[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR100720988B1 - 매설된 유도 안테나를 구비하는 플라즈마 처리 챔버 - Google Patents

매설된 유도 안테나를 구비하는 플라즈마 처리 챔버 Download PDF

Info

Publication number
KR100720988B1
KR100720988B1 KR1020060022502A KR20060022502A KR100720988B1 KR 100720988 B1 KR100720988 B1 KR 100720988B1 KR 1020060022502 A KR1020060022502 A KR 1020060022502A KR 20060022502 A KR20060022502 A KR 20060022502A KR 100720988 B1 KR100720988 B1 KR 100720988B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plasma processing
chamber
processing chamber
induction antenna
induction
Prior art date
Application number
KR1020060022502A
Other languages
English (en)
Inventor
위순임
Original Assignee
위순임
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 위순임 filed Critical 위순임
Priority to KR1020060022502A priority Critical patent/KR100720988B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100720988B1 publication Critical patent/KR100720988B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/205—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67207—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

매설된 유도 안테나를 구비하는 플라즈마 처리 챔버가 개시된다. 플라즈마 처리 챔버는 하나 이상의 유도 안테나가 챔버 상부에 매설된다. 챔버 상부와 유도 안테나 매설부의 전극은 선택적으로 접지와 고주파 전원에 연결가능하며, 기판 처리 공정시 접지로 그리고 챔버 세정시 고주파 전원을 공급받는다. 그리고 플라즈마 처리 챔버는 챔버 구조에 적합한 분리된 두 개의 가스 공급 채널을 구비한다. 본 발명의 플라즈마 처리 챔버는 하나 이상의 유도 안테나에 의해서 챔버 내부에 고밀도의 플라즈마를 보다 균일하게 형성할 수 있으며, 챔버 상부와 유도 안테나 매설부의 전극을 선택적으로 접지와 고주파 전원에 연결함으로서 플라즈마 처리 챔버의 세정 효율을 높일 수 있다. 또한 분리된 가스 공급 구조에 의해 플라즈마 처리 효율을 더욱더 높일 수 있다.
플라즈마, 안테나, 유도 결합 플라즈마

