KR101093606B1

KR101093606B1 - Plasma reactor

Info

Publication number: KR101093606B1
Application number: KR1020090103841A
Authority: KR
Inventors: 위순임; 남창우
Original assignee: 주식회사 뉴파워 프라즈마
Priority date: 2009-10-29
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2011-12-15
Also published as: KR20110047084A

Abstract

본 발명은 기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기에 관한 것이다. 본 발명의 기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기는 피처리 기판을 지지하는 서셉터 및 상기 서셉터 상에 상기 피처리 기판의 주연부를 둘러싸도록 구비된 포커스링을 포함하는 반응기 몸체; 상기 반응기 몸체의 내부처리공간의 중심영역에 구비되어 플라즈마를 생성하는 중심 플라즈마소스; 상기 반응기 몸체의 내부처리공간의 주변영역에 구비되어 플라즈마를 생성하는 주변 플라즈마 소스를 포함하며, 상기 포커스링은 적어도 하나의 도전성 부재와 적어도 하나의 절연성 부재를 포함한다. 본 발명의 기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기에 의하면, 분할된 포커스링에 의해 기판의 주연부에서도 균일한 플라즈마가 발생되므로 기판의 중심영역과 주변영역을 균일하게 처리할 수 있다. 또한, 내부처리공간에 중심 플라즈마소스와 주변 플라즈마소스가 구분되어 구비되므로 기판의 전영역에 걸쳐 균일하게 플라즈마 처리가 가능하다.The present invention relates to a plasma reactor with improved substrate processing efficiency. A plasma reactor having improved substrate processing efficiency may include a reactor body including a susceptor for supporting a substrate and a focus ring disposed on the susceptor to surround a periphery of the substrate; A central plasma source provided in a central region of the inner processing space of the reactor body to generate a plasma; And a peripheral plasma source provided at a peripheral region of the inner processing space of the reactor body to generate a plasma, wherein the focus ring includes at least one conductive member and at least one insulating member. According to the plasma reactor with improved substrate processing efficiency of the present invention, since the plasma is generated even at the periphery of the substrate by the divided focus ring, the center region and the peripheral region of the substrate can be uniformly processed. In addition, since the central plasma source and the peripheral plasma source are provided separately in the internal processing space, plasma processing can be uniformly applied to the entire area of the substrate.

배기가스 배플판, 서셉터, 절연부재, 포커스링 Exhaust gas baffle plate, susceptor, insulation, focus ring

Description

기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기{Plasma reactor}Plasma reactor with improved substrate processing efficiency

본 발명은 기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기에 관한 것으로, 구체적으로는 대면적의 플라즈마를 보다 균일하게 발생하여 대면적의 피처리 대상에 대한 플라즈마 처리 효율을 높일 수 있는 기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma reactor with improved substrate processing efficiency. Specifically, the present invention relates to a plasma reactor with improved plasma processing efficiency for generating a large area of plasma more uniformly, thereby increasing the plasma processing efficiency of a large-area target object. It is about.

플라즈마는 같은 수의 양이온(positive ions)과 전자(elctrons)를 포함하는 고도로 이온화된 가스이다. 플라즈마 방전은 이온, 자유 라디컬, 원자, 분자를 포함하는 활성 가스를 발생하기 위한 가스 여기에 사용되고 있다. 활성가스는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며 대표적으로 반도체 제조 공정 예를 들어, 식각(eching), 증착(deposition), 세정(cleaning), 에싱(ahing) 등에 사용된다.Plasma is a highly ionized gas containing the same number of positive ions and elctrons. Plasma discharges are used for gas excitation to generate active gases containing ions, free radicals, atoms, molecules. Active gases are widely used in various fields and are typically used in semiconductor manufacturing processes, for example, etching, deposition, cleaning, and ashing.

플라즈마를 발생하기 위한 플라즈마 소스는 여러 가지가 있는데 무선주파수(radio frezuency)를 사용한 용량결합플라즈마(CCP, capacity coupled plasma)와 변압기 결합 플라즈마(TCP, transformer coupled plasma)가 일례이다.There are several plasma sources for generating plasma, for example, capacity coupled plasma (CCP) and transformer coupled plasma (TCP) using radio frezuency.

용량 결합 플라즈마 소스는 정확한 용량 결합 조절과 이온 조절능력이 높아서 타 플라즈마 소스에 비하여 공정 생산력이 높다는 장점을 갖는다. 반면, 무선주 파수 전원의 에너지가 거의 배타적으로 용량 결합을 통하여 플라즈마에 연결되기 때문에 플라즈마 이온 밀도는 용량 결합된 무선 주파수 전력의 증가 또는 감소에 의해서만 증가 또는 감소될 수 있다. 그러나, 무선 주파수 전력의 증가는 이온 충격 에너지를 증가시킨다. 결과적으로 이온 충격에 의한 손상을 방지하기 위해서는 무선 주파수 전력의 한계성을 갖게 된다. Capacitively coupled plasma sources have the advantage of high process productivity compared to other plasma sources due to their high capacity for precise capacitive coupling and ion control. On the other hand, since the energy of the radio frequency power supply is almost exclusively connected to the plasma through capacitive coupling, the plasma ion density can only be increased or decreased by increasing or decreasing the capacitively coupled radio frequency power. However, increasing radio frequency power increases ion bombardment energy. As a result, in order to prevent damage due to ion bombardment, radio frequency power is limited.

한편, 유도 결합 플라즈마 소스는 무선 주파수 전원의 증가에 따라 이온 밀도를 쉽게 증가시킬 수 있으며 이에 따른 이온 충격은 상대적으로 낮아서 고밀도 플라즈마를 얻기에 매우 적합한 것으로 알려져 있다. 그러나, 유도 코일이 플라즈마 이온 에너지를 거의 또는 전혀 제어하지 못함으로 이온 에너지의 조절을 위해서는 별도의 개별적인 장치를 부가하여야만 했다. 예를 들어, 공정 챔버의 내부에 구비되는 기판 지지대에 독립된 무선 주파수를 인가하는 바이어스 기술이 그 일 예이다. 그러나, 기판 지지대에 인가되는 바이어스에 인가되는 무선 주파수 전원은 플라즈마 이온 에너지의 제어성이 낮아서 공정 생산력이 낮다는 문제점이 있었다.On the other hand, the inductively coupled plasma source can easily increase the ion density with the increase of the radio frequency power source, the ion bombardment is relatively low, it is known to be very suitable for obtaining a high density plasma. However, since the induction coil has little or no control over the plasma ion energy, a separate individual device has to be added to control the ion energy. For example, a bias technique of applying an independent radio frequency to a substrate support provided in the process chamber is an example. However, the radio frequency power applied to the bias applied to the substrate support has a problem of low process productivity due to low controllability of plasma ion energy.

