KR100418261B1 - Plasma processing apparatus to treat both surfaces of a target - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시편의 양면처리가 가능한 유도결합형 플라즈마 가공장치에 관한 것으로서, 상기한 플라즈마 가공장치는 플라즈마가 생성되는 챔버, 상기 챔버 내로 반응 개스를 공급하는 개스 주입구, 상기 챔버 내부를 진공으로 유지하고 반응이 종결되면 반응 개스를 배출하기 위한 진공펌프, 상기 챔버 내에 설치되는 양면 처리가 요구되는 시편, 상기 시편을 지지하는 지지대를 포함하고, 상기 시편의 전후에 rf 전력 원에 임피던스 정합된 한쌍의 안테나가 존재하고, 상기 한 쌍의 안테나에 고주파 전력이 인가되면 플라즈마가 시편의 전후에서 생성되고 생성된 플라즈마는 바이어스 전압을 인가하는 다른 전력원에 의해 시편으로 입사하여 상기 시편의 양면을 동시에 처리하는 구조를 갖는다.The present invention relates to an inductively coupled plasma processing apparatus capable of double-sided processing of a specimen, wherein the plasma processing apparatus includes a chamber in which a plasma is generated, a gas inlet for supplying a reaction gas into the chamber, and a vacuum inside the chamber. A pair of antennas including a vacuum pump for discharging the reaction gas upon completion of the reaction, a specimen requiring double-sided treatment installed in the chamber, a support for supporting the specimen, and an impedance matching to an rf power source before and after the specimen; Is present, when high frequency power is applied to the pair of antennas, plasma is generated before and after the specimen, and the generated plasma is incident on the specimen by another power source applying a bias voltage to simultaneously process both sides of the specimen. Has
Description
본 발명은 플라즈마 가공장치에 관한 것으로써, 보다 구체적으로는, 시편의 양면처리가 가능한 유도결합형 플라즈마 가공장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma processing apparatus, and more particularly, to an inductively coupled plasma processing apparatus capable of double-sided treatment of a specimen.
플라즈마 가공장치로는 크게 축전 용량성 플라즈마 발생원 (capacitively coupled plasma source)과 유도결합형 플라즈마 발생원 (inductively coupled plasma source) 및 플라즈마 웨이브(plasma wave)를 이용한 헬리콘(Helicon)과 마이크로웨이브 플라즈마 원(microwave plasma source) 등이 제안되어 있다. 그 중에서, 낮은 운전 압력에서 고 밀도의 플라즈마를 형성할 수 있는 유도결합형 플라즈마 발생원이 널리 사용되고 있다.Plasma processing equipment is largely a Helicon and microwave plasma source using a capacitively coupled plasma source, an inductively coupled plasma source, and a plasma wave. plasma source). Among them, inductively coupled plasma generators capable of forming high density plasma at low operating pressures are widely used.
