(57)【要約】【課題】チャンバーの空間にかけてプラズマを均一に生成するプラズマチャンバー及び基板処理装置が提供される。【解決手段】本発明の一実施形態によるプラズマチャンバーは、ガスが注入されてプラズマが生成されるハウジングと、前記ハウジングの一面に設置される第１コイルと、前記ハウジングの他面に設置される第２コイルと、を包含することができる。【選択図】図２
2014132570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスが注入されてプラズマが生成されるハウジングと、
前記ハウジングの一面に設置される第１コイルと、
前記ハウジングの他面に設置される第２コイルと、
を含むプラズマチャンバー。
【請求項２】
前記ハウジングは柱形に形成され、
前記第１コイルは前記ハウジングの上面に設置され、
前記第２コイルは、前記ハウジングの側面に設置される請求項１に記載のプラズマチャンバー。
【請求項３】
前記ハウジングは、底面の面積が互に異なる複数の柱が連結された形状を有し、
前記第１コイルは、前記複数の柱の中で第１柱の側面に設置され、
前記第２コイルは、前記複数の柱の中で第２柱の側面に設置される請求項１に記載のプラズマチャンバー。
【請求項４】
前記ハウジングは、底面の面積が互に異なる複数の柱が連結された形状を有し、
前記第１コイルは、前記複数の柱の中で第１柱の側面に設置され、
前記第２コイルは、前記複数の柱の中で第２柱の上面に設置される請求項１に記載のプラズマチャンバー。
【請求項５】
前記第１柱の底面の面積は、前記第２柱の底面の面積よりさらに小さい請求項４に記載のプラズマチャンバー。
【請求項６】
前記第１柱の上面に設置される第３コイルをさらに含む請求項４に記載のプラズマチャンバー。
【請求項７】
前記第２柱の側面に設置される第４コイルをさらに含む請求項４に記載のプラズマチャンバー。
【請求項８】
前記ハウジングは、底面の面積が互に異なる複数の柱の間に円錐ピラミッドが連結された形状を有し、
前記第１コイルは前記複数の柱の中で１つの柱の側面に設置され、
前記第２コイルは前記円錐ピラミッドの側面に設置される請求項１に記載のプラズマチャンバー。
【請求項９】
前記複数の柱の中で他の１つの柱の側面に設置される第５コイルをさらに含む請求項８に記載のプラズマチャンバー。
【請求項１０】
前記第１コイル及び前記第２コイルの中で１つは、コアに巻かれて前記ハウジングの側面に設置される請求項１に記載のプラズマチャンバー。
【請求項１１】
前記第１コイル及び前記第２コイルは、ＲＦ信号を提供するＲＦ電源に連結される請求項１に記載のプラズマチャンバー。
【請求項１２】
前記第１コイル及び前記第２コイルは、前記ＲＦ電源に並列に連結される請求項１１に記載のプラズマチャンバー。
【請求項１３】
前記第１コイルの入力端に直列に連結される第１可変キャパシターと、
前記第２コイルの入力端に直列に連結される第２可変キャパシターと、
をさらに含む請求項１１に記載のプラズマチャンバー。
【請求項１４】
前記第１コイルの接地端に直列に連結される第１容量性素子と、
前記第２コイルの接地端に直列に連結される第２容量性素子と、
をさらに含む請求項１１に記載のプラズマチャンバー。
【請求項１５】
前記第１容量性素子のインピーダンスは、前記第１コイルのインピーダンスの半分に設定され、
前記第２容量性素子のインピーダンスは前記第２コイルのインピーダンスの半分に設定される請求項１４に記載のプラズマチャンバー。
【請求項１６】
内部に基板が配置されてプラズマ処理が遂行される空間を提供する工程ユニットと、
ガスからプラズマを発生させて前記工程ユニットにプラズマを供給するプラズマ発生ユニットと、を含み、
前記プラズマ発生ユニットは、
ＲＦ信号を提供するＲＦ電源と、
ガスが注入されてプラズマが生成されるハウジングと、
前記ハウジングの一面に設置され、前記ＲＦ信号が印加されて前記ハウジングに電磁場を誘導する第１コイルと、
前記ハウジングの他面に設置され、前記ＲＦ信号が印加されて前記ハウジングに電磁場を誘導する第２コイルと、
を含む基板処理装置。
【請求項１７】
前記ハウジングは柱形に形成され、
前記第１コイルは前記ハウジングの上面に設置され、
前記第２コイルは、前記ハウジングの側面に設置される請求項１６に記載の基板処理装置。
【請求項１８】
前記ハウジングは、底面の面積が互に異なる複数の柱が連結された形状を有し、
前記第１コイルは、前記複数の柱の中で第１柱の側面に設置され、
前記第２コイルは、前記複数の柱の中で第２柱の側面に設置される請求項１６に記載の基板処理装置。
【請求項１９】
前記ハウジングは、底面の面積が互に異なる複数の柱が連結された形状を有し、
前記第１コイルは、前記複数の柱の中で第１柱の側面に設置され、
前記第２コイルは、前記複数の柱の中で第２柱の上面に設置される請求項１６に記載の基板処理装置。
【請求項２０】
前記第１柱の底面の面積は、前記第２柱の底面の面積よりさらに小さい請求項１９に記載の基板処理装置。
【請求項２１】
前記プラズマ発生ユニットは、前記第１柱の上面に設置される第３コイルをさらに含む請求項１９に記載の基板処理装置。
【請求項２２】