한편, 기판 사이즈의 증가에 따라 기판이 처리되는 플라즈마 반응 챔버의 사이즈도 증가되는데 이 경우 플라즈마 소스에 의해 발생된 플라즈마가 플라즈마 반응 챔버 내부에 균일하게 분포하기 어렵다. 즉, 플라즈마 반응 챔버 내부에서 중심영역의 플라즈마 밀도와 주변영역에서의 플라즈마 밀도가 상이하여 기판이 균일하게 처리되지 못하는 문제점이 있었다. Meanwhile, as the substrate size increases, the size of the plasma reaction chamber in which the substrate is processed also increases. In this case, it is difficult for the plasma generated by the plasma source to be uniformly distributed in the plasma reaction chamber. That is, there is a problem that the substrate is not uniformly processed because the plasma density in the center region and the plasma density in the peripheral region are different in the plasma reaction chamber.

본 발명의 목적은 플라즈마의 중심영역과 주변영역 전체에 걸쳐 플라즈마 밀도가 균일하게 발생할 수 있는 기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기를 제공하는데 있다.Disclosure of Invention An object of the present invention is to provide a plasma reactor with improved substrate processing efficiency in which the plasma density is uniformly generated throughout the center region and the peripheral region of the plasma.

본 발명의 또 다른 목적은 서셉터의 포커스링을 이용하여 주변영역의 플라즈마 처리 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a plasma reactor with improved substrate processing efficiency that can improve plasma processing efficiency of a peripheral region by using a focus ring of a susceptor.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기에 관한 것이다. 본 발명의 기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기는 피처리 기판을 지지하는 서셉터 및 상기 서셉터 상에 상기 피처리 기판의 주연부를 둘러싸도록 구비된 포커스링을 포함하는 반응기 몸체; 상기 반응기 몸체의 내부처리공간의 중심영역에 구비되어 플라즈마를 생성하는 중심 플라즈마소스; 상기 반응기 몸체의 내부처리공간의 주변영역에 구비되어 플라즈마를 생성하는 주변 플라즈마 소스를 포함하며, 상기 포커스링은 적어도 하나의 도전성 부재와 적어도 하나의 절연성 부재를 포함한다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem relates to a plasma reactor with improved substrate processing efficiency. A plasma reactor having improved substrate processing efficiency may include a reactor body including a susceptor for supporting a substrate and a focus ring disposed on the susceptor to surround a periphery of the substrate; A central plasma source provided in a central region of the inner processing space of the reactor body to generate a plasma; And a peripheral plasma source provided at a peripheral region of the inner processing space of the reactor body to generate a plasma, wherein the focus ring includes at least one conductive member and at least one insulating member.

일 실시예에 있어서, 상기 포커스링은 스위칭 회로에 의해 접지되거나 직접접지된 접지용 부재를 포함한다.In one embodiment, the focus ring includes a grounding member grounded or directly grounded by a switching circuit.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 반응기는 반응가스를 균일하게 배출시키기 위한 배기가스 배플판이 구비된다.In one embodiment, the plasma reactor is provided with an exhaust gas baffle plate for uniformly discharging the reaction gas.

일 실시예에 있어서, 상기 포커스링과 상기 배기가스 배플판 사이에는 상기 포커스링과 상기 배기가스 배플판을 전기적으로 절연시키면서 상기 배기가스 배플판을 지지하기 위한 절연 거치링이 구비된다.In one embodiment, an insulating mounting ring for supporting the exhaust gas baffle plate while electrically insulating the focus ring and the exhaust gas baffle plate is provided between the focus ring and the exhaust gas baffle plate.

일 실시예에 있어서, 상기 배기가스 배플판은 스위칭 회로에 의해 접지된다.In one embodiment, the exhaust gas baffle plate is grounded by a switching circuit.

일 실시예에 있어서, 상기 중심 플라즈마소스와 상기 주변 플라즈마소스는 각각 유도결합방식에 의해 플라즈마를 생성한다.In one embodiment, the central plasma source and the peripheral plasma source each generates a plasma by an inductive coupling method.

일 실시예에 있어서, 상기 중심 플라즈마소스는 용량결합방식에 의해 플라즈마를 생성하고, 상기 주변 플라즈마소스는 유도결합방식에 의해 플라즈마를 생성한다.In one embodiment, the central plasma source generates a plasma by a capacitive coupling method, the peripheral plasma source generates a plasma by an inductive coupling method.

일 실시예에 있어서, 상기 중심 플라즈마소스와 상기 주변 플라즈마소스는 상기 반응기 몸체의 바닥면에 대해 높이가 상이하게 배치된다.In one embodiment, the central plasma source and the peripheral plasma source are arranged differently in height with respect to the bottom surface of the reactor body.

일 실시예에 있어서, 상기 중심 플라즈마소스와 상기 주변 플라즈마소스는 복수 개의 무선 주파수 안테나; 및 상기 복수 개의 무선 주파수 안테나를 커버하며 자속 출입구가 상기 반응기 몸체 내부로 향하도록 마련되는 마그네틱 코어를 각각 포함한다.In one embodiment, the central plasma source and the peripheral plasma source comprises a plurality of radio frequency antenna; And a magnetic core covering the plurality of radio frequency antennas and provided with a magnetic flux entrance and exit toward the reactor body.

일 실시예에 있어서, 상기 주변 플라즈마소스는 복수 개의 무선 주파수 안테나; 및 상기 복수 개의 무선 주파수 안테나를 커버하며 자속 출입구가 상기 반응기 몸체 내부로 향하도록 마련되는 마그네틱 코어를 포함한다.In one embodiment, the peripheral plasma source comprises a plurality of radio frequency antennas; And a magnetic core covering the plurality of radio frequency antennas and provided with a magnetic flux entrance and exit toward the reactor body.

일 실시예에 있어서, 상기 마그네틱 코어와 상기 반응기 몸체 사이에는 자속을 통과시키는 유전체 윈도우가 구비된다.In one embodiment, a dielectric window is provided between the magnetic core and the reactor body for passing magnetic flux.

일 실시예에 있어서, 상기 마그네틱 코어와 상기 유전체 윈도우 사이에는 패 러데이쉴드가 포함된다.In one embodiment, a Faraday shield is included between the magnetic core and the dielectric window.

