KR101568653B1 - 플라즈마 장치 - Google Patents

플라즈마 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101568653B1
KR101568653B1 KR1020130136639A KR20130136639A KR101568653B1 KR 101568653 B1 KR101568653 B1 KR 101568653B1 KR 1020130136639 A KR1020130136639 A KR 1020130136639A KR 20130136639 A KR20130136639 A KR 20130136639A KR 101568653 B1 KR101568653 B1 KR 101568653B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plasma
substrate
guide
chamber
antenna coil
Prior art date
Application number
KR1020130136639A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150054323A (ko
Inventor
서기원
Original Assignee
(주)얼라이드 테크 파인더즈
서기원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)얼라이드 테크 파인더즈, 서기원 filed Critical (주)얼라이드 테크 파인더즈
Priority to KR1020130136639A priority Critical patent/KR101568653B1/ko
Priority to US14/539,185 priority patent/US20150129133A1/en
Publication of KR20150054323A publication Critical patent/KR20150054323A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101568653B1 publication Critical patent/KR101568653B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H01J37/3211—Antennas, e.g. particular shapes of coils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/507—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using external electrodes, e.g. in tunnel type reactors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
    • C23C16/545—Apparatus specially adapted for continuous coating for coating elongated substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32366—Localised processing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32568—Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명의 플라즈마 장치는 기판이 수용되는 챔버 및 상기 챔버의 일측에 형성되며 상기 챔버로 유입된 상기 기판의 반응 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 플라즈마 소오스를 포함하고, 상기 플라즈마 소오스는 상기 기판에 평행 이동함으로써 기판을 고르게 플라즈마 처리할 수 있다.

Description

플라즈마 장치{PLASMA DEVICE}
본 발명은 wafer 및 LCD용 유리기판 등 플라즈마를 사용하여 가공하는 식각장치(Etching, Ashing)나 증착 장치( PECVD ; Plasma Enhenced Chemical Vapor Deposition, HDP_CVD;High Density Plasma Chemical Vapor Deposition, PEALD) 등의 플라즈마 장치에 대한 것이다.
반도체에 사용되는 wafer나 LCD에 사용되는 유리기판등의 표면에 미세패턴을 형성하는 표면 처리 기술에 있어서 플라즈마(Plasma)의 생성 기술은, 반도체에서는 미세 회로 선폭에 따라서, 유리기판을 사용하는 LCD분야에서는 크기에 따라서, 플라즈마 생성원의 발전을 이루어왔다.
반도체용 wafer 처리 기술에 사용되는 플라즈마 소오스의 대표적인 방법으로는 평행 평판형 형태의 플라즈마 방식인 용량 결합 플라즈마 (capacitive coupling Plasma, CCP)와 안테나 코일에 의해 유도되는 유도 결합 플라즈마 (Inductive coupling Plasma, ICP)방식으로 발전되어 왔다. 전자는 일본의 TEL(Tokyo electron)사와 미국의 LRC( Lam Research )사 등에 의해서 발전되어 왔으며, 후자는 미국의 AMT(Applied Materials)사와 LRC사에 의해 발전, 적용되고 있는 상황이다.
회로 선폭이 미세해짐에 따라, 안테나 코일을 사용하는 방식은, 낮은 압력에서 플라즈마를 발생시키거나, 플라즈마의 밀도면에서는 우수하나, 플라즈마 소오스 자체가 가지는, 안테나 구조적인 문제에서 비롯된 균일하지 않는 플라즈마를 발생함에 따라 가공물인 wafer에 많은 문제점을 야기하여, 점차적으로 배제되어 가는 추세이나 회로 선폭이 초미세 공정으로 진행됨에 따라 다시 그 중요성이 대두 되고 있다.