Description

매설된 유도 안테나를 구비하는 플라즈마 처리 챔버{PLASMA PROCESS CHAMBER HAVING BURIED INDUCTIVE ANTENNA}
본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 처리 챔버를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 플라즈마 처리 챔버의 단면도이다.
도 3 내지 도 5는 유도 안테나의 전기적 연결 구조의 다양한 실시예를 보여주는 도면이다.
도 6은 두 개의 유도 안테나가 매설된 플라즈마 처리 챔버를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 6의 플라즈마 처리 챔버의 단면도이다.
도 8은 단일 유도 안테나가 매설된 플라즈마 처리 챔버의 개략적인 사시도이다.
도 9는 도 8의 플라즈마 처리 챔버의 단면도이다.
도 10은 이중 바이어스 구조의 플라즈마 처리 챔버를 보여주는 도면이다.
도 11은 유도 안테나의 전원 공급원을 이용하여 안테나 매설부의 전극과 챔 버 상부로 고주파 전원이 공급되도록 변형한 예를 보여주는 도면이다.
도 12는 별도의 전원 공급원을 이용하여 안테나 매설부의 전극과 챔버 상부로 고주파 전원이 공급되도록 변형한 예를 보여주는 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 플라즈마 처리 챔버 11: 피처리 기판
12: 서셉터 13: 중공 영역
14: 챔버 하우징 15: 챔버 상부
17: 진공펌프 18: 절연부재
20: 유도 안테나 매설부 21; 유도 안테나
본 발명은 반도체 기판 처리를 위한 플라즈마 소오스에 관한 것으로, 구체적으로는 플라즈마 처리 챔버의 상부에 매설되는 유도 안테나를 갖는 유도 결합 플라즈마(Inductive Coupled Plasma) 소오스를 갖는 플라즈마 처리 챔버에 관한 것이다.
반도체 소자의 초미세화와 기판 사이즈의 증가 그리고 새로운 처리 대상 물질 등장 등의 여러 요인으로 인하여 반도체 제조 공정에서는 더욱 향상된 기판 처리 기술이 요구되고 있다. 특히, 플라즈마를 이용한 반도체 제조 공정으로 건식 에칭 공정 분야나 물리적/화학적 기상 증착 분야에서는 이러한 요구는 더욱 그러하 다.
이러한 요구에 대응하는 대표적인 기술의 하나가 유도 결합 플라즈마 기술이다. 유도 결합 플라즈마는 플라즈마 처리 챔버의 외부의 안테나에 고주파(Radio Frequency)를 인가하여 플라즈마 처리 챔버의 내부에 저압, 고밀도의 플라즈마를 발생한다. 이러한 유도 결합 플라즈마는 안테나에 인가되는 고주파 전원과 기판이 놓이는 서셉터에 바이어스를 인가하는 별도의 고주파 전원이 분리되어 있다. 그럼으로 분리된 고주파 전원을 이용하여 이온의 밀도와 이온의 가속전압을 조절할 수 있다.
기판 사이즈의 증가에 따라 기판이 처리되는 플라즈마 처리 챔버의 사이즈도 증가되는데 이러한 경우 플라즈마 처리 챔버의 내부에 균일한 플라즈마를 얻기가 어렵다. 특히, 평판 나선형의 유도 결합 플라즈마 소오스의 경우에는 평판 나선형 안테나의 구조적 특징에 의해 안테나의 중심 부분에 플라즈마 밀도가 높은 문제점이 있다. 이와 같은 플라즈마 밀도의 불균형의 문제점은 대면적의 기판을 균일하게 처리하기 어렵게 만든다.
한편, 플라즈마 처리 챔버는 기판 처리시 오염되는 챔버 내부를 주기적으로 세정해야 한다. 챔버 세정에서는 보통 C3F8, NF3, SF6등과 같은 불소(fluorine) 계열의 가스가 사용되며 현재에는 주로 NF3 가스가 사용되고 있다. NF3 가스는 플라즈마 반응에 의해 활성 불소가 만들어지며, 이에 의해서 플라즈마 처리 챔버의 내부 표면에 부착된 오염막과 반응하여 휘발성 반응물의 형태로 배출된다.
그런데 챔버 세정시 활성 불소가 재결합, 미반응 활성 불소의 배출, 챔버 크리닝의 비균일성 등에 의해 챔버 세정이 전체적으로 고르게 이루어지기 위해서는 상당 시간이 소요되어 생산성을 낮추는 문제점으로 지적되고 있다.
따라서 본 발명은 플라즈마 처리 챔버 내부에 고밀도의 플라즈마를 보다 균일하게 형성할 수 있도록 하나 이상의 유도 안테나가 챔버 상부에 매설된 유도 결합 플라즈마 방식의 플라즈마 처리 챔버를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 플라즈마 처리 챔버 내부에 고밀도의 플라즈마를 보다 균일하게 형성할 수 있도록 하나 이상의 유도 안테나가 챔버 상부에 매설되며, 이러한 플라즈마 처리 챔버의 세정 효율을 높일 수 있는 챔버 세정 방식을 갖는 플라즈마 처리 챔버를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 다른 목적은 플라즈마 처리 챔버 내부에 고밀도의 플라즈마를 보다 균일하게 형성할 수 있도록 하나 이상의 유도 안테나가 챔버 상부에 매설되며, 이러한 플라즈마 처리 챔버의 플라즈마 처리 효율을 높이기 위하여 분리된 가스 공급 구조를 갖는 플라즈마 처리 챔버를 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 플라즈마 처리 챔버에 관한 것이다. 본 발명의 플라즈마 처리 챔버는: 피처리 기판이 놓이는 서셉터가 내부에 구비되고 서셉터의 상부에 플라즈마 방전을 위한 중공 영역이 마련된 챔버 하우징; 서셉터에 대향하여 중공 영역으로 돌출되어 형성된 다수의 유도 안테나 매설부; 다수의 유도 안테나 매설부에 매설되어 중공 영역으로 플라즈마 방전을 위한 유도 기전력을 전달하는 다수의 유도 안테나; 및 다수의 유도 안테나로 고주파 교류 전원을 공급하는 제1 전원 공급원을 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 다수의 유도 안테나는 각기 평판 나선형 구조를 갖고 안테나 매설부에 나선 방향이 수직으로 매설된다.