본 발명의 기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기에 의하면, 분할된 포커스링에 의해 기판의 주연부에서도 균일한 플라즈마가 발생되므로 기판의 중심영역과 주변영역을 균일하게 처리할 수 있다. 또한, 내부처리공간에 중심 플라즈마소스와 주변 플라즈마소스가 구분되어 구비되므로 기판의 전영역에 걸쳐 균일하게 플라즈마 처리가 가능하다.According to the plasma reactor with improved substrate processing efficiency of the present invention, since the plasma is generated even at the periphery of the substrate by the divided focus ring, the center region and the peripheral region of the substrate can be uniformly processed. In addition, since the central plasma source and the peripheral plasma source are provided separately in the internal processing space, plasma processing can be uniformly applied to the entire area of the substrate.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.In order to fully understand the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Embodiment of the present invention may be modified in various forms, the scope of the invention should not be construed as limited to the embodiments described in detail below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the elements in the drawings and the like may be exaggerated to emphasize a more clear description. It should be noted that the same members in each drawing are sometimes shown with the same reference numerals. Detailed descriptions of well-known functions and constructions which may be unnecessarily obscured by the gist of the present invention are omitted.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a plasma reactor according to a first embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 반응기(10)는 내부처리 공간을 갖는 반응기 몸체(100)와 내부처리공간으로 플라즈마를 생성하는 플라즈마소스(150, 160)가 구비된다. 반응기 몸체(100)의 내부처리공간에는 피처리 기판(110)이 적재되고, 하부전극으로서 기능하는 서셉터(140)와 내부처리공간 내부에 플라즈마를 생성하는 중심플라즈마소스(150)와 주변 플라즈마소스(160)가 구비된다. 반응기 몸체(100)는 소정 체적을 갖도록 마련되며 알루미늄, 스테인리스, 구리와 같은 금속 물질로 마련될 수 있다. 또한, 반응기 몸체(100)는 코팅된 금속 예를 들어 양극처리된 알루미늄이나 니켈 도금된 알루미늄으로 제작될 수 있다. 또한 반응기 몸체(100)는 내화 금속으로 구비될 수 있다. 또한 반응기 몸체(100)는 경우에 따라 전체를 석영, 세라믹과 같은 절연체로 마련할 수도 있다. As shown in FIG. 1, the plasma reactor 10 according to the present invention includes a reactor body 100 having an internal processing space and plasma sources 150 and 160 generating plasma into the internal processing space. The substrate 110 to be processed is loaded in the internal processing space of the reactor body 100, the susceptor 140 serving as a lower electrode, and the central plasma source 150 generating plasma within the internal processing space and the surrounding plasma source. 160 is provided. The reactor body 100 is provided to have a predetermined volume and may be made of a metal material such as aluminum, stainless steel, or copper. In addition, the reactor body 100 may be made of a coated metal, for example anodized aluminum or nickel plated aluminum. In addition, the reactor body 100 may be provided with a refractory metal. In addition, the reactor body 100 may be provided with an insulator such as quartz and ceramics in some cases.

서셉터(140)는 피처리 기판(110)이 적재될 수 있도록 기판을 흡착하는 정전척(미도시), 피처리 기판을 냉각하는 냉각유로(미도시), 기판을 승강시키는 리프트핀(미도시), 기판을 가열하는 히터(미도시) 등이 구비된다. 서셉터(140)는 임피던스정합기(141)를 통해 서셉터 전원공급원(143)과 연결된다. 서셉터 전원공급원(143)은 바이어스 전원으로 기능한다. 또한 서셉터(140)는 피처리 기판(110)의 주연부를 둘러싸도록 구비된 포커스링(145)을 포함한다. 피처리 기판(110)은 반도체 웨이퍼 기판, LCD제조를 위한 유리 기판 등 일 수 있다. The susceptor 140 includes an electrostatic chuck (not shown) for adsorbing the substrate so that the substrate 110 can be loaded, a cooling passage (not shown) for cooling the substrate, and a lift pin for elevating the substrate. ), A heater (not shown) for heating the substrate, and the like are provided. The susceptor 140 is connected to the susceptor power supply 143 through the impedance matcher 141. The susceptor power supply 143 functions as a bias power supply. The susceptor 140 also includes a focus ring 145 provided to surround the periphery of the substrate 110. The substrate 110 to be processed may be a semiconductor wafer substrate, a glass substrate for manufacturing an LCD, or the like.

플라즈마소스는 서셉터(140)에 대향되어 내부처리공간의 상부영역인 반응기 몸체(100)의 상부에 구비된다. 플라즈마소스는 플라즈마를 발생시키는 중심 플라즈 마소스(150)와 주변플라즈마 소스(160)가 구비된다. 중심 플라즈마소스(150)와 주변 플라즈마소스(160)는 유도 결합 방식(ICP방식)에 의해 유도된 플라즈마 P1과 P2를 내부처리공간의 중심영역과 주변영역에 각각 발생시킨다.The plasma source is provided on the upper portion of the reactor body 100, which is opposite to the susceptor 140, which is an upper region of the internal processing space. The plasma source includes a central plasma source 150 and a peripheral plasma source 160 for generating a plasma. The central plasma source 150 and the peripheral plasma source 160 generate the plasma P1 and P2 induced by the inductive coupling method (ICP method) in the center region and the peripheral region of the internal processing space, respectively.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중심 플라즈마소스(150)는 반응기 몸체(100)의 상면에 마련되며 가스공급구(151)가 형성된 돔 형태의 유전체 윈도우(152), 유전체 윈도우(152) 상면에 나선형으로 권취된 무선 주파수 안테나(153), 무선 주파수 안테나(153)로 주파수 전원을 공급하는 임피던스 정합기(155) 및 전원 공급원(156)을 포함한다. The central plasma source 150 according to the preferred embodiment of the present invention is provided on the upper surface of the reactor body 100 and a spiral shape on the upper surface of the dielectric window 152 and the dielectric window 152 of the dome-shaped gas supply port 151 is formed. And an impedance matcher 155 and a power supply source 156 for supplying frequency power to the radio frequency antenna 153.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주변 플라즈마소스(160)는 중심 플라즈마소스(150)의 테두리영역에 구비되어 중심 플라즈마소스(150)와 별개로 주변영역에 플라즈마 P2를 생성한다. 주변 플라즈마소스(160)는 가스분사구(161)가 형성된 평판 형태의 유전체 윈도우(162), 유전체 윈도우(162) 상면에 나선형으로 권취된 무선 주파수 안테나(163), 무선 주파수 안테나(163) 상부에 구비되어 유전체 윈도우(162)에 형성된 가스분사구(161)를 통해 반응기 몸체(100) 내부로 가스를 공급하는 가스 공급부(164), 무선 주파수 안테나(163)로 주파수 전원을 공급하는 임피던스 정합기(165) 및 전원 공급원(166)을 포함한다. 이때 가스 공급부(164)와 반응기 몸체(100) 사이에는 절연부재(102)가 구비되어 전기적으로 절연된다. 또한 주변 플라즈마소스(160)는 무선 주파수 안테나(163)를 감싸며 자속이 반응기 몸체(100) 내부로 출력될 수 있도록 배치된 마그네틱 코어(165)를 포함한다. The peripheral plasma source 160 according to the preferred embodiment of the present invention is provided at the edge region of the central plasma source 150 to generate the plasma P2 in the peripheral region separately from the central plasma source 150. The peripheral plasma source 160 is provided on the dielectric window 162 in the form of a plate having the gas injection hole 161, the radio frequency antenna 163 spirally wound on the upper surface of the dielectric window 162, and the radio frequency antenna 163. And an impedance matcher 165 for supplying frequency power to the gas supply unit 164 and the radio frequency antenna 163 to supply gas into the reactor body 100 through the gas injection hole 161 formed in the dielectric window 162. And a power supply 166. At this time, an insulating member 102 is provided between the gas supply unit 164 and the reactor body 100 to be electrically insulated. In addition, the peripheral plasma source 160 includes a magnetic core 165 surrounding the radio frequency antenna 163 and disposed so that magnetic flux can be output into the reactor body 100.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주변 플라즈마소스(160)는 한 개의 무선 주파수 안테나(163)에 의해 플라즈마를 발생시키고 있으나, 경우에 따라 두 개의 무선 주파수 안테나(163)가 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 이 때, 두 개의 무선 주파수 안테나(163)는 주파수가 상이하게 전원을 공급받을 수 있다. The peripheral plasma source 160 according to the preferred embodiment of the present invention generates plasma by one radio frequency antenna 163, but in some cases, two radio frequency antennas 163 may generate plasma. In this case, the two radio frequency antennas 163 may be supplied with power different in frequency.

