KR101139824B1

KR101139824B1 - Plasma reactor for generating large size plasma

Info

Publication number: KR101139824B1
Application number: KR1020090123429A
Authority: KR
Inventors: 최대규
Original assignee: 최대규
Priority date: 2009-12-11
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2012-04-30
Also published as: KR20110066682A

Abstract

본 발명은 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기에 관한 것이다. 본 발명의 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기는 피처리 기판을 지지하는 기판 지지대가 내부에 구비되는 반응기 몸체; 상기 반응기 몸체의 상부에 구비되고 접지되며 상기 반응기 몸체 내부로 공정 가스를 공급하기 위한 가스 공급부; 상기 기판 지지대와 상기 가스 공급부 사이의 공간을 분할하도록 설치된 중간전극; 및 상기 중간전극에 주파수 전원을 인가하기 위한 전원 공급원을 포함하여 접지된 상기 가스 공급부와 상기 중간 전극 사이에서 방전이 이루어져 플라즈마가 생성된다. 본 발명의 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기에 의하면, 중간전극과 가스 공급부 사이에 방전이 이루어져 플라즈마를 발생시킨다. 또한 중간전극을 결합하거나 형태를 변형하여 다양한 형태나 크기의 피처리 기판에 따라 형성할 수 있다. 또한 균일한 대면적의 플라즈마를 이용하여 피처리 기판을 보다 균일하게 처리할 수 있다. The present invention relates to a plasma reactor for generating a large area plasma. The plasma reactor for generating a large-area plasma of the present invention includes a reactor body having a substrate support for supporting a substrate to be processed therein; A gas supply unit provided at an upper portion of the reactor body and grounded to supply a process gas into the reactor body; An intermediate electrode provided to divide a space between the substrate support and the gas supply unit; And a discharge is generated between the grounded gas supply unit and the intermediate electrode including a power supply source for applying frequency power to the intermediate electrode. According to the plasma reactor for generating a large-area plasma of the present invention, a discharge is generated between the intermediate electrode and the gas supply unit to generate plasma. In addition, by combining the intermediate electrode or modify the shape can be formed according to the substrate to be processed in various shapes or sizes. In addition, the substrate to be processed can be treated more uniformly by using a plasma having a large uniform area.

플라즈마 반응기, 대면적 플라즈마, 전극 Plasma reactor, large area plasma, electrode

Description

대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기{Plasma reactor for generating large size plasma}Plasma reactor for generating large size plasma

본 발명은 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기에 관한 것으로, 구체적으로는 대면적의 플라즈마를 보다 균일하게 발생하여 대면적의 피처리 대상에 대한 처리 효율을 향상시킬 수 있는 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma reactor for generating a large-area plasma, and more particularly, to generate a large-area plasma that can generate a large-area plasma more uniformly, thereby improving processing efficiency for a large-area target object. It relates to a plasma reactor.

플라즈마는 같은 수의 양이온(positive ions)과 전자(electrons)를 포함하는 고도로 이온화된 가스이다. 플라즈마 방전은 이온, 자유 래디컬, 원자, 분자를 포함하는 활성 가스를 발생하기 위한 가스 여기에 사용되고 있다. 활성 가스는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며 집적 회로 장치, 액정 디스플레이, 태양 전지등과 같은 장치를 제조하기 위한 여러 반도체 제조 공정 예들 들어, 식각(etching), 증착(deposition), 세정(cleaning), 에싱(ashing) 등에 다양하게 사용된다.Plasma is a highly ionized gas containing the same number of positive ions and electrons. 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 used in various semiconductor manufacturing processes for manufacturing devices such as integrated circuit devices, liquid crystal displays, solar cells, etc., for example, etching, deposition, cleaning, and ashing. It is variously used for ashing.

플라즈마를 발생하기 위한 플라즈마 소스는 여러 가지가 있는데 무선 주파수(radio frequency)를 사용한 용량 결합 플라즈마(capacitive coupled plasma)와 유도 결합 플라즈마(inductive coupled plasma)가 그 대표적인 예이다. 용량 결합 플라즈마 소스는 정확한 용량 결합 조절과 이온 조절 능력이 높아서 타 플라즈마 소스에 비하여 공정 생산력이 높다는 장점을 갖는다. 그러나 대형화되는 피처리 기판을 처리하기 위하여 용량 결합 전극을 대형화하는 경우 전극의 열화에 의해 전극에 변형이 발생되거나 손상될 수 있다. 이러한 경우 전계 강도가 불균일하게 되어 플라즈마 밀도가 불균일하게 될 수 있으며 반응기 내부를 오염시킬 수 있다. 유도 결합 플라즈마 소스의 경우에도 유도 코일 안테나의 면적을 크게 하는 경우 마찬가지로 플라즈마 밀도를 균일하게 얻기가 어렵다.There are a number of plasma sources for generating plasma, and the representative examples are capacitive coupled plasma and inductive coupled plasma using radio frequency. 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. However, when the capacitively coupled electrode is enlarged in order to process an enlarged substrate, the electrode may be deformed or damaged by deterioration of the electrode. In this case, the electric field strength may be uneven, which may result in uneven plasma density and contaminate the inside of the reactor. In the case of an inductively coupled plasma source, it is also difficult to obtain a uniform plasma density when the area of the induction coil antenna is increased.

최근 반도체 제조 산업에서는 반도체 소자의 초미세화, 반도체 회로를 제조하기 위한 실리콘 웨이퍼 기판이나 유리 기판 또는 플라스틱 기판과 같은 피처리 기판의 대형화 그리고 새로운 처리 대상 물질의 개발되고 있는 등과 같은 여러 요인으로 인하여 더욱 향상된 플라즈마 처리 기술이 요구되고 있다. 특히, 대면적의 피처리 기판에 대한 우수한 처리 능력을 갖는 향상된 플라즈마 소스 및 플라즈마 처리 기술이 요구되고 있다. 더욱이 레이저를 이용한 다양한 반도체 제조 장치가 제공되고 있다. 레이저를 이용하는 반도체 제조 공정은 피처리 기판에 대한 증착, 식각, 어닐닝, 세정 등과 같은 다양한 공정에 넓게 적용되고 있다. 이와 같은 레이저를 이용한 반도체 제조 공정의 경우에도 상술한 문제점이 존재한다.In recent years, the semiconductor manufacturing industry has been further improved due to various factors such as ultra miniaturization of semiconductor devices, the enlargement of silicon wafer substrates or substrates to be processed such as glass or plastic substrates for manufacturing semiconductor circuits, and the development of new materials to be processed. Plasma treatment technology is required. In particular, there is a need for improved plasma sources and plasma processing techniques that have good processing capabilities for large area substrates. Furthermore, various semiconductor manufacturing apparatuses using lasers have been provided. Semiconductor manufacturing processes using lasers have been widely applied to various processes such as deposition, etching, annealing, cleaning, and the like on a substrate to be processed. In the case of a semiconductor manufacturing process using such a laser, the above-described problems exist.

피처리 기판의 대형화는 전체적인 생산 설비의 대형화를 야기하게 된다. 생산 설비의 대형화는 전체적인 설비 면적을 증가시켜 결과적으로 생산비를 증가시키는 요인이 된다. 그럼으로 가급적 설비 면적을 최소화 할 수 있는 플라즈마 반응기 및 플라즈마 처리 시스템이 요구되고 있다. 특히, 반도체 제조 공정에서는 단위 면 적당 생산성이 최종 재품의 가격에 영향을 미치는 중요한 요인의 하나로 작용한다.The enlargement of the substrate to be processed causes the enlargement of the entire production equipment. Larger production facilities increase the overall plant area, resulting in increased production costs. Therefore, there is a need for a plasma reactor and a plasma processing system capable of minimizing the installation area. In particular, in the semiconductor manufacturing process, unit productivity is one of the important factors affecting the price of the final product.