이 실시예에 있어서, 상기 다수의 유도 안테나는 각기 도전성 금속판이 나선형으로 감겨서 구성된다.
이 실시예에 있어서, 상기 다수의 유도 안테나는 제1 전원 공급원에 직렬, 병렬, 또는 직렬과 병렬의 혼합 방식 중 어느 하나의 방식으로 전기적인 연결된다.
이 실시예에 있어서, 상기 다수의 유도 안테나 매설부는 챔버 상부에 병렬 배열 구조, 방사형 배열 구조, 또는 매트릭스형 배열 구조 중 하나 이상의 구조로 배치된다.
이 실시예에 있어서, 상기 다수의 유도 안테나 매설부는 측벽이 절연 부재로 구성되고, 유도 안테나 매설부의 상부를 덮는 커버 부재를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 다수의 유도 안테나 매설부는 서셉터에 대향된 저면에 구성되는 전극을 포함하고, 상기 전극은 제1 전원 공급원과 접지에 교대적으로 연결 가능하며; 다수의 유도 안테나 매설부 사이로 중공 영역에 노출된 챔버 상부는 제1 전원 공급원과 접지에 교대적으로 연결 가능하며; 상기 유도 안테나 매설부의 전극과 챔버 상부를 교대적으로 제1 전원 공급원과 접지에 연결하는 제1 스위치; 및 서셉터를 교대적으로 접지 및 바이어스 전원 공급원으로 연결하는 제2 스위 치를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 다수의 유도 안테나 매설부는 서셉터에 대향된 저면에 구성되는 전극을 포함하고, 상기 전극은 고주파 교류 전원을 공급하는 제2 전원 공급원과 접지에 교대적으로 연결 가능하며; 다수의 유도 안테나 매설부 사이로 중공 영역에 노출된 챔버 상부는 제2 전원 공급원과 접지로 교대적으로 연결 가능하며; 상기 유도 안테나 매설부의 전극과 챔버 상부를 교대적으로 접지 및 제2 전원 공급원에 연결하는 스위치; 및 서셉터를 교대적으로 접지 및 바이어스 전원 공급원으로 연결하는 제2 스위치를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 스위치는 플로팅 포텐셜(floating potential)을 포함하는 삼극 스위치(three-pole switch)로 구성된다.
이 실시예에 있어서, 상기 유도 안테나 매설부는 냉각수 공급 채널을 포함한다.
이 실시예에 있어서, 다수의 유도 안테나 매설부 사이를 통하여 중공 영역으로 가스를 주입하는 제1 가스 공급 채널을 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 다수의 유도 안테나 매설부를 통하여 중공 영역으로 가스를 주입하는 제2 가스 공급 채널을 포함한다.
이 실시예에 있어서, 제1 가스 공급 채널과 제2 가스 공급 채널은 서로 다른 가스를 주입한다.
이 실시예에 있어서, 상기 서셉터는 단일 바이어스 구조로서, 바이어스 전원을 공급하는 제1 바이어스 전원 공급원을 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 서셉터는 이중 바이어스 구조로서, 서로 다른 주파수의 제1 및 제2 바이어스 전원을 공급하는 제1 및 제2 바이어스 전원 공급원을 포함한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의하여야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
(실시예)
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 매설된 유도 안테나를 구비하는 플라즈마 처리 챔버를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 처리 챔버를 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 플라즈마 처리 챔버의 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 처리 챔버(10)는 피처리 기판(11)이 놓이는 서셉터(12)가 내부에 구비된 챔버 하우징(14)을 구비한다. 챔버 하우징(14)은 서셉터(12)의 상부로 플라즈마 방전을 위한 중공 영역(13)이 마련된다. 챔버 상부(15)와 챔버 하우징(14)은 절연 부재(18)로 연결된다. 챔버 하우징(14)의 하단으로는 진공 펌프(17)와 연결되는 배기구(16)가 구성된다. 서셉터(12)는 바이어스 전원을 공급하는 바이어스 전원 공급원(32)에 전기적으로 연결된 다. 바이어스 전원 공급원(32)과 서셉터(12) 사이에는 통상적으로 임피던스 정합기(33)가 구성된다.
챔버 상부(15)에는 서셉터(12)에 대향하여 중공 영역(13)으로 돌출되어 형성된 다수의 유도 안테나 매설부(20)가 구성된다. 예를 들어, 네 개의 유도 안테나 매설부(30)가 챔버 상부(15)에 병렬로 균등한 간격을 갖고서 배열될 수 있다. 이 실시예에서 유도 안테나 매설부(20)는 챔버 상부(15)에 병렬 배열 구조로 구성되는 것을 예시하였으나, 방사형 배열 구조, 또는 매트릭스형 배열 구조 등과 같이 다양한 배치 구조로 변형할 수 있다.