도 1은 종래 일반적으로 사용되고 있는 유도결합형 플라즈마 가공장치(또는 처리장치)를 도시한 것으로서, 상기한 유도결합형 플라즈마 가공장치(100)는 플라즈마(6)가 생성되는 챔버(1), 상기 챔버(1) 내로 반응개스를 공급하는 개스주입구(2), 상기 챔버(1) 내부를 진공으로 유지하고 반응이 종결되면 반응개스를 배출하기 위한 진공펌프(3)를 포함한다, 또한 상기 챔버(1)의 내부에는 처리하고자 하는 시편(4) (예를 들면, 웨이퍼)를 올려놓기 위한 시편 홀더(또는 지지대)(5)가 설치되며, 상기 챔버(1)의 상부에는 rf 전력원(9)이 접속된 안테나(7)가 설치된다. 상기 안테나(7)에 임피던스 정합(8)된 rf 전력원(9)으로부터 전력이 부가되면 안테나(7)에 rf 파워, 즉 rf 전위와 전류가 인가된다. 인가된 rf 전위는 상기 안테나(7)를 격리한 절연체(10)의 수직 방향으로 시간에 따라 변하는 전기장을 형성하고 안테나(7)에 흐르는 rf 전류는 반응 챔버(1) 내부공간(11)에 자기장을 만들고 이 자기장에 의해서 유도 전기장이 형성되게 된다. 이 때, 챔버(1) 내부의 반응 개스는 인가된 전기장으로부터 이온화에 필요한 충분한 에너지를 얻고 플라즈마(6)를 형성한다. 형성된 플라즈마(6)는 바이어스 전압을 인가하는 다른 전력원(직류 또는 RF)(12)에 의해 시편 홀더(5)에 설치된 시편(4)으로 입사하여 상기 시편(4)을 처리하게 된다. FIG. 1 illustrates an inductively coupled plasma processing apparatus (or processing apparatus) generally used in the related art. The inductively coupled plasma processing apparatus 100 includes a chamber 1 in which a plasma 6 is generated, and the chamber. (1) a gas inlet (2) for supplying a reaction gas into the chamber, and a vacuum pump (3) for maintaining the inside of the chamber (1) in a vacuum and discharging the reaction gas when the reaction is completed, and the chamber (1) ) Is provided with a specimen holder (or support) 5 for placing the specimen 4 (e.g., wafer) to be processed, and an rf power source 9 at the top of the chamber 1 is provided. The connected antenna 7 is provided. When power is added from the rf power source 9 with impedance matching 8 to the antenna 7, rf power, ie rf potential and current, is applied to the antenna 7. The applied rf potential forms an electric field that changes with time in the vertical direction of the insulator 10 that isolates the antenna 7, and the rf current flowing through the antenna 7 is a magnetic field in the internal space 11 of the reaction chamber 1. And the magnetic field creates an induction electric field. At this time, the reaction gas inside the chamber 1 obtains sufficient energy for ionization from the applied electric field and forms the plasma 6. The formed plasma 6 enters the specimen 4 installed in the specimen holder 5 by another power source (direct current or RF) 12 that applies a bias voltage to process the specimen 4.
그러나, 상기한 종래의 유도 결합형 플라즈마 가공장치는 플라즈마가 형성되는 영역이 시편의 앞에 위치하여 만들어진 플라즈마가 확산에 의해서 시편에 도달함으로 대부분 시편의 한 면만 처리됨으로써 양면 모두 처리하기 위해서 한번 처리한 후 시편을 뒤집어 놓고 한번 더 처리해야 하는 문제가 발생한다.However, in the conventional inductively coupled plasma processing apparatus, since the plasma is formed at the front of the specimen and the plasma generated reaches the specimen by diffusion, only one side of the specimen is treated and then once treated to process both sides. The problem arises: the specimen has to be flipped over and processed again.
본 발명자들은 상기한 문제점을 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 시편의 전후에 한 쌍의 안테나를 설치하고, 이들에 임피던스 정합된 rf 전력 원을 통하여 고주파 전력을 인가하여 시편의 전후에 플라즈마를 발생시키고, 생성된 플라즈마를 시편으로 입사시킴으로써 시편의 양면을 한번에 처리할 수 있음을 확인하였다.As a result of earnest research to solve the above problems, the present inventors have installed a pair of antennas before and after the specimens, and applied plasma with the high frequency power through the impedance-matched rf power source to generate plasma before and after the specimens. It was confirmed that both sides of the specimen can be processed at once by injecting the generated plasma into the specimen.
따라서, 본 발명의 목적은 시편의 양면 처리가 가능한 유도결합형 플라즈마 가공장치를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an inductively coupled plasma processing apparatus capable of treating both surfaces of a specimen.
본 발명의 다른 목적은 시편의 전후에서 두 개의 플라즈마가 형성되는 영역을 만들어 대형 시편의 양면을 동시에 처리할 수 있는 유도결합형 플라즈마 가공장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an inductively coupled plasma processing apparatus capable of simultaneously processing both sides of a large specimen by making a region in which two plasmas are formed before and after the specimen.