본 발명의 목적은 플라즈마 반응기 내부 중간에 중간전극을 설치하여 대면적의 플라즈마를 균일하게 발생 및 유지할 수 있는 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a plasma reactor for generating a large-area plasma capable of uniformly generating and maintaining a large-area plasma by installing an intermediate electrode in the middle of the plasma reactor.

본 발명의 다른 목적은 처리하고자하는 피처리 기판에 따라 중간 전극의 형태를 다르게 하여 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a plasma reactor for generating a plasma of a large area by changing the shape of the intermediate electrode according to the substrate to be processed.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기에 관한 것이다. 본 발명의 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기는 피처리 기판을 지지하는 기판 지지대가 내부에 구비되는 반응기 몸체; 상기 반응기 몸체의 상부에 구비되고 접지되며 상기 반응기 몸체 내부로 공정 가스를 공급하기 위한 가스 공급부; 상기 기판 지지대와 상기 가스 공급부 사이의 공간을 분할하도록 설치된 중간전극; 및 상기 중간전극에 주파수 전원을 인가하기 위한 전원 공급원을 포함하여 접지된 상기 가스 공급부와 상기 중간 전극 사이에서 방전이 이루어져 플라즈마가 생성된다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem relates to a plasma reactor for generating a large-area plasma. The plasma reactor for generating a large-area plasma of the present invention includes a reactor body having a substrate support for supporting a substrate to be processed therein; A gas supply unit provided at an upper portion of the reactor body and grounded to supply a process gas into the reactor body; An intermediate electrode provided to divide a space between the substrate support and the gas supply unit; And a discharge is generated between the grounded gas supply unit and the intermediate electrode including a power supply source for applying frequency power to the intermediate electrode.

일 실시예에 있어서, 상기 중간전극은 상기 전원 공급원에서 공급되는 주파수 전원이 입력되기 위한 적어도 하나의 전원 입력단; 및 생성된 상기 플라즈마가 통과되기 위한 복수 개의 관통홀을 포함하여 판 형상으로 형성된다.In an embodiment, the intermediate electrode may include at least one power input terminal for inputting frequency power supplied from the power supply source; And a plurality of through holes for passing the generated plasma.

일 실시예에 있어서, 상기 중간전극은 복수 개가 결합되어 중간전극 어셈블리를 형성한다.In one embodiment, the plurality of intermediate electrodes are combined to form an intermediate electrode assembly.

일 실시예에 있어서, 상기 중간전극 어셈블리는 상기 복수 개의 중간전극이 거치되기 위한 프레임을 더 포함한다.In one embodiment, the intermediate electrode assembly further includes a frame for mounting the plurality of intermediate electrodes.

일 실시예에 있어서, 상기 중간전극은 사각 형상 또는 원 형상 중 어느 하나로 형성된다.In one embodiment, the intermediate electrode is formed in any one of a rectangular shape or a circular shape.

일 실시예에 있어서, 상기 중간전극 어셈블리는 복수 개의 상기 중간전극이 결합되어 사각 형상 또는 원 형상으로 형성된다.In one embodiment, the intermediate electrode assembly is formed in a rectangular shape or a circular shape by combining a plurality of the intermediate electrode.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 반응기는 상기 중간전극 어셈블리에 포함된 복수 개의 중간전극으로 공급되는 전류의 상호 균형을 자동으로 조절하는 적어도 하나의 전류 균형 회로를 포함한다.In one embodiment, the plasma reactor includes at least one current balancing circuit for automatically adjusting the mutual balance of the current supplied to the plurality of intermediate electrodes included in the intermediate electrode assembly.

일 실시예에 있어서, 상기 전류 균형 회로는 적어도 두 개로 분리되는 급전라인을 포함하고, 상기 급전라인의 말단에는 중간전극이 연결되어 인접한 급전라인 간에 전류의 상호 균형을 자동적으로 조절한다.In one embodiment, the current balancing circuit includes a feed line separated into at least two, the intermediate electrode is connected to the end of the feed line to automatically adjust the mutual balance of current between adjacent feed lines.

본 발명의 또 다른 면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기는 피처리 기판을 지지하는 기판 지지대가 내부에 구비되는 반응기 몸체; 상기 반응기 몸체의 상부에 구비되고 상기 반응기 몸체 내부로 공정 가스를 공급하기 위한 가스 공급부; 상기 가스 공급부의 하부에 구비되어 복수 개의 용량 결합 전극을 갖는 용량 결합 전극 어셈블리; 상기 기판 지지대와 상기 가스 공급부 사이의 공간을 분할하 도록 설치된 중간전극; 및 상기 용량 결합 전극 어셈블리에 주파수 전원을 인가하기 위한 전원 공급원을 포함하여 접지된 상기 중간전극과 상기 용량 결합 전극 어셈블리 사이에서 방전이 이루어진다.Plasma reactor for generating a plasma of another area of the present invention comprises a reactor body having a substrate support for supporting a substrate to be processed therein; A gas supply unit provided at an upper portion of the reactor body and configured to supply a process gas into the reactor body; A capacitively coupled electrode assembly provided below the gas supply part and having a plurality of capacitively coupled electrodes; An intermediate electrode provided to divide a space between the substrate support and the gas supply unit; And a power supply source for applying frequency power to the capacitively coupled electrode assembly, wherein a discharge occurs between the grounded intermediate electrode and the capacitively coupled electrode assembly.

본 발명의 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기에 의하면, 중간전극과 가스 공급부 사이에 방전이 이루어져 플라즈마를 발생시킨다. 또한 중간전극을 결합하거나 형태를 변형하여 다양한 형태나 크기의 피처리 기판에 따라 형성할 수 있다. 또한 균일한 대면적의 플라즈마를 이용하여 피처리 기판을 보다 균일하게 처리할 수 있다. According to the plasma reactor for generating a large-area plasma of the present invention, a discharge is generated between the intermediate electrode and the gas supply unit to generate plasma. In addition, by combining the intermediate electrode or modify the shape can be formed according to the substrate to be processed in various shapes or sizes. In addition, the substrate to be processed can be treated more uniformly by using a plasma having a large uniform area.

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 shapes and the like of the elements in the drawings can be exaggeratedly expressed to emphasize a clearer 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 바람직한 제1 실시예에 따라 사각 형상의 중간전극판을 구 비하고 가스 공급부가 접지된 상태의 플라즈마 반응기의 분리 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 반응기의 단면을 도시한 도면이다.1 is an exploded perspective view of a plasma reactor having a rectangular intermediate electrode plate and a gas supply unit grounded according to a first preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the plasma reactor shown in FIG. Figure is shown.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 플라즈마 반응기(10)는 반응기 몸체(11), 가스 공급부(20) 및 중간전극(30)을 구비한다. 반응기 몸체(11)의 내부에는 피처리 기판(13)이 놓이는 기판 지지대(12)가 구비된다. 가스 공급부(20)는 반응기 몸체(11)의 상부에 구비된다. 가스 공급부(20)는 하나의 가스 입구(21)와 복수 개의 가스 분사구(23)가 구비된다. 가스 공급원(미도시)으로부터 제공되는 공정 가스는 가스 공급부(20)의 가스 입구(21)로 제공되고 가스 분사구(23)를 통해 반응기 몸체(11) 내부로 공급된다. 중간전극(30)은 가스 공급부(20)와 기판 지지대(12) 사이의 공간이 분할되도록 반응기 몸체(11)의 내부에 설치된다. As shown in FIGS. 1 and 2, the plasma reactor 10 includes a reactor body 11, a gas supply unit 20, and an intermediate electrode 30. The inside of the reactor body 11 is provided with a substrate support 12 on which the substrate 13 to be processed is placed. The gas supply unit 20 is provided at the top of the reactor body 11. The gas supply unit 20 includes one gas inlet 21 and a plurality of gas injection holes 23. Process gas provided from a gas source (not shown) is provided to the gas inlet 21 of the gas supply 20 and is supplied into the reactor body 11 through the gas injection port 23. The intermediate electrode 30 is installed inside the reactor body 11 so that the space between the gas supply unit 20 and the substrate support 12 is divided.