다수의 유도 안테나 매설부(20)에는 각기 유도 안테나(21)가 매설되어 중공 영역(13)으로 플라즈마 방전을 위한 유도 기전력을 전달한다. 다수의 유도 안테나(21)는 각기 평판 나선형 구조를 갖고 안테나 매설부(20)에 나선 방향이 수직으로 매설된다. 다수의 유도 안테나(21)는 각기 도전성 금속판, 예를 들어 폭이 좁은 띠 형상의 동판을 길게 나선형으로 감아서 구성할 수 있다. 다수의 유도 안테나(21)는 고주파 교류 전원을 공급하는 제1 전원 공급원(30)에 전기적으로 연결된다. 유도 안테나(21)와 제1 전원 공급원(30)의 사이에는 임피던스 정합기(31)가 연결된다.
도 3 내지 도 5는 유도 안테나의 전기적 연결 구조의 다양한 실시예를 보여주는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 유도 안테나(21)는 직렬로 연결될 수 있다. 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 다수의 유도 안테나(21)는 병렬로 연결될 수 있다. 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 다수의 유도 안테나(21)는 직렬과 병렬의 혼합 방식으로 연결 될 수 있다.
이러한 다양한 연결 방식과 함께, 다수의 유도 안테나(21)는 유도되는 자기장과 전기장의 방향을 특정 방향으로 유도되도록 하기 위하여 서로 이웃하는 유도 안테나(21)들 간에 외측 일단(22)과 내측 일단(23)의 상호 연결 방식도 다양하게 구성할 수 있다. 즉, 다수의 유도 안테나(21)들 사이에 유도되는 자기장 및 전기장의 방향이 상대적으로 동일하게 또는 역방향으로 또는 부분적으로 동일하고 부분적으로는 역방향으로 유도되도록 다양한 연결 방식을 취할 수 있다. 다수의 유도 안테나(21)의 전기적 연결 방식은 플라즈마 처리 챔버(10)에서 발생되는 플라즈마의 균일도, 이온 밀도, 전력 효율 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다.
본 발명에서 다수의 안테나 매설부(20)가 중공 영역(13)으로 돌출되어 구성되는 것과 다수의 유도 안테나(21)가 나선 방향이 수직으로 매설되어 유도 안테나(21)에 의해 발생되는 자속이 유도 안테나 매설부(20)의 측벽으로 수직한 방향을 갖게 되는 매우 독특한 구조적 특징으로 갖는다. 즉, 다수의 안테나 매설부(20)가 서셉터(12) 상부에 균일하게 배열됨으로 인하여 중공 영역(13)에 폭넓게 분포되어 플라즈마가 발생된다. 또한 수직으로 유도 안테나(21)가 매설됨으로서 유도 안테나(21)에 의해 유도되는 자기장 및 전기장은 중공 영역(13)에서 보다 균일하게 형성됨으로서 고밀도의 플라즈마를 매우 균일하게 얻을 수 있다.
다시, 도 1 및 도 2를 참조하여, 다수의 유도 안테나 매설부(20)는 측벽(24)이 절연 부재로 구성되고, 상부는 커버 부재(25)에 의해 밀봉된다. 다수의 유도 안테나 매설부(20)는 서셉터(12)에 대향된 저면으로 전극(26)이 구성된다. 이 전 극(26)과 다수의 유도 안테나 매설부(20) 사이로 중공 영역(13)에 노출된 챔버 상부(15)는 접지된다. 유도 안테나 매설부(20)의 전극은 중공영역으로 돌출되어 있어서 서셉터(12)와의 바이어스 방전이 더욱 안정되게 유지될 수 있다. 그리고 도면에는 구체적으로 도시하지 않았으나, 다수의 유도 안테나 매설부(20)는 내부에는 각기 냉각수 공급 채널이 구비된다.
본 발명의 플라즈마 처리 챔버(10)는 하나의 가스 공급 채널을 통하여 다양한 종류의 공정 가스가 공급될 수 있으나, 기판 처리나 챔버 세정과 같은 플라즈마 처리의 효율을 더욱 향상시키기 위하여 분리된 가스 공급 구조를 갖도록 할 수 있다.
제1 가스 공급 채널은 다수의 유도 안테나 매설부(20) 사이를 통하여 중공 영역(13)으로 가스를 주입한다. 제2 가스 공급 채널은 다수의 유도 안테나 매설부(20)를 통하여 중공 영역(13)으로 가스를 주입한다. 제1 및 제2 가스 공급 채널은 동일한 가스가 공급될 수 있으나, 플라즈마 처리의 효율을 높이기 위하여 서로 다른 가스를 주입할 수 있다.
제1 가스 공급 채널을 구성하기 위하여, 챔버 상부(15)에는 다수의 유도 안테나 매설부(20)의 사이로 다수개의 가스 주입구(40)(도 2 참조, 도 1에는 편의상 도시하지 않음)가 구성된다. 그리고 챔버 상부(15)를 전체적으로 덮는 챔버 상부 커버(41)가 구성된다. 챔버 상부 커버(41)는 중앙에 제1 가스 입구(42)가 구성되며, 제1 가스 입구(42)를 통하여 유입된 가스가 확산되어 다수개의 가스 주입구(40)로 유입되도록 확산 공간(43)을 갖는다.
제2 가스 공급 채널을 구성하기 위하여, 가스 도입관(50), 제2 가스 입구(51), 다수의 가스 분사관(52)이 구성된다. 제2 가스 입구(51)는 챔버 상부 커버(41)에 구성되며, 다수의 가스 분사관(52)은 다수의 유도 안테나 매설부(20)에 각기 설치된다. 가스 도입관(50)은 제2 가스 입구(51)에 일단이 연결되고, 타단은 다수의 가지 형태로 분기되어 다수의 가스 분사관(52)에 연결된다. 가스 분사관(52)과 유도 안테나 매설부(20)의 전극(26)은 마주 접하는 면에 다수의 가스 분사홀(53)이 형성된다.