상기한 본 발명의 목적 및 본 발명의 상세한 설명에서 기술될 또 다른 목적은 플라즈마가 생성되는 챔버, 상기 챔버 내로 반응개스를 공급하는 개스 주입구, 상기 챔버 내부를 진공으로 유지하고 반응이 종결되면 반응개스를 배출하기 위한 진공펌프, 상기 챔버 내에 설치되는 양면처리가 요구되는 시편, 상기 시편을 지지하는 지지대를 포함하고, 상기 시편의 전후에 rf 전력원에 임피던스 정합된 한 쌍의 안테나가 존재하고, 상기 한 쌍의 안테나에 고주파 전력이 인가되면 플라즈마가 시편의 전후에서 생성되고 생성된 플라즈마는 바이어스 전압을 인가하는 다른 전력원(DC 혹은 RF)에 의해 시편으로 입사하여 상기 시편의 양면을 동시에 처리하는 구조를 갖는 플라즈마 가공장치를 제공함에 의해 성취될 수 있다.Another object to be described in the above object of the present invention and in the detailed description of the present invention is a chamber in which a plasma is generated, a gas inlet for supplying a reaction gas into the chamber, and maintaining the inside of the chamber in a vacuum and when the reaction is completed, the reaction gas. A pair of antennas including a vacuum pump for discharging the gas, a specimen requiring double-sided treatment installed in the chamber, a support for supporting the specimen, and an impedance matched to an rf power source before and after the specimen; When high frequency power is applied to a pair of antennas, plasma is generated before and after the specimen, and the generated plasma is incident on the specimen by another power source (DC or RF) applying a bias voltage to simultaneously process both sides of the specimen. It can be achieved by providing a plasma processing apparatus having a.
도 1은 종래 일반적으로 사용되고 있는 유도결합형 플라즈마 가공장치의 개략도이다. 1 is a schematic diagram of an inductively coupled plasma processing apparatus that is generally used in the prior art.
도 2 및 3은 본 발명에 따른 유도결합형 플라즈마 가공장치의 바람직한 구현 예이다. 2 and 3 is a preferred embodiment of the inductively coupled plasma processing apparatus according to the present invention.
도 4는 본 발명에 사용될 수 있는 안테나의 예시적 구조도이다. 4 is an exemplary structural diagram of an antenna that can be used in the present invention.
도 5는 안테나가 챔버 내부에 위치하는 본 발명의 플라즈마 가공 장치의 구현 예이다. 5 is an embodiment of a plasma processing apparatus of the present invention in which the antenna is located inside the chamber.
도 6은 절연체 관속에 삽입되어 있는 안테나에 대한 구조도이다. 6 is a structural diagram of an antenna inserted into an insulator tube.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for main parts of the drawing
100: 종래의 플라즈마 가공장치 200,300: 본 발명의 플라즈마 가공장치100: conventional plasma processing apparatus 200, 300: plasma processing apparatus of the present invention
400a, 400b, 400c: 안테나400a, 400b, 400c: antenna
1: 챔버 2, 2a, 2b: 개스 주입구1: chamber 2, 2a, 2b: gas inlet
3: 진공펌프 4: 시편3: vacuum pump 4: specimen
5: 시편 홀더(또는 지지대) 6, 6a, 6b: 플라즈마5: specimen holder (or support) 6, 6a, 6b: plasma
7, 7a, 7b: 안테나 8, 8a, 8b: 임피던스 정합부7, 7a, 7b: antenna 8, 8a, 8b: impedance matching part
9, 9a, 9b: rf 전력원 10, 10a, 10b: 절연체9, 9a, 9b: rf power source 10, 10a, 10b: insulator