前記プラズマ発生ユニットは、前記第２柱の側面に設置される第４コイルをさらに含む請求項１９に記載の基板処理装置。
【請求項２３】
前記ハウジングは、底面の面積が互に異なる複数の柱との間に円錐ピラミッドが連結された形状を有し、
前記第１コイルは前記複数の柱の中で１つの柱の側面に設置され、
前記第２コイルは前記円錐ピラミッドの側面に設置される請求項１６に記載の基板処理装置。
【請求項２４】
前記プラズマ発生ユニットは、前記複数の柱の中で他の１つの柱の側面に設置される第５コイルをさらに含む請求項２３に記載の基板処理装置。
【請求項２５】
前記第１コイル及び前記第２コイルの中で１つは、コアに巻かれて前記ハウジングの側面に設置される請求項１６に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラズマチャンバー及び基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体、ディスプレイ、ソーラセル等を製造する工程にはプラズマを利用して基板を処理する工程が含まれている。例えば、半導体製造工程の中で乾式蝕刻に使用される蝕刻装置又はアッシング（ａｓｈｉｎｇ）に使用されるアッシング装置はプラズマを生成するためのチャンバーを含み、基板は前記チャンバーで生成されたプラズマを利用して蝕刻又はアッシング処理され得る。
【０００３】
従来のプラズマチャンバーはチャンバーの側面にコイルを巻いて設置し、前記コイルに時変電流を流してチャンバー内に電磁場を誘導することによってプラズマを発生させた。しかし、このようなプラズマチャンバーはチャンバーの中心部で発生されるプラズマの密度が高い反面、縁で発生されるプラズマの密度は低く現れる問題がある。
【０００４】
言い換えれば、従来のプラズマチャンバーではチャンバーの空間にかけてプラズマが不均一に発生される。その結果、基板の中心部と縁部のプラズマ処理結果が異なり、基板処理工程の収率が低下する問題が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，１０５，４１５号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｓ．Ｓ．Ｋｉｍ，  ｅｔ  ａｌ．  “Ａｎｔｅｎｎａ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｕｎｉｆｏｒｍ  ｌａｒｇｅ−ａｒｅａ  ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｐｌａｓｍａ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ”，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．Ｖｏｌ．７７，ｐｐ４９２（２０００）
【非特許文献２】Ｋｅｈ−ｃｈｙａｎｇ  Ｌｅｏｕ，  ｅｔ  ａｌ．“Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｎ  ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｐｌａｓｍａ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｕｓｉｎｇ  ａ  ｓｈａｐｅ−ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ  ｃｏｉｌ”，ＪＪＡＰ  Ｖｏｌ．３８，ｐｐ．４２６８−４２７４（１９９９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一実施形態は、チャンバーの空間にかけてプラズマを均一に生成するプラズマチャンバー及び基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明の一実施形態は、基板の全領域を均一に処理してプラズマによって処理された基板の不良率を減少させるプラズマチャンバー及び基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の一実施形態は、工程の収率を改善するプラズマチャンバー及び基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態によるプラズマチャンバーは、ガスが注入されてプラズマが生成されるハウジングと、前記ハウジングの一面に設置される第１コイルと、前記ハウジングの他面に設置される第２コイルと、を包含することができる。
【００１１】
前記ハウジングは、柱形に形成され、前記第１コイルは、前記ハウジングの上面に設置され、前記第２コイルは、前記ハウジングの側面に設置され得る。
【００１２】
前記ハウジングは、底面の面積が互に異なる複数の柱が連結された形状を有し、前記第１コイルは、前記複数の柱の中で第１柱の側面に設置され、前記第２コイルは、前記複数の柱の中で第２柱の側面に設置され得る。
【００１３】
前記ハウジングは、底面の面積が互に異なる複数の柱が連結された形状を有し、前記第１コイルは、前記複数の柱の中で第１柱の側面に設置され、前記第２コイルは、前記複数の柱の中で第２柱の上面に設置され得る。