유리기판을 사용하는 LCD분야에서도 유리 기판의 크기가 작은 size에서는 시도를 해 보았으나, 유리기판이 커짐에 따라 균일한 플라즈마를 발생시키지 못하기 때문에, 미국의 AMT, 일본의 TEL사, 한국의 ADP Engineering, 주성 엔지니어링등은 평행 평판형 방식의 용량 결합 플라즈마를 발생시켜 증착장비나 식각장치를 제조하고 있다.
반면에 용량 결합 플라즈마 방식은 균일한 플라즈마를 발생하는데 있어서는 유리하지만, 가공물인 wafer나 유리기판등에 전기장이 직접 영향을 미치기 때문에, 가공물의 미세 패턴 형성에 손상을 주기 쉬울 뿐만 아니라, 밀도에 있어서 ICP 소오스에 비하여 상대적으로 낮은 밀도를 가지고 있기 때문에, 웨이퍼에 있어서는 회로 선폭이 좁아짐에 따라 패턴 형성에 불리하고, 유리 기판에 있어서는 넓은 면적(7세대,8세대)에, 높은 power를 인가함에 따라, 전극에 균일한 power전달이 어려울 뿐만 아니라, 높은 power에 따른 가공물 및 장치에 많은 손상을 발생시키며 이로 인한 가격 상승과 제작상의 많은 어려움에 직면하고 있다.
한국등록특허공보 제0324792호에는 고주파 전력에 저주파 전력에 의한 변조를 가하는 기술이 개시되고 있으나, 균일한 플라즈마를 신뢰성 있게 생성하는 방안은 개시되지 않고 있다.
한국등록특허공보 제0324792호
본 발명은 기판을 고르게 플라즈마 처리할 수 있는 플라즈마 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 플라즈마 장치는 기판이 수용되는 챔버 및 상기 챔버의 일측에 형성되며 상기 챔버로 유입된 상기 기판의 반응 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 플라즈마 소오스를 포함하고, 상기 플라즈마 소오스는 상기 기판에 평행 이동할 수 있다.
본 발명의 플라즈마 장치는 기판의 반응 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 플라즈마 소오스를 기판에 대해 평행 이동시킴으로써, 기판의 표면이 고르게 플라즈마 처리될 수 있다.
도 1은 본 발명의 플라즈마 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 플라즈마 장치를 구성하는 플라즈마 소오스를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 플라즈마 장치를 구성하는 캠부를 나타낸 개략도이다.
도 4는 캠부가 적용된 이동부를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 본 발명의 다른 플라즈마 장치를 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 플라즈마 장치를 구성하는 다른 캠부를 나타낸 개략도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
본 발명은 원형, 다각형 등의 형상을 가지는 기판(10) 가공에 대응되는 대면적용 플라즈마 소오스(200)로서, 크기에 대한 확장성이 용이하며, 특히 기판(10)을 사용하는 반도체 가공 공정에 적합한 플라즈마 소오스(200)이며, 플라즈마를 사용하여 가공하는 증착(PECVD, HDPCVD, PEALD)장치 또는, 애싱(Ashing)을 포함한 식각(Etching)장치 등에 사용되는 플라즈마를 독립적으로 발생시킬 수 있는 유도 결합형 플라즈마 소오스(200)이다.
더욱이 면적에 구속받지 않아 확장성이 용이하므로 LCD용 유리기판이나, 탄소나노튜브(CNT)등의 가공 공정에도 적합하게 사용할 수 있다. 고주파 전원(RF전원)에서 임피던스 정합기를 통하여 한 개의 전극으로 유입된 RF전원은 2개 이상의 병렬 연결된 안테나 코일(210)에 연결되어 있다. 안테나 코일(210)은 기판(10)에 대해 평행 이동하면서 플라즈마를 발생하게 된다.
본 발명은 가공물인 기판(10)의 크기에 따라서, 안테나 코일(210)의 길이를 늘이거나 안테나 코일(210)의 기하학적 형상을 손쉽게 변형할 수 있는 유도 결합형 플라즈마 소오스(200)로서, 증착 장치나 식각 장치 상부에 마련되는 플라즈마 소오스(200)를 제공한다.
도 1은 본 발명의 플라즈마 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 플라즈마 장치는 챔버(100) 및 플라즈마 소오스(200)를 포함할 수 있다.
챔버(100)에는 기판(10)이 수용되는 내부 공간이 형성될 수 있다.
챔버(100) 내부에는 기판(10)이 거치되는 척 유니트(150)가 마련될 수 있다. 척 유니트(150)에는 RF 전원, 직류 전원, 냉각수, 냉각 가스가 공급되는 라인이 마련될 수 있다.
척 유니트(150)에 연결된 RF 전원은 플라즈마 소오스(200)로 공급되는 RF 전원과 협력하여 챔버(100) 내부에 플라즈마를 형성할 수 있다.
직류 전원은 플라즈마 상태로 여기된 반응 가스가 기판(10)을 향하는 방향으로 이동하도록 유도하는 극성을 척 유니트(150)에 인가할 수 있다.
냉각수는 척 유니트(150)를 냉각시키기 위한 것이다.
냉각 가스는 척 유니트(150)에 마련된 홀을 통해 챔버(100) 내부로 토출되어 기판(10)을 냉각시킬 수 있다.
챔버(100)의 상부에 플라즈마 소오스(200)로서 안테나 코일(210)이 마련된다. 챔버(100)의 하부에 펌프(30)가 연결되어 챔버(100) 내부를 진공으로 만든다. 챔버(100)의 상부는 오링(110)이 개재되며 덮개(120)로 덮여 밀봉된다. 덮개(120)는 석영 유리판인 것이 좋다. 챔버(100)의 내부에는 기판(10) 및 반응 가스의 균일한 공급을 위한 가스판(130)이 배치될 수 있다. 챔버(100) 상부의 플라즈마 소오스(200)에 의하여 반응 가스는 플라즈마 상태로 여기될 수 있다.
플라즈마 소오스(200)는 챔버(100)의 일측에 형성되며 챔버(100)로 유입된 기판(10)의 반응 가스를 플라즈마 상태로 여기시킬 수 있다.
플라즈마 소오스(200)는 RF 전원이 인가되는 안테나 코일(210)을 포함할 수 있다. 고주파 전원(RF 전원)은 예를 들어 임피던스 정합기를 거쳐 안테나 코일(210)로 인가된다. 안테나 코일(210)에서 발생한 유도 전자기장은 석영 유리판으로 된 덮개(120)를 통과하여 챔버(100) 내부에 여기됨으로써 플라즈마가 형성되고, 기판 받침대에 올려진 기판(10)이 플라즈마에 의하여 가공된다. 이때, RF 전원은 수백 KHz부터 수백 MHz까지 사용될 수 있다.
안테나 코일(210)은 챔버(100)의 상부에 배치될 수 있으며, 챔버(100) 내에 플라즈마를 고르게 형성하기 위해 챔버(100) 상부를 커버하는 범위로 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 구조에도 불구하고 플라즈마 소오스(200)에서 생성된 플라즈마는 챔버(100) 내에 고르게 분포하지 않는다. 결과적으로 챔버(100) 내에 수용된 기판(10)은 고르게 플라즈마 처리되는데 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 본 발명은 기판(10)에 대해 평행하게 이동하는 플라즈마 소오스(200)를 제시한다.
도 2는 본 발명의 플라즈마 장치를 구성하는 플라즈마 소오스(200)를 나타낸 평면도이다.
플라즈마 소오스(200)와 기판(10)이 xyz 3차원 공간에서 z축 상으로 서로 다른 위치에 배치될 때, 플라즈마 소오스(200)는 xy 평면에 배치된 하나 이상의 안테나 코일(210)을 포함할 수 있다. 기판(10)이 xy 평면에 놓여질 때 안테나 코일(210)은 기판(10)에 대면하는 위치에서 x축 또는 y축을 따라 이동할 수 있다. 이러한 구성에 따르면 안테나 코일(210)은 기판(10)에 대해 평행하게 이동한다.