11: 반응 챔버 내부공간 12: 시편에 부가된 전력원11: internal space of reaction chamber 12: power source added to the specimen
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 가공장치의 바람직한 구현 예로서, 상기한 플라즈마 가공장치(200)는 플라즈마(6a, 6b)가 생성되는 챔버(1), 상기 챔버(1) 내로 반응개스를 공급하는 개스 주입구(2a, 2b)(단, 개스 주입구의 분리는 편의상 채택한 수단이며 반응개스를 챔버 내부에 골고루 유지할 수 있으면 하나로 통합될 수 있을 것이다), 상기 챔버(1) 내부를 진공으로 유지하고 반응이 종결되면 반응개스를 배출하기 위한 진공펌프(3)를 포함한다, 또한 상기 챔버(1)의 내부에는 처리하고자 하는 시편(예를 들면, 웨이퍼)(4)을 챔버(1)의 세로축 방향으로 설치하기 위한 지지대(5)가 설치되며, 상기 시편의 전후에는 서로 독립적으로 rf 전력원(9a, 9b)에 접속된 한 쌍의 안테나(7a, 7b)가 설치된다. 상기 안테나(7a, 7b)에 임피던스 정합(8a, 8b)된 rf 전력원(9a, 9b)으로부터 전력이 부가되면 안테나(7a, 7b)에 rf 파워, 즉 rf 전위와 전류가 인가된다. 인가된 rf 전위는 상기 안테나(7a, 7b)를 격리한 절연체(10a, 10b)의 수직 방향으로 시간에 따라 변하는 전기장을 형성하고 안테나(7a, 7b)에 흐르는 rf 전류는 반응 챔버(1) 내부공간(11)에 자기장을 만들고 이 자기장에 의해서 유도 전기장이 형성되게 된다. 이 때, 챔버(1) 내부의 반응 개스는 인가된 전기장으로부터 이온화에 필요한 충분한 에너지를 얻어 시편의 전후에서 플라즈마(6a, 6b)를 형성한다. 형성된 플라즈마(6a, 6b)는 바이어스 전압을 인가하는 다른 전력원(Dc 혹은 RF)(12)에 의해 지지대(5)로 지지된 시편(4)으로 입사하여 상기 시편(4)의 양면을 동시에 처리하게 된다. Figure 2 is a preferred embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention, the plasma processing apparatus 200 is to supply a reaction gas into the chamber 1, the chamber 1, the plasma (6a, 6b) is generated Gas inlets 2a and 2b (however, separation of the gas inlets is a means adopted for convenience and can be integrated into one if the reaction gas can be maintained evenly in the chamber), and the inside of the chamber 1 is kept in vacuum and the reaction is And a vacuum pump 3 for discharging the reaction gas upon completion thereof. Also, a specimen (for example, wafer) 4 to be processed is installed in the longitudinal direction of the chamber 1 in the chamber 1. A support 5 is provided, and a pair of antennas 7a and 7b connected to the rf power sources 9a and 9b independently of each other are provided before and after the specimen. When power is added from the rf power sources 9a and 9b with impedance matching 8a and 8b to the antennas 7a and 7b, rf power, that is, rf potential and current, is applied to the antennas 7a and 7b. The applied rf potential forms an electric field that changes with time in the vertical direction of the insulators 10a and 10b that isolate the antennas 7a and 7b, and the rf current flowing through the antennas 7a and 7b is internal to the reaction chamber 1. A magnetic field is created in the space 11, and an induction electric field is formed by the magnetic field. At this time, the reaction gas inside the chamber 1 obtains sufficient energy for ionization from the applied electric field to form plasmas 6a and 6b before and after the specimen. The formed plasmas 6a and 6b enter the specimen 4 supported by the support 5 by another power source (Dc or RF) 12 applying a bias voltage to simultaneously process both sides of the specimen 4. Done.
도 2에 개시된 플라즈마 가공장치는 시편의 전후에 배치된 한쌍의 안테나(7a, 7b)가 서로 독립적으로 rf 전력원(9a, 9b)에 연결됨으로써 양면의 플라즈마 밀도가 임으로 조절될 수 있다는 장점을 가지고 있다. The plasma processing apparatus disclosed in FIG. 2 has an advantage that the plasma density of both sides can be arbitrarily adjusted by connecting a pair of antennas 7a and 7b disposed before and after the specimen to the rf power sources 9a and 9b independently of each other. have.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 가공장치의 또 다른 바람직한 구현 예로서, 상기한 플라즈마 가공장치(300)는 플라즈마(6a, 6b)가 생성되는 챔버(1), 상기 챔버(1) 내로 반응개스를 공급하는 개스 주입구(2a, 2b)(상기한 바와 같이, 반응개스를 챔버 내부에 골고루 유지할 수 있으면 이들은 하나로 통합될 수 있을 것이다), 상기 챔버(1) 내부를 진공으로 유지하고 반응이 종결되면 반응개스를 배출하기 위한 진공펌프(3)를 포함한다, 또한 상기 챔버(1)의 내부에는 처리하고자 하는 시편(예를 들면, 웨이퍼)(4)을 챔버(1)의 세로축 방향으로 설치하기 위한 지지대(5)가 설치되며, 상기 시편의 전후에는 하나의 rf 전력원(9)에 동시 접속된 한쌍의 안테나(7a, 7b)가 설치된다. 상기 안테나(7a, 7b)에 임피던스 정합(8)된 rf 전력원(9)으로부터 전력이 부가되면 안테나(7a, 7b)에 rf 파워, 즉 rf 전위와 전류가 인가된다. 인가된 rf 전위는 상기 안테나(7a, 7b)를 격리한 절연체(10a, 10b)의 수직 방향으로 시간에 따라 변하는 전기장을 형성하고 안테나(7a, 7b)에 흐르는 rf 전류는 반응 챔버(1) 내부공간(11)에 자기장을 만들고 이 자기장에 의해서 유도 전기장이 형성되게 된다. 이 때, 챔버(1) 내부의 반응 개스는 인가된 전기장으로부터 이온화에 필요한 충분한 에너지를 얻어 시편의 전후에서 플라즈마(6a, 6b)를 형성한다. 형성된 플라즈마(6a, 6b)는 바이어스 전압을 인가하는 다른 전력원(12)에 의해 지지대(5)로 지지된 시편(4)으로 입사하여 상기 시편(4)의 양면을 동시에 처리하게 된다. Figure 3 is another preferred embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention, the plasma processing apparatus 300 is a chamber (1) where the plasma (6a, 6b) is generated, the reaction gas into the chamber (1) Gas inlets 2a, 2b for supplying (as described above, if the reaction gas can be maintained evenly inside the chamber, they may be integrated into one), and the chamber 1 is kept under vacuum and the reaction is completed when the reaction is completed. And a vacuum pump 3 for discharging the gas, and a support for installing a specimen (for example, wafer) 4 to be processed in the longitudinal axis direction of the chamber 1 in the chamber 1. (5) is provided, and a pair of antennas 7a and 7b simultaneously connected to one rf power source 9 are provided before and after the specimen. When power is added from the rf power source 9 with impedance matching 8 to the antennas 7a and 7b, rf power, that is, rf potential and current, is applied to the antennas 7a and 7b. The applied rf potential forms an electric field that changes with time in the vertical direction of the insulators 10a and 10b that isolate the antennas 7a and 7b, and the rf current flowing through the antennas 7a and 7b is internal to the reaction chamber 1. A magnetic field is created in the space 11, and an induction electric field is formed by the magnetic field. At this time, the reaction gas inside the chamber 1 obtains sufficient energy for ionization from the applied electric field to form plasmas 6a and 6b before and after the specimen. The formed plasmas 6a and 6b are incident on the specimen 4 supported by the support 5 by another power source 12 applying a bias voltage to simultaneously process both surfaces of the specimen 4.