도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 서셉터를 확대하여 도시한 단면도이다.2 and 3 are enlarged cross-sectional views of the susceptor shown in FIG. 1.

도 2에 도시된 바와 같이, 서셉터(140)는 절연층(146)에 의해 지지된다. 또한 서셉터(140)의 상측 주연부에는 포커스링(145)이 설치된다. 이러한 포커스링(145)은 제1 도전부재(145a)와 제2도전부재(145b)와 제3 도전부재(145c) 및 절연부재(145d)로 구비되어 피처리 기판(110)의 주위를 둘러싸도록 서셉터(140)에 설치된다. 서셉터(140)는 서셉터 전원공급원(143)으로부터 고주파 전력을 공급받는다. 제1, 2, 3 도전부재(145a, 145b, 145c)는 서셉터(140)의 상부에 구비되어 예컨대 알루미늄 등의 도전성 재료로 이루어진다. 절연부재(145d)는 서셉터(140)의 일측에 유전체(예컨대 석영, 알루미늄 등의 세라믹스)로 이루어진다. 절연부재(145d)는 서셉터(140)와 제1, 2, 3 도전부재(145a, 145b, 145c)로부터 직류 전압 성분이 외측으로 유출되지 않도록 한다. 또한 절연부재(145d)는 플라즈마가 외주 방향을 향해서 지나치게 퍼져 배기가스 배플판(181) 측으로 유출되는 것을 방지한다. 또한 포커스링(145)은 고주파 전력에 대하여 접지 전위에 접속되는 접지용 부재(145e)를 구비한다. As shown in FIG. 2, the susceptor 140 is supported by an insulating layer 146. In addition, the focus ring 145 is installed at the upper peripheral portion of the susceptor 140. The focus ring 145 is provided with a first conductive member 145a, a second conductive member 145b, a third conductive member 145c, and an insulating member 145d to surround the substrate 110. It is installed in the susceptor 140. The susceptor 140 receives high frequency power from the susceptor power supply 143. The first, second, and third conductive members 145a, 145b, and 145c are provided on the susceptor 140 and made of a conductive material such as aluminum, for example. The insulating member 145d is formed of a dielectric (eg, ceramics such as quartz and aluminum) on one side of the susceptor 140. The insulating member 145d prevents the DC voltage component from flowing out from the susceptor 140 and the first, second, and third conductive members 145a, 145b, and 145c. In addition, the insulating member 145d prevents the plasma from excessively spreading toward the outer circumferential direction and outflowing toward the exhaust gas baffle plate 181. The focus ring 145 also has a grounding member 145e that is connected to a ground potential for high frequency power.

도체로 형성된 제1, 2, 3 도전부재(145a, 145b, 145c)와 접지용 부재(145e)는 표면이 세라믹스의 용사막(예컨대 Al/Al2O3, Y2O3 등의 FCC(fine ceramics coat) 등의 절연층(절연막)(미도시)에 의해서 코팅된다. 즉, 절연층은 직류 전류를 통과시키지 않는 충분한 두께를 갖고, 직류 전류는 이 절연막에 저지되어 전파되지 않는다. 절연층은 플라즈마로부터 도체가 손상되는 것을 방지하는 기능을 하고, 절연층의 두께를 조절하여 커패시턴스 또는 임피던스 값과 같은 도체의 전기적 특성을 조절할 수 있다. 이때 도체에 절연층을 코팅하는 대신에 절연링을 이용하여 도체의 전기적 특성을 조절할 수도 있다. 접지용 부재(145e)의 절연층은 접지용 부재(145e)를 플라즈마로부터 보호하고, 직류 전류가 흐르는 것을 방지한다. 한편으로 표면파로서 고체 표면을 전파할 수 있는 고주파는 접지용 부재(145e)의 표면층을 전파하는 것이 가능하고, 해당 접지용 부재(145e)는 고주파의 그라운드 경로로서 작용한다. 고주파 전력이 인가된 서셉터(140)와 제1, 2, 3 도전부재(145a, 145b, 145c) 사이에서는 캐패시턴스 C값이 형성되면서 피처리 기판(110)의 주연부를 균일하게 처리할 수 있다. The first, second, and third conductive members 145a, 145b, and 145c formed of a conductor and the grounding member 145e have an insulating surface such as a thermal sprayed coating of ceramics (for example, fine ceramics coat (FCC) such as Al / Al2O3, Y2O3, etc.). Coated with a layer (insulating film) (not shown), that is, the insulating layer has a sufficient thickness not to pass a direct current, and the direct current is blocked by this insulating film and does not propagate. This function prevents the electrical properties of the conductor such as capacitance or impedance by adjusting the thickness of the insulating layer, and instead of coating the insulating layer on the conductor, the insulating ring is used to control the electrical characteristics of the conductor. The insulating layer of the grounding member 145e protects the grounding member 145e from plasma and prevents direct current from flowing, while high frequency capable of propagating a solid surface as a surface wave. It is possible to propagate the surface layer of the grounding member 145e, and the grounding member 145e acts as a ground path of high frequency, and the susceptor 140 to which the high frequency power is applied and the first, second, and third conduction. A capacitance C value is formed between the members 145a, 145b, and 145c to uniformly process the periphery of the substrate 110 to be processed.

