KR100629231B1

KR100629231B1 - Plasma source internal discharging bridge

Info

Publication number: KR100629231B1
Application number: KR1020050051638A
Authority: KR
Inventors: 최대규
Original assignee: 주식회사 뉴파워 프라즈마
Priority date: 2005-06-15
Filing date: 2005-06-15
Publication date: 2006-09-27

Abstract

본 발명의 내부 방전 브릿지를 갖는 플라즈마 소오스는 적어도 하나의 가스 입구와 적어도 하나의 가스 출구를 구비하고 내부에 피처리 기판이 놓여지는 적어도 하나의 서셉터를 갖는 챔버 하우징, 챔버 하우징의 일측벽에서 마주 대향된 타 측벽까지 이르도록 챔버 하우징의 내부를 가로질러서 설치된 적어도 하나의 중공형의 내부 방전 브릿지쌍, 내부 방전 브릿지쌍의 양단이 연결되는 챔버 하우징의 양쪽 측벽에 각각 형성되는 적어도 두 쌍의 이중 홀, 적어도 두 쌍의 이중 홀과 내부 방전 브릿지의 중공 영역을 통하여 외부에서 챔버 하우징의 내부 영역을 가로지르는 통로가 제공되고, 적어도 두 개의 중공형의 내부 방전 브릿지쌍에 장착되며 챔버 하우징의 외측으로 대칭되게 몸체의 일부분이 돌출되는 도우넛 형상을 갖는 적어도 하나의 마그네틱 코어, 마그네틱 코어에 권선되고 챔버 하우징의 내부에 플라즈마를 여기 시키기 위한 기전력을 발생하기 위하여 적어도 하나의 전원 공급원에 연결되는 적어도 하나의 권선 코일을 포함하여 구성된다. 본 발명의 내부 방전 브릿지를 갖는 플라즈마 소오스는 대형화 되어가는 반도체 웨이퍼나 액정 디스플레이 글라스를 처리할 수 있으면서도 보다 높은 플라즈마 처리 효율을 얻을 수 있으며 챔버 하우징의 내부가 클리닝이 용이한 구조를 제공하여 전체적으로 수율 향상을 얻을 수 있다.The plasma source having an internal discharge bridge of the present invention has a chamber housing having at least one gas inlet and at least one gas outlet and having at least one susceptor in which a substrate to be processed is placed, facing one side wall of the chamber housing. At least one hollow inner discharge bridge pair installed across the interior of the chamber housing to reach the opposite side wall, and at least two pairs of double holes respectively formed on both side walls of the chamber housing to which both ends of the inner discharge bridge pair are connected; A passage is provided through the hollow area of the at least two pairs of double holes and the inner discharge bridge from outside to the inner area of the chamber housing, mounted on at least two hollow inner discharge bridge pairs and symmetrically outward of the chamber housing. At least one magnet having a donut shape in which part of the body protrudes Core, wound around the magnetic core and is configured to include at least one winding coil is connected to at least one power source to generate an electromotive force for exciting the plasma in the interior of the chamber housing. The plasma source having the internal discharge bridge of the present invention can obtain a higher plasma processing efficiency while being able to process a semiconductor wafer or a liquid crystal display glass that is being enlarged, and improve the overall yield by providing a structure in which the inside of the chamber housing is easy to clean. Can be obtained.

Description

내부 방전 브릿지를 갖는 플라즈마 소오스{PLASMA SOURCE INTERNAL DISCHARGING BRIDGE}Plasma source with internal discharge bridge {PLASMA SOURCE INTERNAL DISCHARGING BRIDGE}

본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.In order to more fully understand the drawings used in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.

도 1 및 도 2는 본 발명의 기본 실시예에 따른 플라즈마 프로세스 챔버의 사시도 및 그것의 A-A 단면도이다.1 and 2 are perspective views and A-A cross sectional views of the plasma process chamber according to the basic embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4는 두 쌍의 내부 방전 브릿지를 구비한 플라즈마 프로세스 챔버의 사시도 및 그것의 A-A 단면도이다.3 and 4 are perspective views and A-A cross sectional views of the plasma process chamber having two pairs of internal discharge bridges.

도 5 및 도 6은 세 쌍의 내부 방전 브릿지를 구비한 플라즈마 프로세스 챔버의 사시도 및 그것의 A-A 단면도이다.5 and 6 are perspective views and A-A cross sectional views of the plasma process chamber having three pairs of internal discharge bridges.

도 7 및 도 8은 내부 챔버 하우징을 상부와 하부로 분리 가능하도록 구성한 예를 보여주는 플라즈마 프로세스 챔버의 사시도 및 그것의 분해 사시도이다.7 and 8 are a perspective view and an exploded perspective view of the plasma process chamber showing an example in which the inner chamber housing can be separated into upper and lower portions.