도 6은 두 개의 유도 안테나가 매설된 플라즈마 처리 챔버를 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 7은 도 6의 플라즈마 처리 챔버의 단면도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 챔버 상부(15)에 두 개의 유도 안테나 매설부(20)만을 병렬로 구성하여 변형 실시할 수 있다. 이 경우 안테나 매설부(20)의 수용 공간이 넓음으로 이에 적합하게 유도 안테나(21)의 폭도 넓게 할 수 있다. 그리고 제2 가스 공급 채널의 구성도 조금 다르게 변형 실시 할 수 있다. 예를 들어, 유도 안테나 매설부(20)의 하부에 가스 확산부(55)가 마련되도록 격판(54)을 설치할 수 있다. 격판(54)과 가스 분사관(52)이 맞닿는 면으로 가스 분사홈(53)이 형성되게 한다. 그리고 전극(26)에는 다수의 홀을 형성하여 가스가 넓게 분사될 수 있도록 한다.
도 8은 단일 유도 안테나가 매설된 플라즈마 처리 챔버의 개략적인 사시도이고, 도 9는 도 8의 플라즈마 처리 챔버의 단면도이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 챔버 상부(15)에 하나의 단일 유도 안테 나 매설부(20)만을 구성하여 변형 실시할 수 있다. 이 경우 안테나 매설부(20)의 수용 공간이 넓음으로 이에 적합하게 유도 안테나(21)의 폭을 넓게 할 수 있다. 그리고 제2 가스 공급 채널의 구성도 조금 다르게 변형 실시 할 수 있다. 예를 들어, 유도 안테나 매설부(20)의 하부에 가스 확산부(55)가 마련되도록 격판(54)을 설치할 수 있다. 격판(54)과 가스 분사관(52)이 맞닿는 면으로 가스 분사홈(53)이 형성되게 한다. 그리고 전극(26)에는 다수의 홀을 형성하여 가스가 넓게 분사될 수 있도록 한다.
도 10은 이중 바이어스 구조의 플라즈마 처리 챔버를 보여주는 도면이다.
도 10을 참조하여, 본 발명의 플라즈마 처리 챔버는 이중 바이어스 구조로 변형 실시가 가능하다. 이중 바이어스 전원을 갖는 경우에는, 서로 다른 주파수의 교류 전원을 공급하는 제1 및 제2 바이어스 전원 공급원(32, 34)이 각각 서셉터(12)에 전기적으로 연결된다. 물론, 제1 및 제2 바이어스 전원 공급원(34, 36)과 서셉터(12) 사이에는 각각 임피던스 정합기(33, 35)가 연결된다. 이러한 변형은 상술한 변형예(도 6 내지 도 9 참조)에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 11은 유도 안테나의 전원 공급원을 이용하여 안테나 매설부의 전극과 챔버 상부로 고주파 전원이 공급되도록 변형한 예를 보여주는 도면이다.
도 11을 참조하여, 본 발명의 플라즈마 처리 챔버(10)는 챔버 세정 효율을 높이기 위하여 유도 안테나 매설부(20)의 전극(26)과 챔버 상부(15)가 고주파 전원과 접지 사이에 교대적으로 스위칭 되도록 제1 스위치(36)가 구성된다. 그리고 서셉터(12)도 바이어스 전원 공급원(32)과 접지 사이에 교대적으로 스위칭 되도록 제 2 스위치(37)가 구성된다. 이 스위치(34)는 플로팅 포텐셜(floating potential)을 포함하는 삼극 스위치(three-pole switch)로 구성된다.
제1 및 제2 스위치(36, 37)는 기판 처리 공정과 챔버 세정 공정에서 교대적으로 스위칭 동작한다. 예를 들어, 기판 처리 공정에서 제1 스위치(36)는 유도 안테나 매설부(20)의 전극(26)과 챔버 상부(15)가 접지로 스위칭 된다. 그리고 제2 스위치(37)는 바이어스 전원을 공급 받도록 스위칭 된다.
챔버 세정 공정에서 제1 스위치(36)는 유도 안테나 매설부(20)의 전극(26)과 챔버 상부(15)가 고주파 전원을 공급받도록 스위칭 된다. 그리고 제2 스위치(37)는 접지로 스위칭된다. 또는, 챔버 세정 공정에서 제1 스위치(36)는 유도 안테나 매설부(20)의 전극(26)과 챔버 상부(15)가 고주파 전원과 접지 사이에서 교대적으로 스위칭되며, 이와 반대로 제2 스위치(37)는 접지와 바이어스 전원 사이에서 교대적으로 스위칭 된다. 이와 같이, 챔버 세정 공정에서 제1 및 제2 스위치(36, 37)가 교대적으로 스위칭 됨으로서 챔버 내부에서 플라즈마 이온 분포가 더욱 고르게 확산된다.
도 12는 별도의 전원 공급원을 이용하여 안테나 매설부의 전극과 챔버 상부로 고주파 전원이 공급되도록 변형한 예를 보여주는 도면이다.
도 12를 참조하여, 유도 안테나 매설부(20)의 전극(26)과 챔버 상부(15)는 고주파 전원을 별도의 제2 전원 공급원(38)을 통해 공급 받도록 구성할 수 있다. 제2 전원 공급원(38)의 출력단에는 통상적인 임피던스 정합기(39)가 연결된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 매설된 유도 안테나를 구비하는 플라즈마 처리 챔버에 의하면, 하나 이상의 유도 안테나가 챔버 상부에 매설된 유도 결합 플라즈마 방식의 플라즈마 처리 챔버를 제공됨으로서 플라즈마 처리 챔버 내부에 고밀도의 플라즈마를 보다 균일하게 형성할 수 있으며, 챔버 상부와 유도 안테나 매설부의 전극을 선택적으로 접지와 고주파 전원에 연결함으로서 플라즈마 처리 챔버의 세정 효율을 높일 수 있다. 또한 분리된 가스 공급 구조에 의해 플라즈마 처리 효율을 더욱더 높일 수 있다.