도 3에 도시된 바와 같이, 접지용 부재(145e)와 어스 사이에는 접지 스위칭 회로(147)를 구비하여 필요에 따라 스위칭 제어 신호에 연동되어 접지된다. 즉, 접지용 부재(145e)는 항상 접지 전위에 접속되어 있거나 접지 스위칭 회로(147)를 통해 선택적으로 접지될 수 있다. As shown in FIG. 3, a ground switching circuit 147 is provided between the grounding member 145e and the earth, and grounded in conjunction with a switching control signal as necessary. That is, the grounding member 145e can always be connected to ground potential or can be selectively grounded through the ground switching circuit 147.

도 4 및 도 5는 포커스링과 배플사이에 절연 거치링이 구비된 서셉터를 확대하여 도시한 단면도이다.4 and 5 are enlarged cross-sectional views of a susceptor provided with an insulating mounting ring between a focus ring and a baffle.

서셉터(140)와 배기펌프(180) 사이에는 반응이 완료된 반응가스가 전 영역에 걸쳐 균일하게 배출되도록 배기가스 배플판(181)이 구비된다. 배기가스 배플판(181)에 의해 내부처리공간 내에 반응이 완료된 반응가스가 균일한 양으로 반응기 몸체(100)의 외부로 배출될 수 있다. 이때 도 4에 도시된 바와 같이, 접지용 부재(145e)의 상부에는 배기가스 배플판(181)이 거치될 수 있도록 절연 거치링(182)이 구비된다. 절연 거치링(182)은 도체의 배기가스 배플판(181)과 포커스링(145) 간에 전기적으로 절연되도록 한다. 배기가스 배플판(181)은 일측이 절연 거치링(182)을 통해 서셉터(140)에 거치되기 때문에 타측이 반응기 몸체(100)의 측벽에 접촉되지 않고 설치될 수 있다.An exhaust gas baffle plate 181 is provided between the susceptor 140 and the exhaust pump 180 so that the reaction gas in which the reaction is completed is uniformly discharged over the entire area. By the exhaust gas baffle plate 181, the reaction gas in which the reaction is completed in the internal treatment space may be discharged to the outside of the reactor body 100 in a uniform amount. At this time, as shown in Figure 4, the insulating mounting ring 182 is provided on the upper portion of the grounding member 145e so that the exhaust gas baffle plate 181 can be mounted. The insulation mounting ring 182 is electrically insulated between the exhaust gas baffle plate 181 and the focus ring 145 of the conductor. Since the exhaust gas baffle plate 181 is mounted on the susceptor 140 through one side of the insulating mounting ring 182, the other side may be installed without contacting the side wall of the reactor body 100.

또한 도 5에 도시된 바와 같이, 배기가스 배플판(181)은 직접 접지 전위에 접속될 수도 있고, 배플 접지 스위칭회로(187)에 연결되어 스위칭 제어 신호에 의해 접지될 수도 있다. 여기서, 접지용 부재(145e)를 접지시키는 제어신호와 배기가스 배플판(181)을 접지시키는 제어신호는 서로 독립적으로 발생되거나 서로 연동하여 발생될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 5, the exhaust gas baffle plate 181 may be directly connected to a ground potential or may be connected to the baffle ground switching circuit 187 and grounded by a switching control signal. Here, the control signal for grounding the grounding member 145e and the control signal for grounding the exhaust gas baffle plate 181 may be generated independently of each other or may be generated in conjunction with each other.

도 6은 제1 무선 주파수 안테나와 제2 무선 주파수 안테나가 서로 이격되어 배치된 중심 플라즈마소스를 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a center plasma source in which a first radio frequency antenna and a second radio frequency antenna are spaced apart from each other.

도 6에 도시된 바와 같이, 중심 플라즈마소스(150)는 제1 무선 주파수 안테나(154)와, 제2 무선 주파수 안테나(155)가 서로 이격되어 배치되어 각각의 안테나 전원공급원(157, 158)로부터 전원을 공급받을 수도 있다. As shown in FIG. 6, the central plasma source 150 is arranged such that the first radio frequency antenna 154 and the second radio frequency antenna 155 are spaced apart from each other so as to be separated from the respective antenna power sources 157 and 158. It can also be powered.

이 때, 제2 무선 주파수 안테나(155)는 제1 무선 주파수 안테나(153)의 외측 으로 일정 간격을 갖고 나란히 병렬 나선 구조로 권선 배치될 수 있다. 제1 안테나 전원공급원(157)과 제2 안테나 전원공급원(158)은 서로 다른 주파수의 전원을 공급할 수 있다. In this case, the second radio frequency antenna 155 may be wound in a parallel spiral structure with a predetermined interval to the outside of the first radio frequency antenna 153. The first antenna power source 157 and the second antenna power source 158 may supply power of different frequencies.

도 7 및 도 8은 무선 주파수 안테나에 구비된 마그네틱 코어 커버를 도시한 단면도이다.7 and 8 are cross-sectional views showing the magnetic core cover provided in the radio frequency antenna.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 마그네틱 코어(165)는 수직 단면 구조가 말편자 형상을 갖고, 각각의 자속 출입구가 유전체 윈도우(162)를 향하도록 하여 무선 주파수 안테나(163)를 따라 덮여지도록 설치된다. 마그네틱 코어(165)는 다수의 말편자 형상의 페라이트 코어 조각들을 조립하여 구성되거나, 일체형의 페라이트 코어를 사용할 수 있다. 무선 주파수 안테나(163)에 의해 발생된 자기장은 마그네틱 코어(165)에 의해 접속되어 반응기 몸체(100)의 주변영역의 내측 상부에 발생된다. 이 자기장에 의해 유도되는 전기장은 유전체 윈도우(162)에 본질적으로 평행하게 발생된다. 마그네틱 코어(165)를 이용하여 무선 주파수 안테나(163)로부터 유도된 플라즈마의 집속도와 세기를 조절할 수 있다.As shown in FIGS. 7 and 8, the magnetic core 165 has a vertical cross-sectional structure having a horseshoe shape, with each magnetic flux entrance facing the dielectric window 162 so as to be covered along the radio frequency antenna 163. Is installed. The magnetic core 165 may be constructed by assembling a plurality of horseshoe-shaped ferrite core pieces, or may use an integrated ferrite core. The magnetic field generated by the radio frequency antenna 163 is connected by the magnetic core 165 and generated inside the upper region of the peripheral region of the reactor body 100. The electric field induced by this magnetic field is generated essentially parallel to the dielectric window 162. The magnetic core 165 may adjust the focusing speed and intensity of the plasma induced from the radio frequency antenna 163.