플라즈마 반응기(10)는 반응기 몸체(11)와 그 내부에 피처리 기판(13)이 놓이는 기판 지지대(12)가 구비된다. 반응기 몸체(11)는 진공펌프(미도시)에 연결된다. 반응기 몸체(11)는 알루미늄, 스테인리스, 구리와 같은 금속 물질로 제작될 수 있다. 또는 코팅된 금속 예를 들어, 양극 처리된 알루미늄이나 니켈 도금된 알루미늄으로 제작될 수도 있다. 또는 탄소나노튜브가 공유 결합된 복합 금속을 사용할 수도 있다. 또는 내화 금속(refractory metal)로 제작될 수도 있다. 또 다른 대안으로 반응기 몸체(11)를 전체적 또는 부분적으로 석영, 세라믹과 같은 전기적 절연 물질로 제작하는 것도 가능하다. 이와 같이 반응기 몸체(11)는 의도된 플라즈마 프로세스가 수행되기에 적합한 어떠한 물질로도 제작될 수 있다. 반응기 몸체(11)의 구조는 피처리 기판(13)에 따라 그리고 플라즈마의 균일한 발생을 위하여 적합한 구조 예를 들어, 원형 구조나 사각형 구조 그리고 이외에도 어떠한 형태의 구조를 가질 수 있다. 피처리 기판(13)은 예를 들어, 반도체 장치, 디스플레이 장치, 태양전지 등과 같은 다양한 장치들의 제조를 위한 웨이퍼 기판, 유리 기판, 플라스틱 기판 등과 같은 기판들이다. The plasma reactor 10 includes a reactor support 11 and a substrate support 12 on which a substrate 13 to be processed is placed. The reactor body 11 is connected to a vacuum pump (not shown). The reactor body 11 may be made of a metal material such as aluminum, stainless steel, or copper. Or it may be made of coated metal, for example anodized aluminum or nickel plated aluminum. Alternatively, a composite metal in which carbon nanotubes are covalently bonded may be used. Alternatively, it may be made of refractory metal. As another alternative, it is also possible to fabricate the reactor body 11 in whole or in part with an electrically insulating material such as quartz, ceramic. As such, the reactor body 11 may be made of any material suitable for carrying out the intended plasma process. The structure of the reactor body 11 may have a structure suitable for uniform generation of the plasma, for example, a circular structure or a square structure, or any other structure depending on the substrate 13 to be processed. The substrate 13 to be processed is, for example, substrates such as wafer substrates, glass substrates, plastic substrates, etc. for the manufacture of various devices such as semiconductor devices, display devices, solar cells, and the like.

플라즈마 반응기(10)의 내부에는 피처리 기판(13)을 지지하기 위한 기판 지지대(12)가 구비된다. 기판 지지대(12)는 바이어스 전원 공급원(48)(서로 다른 무선 주파수 전원을 공급하는 두 개의 바이어스 전원 공급원이 연결될 수 있다)에 연결되어 바이어스 된다. 바이어스 전원 공급원(48)이 임피던스 정합기(46)(또는 각각의 임피던스 정합기)를 통하여 기판 지지대(12)에 전기적으로 연결된다. 기판 지지대(12)의 이중 바이어스 구조는 플라즈마 반응기(10)의 내부에 플라즈마 발생을 용이하게 하고, 플라즈마 이온 에너지 조절을 더욱 개선시켜 공정 생산력을 향상 시킬 수 있다. 또는 기판 지지대(12)는 바이어스 전원의 공급 없이 제로 퍼텐셜(zero potential)을 갖는 구조로 변형 실시될 수도 있다. 그리고 기판 지지대(12)는 정전척을 포함할 수 있다. 또는 기판 지지대(12)는 히터를 포함할 수 있다. 기본적으로 기판 지지대(12)는 고정형 또는 수직으로 승하강이 가능한 구조로 구성된다. 또는 기판 지지대(12)는 중간전극(30)과 평행하게 선형 또는 회전 이동 가능한 구조를 갖는다. 이러한 이동 가능한 구조에서 기판 지지대(12)를 선형 또는 회전 이동하기 위한 구동 메커니즘을 포함할 수 있다. 반응기 몸체(11)의 하부에 가스의 균일한 배기를 위하여 배기 배플(미도시)이 구성될 수 있다.The substrate support 12 for supporting the substrate 13 to be processed is provided in the plasma reactor 10. The substrate support 12 is connected and biased to a bias power source 48 (two bias power sources that supply different radio frequency power sources may be connected). A bias power supply 48 is electrically connected to the substrate support 12 through an impedance matcher 46 (or each impedance matcher). The dual bias structure of the substrate support 12 facilitates plasma generation inside the plasma reactor 10 and further improves plasma ion energy control to improve process productivity. Alternatively, the substrate support 12 may be modified to have a zero potential without supplying bias power. The substrate support 12 may include an electrostatic chuck. Alternatively, the substrate support 12 may include a heater. Basically, the substrate support 12 is composed of a structure that can be lifted or lowered vertically. Alternatively, the substrate support 12 has a structure capable of linearly or rotationally moving in parallel with the intermediate electrode 30. In such a movable structure, a drive mechanism for linearly or rotationally moving the substrate support 12 may be included. An exhaust baffle (not shown) may be configured at the lower portion of the reactor body 11 for uniform exhaust of the gas.