도 9는 분리된 마그네틱 코어를 이동 가능한 구조로 내부 방전 브릿지쌍에 장착한 예를 보여주는 도면이다.9 is a diagram illustrating an example in which a separated magnetic core is mounted on an internal discharge bridge pair in a movable structure.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10: 챔버 하우징 11: 가스 입구10: chamber housing 11: gas inlet

12: 가스 출구 13, 14: 내부 방전 브릿지쌍12: gas outlet 13, 14: internal discharge bridge pair

15: 이중홀 20: 마그네틱 코어15: double hole 20: magnetic core

16: 서셉터 17: 피처리 기판16: susceptor 17: substrate to be processed

18, 19: 오링18, 19: O-ring

본 발명은 유도 결합 플라즈마 발생 방식의 플라즈마 소오스에 관한 것으로, 구체적으로는 플라즈마 프로세스 챔버에 마그네틱 코어가 삽입되는 내부 방전 브릿지를 갖는 유도 결합 플라즈마 발생 방식의 플라즈마 소오스에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma source of inductively coupled plasma generation, and more particularly to a plasma source of inductively coupled plasma generation having an internal discharge bridge into which a magnetic core is inserted into a plasma process chamber.

플라즈마는 같은 수의 음이온(positive ions)과 전자(electrons)를 포함하는 고도로 이온화된 가스이다. 플라즈마 소스는 산업 여러 분야에서 다양하게 사용되고 있다. 예를 들어, 반도체 웨이퍼나 액정 디스플레이 글라스의 세정(cleaning), 식각(etching), 도포(deposition) 공정에 플라즈마가 사용된다. 고밀도 플라즈마를 얻기 위한 기술로는 ICP(inductive coupled plasma) 또는 TCP(transformer coupled plasma)가 널리 사용되고 있다. RF ICP 방식은 플라즈마 발생을 위한 전자기 에너지를 제공함에 있어 플라즈마에 접촉되는 전극을 갖지 않는 이점을 제공한다.Plasma is a highly ionized gas containing the same number of positive ions and electrons. Plasma sources are used in a variety of industries. For example, plasma is used for cleaning, etching, and deposition processes of semiconductor wafers and liquid crystal display glasses. As a technique for obtaining a high density plasma, inductive coupled plasma (ICP) or transformer coupled plasma (TCP) is widely used. The RF ICP scheme provides the advantage of having no electrodes in contact with the plasma in providing electromagnetic energy for plasma generation.

한편, 반도체 웨이퍼나 액정 디스플레이 글라스의 사이즈는 점점더 증가되고 있다. 그럼으로 대형 사이즈의 웨이퍼나 글라스를 효과적으로 가공할 수 있는 보다 넓은 볼륨과 균일도 그리고 고밀도를 갖는 플라즈마 소스가 요구되고 있다.On the other hand, the size of a semiconductor wafer and a liquid crystal display glass is increasing increasingly. Therefore, there is a need for a plasma source having a wider volume, uniformity, and density that can effectively process a large size wafer or glass.

2002년 5월 21일 에제니 브이 션코에게 허여된 미국특허공보 제6392351호에 외부 방전 브리지를 갖는 유도 RF 플라즈마 소스에 관한 기술이 게시되어 있다. 그리고 2002년 8월 13일 레오나드 제이 마호니 등에게 허여된 미국특허공보 제6432260호에 프로세스 가스 및 재료를 위한 유도 결합 링-플라즈마 소스 장치 그리고 그 방법에 관한 기술이 게시되어 있다.U.S. Patent No. 6392351, issued to E. Jenny V. Schenko, on May 21, 2002, discloses a technique relating to an inductive RF plasma source having an external discharge bridge. And U.S. Patent No. 6432260, issued to Leonard J. Mahoni et al. On August 13, 2002, discloses an inductively coupled ring-plasma source device for process gas and materials and a method thereof.

상기 미국특허공보 제6392351호와 제6432260호에 게시된 기술에서는 트랜스포머가 결합된 C-형상 브리지(C-shape bridge)를 이용하여 플라즈마를 발생한다. 이 기술들에 의하면 외부 방전 브릿지와 챔버 내부를 잇는 플라즈마 발생 루프가 형성된다. 그러나 외부 방전 브릿지에 발생되는 플라즈마는 챔버 내부에 플라즈마 처리되는 피처리 기판에 실질적으로 기여할 수 없음으로 플라즈마 처리 효율이 그만큼 낮을 수 밖에 없다. 또한, 외부 방전 브릿지가 C-형상의 중공형 구조로 되어 있어서 외부 방전 브릿지의 내부를 클리닝하기가 쉽지 않은 구조적인 취약점을 갖고 있다.In the techniques disclosed in US Pat. Nos. 6,329,351 and 6432260, plasma is generated using a C-shape bridge with a transformer coupled thereto. These techniques form a plasma generation loop between the external discharge bridge and the interior of the chamber. However, since the plasma generated in the external discharge bridge cannot substantially contribute to the substrate to be processed in the chamber, the plasma processing efficiency is inevitably low. In addition, since the external discharge bridge has a C-shaped hollow structure, it is difficult to clean the inside of the external discharge bridge.