여기서, 도면에는 도시되지 않았으나 무선 주파수 안테나(163)는 냉각수 공급채널을 갖는다. 냉각수 공급채널은 무선 주파수 안테나(163)의 내부에 마련되거나, 무선 주파수 안테나(163)와 마그네틱 코어(165)의 사이에 공급될 수 있다.Here, although not shown in the figure, the radio frequency antenna 163 has a cooling water supply channel. The cooling water supply channel may be provided inside the radio frequency antenna 163 or may be supplied between the radio frequency antenna 163 and the magnetic core 165.

도 9는 도 1의 플라즈마 반응기의 유전체 윈도우의 구성을 개략적으로 도시 한 도면이다.FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a configuration of a dielectric window of the plasma reactor of FIG. 1.

도 9에 도시된 바와 같이, 주변 플라즈마소스(160)는 반응기 몸체(100) 내부로 출력될 수 있도록 유전체 윈도우(162)가 구비된다. 유전체 윈도우(162)는 원형 형상으로 구비되며, 판면에 복수 개의 가스 분사구(161)가 형성된다. 가스 분사구(161)을 통해 반응가스가 반응기 몸체(100) 내부로 공급된다. 유전체 윈도우(162)는 석영이나 세라믹과 같은 절연물질로 마련되어 마그네틱 코어(165)에서 발생된 자속을 투과하여 반응기 몸체(100) 내부로 투과되도록 한다. As shown in FIG. 9, the peripheral plasma source 160 is provided with a dielectric window 162 to be output into the reactor body 100. The dielectric window 162 is provided in a circular shape, and a plurality of gas injection holes 161 are formed on the plate surface. The reaction gas is supplied into the reactor body 100 through the gas injection hole 161. The dielectric window 162 may be made of an insulating material such as quartz or ceramic to transmit magnetic flux generated from the magnetic core 165 to be penetrated into the reactor body 100.

도 10은 플라즈마 반응기의 패러데이쉴드의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.10 is a view schematically showing the configuration of the Faraday shield of the plasma reactor.

도 10에 도시된 바와 같이, 경우에 따라 유전체 윈도우(162)와 마그네틱 코어(165) 사이에는 패러데이쉴드(167)가 구비될 수도 있다. 패러데이쉴드(167)는 유전체윈도우(162)와 동일한 형상으로 구비되며, 판면에는 복수개의 자속 전달공(167a)이 형성된다. 여기서, 자속 전달공(167a)이 패러데이쉴드(167)에서 차지하는 면적에 따라 마그네틱 코어(165)의 자속이 반응기 몸체(100)로 전달되는 자속전달률이 조절될 수 있다. As shown in FIG. 10, in some cases, a Faraday shield 167 may be provided between the dielectric window 162 and the magnetic core 165. Faraday shield 167 is provided in the same shape as the dielectric window 162, a plurality of magnetic flux transmission hole (167a) is formed on the plate surface. Here, the magnetic flux transfer rate of the magnetic flux of the magnetic core 165 to the reactor body 100 may be adjusted according to the area occupied by the magnetic flux delivery hole 167a in the Faraday shield 167.

다시 도 1에 도시된 바와 같이, 반응기 몸체(100)의 외부에는 반응가스를 공급하는 가스 공급원(170)이 구비된다. 가스공급원(170)에서 제공되는 반응가스는 공급관을 통해 중심 플라즈마소스(150)와 주변 플라즈마소스(160)로 각각 공급된 다. 이 때, 가스공급원(170)을 통해 공급된 반응가스는 가스분배부(171)를 통해 중심 플라즈마소스(150)와 주변 플라즈마소스(160)로 분기되어 공급된다. 중심 플라즈마 소스(150)로 공급되는 반응가스는 가스공급구(151)을 통해 반응기 몸체(100)의 내부처리공간의 중심영역으로 공급된다. 또한 주변 플라즈마 소스(160)로 공급되는 반응가스는 가스분배판(164a)에 의해 균일하게 분배되어 유전체 윈도우(162)의 가스분사구(161)을 통해 반응기 몸체(100)의 주변영역으로 공급된다. 이때, 가스분배부(171)에서 중심 플라즈마소스(150)와 주변 플라즈마소스(160)로 공급되는 가스의 비는 동일하거나 경우에 따라 상이하게 제어될 수 있다. 반응기 몸체(100)로 공급된 반응가스는 반응기 몸체(100)의 하부에 구비된 배기펌프(180)를 통해 반응기 몸체(100)의 외부로 배출된다. As shown in FIG. 1 again, a gas supply source 170 for supplying a reaction gas is provided outside the reactor body 100. The reaction gas provided from the gas supply source 170 is supplied to the central plasma source 150 and the peripheral plasma source 160 through the supply pipe, respectively. At this time, the reaction gas supplied through the gas supply source 170 is branched and supplied to the central plasma source 150 and the peripheral plasma source 160 through the gas distribution unit 171. The reaction gas supplied to the central plasma source 150 is supplied to the central region of the internal processing space of the reactor body 100 through the gas supply port 151. In addition, the reaction gas supplied to the peripheral plasma source 160 is uniformly distributed by the gas distribution plate 164a and supplied to the peripheral region of the reactor body 100 through the gas injection port 161 of the dielectric window 162. In this case, the ratio of the gas supplied from the gas distribution unit 171 to the central plasma source 150 and the peripheral plasma source 160 may be the same or differently controlled in some cases. The reaction gas supplied to the reactor body 100 is discharged to the outside of the reactor body 100 through an exhaust pump 180 provided in the lower portion of the reactor body 100.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 소스 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 12은 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 소스 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a plasma source configuration according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a plasma source configuration according to a third embodiment of the present invention.