【００１４】
前記第１柱の底面の面積は、前記第２柱の底面の面積よりさらに小さいことがあり得る。
【００１５】
前記プラズマチャンバーは、前記第１柱の上面に設置される第３コイルをさらに包含することができる。
【００１６】
前記プラズマチャンバーは、前記第２柱の側面に設置される第４コイルをさらに包含することができる。
【００１７】
前記ハウジングは、底面の面積が互に異なる複数の柱との間に円錐ピラミッドが連結された形状を有し、前記第１コイルは、前記複数の柱の中で１つの柱の側面に設置され、前記第２コイルは、前記円錐ピラミッドの側面に設置され得る。
【００１８】
前記プラズマチャンバーは、前記複数の柱の中で他の１つの柱の側面に設置される第５コイルをさらに包含することができる。
【００１９】
前記第１コイル及び前記第２コイルの中で１つは、コアに巻かれて前記ハウジングの側面に設置され得る。
【００２０】
前記第１コイル及び前記第２コイルは、ＲＦ信号を提供するＲＦ電源に連結され得る。
【００２１】
前記第１コイル及び前記第２コイルは、前記ＲＦ電源に並列に連結され得る。
【００２２】
前記プラズマチャンバーは、前記第１コイルの入力端に直列に連結される第１可変キャパシターと、前記第２コイルの入力端に直列に連結される第２可変キャパシターと、をさらに包含することができる。
【００２３】
前記プラズマチャンバーは、前記第１コイルの接地端に直列に連結される第１容量性素子と、前記第２コイルの接地端に直列に連結される第２容量性素子と、をさらに包含することができる。
【００２４】
前記第１容量性素子のインピーダンスは、前記第１コイルのインピーダンスの半分で設定され、前記第２容量性素子のインピーダンスは、前記第２コイルのインピーダンスの半分で設定され得る。
【００２５】
本発明の一実施形態による基板処理装置は、内部に基板が配置されてプラズマ処理が遂行される空間を提供する工程ユニットと、ガスからプラズマを発生させて前記工程ユニットにプラズマを供給するプラズマ発生ユニットを含み、前記プラズマ発生ユニットは、ＲＦ信号を提供するＲＦ電源と、ガスが注入されてプラズマが生成されるハウジングと、前記ハウジングの一面に設置され、前記ＲＦ信号が印加されて前記ハウジングに電磁場を誘導する第１コイルと、前記ハウジングの他面に設置され、前記ＲＦ信号が印加されて前記ハウジングに電磁場を誘導する第２コイルと、を包含することができる。
【００２６】
前記ハウジングは柱形に形成され、前記第１コイルは、前記ハウジングの上面に設置され、前記第２コイルは、前記ハウジングの側面に設置され得る。
【００２７】
前記ハウジングは、底面の面積が互に異なる複数の柱が連結された形状を有し、前記第１コイルは、前記複数の柱の中で第１柱の側面に設置され、前記第２コイルは、前記複数の柱の中で第２柱の側面に設置され得る。
【００２８】
前記ハウジングは、底面の面積が互に異なる複数の柱が連結された形状を有し、前記第１コイルは、前記複数の柱の中で第１柱の側面に設置され、前記第２コイルは、前記複数の柱の中で第２柱の上面に設置され得る。
【００２９】
前記第１柱の底面の面積は、前記第２柱の底面の面積よりさらに小さいことがあり得る。
【００３０】
前記プラズマ発生ユニットは、前記第１柱の上面に設置される第３コイルをさらに包含することができる。
【００３１】
前記プラズマ発生ユニットは、前記第２柱の側面に設置される第４コイルをさらに包含することができる。
【００３２】
前記ハウジングは、底面の面積が互に異なる複数の柱との間に円錐ピラミッドが連結された形状を有し、前記第１コイルは前記複数の柱の中で１つの柱の側面に設置され、前記第２コイルは前記円錐ピラミッドの側面に設置され得る。
【００３３】
前記プラズマ発生ユニットは、前記複数の柱の中で他の１つの柱の側面に設置される第５コイルをさらに包含することができる。
【００３４】
前記第１コイル及び前記第２コイルの中で１つは、コアに巻かれて前記ハウジングの側面に設置され得る。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の一実施形態によれば、チャンバーの中心軸からの距離に関わらず、高密度のプラズマが均一に生成され得る。
【００３６】
本発明の一実施形態によれば、プラズマによって処理される基板の不良率が減って工程の収率が向上され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態によるプラズマ発生ユニットを使用する基板処理装置を示す図面である。
【図２】本発明の多様な実施形態によるプラズマチャンバーの斜視図である。
【図３】本発明の多様な実施形態によるプラズマチャンバーの斜視図である。
【図４】本発明の多様な実施形態によるプラズマチャンバーの斜視図である。
【図５】本発明の多様な実施形態によるプラズマチャンバーの斜視図である。
【図６】本発明の多様な実施形態によるプラズマチャンバーの斜視図である。
【図７】本発明の多様な実施形態によるプラズマチャンバーの斜視図である。
【図８】本発明の多様な実施形態によるプラズマチャンバーの斜視図である。