따라서 본 발명은 대형화 되어가는 반도체 웨이퍼나 액정 디스플레이 글라스를 처리할 수 있으면서 보다 높은 플라즈마 처리 효율과 클리닝이 용이한 구조를 갖는 내부 방전 브릿지를 갖는 플라즈마 프로세스 챔버를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a plasma process chamber having an internal discharge bridge having a structure capable of processing a semiconductor wafer and a liquid crystal display glass, which has become larger, and having a higher plasma processing efficiency and easier cleaning.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 내부 방전 브릿지를 갖는 플라즈마 프로세스 챔버에 관한 것이다. 본 발명의 내부 방전 브릿지를 갖는 플라즈마 프로세스 챔버는: 적어도 하나의 가스 입구와 적어도 하나의 가스 출구를 구비하고 내부에 피처리 기판이 놓여지는 적어도 하나의 서셉터를 갖는 챔버 하우징; 챔버 하우징의 일측벽에서 마주 대향된 타 측벽까지 이르도록 챔버 하우징의 내부를 가로질러서 설치된 적어도 하나의 중공형의 내부 방전 브릿지쌍; 내부 방전 브릿지쌍의 양단이 연결되는 챔버 하우징의 양쪽 측벽에 각각 형성되는 적어도 두 쌍의 이중 홀, 적어도 두 쌍의 이중 홀과 내부 방전 브릿지쌍의 중공 영역을 통하여 외부에서 챔버 하우징의 내부 영역을 가로지르는 통로가 제공되고; 내부 방전 브릿지쌍에 장착되며 챔버 하우징의 외측으로 대칭되게 몸체의 일부분이 돌출되는 도우넛 형상을 갖는 적어도 하나의 마그네틱 코어; 마그네틱 코어에 권취되고 챔버 하우징의 내부에 플라즈마를 여기 시키기 위한 기전력을 발생하기 위하여 적어도 하나의 전원 공급원에 연결되는 적어도 하나의 권선 코일을 포함한다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem relates to a plasma process chamber having an internal discharge bridge. A plasma process chamber having an internal discharge bridge of the present invention comprises: a chamber housing having at least one gas inlet and at least one gas outlet and having at least one susceptor in which the substrate to be processed is placed; At least one hollow internal discharge bridge pair installed across the interior of the chamber housing from one side wall of the chamber housing to the other opposing side wall; Cross the inner region of the chamber housing from the outside through at least two pairs of double holes, at least two pairs of double holes and hollow areas of the inner discharge bridge pair, respectively formed on both sidewalls of the chamber housing to which both ends of the inner discharge bridge pair are connected. A passage is provided; At least one magnetic core mounted to an inner discharge bridge pair and having a donut shape in which a part of the body protrudes symmetrically outward of the chamber housing; At least one winding coil wound around the magnetic core and connected to the at least one power source to generate an electromotive force for exciting the plasma inside the chamber housing.

바람직하게는, 상기 전원 공급원과 상기 권선 코일 사이에 전기적으로 연결되는 제1 임피던스 정합기를 포함한다.Advantageously, a first impedance matcher is electrically connected between said power supply and said winding coil.

바람직하게는, 상기 서셉터로 바이어스 전원을 공급하기 위한 바이어스 전원과 서셉터와 바이어스 전원 사이에 전기적으로 연결되는 제2 임피던스 정합기를 포함한다.Preferably, a bias power supply for supplying a bias power supply to the susceptor and a second impedance matcher electrically connected between the susceptor and the bias power supply.

바람직하게는, 상기 내부 방전 브릿지는 절연체로 구성된다.Preferably, the internal discharge bridge is composed of an insulator.

바람직하게는, 상기 적어도 하나의 가스 입구는 내부 방전 브릿지쌍이 배치된 상부 영역의 챔버 하우징 천정에 배치된다.Preferably, said at least one gas inlet is arranged in the chamber housing ceiling of the upper region in which the inner discharge bridge pair is arranged.

바람직하게는, 상기 적어도 하나의 마그네틱 코어에 권선되는 복수개의 권선 코일들은 전원 공급원에 직렬, 병렬 또는 직/병렬 혼합 중 어느 하나의 전기적 연결 구조를 갖는다.Preferably, the plurality of winding coils wound around the at least one magnetic core has an electrical connection structure of any one of series, parallel or serial / parallel mixing to a power source.

바람직하게는, 상기 챔버 하우징은 상부 하우징과 하부 하우징 그리고 상부 하우징과 하부 하우징 사이에 결합되는 중간 하우징을 구비하고, 중간 하우징에 상기 적어도 하나의 내부 방전 브릿지쌍이 구비된다.Preferably, the chamber housing has an upper housing and a lower housing and an intermediate housing coupled between the upper housing and the lower housing, the intermediate housing being provided with the at least one pair of internal discharge bridges.

바람직하게는, 상기 상부 하우징, 중간 하우징 및, 하부 하우징의 사이에는 각기 진공 절연을 위한 오링이 설치된다.Preferably, an O-ring for vacuum insulation is provided between the upper housing, the intermediate housing, and the lower housing, respectively.

바람직하게는, 상기 마그네틱 코어는 C 형상을 갖는 제1 및 제2 마그네틱 코어로 분리된 구조를 갖고, 제1 및 제2 마그네틱 코어는 상호간의 간격이 가변적으로 조절할 수 있도록 이동형 구조를 갖는다.Preferably, the magnetic core has a structure separated into first and second magnetic cores having a C shape, and the first and second magnetic cores have a movable structure to variably adjust the distance therebetween.