도 11에 도시된 바와 같이, 앞서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 반응기(10)는 중심 플라즈마소스(150)가 돔형상으로 배치되었으나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기는 중심 플라즈마소스(150a)가 주변 플라즈마소스(160a)와 동일한 높이로 평평하게 배치된다. 여기서, 중심 플라즈마소스(150a)에는 주변 플라즈마소스(160a)와 동일하게 가스 공급부(164) 및 마그네틱 코어(165)를 설치할 수 있다. As shown in FIG. 11, in the plasma reactor 10 according to the preferred embodiment of the present invention described above, the center plasma source 150 is disposed in a dome shape, but the plasma reactor according to another embodiment of the present invention may be the center plasma. Source 150a is disposed flat to the same height as surrounding plasma source 160a. Here, the gas supply unit 164 and the magnetic core 165 may be installed in the central plasma source 150a in the same manner as the peripheral plasma source 160a.

또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기는 중심 플라즈마소스(150b)가 평평하게 구비되나 주변 플라즈마소스(160b)에 비해 일정 높이(h) 높게 배치된다. 이에 의해 중심 플라즈마 P1과 주변 플라즈마 P2의 세기와 강도 등을 고려하여 기판 전영역에 균일하게 플라즈마가 처리될 수 있다.In addition, as shown in Figure 12, the plasma reactor according to another embodiment of the present invention is provided with a central plasma source (150b) flat but is disposed a predetermined height (h) higher than the surrounding plasma source (160b). As a result, the plasma may be uniformly processed in the entire area of the substrate in consideration of the strength and intensity of the central plasma P1 and the peripheral plasma P2.

도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 플라즈마 소스 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 플라즈마 소스 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing a plasma source configuration according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing a plasma source configuration according to a fifth embodiment of the present invention.

도 13에 도시된 바와 같이, 중심 플라즈마소스(150c)는 복수 개의 용량 결합 전극(159)과 가스 공급부(164)를 통해 용량 결합 방식(CCP 방식)으로 유도된 플라즈마 P1이다. 또한 주변 플라즈마소스(160)는 무선 주파수 안테나(163)와 가스 공급부(164)를 통해 유도 결합 방식(ICP방식)으로 유도된 플라즈마 P2이다. 여기서, 플라즈마 반응기는 중심 플라즈마소스(150c)가 주변 플라즈마소스(160c)와 동일한 높이로 평평하게 배치된다.As shown in FIG. 13, the central plasma source 150c is plasma P1 induced in a capacitive coupling method (CCP method) through a plurality of capacitive coupling electrodes 159 and a gas supply unit 164. In addition, the peripheral plasma source 160 is plasma P2 induced by an inductive coupling method (ICP method) through the radio frequency antenna 163 and the gas supply unit 164. Here, in the plasma reactor, the central plasma source 150c is disposed to be flush with the surrounding plasma source 160c.

도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기는 중심 플라즈마소스(150d)가 평평하게 구비되나 주변 플라즈마소스(160d)에 비해 일정 높이(h) 높게 배치된다. 이에 의해 중심 플라즈마 P1과 주변 플라즈마 P2의 세기와 강도 등을 고려하여 기판 전영역에 균일하게 플라즈마가 처리될 수 있다.As shown in FIG. 14, the plasma reactor according to another embodiment of the present invention has a central plasma source 150d flat but is disposed at a predetermined height h higher than the peripheral plasma source 160d. As a result, the plasma may be uniformly processed in the entire area of the substrate in consideration of the strength and intensity of the central plasma P1 and the peripheral plasma P2.

한편, 본 발명의 실시예에서는 미도시 되었으나, 본 발명은 중심 플라즈마소스(150)와 주변 플라즈마소스(160) 사이에 간섭방지전극이 구비될 수 있다. 간섭방지전극은 접지됨으로써 간섭방지전극이 설치된 영역에서는 플라즈마가 발생되지 않도록 한다. 이에 의해 간섭방지전극은 상호 분할된 중심 플라즈마소스(150)와 주변 플라즈마소스(160) 간에 전기적인 간섭이 발생되는 것을 방지한다. On the other hand, although not shown in the embodiment of the present invention, the present invention may be provided with an interference prevention electrode between the central plasma source 150 and the peripheral plasma source 160. The interference preventing electrode is grounded so that plasma is not generated in the region where the interference preventing electrode is installed. As a result, the interference preventing electrode prevents electrical interference between the divided central plasma source 150 and the peripheral plasma source 160.

앞서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 반응기(10)는 중심 플라즈마소스(150)와 주변 플라즈마소스(160)로 플라즈마 소스를 두 개로 분리하여 복수의 내부처리공간 사이의 공간 간의 플라즈마의 간섭을 최소화하였다. The plasma reactor 10 according to the preferred embodiment of the present invention described above separates the plasma source into two by the central plasma source 150 and the peripheral plasma source 160 to prevent the interference of the plasma between the spaces between the plurality of internal processing spaces. Minimized.

간섭방지전극은 한 개의 내부처리공간 내에서 두 개로 분할된 중심 플라즈마소스(150)와 주변 플라즈마소스(160) 간의 플라즈마소스 간의 간섭을 최소화하여 상호 독립적으로 플라즈마가 생성되도록 한다. 이에 의해 플라즈마가 생성되는 영역을 상호 분리할 수 있다.The anti-interference electrode minimizes interference between the plasma source between the central plasma source 150 and the peripheral plasma source 160 divided into two in one internal processing space so that the plasma is independently generated. As a result, the regions where the plasma is generated can be separated from each other.

이상에서 설명된 본 발명의 기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기의 실시예는 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 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Embodiments of the plasma reactor having improved substrate processing efficiency of the present invention described above are merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments are possible to those skilled in the art to which the present invention pertains. You can see the point well. Accordingly, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims. It is also to be understood that the present invention includes all modifications, equivalents, and substitutes within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

도 6은 제1 무선 주파수 안테나와 제2 무선 주파수 안테나가 서로 이격되어 배치된 중심 플라즈마소스를 도시한 단면도이다. 6 is a cross-sectional view illustrating a center plasma source in which a first radio frequency antenna and a second radio frequency antenna are spaced apart from each other.

도 9는 도 1의 플라즈마 반응기의 유전체 윈도우의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a structure of a dielectric window of the plasma reactor of FIG. 1.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 소스 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.11 is a cross-sectional view schematically showing a plasma source configuration according to a second embodiment of the present invention.

도 12은 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 소스 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.12 is a cross-sectional view schematically showing a plasma source configuration according to a third embodiment of the present invention.

도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 플라즈마 소스 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing a plasma source configuration according to a fourth embodiment of the present invention.

도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 플라즈마 소스 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.14 is a cross-sectional view schematically showing a plasma source configuration according to a fifth embodiment of the present invention.

