KR20050100880A - Remote plasma generator having linear arrayed multi-core - Google Patents
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Abstract
본 발명의 원격 플라즈마 발생기는 일자형의 중공형 몸체에 다중 코어가 선형으로 배열되어 장착됨으로서 복수개의 플라즈마 방전 경로를 얻는다. 중공형 몸체의 상부에는 다수개의 가스 입구가 일정 간격으로 배열되고, 하부에는 다수개의 가스 출구가 일정 간격으로 배열되거나 또는 전체적으로 개방되어 프로세스 챔버에 연결된다. 그럼으로 프로세스 챔버로 공급하는 플라즈마의 분산도를 넓게 하여 프로세스 챔버 내부의 열손상을 방지하고 공정 균일도를 높게 얻을 수 있다.The remote plasma generator of the present invention obtains a plurality of plasma discharge paths by linearly arranging multiple cores in a straight hollow body. A plurality of gas inlets are arranged at regular intervals in the upper part of the hollow body, and a plurality of gas outlets are arranged at regular intervals in the lower part thereof or are open to the whole and connected to the process chamber. Therefore, by increasing the dispersion of the plasma supplied to the process chamber, it is possible to prevent thermal damage inside the process chamber and to obtain a high process uniformity.
Description
본 발명은 원격 플라즈마 발생기에 관한 것으로, 구체적으로는 프로세스 챔버로 원격의 플라즈마를 공급함에 있어서 플라즈마 분산을 넓게 하여 공정 효율을 높일 수 있는 선형으로 배열된 다중 코어를 갖는 원격 플라즈마 발생기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a remote plasma generator, and more particularly, to a remote plasma generator having multiple cores arranged linearly in order to increase plasma efficiency in widening plasma dispersion in supplying remote plasma to a process chamber.
플라즈마는 같은 수의 음이온(positive ions)과 전자(electrons)를 포함하는 고도로 이온화된 가스이다. 플라즈마 소스는 다양한 분야에서 넓게 사용되고 있으며 반도체 장치의 생산 공정으로 예를 들어, 반도체 웨이퍼 가공, 액정 디스플레이 장치의 제조를 위한 유기 기판의 가공 등, 반도체 장치를 생산하기 위한 세정(cleaning), 식각(etching), 도포(deposition) 등에 넓게 사용되고 있다.Plasma is a highly ionized gas containing the same number of positive ions and electrons. Plasma sources are widely used in various fields and are used in the production of semiconductor devices. For example, semiconductor wafer processing, organic substrates for the manufacture of liquid crystal display devices, and the like for cleaning and etching for producing semiconductor devices. ), Widely used in deposition (deposition) and the like.
최근에는 웨이퍼와 액정 디스플레이 유리 기판이 대형화되고 있어 이에 적합한 플라즈마 장비가 요구되고 있다. 플라즈마 발생 기술은 프로세스 챔버에서 직접 플라즈마(direct plasma)를 발생하는 기술과 프로세스 챔버의 외부에서 플라즈마를 원격으로 공급하는 원격 플라즈마 발생 기술로 구별할 수 있다.In recent years, wafers and liquid crystal display glass substrates have been enlarged, and a plasma equipment suitable for this has been required. The plasma generation technology may be classified into a technology for generating a direct plasma in the process chamber and a remote plasma generation technology for remotely supplying plasma from the outside of the process chamber.
도 1은 일반적인 원격 플라즈마 발생기와 프로세스 챔버와의 결합 구조를 보여주는 도면이고, 도 2는 다공 구조의 샤워 헤드 판을 보여주는 평면도이다.1 is a view illustrating a coupling structure of a general remote plasma generator and a process chamber, and FIG. 2 is a plan view illustrating a shower head plate having a porous structure.
도면을 참조하여, 원격 플라즈마 발생기(18)는 가스 소오스(19)로부터 가스를 공급받아 플라즈마를 발생하여 프로세스 챔버(10)로 원격 공급한다. 원격 플라즈마 발생기(18)는 프로세스 챔버(10)의 상부에 구비된 가스 입구(15)에 연결되며, 프로세스 챔버(10) 내측 상단에는 다층으로 마련된 샤워 헤드(12)가 절연부(11)에 의해 설치된다. 샤워 헤드(12)는 다수개의 다공홀(13)이 형성된다. 프로세스 챔버(10)의 내부 저면에는 피 처리 기판(16)(웨이퍼 또는 유리 기판)이 놓여지는 서셉터(17)가 마련되어 있으며, 일 측에 배기구(14)가 배기 펌프(22)에 연결되어 있어 배기가 이루어진다. 샤워 헤드(12)는 임피던스 정합기(21)를 통해 RF 전원 공급원(20)에 연결되어 있으며, 서셉터(17)는 접지되어 있다.Referring to the drawing, the remote plasma generator 18 receives gas from the gas source 19 to generate plasma and supply the plasma to the process chamber 10 remotely. The remote plasma generator 18 is connected to the gas inlet 15 provided in the upper portion of the process chamber 10, and a shower head 12 provided in a multi-layer is provided at the upper end inside the process chamber 10 by the insulating portion 11. Is installed. The shower head 12 is formed with a plurality of porous holes 13. The inner bottom of the process chamber 10 is provided with a susceptor 17 on which a substrate 16 (wafer or glass substrate) is placed, and an exhaust port 14 is connected to the exhaust pump 22 on one side thereof. Exhaust is made. The shower head 12 is connected to the RF power supply 20 via an impedance matcher 21 and the susceptor 17 is grounded.
피 처리 기판(16)의 가공에서는 샤워 헤드(12)와 서셉터(17)간에 직접 플라즈마가 발생되며, 프로세스 챔버(10)의 내부 세정 공정에서는 원격 플라즈마 발생기(16)로부터 원격으로 플라즈마가 공급된다. 프로세스 챔버(10)의 상단 중앙에 구비된 가스 입구(15)를 통해 원격으로 공급되는 플라즈마는, 도 2에 도시된 바와 같이, 샤워 헤드(12)의 다층면에 구비된 다공홀(13)을 통해 중심으로부터 외각으로 분산되는 구조를 갖는다.In the processing of the substrate 16 to be processed, plasma is directly generated between the shower head 12 and the susceptor 17. In the internal cleaning process of the process chamber 10, the plasma is supplied remotely from the remote plasma generator 16. . Plasma supplied remotely through the gas inlet 15 provided at the center of the upper end of the process chamber 10, as shown in Figure 2, the porous hole 13 provided in the multilayer surface of the shower head 12 It has a structure that is distributed from the center to the outer shell through.
그런데, 이러한 구조는 프로세스 챔버(10)의 상단 중심에서 플라즈마가 유입되므로 샤워 헤드(12)의 중심부는 많은 열을 전달받게 되어 샤워 헤드에 열손상이 발생될 수 있다. 또한, 샤워 헤드(12)의 세정이 중심부에 과도하게 일어날 수 있으며, 프로세스 챔버(10)의 내부가 전체적으로 균일한 세정이 어렵다.However, in this structure, since the plasma is introduced from the upper center of the process chamber 10, the central portion of the shower head 12 receives a lot of heat, and heat damage may occur in the shower head. In addition, the cleaning of the shower head 12 may occur excessively in the center portion, and the inside of the process chamber 10 may be difficult to uniformly clean as a whole.
본 발명의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서 원격으로 플라즈마를 프로세스 챔버로 공급함에 있어서 프로세스 챔버에 공급되는 플라즈마의 분산 공급을 넓게하여 열손상을 방지하고 공정 균일도를 높게 얻을 수 있는 원격 플라즈마 발생기를 제공하는데 있다. An object of the present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems, it is possible to widen the dispersion supply of the plasma supplied to the process chamber in the remote supply of plasma to the process chamber to prevent thermal damage and to obtain a high process uniformity To provide a remote plasma generator.
상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 플라즈마를 발생하여 원격으로 프로세스 챔버로 공급하는 원격 플라즈마 발생기는: 선형적으로 배열된 다수개의 관통된 개구부를 갖는 중공형 몸체; 중공형 몸체의 다수개의 관통된 개구부를 통해 중공형 몸체에 장착되는 다수개의 페라이트 코어; 전원 공급원에 전기적으로 연결되고, 페라이트 코어에 권선되는 유도 코일; 중공형 몸체의 상부에 소정 간격을 두고 배치된 다수개의 가스 입구; 및 프로세스 챔버로 연결된 가스 출구를 포함한다.According to a feature of the present invention for achieving the object of the present invention as described above, a remote plasma generator for generating a plasma and supplying it remotely to the process chamber: a hollow body having a plurality of linearly arranged openings ; A plurality of ferrite cores mounted to the hollow body through the plurality of through openings of the hollow body; An induction coil electrically connected to a power supply and wound around a ferrite core; A plurality of gas inlets disposed at predetermined intervals on top of the hollow body; And a gas outlet connected to the process chamber.
이 실시예에 있어서, 상기 가스 출구는 중공형 몸체의 하부에 소정 간격으로 배열되는 다수개로 구비되고, 프로세스 챔버에 소정 간격으로 배치된 다수개의 가스 입력 포트에 연결된다.In this embodiment, the gas outlet is provided with a plurality of gas outlets arranged at predetermined intervals below the hollow body, and connected to a plurality of gas input ports arranged at predetermined intervals in the process chamber.
이 실시예에 있어서, 상기 가스 출구는 중공형 몸체의 하부가 전체적으로 개방되어 프로세스 챔버로 연결된다.In this embodiment, the gas outlet is connected to the process chamber with the bottom of the hollow body entirely open.