상기한 하나의 rf 전력원(9)에 한쌍의 안테나(7a, 7b)가 접속된 경우, 시편(4)의 양면을 균일하게 처리하기 위해 한쌍의 안테나(7a, 7b)의 중간지점에 연결점을 형성하여 안테나에 인가되는 전력의 위상을 서로 같게 하는 것이 바람직하다. 다만, 시편의 양면에 대한 비 균일한 처리가 요구되는 경우 중간지점이 아니라 어느 하나의 안테나에 치우진 연결을 취할 수도 있다.When a pair of antennas 7a and 7b are connected to the one rf power source 9, a connection point is provided at an intermediate point of the pair of antennas 7a and 7b to uniformly treat both sides of the specimen 4. It is preferable to form them so that the phases of the power applied to the antennas are the same. However, if non-uniform processing of both sides of the specimen is required, a biased connection may be made to either antenna, not to the intermediate point.
본 발명은 또한 반응 챔버 내부에 전자기장을 인가하는 안테나의 형태에 특별히 제한되지 아니하며, 반응 챔버 내부에 전자기장을 인가할 수 있는 안테나이면 널리 사용될 수 있다. 즉, 시편의 한 면을 처리하기 위해 종래 사용된 일반적인 안테나가 널리 사용될 수 있다. 그 예로는 종래 플라즈마 가공장치에 널리 사용되어온도 4a에 개시된 평면 나선형 안테나(400a) 및 이의 변형된 형태,도 4b에 개시된 각진 형태(400b) 및도 4c에 개시된 내부 코일 및 외부코일에 흐르는 전류가 서로 반대방향으로 형성되는 구조(400c)도 포함하며, 단일 안테나뿐만 아니라 안테나 어레이를 한 쌍으로 채용할 수도 있다. 따라서, 본 발명은 안테나의 형태에 구애받지 않고, 반응 챔버의 내부에 전자기장을 인가할 수 있는 것이면 본 발명의 플라즈마 가공장치에 널리 사용될 수 있다고 해석되어야 한다.The present invention is also not particularly limited to the form of an antenna for applying an electromagnetic field inside the reaction chamber, and may be widely used as long as the antenna can apply an electromagnetic field inside the reaction chamber. That is, a general antenna conventionally used to process one side of the specimen may be widely used. Examples include the planar spiral antenna 400a disclosed in FIG. 4A and its modified form, the angular form 400b disclosed in FIG. 4B , and the current flowing through the inner coil and the external coil disclosed in FIG. 4C , which are widely used in the conventional plasma processing apparatus . It also includes a structure 400c formed in the opposite direction to each other, it is also possible to employ a pair of antenna array as well as a single antenna. Therefore, it should be construed that the present invention can be widely used in the plasma processing apparatus of the present invention as long as it can apply an electromagnetic field to the inside of the reaction chamber regardless of the shape of the antenna.
또한, 본 발명의 플라즈마 가공장치는 통상 시편의 전후에 배치된 두 개의 안테나가 서로 동일한 "한쌍"의 안테나를 채용하는 것이 바람직하나, 시편의 앞면 및 뒷면에 있어서 요구되는 처리 수준을 고려하여 서로 상이한 형태의 안테나가 시편의 전후에 배치될 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 "한쌍의 안테나"라 함은 시편의 전후에 배치된 두 개의 안테나가 서로 동일한 경우뿐만 아니라 서로 동일하지 아니한 경우도 포함한다고 해석되어야 한다.In addition, in the plasma processing apparatus of the present invention, it is preferable that two antennas arranged before and after the specimen generally adopt the same pair of antennas, but different from each other in consideration of the required processing level on the front and rear surfaces of the specimen. An antenna of the form may be disposed before and after the specimen. Therefore, the term "pair of antennas" in the present specification should be interpreted to include the case where two antennas arranged before and after the specimen are not the same as well as the case where they are the same as each other.