Claims (15)

  1. 피처리 기판이 놓이는 서셉터가 내부에 구비되고 서셉터의 상부에 플라즈마 방전을 위한 중공 영역이 마련된 챔버 하우징;
    서셉터에 대향하여 중공 영역으로 돌출되어 형성된 다수의 유도 안테나 매설부;
    다수의 유도 안테나 매설부에 매설되어 중공 영역으로 플라즈마 방전을 위한 유도 기전력을 전달하는 다수의 유도 안테나; 및
    다수의 유도 안테나로 고주파 교류 전원을 공급하는 제1 전원 공급원을 포함하는 플라즈마 처리 챔버.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 다수의 유도 안테나는 각기 평판 나선형 구조를 갖고 안테나 매설부에 나선 방향이 수직으로 매설되는 플라즈마 처리 챔버.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 다수의 유도 안테나는 각기 도전성 금속판이 나선형으로 감겨서 구성되는 플라즈마 처리 챔버.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 다수의 유도 안테나는 제1 전원 공급원에 직렬, 병렬, 또는 직렬과 병렬의 혼합 방식 중 어느 하나의 방식으로 전기적인 연결된 플라즈마 처리 챔버.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 다수의 유도 안테나 매설부는 챔버 상부에 병렬 배열 구조, 방사형 배열 구조, 또는 매트릭스형 배열 구조 중 하나 이상의 구조로 배치되는 플라즈마 처리 챔버.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 다수의 유도 안테나 매설부는 측벽이 절연 부재로 구성되고, 유도 안테나 매설부의 상부를 덮는 커버 부재를 포함하는 플라즈마 처리 챔버.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 다수의 유도 안테나 매설부는 서셉터에 대향된 저면에 구성되는 전극을 포함하고, 상기 전극은 제1 전원 공급원과 접지에 교대적으로 연결 가능하며;
    다수의 유도 안테나 매설부 사이로 중공 영역에 노출된 챔버 상부는 제1 전원 공급원과 접지에 교대적으로 연결 가능하며;
    상기 유도 안테나 매설부의 전극과 챔버 상부를 교대적으로 제1 전원 공급원과 접지에 연결하는 제1 스위치; 및
    서셉터를 교대적으로 접지 및 바이어스 전원 공급원으로 연결하는 제2 스위치를 포함하는 플라즈마 처리 챔버.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 다수의 유도 안테나 매설부는 서셉터에 대향된 저면 에 구성되는 전극을 포함하고, 상기 전극은 제2 주파수의 교류 전원을 공급하는 제2 전원 공급원과 접지에 교대적으로 연결 가능하며;
    다수의 유도 안테나 매설부 사이로 중공 영역에 노출된 챔버 상부는 제2 전원 공급원과 접지로 교대적으로 연결 가능하며;
    상기 유도 안테나 매설부의 전극과 챔버 상부를 교대적으로 접지 및 제2 전원 공급원에 연결하는 스위치; 및
    서셉터를 교대적으로 접지 및 바이어스 전원 공급원으로 연결하는 제2 스위치를 포함하는 플라즈마 처리 챔버.
  9. 제7 항 또는 제8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스위치는 플로팅 포텐셜(floating potential)을 포함하는 삼극 스위치(three-pole switch)로 구성되는 플라즈마 처리 챔버.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 유도 안테나 매설부는 냉각수 공급 채널을 포함하는 플라즈마 처리 챔버.
  11. 제1 항에 있어서, 다수의 유도 안테나 매설부 사이를 통하여 중공 영역으로 가스를 주입하는 제1 가스 공급 채널을 포함하는 플라즈마 처리 챔버.
  12. 제1 항 또는 제10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다수의 유도 안테나 매 설부를 통하여 중공 영역으로 가스를 주입하는 제2 가스 공급 채널을 포함하는 플라즈마 처리 챔버.
  13. 제12 항에 있어서, 제1 가스 공급 채널과 제2 가스 공급 채널은 서로 다른 가스를 주입하는 플라즈마 처리 챔버.
  14. 제1 항에 있어서, 상기 서셉터는 단일 바이어스 구조로서, 바이어스 전원을 공급하는 제1 바이어스 전원 공급원을 포함하는 플라즈마 처리 챔버.
  15. 제1 항에 있어서, 상기 서셉터는 이중 바이어스 구조로서, 서로 다른 주파수의 제1 및 제2 바이어스 전원을 공급하는 제1 및 제2 바이어스 전원 공급원을 포함하는 플라즈마 처리 챔버.
KR1020060022502A 2006-03-10 2006-03-10 매설된 유도 안테나를 구비하는 플라즈마 처리 챔버 KR100720988B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060022502A KR100720988B1 (ko) 2006-03-10 2006-03-10 매설된 유도 안테나를 구비하는 플라즈마 처리 챔버

