라즈마 생성에 사용되는 가스가 유입되는 가스유입구 및 플라즈마 생성에 사용된 가스가 배출되는 배기구를 갖는 챔버와, 상기 챔버내의 상측에 위치하는 상부 전극과, 상기 챔버내의 하측에 위치하는 하부 전극과, 상기 챔버의 외측 둘레에 감겨져 인가되는 Rf 교류 전류에 의해 자기장을 발생하는 코일과, 상기 챔버의 상,하측에 구성되어 자력선을 챔버의 상단과 하단으로 밀집시키는 철심을 포함하여 구성되어 챔버의 상측과 하측에 구성되어 자력선을 모아주는 철심에 의해 챔버에 가해지는 자기장이 전체적으로 균일하게 되어 챔버내부의 전체에서 균일한 플라즈마가 형성된다.

그러므로 플라즈마를 이용한 식각, 스퍼터링 등의 반도체 제조 공정이 정확하게 이루어져 신뢰성을 높이는 효과가 있다.

Description

고밀도 플라즈마 형성 장치

본 발명은 플라즈마 형성에 관한 것으로, 특히 고밀도의 플라즈마 형성이 가능하도록한 고밀도 플라즈마 형성 장치에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술의 플라즈마 형성 장치에 관하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술의 플라즈마 형성 장치의 구성도이고, 도 2는 플라즈마 형성 장치의 자기장 발생 상태도이다.

패러데이(Faraday) 유도 법칙을 이용한 고밀도 플라즈마 형성 장치는 이미 개발되어 있으며 그 방식은 R I(Reactive Ion)유형의 플라즈마 생성 장치에다 유도 전기장을 일으키는 코일로 구성되어 있다.

종래 기술의 플라즈마 형성 장치는 챔버(4)내부로 플라즈마를 형성시키기 위한 가스가 유입되는 가스 유입구(1)와, 챔버(4)내부의 상하로 구성되어 플라즈마를 생성하기 위해 Rf의 전압이 인가되는 상부 전극(2), 하부 전극(3)과, 상기 챔버(4)의 주위에 감겨져 자기장을 발생하는 코일(6)과, 챔버(4)에서 플라즈마 생성에 사용된 가스가 배출되는 배기구(5)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래 기술의 플라즈마 형성 장치의 플라즈마 생성 동작은 다음과 같다.

먼저, 챔버(4)내부로 플라즈마 형성에 사용될 가스가 가스 유입구(1)를 통하여 유입된다.

그리고 챔버(4)의 상하에 위치한 상부 전극(2)과, 하부 전극(3)에 Rf(Radio-frequency)의 전압을 인가하여 플라즈마를 형성한다.

이때, 챔버(4)주위에 감겨진 코일(6)에 Rf의 교류 전류가 흘러 시간에 따라 변하는 자기장이 챔버(4) 내부에 형성된다.

이러한 자기장에 의해 챔버(4) 내부에 유도 전기장이 수직한 방향으로 형성된다.

상기의 유도 전기장에 의해 플라즈마의 양이온과 전자는 반대 방향의 원운동을 하게 된다.

그리고 코일(6)에 인가되는 Rf 전압의 극성이 바뀌면 유도 전기장의 방향도 바뀌어 각 전하의 이동 방향도 반대로 된다.

상기와 같이 방향이 변화되는 유도 전기장에 의해 그 운동이 활발해진 전하들은 입자들간의 더욱 많은 충돌을 일으켜 고밀도 플라즈마가 생성되게 된다.

종래 기술의 플라즈마 형성 장치는 도 2에서와 같이, 챔버(4)를 감고 있는 코일(6)이 솔레노이드(Solenoid) 형식으로 구성되어 챔버(4)에 가해지는 자기장이 상,하 방향에서 상대적으로 약해져 챔버(4)의 상단과 하단에 유도되는 전기장 역시 약해지게 된다.