【図９】本発明の多様な実施形態によるプラズマチャンバーの斜視図である。
【図１０】本発明の多様な実施形態によるプラズマチャンバーの斜視図である。
【図１１】本発明の多様な実施形態によるプラズマチャンバーの斜視図である。
【図１２】本発明の一実施形態にしたがってハウジングの側面に設置されたコアを示す図面である。
【図１３】本発明の一実施形態にしたがって導線が巻かれたコアを示す図面である。
【図１４】本発明の一実施形態によるプラズマ発生ユニットを示す回路図である。
【図１５】本発明の他の実施形態によるプラズマ発生ユニットを示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明の他の長所及び特徴、そしてそれらを達成する方法は添付される図面と共に詳細に後述される実施形態を参照すれば、明確になる。しかし、本発明は以下で開示される実施形態に限定されることはなく、互に異なる多様な形態に具現でき、単なる本実施形態は本発明の開示が完全になるようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項の範疇によって定義されるだけである。
【００３９】
もし定義されなくとも、ここで使用されるすべての用語（技術或いは科学用語を包含）はこの発明が属する従来技術で普遍的な技術によって一般的に使用されるものと同一な意味を有する。一般的な辞書によって定義された用語は関連した技術及び／或いは本出願の本文において意味することと同一な意味を有することと解釈されることができ、そしてここで明確に定義された表現ではなくても概念化されるか、或いは過度に形式的に解釈されるべきではない。
【００４０】
本明細書で使用された用語は実施形態を説明するためのものであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書で単数形は文句で特別に言及しない限り複数形も含む。明細書で使用される‘含む’及び／又はこの動詞の多様な活用形、例えば‘包含’‘包含する’、‘含み’、‘包含し’等が言及された造成、成分、構成要素、段階、動作及び／又は素子は１つ以上の他の造成、成分、構成要素、段階、動作及び／又は素子の存在又は追加を排除しない。本明細書で‘及び／又は’という用語は羅列された構成各々又はこれらの多様な組合せを示す。
【００４１】
以下、本明細書に添付された図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００４２】
図１は本発明の一実施形態によるプラズマ発生ユニットを使用する基板処理装置を示す図面である。
【００４３】
図１を参照すれば、基板処理装置１はプラズマを利用して基板Ｗ上の薄膜を蝕刻又はアッシングすることができる。蝕刻又はアッシングしようとする薄膜は窒化膜であり得る。一例によれば、窒化膜はシリコン窒化膜（Ｓｉｌｉｃｏｎｎｉｔｒｉｄｅ）であり得る。
【００４４】
基板処理装置１は工程ユニット１００、排気ユニット２００、及びプラズマ発生ユニット３００を有することができる。工程ユニット１００は基板が置かれ、蝕刻又はアッシング工程が遂行される空間を提供することができる。排気ユニット２００は工程ユニット１００の内部に留まる工程ガス及び基板処理過程で発生した反応副産物等を外部へ排出し、工程ユニット１００内の圧力を設定圧力に維持することができる。プラズマ発生ユニット３００は外部から供給される工程ガスからプラズマ（ｐｌａｓｍａ）を生成させ、これを工程ユニット１００に供給することができる。
【００４５】
工程ユニット１００は工程チャンバー１１０、基板支持部１２０、及びバッフル１３０を有することができる。工程チャンバー１１０の内部には基板処理工程を遂行する処理空間１１１が形成され得る。工程チャンバー１１０は上部壁が開放され、側壁には開口（図示せず）が形成され得る。基板は開口を通じて工程チャンバー１１０に出入することができる。開口はドア（図示せず）のような開閉部材によって開閉され得る。工程チャンバー１１０の底面には排気ホール１１２が形成され得る。排気ホール１１２は排気ユニット２００に連結され、工程チャンバー１１０の内部に留まるガスと反応副産物とが外部へ排出される通路を提供することができる。
【００４６】
基板支持部１２０は基板Ｗを支持することができる。基板支持部１２０はサセプタ１２１と支持軸１２３とを包含することができる。サセプタ１２１は処理空間１１１内に位置され、円板形状に提供され得る。サセプタ１２１は支持軸１２３によって支持され得る。基板Ｗはサセプタ１２１の上面に置かれることができる。サセプタ１２１の内部には電極（図示せず）が提供され得る。電極は外部電源に連結され、印加された電力によって静電気を発生させ得る。発生された静電気は基板Ｗをサセプタ１２１に固定させ得る。サセプタ１２１の内部には加熱部材１２５が提供され得る。一例によれば、加熱部材１２５はヒーティングコイルであり得る。また、サセプタ１２１の内部には冷却部材１２６が提供され得る。冷却部材は冷却水が流れる冷却ラインで提供され得る。加熱部材１２５は基板Ｗを既設定された温度に加熱することができる。冷却部材１２６は基板Ｗを強制冷却させ得る。工程処理が完了された基板Ｗは常温状態又は次の工程進行に要求される温度に冷却され得る。
【００４７】
バッフル１３０はサセプタ１２１の上部に位置することができる。バッフル１３０にはホール１３１が形成され得る。ホール１３１はバッフル１３０の上面から下面まで提供される貫通ホールに提供され、バッフル１３０の各領域に均一に形成され得る。
【００４８】
再び図１を参照すれば、プラズマ発生ユニット３００は工程チャンバー１１０の上部に位置することができる。プラズマ発生ユニット３００はソースガスを放電させてプラズマを生成し、生成されたプラズマを処理空間１１１に供給することができる。プラズマ発生ユニット３００は電源３０１、ハウジング３０２、及びコイル３０３を包含することができる。さらに、前記プラズマ発生ユニット３００は第１ソースガス供給部３２０、第２ソースガス供給部３２２、及び流入ダクト３４０をさらに包含することができる。
【００４９】
ハウジング３０２は工程チャンバー１１０の外部に位置することができる。一例によれば、ハウジング３０２は工程チャンバー１１０の上部に位置されて工程チャンバー１１０に結合され得る。ハウジング３０２には上面及び下面が開放された放電空間が内部に形成され得る。ハウジング３０２の上端はガス供給ポート３２５によって密閉され得る。ガス供給ポート３２５は第１ソースガス供給部３２０に連結され得る。第１ソースガスはガス供給ポート３２５を通じて放電空間に供給され得る。第１ソースガスはジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２（Ｄｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ）、窒素Ｎ２、及び酸素Ｏ２を包含することができる。選択的に第１ソースガスは四フッ化炭素ＣＦ４（Ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ）等の他の種類のガスをさらに包含することができる。
【００５０】
コイル３０３は誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）コイルであり得る。コイル３０３はハウジング３０２の外部でハウジング３０２に複数回巻かれることができる。コイル３０３は放電空間に対応する領域でハウジング３０２に巻かれることができる。コイル３０３の一端は電源３０１に連結され、他端は接地され得る。
【００５１】
電源３０１はコイル３０３に高周波電流を供給することができる。コイル３０３に供給された高周波電力は放電空間に印加され得る。高周波電流によって放電空間には誘導電磁場が形成され、放電空間内において第１ソースガスは誘導電磁場からイオン化に必要であるエネルギーを得てプラズマ状態に変換され得る。
【００５２】
流入ダクト３４０はハウジング３０２と工程チャンバー１１０との間に位置することができる。流入ダクト３４０は工程チャンバー１１０の開放された上面を密閉し、下端にバッフル１３０が結合され得る。流入ダクト３４０の内部には流入空間３４１が形成され得る。流入空間３４１は放電空間と処理空間１１１とを連結し、放電空間で生成されたプラズマが処理空間１１１に供給される通路として提供することができる。
【００５３】
流入空間３４１は流入口３４１ａと拡散空間３４１ｂとを包含することができる。流入口３４１ａは放電空間の下部に位置し、放電空間に連結され得る。放電空間で生成されたプラズマは流入口３４１ａを通じて流れ込み得る。拡散空間３４１ｂは流入口３４１ａの下部に位置し、流入口３４１ａと処理空間１１１とを連結することができる。拡散空間３４１ｂは下に行くほど、断面積がだんだん広くなり得る。拡散空間３４１ｂは逆漏斗形状を有することができる。流入口３４１ａで供給されたプラズマは拡散空間３４１ｂを通過する間拡散され得る。
【００５４】
放電空間で発生されたプラズマが工程チャンバー１１０に供給される通路には第２ソースガス供給部３２２が連結され得る。例えば、第２ソースガス供給部３２２はコイル３０３の下端が提供される位置と拡散空間３４１ｂの上端が提供される位置との間でプラズマが流れる通路に第２ソースガスを供給することができる。一例によれば、第２ソースガスは三フッ化窒素ＮＦ３（Ｎｉｔｒｏｇｅｎｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）を包含することができる。選択的に第２ソースガスの供給無しで第１ソースガスのみで蝕刻又はアッシング工程が遂行されることもできる。
【００５５】
前記プラズマ発生ユニット３００の構造は前述した例に限定されることはなく、後述するようにソースガスからプラズマを発生させるための多様な構造が使用され得る。
【００５６】
本発明の一実施形態によるプラズマ発生ユニットはＲＦ信号を提供するＲＦ電源、及び前記ＲＦ信号を利用してプラズマを生成するプラズマチャンバーを包含することができる。前記プラズマチャンバーはハウジング及びコイルを包含することができる。
【００５７】
一実施形態によれば、前記プラズマチャンバーは、ハウジングに複数のコイルが設置され、前記複数のコイルの各々は前記ハウジングの各々の他の面に設置され得る。
【００５８】
前記ハウジングは内部にガスが注入されてプラズマを生成し得る。一実施形態によれば、前記ハウジングはＲＦ電源から高周波電力が伝達され、前記高周波電力を利用して容器に注入されるガスをプラズマ状態に変化させ得る。
【００５９】
前記ハウジングには複数のコイルが設置され得る。一実施形態によれば、前記プラズマチャンバーはハウジングの一面に設置される第１コイル、及びハウジングの他面に設置される第２コイルを包含することができる。
【００６０】
図２は本発明の一実施形態によるプラズマチャンバー３０を示す斜視図である。
【００６１】
本発明の一実施形態によるプラズマチャンバー３０は柱形に形成されたハウジング３０２を包含することができる。例えば、図２に示したように、前記ハウジング３０２は円柱形状を有することができる。
【００６２】
前記プラズマチャンバー３０はハウジング３０２の上面に設置された第１コイル３２１、及びハウジング３０２の側面に設置された第２コイル３２２を包含することができる。言い換えれば、前記第１コイル３２１及び前記第２コイル３２２各々はハウジング３０２の各々の他の面に設置され得る。
【００６３】
図２に図示されたプラズマチャンバー３０のハウジング３０２は円柱の形状を有するが、ハウジングの形状はこれに制限されることなく、実施形態にしたがって多様であり得る。
【００６４】
図３は本発明の他の実施形態によるプラズマチャンバー３０を示す斜視図である。図３に示したように、前記プラズマチャンバー３０のハウジング３０２は角柱で形成されることもでき、前記角柱は三角柱、方形柱、五角柱、六角柱等の多様な角柱を包含することができる。
【００６５】
前述した図２及び図３に図示されたハウジング３０２は単一柱形状を有するが、実施形態にしたがって前記ハウジング３０２は複数の互に異なる柱が連結された形状を有することもあり得る。
【００６６】
図４は本発明の他の実施形態によるプラズマチャンバー３０を示す斜視図である。
【００６７】
図４に示したように、前記ハウジング３０２は底面の面積が互に異なる複数の柱が連結された形状を有することができる。例えば、図４に示したように、前記ハウジング３０２が２つの円柱３１１、３１２が連結された形状を有する場合、各々の円柱の底面の半径又は直径は互いに異なり得る。実施形態にしたがって、前記ハウジング３０２が２つの角柱が連結された形状を有する場合にも、各々の角柱の底面の面積は互いに異なり得る。
【００６８】
本発明の一実施形態によれば、前記第１コイル３２１は複数の柱の中で第１柱３１１の側面に設置され得る。そして、前記第２コイル３２２は複数の柱の中で第２柱３１２の側面に設置され得る。このように、前記プラズマチャンバーに含まれる複数のコイル各々はハウジングの各々の他の面に設置され得る。
【００６９】
図４に図示されたプラズマチャンバー３０は直径が互に異なる２つの円柱３１１、３１２が連結された形状を有するハウジング３０２を包含するが、実施形態にしたがって前記ハウジング３０２は円柱と角柱とが連結された形態とすることができ、底面の頂点の個数が異なる角柱が連結された形態であり得る。
【００７０】
実施形態にしたがって、前記ハウジング３０２は３つ又はそれ以上の柱が連結された形状を有することもあり得る。
【００７１】
図５は本発明の他の実施形態によるプラズマチャンバー３０を示す斜視図である。
【００７２】
図５に図示されたように、前記ハウジング３０２は３つの柱３１１、３１２、３１３が連結された形状であり、各々の柱は底面の面積が互いに異なり得る。３つの柱の各々は側面にコイル３２１、３２２、３２３が設置され得る。
【００７３】
本発明の一実施形態によれば、前記複数のコイルの中で１つは第１柱の側面に設置されることができ、前記複数のコイルの中でその他の１つは第２柱の上面に設置されることもできる。
【００７４】
図６は本発明の一実施形態によるプラズマチャンバー３０を示す斜視図である。
【００７５】
図６に示したように、前記ハウジング３０２は底面の面積が互に異なる複数の柱３１１、３１２が連結された形状を有することができる。そして、第１コイル３２１は複数の柱の中で第１柱３１１の側面に設置されることができ、第２コイル３２２は複数の柱の中で第２柱３１２の上面に設置され得る。
【００７６】
一実施形態によれば、前記第１柱３１１の底面の面積は前記第２柱３１２の底面の面積よりさらに小さいことがあり得る。言い換えれば、ハウジング３０２が底面の面積が互に異なる柱を連結した形態を有する場合、複数のコイルの中で１つは底面の面積がさらに小さい柱の側面に設置され、複数のコイルの中でその他の１つは底面の面積がさらに大きい柱の上面に設置され得る。
【００７７】
本発明の一実施形態によれば、前記プラズマチャンバーは底面の面積がさらに小さい柱の上面に設置される第３コイルをさらに包含することができる。
【００７８】
図７は本発明の一実施形態によるプラズマチャンバー３０を示す斜視図である。図７に示したように、前記第１柱３１１の上面には第３コイル３２３が追加的に設置されて、前記プラズマチャンバー３０は３つのコイルを各々の他の面に包含することができる。
【００７９】
本発明の他の実施形態によれば、前記プラズマチャンバーは底面の面積がさらに大きい柱の側面に設置される第４コイルをさらに包含することができる。
【００８０】
図８は本発明の他の実施形態によるプラズマチャンバー３０を示す斜視図である。図８に示したように、第１コイル３２１と第２コイル３２２以外に、第２柱３１２の側面にも第４コイル３２４が設置され得る。
【００８１】
実施形態にしたがって、前記プラズマチャンバーは第３コイル３２３と第４コイル３２４とを共に包含することもあり得る。
【００８２】
本発明の一実施形態によれば、前記ハウジング３０２は複数の柱との間に円錐ピラミッド（ｃｏｎｅ  ｐｙｒａｍｉｄ）が連結された形状を有することができる。
【００８３】
図９は本発明の一実施形態によるプラズマチャンバー３０を示す斜視図である。図９に示したように、前記ハウジング３０２は底面の面積が互に異なる複数の柱３１１、３１２の間に円錐ピラミッド３１４が連結された形状を有することができる。
【００８４】
前記円錐ピラミッド３１４は上面が第１柱３１１の底面と一致され、底面が第２柱３１２の上面と一致され得る。前記円錐ピラミッドは上下に連結された柱の種類にしたがって円錐台、三角錐台、四角円錐ピラミッド等の多様な形状を有することができる。
【００８５】
図９に示したように、前記第１コイル３２１は複数の柱３１１、３１２の中で１つの柱３１１の側面に設置され得る。そして、前記第２コイル３２２は円錐ピラミッド３１４の側面に設置され得る。
【００８６】
本発明の他の実施形態によれば、前記プラズマチャンバーは複数の柱３１１、３１２の中で他の１つの柱３１２の側面に設置された第５コイル３２５をさらに包含することができる。
【００８７】
図１０は本発明の他の実施形態によるプラズマチャンバー３０を示す斜視図である。図１０に示したように、前記プラズマチャンバー３０は、第１柱３１１の側面に設置された第１コイル３２１及び円錐ピラミッド３１４の側面に設置された第２コイル３２２以外に、第２柱３１２の側面に設置された第５コイル３２５をさらに包含することができる。
【００８８】
実施形態にしたがって、前記プラズマチャンバーは第５コイル３２５の代わりに第１柱３１１の上面に第６コイルをさらに包含することもでき、前記第５コイル３２５と共に前記第６コイルを包含することもできる。
【００８９】
本発明の一実施形態によれば、前記第１コイル及び前記第２コイルの中で１つはコアに巻かれて前記ハウジングの側面に設置され得る。
【００９０】
図１１は本発明の一実施形態によるプラズマチャンバー３０を示す斜視図である。図１１に示したように、前記プラズマチャンバー３０の第１コイル３２１は第１柱３１１の側面に巻かれて設置され、第２コイル３２２はコア３２２１に巻かれて第２柱３１２の側面に設置され得る。
【００９１】
一実施形態によれば、前記コア３２２１はハウジングの周辺に設置され得る。
【００９２】
図１２は本発明の一実施形態にしたがってハウジング３０２の側面に設置されたコア３２２１を示す平面図である。図１２に示したように、前記コア３２２１は容器の側面周辺に同一の間隔に配置でき、実施形態にしたがって、前記コアの個数やコアの間の間隔は変更されることができる。
【００９３】
前記コア３２２１はフェライトのような強磁性体で作ることができる。前記コア３２２１は石英のような絶縁体３２２２によって容器の側面に固定され得る。
【００９４】
前記コア３２２１には導線が巻かれている。
【００９５】
図１３は本発明の一実施形態にしたがって導線３２２０が巻かれたコア３２２１を示す図面である。図１３に示したように、中央に孔が開いたコア３２２１の外側面に沿って導線３２２０が巻かれることがあり得る。前記ハウジングの側面周辺に固定された複数のコア３２２１に巻かれた導線は直列に連結され得る。
【００９６】
実施形態にしたがって、図１１に図示されたものと異なり、前記プラズマチャンバー３０は第１コイル３２１がコアに巻かれて第１柱３１１の側面に設置され、第２コイル３２２が第２柱３１２の側面に巻かれて設置されることもあり得る。
【００９７】
図１４は本発明の一実施形態によるプラズマ発生ユニット３００を示す回路図である。
【００９８】
図１４に示したように、前記プラズマ発生ユニット３００はＲＦ電源３０１及びプラズマチャンバー３０を包含することができる。
【００９９】
前記ＲＦ電源３０１はＲＦ信号を提供することができる。一実施形態によれば、前記ＲＦ電源３０１はＲＦ信号を生成してプラズマチャンバー３０側に伝送することによってチャンバーに高周波電力を伝達することができる。
【０１００】
本発明の一実施形態によれば、前記ＲＦ電源３０１は正弦波形態のＲＦ信号を生成して出力するが、前記ＲＦ信号はこれに制限されることはなく、球形波、三角波、鋸歯波、パルス波形等の多様な波形を有することができる。
【０１０１】
前記プラズマチャンバー３０はＲＦ信号を利用してプラズマを生成することができる。前記プラズマチャンバー３０はハウジング３０２、第１コイル３２１、及び第２コイル３２２を包含することができる。
【０１０２】
前記ハウジング３０２は内部にガスが注入されてプラズマを生成し得る。一実施形態によれば、前記ハウジング３０２はＲＦ信号を通じて伝達される高周波電力を利用して容器に注入されるガスをプラズマ状態に変化させ得る。