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060022502A KR100720988B1 (ko) 2006-03-10 2006-03-10 매설된 유도 안테나를 구비하는 플라즈마 처리 챔버

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100720988B1 true KR100720988B1 (ko) 2007-05-28

Family

ID=38277963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060022502A KR100720988B1 (ko) 2006-03-10 2006-03-10 매설된 유도 안테나를 구비하는 플라즈마 처리 챔버

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100720988B1 (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110054994A (ko) * 2009-11-19 2011-05-25 주성엔지니어링(주) 기판을 처리하기 위한 장치 및 방법
KR101081743B1 (ko) * 2009-08-17 2011-11-09 주성엔지니어링(주) 기판처리장치
KR101218554B1 (ko) * 2006-05-10 2013-01-07 주성엔지니어링(주) 대면적의 유도결합형 플라즈마를 균일하게 발생시키는플라즈마 발생장치
KR101255720B1 (ko) * 2009-10-16 2013-04-17 주성엔지니어링(주) 유도 결합 플라즈마 장치
KR101288039B1 (ko) * 2009-10-16 2013-07-19 주성엔지니어링(주) 기판처리장치
KR20150135173A (ko) * 2015-11-16 2015-12-02 주성엔지니어링(주) 기판처리장치

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950034551A (ko) * 1994-04-28 1995-12-28 제임스 조셉 드롱 유도성 및 용량성 커플링이 조합된 고밀도 플라즈마 cvd 반응로 작동방법
KR100369720B1 (ko) * 1997-07-15 2003-03-17 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 오버헤드솔레노이드안테나및모듈식플라즈마구속자석라이너를가지는유도결합된rf플라즈마반응기
KR20030085932A (ko) * 2002-05-02 2003-11-07 (주)아이씨디 유도안테나를 구비한 플라즈마 발생용 안테나 구조 및유도안테나를 이용한 플라즈마발생장치
KR20040007301A (ko) * 2002-07-11 2004-01-24 동경 엘렉트론 주식회사 플라즈마 처리 장치
KR20040110173A (ko) * 2003-06-18 2004-12-31 삼성전자주식회사 Ｉｃｐ 안테나 및 이를 사용하는 플라즈마 발생장치
KR20050035708A (ko) * 2003-10-14 2005-04-19 주식회사 뉴파워 프라즈마 다중 방전관 브리지를 구비한 유도 플라즈마 챔버