가스 공급부(20)와 기판 지지대(12) 사이에는 중간전극(30)이 구비된다. 중간전극(30)은 가스 공급부(20)와 기판 지지대(12) 사이의 공간을 분할하도록 설치된다. 이때 가스 공급부(20)는 접지로 연결되고, 중간전극(30)은 전원 공급원(40)이 연결되어 무선 주파수 전원이 공급된다. 여기서, 플라즈마 반응기(10)는 서로 다른 주파수를 선택적으로 공급하기 위한 둘 이상의 전원 공급원을 구비할 수도 있다. 전원 공급원(40)으로부터 발생된 주파수 전원은 임피던스 정합기(43)를 통하여 중간전극(30)에 제공된다. 접지된 가스 공급부(20)와 무선 주파수 전원이 공급된 중간전극(30) 사이에서 용량 결합 플라즈마 방전이 발생된다. 즉, 접지된 가스 공급부(20)는 접지된 하나의 용량 결합 전극을 구성하고 이에 대응하여 주파수 전원이 공급되는 중간전극(30)은 다른 하나의 용량 결합 전극을 구성함으로서 가스 공급부(20)와 중간전극(30) 사이에서 용량 결합 플라즈마 방전이 이루어진다. 가스 공급부(20)와 중간전극(30) 사에이서 발생된 플라즈마는 중간전극(30)을 통과하여 중간전극(30)과 기판 지지대(12) 사이의 영역으로 분사된다. 중간전극(30)은 하나의 중간전극판으로 형성될 수도 있고, 복수 개의 중간전극판이 구비된 중간전극 어셈블리로 형성될 수 있다. 이러한 중간전극판은 다양한 형상으로 형성될 수 있는바, 본 발명에서는 글래스 또는 웨이퍼 가공에 용이한 형태인 사각형이나 원형의 중간전극판을 도시하여 설명한다. 이하에서는 하나의 중간전극판과 중간전극 어셈블리에 대하여 상세하게 설명한다. 또한 먼저 사각 형상의 중간전극판 및 중간전극 어셈블리를 설명하고, 원 형상의 중간전극판 및 중간전극 어셈블리를 설명한다.An intermediate electrode 30 is provided between the gas supply unit 20 and the substrate support 12. The intermediate electrode 30 is installed to divide the space between the gas supply unit 20 and the substrate support 12. At this time, the gas supply unit 20 is connected to the ground, the intermediate electrode 30 is connected to the power supply source 40 is supplied with radio frequency power. Here, the plasma reactor 10 may be provided with two or more power sources for selectively supplying different frequencies. The frequency power generated from the power source 40 is provided to the intermediate electrode 30 through the impedance matcher 43. A capacitively coupled plasma discharge is generated between the grounded gas supply unit 20 and the intermediate electrode 30 to which the radio frequency power is supplied. That is, the grounded gas supply unit 20 constitutes one grounded capacitive coupling electrode and the intermediate electrode 30 to which the frequency power is supplied corresponds to the other of the gas supply unit 20 by configuring the other capacitive coupling electrode. Capacitively coupled plasma discharge is performed between the electrodes 30. The plasma generated between the gas supply unit 20 and the intermediate electrode 30 passes through the intermediate electrode 30 and is injected into the region between the intermediate electrode 30 and the substrate support 12. The intermediate electrode 30 may be formed of one intermediate electrode plate, or may be formed of an intermediate electrode assembly having a plurality of intermediate electrode plates. The intermediate electrode plate may be formed in various shapes. In the present invention, a rectangular or circular intermediate electrode plate having an easy shape for glass or wafer processing will be described. Hereinafter, one intermediate electrode plate and the intermediate electrode assembly will be described in detail. Also, first, the rectangular intermediate electrode plate and the intermediate electrode assembly will be described, and then the circular intermediate electrode plate and the intermediate electrode assembly will be described.

도 3 내지 도 5는 본 발명에 따라 다양한 형상을 갖는 관통홀이 구비된 중간전극판을 도시한 평면도이다.3 to 5 are plan views illustrating intermediate electrode plates having through holes having various shapes according to the present invention.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 중간전극판(32)은 하나의 전원 입력 단(32a)과 복수 개의 관통홀(32b)을 구비한다. 전원 입력단(32a)은 하나 이상 중간전극판(32)에 구비되어 전원 공급원(40)과 연결된다. 관통홀(32b)은 중간전극판(32)에 복수 개가 구비된다. 가스 공급부(20)와 중간전극판(32) 사이에 형성된 플라즈마는 중간전극판(32)에 구비된 관통홀(32b)을 통해 피처리 기판(13)으로 공급된다. 이러한 관통홀(32b)은 도면에 도시된 바와 같이 사각형, 원형, 육각형 등과 같이 다양한 형태로 형성될 수 있다. As shown in FIGS. 3 to 5, the intermediate electrode plate 32 includes one power input terminal 32a and a plurality of through holes 32b. The power input terminal 32a is provided at one or more intermediate electrode plates 32 to be connected to the power supply source 40. The plurality of through holes 32b are provided in the intermediate electrode plate 32. The plasma formed between the gas supply unit 20 and the intermediate electrode plate 32 is supplied to the substrate 13 through the through hole 32b provided in the intermediate electrode plate 32. The through hole 32b may be formed in various shapes such as a square, a circle, a hexagon, and the like as shown in the drawing.

또한 중간전극판(32)의 테두리에 안테나 코일(미도시)을 권선하여 피처리 기판(13)의 주변 영역에 대한 플라즈마 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 안테나 코일(미도시)에 마그네틱 코어(미도시)를 더 설치하여 플라즈마 효율을 향상시킬 수도 있다. In addition, the antenna coil (not shown) may be wound around the edge of the intermediate electrode plate 32 to improve plasma efficiency of the peripheral area of the substrate 13. In addition, a magnetic core (not shown) may be further installed on the antenna coil (not shown) to improve plasma efficiency.

도 6은 복수 개의 중간 전극판을 구비한 사각 형상의 중간전극 어셈블리를 도시한 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a rectangular intermediate electrode assembly having a plurality of intermediate electrode plates.

도 6에 도시된 바와 같이, 중간전극 어셈블리(34)는 복수 개의 중간전극판(32)이 구비되어 형성된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서는 복수 개의 사각 형상의 중간전극판(32)을 배열하여 중간전극 어셈블리(34)의 전체적인 형상이 사각형이 되도록 한다. 이때 중간전극 어셈블리(34)는 각각의 중간전극판(32) 사이가 절연되면서도 중간전극판(32)이 거치될 수 있는 프레임(34a)이 구비된다. 프레임(34a)은 중간전극판(32)의 형상 및 설치되는 개수에 대응된 거치 공간을 구비하여 복수 개의 중간전극판(32)을 각 거치 공간에 설치함으로써 중간전극 어셈블리(34)를 형성 한다. 그러므로 복수 개의 중간전극판(32)을 배열하여 사용할 수 있어 대면적의 플라즈마를 형성할 수 있다. 또한 처리하고자하는 피처리 기판(13)의 크기에 따라 중간전극판(32)을 필요한 만큼 배열하여 사용할 수 있다. 또한 중간전극 어셈블리(34)의 테두리에 안테나 코일(미도시)을 권선하여 피처리 기판(13)의 주변 영역에 대한 플라즈마 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 안테나 코일(미도시)에 마그네틱 코어(미도시)를 더 설치하여 플라즈마 효율을 향상시킬 수도 있다. As shown in FIG. 6, the intermediate electrode assembly 34 is formed with a plurality of intermediate electrode plates 32. That is, in one embodiment of the present invention by arranging the plurality of rectangular intermediate electrode plates 32 so that the overall shape of the intermediate electrode assembly 34 becomes a quadrangle. At this time, the intermediate electrode assembly 34 is provided with a frame 34a on which the intermediate electrode plate 32 can be mounted while being insulated between the respective intermediate electrode plates 32. The frame 34a has a mounting space corresponding to the shape of the intermediate electrode plate 32 and the number of installations thereof, thereby forming the intermediate electrode assembly 34 by installing the plurality of intermediate electrode plates 32 in each mounting space. Therefore, a plurality of intermediate electrode plates 32 can be arranged and used to form a large area plasma. In addition, according to the size of the substrate 13 to be processed can be used to arrange the intermediate electrode plate 32 as necessary. In addition, the antenna coil (not shown) may be wound around the edge of the intermediate electrode assembly 34 to improve plasma efficiency of the peripheral area of the substrate 13. In addition, a magnetic core (not shown) may be further installed on the antenna coil (not shown) to improve plasma efficiency.

도 7은 중간전극판이 반응기 몸체에 거치된 상태를 도시한 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing a state in which the intermediate electrode plate is mounted on the reactor body.