이 실시예에 있어서, 상기 중공형 몸체는 관통된 개구부 주변으로 환 전류가 발생되는 것을 차단하도록 다수의 절연부재가 띠 형상으로 설치된다.In this embodiment, the hollow body is provided with a plurality of insulating members in a band shape to prevent the ring current is generated around the through opening.
이 실시예에 있어서, 상기 중공형 몸체에 장착되는 냉각수 공급 라인을 포함한다.In this embodiment, it comprises a cooling water supply line mounted to the hollow body.
이 실시예에 있어서, 상기 중공형 몸체의 내측으로 일정 간격으로 장착된 다수개의 점화 전극을 포함한다.In this embodiment, it comprises a plurality of ignition electrodes mounted at regular intervals into the hollow body.
이 실시예에 있어서, 상기 중공형 몸체의 관통된 개구부에 페라이트 코어가 장착되되, 하나의 관통된 개구부에 적어도 하나의 페라이트 코어가 결합된다.In this embodiment, a ferrite core is mounted in the through opening of the hollow body, and at least one ferrite core is coupled to one through opening.
이 실시예에 있어서, 상기 중공형 몸체의 관통된 개구부에 페라이트 코어가 장착되되, 서로 이웃하는 관통된 개구부들을 통하여 적어도 하나의 페라이트 코어가 결합된다.In this embodiment, a ferrite core is mounted in the through opening of the hollow body, and at least one ferrite core is coupled through the adjacent through openings.
이 실시예에 있어서, 상기 중공형 몸체의 관통된 개구부에 페라이트 코어가 장착되되, 하나의 관통된 개구부에 하나의 페라이트 코어가 결합되고; 서로 이웃하는 관통된 개구부들을 통하여 적어도 하나의 페라이트 코어가 결합된다.In this embodiment, a ferrite core is mounted in the through opening of the hollow body, and one ferrite core is coupled to one through opening; At least one ferrite core is coupled through the through openings adjacent to each other.
이 실시예에 있어서, 상기 중공형 몸체는 전체적으로 직선 형태를 갖는다.In this embodiment, the hollow body as a whole has a straight shape.
이 실시예에 있어서, 상기 중공형 몸체는 전체적으로 가지 형태를 갖는다.In this embodiment, the hollow body as a whole has a branch shape.
이 실시예에 있어서, 상기 중공형 몸체는 전체적으로 적어도 하나의 연속된 루프형태를 갖는다.In this embodiment the hollow body as a whole has at least one continuous loop.
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 명확하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 그럼으로 도면에서 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장 되어질 수 있다.The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. This embodiment is provided to explain more clearly the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the elements in the drawings may be exaggerated to emphasize a more clear description.
(실시예)(Example)
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 원격 플라즈마 발생기의 사시도 및 단면도이다. 도면을 참조하여, 원격 플라즈마 발생기(30)는 선형적으로 배열된 다수개의 관통된 개구부(32-1~32-4)를 갖는 중공형 몸체(31)를 구비한다. 중공형 몸체(31)는 전체적으로 일자 형태를 갖는다. 다수개의 관통된 개구부(32-1~32-4)를 통해 중공형 몸체(31)에는 다수개의 페라이트 코어(41-1~41-4)가 각기 장착된다. 이 실시예에서 페라이트 코어(41-1~41-4)는 중공형 몸체(31)의 상부에서 개구부(32-1~32-4)에 결합되는 구조를 갖는다. 페라이트 코어(41-1~41-4)에는 각기 유도 코일(42-1~42-4)이 권선되며 전원 공급원(미도시)에 전기적으로 연결된다. 유도 코일과 전원 공급원의 전기적 연결 관계에 대해서는 후술한다.3 and 4 are a perspective view and a cross-sectional view of a remote plasma generator according to a first embodiment of the present invention. Referring to the figure, the remote plasma generator 30 has a hollow body 31 having a plurality of linearly opening openings 32-1 to 32-4. The hollow body 31 has a straight shape as a whole. A plurality of ferrite cores 41-1 to 41-4 are respectively mounted to the hollow body 31 through the plurality of through openings 32-1 to 32-4. In this embodiment, the ferrite cores 41-1 to 41-4 have a structure coupled to the openings 32-1 to 32-4 at the upper portion of the hollow body 31. Induction coils 42-1 to 42-4 are wound around the ferrite cores 41-1 to 41-4, respectively, and are electrically connected to a power supply source (not shown). The electrical connection between the induction coil and the power supply will be described later.
중공형 몸체(31)의 상부에는 소정 간격을 두고 다수개의 관형의 가스 입구(33-1~33-3)가 연결 배치된다. 가스 입구(33-1~33-3)는 가스 소오스(미도시)에 연결된다. 중공형 몸체(31)의 하부에는 소정 간격을 두고 다수개의 관형의 가스 출구(34-1~34-4)가 연결 배치된다. 다수개의 가스 출구(34-1~34-4)는 후술되는 바와 같이 프로세스 챔버의 상부에 배열된 다수개의 가스 입력 포트에 결합된다.A plurality of tubular gas inlets 33-1 to 33-3 are connected to the upper portion of the hollow body 31 at predetermined intervals. Gas inlets 33-1 to 33-3 are connected to gas sources (not shown). A plurality of tubular gas outlets 34-1 to 34-4 are arranged at a lower portion of the hollow body 31 at predetermined intervals. The plurality of gas outlets 34-1-34-4 is coupled to a plurality of gas input ports arranged on top of the process chamber as described below.
중공형 몸체(31)는 관통된 개구부(32-1~32-4) 주변으로 환 전류가 발생되는 것을 차단하도록 다수의 절연부재(35-1~35-4)가 띠 형상으로 설치된다. 중공형 몸체(31)의 내측 상부에는 다수개의 점화 전극(43)이 일정 간격을 두고 설치되며, 점화 전극(43)은 점화 전원(미도시)에 전기적으로 연결된다. 그리고 부가적으로 중공형 몸체(31)의 하단 양편으로 냉각수 공급 라인(44)이 길이 방향으로 장착된다. 냉각수 공급 라인(44)은 냉각 시스템(미도시)에 연결된다.In the hollow body 31, a plurality of insulating members 35-1 to 35-4 are installed in a band shape to block a ring current from being generated around the openings 32-1 to 32-4. A plurality of ignition electrodes 43 are provided at regular intervals on an inner upper portion of the hollow body 31, and the ignition electrodes 43 are electrically connected to an ignition power source (not shown). In addition, the cooling water supply line 44 is mounted in the longitudinal direction on both sides of the lower end of the hollow body 31. Cooling water supply line 44 is connected to a cooling system (not shown).
원격 플라즈마 발생기(30)는 관통된 개구부(32-1~32-4)의 상, 하, 좌, 우변에 위치하는 이웃한 관들(36-1~36-4)에 의해 플라즈마 방전 경로(45-1~45-4)가 형성된다. 이 실시예에서 4개의 플라즈마 방전 경로(45-1~45-4)가 형성된 것을 예시하였으나, 중공형 본체(31)를 길이 방향으로 줄이거나 늘이고 그에 따라 관통된 개구부(32-1~32-4)의 개수를 줄이거나 늘여 플라즈마 방전 경로의 수를 줄이거나 더할 수 있다. 또한 이하 설명되는 실시예의 경우도 동일하다.The remote plasma generator 30 is connected to the plasma discharge path 45-by neighboring tubes 36-1 to 36-4 located at the upper, lower, left, and right sides of the through openings 32-1 to 32-4. 1 to 45-4) are formed. In this embodiment, four plasma discharge paths 45-1 to 45-4 have been formed, but the hollow body 31 is reduced or extended in the longitudinal direction, and the openings 32-1 to 32-4 thus penetrated. May be reduced or added to reduce or add to the plasma discharge path. The same applies to the embodiments described below.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 원격 플라즈마 발생기의 사시도 및 단면도이다. 도면을 참조하여, 원격 플라즈마 발생기(50)는 상술한 실시예의 경우와 동일하게 다수개의 관통된 개구부(52-1~52-4)를 갖는 중공형 몸체(51)를 구비하고, 관통된 개구부(52-1~52-4)를 통해 중공형 몸체(31)에 다수개의 페라이트 코어(61-1~61-5)가 각기 장착된다. 이 실시예에서 페라이트 코어(61-1~61-5)는 서로 이웃하는 관통된 개구부(52-1~52-4)를 통하여 가로로 결합된다. 페라이트 코어(61-1~61-5)에는 각기 유도 코일(62-1~62-4)이 권선되며 전원 공급원(미도시)에 전기적으로 연결된다. 유도 코일과 전원 공급원의 전기적 연결 관계에 대해서는 후술한다.5 and 6 are a perspective view and a cross-sectional view of a remote plasma generator according to a second embodiment of the present invention. Referring to the drawings, the remote plasma generator 50 has a hollow body 51 having a plurality of through openings 52-1 to 52-4, as in the case of the above-described embodiment, and the through opening ( 52-1 to 52-4, a plurality of ferrite cores 61-1 to 61-5 are mounted on the hollow body 31, respectively. In this embodiment the ferrite cores 61-1 to 61-5 are laterally coupled through the adjacent openings 52-1 to 52-4. Induction coils 62-1 to 62-4 are wound around ferrite cores 61-1 to 61-5, respectively, and are electrically connected to a power supply source (not shown). The electrical connection between the induction coil and the power supply will be described later.
중공형 몸체(51)의 상부에는 소정 간격을 두고 다수개의 관형의 가스 입구(53-1~53-4)가 연결 배치된다. 가스 입구(53-1~53-4)는 가스 소오스(미도시)에 연결된다. 중공형 몸체(51)의 하부에는 소정 간격을 두고 다수개의 관형의 가스 출구(54-1~54-5)가 연결 배치된다. 다수개의 가스 출구(54-1~54-5)는 후술되는 바와 같이 프로세스 챔버의 상부에 배열된 다수개의 가스 입력 포트에 결합된다.A plurality of tubular gas inlets 53-1 to 53-4 are arranged at the upper portion of the hollow body 51 at predetermined intervals. Gas inlets 53-1 to 53-4 are connected to gas sources (not shown). A plurality of tubular gas outlets 54-1 to 54-5 are connected to the lower portion of the hollow body 51 at predetermined intervals. The plurality of gas outlets 54-1-54-5 are coupled to a plurality of gas input ports arranged on top of the process chamber as described below.
중공형 몸체(51)는 관통된 개구부(52-1~52-4) 주변으로 환 전류가 발생되는 것을 차단하도록 다수의 절연부재(55-1~55-4)가 띠 형상으로 설치된다. 중공형 몸체(51)의 내측 상부에는 다수개의 점화 전극(53)이 일정 간격을 두고 설치되며, 점화 전극(53)은 점화 전원(미도시)에 전기적으로 연결된다. 그리고 부가적으로 중공형 몸체(51)의 하단 양편으로 냉각수 공급 라인(64)이 길이 방향으로 장착된다. 냉각수 공급 라인(64)은 냉각 시스템(미도시)에 연결된다. 원격 플라즈마 발생기(50)는 관통된 개구부(52-1~52-4)의 상, 하, 좌, 우변에 위치하는 이웃한 관들(56-1~56-4)에 의해 플라즈마 방전 경로(55-1~55-4)가 형성된다.In the hollow body 51, a plurality of insulating members 55-1 to 55-4 are installed in a band shape to prevent a ring current from being generated around the openings 52-1 to 52-4. A plurality of ignition electrodes 53 are provided at regular intervals on the inner upper portion of the hollow body 51, and the ignition electrodes 53 are electrically connected to an ignition power source (not shown). In addition, the cooling water supply line 64 is mounted in the longitudinal direction on both sides of the lower end of the hollow body 51. Cooling water supply line 64 is connected to a cooling system (not shown). The remote plasma generator 50 is connected to the plasma discharge path 55-by neighboring tubes 56-1 to 56-4 located at the upper, lower, left, and right sides of the through openings 52-1 to 52-4. 1 to 55-4) are formed.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 원격 플라즈마 발생기의 사시도 및 단면도이다. 도면을 참조하여, 원격 플라즈마 발생기(70)는 상술한 실시예의 경우와 동일하게 다수개의 관통된 개구부(72-1~72-3)를 갖는 중공형 몸체(51)를 구비하고, 관통된 개구부(72-1~72-3)를 통해 중공형 몸체(71)에 다수개의 페라이트 코어(81a-1~81a-3)(81b-1~81b-4)가 세로와 가로로 장착된다. 즉, 관통된 개구부(72-1~72-3)에 각기 하나의 페라이트 코어(81a-1~81a-3)가 상부에서 결합되고, 서로 이웃하는 관통된 개구부들(72-1~72-3)을 통하여 가로로 페라이트 코어(81b-1~81b-4)가 결합된다. 페라이트 코어(61-1~61-5)에는 각기 유도 코일(82-1~82-3)이 권선되며 전원 공급원(미도시)에 전기적으로 연결된다. 유도 코일과 전원 공급원의 전기적 연결 관계에 대해서는 후술한다.7 and 8 are a perspective view and a cross-sectional view of a remote plasma generator according to a third embodiment of the present invention. Referring to the drawings, the remote plasma generator 70 has a hollow body 51 having a plurality of through openings 72-1 to 72-3 in the same manner as in the above-described embodiment, and the through opening ( A plurality of ferrite cores 81a-1-81a-3 and 81b-1-81b-4 are mounted to the hollow body 71 through 72-1-72-3. That is, one ferrite core 81a-1-81a-3 is coupled to the through openings 72-1-72-3, respectively, and the adjacent through holes 72-1-72-3 are adjacent to each other. The ferrite cores 81b-1 to 81b-4 are horizontally coupled through the cross-section. Induction coils 82-1 to 82-3 are respectively wound around the ferrite cores 61-1 to 61-5, and are electrically connected to a power supply source (not shown). The electrical connection between the induction coil and the power supply will be described later.
중공형 몸체(71)의 상부에는 소정 간격을 두고 다수개의 관형의 가스 입구(73-1~73-4)가 연결 배치된다. 가스 입구(73-1~73-4)는 가스 소오스(미도시)에 연결된다. 중공형 몸체(71)의 하부에는 소정 간격을 두고 다수개의 관형의 가스 출구(74-1~74-3)가 연결 배치된다. 다수개의 가스 출구(74-1~74-3)는 후술되는 바와 같이 프로세스 챔버의 상부에 배열된 다수개의 가스 입력 포트에 결합된다.A plurality of tubular gas inlets 73-1 to 73-4 are arranged at the upper portion of the hollow body 71 at predetermined intervals. Gas inlets 73-1 to 73-4 are connected to gas sources (not shown). A plurality of tubular gas outlets 74-1 to 74-3 are arranged at a lower portion of the hollow body 71 at predetermined intervals. Multiple gas outlets 74-1 through 74-3 are coupled to multiple gas input ports arranged on top of the process chamber as described below.
중공형 몸체(71)는 관통된 개구부(72-1~72-3) 주변으로 환 전류가 발생되는 것을 차단하도록 다수의 절연부재(75-1~75-3)가 띠 형상으로 설치된다. 중공형 몸체(71)의 내측 상부에는 다수개의 점화 전극(83)이 일정 간격을 두고 설치되며, 점화 전극(83)은 점화 전원(미도시)에 전기적으로 연결된다. 그리고 부가적으로 중공형 몸체(71)의 하단 양편으로 냉각수 공급 라인(84)이 길이 방향으로 장착된다. 냉각수 공급 라인(84)은 냉각 시스템(미도시)에 연결된다. 원격 플라즈마 발생기(70)는 관통된 개구부(72-1~72-4)의 상, 하, 좌, 우변에 위치하는 이웃한 관들(76-1~76-4)에 의해 플라즈마 방전 경로(75-1~75-3)가 형성된다.In the hollow body 71, a plurality of insulating members 75-1 to 75-3 are installed in a band shape to block a ring current from being generated around the through-holes 72-1 to 72-3. A plurality of ignition electrodes 83 are provided at regular intervals on the inner upper portion of the hollow body 71, and the ignition electrodes 83 are electrically connected to an ignition power source (not shown). In addition, the cooling water supply line 84 is mounted in the longitudinal direction on both sides of the lower end of the hollow body 71. Cooling water supply line 84 is connected to a cooling system (not shown). The remote plasma generator 70 is connected to the plasma discharge path 75-by neighboring tubes 76-1-76-4 located at the upper, lower, left, and right sides of the through openings 72-1-72-4. 1 to 75-3) are formed.
상술한 바와 같은 본 발명의 원격 플라즈마 발생기는 원격으로 플라즈마를 프로세스 챔버로 공급함에 있어서 프로세스 챔버에 공급되는 플라즈마의 분산 공급을 넓게하여 열손상을 방지하고 클리닝 공정에서 클리닝 균일도를 높게 얻을 수 있다.In the remote plasma generator of the present invention as described above, by supplying the plasma to the process chamber remotely, the dispersion supply of the plasma supplied to the process chamber can be widened to prevent thermal damage and to obtain high cleaning uniformity in the cleaning process.
도 9 내지 도 14는 제1 내지 제3 실시예의 변형예를 보여주는 원격 플라즈마 발생기의 사시도 및 단면도이다. 도면을 참조하여, 제1 내지 제3 실시예의 각 변형예에 따른 원격 플라즈마 발생기(30a)(50a)(70a)는 중공형 몸체(31)(51)(71)의 하부가 전체적으로 개방되어 하나의 넓은 면적의 가스 출구(37)(57)(77)를 프로세스 챔버로 연결되도록 할 수 있다.9 to 14 are perspective and sectional views of a remote plasma generator showing a modification of the first to third embodiments. Referring to the drawings, the remote plasma generators 30a, 50a, 70a according to the respective modifications of the first to third embodiments have one lower portion of the hollow bodies 31, 51, 71 being entirely open. Large area gas outlets 37, 57, 77 may be connected to the process chamber.
도 15a 내지 도 16b는 본 발명의 원격 플라즈마 발생기를 프로세스 챔버의 상부에 장착하는 예를 보여주는 부분 사시도 및 단면도이다. 도 15a 및 도 15b에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 원격 플라즈마 발생기(30)는 프로세스 챔버(90)의 상부에 마련된 다수개의 가스 입력 포트(92)에 결합되어 장착된다. 또는 도 16a 및 도 16b에 도시된 바와 같이, 제1 실시예의 변형예에 따른 원격 플라즈마 발생기(30a)는 프로세스 챔버(90)의 상부에 마련된 넓게 개방된 개구부(92a)에 결합되어 장착된다.15A-16B are partial perspective and cross-sectional views illustrating an example of mounting the remote plasma generator of the present invention on top of a process chamber. As shown in FIGS. 15A and 15B, the remote plasma generator 30 according to the first embodiment is coupled to and mounted to a plurality of gas input ports 92 provided on the process chamber 90. Alternatively, as shown in FIGS. 16A and 16B, the remote plasma generator 30a according to the modification of the first embodiment is coupled to and mounted in a wide open opening 92a provided in the upper portion of the process chamber 90.
이와 같이, 원격 플라즈마 발생기(30 or 30a)가 프로세스 챔버(90)의 상부에 장착되면, 원격 플라즈마 발생기(30 or 30a)로부터 입력되는 플라즈마 가스는 프로세스 챔버(90)의 내부로 넓게 분포되어 입력된다. 그리고 복층의 샤워 헤드(95)의 다공홀(96)을 통해 고르게 분배된다.As such, when the remote plasma generator 30 or 30a is mounted on the upper portion of the process chamber 90, the plasma gas input from the remote plasma generator 30 or 30a is widely distributed and input into the process chamber 90. . And it distributes evenly through the porous hole 96 of the shower head 95 of a multilayer.
도 17 내지 도 20은 본 발명의 원격 플라즈마 발생기의 다양한 변형예들을 보여주는 평면도이다. 도 17을 참조하여, 일자형 두 개의 원격 플라즈마 발생기(100, 105)를 프로세스 챔버(90)의 상부에 병렬로 배열하여 장착할 수 있다. 원격 플라즈마 발생기(100, 105)의 중공형 몸체(101, 106)의 상부에는 다수개의 가스 입구(103, 108)가 일정 간격으로 배열되고, 하부 양측으로는 냉각수 공급 라인(104, 109)이 장착된다. 17 to 20 are plan views showing various modifications of the remote plasma generator of the present invention. Referring to FIG. 17, two linear remote plasma generators 100 and 105 may be mounted in parallel on the process chamber 90. On the upper part of the hollow bodies 101 and 106 of the remote plasma generators 100 and 105, a plurality of gas inlets 103 and 108 are arranged at regular intervals, and cooling water supply lines 104 and 109 are mounted on both sides of the lower part. do.
도 18에 도시된 바와 같이, 원격 플라즈마 발생기(110)의 중공형 몸체(111)는 전체적으로 가지 형태 예컨대 십자형으로 구성하여 프로세스 챔버(90)의 상부에 장착 할 수 있다. 각 가지들에는 다수개의 코어(112)가 선형적 배열되어 장착된다. 중공형 몸체(111)의 상부에는 다수개의 가스 입구(113)가 일정 간격으로 배열되어 있고, 하부 양측으로는 냉각수 공급 라인(114)이 장착된다.As shown in FIG. 18, the hollow body 111 of the remote plasma generator 110 may be mounted in the form of a branch, for example, a cross, and mounted on the upper portion of the process chamber 90. On each branch a plurality of cores 112 are mounted in a linear arrangement. A plurality of gas inlets 113 are arranged at regular intervals on the upper portion of the hollow body 111, and the cooling water supply line 114 is mounted on both lower sides.
도 19에 도시된 바와 같이, 원격 플라즈마 발생기(120)는 중공형 몸체(121)가 전체적으로 하나의 연속된 루프 형태 예컨대 사각 루프 형태를 갖도록 하여 프로세스 챔버(90)의 상부에 장착될 수 있다. 중공형 몸체(121)에는 다수개의 코어(122)가 선형적 배열되어 장착된다. 중공형 몸체(121)의 상부에는 일정 간격으로 다수개의 가스 입구(123)가 배열되고, 하부 양측으로는 냉각수 공급 라인(124)이 장착된다.As shown in FIG. 19, the remote plasma generator 120 may be mounted on top of the process chamber 90 such that the hollow body 121 has a single continuous loop shape, for example, a rectangular loop shape. The hollow body 121 is mounted with a plurality of cores 122 arranged linearly. A plurality of gas inlets 123 are arranged at a predetermined interval on an upper portion of the hollow body 121, and a cooling water supply line 124 is mounted on both lower sides thereof.
도 20에 도시된 바와 같이, 원격 플라즈마 발생기(130)는 중공형 몸체(131)가 전체적으로 두 개의 연속된 루프 형태 예컨대 '日'형태를 갖도록 하여 프로세스 챔버(90)의 상부에 장착될 수 있다. 중공형 몸체(131)에는 다수개의 코어(132)가 선형적 배열되어 장착된다. 중공형 몸체(131)의 상부에는 일정 간격으로 다수개의 가스 입구(133)가 배열되고, 하부 양측으로는 냉각수 공급 라인(134)이 장착된다.As shown in FIG. 20, the remote plasma generator 130 may be mounted on the upper portion of the process chamber 90 such that the hollow body 131 has two continuous loop shapes, for example, a “day” shape as a whole. The hollow body 131 is mounted with a plurality of cores 132 linearly arranged. A plurality of gas inlets 133 are arranged at regular intervals on an upper portion of the hollow body 131, and a cooling water supply line 134 is mounted on both lower sides thereof.