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950034551A (ko) * 1994-04-28 1995-12-28 제임스 조셉 드롱 유도성 및 용량성 커플링이 조합된 고밀도 플라즈마 cvd 반응로 작동방법
KR100369720B1 (ko) * 1997-07-15 2003-03-17 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 오버헤드솔레노이드안테나및모듈식플라즈마구속자석라이너를가지는유도결합된rf플라즈마반응기
KR20030085932A (ko) * 2002-05-02 2003-11-07 (주)아이씨디 유도안테나를 구비한 플라즈마 발생용 안테나 구조 및유도안테나를 이용한 플라즈마발생장치
KR20040007301A (ko) * 2002-07-11 2004-01-24 동경 엘렉트론 주식회사 플라즈마 처리 장치
KR20040110173A (ko) * 2003-06-18 2004-12-31 삼성전자주식회사 Ｉｃｐ 안테나 및 이를 사용하는 플라즈마 발생장치
KR20050035708A (ko) * 2003-10-14 2005-04-19 주식회사 뉴파워 프라즈마 다중 방전관 브리지를 구비한 유도 플라즈마 챔버

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1003697200000
1019950034551
1020030085932
1020040007301
1020040110173
1020050035708

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101218554B1 (ko) * 2006-05-10 2013-01-07 주성엔지니어링(주) 대면적의 유도결합형 플라즈마를 균일하게 발생시키는플라즈마 발생장치
KR101081743B1 (ko) * 2009-08-17 2011-11-09 주성엔지니어링(주) 기판처리장치
KR101255720B1 (ko) * 2009-10-16 2013-04-17 주성엔지니어링(주) 유도 결합 플라즈마 장치
KR101288039B1 (ko) * 2009-10-16 2013-07-19 주성엔지니어링(주) 기판처리장치
KR20110054994A (ko) * 2009-11-19 2011-05-25 주성엔지니어링(주) 기판을 처리하기 위한 장치 및 방법
KR101652071B1 (ko) * 2009-11-19 2016-08-31 주성엔지니어링(주) 기판을 처리하기 위한 장치 및 방법
KR20150135173A (ko) * 2015-11-16 2015-12-02 주성엔지니어링(주) 기판처리장치
KR101627698B1 (ko) * 2015-11-16 2016-06-13 주성엔지니어링(주) 기판처리장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100678696B1 (ko) 환형 플라즈마를 형성하기 위한 페라이트 코어 조립체를구비한 자기 강화된 플라즈마 소오스
US8771538B2 (en) Plasma source design
TWI440405B (zh) 電容式耦合電漿反應器
KR101574740B1 (ko) 기상식각 및 세정을 위한 플라즈마 장치
KR100720988B1 (ko) 매설된 유도 안테나를 구비하는 플라즈마 처리 챔버
US20110115378A1 (en) Plasma source design
US20100065215A1 (en) Plasma generating apparatus
TWI709995B (zh) 以電漿點源之陣列處理工件的電漿反應器
JP2007317661A (ja) プラズマ反応器
KR101496841B1 (ko) 혼합형 플라즈마 반응기
KR100488348B1 (ko) 플라즈마 프로세스 챔버 및 시스템
US20110036499A1 (en) Substrate treatment apparatus
KR100798352B1 (ko) 다중 배열된 방전실을 갖는 플라즈마 반응기 및 이를이용한 플라즈마 처리 시스템
KR100488057B1 (ko) 다중 배열된 평판 전극 어셈블리 및 이를 이용한 진공프로세스 챔버
KR100980287B1 (ko) 다중 무선 주파수 안테나를 갖는 유도 결합 플라즈마반응기
KR20140102798A (ko) 플라즈마 반응기
KR100639667B1 (ko) 선형으로 배열된 다중 코어를 갖는 원격 플라즈마 발생기
KR20080028848A (ko) 대면적 플라즈마 처리를 위한 유도 결합 플라즈마 반응기
KR100845917B1 (ko) 대면적 플라즈마 처리를 위한 유도 결합 플라즈마 반응기
KR101384583B1 (ko) 다중 무선 주파수 안테나를 갖는 유도 결합 플라즈마반응기
US11127570B2 (en) Plasma source and plasma generation apparatus using the same
KR20170139759A (ko) 균일한 가스 분배를 위한 가스 분배 플레이트를 포함하는 플라즈마 챔버
KR20040096044A (ko) 다중 방전관 브리지를 구비한 유도 플라즈마 챔버
KR100731994B1 (ko) 매설된 외부 페라이트 코어를 구비하는 플라즈마 처리 챔버
KR20160081006A (ko) 샤워 헤드 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130516

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140515

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee