KR101254574B1 - Plasma processing apparatus having dual gas supplying channel - Google Patents

Abstract

이중 가스 공급 채널을 갖는 플라즈마 처리 장치가 게시된다. 본 발명의 이중 가스 공급 채널을 갖는 플라즈마 처리 장치는 플라즈마 방전이 직접적으로 이루어지는 용기(플라즈마 발생기의 몸체나, 외부 방전 브리지, 플라즈마 방전 챔버 등)로는 직접적으로 플루오르 함유 가스가 주입되지 않도록 함으로 플라즈마 방전이 직접적으로 이루어지는 용기의 내부 측벽이 플루오르에 의해 식각되는 것을 방지한다. 그리고 플루오르가 함유 가스가 공급되는 별도의 가스 공급 채널은 세라믹 계열의 물질을 사용하여 구성함으로 플루오르에 의한 식각을 최대한 방지한다. 그럼으로 용기의 수명이 늘어나며 용기의 식각에 따른 파티클 발생을 차단할 수 있다.A plasma processing apparatus having a dual gas supply channel is disclosed. In the plasma processing apparatus having the dual gas supply channel of the present invention, plasma discharge is prevented by directly injecting fluorine-containing gas into the container (plasma generator body, external discharge bridge, plasma discharge chamber, etc.) where plasma discharge is directly performed. It prevents the inner sidewall of the vessel made directly from being etched by fluorine. In addition, a separate gas supply channel through which the fluorine-containing gas is supplied is configured using a ceramic-based material to prevent etching by fluorine as much as possible. This increases the life of the vessel and can block particles from being etched into the vessel.

플라즈마, 변압기, 마그네틱 코어, 유도 결합, 플루오르 Plasma, Transformer, Magnetic Core, Inductive Coupling, Fluorine

Description

이중 가스 공급 채널을 갖는 플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS HAVING DUAL GAS SUPPLYING CHANNEL}Plasma processing apparatus having a dual gas supply channel {PLASMA PROCESSING APPARATUS HAVING DUAL GAS SUPPLYING CHANNEL}

본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For a more complete understanding of the drawings used in the detailed description of the present invention, a brief description of each drawing is provided.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 원격 플라즈마 발생기의 사시도이다.1 and 2 are perspective views of a remote plasma generator according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 도 1의 원격 플라즈마 발생기가 설치된 프로세스 챔버의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the process chamber in which the remote plasma generator of FIG. 1 is installed.

도 4 및 도 5는 가스 공급 노즐의 설치 구조의 변형을 보여주는 부분 단면도이다.4 and 5 are partial cross-sectional views showing a modification of the installation structure of the gas supply nozzle.

도 6 및 도 7은 원격 플라즈마 발생기의 다른 예를 보여주는 사시도이다.6 and 7 are perspective views showing another example of the remote plasma generator.

도 8은 도 6의 원격 플라즈마 발생기가 설치된 프로세스 챔버의 단면도이다.8 is a cross-sectional view of the process chamber in which the remote plasma generator of FIG. 6 is installed.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프로세스 챔버의 단면도이다.9 is a cross-sectional view of a process chamber according to a second embodiment of the present invention.

도 10은 제2 실시예의 변형예를 보여주는 프로세스 챔버의 단면도이다.10 is a sectional view of a process chamber showing a variant of the second embodiment.

도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 외부 방전 브리지를 갖는 프로세스 챔버의 사시도이다.11 is a perspective view of a process chamber having an external discharge bridge according to a third embodiment of the present invention.

도 12는 도 11의 외부 방전 브리지를 아래에서 올려본 사시도이다.12 is a perspective view of the external discharge bridge of FIG. 11 viewed from below.

도 13은 도 11의 프로세스 챔버의 단면도이다.13 is a cross-sectional view of the process chamber of FIG. 11.

도 14 내지 도 16은 가스 공급 노즐의 설치 구조를 변형을 보여주는 부분 단면도이다.14 to 16 are partial cross-sectional views showing a modification of the installation structure of the gas supply nozzle.

도 17은 두 개의 외부 방전 브리지가 설치된 프로세스 챔버의 단면도이다.17 is a sectional view of a process chamber in which two external discharge bridges are installed.

도 18은 세 개의 외부 방전 브리지가 설치된 프로세스 챔버의 사시도이다.18 is a perspective view of a process chamber in which three external discharge bridges are installed.

도 19는 도 18의 외부 방전 브리지를 아래에서 올려본 사시도이다.19 is a perspective view of the external discharge bridge of FIG. 18 viewed from below.

도 20은 다중 방전 브리지를 갖는 프로세스 챔버의 사시도이다.20 is a perspective view of a process chamber with multiple discharge bridges.

도 21은 도 20의 다중 방전 브리지를 아래에서 올려본 사시도이다.FIG. 21 is a perspective view of the multiple discharge bridge of FIG. 20 viewed from below. FIG.

도 22는 방전관 헤드를 갖는 다중 방전 브리지를 구비한 프로세스 챔버의 사시도이다.22 is a perspective view of a process chamber with multiple discharge bridges with discharge tube heads.

도 23은 도 22의 다중 방전 브리지를 아래에서 올려본 프로세스 챔버의 사시도이다.FIG. 23 is a perspective view of the process chamber as seen from below the multiple discharge bridge of FIG. 22.

본 발명은 반도체 회로 장치를 제조하기 위한 실리콘 웨이퍼 기판, 액정 디스플레이 제조를 위한 유리 기판과 같은 피처리 기판에 대한 플라즈마 처리를 위한 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 이중 가스 공급 구조를 갖는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus for plasma processing on a substrate to be processed, such as a silicon wafer substrate for manufacturing a semiconductor circuit device and a glass substrate for manufacturing a liquid crystal display. Relates to a device.

플라즈마는 같은 수의 음이온(positive ions)과 전자(electrons)를 포함하는 고도로 이온화된 가스이다. 플라즈마 방전은 이온, 자유 라디컬, 원자, 분자를 포 함하는 활성 가스를 발생하기 위한 가스 여기에 사용되고 있다. 활성 가스는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며 대표적으로 반도체 제조 공정 예들 들어, 식각(etching), 증착(deposition), 세정(cleaning), 에싱(ashing) 등에 다양하게 사용된다.A 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, and molecules. The active gas is widely used in various fields and is typically used in a variety of semiconductor manufacturing processes such as etching, deposition, cleaning, ashing, and the like.

플라즈마는 직류(DC)방전, 고주파(RF)방전, 및 극초단파방전을 포함하는 다양한 방법으로 생성될 수 있다. 직류 방전은 가스 내의 두 전극 사이에 전위를 인가하여 발생되며, 고주파 방전은 전력 공급원으로부터의 에너지를 플라즈마에 용량적으로(capacitively) 또는 유도적으로 결합시킴으로써 발생된다.The plasma can be generated in a variety of ways, including direct current (DC) discharge, high frequency (RF) discharge, and microwave discharge. Direct current discharge is generated by applying a potential between two electrodes in a gas, and high frequency discharge is generated by capacitively or inductively coupling energy from a power supply to the plasma.

유도 결합 플라즈마 소스는 프로세스 챔버의 외부에서 발생된 플라즈마를 프로세스 챔버로 주입하는 원격 플라즈마(또는 다운스트림) 구조, 마그네틱 코어가 결합된 외부 방전 브리지를 구비한 구조, 프로세스 챔버의 상부에 플라즈마 방전 챔버가 결합된 구조 등의 여러 형태가 사용되고 있다.The inductively coupled plasma source has a remote plasma (or downstream) structure for injecting plasma generated outside of the process chamber into the process chamber, an external discharge bridge coupled with a magnetic core, and a plasma discharge chamber at the top of the process chamber. Various forms, such as a combined structure, are used.