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

10: 플라즈마 반응기 100: 반응기 몸체10: plasma reactor 100: reactor body

102: 절연부재 110: 피처리 기판102: insulating member 110: substrate to be processed

140: 서셉터 141: 임피던스 정합기140: susceptor 141: impedance matcher

143: 서셉터 전원공급원 145: 포커스링143: susceptor power supply 145: focus ring

145a, 145b, 145c: 제1, 2, 3 도전부재145a, 145b, and 145c: first, second and third conductive members

145d: 절연부재 145e: 접지용 부재145d: insulation member 145e: grounding member

146: 절연층 147: 접지 스위칭회로146: insulation layer 147: ground switching circuit

150, 150a, 150b, 150c, 150d: 중심 플라즈마소스150, 150a, 150b, 150c, 150d: center plasma source

151: 가스공급구 152, 162: 유전체 윈도우151: gas supply ports 152, 162: dielectric window

153, 163: 무선 주파수 안테나 154: 제1 무선 주파수 안테나153 and 163: radio frequency antenna 154: first radio frequency antenna

155: 임피던스 정합기 156: 전원 공급원155: impedance matcher 156: power source

157: 제1 안테나 전원공급원 158: 제2 안테나 전원공급원157: first antenna power supply 158: second antenna power supply

159: 용량 결합 전극159: capacitive coupling electrode

160, 160a, 160b, 160c, 160d: 주변 플라즈마소스160, 160a, 160b, 160c, 160d: surrounding plasma source

161: 가스분사구 164: 가스 공급부161: gas injection port 164: gas supply unit

164a: 가스분배판 165: 마그네틱 코어164a: gas distribution plate 165: magnetic core

166: 전원 공급원 167: 패러데이쉴드166: power source 167: Faraday shield

167a: 자속 전달공 170: 가스 공급원167a: flux transfer hole 170: gas supply source

171: 가스 분배부 180: 배기펌프171: gas distribution unit 180: exhaust pump

181: 배기가스 배플판 182: 절연 거치링181: exhaust gas baffle plate 182: insulation mounting ring

187: 배플 접지 스위칭회로187: baffle ground switching circuit

Claims

피처리 기판을 지지하는 서셉터 및 상기 서셉터 상에 상기 피처리 기판의 주연부를 둘러싸도록 구비된 포커스링을 포함하는 반응기 몸체;A reactor body including a susceptor for supporting a substrate and a focus ring disposed on the susceptor to surround a periphery of the substrate;

상기 반응기 몸체의 내부처리공간의 중심영역에 구비되어 플라즈마를 생성하는 중심 플라즈마소스;A central plasma source provided in a central region of the inner processing space of the reactor body to generate a plasma;

상기 반응기 몸체의 내부처리공간의 주변영역에 구비되어 플라즈마를 생성하는 주변 플라즈마 소스를 포함하며,A peripheral plasma source provided in a peripheral region of the inner processing space of the reactor body to generate a plasma,

상기 중심 플라즈마소스와 상기 주변 플라즈마소스는 복수 개의 무선 주파수 안테나; 및The central plasma source and the peripheral plasma source is a plurality of radio frequency antenna; And

상기 복수 개의 무선 주파수 안테나를 커버하며 자속 출입구가 상기 반응기 몸체 내부로 향하도록 마련되는 마그네틱 코어를 각각 포함하여 각각 유도결합방식에 의해 플라즈마를 생성하고, Generating a plasma by an inductive coupling method, each including a magnetic core covering the plurality of radio frequency antennas and having magnetic flux entrances and exits inside the reactor body;

상기 포커스링은 적어도 하나의 도전성 부재와 적어도 하나의 절연성 부재를 포함하는 기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기.And the focus ring includes at least one conductive member and at least one insulating member.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 포커스링은 스위칭 회로에 의해 접지되거나 직접 접지된 접지용 부재를 포함하는 기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기.And the focus ring includes a member for grounding which is grounded or directly grounded by a switching circuit.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 플라즈마 반응기는 반응가스를 균일하게 배출시키기 위한 배기가스 배플판이 구비된 기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기.The plasma reactor is a plasma reactor with improved substrate processing efficiency is equipped with an exhaust gas baffle plate for uniformly discharging the reaction gas.

제3항에 있어서,The method of claim 3,

상기 포커스링과 상기 배기가스 배플판 사이에는 상기 포커스링과 상기 배기가스 배플판을 전기적으로 절연시키면서 상기 배기가스 배플판을 지지하기 위한 절연 거치링이 구비된 기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기.And an insulation mounting ring for supporting the exhaust gas baffle plate while electrically insulating the focus ring and the exhaust gas baffle plate between the focus ring and the exhaust gas baffle plate.

제4항에 있어서,5. The method of claim 4,

상기 배기가스 배플판은 스위칭 회로에 의해 접지되는 기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기.And the exhaust gas baffle plate is grounded by a switching circuit.

삭제delete

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 중심 플라즈마소스와 상기 주변 플라즈마소스는 상기 반응기 몸체의 바닥면에 대해 높이가 상이하게 배치되는 기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기.And the central plasma source and the peripheral plasma source are different in height from the bottom surface of the reactor body.

삭제delete

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 마그네틱 코어와 상기 반응기 몸체 사이에는 자속을 통과시키는 유전체 윈도우가 구비되는 기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기.And a dielectric window through which magnetic flux passes between the magnetic core and the reactor body.

제11항에 있어서,The method of claim 11,

상기 마그네틱 코어와 상기 유전체 윈도우 사이에는 패러데이쉴드가 포함되 는 기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기.And a Faraday shield between the magnetic core and the dielectric window.

상기 주변 플라즈마소스는 복수 개의 무선 주파수 안테나; 및The peripheral plasma source includes a plurality of radio frequency antennas; And

상기 복수 개의 무선 주파수 안테나를 커버하며 자속 출입구가 상기 반응기 몸체 내부로 향하도록 마련되는 마그네틱 코어를 포함하여 상기 중심 플라즈마소스는 용량결합방식에 의해 플라즈마를 생성하고, 상기 주변 플라즈마소스는 유도결합방식에 의해 플라즈마를 생성하고 , The central plasma source generates a plasma by capacitive coupling, and includes a magnetic core covering the plurality of radio frequency antennas and having a magnetic flux entrance and exit facing the inside of the reactor body. To generate plasma,

제13항에 있어서,The method of claim 13,

제15항에 있어서,The method of claim 15,

제16항에 있어서,The method of claim 16,

제13항에 있어서,The method of claim 13,

제19항에 있어서,The method of claim 19,

상기 마그네틱 코어와 상기 유전체 윈도우 사이에는 패러데이쉴드가 포함되는 기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기.And a Faraday shield between the magnetic core and the dielectric window.