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.DETAILED DESCRIPTION In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the embodiments of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings. In understanding the drawings, it should be noted that like parts are intended to be represented by the same reference numerals as much as possible. And detailed description of known functions and configurations that are determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention is omitted.

(실시예)(Example)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 내부 방전 브릿지를 갖는 플라즈마 프로세스 챔버를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings illustrating a preferred embodiment of the present invention, a plasma process chamber having an internal discharge bridge of the present invention will be described in detail.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 기본 실시예에 따른 플라즈마 프로세스 챔버는 챔버 하우징(10)과 챔버 하우징(10)의 내부에 구비되는 내부 방전 브릿지쌍(13, 14)을 구비한다. 내부 방전 브릿지쌍(13, 14)에는 권선 코일(21)이 권취된 마그네틱 코어(20)가 장착된다.1 and 2, the plasma process chamber according to the basic embodiment of the present invention includes a chamber housing 10 and internal discharge bridge pairs 13 and 14 provided inside the chamber housing 10. The internal discharge bridge pairs 13 and 14 are equipped with a magnetic core 20 on which the winding coil 21 is wound.

챔버 하우징(10)은 적어도 하나의 가스 입구(11)와 적어도 하나의 가스 출구(12)를 구비하고 내부에 피처리 기판이 놓여지는 적어도 하나의 서셉터(16)가 구비된다. 바람직하게는, 적어도 하나의 가스 입구(11)는 내부 방전 브릿지쌍(13, 14)이 배치된 상부 영역의 챔버 하우징(10) 천정에 배치된다. 그럼으로 가스 입구(11)를 통하여 입력되는 반응 가스는 내부 방전 브릿지쌍(13, 14)을 중심으로 양쪽으로 고르게 분사되면서 챔버 하우징(10)의 하부로 흐르게 된다. 그리고 적어도 하나의 가스 출구(12)는 챔버 하우징의 하부 측벽면으로 배치된다.The chamber housing 10 has at least one gas inlet 11 and at least one gas outlet 12 and is provided with at least one susceptor 16 on which a substrate to be processed is placed. Preferably, at least one gas inlet 11 is arranged in the ceiling of the chamber housing 10 in the upper region in which the inner discharge bridge pairs 13, 14 are arranged. Therefore, the reaction gas input through the gas inlet 11 flows evenly to both sides of the internal discharge bridge pairs 13 and 14 and flows to the lower portion of the chamber housing 10. And at least one gas outlet 12 is arranged at the lower sidewall surface of the chamber housing.

방전 브릿지쌍(13, 14)은 챔버 하우징(10)의 일측벽에서 마주 대향된 타 측벽까지 이르도록 챔버 하우징의 내부를 가로질러서 나란히 병렬로 설치되어 쌍을 이루는 두 개의 중공형관(13, 14)으로 구성된다. 내부 방전 브릿지쌍(13, 14)은 석영이나 세라믹과 같은 절연체로 구성되거나, 또는 알루미늄이나 알루미나로 구성될 수 있다.The discharge bridge pairs 13 and 14 are arranged in parallel to form a pair of two hollow tubes 13 and 14 parallel to each other across the interior of the chamber housing from one side wall of the chamber housing 10 to the opposite side wall facing the other side. It consists of. The inner discharge bridge pairs 13 and 14 may be made of an insulator such as quartz or ceramic, or may be made of aluminum or alumina.

챔버 하우징(10)의 양쪽 측벽에 마주 대향하도록 배치되어 내부 방전 브릿지쌍(13, 14)의 양단이 연결되도록 각각 형성된 두 쌍의 이중 홀(15)이 구비된다. 그럼으로 두 쌍의 이중 홀(15)과 내부 방전 브릿지쌍(13, 14)의 중공 영역을 통하여 외부에서 챔버 하우징(10)의 내부 영역을 가로지르는 통로가 제공된다.Two pairs of double holes 15 are disposed to face opposite sidewalls of the chamber housing 10 and are formed so that both ends of the inner discharge bridge pairs 13 and 14 are connected to each other. Thus, a passage is provided through the hollow region of the two pairs of double holes 15 and the inner discharge bridge pairs 13 and 14 from the outside to intersect the inner region of the chamber housing 10.

마그네틱 코어(20)는 내부 방전 브릿지쌍에 장착되며 챔버 하우징의 외측으로 대칭되게 몸체의 일부분이 돌출되는 도우넛 형상을 갖는다. 권선 코일(21)은 마그네틱 코어(20)에 권취되고 챔버 하우징(10)의 내부에 플라즈마를 여기 시키기 위한 기전력을 발생하기 위하여 적어도 하나의 전원 공급원(30)에 연결된다. 바람직하게는, 권선 코일(21)은 챔버 하우징(20)의 외측으로 돌출된 마그네틱 코어(20)의 양측 몸체 부분에 권취된다. 또는 챔버 하우징(20)의 외측으로 돌출된 마그네틱 코어(20)의 어느 한쪽 몸체 부분에만 권취될 수도 있다.The magnetic core 20 is mounted to an inner discharge bridge pair and has a donut shape in which a part of the body protrudes symmetrically to the outside of the chamber housing. The winding coil 21 is wound around the magnetic core 20 and connected to at least one power source 30 to generate an electromotive force for exciting the plasma inside the chamber housing 10. Preferably, the winding coil 21 is wound on both body portions of the magnetic core 20 protruding outward of the chamber housing 20. Alternatively, only one body portion of the magnetic core 20 protruding out of the chamber housing 20 may be wound.