안테나 코일(210)로부터 멀어질수록 플라즈마의 세기가 약해질 것은 자명하다. 이에 따라 기판(10)에 가해지는 플라즈마의 밀도에 차이가 발생되는데, 기판(10)에 대해 평행 이동하는 본 발명의 구성에 따르면 기판(10)에 고르게 플라즈마를 제공할 수 있다.
기판(10)에 대한 플라즈마 처리를 더욱 고르게 수행하기 위해 플라즈마 소오스(200)는 기판(10)에 대해 평행 왕복 운동할 수 있다. 즉, 플라즈마 소오스(200)는 기판(10)에 대해 병진 운동할 수 있다. 이때 기판(10)에 대한 플라즈마 처리의 균일성은 플라즈마 소오스(200)의 왕복 회수에 비례하여 증가할 수 있다.
플라즈마 소오스(200)는 RF 전원에 연결되는 안테나 코일(210), 안테나 코일(210)을 병진 운동시키는 이동부(230)를 포함할 수 있다.
안테나 코일(210)은 기판(10)과 평행하게 배치되는 다양한 구성이 가능하다. 다시 말해 기판(10)이 xy 평면에 놓여질 때, 안테나 코일(210) 역시 xy 평면에 다양한 형상으로 배치될 수 있다.
예를 들어 이동부(230)가 제1 방향을 따라 운동할 때, 안테나 코일(210)은 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장될 수 있다. 도면에는 y축을 따라 연장된 복수의 안테나 코일(210)이 병렬로 RF 전원에 연결된 상태가 개시된다.
안테나 코일(210)은 이동부(230)를 시작점으로 하여 이동부(230)에서 멀어지는 방향을 따라 평균 전압이 일정하게 인가될 수 있다.
도 2를 참조하면, 'U'자형으로 휘어지며 시작 부분과 종단 부분이 서로 인접한 안테나 코일(210)이 개시되고 있다. 이동부에 연결되는 Ain 지점에서 RF 입력 전압 V=1이 인가되면, 전압 강하가 일어나므로 전원 접지 지점인 Aout에서는 전압 V=0가 된다. 또한, 2개의 가닥으로 이루어진 브랜치 코일에 있어서, 한 가닥에 인가되는 전압이 1/4이면 다른 가닥에 인가되는 전압은 3/4이며 이들의 총합인 평균 전압은 1이다. 뿐만 아니라, 브랜치 코일의 최외곽 부분에 있어서 각 가닥의 전압은 1/2이므로 평균 전압은 1이 된다.
즉, 안테나 코일 아래에 위치한 기판(10) 입장에서는 안테나 코일을 따라서 평균 전압 V=1이 균일하게 걸리는 효과를 받으므로 안테나 구조에서 발생되는 전압차가 최소화된다. 이는 안테나 코일이 'U'자형 코일 구조를 갖기 때문이다.
안테나 코일(210)은 2개가 쌍으로 이루어질 수 있으며 각 안테나 코일(210)의 일 단부는 서로 병렬 연결될 수 있다. 2개의 안테나 코일(210) 중 하나의 타단은 RF 전원에 연결되고, 2개의 안테나 코일(210) 중 다른 하나의 타단은 접지될 수 있다.
이동부(230)는 기판(10)에 대해 평행 이동함으로써 이동부(230)에 연결된 안테나 코일(210)을 병진 운동시킨다. 이동부(230)에는 RF 전원이 플렉시블한 와이어를 통해 연결될 수 있으며, 안테나 코일(210)은 이동부(230)에 전기적으로 연결됨으로써 RF 전원을 제공받을 수 있다. 도면에는 이동부(230)가 x축 방향을 따라 병진 운동하는 상태가 개시된다.
병진 운동을 통해 기판(10)을 고르게 플라즈마 처리하기 위해 기판(10)은 병진 운동 방향(x축 방향)을 따라 연장되는 형상인 것이 좋다. 일예로 기판(10)은 직사각형으로 형성될 수 있다.