도 7에 도시된 바와 같이, 반응기 몸체(11)는 중간전극판(32)이 설치될 수 있도록 내부에 걸림턱(11a)이 구비된다. 즉, 반응기 몸체(11)의 내벽에 구비된 걸림턱(11a)에 중간전극판(32)의 일부가 걸쳐지면서 설치된다. 이러한 걸림턱(11a)은 반응기 몸체(11) 내벽을 따라 구비될 수도 있고, 내벽의 일부분에만 설치될 수도 있다. 또한 도면에는 미도시 되었으나 중간전극 어셈블리(34)의 프레임(34a)이 걸림턱(11a)에 걸쳐져 반응기 몸체(11)에 설치될 수도 있다.As shown in Figure 7, the reactor body 11 is provided with a locking step (11a) therein so that the intermediate electrode plate 32 can be installed. That is, a part of the intermediate electrode plate 32 is installed while being caught on the locking step 11a provided on the inner wall of the reactor body 11. The locking step 11a may be provided along the inner wall of the reactor body 11 or may be installed only on a portion of the inner wall. In addition, although not shown in the drawing, the frame 34a of the intermediate electrode assembly 34 may be installed on the reactor body 11 by covering the catching jaw 11a.

도 8은 중간전극 어셈블리를 반응기 몸체에 거치할 수 있도록 중간전극판의 전원 입력단을 이용한 도면이다.8 is a view using a power input terminal of the intermediate electrode plate to mount the intermediate electrode assembly to the reactor body.

도 8에 도시된 바와 같이, 중간전극 어셈블리(34)에 구비된 각 중간전극판(32)의 전원 입력단(32a)을 이용하여 중간전극 어셈블리(34)를 반응기 몸체(11)에 설치할 수 있다. 중간전극판(32)의 전원 입력단(32a)은 전원 공급원(40)에 급전라인으로 연결된다. 즉, 복수 개의 중간전극판(32)에 구비된 전원 입력단(32a)의 길이를 가스 공급부(20)의 상부에 위치하는 전원분배부(미도시)로 연장함으로써 중간전극 어셈블리(34)가 반응기 몸체(11)의 내부에 고정될 수 있다. 또한 하나의 중간전극판(32)도 전원 입력단(32a)의 길이를 연장하여 고정할 수 있다.As shown in FIG. 8, the intermediate electrode assembly 34 may be installed in the reactor body 11 using the power input terminal 32a of each intermediate electrode plate 32 provided in the intermediate electrode assembly 34. The power input terminal 32a of the intermediate electrode plate 32 is connected to the power supply source 40 by a power supply line. That is, the length of the power input terminal 32a provided in the plurality of intermediate electrode plates 32 extends to the power distribution unit (not shown) positioned above the gas supply unit 20 so that the intermediate electrode assembly 34 has the reactor body. It can be fixed inside the (11). In addition, one intermediate electrode plate 32 may be fixed by extending the length of the power input terminal 32a.

도 9는 관통홀의 크기가 외측에서 내측으로 갈수록 점점 작아지도록 형성된 중간 전극판을 도시한 평면도이고, 도 10은 관통홀의 크기가 외측에서 내측으로 갈수록 점점 커지도록 형성된 중간 전극판을 도시한 평면도이다. FIG. 9 is a plan view illustrating an intermediate electrode plate formed such that the size of the through hole becomes smaller from the outside to the inside, and FIG. 10 is a plan view illustrating the intermediate electrode plate formed so that the size of the through hole increases from the outside to the inside.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 중간전극판(32)의 관통홀(32b) 크기는 서로 다르게 형성될 수 있다. 관통홀(32b)은 일정한 비율로 크기가 다를 수도 있고 랜덤한 크기로 형성될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 예를 들어, 관통홀(32b)의 크기는 중간전극판(32)의 외측에서 내측으로 갈수록 점점 작아지도록 형성될 수 있고, 중간전극판(32)의 외측에서 내측으로 갈수록 점점 커지도록 형성될 수도 있다. 이렇듯 관통홀(32b)의 크기를 다르게 형성함으로써 관통홀(32b)을 통과하는 플라즈마의 양을 조절할 수 있어 피처리 기판(13)의 중심영역과 주변영역의 처리 효율을 조절할 수 있다.9 and 10, the size of the through hole 32b of the intermediate electrode plate 32 may be different from each other. The through holes 32b may be different in size or may be formed in a random size. In one embodiment of the present invention, for example, the size of the through hole 32b may be formed to become smaller from the outside of the intermediate electrode plate 32 toward the inside, and from the outside of the intermediate electrode plate 32 to the inside. It may be formed to grow larger and larger. As such, the size of the through hole 32b may be differently adjusted to adjust the amount of plasma passing through the through hole 32b, thereby controlling the processing efficiency of the central region and the peripheral region of the substrate 13.

도 11은 관통홀의 크기가 외측에서 내측으로 갈수록 점점 커지도록 서로 다른 크기의 관통홀이 구비된 복수 개의 중간 전극판을 포함하는 중간전극 어셈블리를 도시한 평면도이다.FIG. 11 is a plan view illustrating an intermediate electrode assembly including a plurality of intermediate electrode plates provided with through holes of different sizes such that the size of the through holes increases from the outside to the inside.

도 11에 도시된 바와 같이, 서로 다른 크기의 관통홀(32b)이 형성된 중간전극판(32)을 구비하여 중간전극 어셈블리(34)를 형성한다. 중간전극 어셈블리(34)는 관통홀(32a) 크기가 서로 다르게 형성된 복수 개의 중간전극판(32)을 구비한다. 본 발명에서의 중간전극 어셈블리(34)는 외측에 설치된 중간전극판(32)의 관통홀(32b) 크기가 중간전극 어셈블리(34)의 내측에 설치된 중간전극판(32)의 관통홀(32b) 크기에 비해 더 크게 형성한다. 즉, 중간전극 어셈블리(34)의 전체적인 관통홀(32b) 크기가 중간전극 어셈블리(34)의 내측으로 갈수록 크게 형성된다. 이렇듯 중간전극 어셈블리(34)의 관통홀(32b) 크기를 조절하여 관통홀(32b)을 통과하는 플라즈마의 양을 조절할 수 있다.As shown in FIG. 11, the intermediate electrode assembly 34 is formed by providing the intermediate electrode plate 32 having the through holes 32b having different sizes. The intermediate electrode assembly 34 includes a plurality of intermediate electrode plates 32 having different sizes of through-holes 32a. In the present invention, the intermediate electrode assembly 34 has a through hole 32b of the intermediate electrode plate 32 disposed outside of the intermediate electrode plate 32 having the size of the through hole 32b disposed outside thereof. It is larger than its size. That is, the size of the entire through hole 32b of the intermediate electrode assembly 34 becomes larger toward the inside of the intermediate electrode assembly 34. As such, the amount of plasma passing through the through hole 32b may be adjusted by adjusting the size of the through hole 32b of the intermediate electrode assembly 34.

도 12는 관통홀의 상부 및 하부 크기가 동일하거나 서로 다른 경우를 도시한 단면도이다.12 is a cross-sectional view illustrating a case in which the top and bottom sizes of the through holes are the same or different.