전원 공급원(30)은 권선 코일(21)로 RF(Radio Frequency)를 공급한다. 바람직하게는, 임피던스 정합을 위하여 전원 공급원(30)과 권선 코일(21) 사이에는 제1 임피던스 정합기(32)가 접속된다. 서셉터(16)에는 바이어스를 공급하기 위한 바이어스 전원 공급원(34)과 서셉터(16)와 바이어스 전원 공급원(34) 사이에는 제2 임피던스 정합기(36)가 연결된다.The power supply 30 supplies RF (Radio Frequency) to the winding coil 21. Preferably, a first impedance matcher 32 is connected between the power supply 30 and the winding coil 21 for impedance matching. A second impedance matcher 36 is connected to the susceptor 16 between the bias power supply 34 for supplying the bias and the susceptor 16 and the bias power supply 34.

이상과 같은 플라즈마 프로세스 챔버는 전원 공급원(30)으로부터 제1 임피던스 정합기(32)를 통하여 권선 코일(21)로 RF가 공급되면, 내부 방전 브릿지쌍(13, 14)에 장착된 마그네틱 코어(20)에 자기장이 유도되고 이에 따라 내부 방전 브릿지쌍(13, 14)을 중심으로 회전하는 전기장이 유도된다. 이에 따라 내부 방전 브릿지쌍(13, 14)을 중심으로 그 주변에 플라즈마 방전이 이루어진다.In the plasma process chamber as described above, when RF is supplied from the power supply source 30 to the winding coil 21 through the first impedance matcher 32, the magnetic core 20 mounted on the internal discharge bridge pairs 13 and 14 is provided. ), A magnetic field is induced, and thus an electric field rotating about the internal discharge bridge pairs 13 and 14 is induced. As a result, plasma discharge is generated around the internal discharge bridge pairs 13 and 14.

내부 방전 브릿지쌍(13, 14)의 주변으로 발생되는 플라즈마는 모두가 챔버 하우징(10)의 내부에 노출됨으로 종래의 외부 방전 브릿지 형태에 비하여 플라즈마 처리 효율이 증가된다. 또한, 내부 방전 브릿지(15)의 표면이 챔버 하우징(10)의 내부에 모두 들어나 있는 구조를 갖고 있음으로 세정하기가 매우 용이함으로 세정 효율을 높일 수 있으며 세정 시간을 단축할 수 있다. 그럼으로 전체적으로 생산 수율을 높을 수 있다.Plasma generated around the inner discharge bridge pairs 13 and 14 are all exposed to the inside of the chamber housing 10, thereby increasing the plasma processing efficiency as compared with the conventional external discharge bridge type. In addition, since the surface of the internal discharge bridge 15 has a structure in which all of the interior of the chamber housing 10 is easy to clean, the cleaning efficiency can be increased and the cleaning time can be shortened. This can increase the overall production yield.

본 발명의 플라즈마 소오스는 대면적의 피처리 기판을 처리할 수 있는 넓은 볼륨의 플라즈마를 발생할 수 있도록 두 개 이상의 내부 방전 브릿지쌍을 구비할 수 있다. 후술되는 다양한 변형예에서와 같이, 다수개의 내부 방전 브릿지쌍은 챔버 하우징(10)의 내측 상부에 병렬 배열되는 구조를 갖고 장착 될 수 있다.The plasma source of the present invention may be provided with two or more pairs of internal discharge bridges to generate a large volume of plasma capable of processing a large area of the substrate to be processed. As in the various modifications described below, the plurality of internal discharge bridge pairs may be mounted with a structure arranged in parallel on the inner upper portion of the chamber housing 10.

후술되는 다양한 변형예들은 상술한 기본 실시예의 플라즈마 프로세스 챔버에서 마그네틱 코어(20)가 장착된 내부 방전 브릿지쌍(13, 14)의 개수와 장착 구조를 다양하게 변형한 것임으로 후술되는 설명에서 동일한 구성에 대한 반복된 구체적인 설명은 생략한다.The various modifications described below are various modifications of the number and mounting structure of the internal discharge bridge pairs 13 and 14 on which the magnetic core 20 is mounted in the plasma process chamber of the above-described basic embodiment. Repeated detailed descriptions will be omitted.

도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 변형예의 플라즈마 프로세스 챔버는 챔버 하우징(10)의 측벽에 네 쌍의 이중 홀(15a, 15b)이 마주 대향되도록 형성되며, 여기에 두 개의 내부 방전 브릿지쌍(13a, 14a)(13b, 14b)이 챔버 하우징(10)의 내측 상부를 가로지르도록 병렬로 배치된다.3 and 4, the plasma process chamber of one modification of the present invention is formed such that four pairs of double holes 15a and 15b face each other on the side wall of the chamber housing 10, where two internal discharges are provided. Bridge pairs 13a, 14a, 13b, 14b are arranged in parallel to cross the inner upper portion of chamber housing 10.