이동부(230)는 다양한 방식으로 병진 운동할 수 있다. 일예로 이동부(230)는 모터(238)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환시키는 볼 스크류 또는 캠을 포함할 수 있다.
x축 방향으로 연장되는 스크류에 마련된 홈에 볼을 삽입하고 해당 볼과 함께 이동부(230)가 이동하도록 함으로써 이동부(230)의 병진 운동을 구현할 수 있다. 물론, 스크류를 회전시키는 모터(238)는 정회전과 역회전을 주기적으로 반복해야 할 것이다.
모터(238)의 구동 효율을 높이기 위해 모터(238)를 한방향으로만 회전하도록 구성할 수도 있다. 이 경우 볼 스크류 대신 캠이 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 플라즈마 장치를 구성하는 캠부(239)를 나타낸 개략도이고, 도 4는 캠부(239)가 적용된 이동부(230)를 나타낸 개략도이다.
도 3의 (a)는 캠부(239)를 나타낸 정면도이고, 도 3의 (b)는 캠부(239)를 펼친 가상도이다. 캠부(239)는 외면에 주기 함수의 그래프 형태로 제1 가이드(231)가 형성된 원통형으로 이루어질 수 있다.
제1 가이드(231)는 홈 또는 돌기일 수 있으며, 도 3에는 제1 가이드(231)가 홈인 상태가 개시된다. 도 3의 (a)와 같이 캠부(239)가 시계 방향으로 회전하면 제1 가이드(231)에 맞물린 제2 가이드(232)는 도 3의 (b)와 같이 제1 가이드(231)를 따라 화살표 방향으로 움직인다.
일방향으로 회전하는 캠부(239)에 의해 제2 가이드(232)는 캠부(239)의 연장 방향을 따라 왕복 운동한다. 구체적으로 제2 가이드(232)는 제1 가이드(231)가 나타내는 그래프의 진폭의 2배 길이인 L 구간을 왕복 운동한다.
안테나 코일(210)이 캠부(239)에 연결되거나, 안테나 코일(210)이 제1 가이드(231)를 따라 움직이는 제2 가이드(232)에 연결되면 안테나 코일(210)을 병진 운동하게 된다.
일예로, 안테나 코일(210)이 제2 가이드(232)에 고정된 경우를 가정한다. 도 4에서 모터(238)의 회전으로 모터(238)와 캠부(239)의 사이에 마련된 링크가 구동됨으로써 캠부(239)가 일정 방향으로 회전한다. 이때, 제2 가이드(232)는 캠부(239)에 형성된 제1 가이드(231)를 따라 이동하게 되고 안테나 코일(210)은 L 구간을 왕복 운동하게 됨으로써 기판(10)에 대한 병진 운동이 이루어진다.
그런데, 이상의 캠부(239)에 의하면 그래프의 골 부분에서 감속이 이루어지게 된다. 이에 따르면 안테나 코일(210)은 병진 운동의 중간 구간보다 가장자리 구간의 속도가 느리다. 그 결과 기판의 가장 자리에 많은 플라즈마가 가해질 수 있다. 도 6은 본 발명의 플라즈마 장치를 구성하는 다른 캠부를 나타낸 개략도이다.
도 6의 (a)를 살펴보면 제1 가이드(231)는 제2 가이드(232)가 정속하는 제1 구간 ①, 제1 구간 ①에서 연장되고 제2 가이드(232)가 감속하는 제2 구간 ②을 갖도록 형성될 수 있다.
제2 구간 ②는 감속의 종료 후 제2 가이드(232)가 가속되는 가속 구간 ⓐ를 가질 수 있다.
이때, 가속 구간 ⓐ에서 제2 가이드(232)의 속도는 제1 구간 ①에서 제2 가이드(232)의 속도보다 빠를 수 있다. 이를 위해 제1 구간 ①의 기울기의 절대값보다 가속 구간 ⓐ의 기울기의 절대값이 크도록 제1 가이드(231)을 형성할 수 있다.