도 12에 도시된 바와 같이, 예를 들어 관통홀(32b)이 원형인 경우 관통홀(32b)의 상부지름(r1)과 하부지름(r2)의 길이를 같거나 다르게 형성할 수 있다. 관통홀(32b)의 상부지름(r1)과 하부지름(r2)을 같거나 다르게 형성함으로써 관통홀(32b)을 통과하는 플라즈마의 분포 정도를 조절할 수 있다. 즉, 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이, 관통홀(32b)의 상부지름(r1)과 하부지름(r2)을 같게 형성하여 플라즈마가 균일하게 분포될 수 있다. 또한 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, 관통홀(32b)의 하부지름(r2)을 상부지름(r1)보다 크게 형성하여 플라즈마가 관통홀(32b)을 통과하면서 보다 넓게 분포될 수 있다. 또한 도 12의 (c)에 도시된 바와 같이, 관통홀(32b)의 상부지름(r1)을 하부지름(r2)보다 크게 형성하여 플라즈마가 관통홀(32b)을 통과하면서 보다 집중적으로 분포될 수 있다.As shown in FIG. 12, for example, when the through hole 32b is circular, the lengths of the upper diameter r1 and the lower diameter r2 of the through hole 32b may be the same or different. By forming the upper diameter r1 and the lower diameter r2 of the through hole 32b the same or different, it is possible to control the degree of distribution of the plasma passing through the through hole 32b. That is, as shown in (a) of FIG. 12, the upper diameter r1 and the lower diameter r2 of the through hole 32b are formed to be the same so that the plasma may be uniformly distributed. In addition, as shown in FIG. 12B, the lower diameter r2 of the through hole 32b is formed larger than the upper diameter r1 so that the plasma may be more widely distributed while passing through the through hole 32b. . In addition, as shown in (c) of FIG. 12, the upper diameter r1 of the through hole 32b is formed larger than the lower diameter r2 so that the plasma can be distributed more intensively while passing through the through hole 32b. have.

도 13 및 도 14는 중간전극 어셈블리에 구비된 복수 개의 중간전극판으로 전원을 공급하기 위한 급전라인의 배열을 도시한 도면이다.13 and 14 illustrate an arrangement of a power supply line for supplying power to a plurality of intermediate electrode plates provided in the intermediate electrode assembly.

다시 도 2를 참조하면 전원 공급원(40)으로부터 발생된 주파수 전원은 임피던스 정합기(43)와 전류 균형 회로(50)를 통하여 중간전극(30)에 제공된다. 즉, 플라즈마 반응기(10)에 복수 개의 중간전극판(32)을 구비한 중간전극 어셈블리(34)가 설치되면 각 중간전극판(32)은 전류 균형 회로(50)를 통해 전류를 균형적으로 공급받는다. 본 발명에서는 복수 개의 전류 균형 회로(50)를 구비하고, 각 전류 균형 회로(50)는 적어도 두 개로 분리되는 급전라인을 포함한다. Referring back to FIG. 2, the frequency power generated from the power supply 40 is provided to the intermediate electrode 30 through the impedance matcher 43 and the current balance circuit 50. That is, when the intermediate electrode assembly 34 including the plurality of intermediate electrode plates 32 is installed in the plasma reactor 10, each of the intermediate electrode plates 32 provides a balanced current supply through the current balancing circuit 50. Receive. In the present invention, a plurality of current balancing circuits 50 are provided, and each current balancing circuit 50 includes at least two power feeding lines.

도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 먼저 전류 균형 회로(50)는 급전라인(60)인 N001에 연결된다. N001은 두 개의 N002로 분기된다. 분기된 N002는 각각 N010과 N020으로 다시 분기된다. 이런 방식으로 급전라인은 N111, N112 ~ N322까지 분기되어 복수 개의 중간전극판(32)의 전원 입력단(32a)과 연결된다. 여기서, 급전라인(60)은 중간전극 어셈블리(34)에 구비된 중간전극판(32)의 개수와 동일한 개수로 분기된다. 이때 복수 개의 전류 균형 회로는 하나의 급전라인에서 분기된 급전라인 사이에 설치되어 분기된 각 급전라인 노드로 균일한 전류를 공급한다. 또한 전류 균형 회로는 누설 전류의 보상을 위한 보상 커패시터(미도시)와 같은 보상 회로가 부가될 수 있다. 13 and 14, first, the current balancing circuit 50 is connected to the power supply line 60, N001. N001 branches to two N002. Branched N002 branches back to N010 and N020, respectively. In this manner, the power supply line branches to N111 and N112 to N322 and is connected to the power input terminal 32a of the plurality of intermediate electrode plates 32. Here, the feed line 60 is branched to the same number as the number of the intermediate electrode plate 32 provided in the intermediate electrode assembly 34. At this time, the plurality of current balancing circuits are installed between the feed lines branched from one feed line to supply a uniform current to each feed line node branched. In addition, the current balancing circuit may include a compensation circuit such as a compensation capacitor (not shown) for compensation of leakage current.

도 15는 인접한 급전라인 간에 상호 작용으로 전류의 균형을 이루는 상태를 도시한 도면이다.FIG. 15 is a diagram illustrating a state in which current is balanced by interaction between adjacent power supply lines.

다시 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 인접한 급전라인(60) 간에 상호 작용으로 전류의 균형을 이룰 수 있다. 예를 들어, N111과 N112는 각각의 중간전극판(32)에 전원을 공급한다. 이때 N111과 N112를 인접하게 설치함으로써 상호 작용을 통하여 전원 공급원(40)으로부터 각 급전라인(60)으로 전류가 균형적으로 공급될 수 있다. Again, as shown in FIGS. 14 and 15, the current may be balanced by interaction between adjacent power supply lines 60. For example, N111 and N112 supply power to each of the intermediate electrode plates 32. At this time, by installing the N111 and N112 adjacently, the current can be balanced from the power supply source 40 to each of the power supply lines 60 through interaction.

도 16은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 원 형상의 중간전극판을 도시한 평면도이다.16 is a plan view illustrating a circular intermediate electrode plate according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 16에 도시된 바와 같이, 중간전극판(36)은 원 형상으로 형성될 수 있다. 이때 중간전극판(36)은 제1 실시예의 중간전극판(32)과 동일하게 적어도 하나의 전원 입력단(36a)과 복수 개의 관통홀(36b)이 구비된다. 이때의 관통홀(36b)은 제1실시예의 중간전극판(32)과 마찬가지로 관통홀(36b)을 다양한 형태로 형성할 수 있다. 또한 중간전극판(36)의 테두리에 안테나 코일(미도시)을 권선하여 피처리 기판(13)의 주변 영역에 대한 플라즈마 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 안테나 코일(미도시)에 마그네틱 코어(미도시)를 더 설치하여 플라즈마 효율을 향상시킬 수도 있다. As shown in FIG. 16, the intermediate electrode plate 36 may be formed in a circular shape. In this case, the intermediate electrode plate 36 includes at least one power input terminal 36a and a plurality of through holes 36b in the same manner as the intermediate electrode plate 32 of the first embodiment. In this case, the through hole 36b may have the through hole 36b in various shapes, similar to the intermediate electrode plate 32 of the first embodiment. In addition, the antenna coil (not shown) may be wound around the edge of the intermediate electrode plate 36 to improve plasma efficiency of the peripheral area of the substrate 13. In addition, a magnetic core (not shown) may be further installed on the antenna coil (not shown) to improve plasma efficiency.

도 17 및 도 18은 복수 개의 중간전극판을 구비한 원 형상의 중간전극 어셈블리를 도시한 도면이다.17 and 18 illustrate a circular intermediate electrode assembly having a plurality of intermediate electrode plates.