여기서, 챔버 하우징(10)의 천정에는 두 개의 가스 입구(11a, 11b)가 배치되 되, 바람직하게는 내부 방전 브릿지쌍(13a, 14a)(13b, 14b)의 바로 위쪽에 각각 배치된다. 그럼으로 가스 입구(11a, 11b)를 통하여 입력되는 반응 가스는 내부 방전 브릿지쌍(13a, 14a)(13b, 14b)을 중심으로 양쪽으로 고르게 분사되면서 챔버 하우징(10)의 하부로 흐르게 된다.Here, two gas inlets 11a and 11b are arranged on the ceiling of the chamber housing 10, preferably just above the inner discharge bridge pairs 13a and 14a and 13b and 14b, respectively. Thus, the reaction gas input through the gas inlets 11a and 11b flows evenly to both sides of the internal discharge bridge pairs 13a and 14a and 13b and 14b and flows to the lower portion of the chamber housing 10.

도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 또 다른 변형예의 플라즈마 프로세스 챔버는 세 쌍의 내부 방전 브릿지쌍(13a, 14a)(13b, 14b)(13c, 14c)이 병렬로 배치되며 이에 적합하게 여섯 쌍의 이중홀(15a, 15b, 15c)이 구비될 수 있다. 이와 같이, 챔버 하우징(10)의 내측 상부에는 하나 이상의 내부 방전 브릿지쌍이 구성될 수 있다.5 and 6, in another variant of the plasma process chamber, three pairs of internal discharge bridge pairs 13a, 14a, 13b, 14b, 13c, 14c are arranged in parallel and suitably Six pairs of double holes 15a, 15b and 15c may be provided. As such, one or more internal discharge bridge pairs may be configured on the inner upper portion of the chamber housing 10.

여기서, 챔버 하우징(10)의 천정에는 세 개의 가스 입구(11a, 11b, 11c)가 배치되되, 바람직하게는 내부 방전 브릿지쌍(13a, 14a)(13b, 14b)(13c, 14c)의 바로 위쪽에 각각 배치된다. 그럼으로 가스 입구(11a, 11b, 11c)를 통하여 입력되는 반응 가스는 내부 방전 브릿지쌍(13a, 14a)(13b, 14b)(13c, 14c)을 중심으로 양쪽으로 고르게 분사되면서 챔버 하우징(10)의 하부로 흐르게 된다.Here, three gas inlets 11a, 11b, 11c are arranged on the ceiling of the chamber housing 10, preferably just above the internal discharge bridge pairs 13a, 14a, 13b, 14b, 13c, 14c. Are placed on each. Thus, the reaction gas input through the gas inlets 11a, 11b, 11c is evenly sprayed to both sides about the internal discharge bridge pairs 13a, 14a (13b, 14b) 13c, 14c and the chamber housing 10. To the bottom of the.

이와 같이, 다수개의 마그네틱 코어에 권취되는 권선 코일(21a, 21b)(21a, 21b, 21c)들은 제1 임피던스 정합기(32)를 통하여 전원 공급원(30)에 전기적으로 연결된다. 이때, 다수개의 권선 코일(21a, 21b)(21a, 21b, 21c)들은 직렬, 병렬, 직병렬 혼합 중 어느 하나의 방식으로 연결될 수 있다. 또는 다수개의 권선 코일 (21a, 21b)(21a, 21b, 21c)은 각기 독립적인 전원 공급원과 임피던스 정합기에 연결되어 독립적인 전원 공급 구조를 가질 수도 있다.As such, the winding coils 21a, 21b, 21a, 21b, 21c wound around the plurality of magnetic cores are electrically connected to the power supply 30 through the first impedance matcher 32. In this case, the plurality of winding coils 21a and 21b 21a, 21b and 21c may be connected in any one of a series, parallel, and parallel mixing. Alternatively, the plurality of winding coils 21a, 21b, 21a, 21b, and 21c may be connected to independent power supplies and impedance matchers, respectively, to have independent power supply structures.

도 7 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 또 다른 변형예의 플라즈마 프로세스 챔버는 챔버 하우징(10)을 하부 하우징(10a), 중간 하우징(10b), 그리고 상부 하우징(10c)으로 분리 구성하며, 중간 하우징(10b)에 이중홀(15)과 내부 방전 브릿지쌍(13, 14)을 구성한다. 그리고 각각의 결합 부분은 진공 절연을 위한 오링(18, 19)이 각기 삽입된다. 특히, 중간 하우징(10b)과 내부 방전 브릿지쌍(13, 14)은 제조 단계에서 하나의 재질로 구성하여 일체로 제작할 수 있다.Referring to FIGS. 7 and 8, a plasma process chamber of another variant of the present invention separates the chamber housing 10 into a lower housing 10a, an intermediate housing 10b, and an upper housing 10c. The double hole 15 and the internal discharge bridge pairs 13 and 14 are formed in the housing 10b. And each coupling portion has an O-ring 18, 19 for vacuum insulation respectively. In particular, the intermediate housing 10b and the internal discharge bridge pairs 13 and 14 may be made of a single material and manufactured integrally at the manufacturing stage.