그런데, 이러한 유도 결합 플라즈마 소스를 갖는 플라즈마 처리 장치들은 플라즈마 방전이 직접적으로 이루어지는 용기(플라즈마 발생기의 몸체나, 외부 방전 브리지, 플라즈마 방전 챔버 등)에 플루오르 함유 가스를 포함하는 가스가 주입되는 구조를 갖고 있어서 플라즈마 발생 용기의 내부 측벽이 플루오르에 의해 식각됨으로 수명이 짧았고 식각에 따른 파티클 발생에 의해서 오염원으로 작용하는 문제점이 있었다.However, plasma processing apparatuses having such an inductively coupled plasma source have a structure in which a gas containing fluorine is injected into a container (plasma generator body, an external discharge bridge, a plasma discharge chamber, etc.) in which plasma discharge is directly performed. In this case, the inner sidewall of the plasma generating vessel is etched by fluorine, so the life is short, and there is a problem of acting as a pollutant by particle generation due to etching.

본 발명의 목적은 플르오르 함유 가스를 플라즈마 방전이 직접적으로 이루어 지는 용기로 직접 투입하지 않고 별로의 가스 공급 채널을 통하여 프로세스 챔버로 투입함으로서 플라즈마 방전이 직접적으로 이루어지는 용기의 내부 측벽이 식각되는 것을 방지할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to prevent etching of the inner sidewall of a vessel in which a plasma discharge is directly performed by introducing a fluorine-containing gas into a process chamber through a separate gas supply channel rather than directly into a container where the plasma discharge is directly performed. It is an object of the present invention to provide a plasma processing apparatus.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따른 플라즈마 처리 장치는: 원격 플라즈마 발생기와 원격 플라즈마 발생기에서 발생된 플라즈마 가스를 수용하며 기판 지지대가 구비된 프로세스 챔버를 포함하되, 원격 플라즈마 발생기의 가스 입구와 가스 출구를 경유하여 프로세스 챔버로 플루오르 함유 가스의 가스를 포함하지 않는 제1 가스를 제공하는 제1 가스 공급 채널; 및 제1 가스 공급 경로를 경유하지 않고 프로세스 챔버로 플루오르 함유 가스의 가스를 포함하는 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급 채널을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus including a remote plasma generator and a process chamber for receiving plasma gas generated from a remote plasma generator and having a substrate support. A first gas supply channel for providing a first gas containing no gas of fluorine containing gas to the process chamber via a gas inlet and a gas outlet; And a second gas supply channel for supplying a second gas comprising a gas of fluorine containing gas to the process chamber without passing through the first gas supply path.

일 실시예에 있어서, 제2 가스 공급 채널은 원격 플라즈마 발생기의 가스 출구에 연결되는 가스 공급 노즐을 포함하되, 원격 플라즈마 발생기의 가스 출구와 가스 공급 노즐은 세라믹 물질을 포함한다.In one embodiment, the second gas supply channel includes a gas supply nozzle connected to the gas outlet of the remote plasma generator, wherein the gas outlet and the gas supply nozzle of the remote plasma generator comprise ceramic material.

일 실시예에 있어서, 제2 가스 공급 채널은 원격 플라즈마 발생기의 가스 출구에 근접하여 프로세스 챔버의 천정에 설치되는 가스 공급 노즐을 포함하되, 가스 공급 노즐은 세라믹 물질을 포함한다.In one embodiment, the second gas supply channel includes a gas supply nozzle installed in the ceiling of the process chamber proximate to the gas outlet of the remote plasma generator, the gas supply nozzle comprising a ceramic material.

일 실시예에 있어서, 상기 프로세스 챔버의 내부에 구비되는 기판 지지대는 하나 이상의 바이어스 전원으로부터 바이어스 전원을 공급받아 바이어스 된다.In one embodiment, the substrate support provided in the process chamber is biased by receiving bias power from one or more bias power sources.

본 발명의 다른 특징에 따른 플라즈마 처리 장치는: 기판 지지대가 구비된 프로세스 챔버와 프로세스 챔버의 상부에 구성되는 플라즈마 방전 챔버를 포함하되, 플라즈마 방전 챔버를 경유하여 프로세스 챔버로 플루오르 함유 가스의 가스를 포함하지 않는 제1 가스를 제공하는 제1 가스 공급 채널; 및 플라즈마 방전 챔버를 경유하지 않고 프로세스 챔버로 플루오르 함유 가스의 가스를 포함하는 제2 가스를 제공하는 제2 가스 공급 채널을 포함한다.According to another aspect of the present invention, a plasma processing apparatus includes: a process chamber having a substrate support and a plasma discharge chamber configured at an upper portion of the process chamber, and including a gas of fluorine-containing gas into the process chamber via the plasma discharge chamber; A first gas supply channel providing a first gas that is not present; And a second gas supply channel for providing a second gas comprising a gas of fluorine containing gas to the process chamber without passing through the plasma discharge chamber.

일 실시예에 있어서, 제2 가스 공급 채널은 플라즈마 방전 챔버의 하부 또는 프로세스 챔버의 천정 중 어느 한 곳에 설치되는 가스 공급 노즐을 포함하되, 제2 가스 공급 노즐은 세라믹 물질을 포함한다.In one embodiment, the second gas supply channel comprises a gas supply nozzle installed either below the plasma discharge chamber or on the ceiling of the process chamber, wherein the second gas supply nozzle comprises a ceramic material.

일 실시예에 있어서, 상기 프로세스 챔버의 내부에 구비되는 기판 지지대는 하나 이상의 바이어스 전원으로부터 바이어스 전원을 공급받아 바이어스 된다.In one embodiment, the substrate support provided in the process chamber is biased by receiving bias power from one or more bias power sources.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 플라즈마 처리 장치는: 기판 지지대가 구비된 프로세스 챔버와 프로세스 챔버의 상부에 구성되는 하나 이상의 외부 방전 브리지를 포함하되, 하나 이상의 외부 방전 브리지를 경유하여 프로세스 챔버로 플루오르 함유 가스의 가스를 포함하지 않는 제1 가스를 제공하는 제1 가스 공급 채널; 및 하나 이상의 외부 방전 브리지를 경유하지 않고 프로세스 챔버로 플루오르 함유 가스의 가스를 포함하는 제2 가스를 제공하는 제2 가스 공급 채널을 포함한다.Plasma processing apparatus according to another aspect of the present invention comprises: a process chamber having a substrate support and at least one external discharge bridge configured on top of the process chamber, wherein the fluorine is contained in the process chamber via at least one external discharge bridge; A first gas supply channel for providing a first gas that does not include a gas of the gas; And a second gas supply channel for providing a second gas comprising a gas of fluorine containing gas to the process chamber without passing through one or more external discharge bridges.

일 실시예에 있어서, 제2 가스 공급 채널은 하나 이상의 외부 방전 브리지의 양단 연결 포트에 연결되는 가스 공급 노즐을 포함하되, 하나 이상의 외부 방전 브리지의 양단 연결 포트와 가스 공급 노즐은 세라믹 물질을 포함한다.In one embodiment, the second gas supply channel includes a gas supply nozzle connected to both ends of the at least one external discharge bridge, wherein the connection port and the gas supply nozzle at both of the at least one external discharge bridge comprise ceramic material. .

일 실시예에 있어서, 제2 가스 공급 채널은 하나 이상의 외부 방전 브리지의 양단 연결 포트에 근접하여 프로세스 챔버의 천정에 설치되는 가스 공급 노즐을 포함하되, 제2 가스 공급 노즐은 세라믹 물질을 포함한다.In one embodiment, the second gas supply channel comprises a gas supply nozzle installed in the ceiling of the process chamber proximate to the connection port at both ends of the at least one external discharge bridge, wherein the second gas supply nozzle comprises a ceramic material.

일 실시예에 있어서, 제2 가스 공급원으로부터 입력되는 제2 가스를 복수개의 가스 공급 노즐로 분산시켜 공급하는 가스 분산 공급관을 포함한다.In one embodiment, a gas dispersion supply pipe for dispersing and supplying a second gas input from a second gas supply source to a plurality of gas supply nozzles.

일 실시예에 있어서, 상기 프로세스 챔버의 내부에 구비되는 기판 지지대는 하나 이상의 바이어스 전원으로부터 바이어스 전원을 공급받아 바이어스 된다.In one embodiment, the substrate support provided in the process chamber is biased by receiving bias power from one or more bias power sources.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 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 과장되어진 것이다. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의하여야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the embodiments of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention. The embodiments of the present invention may be modified into various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. The present embodiments are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. Accordingly, the shape of elements and the like in the drawings are exaggerated in order to emphasize a clearer explanation. In understanding the drawings, it should be noted that like parts are intended to be represented by the same reference numerals as much as possible. And detailed descriptions of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention are omitted.

(실시예)(Example)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 이중 가스 공급 채널을 갖는 플라즈마 처리 장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, a plasma processing apparatus having a dual gas supply channel of the present invention will be described in detail by explaining a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 신규한 플라즈마 처리 장치는 플루오르 함유 가스와 플루오르 비 함유 가스를 분리 공급하기 위한 적어도 두 개의 가스 공급 채널을 구비한다. 특히, 플루오르 함유 가스가 공급되는 가스 공급 채널은 플루오르와 반응이 어려운 물질을 사용하여 구성함으로 플루오르에 의한 식각이 방지되도록 한다.The novel plasma processing apparatus of the present invention has at least two gas supply channels for separately supplying fluorine containing gas and fluorine containing gas. In particular, the gas supply channel to which the fluorine-containing gas is supplied is made of a material that is difficult to react with fluorine to prevent etching by fluorine.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 원격 플라즈마 발생기의 사시도이고, 도 3은 도 1의 원격 플라즈마 발생기가 설치된 프로세스 챔버의 단면도이다.1 and 2 are perspective views of a remote plasma generator according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of a process chamber in which the remote plasma generator of FIG. 1 is installed.

도 1 내지 도 3을 참조하여, 원격 플라즈마 발생기(100)는 환형의 발생기 몸체(110)와 일차 권선(122)을 갖는 마그네틱 코어(120)를 구비한다. 발생기 몸체(110)에는 에디 전류가 발생되는 것을 방지하기 위한 하나 이상의 절연 부재(112)가 구비된다. 마그네틱 코어(130)는 페라이트 물질로 제작되지만 철, 공기와 같은 다른 대안의 재료로 구성될 수도 있다. 일차 권선(122)은 임피던스 정합기(162)를 통하여 무선 주파수를 공급하는 전원 공급원(160)에 전기적으로 연결된다. 전원 공급원(160)은 별도의 임피던스 정합기 없이 출력 전압의 제어가 가능한 전원 공급원을 사용하여 구성할 수도 있다. 도면에는 도시 되지 않았으나 발생기 몸체(110)에는 점화 전극이 장착된다. 전원 공급원(160)으로부터 무선 주파수가 일차 권선(122)에 공급되면 일차 권선(122)에 전류가 구동되어 유도 기전력이 발생기 몸체(110)의 내부로 전달되어 발생기 몸체(110)에 환형 플라즈마가 유도된다.With reference to FIGS. 1-3, the remote plasma generator 100 includes a magnetic core 120 having an annular generator body 110 and a primary winding 122. The generator body 110 is provided with one or more insulating members 112 to prevent eddy currents from being generated. Magnetic core 130 is made of ferrite material but may be constructed from other alternative materials such as iron, air. Primary winding 122 is electrically connected to a power source 160 that supplies a radio frequency through impedance matcher 162. The power supply 160 may be configured using a power supply capable of controlling the output voltage without a separate impedance matcher. Although not shown in the figure, the generator body 110 is equipped with an ignition electrode. When a radio frequency is supplied from the power source 160 to the primary winding 122, current is driven in the primary winding 122 so that induced electromotive force is transferred into the generator body 110 to induce an annular plasma to the generator body 110. do.

발생기 몸체(110)의 상부에는 가스 입구(130)가 그리고 하부에는 가스 출구(140)가 구비된다. 가스 출구(140)에는 가스 공급 노즐(150)이 별도로 구비된다. 원격 플라즈마 발생기(100)는 가스 입구(130)와 발생기 몸체(110) 그리고 가 스 출구(140)로 구성되는 제1 가스 공급 채널과 가스 출구(140)에 연결된 가스 공급 노즐(150)로 구성되는 제2 가스 공급 채널을 갖는다. 가스 입구(130)는 제1 가스 공급원(10)에 연결되고, 가스 공급 노즐(150)은 제2 가스 공급원(20)에 연결된다.A gas inlet 130 is provided at the top of the generator body 110 and a gas outlet 140 is provided at the bottom. The gas outlet 140 is provided with a gas supply nozzle 150 separately. The remote plasma generator 100 includes a gas supply nozzle 150 connected to the gas outlet 140 and a first gas supply channel including the gas inlet 130, the generator body 110, and the gas outlet 140. It has a second gas supply channel. The gas inlet 130 is connected to the first gas source 10, and the gas supply nozzle 150 is connected to the second gas source 20.

가스 입구(130)를 통하여 입력되는 제1 가스는 발생기 몸체(110)의 내부에서 플라즈마 방전에 의해 활성화되어 가스 출구(140)를 통해서 출력된다. 이때, 가스 공급 노즐(150)을 통해서 가스 출구(140)로 주입되는 제2 가스는 활성화된 제1 가스에 의해서 활성화되어 제1 및 제2 가스가 혼합된 플라즈마 가스가 프로세스 챔버(200)의 내부로 주입된다.The first gas input through the gas inlet 130 is activated by plasma discharge in the generator body 110 and output through the gas outlet 140. At this time, the second gas injected into the gas outlet 140 through the gas supply nozzle 150 is activated by the activated first gas so that the plasma gas in which the first and second gases are mixed is inside the process chamber 200. Is injected into.

제1 가스 공급원(10)은 플루오르를 함유하지 않은 제1 가스를 공급하며, 제2 가스 공급원(20)은 플루오르를 함유한 가스를 공급한다. 특히, 가스 출구(140)와 가스 공급 노즐(150)은 플루오르 함유 가스에 의해서 식각되는 것을 방지하기 위하여 알루미나와 같은 세라믹 물질로 제작하는 것이 바람직하다.The first gas source 10 supplies a first gas free of fluorine, and the second gas source 20 supplies a gas containing fluorine. In particular, the gas outlet 140 and the gas supply nozzle 150 are preferably made of a ceramic material such as alumina in order to prevent etching by the fluorine-containing gas.

본 발명의 원격 플라즈마 발생기(100)는 가스 입구(130)를 통하여 플루오르 함유 가스가 주입되지 않기 때문에 발생기 몸체(110)의 내부 측벽이 플루오르에 의해 식각되지 않음으로 발생기 몸체(110)의 수명이 길어지며 식각에 따른 파티클 발생은 방지된다. 또한, 가스 출구(140)와 가스 공급 노즐(150)을 세라믹 계열의 물질을 사용하여 구성함으로 플루오르에 의한 식각을 최대한 방지한다.In the remote plasma generator 100 of the present invention, since the fluorine-containing gas is not injected through the gas inlet 130, the inner sidewall of the generator body 110 is not etched by fluorine, so the lifetime of the generator body 110 is long. Particles due to etching are prevented. In addition, the gas outlet 140 and the gas supply nozzle 150 are configured using a ceramic-based material to prevent the etching by fluorine as much as possible.

원격 플라즈마 발생기(100)의 가스 출구(140)는 프로세스 챔버(200) 천정(204) 중심부에 개구된 개구부(210)에 연결된다. 원격 플라즈마 발생기(100)에 서 발생된 플라즈마 가스는 가스 출구(140)를 통해설 프로세스 챔버(200)로 유입된다. 프로세스 챔버(200)의 내부에는 피처리 기판(230)을 지지하기 위한 기판 지지대(220)가 구비되며, 기판 지지대(220)는 임피던스 정합기(242)를 통해서 바이어스 전원 공급원(240)에 전기적으로 연결된다. 바이어스 전원 공급원(240)은 하나의 단일 주파수를 공급하는 전원 공급원으로 구성되거나 또는 서로 다른 주파수를 공급하는 둘 이상의 전원 공급원으로 구성될 수 있다.The gas outlet 140 of the remote plasma generator 100 is connected to an opening 210 opened at the center of the ceiling 204 of the process chamber 200. The plasma gas generated by the remote plasma generator 100 is introduced into the process chamber 200 through the gas outlet 140. The substrate support 220 is provided in the process chamber 200 to support the substrate 230, and the substrate support 220 is electrically connected to the bias power supply 240 through the impedance matcher 242. Connected. The bias power supply 240 may be composed of a power supply supplying one single frequency or may be composed of two or more power supplies supplying different frequencies.

도 4 및 도 5는 가스 공급 노즐의 설치 구조의 변형을 보여주는 부분 단면도이다.4 and 5 are partial cross-sectional views showing a modification of the installation structure of the gas supply nozzle.

도 4를 참조하여, 일 변형예로 가스 공급 노즐(150)은 프로세스 챔버(200)의 천정(204)에 매입되어 가스 출구(210)에 연결될 수 있다. 예들 들어, 천정(204)에 삽입되는 가스 출구(210)의 끝단 부분과 가스 공급 노즐(150)의 일부분이 연결되도록 할 수 있다.Referring to FIG. 4, in one variation, the gas supply nozzle 150 may be embedded in the ceiling 204 of the process chamber 200 and connected to the gas outlet 210. For example, an end portion of the gas outlet 210 inserted into the ceiling 204 and a portion of the gas supply nozzle 150 may be connected.

도 5를 참조하여, 다른 변형예로 가스 공급 노즐(150)은 가스 출구(140)와 연결되지 않고 분리되어 프로세스 챔버(200)의 천정(204)에 설치된다. 예를 들어, 가스 공급 노즐(150)은 가스 출구(140)가 장착된 개구부(210)에 근접하여 설치된다. 그리고 천정(204) 아래로 돌출된 가스 공급 노즐(150)의 끝단 부분은 가스 출구(210)의 끝단 부분을 향하여 가깝게 설치되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 5, in another variation, the gas supply nozzle 150 is separated from the gas outlet 140 and installed in the ceiling 204 of the process chamber 200. For example, the gas supply nozzle 150 is installed near the opening 210 in which the gas outlet 140 is mounted. In addition, an end portion of the gas supply nozzle 150 protruding below the ceiling 204 may be installed close toward the end portion of the gas outlet 210.

도 6 및 도 7은 원격 플라즈마 발생기의 다른 예를 보여주는 사시도이다. 그리고 도 8은 도 6의 원격 플라즈마 발생기가 설치된 프로세스 챔버의 단면도이다.6 and 7 are perspective views showing another example of the remote plasma generator. 8 is a cross-sectional view of the process chamber in which the remote plasma generator of FIG. 6 is installed.

도 6 내지 도 8을 참조하여, 원격 플라즈마 발생기(300)는 발생기 몸체(310)의 내부를 가로질러 장착되며 일차 권선(322)을 갖는 하나 이상의 마그네틱 코어(320)를 구비한다. 발생기 몸체(310)에는 에디 전류가 발생되는 것을 방지하기 위한 하나 이상의 절연 부재(312)가 구비된다. 마그네틱 코어(320)는 페라이트 물질로 제작되지만 철, 공기와 같은 다른 대안의 재료로 구성될 수도 있다. 발생기 몸체(310)의 내부에 위치하는 마그네틱 코어(320) 부분은 코어 보호 튜브(316)에 장착되어 보호된다. 코어 보호 튜브(316)와 마그네틱 코어(320)의 사이에는 냉각 채널이 구성될 수 있다. 마그네틱 코어(320)에는 일차 권선(322)이 장착되며, 일차 권선(320)은 임피던스 정합기(362)를 통하여 무선 주파수를 공급하는 전원 공급원(360)에 전기적으로 연결된다. 전원 공급원(160)은 별도의 임피던스 정합기 없이 출력 전압의 제어가 가능한 전원 공급원을 사용하여 구성할 수도 있다. 도면에는 도시 되지 않았으나 발생기 몸체(310)에는 점화 전극이 장착된다. 전원 공급원(360)으로부터 무선 주파수가 일차 권선(322)에 공급되면 일차 권선(122)에 전류가 구동되어 유도 기전력이 발생기 몸체(210)의 내부로 전달되어 발생기 몸체(310)에 코어 보호 튜브(316)를 중심으로 하는 환형 플라즈마가 유도된다.6-8, the remote plasma generator 300 is mounted across the interior of the generator body 310 and has one or more magnetic cores 320 having a primary winding 322. The generator body 310 is provided with one or more insulating members 312 to prevent eddy currents from being generated. Magnetic core 320 is made of ferrite material but may be constructed of other alternative materials such as iron, air. A portion of the magnetic core 320 located inside the generator body 310 is mounted and protected by the core protection tube 316. A cooling channel may be configured between the core protection tube 316 and the magnetic core 320. The primary core 322 is mounted to the magnetic core 320, and the primary winding 320 is electrically connected to a power supply 360 that supplies a radio frequency through an impedance matcher 362. The power supply 160 may be configured using a power supply capable of controlling the output voltage without a separate impedance matcher. Although not shown in the figure, the generator body 310 is equipped with an ignition electrode. When a radio frequency is supplied from the power source 360 to the primary winding 322, a current is driven in the primary winding 122 so that induced electromotive force is transferred to the inside of the generator body 210 so that the core protective tube ( An annular plasma about 316 is induced.

이와 같은 원격 플라즈마 발생기(300)는 상술한 도 1의 원격 플라즈마 발생기(100)와 동일한 분리된 가스 공급 구조를 갖는다. 즉, 가스 출구(340)에 가스 공급 노즐(350)이 연결되어 구성되어 분리된 가스 공급 구조를 갖도록 하거나, 가스 공급 노즐(350)의 설치 구조는 첨부 도면 도 4 및 도 5에서와 같이 변형실시도 가능하다.The remote plasma generator 300 has the same separated gas supply structure as the remote plasma generator 100 of FIG. 1 described above. That is, the gas supply nozzle 350 is connected to the gas outlet 340 to have a separate gas supply structure, or the installation structure of the gas supply nozzle 350 is modified as shown in FIGS. 4 and 5. It is also possible.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프로세스 챔버의 단면도이고, 도 10은 제2 실시예의 변형예를 보여주는 프로세스 챔버의 단면도이다.9 is a cross-sectional view of a process chamber according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a cross-sectional view of a process chamber showing a modification of the second embodiment.

도 9를 참조하여, 제2 실시예의 플라즈마 처리 장치는 기판 지지대(220)가 구비된 프로세스 챔버(200)와 프로세스 챔버(200)의 상부에 구성되는 플라즈마 방전 챔버(300a)를 구비한다. 플라즈마 방전 챔버(300a)는 상술한 도 6의 원격 플라즈마 발생기(300)와 동일한 구성으로 일차 권선(도면에는 미도시)을 갖는 마그네틱 코어(320)와 코어 보호 튜브(316) 그리고 절연 부재(312)를 갖는다. 다만 방전 챔버 몸체(310a)의 하부가 프로세스 챔버(200)의 천정 개구부(210a)에 연결되어 전체적으로 개방된 구조를 갖는다. 그리고 제2 가스를 공급하기 위한 가스 공급 노즐(350)은 방전 챔버 몸체(310a)의 하단에 장착된다. 가스 공급 노즐(350)은 세라믹 계열의 재료를 사용하여 구성된다. 그리고 방전 챔버 몸체(310a)의 하단 부분도 세라믹 계열의 재료를 사용하여 구성하는 것도 바람직하다.Referring to FIG. 9, the plasma processing apparatus of the second embodiment includes a process chamber 200 provided with a substrate support 220 and a plasma discharge chamber 300a disposed above the process chamber 200. The plasma discharge chamber 300a has the same configuration as the remote plasma generator 300 of FIG. 6 described above, and has a magnetic core 320, a core protection tube 316, and an insulating member 312 having a primary winding (not shown). Has However, the lower part of the discharge chamber body 310a is connected to the ceiling opening 210a of the process chamber 200 to have an overall open structure. The gas supply nozzle 350 for supplying the second gas is mounted at the lower end of the discharge chamber body 310a. The gas supply nozzle 350 is constructed using a ceramic-based material. In addition, the lower end portion of the discharge chamber body 310a may also be configured using a ceramic material.

도 10을 참조하여, 제2 실시예의 변형예로 플라즈마 처리 장치는 도 9에 도시된 플라즈마 처리 장치와 동일한 구조와 구성을 갖는다. 다만, 플라즈마 방전 챔버(300b)의 폭을 좀 더 넓게 하고 두 개의 마그네틱 코어(320)를 병렬로 설치한 것에서 차이가 있다. 두 개의 마그네틱 코어(320)의 일차 권선(미도시됨)은 임피던스 정합기(362)를 통하여 무선 주파수를 공급하는 전원 공급원(360)에 전기적으로 연결된다. 그리고 두 개의 가스 공급 노즐(350)을 방전 챔버 몸체(310b)의 하단 양측으로 나누어 설치할 수 있다.Referring to FIG. 10, as a modification of the second embodiment, the plasma processing apparatus has the same structure and configuration as the plasma processing apparatus shown in FIG. However, there is a difference in that the width of the plasma discharge chamber 300b is wider and the two magnetic cores 320 are installed in parallel. The primary windings (not shown) of the two magnetic cores 320 are electrically connected to a power source 360 that supplies radio frequency through an impedance matcher 362. In addition, the two gas supply nozzles 350 may be divided into two lower sides of the discharge chamber body 310b and installed.

도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 외부 방전 브리지를 갖는 프로세스 챔 버의 사시도이고, 도 12는 도 11의 외부 방전 브리지를 아래에서 올려본 사시도이다. 그리고 도 13은 도 11의 프로세스 챔버의 단면도이다.11 is a perspective view of a process chamber having an external discharge bridge according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a perspective view of the external discharge bridge of FIG. 11 viewed from below. And FIG. 13 is a cross-sectional view of the process chamber of FIG.

도 11 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예의 플라즈마 처리 장치는 프로세스 챔버(200)와 프로세스 챔버(200)의 상부에 구성되는 외부 방전 브리지(410)를 갖는 플라즈마 소스(400)를 구비한다. 외부 방전 브리지(410)의 양단 연결 포트(440-1, 440-2)는 프로세스 챔버(200) 천정(204)에 개구된 두 개의 개구부(210-1, 210-2)에 연결된다. 외부 방전 브리지(410)에는 일차 권선(422)을 갖는 하나 이상의 마그네틱 코어(420)가 장착된다. 일차 권선(422)은 임피던스 정합기(462)를 통하여 무선 주파수를 공급하는 전원 공급원(460)에 전기적으로 연결된다. 전원 공급원(460)으로부터 무선 주파수가 일차 권선(422)에 공급되면 일차 권선(422)에 전류가 구동되어 유도 기전력이 외부 방전 브리지(410)와 프로세스 챔버(200)로 내부로 전달된다. 그리하여 외부 방전 브리지(410)와 프로세스 챔버(200)의 내부를 경유하는 환형 플라즈마가 유도된다.11 to 13, the plasma processing apparatus of the third embodiment of the present invention includes a plasma source 400 having a process chamber 200 and an external discharge bridge 410 formed on the process chamber 200. Equipped. Connection ports 440-1 and 440-2 at both ends of the external discharge bridge 410 are connected to two openings 210-1 and 210-2 opened in the ceiling 204 of the process chamber 200. The external discharge bridge 410 is equipped with one or more magnetic cores 420 having a primary winding 422. Primary winding 422 is electrically connected to a power source 460 that supplies a radio frequency through impedance matcher 462. When a radio frequency is supplied from the power source 460 to the primary winding 422, current is driven in the primary winding 422 so that induced electromotive force is transferred to the external discharge bridge 410 and the process chamber 200. Thus, an annular plasma is induced via the external discharge bridge 410 and the interior of the process chamber 200.

외부 방전 브리지(410)의 상부에는 가스 입구(430)가 구비된다. 그리고 외부 방전 브리지(410)의 양단 연결 포트(440-1, 440-2)는 가스 출구를 구성한다. 양단 연결 포트(440-1, 440-2)에는 가스 공급 노즐(150)이 별도로 구비된다. 가스 공급 노즐(150)은 T자 형태의 갖고 양단 연결 포트(440-1, 440-2)에 공통으로 연결된다. 제3 실시예의 플라즈마 처리 장치는 가스 입구(430)와 외부 방전 브리지(410)를 경유하는 제1 가스 공급 채널과 외부 방전 브리지(410)의 양단 연결 포트(440)에 연결된 가스 공급 노즐(450)을 경유하는 제2 가스 공급 채널을 구비한 다. 가스 입구(430)는 제1 가스 공급원(10)에 연결되고, 가스 공급 노즐(150)은 제2 가스 공급원(20)에 연결된다. The gas inlet 430 is provided on an upper portion of the external discharge bridge 410. The connection ports 440-1 and 440-2 at both ends of the external discharge bridge 410 form a gas outlet. Gas supply nozzles 150 are separately provided at both end connection ports 440-1 and 440-2. The gas supply nozzle 150 has a T shape and is commonly connected to both connection ports 440-1 and 440-2. The plasma processing apparatus of the third embodiment includes a gas supply nozzle 450 connected to the first gas supply channel via the gas inlet 430 and the external discharge bridge 410 and the connection port 440 at both ends of the external discharge bridge 410. It has a second gas supply channel via. The gas inlet 430 is connected to the first gas source 10, and the gas supply nozzle 150 is connected to the second gas source 20.

가스 입구(430)를 통하여 입력되는 제1 가스는 외부 방전 브리지(410)의 내부에서 플라즈마 방전에 의해 활성화되어 양단 연결 포트(440-1, 440-2)를 통하여 프로세스 챔버(200)의 내부로 출력된다. 이때, 가스 공급 노즐(450)을 통해서 양단 연결 포트(440-1, 440-2)로 주입되는 제2 가스는 활성화된 제1 가스에 의해서 활성화되어 제1 및 제2 가스가 혼합된 플라즈마 가스가 프로세스 챔버(200)의 내부로 주입된다.The first gas input through the gas inlet 430 is activated by the plasma discharge inside the external discharge bridge 410 and into the process chamber 200 through the connection ports 440-1 and 440-2 at both ends. Is output. At this time, the second gas injected into the connection ports 440-1 and 440-2 at both ends through the gas supply nozzle 450 is activated by the activated first gas so that the plasma gas in which the first and second gases are mixed. It is injected into the process chamber 200.

상술한 제1 및 제2 실시예와 같이 양단 연결 포트(440-1, 440-2)와 가스 공급 노즐(40)은 플루오르 함유 가스에 의해서 식각되는 것을 방지하기 위하여 알루미나와 같은 세라믹 물질로 제작하는 것이 바람직하다.As in the first and second embodiments described above, both connection ports 440-1 and 440-2 and the gas supply nozzle 40 are made of a ceramic material such as alumina to prevent etching by fluorine-containing gas. It is preferable.

외부 방전 브리지(410)는 가스 입구(130)를 통하여 플루오르 함유 가스가 주입되지 않기 때문에 내부 측벽이 플루오르에 의해 식각되지 않음으로 수명이 길어지며 식각에 따른 파티클 발생은 방지된다. 또한, 양단 연결 포트(440-1, 440-2)와 가스 공급 노즐(450)을 세라믹 계열의 물질을 사용하여 구성함으로 플루오르에 의한 식각을 최대한 방지한다.Since the external discharge bridge 410 is not injected with the fluorine-containing gas through the gas inlet 130, the inner sidewall is not etched by the fluorine, thereby increasing the life and preventing particle generation due to the etching. In addition, the connection ports 440-1 and 440-2 at both ends and the gas supply nozzles 450 may be formed using a ceramic-based material to prevent etching by fluorine as much as possible.

도 14 내지 도 16은 가스 공급 노즐의 설치 구조를 변형한 예들을 보여주는 부분 단면도이다.14 to 16 are partial cross-sectional views showing modifications of the installation structure of the gas supply nozzle.

도 14를 참조하여, 일 변형예로 가스 공급 노즐(450)은 프로세스 챔버(200)의 천정(204)에 매입되어 양단 연결 포트(440-1, 440-2)에 연결될 수 있다. 예들 들어, 천정(204)에 삽입되는 양단 연결 포트(440-1, 440-2)의 끝단 부분과 가스 공급 노즐(450)의 일부분이 연결되도록 할 수 있다.Referring to FIG. 14, in one variation, the gas supply nozzle 450 may be embedded in the ceiling 204 of the process chamber 200 and connected to both connection ports 440-1 and 440-2. For example, end portions of both end connection ports 440-1 and 440-2 inserted into the ceiling 204 may be connected to a portion of the gas supply nozzle 450.

도 15를 참조하여, 다른 변형예로 가스 공급 노즐(450)은 양단 연결 포트(440-1, 440-2)와 연결되지 않고 분리되어 프로세스 챔버(200)의 천정(204)에 설치된다. 예를 들어, 가스 공급 노즐(450)은 양단 연결 포트(440-1, 440-2)가 장착된 개구부(210-1, 210-2)에 근접하여 설치된다. 그리고 천정(204) 아래로 돌출된 가스 공급 노즐(450)의 양 끝단 부분은 양단 연결 포트(440-1, 440-2)의 끝단 부분을 향하여 가깝게 설치되는 것이 바람직하다. 또는 도 16에 도시된 바와 같이, 두 개의 가스 공급 노즐(450-1, 450-2)이 각기 양단 출력 포트(440-1, 440-2)에 가깝게 나누어 설치될 수도 있다.Referring to FIG. 15, in another variation, the gas supply nozzle 450 is separated from the connection ports 440-1 and 440-2 of the both ends, and is installed in the ceiling 204 of the process chamber 200. For example, the gas supply nozzles 450 are installed to be close to the openings 210-1 and 210-2 provided with the connection ports 440-1 and 440-2 at both ends. In addition, both ends of the gas supply nozzles 450 protruding below the ceiling 204 may be installed close to the ends of the connection ports 440-1 and 440-2. Alternatively, as shown in FIG. 16, two gas supply nozzles 450-1 and 450-2 may be provided to be divided close to the output ports 440-1 and 440-2, respectively.

도 17은 두 개의 외부 방전 브리지가 설치된 프로세스 챔버의 단면도이다.17 is a sectional view of a process chamber in which two external discharge bridges are installed.

도 17을 참조하여, 다른 실시의 형태로 하나의 프로세스 챔버(200)의 상부에 두 개의 외부 방전 브리지(410a, 410b)가 설치된 플라즈마 소스(400a, 400b)가 구비될 수 있다. 프로세스 챔버(200)의 천정(204)에는 네 개의 개구부(210a-1, 210a-2)(210b-1, 210b-2)가 구비되고, 여기에 두 개의 외부 방전 브리지(410a, 410b)의 양단 연결 포트(440a-1, 440a-2)(440b-1, 440b-2)가 연결된다. 두 개의 외부 방전 브리지(410a, 410b)의 양단 연결 포트(440a-1, 440a-2)(440b-1, 440b-2)에 각기 T자 형태의 가스 공급 노즐(450a, 450b)이 연결된다. 두 개의 가스 공급 노즐(450a, 450b)은 상술한 도 14 내지 도 16에 도시된 바와 같이 그 설치 구조를 변형할 수 있다.Referring to FIG. 17, in another embodiment, plasma sources 400a and 400b provided with two external discharge bridges 410a and 410b may be provided on an upper portion of one process chamber 200. The ceiling 204 of the process chamber 200 is provided with four openings 210a-1 and 210a-2 and 210b-1 and 210b-2, both ends of the two external discharge bridges 410a and 410b. Connection ports 440a-1 and 440a-2 and 440b-1 and 440b-2 are connected. T-shaped gas supply nozzles 450a and 450b are respectively connected to the connection ports 440a-1 and 440a-2 and 440b-1 and 440b-2 of the two external discharge bridges 410a and 410b. The two gas supply nozzles 450a and 450b may modify its mounting structure as shown in FIGS. 14 to 16 described above.

도 18은 세 개의 외부 방전 브리지가 설치된 프로세스 챔버의 사시도이고, 도 19는 도 18의 외부 방전 브리지를 아래에서 올려본 사시도이다.18 is a perspective view of a process chamber in which three external discharge bridges are installed, and FIG. 19 is a perspective view of the external discharge bridge of FIG. 18 viewed from below.

도 18을 참조하여, 또 다른 실시의 형태로 세 개의 외부 방전 브리지(410a, 410b, 410c)를 갖는 플라즈마 소스(400a, 400b, 400c)가 하나의 프로세스 챔버(200)의 상부에 구성될 수 있다. 세 개의 외부 방전 브리지(410a, 410b, 410c)의 배치 구조는 프로세스 챔버(200)의 내부로 유입되는 플라즈마의 균일한 분포를 고려하여 적절히 배치한다. 세 개의 외부 방전 브리지(410a, 410b, 410c)에는 각기 일차 권선(미도시)을 갖는 마그네틱 코어(420a, 420b, 420c)가 장착된다.Referring to FIG. 18, in another embodiment, plasma sources 400a, 400b, and 400c having three external discharge bridges 410a, 410b, and 410c may be configured on the top of one process chamber 200. . The arrangement structure of the three external discharge bridges 410a, 410b, and 410c is appropriately disposed in consideration of the uniform distribution of plasma flowing into the process chamber 200. Three external discharge bridges 410a, 410b, 410c are equipped with magnetic cores 420a, 420b, 420c, each having a primary winding (not shown).

세 개의 외부 방전 브리지(410a, 410b, 410c)에 각기 구비되는 가스 입구(430a, 430b, 430b)는 제1 가스 공급원(10)에 연결된다. 세 개의 외부 방전 브리지(410a, 410b, 410c)의 양단 연결 포트(440a-1, 440a-2)(440b-1, 440b-2)(440c-1, 440c-2)에는 각기 T자 형의 가스 공급 노즐(450a, 450b, 450c)이 연결된다. 가스 공급 노즐(450a, 450b, 450c)은 다시 가스 분산 공급관(455)에 공통으로 연결된다. 가스 분산 공급관(455)은 제2 가스 공급원(20)에 연결된다.Gas inlets 430a, 430b, 430b, which are provided in the three external discharge bridges 410a, 410b, and 410c, respectively, are connected to the first gas source 10. T-shaped gas is provided at the connection ports 440a-1 and 440a-2 and 440b-1 and 440b-2 and 440c-1 and 440c-2 at both ends of the three external discharge bridges 410a, 410b and 410c. Supply nozzles 450a, 450b, 450c are connected. The gas supply nozzles 450a, 450b, and 450c are commonly connected to the gas distribution supply pipe 455 again. The gas dispersion supply pipe 455 is connected to the second gas supply source 20.

도 20은 다중 방전 브리지를 갖는 프로세스 챔버의 사시도이고, 도 21은 도 20의 다중 방전 브리지를 아래에서 올려본 사시도이다.20 is a perspective view of a process chamber with multiple discharge bridges, and FIG. 21 is a perspective view from below of the multiple discharge bridge of FIG. 20.

도 20 및 도 21을 참조하여, 또 다른 실시의 형태로 프로세스 챔버(200)의 상부에 다중 방전 브리지(510)를 갖는 플라즈마 소스(500)가 장착된다. 다중 방전 브리지(510)는 네 개의 브리지(511-1, 511-2, 511-3, 511-4)를 갖고, 각 브리지(511-1, 511-2, 511-3, 511-4)의 상부는 공통으로 연결된다. 다중 방전 브리 지(510)의 상부에는 가스 입구(530)가 구성되고, 네 개의 브리지(511-1, 511-2, 511-3, 511-4)의 끝단에 구성되는 연결 포트(540-1, 540-2, 540-3, 540-4)는 프로세스 챔버(200)의 천정의 네 개의 개구부(미도시)에 연결된다. 다중 방전 브리지(510)의 각 브리지(511-1, 511-2, 511-3, 511-4)들에는 일차 권선(미도시)을 갖는 마그네틱 코어(520)가 장착된다.Referring to FIGS. 20 and 21, in another embodiment, a plasma source 500 having multiple discharge bridges 510 is mounted on top of the process chamber 200. The multiple discharge bridge 510 has four bridges 511-1, 511-2, 511-3, and 511-4, and each bridge 511-1, 511-2, 511-3, 511-4 The upper part is connected in common. A gas inlet 530 is formed at an upper portion of the multiple discharge bridge 510, and a connection port 540-1 configured at the ends of four bridges 511-1, 511-2, 511-3, and 511-4 is provided. , 540-2, 540-3, and 540-4 are connected to four openings (not shown) of the ceiling of the process chamber 200. Each bridge 511-1, 511-2, 511-3, and 511-4 of the multiple discharge bridge 510 is equipped with a magnetic core 520 having a primary winding (not shown).

네 개의 연결 포트(540-1, 540-2, 540-3, 540-4)에는 십자형의 가스 공급 노즐(550)이 연결된다. 가스 입구(530)는 제1 가스 공급원(10)에 연결되고, 가스 공급 노즐(550)은 제2 가스 공급원(20)에 연결된다.The four connection ports 540-1, 540-2, 540-3, and 540-4 are connected to a cross gas supply nozzle 550. The gas inlet 530 is connected to the first gas source 10, and the gas supply nozzle 550 is connected to the second gas source 20.

도 22는 방전관 헤드를 갖는 다중 방전 브리지를 구비한 프로세스 챔버의 사시도이고, 도 23은 도 22의 다중 방전 브리지를 아래에서 올려본 프로세스 챔버의 사시도이다.22 is a perspective view of a process chamber with multiple discharge bridges with discharge tube heads, and FIG. 23 is a perspective view of the process chamber from above the multiple discharge bridge of FIG. 22.

도 22 및 도 23을 참조하여, 또 다른 실시의 형태로 프로세스 챔버(200)의 상부에 설치되는 플라즈마 소스(600)는 방전관 헤드(635)와 다섯 개의 브리지(611-1, 611-2, 611-3, 611-4, 611-5)를 구비한다. 다섯 개의 브리지(611-1, 611-2, 611-3, 611-4, 611-5)는 방전관 헤드(635)와 프로세스 챔버(200)를 연결한다. 다섯 개의 브리지(611-1, 611-2, 611-3, 611-4, 611-5)는 중심부에 하나의 브리지(611-1)가 설치되고 그 주변으로 네 개의 브리지(611-1, 611-2, 611-3, 611-4, 611-5)가 방사형으로 배치된다. 네 개의 브리지(611-2, 611-3, 611-4, 611-5)에는 일차 권선(미도시)을 갖는 마그네틱 코어(620)가 장착된다.Referring to FIGS. 22 and 23, in another embodiment, the plasma source 600 installed above the process chamber 200 includes a discharge tube head 635 and five bridges 611-1, 611-2, and 611. -3, 611-4, 611-5). Five bridges 611-1, 611-2, 611-3, 611-4, and 611-5 connect the discharge tube head 635 and the process chamber 200. Five bridges 611-1, 611-2, 611-3, 611-4, and 611-5 have one bridge 611-1 at the center and four bridges 611-1 and 611 around it. -2, 611-3, 611-4, 611-5 are arranged radially. Four bridges 611-2, 611-3, 611-4, and 611-5 are equipped with a magnetic core 620 having a primary winding (not shown).

방전관 헤드(635)의 상부 중앙 부분에는 가스 입구(630)가 구성된다. 다섯 개의 브리지(611-1, 611-2, 611-3, 611-4, 611-5)의 끝단에 구성되는 연결 포트(640-1, 640-2, 640-3, 640-4, 640-5)는 프로세스 챔버(200)의 천정의 다섯 개의 개구부(미도시)에 연결된다. 중심부의 브리지(611-1)의 연결 포트(640-1)에는 하나의 가스 공급 노즐(650-1)이 연결되고, 네 개의 브리지(611-2, 611-3, 611-4, 611-5)에는 두 개의 T자 형의 가스 공급 노즐(650-2, 650-3)이 나누어 연결된다. 이들 다수개의 가스 공급 노즐(650-1, 650-2, 650-3)은 제2 가스 공급원(20)에 연결된다.The gas inlet 630 is configured at the upper center portion of the discharge tube head 635. Connection ports 640-1, 640-2, 640-3, 640-4, 640- configured at the ends of five bridges 611-1, 611-2, 611-3, 611-4, 611-5 5 is connected to five openings (not shown) of the ceiling of the process chamber 200. One gas supply nozzle 650-1 is connected to the connection port 640-1 of the bridge 611-1 at the center, and four bridges 611-2, 611-3, 611-4, and 611-5 are connected. ), Two T-shaped gas supply nozzles 650-2 and 650-3 are connected to each other. These multiple gas supply nozzles 650-1, 650-2, and 650-3 are connected to the second gas supply source 20.

이상 설명된 도 18 내지 도 23의 플라즈마 처리 장치에서 브리지의 연결 포트에 연결되는 가스 공급 노즐들은 하나 이상 사용될 수 있으며 하나 이상의 가스 분사 공급관을 통해서 제2 가스 공급원(20)에 연결될 수 있다. 그리고 가스 공급 노즐의 설치 구조에 있어서도 도 14 내지 또 16에서 예시한 바와 같이 연결 포트에 직접 연결되거나 또는 프로세스 챔버(200)의 천정(204)을 관통하여 설치되도록 할 수 있다.In the above-described plasma processing apparatus of FIGS. 18 to 23, one or more gas supply nozzles connected to the connection port of the bridge may be used and may be connected to the second gas source 20 through one or more gas injection supply pipes. In addition, in the installation structure of the gas supply nozzle, as illustrated in FIGS. 14 and 16, the gas supply nozzle may be directly connected to the connection port or installed through the ceiling 204 of the process chamber 200.

이상에서 설명된 본 발명의 이중 가스 공급 채널을 갖는 플라즈마 처리 장치의 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 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 한다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모 든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiment of the plasma processing apparatus having the dual gas supply channel of the present invention described above is merely illustrative, and those skilled in the art to which the present invention pertains have various modifications and equivalent other embodiments. You can see that it is possible. It is to be understood, therefore, that this invention is not to be limited to the specific forms disclosed in the foregoing description. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims, and the present invention is intended to cover all modifications and equivalents within the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. It should be understood to include substitutes.

상술한 바와 같은 본 발명의 이중 가스 공급 채널을 갖는 플라즈마 처리 장치에 의하면, 플라즈마 방전이 직접적으로 이루어지는 용기(플라즈마 발생기의 몸체나, 외부 방전 브리지, 플라즈마 방전 챔버 등)로는 직접적으로 플루오르 함유 가스가 주입되지 않도록 함으로 플라즈마 방전이 직접적으로 이루어지는 용기의 내부 측벽이 플루오르에 의해 식각되는 것을 방지한다. 그리고 플루오르가 함유 가스가 공급되는 별도의 가스 공급 채널은 세라믹 계열의 물질을 사용하여 구성함으로 플루오르에 의한 식각을 최대한 방지한다. 그럼으로 용기의 수명이 늘어나며 용기의 식각에 따른 파티클 발생을 차단할 수 있다.According to the plasma processing apparatus having the dual gas supply channel of the present invention as described above, the fluorine-containing gas is directly injected into the container (plasma generator body, external discharge bridge, plasma discharge chamber, etc.) where the plasma discharge is directly performed. This prevents the inner sidewall of the vessel from which the plasma discharge is directly etched by fluorine. In addition, a separate gas supply channel through which the fluorine-containing gas is supplied is configured using a ceramic-based material to prevent etching by fluorine as much as possible. This increases the life of the vessel and can block particles from being etched into the vessel.

Claims (12)

원격 플라즈마 발생기와 상기 원격 플라즈마 발생기에서 발생된 플라즈마 가스를 수용하며 기판 지지대가 구비된 프로세스 챔버를 포함하는 플라즈마 처리 장치에 있어서:A plasma processing apparatus comprising a remote plasma generator and a process chamber for receiving a plasma gas generated from the remote plasma generator and having a substrate support. 상기 원격 플라즈마 발생기의 가스 입구와 가스 출구를 경유하여 상기 프로세스 챔버로 플루오르 함유 가스의 가스를 포함하지 않는 제1 가스를 제공하는 제1 가스 공급 채널;A first gas supply channel for providing a first gas containing no gas of fluorine containing gas to the process chamber via a gas inlet and a gas outlet of the remote plasma generator; 상기 제1 가스 공급 채널을 경유하지 않고 상기 프로세스 챔버로 플루오르 함유 가스의 가스를 포함하는 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급 채널을 포함하고,A second gas supply channel for supplying a second gas containing a gas of fluorine containing gas to the process chamber without passing through the first gas supply channel, 상기 제2 가스 공급 채널은 상기 원격 플라즈마 발생기의 가스 출구에 연결되는 가스 공급 노즐을 포함하되, 상기 원격 플라즈마 발생기의 가스 출구와 가스 공급 노즐은 세라믹 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치The second gas supply channel includes a gas supply nozzle connected to a gas outlet of the remote plasma generator, wherein the gas outlet and the gas supply nozzle of the remote plasma generator comprise a ceramic material 삭제delete 원격 플라즈마 발생기와 상기 원격 플라즈마 발생기에서 발생된 플라즈마 가스를 수용하며 기판 지지대가 구비된 프로세스 챔버를 포함하는 플라즈마 처리 장치에 있어서:A plasma processing apparatus comprising a remote plasma generator and a process chamber for receiving a plasma gas generated from the remote plasma generator and having a substrate support. 상기 원격 플라즈마 발생기의 가스 입구와 가스 출구를 경유하여 상기 프로세스 챔버로 플루오르 함유 가스의 가스를 포함하지 않는 제1 가스를 제공하는 제1 가스 공급 채널;A first gas supply channel for providing a first gas containing no gas of fluorine containing gas to the process chamber via a gas inlet and a gas outlet of the remote plasma generator; 상기 제1 가스 공급 채널을 경유하지 않고 프로세스 챔버로 플루오르 함유 가스의 가스를 포함하는 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급 채널을 포함하고,A second gas supply channel for supplying a second gas including a gas of a fluorine containing gas to a process chamber without passing through the first gas supply channel, 상기 제2 가스 공급 채널은 원격 플라즈마 발생기의 가스 출구에 연결되는 가스 공급 노즐을 포함하되, 상기 제2 가스 공급 채널은 상기 원격 플라즈마 발생기의 가스 출구에 근접하여 상기 프로세스 챔버의 천정에 설치되는 가스 공급 노즐을 포함하고, 상기 가스 공급 노즐은 세라믹 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The second gas supply channel includes a gas supply nozzle connected to a gas outlet of the remote plasma generator, wherein the second gas supply channel is installed in the ceiling of the process chamber in proximity to the gas outlet of the remote plasma generator. And a nozzle, wherein the gas supply nozzle comprises a ceramic material. 삭제delete 기판 지지대가 구비된 프로세스 챔버와 상기 프로세스 챔버의 상부에 구성되는 플라즈마 방전 챔버를 포함하는 플라즈마 처리 장치에 있어서:A plasma processing apparatus comprising a process chamber provided with a substrate support and a plasma discharge chamber configured above the process chamber: 상기 플라즈마 방전 챔버를 경유하여 상기 프로세스 챔버로 플루오르 함유 가스의 가스를 포함하지 않는 제1 가스를 제공하는 제1 가스 공급 채널;A first gas supply channel for providing a first gas containing no gas of a fluorine-containing gas to the process chamber via the plasma discharge chamber; 상기 플라즈마 방전 챔버를 경유하지 않고 상기 프로세스 챔버로 플루오르 함유 가스의 가스를 포함하는 제2 가스를 제공하는 제2 가스 공급 채널을 포함하고,A second gas supply channel for providing a second gas containing a gas of a fluorine containing gas to the process chamber without passing through the plasma discharge chamber; 상기 제2 가스 공급 채널은 상기 플라즈마 방전 챔버의 하부 또는 상기 프로세스 챔버의 천정 중 어느 한 곳에 설치되는 가스 공급 노즐을 포함하되, 상기 가스 공급 노즐은 세라믹 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The second gas supply channel includes a gas supply nozzle which is installed in any one of the lower portion of the plasma discharge chamber or the ceiling of the process chamber, wherein the gas supply nozzle comprises a ceramic material. 삭제delete 삭제delete 기판 지지대가 구비된 프로세스 챔버와 상기 프로세스 챔버의 상부에 구성되는 하나 이상의 외부 방전 브리지를 포함하는 플라즈마 처리 장치에 있어서:1. A plasma processing apparatus comprising a process chamber having a substrate support and at least one external discharge bridge configured above the process chamber. 상기 하나 이상의 외부 방전 브리지를 경유하여 상기 프로세스 챔버로 플루오르 함유 가스의 가스를 포함하지 않는 제1 가스를 제공하는 제1 가스 공급 채널; 및A first gas supply channel for providing a first gas free of a gas of fluorine containing gas to the process chamber via the one or more external discharge bridges; And 상기 하나 이상의 외부 방전 브리지를 경유하지 않고 상기 프로세스 챔버로 플루오르 함유 가스의 가스를 포함하는 제2 가스를 제공하는 제2 가스 공급 채널을 포함하고,A second gas supply channel for providing a second gas comprising a gas of a fluorine containing gas to the process chamber without passing through the one or more external discharge bridges, 상기 제2 가스 공급 채널은 상기 하나 이상의 외부 방전 브리지의 양단 연결 포트에 연결되는 가스 공급 노즐을 포함하되, 상기 하나 이상의 외부 방전 브리지의 양단 연결 포트와 상기 가스 공급 노즐은 세라믹 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The second gas supply channel includes a gas supply nozzle connected to both connection ports of the one or more external discharge bridges, wherein both connection ports and the gas supply nozzle of the one or more external discharge bridges comprise ceramic material. Plasma processing apparatus. 삭제delete 기판 지지대가 구비된 프로세스 챔버와 상기 프로세스 챔버의 상부에 구성되는 하나 이상의 외부 방전 브리지를 포함하는 플라즈마 처리 장치에 있어서:1. A plasma processing apparatus comprising a process chamber having a substrate support and at least one external discharge bridge configured above the process chamber. 상기 하나 이상의 외부 방전 브리지를 경유하여 상기 프로세스 챔버로 플루오르 함유 가스의 가스를 포함하지 않는 제1 가스를 제공하는 제1 가스 공급 채널; 및A first gas supply channel for providing a first gas free of a gas of fluorine containing gas to the process chamber via the one or more external discharge bridges; And 상기 하나 이상의 외부 방전 브리지를 경유하지 않고 상기 프로세스 챔버로 플루오르 함유 가스의 가스를 포함하는 제2 가스를 제공하는 제2 가스 공급 채널을 포함하고,A second gas supply channel for providing a second gas comprising a gas of a fluorine containing gas to the process chamber without passing through the one or more external discharge bridges, 상기 제2 가스 공급 채널은 상기 하나 이상의 외부 방전 브리지의 양단 연결 포트에 근접하여 상기 프로세스 챔버의 천정에 설치되는 가스 공급 노즐을 포함하되, 상기 가스 공급 노즐은 세라믹 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The second gas supply channel includes a gas supply nozzle installed on a ceiling of the process chamber in proximity to a connection port at both ends of the at least one external discharge bridge, wherein the gas supply nozzle comprises a ceramic material Processing unit. 삭제delete 삭제delete

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