도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 중간전극 어셈블리(38)는 전체적으로 원 형상으로 형성될 수 있다. 이때 중간전극 어셈블리(38)는 복수 개의 부채꼴 형상의 중간전극판(38b)이 결합되어 형성된다. 이러한 중간전극판(38b)은 상기에 설 명된 사각 형상의 중간전극판(32)과 동일하게 전원 입력단(38a)과 복수 개의 관통홀(38c)를 포함한다. 또한 중간전극판(38b)은 동일한 크기로 형성될 수도 있고, 서로다른 크기로 형성될 수도 있다. 원 형상의 중간전극 어셈블리(38)는 각각의 중간전극판(38b) 사이가 절연되면서도 중간전극판(38b)이 거치될 수 있는 프레임(39)이 구비된다. 프레임(39)은 중간전극판(38b)의 형상 및 설치되는 개수에 대응된 거치 공간을 구비하여 복수 개의 중간전극판(38b)을 각 거치 공간에 설치함으로써 중간전극 어셈블리(38)를 형성한다. 그러므로 복수 개의 중간전극판(38b)을 배열하여 사용할 수 있어 대면적의 플라즈마를 형성할 수 있다. 또한 중간전극 어셈블리(38)의 테두리에 안테나 코일(미도시)을 권선하여 피처리 기판(13)의 주변 영역에 대한 플라즈마 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 안테나 코일(미도시)에 마그네틱 코어(미도시)를 더 설치하여 플라즈마 효율을 향상시킬 수도 있다. As shown in FIGS. 17 and 18, the intermediate electrode assembly 38 may be formed in a circular shape as a whole. At this time, the intermediate electrode assembly 38 is formed by combining a plurality of fan-shaped intermediate electrode plates 38b. The intermediate electrode plate 38b includes a power input terminal 38a and a plurality of through holes 38c in the same manner as the rectangular intermediate electrode plate 32 described above. In addition, the intermediate electrode plate 38b may be formed in the same size or may be formed in different sizes. The circular intermediate electrode assembly 38 is provided with a frame 39 on which the intermediate electrode plate 38b can be mounted while being insulated between the respective intermediate electrode plates 38b. The frame 39 has a mounting space corresponding to the shape of the intermediate electrode plate 38b and the number of installations thereof, thereby forming the intermediate electrode assembly 38 by installing the plurality of intermediate electrode plates 38b in each mounting space. Therefore, a plurality of intermediate electrode plates 38b can be arranged and used to form a large area plasma. In addition, the antenna coil (not shown) may be wound around the edge of the intermediate electrode assembly 38 to improve plasma efficiency of the peripheral area of the substrate 13. In addition, a magnetic core (not shown) may be further installed on the antenna coil (not shown) to improve plasma efficiency.

도 19는 관통홀의 크기가 외측에서 내측으로 갈수록 점점 작아지도록 형성된 중간 전극판을 도시한 평면도이고, 도 20은 관통홀의 크기가 외측에서 내측으로 갈수록 점점 커지도록 형성된 중간 전극판을 도시한 평면도이다.19 is a plan view illustrating an intermediate electrode plate formed such that the size of the through hole becomes smaller from the outside to the inside, and FIG. 20 is a plan view illustrating the intermediate electrode plate formed so that the size of the through hole increases from the outside to the inside.

도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 중간전극판(36)의 관통홀(36b) 크기는 서로 다르게 형성될 수 있다. 관통홀(36b)은 일정한 비율로 크기가 다를 수도 있고 랜덤한 크기로 형성될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 예를 들어, 관통홀(36b)의 크기는 중간전극판(36)의 외측에서 내측으로 갈수록 점점 작아지도록 형성될 수 있고, 중간전극판(36)의 외측에서 내측으로 갈수록 점점 커지도록 형성될 수도 있다. 이렇듯 관통홀(36b)의 크기를 다르게 형성함으로써 관통홀(36b)을 통과 하는 플라즈마의 양을 조절할 수 있어 피처리 기판(13)의 중심영역과 주변영역의 처리 효율을 조절할 수 있다.19 and 20, the size of the through hole 36b of the intermediate electrode plate 36 may be different from each other. The through holes 36b may be different in size or may be formed in random sizes. In one embodiment of the present invention, for example, the size of the through hole 36b may be formed to become smaller from the outside of the intermediate electrode plate 36 toward the inside, and from the outside of the intermediate electrode plate 36 to the inside. It may be formed to grow larger and larger. As such, the size of the through hole 36b may be differently adjusted to adjust the amount of plasma passing through the through hole 36b, thereby controlling the processing efficiency of the central region and the peripheral region of the substrate 13.

도 21은 중간전극 어셈블리에 구비된 복수 개의 중간전극판으로 전원을 공급하기 위한 급전라인의 배열을 도시한 도면이다.FIG. 21 is a diagram illustrating an arrangement of a power supply line for supplying power to a plurality of intermediate electrode plates provided in the intermediate electrode assembly.

도 21에 도시된 바와 같이, 중간전극 어셈블리(38)에 구비된 복수 개의 중간전극판(36)은 인접한 중간전극판(38b) 사이에 급전라인(60)으로 연결된다. 이때 급전라인(60)은 제1 실시예에서 설명된 급전라인 구조와 동일한 형태로 분기 구성되어 전류 균형 회로(50)에 연결된다. 또한 인접한 급전라인(60)간에 상호작용이 이루어져 전류 균형이 이루어진다.As shown in FIG. 21, the plurality of intermediate electrode plates 36 provided in the intermediate electrode assembly 38 are connected to the power supply line 60 between adjacent intermediate electrode plates 38b. At this time, the feed line 60 is branched in the same form as the feed line structure described in the first embodiment and connected to the current balancing circuit 50. In addition, the interaction between the adjacent power supply line 60 is achieved to balance the current.

도 22는 중간전극이 접지된 플라즈마 반응기를 도시한 도면이다.22 illustrates a plasma reactor in which an intermediate electrode is grounded.

도 22에 도시된 바와 같이, 플라즈마 반응기(10')는 반응기 몸체(11)와 가스 공급부(20)와 용량 결합 전극(15) 및 중간전극(30)을 구비한다. 용량 결합 전극(15)은 가스 공급부(20)의 하부에 구비되고, 절연층(17)에 의해 가스 공급부(20)와 절연된다. 여기서, 용량 결합 전극(15)은 전원 공급원(40)에 연결되고, 중간전극(30)은 접지 연결된다. 즉, 무선 주파수 전원이 공급된 용량 결합 전극(15)과 접지된 중간전극(30) 사이에서 방전이 발생되어 플라즈마가 형성된다. 플라즈마는 상기에 설명된 바와 같이, 피처리 기판(13)을 처리한다.As shown in FIG. 22, the plasma reactor 10 ′ includes a reactor body 11, a gas supply unit 20, a capacitive coupling electrode 15, and an intermediate electrode 30. The capacitive coupling electrode 15 is provided below the gas supply unit 20 and insulated from the gas supply unit 20 by the insulating layer 17. Here, the capacitive coupling electrode 15 is connected to the power supply 40, the intermediate electrode 30 is connected to the ground. That is, a discharge is generated between the capacitive coupling electrode 15 supplied with the radio frequency power and the grounded intermediate electrode 30 to form a plasma. The plasma processes the substrate 13 to be processed, as described above.

이상에서 설명된 본 발명의 대면적의 플라즈마를 발생시키는 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.The embodiment of the plasma reactor for generating a large-area plasma of the present invention described above is merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and equivalent other embodiments You can see that it is possible. 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 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따라 사각 형상의 중간전극판을 구비하고 가스 공급부가 접지된 상태의 플라즈마 반응기의 분리 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a plasma reactor including a rectangular intermediate electrode plate and a gas supply unit grounded according to a first preferred embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 반응기의 단면을 도시한 도면이다.FIG. 2 is a cross-sectional view of the plasma reactor shown in FIG. 1.

도 8은 중간전극판을 반응기 몸체에 거치할 수 있도록 중간전극판의 전원 입력단을 이용한 도면이다.8 is a view using a power input terminal of the intermediate electrode plate to mount the intermediate electrode plate to the reactor body.

도 9는 관통홀의 크기가 외측에서 내측으로 갈수록 점점 작아지도록 형성된 중간 전극판을 도시한 평면도이다.FIG. 9 is a plan view illustrating an intermediate electrode plate formed such that the size of the through hole becomes smaller from the outside to the inside.

도 10은 관통홀의 크기가 외측에서 내측으로 갈수록 점점 커지도록 형성된 중간 전극판을 도시한 평면도이다.FIG. 10 is a plan view illustrating an intermediate electrode plate formed such that the size of the through-hole increases gradually from the outside to the inside.

도 12a, 도 12b 및 도 12c는 관통홀의 상부 및 하부 크기가 동일하거나 서로 다른 경우를 도시한 단면도이다.12A, 12B, and 12C are cross-sectional views illustrating cases where the upper and lower sizes of the through holes are the same or different.

도 19는 관통홀의 크기가 외측에서 내측으로 갈수록 점점 작아지도록 형성된 중간 전극판을 도시한 평면도이다.FIG. 19 is a plan view illustrating an intermediate electrode plate formed such that the size of the through hole becomes smaller from the outside to the inside.

도 20은 관통홀의 크기가 외측에서 내측으로 갈수록 점점 커지도록 형성된 중간 전극판을 도시한 평면도이다.FIG. 20 is a plan view illustrating an intermediate electrode plate formed such that the size of the through hole increases gradually from the outside to the inside.

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

10: 플라즈마 반응기10: plasma reactor

11; 반응기 몸체 11a: 걸림턱11; Reactor body 11a: jamming jaw

12: 기판 지지대 13: 피처리 기판12: substrate support 13: substrate to be processed

20: 가스 공급부 21: 가스 입구20: gas supply 21: gas inlet

삭제delete

23: 가스 분사구 30: 중간전극23 gas injection port 30 intermediate electrode

32, 36, 38b: 중간전극판 32a, 36a, 38a: 전원 입력단32, 36, 38b: intermediate electrode plate 32a, 36a, 38a: power input terminal

32b, 36b, 38c: 관통홀 34, 38: 중간전극 어셈블리32b, 36b, 38c: through holes 34, 38: intermediate electrode assembly

34a, 39: 프레임 40: 전원 공급원34a, 39: frame 40: power source

43: 임피던스 정합기 46: 임피던스 정합기43: impedance matcher 46: impedance matcher

48: 바이어스 전원 공급원 50: 전류 균형 회로48: bias power source 50: current balancing circuit

60: 급전라인60: feed line

Claims

피처리 기판을 지지하는 기판 지지대가 내부에 구비되는 반응기 몸체;A reactor body having a substrate support for supporting a substrate to be processed;

상기 반응기 몸체의 상부에 구비되고 접지되며 상기 반응기 몸체 내부로 공정 가스를 공급하기 위한 가스 공급부;A gas supply unit provided at an upper portion of the reactor body and grounded to supply a process gas into the reactor body;

상기 기판 지지대와 상기 가스 공급부 사이의 공간을 분할하도록 설치되며 접지된 상기 기판 지지대에 대응하여 용량 결합 전극으로 동작하는 중간전극; 및An intermediate electrode installed to divide a space between the substrate support and the gas supply part and acting as a capacitive coupling electrode in response to the grounded substrate support; And

상기 중간전극에 주파수 전원을 인가하기 위한 전원 공급원을 포함하고,A power supply for applying frequency power to the intermediate electrode,

상기 접지된 가스 공급부와 상기 주파수 전원이 공급되는 중간 전극 사이에서 용량 결합 플라즈마 방전이 이루어지는 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기.And a plasma of a large area in which capacitively coupled plasma discharge is performed between the grounded gas supply unit and the intermediate electrode to which the frequency power is supplied.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 중간전극은 상기 전원 공급원에서 공급되는 주파수 전원이 입력되기 위한 적어도 하나의 전원 입력단; 및 The intermediate electrode may include at least one power input terminal for inputting frequency power supplied from the power supply source; And

생성된 상기 플라즈마가 통과되기 위한 복수 개의 관통홀을 포함하여 판 형상으로 형성된 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기.And a plasma having a large area formed in a plate shape by including a plurality of through holes through which the generated plasma passes.

제2항에 있어서,3. The method of claim 2,

상기 중간전극은 복수 개가 결합되어 중간전극 어셈블리를 형성하는 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기. And a plurality of the intermediate electrodes are coupled to generate a plasma of a large area to form an intermediate electrode assembly.

제3항에 있어서,The method of claim 3,

상기 중간전극 어셈블리는 상기 복수 개의 중간전극이 거치되기 위한 프레임을 더 포함하는 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기.The intermediate electrode assembly is a plasma reactor for generating a large-area plasma further comprises a frame for mounting the plurality of intermediate electrodes.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 중간전극은 사각 형상 또는 원 형상 중 어느 하나로 형성된 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기.The intermediate electrode is a plasma reactor for generating a large-area plasma formed in any one of a rectangular shape or a circular shape.

제4항에 있어서,5. The method of claim 4,

상기 중간전극 어셈블리는 복수 개의 상기 중간전극이 결합되어 사각 형상 또는 원 형상으로 형성된 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기.The intermediate electrode assembly is a plasma reactor that is coupled to a plurality of the intermediate electrodes to generate a large area plasma formed in a square shape or a circular shape.

제3항에 있어서, The method of claim 3,

상기 플라즈마 반응기는 상기 중간전극 어셈블리에 포함된 복수 개의 중간전극으로 공급되는 전류의 상호 균형을 자동으로 조절하는 적어도 하나의 전류 균형 회로를 포함하는 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기. The plasma reactor generates a large-area plasma including at least one current balancing circuit for automatically adjusting the mutual balance of the current supplied to the plurality of intermediate electrodes included in the intermediate electrode assembly.

제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein

상기 전류 균형 회로는 적어도 두 개로 분리되는 급전라인을 포함하고, 상기 급전라인의 말단에는 중간전극이 연결되어 인접한 급전라인 간에 전류의 상호 균형을 자동적으로 조절하는 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기.The current balancing circuit includes a feed line separated into at least two, and the intermediate electrode is connected to the end of the feed line is a plasma reactor for generating a large-area plasma to automatically adjust the mutual balance of the current between adjacent feed lines.

상기 반응기 몸체의 상부에 구비되고 상기 반응기 몸체 내부로 공정 가스를 공급하기 위한 가스 공급부;A gas supply unit provided at an upper portion of the reactor body and configured to supply a process gas into the reactor body;

상기 가스 공급부의 하부에 구비되어 복수 개의 용량 결합 전극을 갖는 용량 결합 전극 어셈블리;A capacitively coupled electrode assembly provided below the gas supply part and having a plurality of capacitively coupled electrodes;

상기 기판 지지대와 상기 가스 공급부 사이의 공간을 분할하도록 설치된 중간전극; 및An intermediate electrode provided to divide a space between the substrate support and the gas supply unit; And

상기 용량 결합 전극 어셈블리에 주파수 전원을 인가하기 위한 전원 공급원을 포함하여 접지된 상기 중간전극과 상기 용량 결합 전극 어셈블리 사이에서 방전이 이루어지는 대면적의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기.And a power supply source for applying frequency power to the capacitively coupled electrode assembly, wherein the plasma reactor generates a large-area plasma in which discharge is generated between the grounded intermediate electrode and the capacitively coupled electrode assembly.