도 9를 참조하여, 상술한 바와 같은 여러 실시예들에서 내부 방전 브릿지쌍(13, 14)에 장착되는 마그네틱 코어(20)는 C 형상을 갖는 제1 및 제2 마그네틱 코어(20-1, 20-2)로 분리된 구조를 갖도록 할 수 있다. 이때, 제1 및 제2 마그네틱 코어(20-1, 20-2)는 상호간의 간격이 가변적으로 조절할 수 있도록 이동형 구조를 갖도록 한다. 도면에는 미도시 되어 있으나, 제1 및 제2 마그네틱 코어(20-1, 20-2)를 수평 이동 시키기 위한 기계적 전기적 구성이 구비된다. 예를 들어, 수평 이동을 위한 스크류를 제1 및 제2 마그네틱 코어(20-1, 20-2)에 각기 연결하고 전기 모터를 이용하여 수평 이동 시킬 수 있다. 또는, 여러 형태의 실린더를 사용할 수 도 있다.Referring to FIG. 9, in various embodiments as described above, the magnetic core 20 mounted on the internal discharge bridge pairs 13 and 14 may have the first and second magnetic cores 20-1 and 20 having a C shape. It can have a structure separated by -2). In this case, the first and second magnetic cores 20-1 and 20-2 have a movable structure so that the distance between them can be variably adjusted. Although not shown in the drawing, a mechanical and electrical configuration for horizontally moving the first and second magnetic cores 20-1 and 20-2 is provided. For example, the screws for horizontal movement may be connected to the first and second magnetic cores 20-1 and 20-2, respectively, and horizontally moved using an electric motor. Alternatively, various types of cylinders may be used.

이와 같이, 제1 및 제2 마그네틱 코어(20-1, 20-2)의 간격을 조절함으로서 챔버 하우징(10)의 내부로 전달되는 기전력의 크기를 조절할 수 있다. 그럼으로 챔버 하우징(10)의 내부에 발생되는 플라즈마의 밀도를 가변적으로 조절할 수 있다. 그럼으로 서셉터(16)에 놓인 피처리 기판(17)에 대한 플라즈마 처리 효율을 필요에 따라 가변적으로 조절할 수 있다.As such, by adjusting the distance between the first and second magnetic cores 20-1 and 20-2, the magnitude of the electromotive force transmitted to the inside of the chamber housing 10 can be adjusted. Therefore, the density of the plasma generated inside the chamber housing 10 can be variably controlled. Therefore, the plasma processing efficiency of the substrate 17 placed on the susceptor 16 can be variably adjusted as necessary.

이상과 같은 본 발명의 플라즈마 소오스는 다중 기판 처리를 위하여 챔버 하우징(10)의 내부에 복수개의 서셉터가 구비되는 플라즈마 프로세스 챔버에 동일하게 적용이 가능하다. 이때, 복수개의 서셉터의 상부에 각기 내부 방전 브릿지쌍이 위치하도록 다수개의 내부 방전 브릿지쌍이 구성되는 것이 바람직하다.The plasma source of the present invention as described above is equally applicable to a plasma process chamber having a plurality of susceptors provided inside the chamber housing 10 for processing multiple substrates. In this case, it is preferable that a plurality of internal discharge bridge pairs are configured such that internal discharge bridge pairs are respectively positioned on the plurality of susceptors.

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.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains have various modifications and equivalent embodiments. You can see that it is possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

상술한 바와 같은 본 발명의 내부 방전 브릿지를 갖는 플라즈마 소오스는 대형화 되어가는 반도체 웨이퍼나 액정 디스플레이 글라스를 처리할 수 있으면서도 보다 높은 플라즈마 처리 효율을 얻을 수 있으며 챔버 하우징의 내부가 클리닝이 용이한 구조를 제공하여 전체적으로 수율 향상을 얻을 수 있다. 또한, 이동 가능 한 분리된 마그네틱 코어 구조의 경우 플라즈마 발생 밀도를 가변적으로 제어할 수 있어서 공정 특성에 적합하게 플라즈마 발생 밀도의 가변적 제어가 매우 용이하다.As described above, the plasma source having the internal discharge bridge of the present invention can process semiconductor wafers and liquid crystal display glasses, which are increasing in size, and can achieve higher plasma processing efficiency and provide a structure in which the inside of the chamber housing is easy to clean. The overall yield can be obtained. In addition, in the case of the movable magnetic core structure, the plasma generation density can be variably controlled, so that it is very easy to control the plasma generation density to suit the process characteristics.