그리고, 플라즈마 처리될 시편은 통상 전후에 배치된 안테나와 동일한 중심, 즉 두 안테나와 같은 거리에 위치하는 것이 바람직하나, 시편의 어느 한면 보다 다른 한 면이 보다 높은 수준의 플라즈마 처리가 요구되는 경우 시편이 어느 하나의 안테나에 보다 가깝게 위치할 수 있으며, 본 발명은 이를 포함한다.In addition, the specimen to be plasma-treated is usually preferably located at the same center as the antennas arranged before and after, i.e., at the same distance as the two antennas, but when one side of the specimen is required to have a higher level of plasma treatment, the specimen It may be located closer to any one of the antennas, and the present invention includes this.
한편, 상기도 2및도 3에 개시된 본 발명의 플라즈마 가공장치는 예시적이 것에 불과하며 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기도 2및도 3은 챔버 내부에 전자기장을 인가하는 안테나가 챔버의 외부에 위치하는 것을 개시하고 있으나, 필요한 경우 챔버 내부에 위치할 수도 있다(도 5참조). 처리하고자 하는 시편의 크기가 대형화되면 안테나를 격리하기 위해 사용해야 할 절연체의 크기도 그에 비례하여 커져야 한다. 석영(quartz) 또는 유전체와 같은 절연체의 크기가 커지면 그 진공 압력에 견디기 위한 기계적인 강도도 커져야 함으로 절연체의 두께가 매우 두꺼워져야 한다. 그러나 이와 같은 절연체는 실제 제작이 거의 불가능하고 경제성이 없으므로 안테나를 절연체 외부에 설치하는 구조는 불가능하게 된다. 이와 같은 문제는 안테나를 반응기 내부에 삽입함으로써 해결될 수 있으며, 본 발명은 이를 포함한다. 한편, 안테나를 반응기 내부에 배치하는 경우, 반응 챔버 내부에 생성된 플라즈마로부터의 스퍼터링에 의해 도체로 만들어진 안테나의 손상이 일어날 수 있으며, 이러한 문제점은 석영 또는 유전체와 같은 절연체의 관속에 안테나를 삽입하거나 또는 절연체로 안테나를 코팅함으로써 형성된 플라즈마로부터 안테나를 격리시킴으로써 해결할 수 있다.도 6은 절연체(10)의 관속에 안테나(7)가 삽입된 구조를 도시한 것으로서, 절연체(10)는 챔버 내부에 설치된 안테나(7)가 플라즈마에 의해 손상되는 것을 방지한다.Meanwhile, the plasma processing apparatus of the present invention disclosed in FIGS . 2 and 3 is merely exemplary and various modifications are possible. For example, FIG. 2 and FIG. 3 disclose that an antenna for applying an electromagnetic field inside the chamber is located outside the chamber, but may be located inside the chamber if necessary (see FIG. 5 ). As the size of the specimen to be processed increases, the size of the insulator to be used to isolate the antenna must increase proportionately. As the size of an insulator, such as quartz or dielectric, increases, the mechanical strength to withstand its vacuum pressure must also increase, making the thickness of the insulator very thick. However, since such an insulator is practically impossible to manufacture and economical, it is impossible to install the antenna outside the insulator. This problem can be solved by inserting the antenna into the reactor, and the present invention includes it. On the other hand, when the antenna is placed inside the reactor, damage to the antenna made of the conductor may occur by sputtering from the plasma generated inside the reaction chamber, and this problem may be caused by inserting the antenna into a tube of an insulator such as quartz or a dielectric. Or by isolating the antenna from the plasma formed by coating the antenna with an insulator. FIG. 6 illustrates a structure in which the antenna 7 is inserted into the tube of the insulator 10, and the insulator 10 prevents the antenna 7 installed inside the chamber from being damaged by the plasma.
본 발명의 플라즈마 가공장치는 여러 가지 응용분야에 적용될 수 있으며, 그 예로는 일반 PCB 스트립(strip) 또는 BGA(Ball Grid Array), PGA(Pin-Grid Array)가 패키지되어 있는 PCB 스트립의 세정, TFT-LCD용 대면적 유리의 전세정, TFT-LCD용 대면적 유리에 올려진 PR(photo-resistor) 제거용 및 고분자 시료의 표면 처리를 들 수 있다.Plasma processing apparatus of the present invention can be applied to various applications, for example, the cleaning of a PCB strip, a general PCB strip or a ball grid array (BGA), a pin-grid array (PGA) package, TFT -Pre-cleaning of large-area glass for LCD, photo-resistor (PR) removal on large-area glass for TFT-LCD, and surface treatment of polymer sample.
한편, 상기에 예시된 본 발명의 플라즈마 가공장치는 시편의 양면 처리를 그 목적으로 하는 것이나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 처리하고자 하는 시편의 면수가 다수인 경우(삼면체 내지 육면체) 처리가 요구되는 면 수에 대응되는 갯수의 안테나를 설치하여, 처리하고자 하는 다수의 면을 한번에 처리할 수 있으며, 이러한 다면 처리 플라즈마 가공장치는 상기한 양면처리 플라즈마 가공장치의 응용에 해당하며, 이것은 본 발명의 기술분야에서 속하는 통상의 지식을 가진 자라면 상기한 양면처리 플라즈마 가공장치로부터 자명할 것이다.On the other hand, the plasma processing apparatus of the present invention exemplified above is intended to treat both sides of the specimen, but the present invention is not limited thereto, and the treatment is required when the number of the surfaces of the specimen to be treated is large (trihedron to hexahedron). By installing a number of antennas corresponding to the number of planes to be processed, it is possible to process a plurality of surfaces to be treated at one time, such a multi-sided plasma processing apparatus corresponds to the application of the above-described double-sided plasma processing apparatus, which is the Those skilled in the art will be apparent from the above-described double-sided plasma processing apparatus.
본 발명에 따른 플라즈마 가공장치는 시편의 전후에서 두 개의 플라즈마 영역을 형성하여 시편의 양면을 동시에 처리할 수 있으며, 따라서, 양면처리가 요구되는 시편의 경우 종래의 플라즈마 가공장치에 비해 단시간에 시편을 처리할 수 있는 효과가 있다. 그리고 한 쌍의 안테나를 반응기 내부에 삽입함으로써 외부 설치 시 어려움으로 제기되는 안테나 격리에 사용된 절연체 제조의 문제를 해결하고 대형 플라즈마를 시편의 양면에 발생시킬 수 있으며 지름 300mm이상의 대형 시편을 처리할 수 있다. 또한 반응기 내부에 설치된 안테나에 독립적인 전력을 인가함으로써 안테나에서 발생하는 플라즈마의 밀도를 조절할 수 있으며 또한 소형 시편에 대해서는 반응기 밖에 안테나를 설치하고 독립적으로 안테나 전력을 조절하여 소형 시편의 앞과 뒷면의 처리 효율을 조절할 수 있다는 장점을 갖고 있다.The plasma processing apparatus according to the present invention can simultaneously process both sides of the specimen by forming two plasma regions before and after the specimen, and thus, in the case of specimens requiring double-sided treatment, the specimen may be shorter than the conventional plasma processing apparatus. There is an effect that can be processed. And by inserting a pair of antennas inside the reactor, it is possible to solve the problem of insulator manufacturing used for antenna isolation caused by the difficulty of external installation, to generate large plasma on both sides of the specimen, and to handle large specimens of 300mm diameter or more. have. In addition, by applying independent power to the antenna installed inside the reactor, the density of plasma generated from the antenna can be controlled.In addition, for small specimens, the antenna is installed outside the reactor and the antenna power is independently controlled to process the front and rear surfaces of the small specimen. The advantage is that the efficiency can be adjusted.
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