이에 따르면 제2 구간 ②에서 안테나 코일(210)의 감속으로 제1 구간 ①보다 많은 플라즈마가 기판(10)에 가해지게 되지만, 제2 구간 ②에서 감속이 끝나고 다시 가속되는 가속 구간 ⓐ에서 제1 구간 ①보다 빠른 속도로 안테나 코일(210)이 이동하므로 제1 구간 ①보다 적은 플라즈마가 기판(10)에 가해지게 된다. 따라서, 제2 구간 ②에서 생성되는 플라즈마의 양은 제1 구간 ①에서와 같게 된다. 이에 따르면 기판을 고르게 플라즈마 처리할 수 있다. 도 6의 (b)는 시간에 따른 제2 가이드(232)의 속도 변화를 나타낸 것이다.
볼 스크류와 캠이 함께 마련될 수도 있다. 볼 스크류는 모터에 연결되어 모터의 축과 함께 회전할 수 있다. 효율을 위해 볼 스크류 및 모터는 정향향 또는 역방향 중 하나인 일방향으로 회전되는 것이 좋다. 일방향으로만 회전되는 볼 스크류로 캠이 볼 스크류의 길이 방향으로 일방향으로 이동한 후 타방향으로 이동하는 궤적을 갖도록 볼 스크류 및 캡 중 적어도 하나에는 제1 가이드(231)가 형성될 수 있다.
제1 가이드(231)는 모터 및 볼 스크류의 회전 운동을 캠의 직선 운동으로 변환시킬 수 있다. 캠이 안테나 코일(210)에 연결되면 안테나 코일(210)은 볼 스크류의 길이 방향으로 일방향 및 타방향으로 왕복 이동하게 된다.
도 5는 본 발명의 본 발명의 다른 플라즈마 장치를 나타낸 개략도이다.
도 5에는 복수의 덮개(120)가 마련된 챔버(100)가 개시된다.
이때, 플라즈마 소오스(200)는 각 덮개(120)에 대응하여 마련된 안테나 코일군을 포함할 수 있다. 이때, 각 안테나 코일군은 하나의 이동부(230)에 연결될 수 있다. 이에 따르면 하나의 이동부(230)로 복수의 덮개(120)가 마련된 챔버(100) 또는 복수의 챔버(100)에 대해 플라즈마 처리를 수행할 수 있다.
일예로 길이가 긴 기판을 플라즈마 가공할 경우 이에 대응되도록 덮개(120)의 길이를 길게 할 필요가 있다. 그러나 덮개(120)의 특성상 길이가 길어지면 훼손되기가 쉬우므로 덮개(120)를 복수로 형성할 수 있다. 각 덮개(120)를 담당하는 안테나 코일의 집합을 안테나 코일군이라 할 때, 각 안테나 코일군을 하나의 이동부(230)에 설치함으로써 모든 안테나 코일군이 함께 병진 운동하도록 할 수 있다.
정리하면, 플라즈마 소오스(200)가 RF 전원에 연결되는 안테나 코일(210), 상기 안테나 코일(210)을 병진 운동시키는 이동부(230)를 포함할 때, 챔버(100)와 안테나 코일(210)의 사이에는 복수의 덮개(120)가 배치될 수 있다. 그리고, 안테나 코일(210)이 제1 방향으로 평행 이동할 때 각 덮개(120)는 제1 방향을 따라 배열될 수 있다. 이에 따르면 덮개(120)의 훼손없이 긴 길이의 기판(10)을 플라즈마 처리할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10...기판 30...펌프
100...챔버 110...오링
120...덮개 130...가스판
150...척 유니트 200...플라즈마 소오스
210...안테나 코일 230...이동부
231...제1 가이드 232...제2 가이드
239...캠부

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 기판이 수용되는 챔버; 및
    상기 챔버의 일측에 형성되며 상기 챔버로 유입된 상기 기판의 반응 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 플라즈마 소오스;를 포함하고,
    상기 플라즈마 소오스는 상기 기판에 평행 이동하며,
    상기 플라즈마 소오스는 RF 전원에 연결되는 안테나 코일, 상기 안테나 코일을 병진 운동시키는 이동부를 포함하고,
    상기 이동부는 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환시키는 볼 스크류 및 캠을 포함하며,
    상기 볼 스크류는 모터에 연결되고,
    모터 및 상기 볼 스크류는 정방향 또는 역방향 중 하나인 일방향으로 회전되고,
    상기 볼 스크류 및 상기 캠 중 적어도 하나에는 상기 일방향으로 회전되는 상기 모터 및 상기 볼 스크류의 회전 운동을 상기 캠의 직선 운동으로 변환하는 제1 가이드가 형성되며,
    상기 제1 가이드는 상기 캠을 상기 볼 스크류의 일방향으로 이동시킨 후 상기 캠을 상기 볼 스크류의 타방향으로 이동시키는 궤적을 갖는 플라즈마 장치.
  5. 기판이 수용되는 챔버; 및
    상기 챔버의 일측에 형성되며 상기 챔버로 유입된 상기 기판의 반응 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 플라즈마 소오스;를 포함하고,
    상기 플라즈마 소오스는 상기 기판에 평행 이동하며,
    상기 플라즈마 소오스는 RF 전원에 연결되는 안테나 코일, 상기 안테나 코일을 병진 운동시키는 이동부를 포함하고,
    상기 이동부는 원통형의 캠부를 포함하며,
    상기 캠부는 외면에 주기 함수의 그래프 형태로 제1 가이드가 형성된 원통형으로 이루어지고,
    상기 안테나 코일은 상기 캠부에 연결되거나, 상기 제1 가이드를 따라 움직이는 제2 가이드에 연결되는 플라즈마 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 가이드는 상기 제2 가이드가 정속하는 제1 구간, 상기 제1 구간에서 연장되고 상기 제2 가이드가 감속하는 제2 구간을 갖고,
    상기 제2 구간은 상기 감속의 종료 후 상기 제2 가이드가 가속되는 가속 구간을 갖고,
    상기 가속 구간에서 상기 제2 가이드의 속도는 상기 제1 구간에서 상기 제2 가이드의 속도보다 빠른 플라즈마 장치.
  7. 기판이 수용되는 챔버; 및
    상기 챔버의 일측에 형성되며 상기 챔버로 유입된 상기 기판의 반응 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 플라즈마 소오스;를 포함하고,
    상기 플라즈마 소오스는 상기 기판에 평행 이동하며,
    상기 플라즈마 소오스는 RF 전원에 연결되는 안테나 코일, 상기 안테나 코일을 병진 운동시키는 이동부를 포함하고,
    상기 챔버와 상기 안테나 코일의 사이에는 복수의 덮개가 배치되며,
    상기 안테나 코일이 제1 방향으로 평행 이동할 때 상기 각 덮개는 상기 제1 방향을 따라 배열되는 플라즈마 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
KR1020130136639A 2013-11-12 2013-11-12 플라즈마 장치 KR101568653B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130136639A KR101568653B1 (ko) 2013-11-12 2013-11-12 플라즈마 장치
US14/539,185 US20150129133A1 (en) 2013-11-12 2014-11-12 Plasma device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130136639A KR101568653B1 (ko) 2013-11-12 2013-11-12 플라즈마 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150054323A KR20150054323A (ko) 2015-05-20
KR101568653B1 true KR101568653B1 (ko) 2015-11-12

Family

ID=53042666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130136639A KR101568653B1 (ko) 2013-11-12 2013-11-12 플라즈마 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20150129133A1 (ko)
KR (1) KR101568653B1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109778147B (zh) * 2017-11-14 2021-05-07 北京北方华创微电子装备有限公司 反应腔室及半导体加工设备
KR20210025707A (ko) * 2018-07-26 2021-03-09 램 리써치 코포레이션 콤팩트한 고밀도 플라즈마 소스
CN109494177B (zh) * 2018-09-13 2021-07-02 蚌埠市龙子湖区金力传感器厂 一种传感器单晶硅刻蚀装置
KR102300224B1 (ko) * 2019-12-30 2021-09-09 (주)에스테크 균일한 플라즈마 형성이 가능한 플라즈마 발생장치
JP2023017411A (ja) * 2021-07-26 2023-02-07 日新電機株式会社 プラズマ処理装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003109798A (ja) * 2001-09-27 2003-04-11 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 放電装置、プラズマ処理方法および太陽電池
JP2010135727A (ja) * 2008-11-05 2010-06-17 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1486682A2 (ru) * 1987-04-13 1989-06-15 Mogilevskij Mash Пространственный кулачковый механизм
JP3889918B2 (ja) * 2000-08-25 2007-03-07 富士通株式会社 プラズマエッチング方法、プラズマエッチング装置及びプラズマ処理装置
TW200420201A (en) * 2002-12-16 2004-10-01 Japan Science & Tech Agency Plasma generation device, plasma control method and substrate manufacturing method
US8757026B2 (en) * 2008-04-15 2014-06-24 Dynamic Micro Systems, Semiconductor Equipment Gmbh Clean transfer robot
CN102056395B (zh) * 2009-10-27 2014-05-07 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置和等离子体处理方法
US10271416B2 (en) * 2011-10-28 2019-04-23 Applied Materials, Inc. High efficiency triple-coil inductively coupled plasma source with phase control

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003109798A (ja) * 2001-09-27 2003-04-11 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 放電装置、プラズマ処理方法および太陽電池
JP2010135727A (ja) * 2008-11-05 2010-06-17 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20150129133A1 (en) 2015-05-14
KR20150054323A (ko) 2015-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101568653B1 (ko) 플라즈마 장치
US6861642B2 (en) Neutral particle beam processing apparatus
JP6449674B2 (ja) プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
KR100968132B1 (ko) 안테나 및 이를 구비한 반도체 장치
US6861643B2 (en) Neutral particle beam processing apparatus
EP1973140A2 (en) Plasma species and uniformity control through pulsed VHF operation
US20050126712A1 (en) Plasma processing method
CN101194338A (zh) 具有多个异相电极的高频等离子体源
US6082293A (en) Plasma source
CN104205306A (zh) 控制微粒附着在被处理基体上的方法和处理装置
KR100786537B1 (ko) 반도체 기판 공정 챔버에 사용되는 다중 플라즈마 발생소스
KR101584108B1 (ko) 플라즈마 장치
KR100751535B1 (ko) 다중 주파수 유도 코일을 갖는 페라이트 코어를 구비한플라즈마 발생기 및 이를 구비한 플라즈마 처리 장치
CN107295738A (zh) 一种等离子体处理装置
KR101620993B1 (ko) 플라즈마 장치
KR101890519B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
TWI566644B (zh) A radio frequency system for controllable harmonics of a plasma generator
KR100760026B1 (ko) 플라즈마 발생기를 위한 페라이트 코어 조립체 및 이를구비한 플라즈마 처리 시스템
CN113035677A (zh) 等离子体处理设备以及等离子体处理方法
KR101040541B1 (ko) 플라즈마 발생용 하이브리드 안테나
KR102467966B1 (ko) 하이브리드 플라즈마 발생 장치 및 하이브리드 플라즈마 발생 장치의 제어방법
JP2000328269A (ja) ドライエッチング装置
KR100946385B1 (ko) Ｉｃｐ 방식의 고밀도 반도체 몰드 금형 세정장치
KR101286710B1 (ko) 유도결합 플라즈마 기판 처리 장치 및 방법
KR101574237B1 (ko) 플라즈마 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191104

Year of fee payment: 5