도 21 및 도 22는 다중 코어에 권선된 유도 코일을 직렬 또는 병렬로 연결 구성한 예를 보여주는 도면이다. 도면을 참조하여, 다중 코어(152-1~152-n)에 권선되는 유도 코일(150-1~150-n)은 직렬 또는 병렬로 연결되어 임피던스 정합기(140)를 통해 전원 공급원(142)에 전기적으로 연결된다.21 and 22 are views illustrating an example in which induction coils wound on multiple cores are connected in series or in parallel. Referring to the drawings, the induction coils 150-1 to 150-n wound on the multiple cores 152-1 to 152-n are connected in series or in parallel to supply the power supply 142 through the impedance matcher 140. Is electrically connected to the
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 코어를 갖는 원격 플라즈마 발생기의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.Although the configuration and operation of a remote plasma generator having multiple cores according to a preferred embodiment of the present invention as described above are illustrated according to the above description and drawings, these are merely described as examples and do not depart from the spirit of the present invention. Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 원격 플라즈마 발생기는 중공형 몸체에 다중 코어가 선형으로 배열되어 장착됨으로서 복수개의 플라즈마 방전 경로를 얻는다. 그럼으로 프로세스 챔버로 공급하는 플라즈마의 분산도를 넓게하여 프로세스 챔버 내부의 열손상을 방지하고 공정 균일도를 높게 얻을 수 있다.According to the present invention as described above, the remote plasma generator obtains a plurality of plasma discharge paths by mounting multiple cores in a linear arrangement in a hollow body. Therefore, by increasing the dispersion of the plasma supplied to the process chamber, it is possible to prevent thermal damage inside the process chamber and to obtain a high process uniformity.
도 1은 일반적인 원격 플라즈마 발생기와 프로세스 챔버와의 결합 구조를 보여주는 도면;1 is a view showing a coupling structure of a typical remote plasma generator and a process chamber;
도 2는 다공 구조의 샤워 헤드 판을 보여주는 평면도;2 is a plan view showing the shower head plate of the porous structure;
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 원격 플라즈마 발생기의 사시도 및 단면도;3 and 4 are perspective and sectional views of a remote plasma generator according to a first embodiment of the present invention;
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 원격 플라즈마 발생기의 사시도 및 단면도;5 and 6 are a perspective view and a cross-sectional view of a remote plasma generator according to a second embodiment of the present invention;
도 7 및 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 원격 플라즈마 발생기의 사시도 및 단면도;7 and 8 are a perspective view and a sectional view of a remote plasma generator according to a third embodiment of the present invention;
도 9 및 도 10은 제1 실시예의 변형예를 보여주는 원격 플라즈마 발생기의 사시도 및 단면도;9 and 10 are perspective and sectional views of a remote plasma generator showing a modification of the first embodiment;
도 11 및 도 12는 제2 실시예의 변형예를 보여주는 원격 플라즈마 발생기의 사시도 및 단면도;11 and 12 are perspective and sectional views of a remote plasma generator showing a modification of the second embodiment;
도 13 및 도 14는 제3 실시예의 변형예를 보여주는 원격 플라즈마 발생기의 사시도 및 단면도;13 and 14 are perspective and sectional views of a remote plasma generator showing a modification of the third embodiment;
도 15a 내지 도 16b는 본 발명의 원격 플라즈마 발생기를 프로세스 챔버의 상부에 장착하는 예를 보여주는 부분 사시도 및 단면도;15A-16B are partial perspective and cross-sectional views illustrating an example of mounting the remote plasma generator of the present invention on top of a process chamber;
도 17 내지 도 20은 본 발명의 원격 플라즈마 발생기의 다양한 변형예들을 보여주는 평면도; 그리고17 to 20 are plan views showing various modifications of the remote plasma generator of the present invention; And
도 21 및 도 22는 다중 코어에 권선된 유도 코일을 직렬 또는 병렬로 연결 구성한 예를 보여주는 도면이다.21 and 22 are views illustrating an example in which induction coils wound on multiple cores are connected in series or in parallel.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10: 프로세스 챔버 11: 절연체10: process chamber 11: insulator
12: 샤워 헤드 13: 다공홀12: shower head 13: hole
14: 배기구 15: 가스 입구14: exhaust port 15: gas inlet
16: 피 처리 기판 17: 서셉터16: substrate to be processed 17: susceptor
18: 원격 플라즈마 발생기 19: 가스 소오스18: remote plasma generator 19: gas source
20: 전원 공급원 21: 임피던스 정합기20: power source 21: impedance matcher
30: 원격 플라즈마 발생기 31; 중공형 몸체30: remote plasma generator 31; Hollow body
32-1~32-4: 관통된 개구부 33-1~33-3: 가스 입구32-1 to 32-4: through opening 33-1 to 33-3: gas inlet
34-1~34-4: 가스 출구 35-1~35-4: 절연띠34-1 to 34-4: Gas outlet 35-1 to 35-4: Insulation band
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