Claims

적어도 하나의 가스 입구와 적어도 하나의 가스 출구를 구비하고 내부에 피처리 기판이 놓여지는 적어도 하나의 서셉터를 갖는 챔버 하우징;A chamber housing having at least one gas inlet and at least one gas outlet and having at least one susceptor in which the substrate to be processed is placed;

챔버 하우징의 일측벽에서 마주 대향된 타 측벽까지 이르도록 챔버 하우징의 내부를 가로질러서 설치된 적어도 하나의 중공형의 내부 방전 브릿지쌍;At least one hollow internal discharge bridge pair installed across the interior of the chamber housing from one side wall of the chamber housing to the other opposing side wall;

내부 방전 브릿지쌍의 양단이 연결되는 챔버 하우징의 양쪽 측벽에 각각 형성되는 적어도 두 쌍의 이중 홀, 적어도 두 쌍의 이중 홀과 내부 방전 브릿지쌍의 중공 영역을 통하여 외부에서 챔버 하우징의 내부 영역을 가로지르는 통로가 제공되고;Cross the inner region of the chamber housing from the outside through at least two pairs of double holes, at least two pairs of double holes and hollow areas of the inner discharge bridge pair, respectively formed on both sidewalls of the chamber housing to which both ends of the inner discharge bridge pair are connected. A passage is provided;

내부 방전 브릿지쌍에 장착되며 챔버 하우징의 외측으로 대칭되게 몸체의 일부분이 돌출되는 도우넛 형상을 갖는 적어도 하나의 마그네틱 코어;At least one magnetic core mounted to an inner discharge bridge pair and having a donut shape in which a part of the body protrudes symmetrically outward of the chamber housing;

마그네틱 코어에 권취되고 챔버 하우징의 내부에 플라즈마를 여기 시키기 위한 기전력을 발생하기 위하여 적어도 하나의 전원 공급원에 연결되는 적어도 하나의 권선 코일을 포함하는 내부 방전 브릿지를 갖는 플라즈마 프로세스 챔버.10. A plasma process chamber having an internal discharge bridge comprising at least one winding coil wound around a magnetic core and connected to at least one power source for generating an electromotive force for exciting plasma within the chamber housing.

제1 항에 있어서, 상기 전원 공급원과 상기 권선 코일 사이에 전기적으로 연결되는 제1 임피던스 정합기를 포함하는 내부 방전 브릿지를 갖는 플라즈마 프로세스 챔버.The plasma process chamber of claim 1, further comprising an internal discharge bridge including a first impedance matcher electrically connected between the power supply and the winding coil.

제2 항에 있어서, 상기 서셉터로 바이어스 전원을 공급하기 위한 바이어스 전원과 서셉터와 바이어스 전원 사이에 전기적으로 연결되는 제2 임피던스 정합기를 포함하는 내부 방전 브릿지를 갖는 플라즈마 프로세스 챔버.3. The plasma process chamber of claim 2, further comprising an internal discharge bridge comprising a bias power source for supplying bias power to the susceptor and a second impedance matcher electrically coupled between the susceptor and the bias power source.

제1 항에 있어서, 상기 내부 방전 브릿지는 절연체로 구성된 내부 방전 브릿지를 갖는 플라즈마 프로세스 챔버.The plasma process chamber of claim 1, wherein the internal discharge bridge has an internal discharge bridge composed of an insulator.

제1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가스 입구는 내부 방전 브릿지쌍이 배치된 상부 영역의 챔버 하우징 천정에 배치된 내부 방전 브릿지를 갖는 플라즈마 프로세스 챔버.The plasma process chamber of claim 1, wherein said at least one gas inlet has an internal discharge bridge disposed in a chamber housing ceiling of an upper region in which an internal discharge bridge pair is disposed.

제1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 마그네틱 코어에 권선되는 복수개의 권선 코일들은 전원 공급원에 직렬, 병렬 또는 직/병렬 혼합 중 어느 하나의 전기적 연결 구조를 갖는 내부 방전 브릿지를 갖는 플라즈마 프로세스 챔버.The plasma process chamber of claim 1, wherein the plurality of winding coils wound around the at least one magnetic core have an internal discharge bridge having an electrical connection structure of any one of series, parallel, or serial / parallel mixing to a power source.

제1 항에 있어서, 상기 챔버 하우징은 상부 하우징과 하부 하우징 그리고 상부 하우징과 하부 하우징 사이에 결합되는 중간 하우징을 구비하고, 중간 하우징에 상기 적어도 하나의 내부 방전 브릿지쌍이 구비되는 내부 방전 브릿지를 갖는 플라즈마 프로세스 챔버.The plasma chamber of claim 1, wherein the chamber housing has an upper housing and a lower housing, and an intermediate housing coupled between the upper housing and the lower housing, and the plasma having an internal discharge bridge having the at least one internal discharge bridge pair in the intermediate housing. Process chamber.

제7 항에 있어서, 상기 상부 하우징, 중간 하우징 및, 하부 하우징의 사이에는 각기 진공 절연을 위한 오링이 설치되는 내부 방전 브릿지를 갖는 플라즈마 프로세스 챔버.8. The plasma process chamber of claim 7, wherein each of the upper housing, the intermediate housing, and the lower housing has an internal discharge bridge having an O-ring for vacuum insulation.

제1 항에 있어서, 상기 마그네틱 코어는 C 형상을 갖는 제1 및 제2 마그네틱 코어로 분리된 구조를 갖고, 제1 및 제2 마그네틱 코어는 상호간의 간격이 가변적으로 조절할 수 있도록 이동형 구조를 갖는 내부 방전 브릿지를 갖는 플라즈마 프로세스 챔버.The magnetic core of claim 1, wherein the magnetic core has a structure separated into first and second magnetic cores having a C shape, and the first and second magnetic cores have a movable structure to variably adjust the distance therebetween. Plasma process chamber having a discharge bridge.