그러므로 챔버(4)의 전체에서 균일한 플라즈마의 형성이 어렵다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 플라즈마 형성 장치의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 전체적으로 유도되는 전기장의 세기를 균일하게 하여 고밀도의 플라즈마 형성이 가능하도록한 고밀도 플라즈마 형성 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술의 플라즈마 형성 장치의 구성도,

도 2는 플라즈마 형성 장치의 자기장 발생 상태도,

도 3은 본 발명의 플라즈마 형성 장치의 구성도,

도 4는 본 발명의 플라즈마 형성 장치의 자기장 발생 상태도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

30. 가스 유입구, 31.32. 철심, 33. 상부 전극, 34. 하부 전극, 35. 챔버, 36. 배기구, 37. 코일

본 발명의 고밀도 플라즈마 형성 장치는 플라즈마 생성에 사용되는 가스가 유입되는 가스 유입구 및 플라즈마 생성에 사용된 가스가 배출되는 배기구를 갖는 챔버와, 상기 챔버내의 상측에 위치하는 상부 전극과, 상기 챔버내의 하측에 위치하는 하부 전극과, 상기 챔버의 외측 둘레에 감겨져 인가되는 Rf 교류 전류에 의해 자기장을 발생하는 코일과, 상기 챔버의 상,하측에 구성되어 자력선을 챔버의 상단과 하단으로 밀집시키는 철심을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 고밀도 플라즈마 형성 장치에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 플라즈마 형성 장치의 구성도이고, 도 4는 본 발명의 플라즈마 형성 장치의 자기장 발생 상태도이다.

본 발명의 플라즈마 형성 장치는 균일한 플라즈마의 생성을 위하여 챔버의 상측과 하측에 철심을 위치시켜 자력선을 챔버의 상단과 하단으로 밀집시킨 것이다.

본 발명의 플라즈마 형성 장치는 먼저, 플라즈마 생성에 사용되는 가스가 유입되는 가스 유입구(30) 및 플라즈마 생성에 사용된 가스가 배출되는 배기구(36)를 갖는 챔버(35)와, 상기 챔버내의 상측에 위치하는 상부 전극(33)과, 상기 챔버(35)내의 하측에 위치하는 하부 전극(34)과, 상기 챔버(35)의 외측 둘레에 감겨져 인가되는 Rf 교류 전류에 의해 자기장을 발생하는 코일(37)과, 상기 챔버(35)의 상,하측에 구성되어 자력선을 챔버(35)의 상단과 하단으로 밀집시키는 철심(31)(32)을 포함하여 구성된다.

상기와 같은 본 발명의 고밀도 플라즈마 형성 장치의 동작은 다음과 같다.

먼저, 플라즈마를 형성시키기 위한 가스가 가스 유입구(30)를 통하여 유입되고 코일(37)에 Rf 전류가 인가되면 챔버(35)내부에 플라즈마가 발생한다.

이때, 챔버(35)를 감싸고 있는 코일(37)에 흐르는 Rf 전류에 의해 챔버(35)내부에 자기장이 형성된다.

상기의 자기장은 챔버(35)의 상측과 하측에 구성된 철심(31)(32)에 의해 도 4에서와 같이, 챔버(35)의 상단과 하단에 모아지게 된다.

자기장의 방향이 인가되는 Rf 전류의 극성이 변하는 것에 따라 변화되면 그에 의해 챔버(35)내의 양이온과 전자들의 운동 방향도 바뀌게된다.

상기와 같이 운동 방향이 바뀌는 것에 따라 각 입자들간의 충돌이 많아져 고밀도의 플라즈마를 형성하게 된다.

본 발명의 고밀도 플라즈마 형성 장치는 챔버(35)의 상측과 하측에 구성되어 자력선을 모아주는 철심(31)(32)에 의해 챔버(35)에 가해지는 자기장이 전체적으로 균일하게 되어 챔버(35)내부의 전채에서 균일한 플라즈마가 형성된다.

그러므로 플라즈마를 이용한 식각, 스퍼터링 등의 반도체 제소 공정이 정확하게 이루어져 신뢰성을 높이는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 플라즈마 생성에 사용되는 가스가 유입되는 가스 유입구 및 플라즈마 생성에 사용된 가스가 배출되는 배기구를 갖는 챔버와, 상기 챔버내의 상측에 위치하는 상부 전극과, 상기 챔버내의 하측에 위치하는 하부 전극과, 상기 챔버의 외측 둘레에 감겨져 인가되는 Rf교류 전류에 의해 자기장을 발생하는 코일과, 상기 챔버의 상,하측에 구성되어 자력선을 챔버의 상단과 하단으로 밀집시키는 철심을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 플라즈마 형성 장치.
2. 제 1 항에 있어서 철심은 코일이 감겨진 방향에 수직하게 챔버외부의 일측과 그에 마주하는 타측에 구성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 플라즈마 형성 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 철심은 그 중앙 부분이 챔버를 향하여 돌출된 것을 특징으로 하는 고밀도 플라즈마 형성장치.

   ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임,