【０１０３】
前記第１コイル３２１はハウジング３０２の一面に設置され、前記ＲＦ電源３０１からＲＦ信号が印加されてハウジング３０２に電磁場を誘導することができる。前記第２コイル３２２はハウジング３０２の他面に設置され、前記ＲＦ信号が印加されてハウジング３０２に電磁場を誘導することができる。
【０１０４】
図１４に図示されたプラズマチャンバー３０は、ハウジング３０２が底面が互に異なる２つの柱との間に円錐ピラミッドが連結された形状を有し、第１コイル３２１が２つの柱の中で１つの柱の側面に設置され、第２コイル３２２が円錐ピラミッドの側面に設置されている。しかし、前記プラズマチャンバー３０は図１４に図示された実施形態に制限されることなく、前述した本発明の一実施形態によるプラズマチャンバー３０が使用され得る。
【０１０５】
本発明の一実施形態によれば、前記第１コイル３２１及び前記第２コイル３２２は１つのＲＦ電源３０１に並列に連結され得る。しかし、ＲＦ電源３０１の個数は１つに制限されることなく、プラズマチャンバー３０に含まれるコイルの個数と同じぐらい具備できる。
【０１０６】
図１５は本発明の他の実施形態によるプラズマ発生ユニット３００を示す回路図である。図１５に示したように、前記プラズマ発生ユニット３００はコイル３２１、３２２の個数と同じ数のＲＦ電源３０１１、３０１２を包含することができる。例えば、第１ＲＦ電源３０１１は第１コイル３２１に連結されてＲＦ信号を提供し、第２ＲＦ電源３０１２は第２コイル３２２に連結されてＲＦ信号を提供することができる。
【０１０７】
図１４及び図１５に示したように、本発明の一実施形態によれば、前記プラズマ発生ユニットは、第１コイル３２１の入力端に直列に連結された第１可変キャパシター２３、及び第２コイル３２２の入力端に直列に連結された第２可変キャパシター２４をさらに包含することができる。前記第１可変キャパシター２３及び前記第２可変キャパシター２４は制御器（図示せず）によってキャパシタンスが調節されて、ＲＦ電源から第１コイル３２１及び第２コイル３２２に伝達されるＲＦ電力量を制御することができる。
【０１０８】
図１４及び図１５に示したように、本発明の一実施形態によれば、前記プラズマ発生ユニットは、第１コイル３２１の接地端に直列に連結される第１容量性素子２５、及び第２コイル３２２の接地端に直列に連結される第２容量性素子２６をさらに包含することができる。
【０１０９】
前記第１容量性素子２５のインピーダンスは第１コイル３２１のインピーダンスの半分に設定されることができ、前記第２容量性素子２６のインピーダンスは第２コイル３２２のインピーダンスの半分に設定され得る。
【０１１０】
第１コイル３２１及び第２コイル３２２に伝達されるＲＦ電力量を調節する第１可変キャパシター２３及び第２可変キャパシター２４と異なり、前記第１容量性素子２５及び前記第２容量性素子２６は第１コイル３２１の両端の間の電位差と第２コイル３２２の両端の間の電位差とを減少させてコイルに平衡電圧を印加するために使用され得る。
【０１１１】
以上、複数のコイル各々がハウジングの互に異なる面に設置されたプラズマチャンバー及び基板処理装置が説明された。前記プラズマチャンバー及び基板処理装置によれば、ハウジングの中心軸からの距離に関わらず容器内の空間全体にかけて高密度のプラズマが均一に生成され得る。また、前記プラズマチャンバー及びプラズマ発生装置はプラズマによって処理される基板の全領域を均一に処理することができ、基板の不良率を減少させ、工程の収率を向上させることができる効果を得られる。
【符号の説明】
【０１１２】
１  基板処理装置、
２３  第１可変キャパシター、
２４  第２可変キャパシター、
２５  第１容量性素子、
２６  第２容量性素子、
３０  プラズマチャンバー、
１００  工程ユニット、
３００  プラズマ発生ユニット、
３０１、３０１１、３０１２  ＲＦ電源、
３０２  ハウジング、
３０３  コイル、
３１１  第１柱、
３１２  第２柱、
３１３  第３柱、
３１４  円錐ピラミッド、
３２１  第１コイル、
３２２  第２コイル、
３２３  第３コイル、
３２４  第４コイル、
３２５  第５コイル、
３２２１  コア、
Ｗ  基板。
【図１】
2014132570.tif 000003
【図２】
2014132570.tif 000004
【図３】
2014132570.tif 000005
【図４】
2014132570.tif 000006
【図５】
2014132570.tif 000007
【図６】
2014132570.tif 000008
【図７】
2014132570.tif 000009
【図８】
2014132570.tif 000010
【図９】
2014132570.tif 000011
【図１０】
2014132570.tif 000012
【図１１】
2014132570.tif 000013
【図１２】
2014132570.tif 000014
【図１３】
2014132570.tif 000015
【図１４】
2014132570.tif 000016
【図１５】
2014132570.tif 000017