KR100798350B1 - Self-reinforced plasma source with cross-arranged outer ferrite cores - Google Patents

Abstract

Translated fromKorean

본 발명의 자기 강화된 플라즈마 소오스는 기판이 놓이는 서셉터가 내부에 구비된 플라즈마 반응 챔버; 자속 출입구가 플라즈마 반응 챔버의 내측으로 향하여 플라즈마 반응 챔버의 내측으로 자속이 출력되도록 하며, 상하로 이격되어 플라즈마 반응 챔버의 상부를 가로질러 교차 배열된 제1 및 제2 페라이트 코어; 제1 및 제2 페라이트 코어에 각각 감겨 제1 및 제2 페라이트 코어에 자기장을 유도 시키는 제1 및 제2 유도 코일; 제1 유도 코일로 제1 주파수의 전원을 공급하는 제1 전원 공급원; 제2 유도 코일로 제2 주파수의 전원을 공급하는 제2 전원 공급원; 및 제1 및 제2 전원 공급원의 주파수의 위상차를 제어하여 제1 및 제2 페라이트 코어에 의해 유도되는 자기장의 벡터적 합에 의해 기판 상부에 평형 회전 이온 가속 경로가 유도 되도록 하는 위상 제어기를 포함한다. 본 발명의 자기 강화된 플라즈마 소오스는 플라즈마 반응 챔버의 상부에 수직으로 교차 배열되는 두 개의 제1 및 제2 페라이트 코어에 의해서 반응 챔버의 내측 기판의 상부에 평형 회전 이온 가속 경로가 유됨으로서 플라즈마 반응 챔버 내부에 고밀도의 플라즈마가 보다 균일하게 발생되고 유지된다.The self-enhanced plasma source of the present invention comprises a plasma reaction chamber having a susceptor on which a substrate is placed; First and second ferrite cores arranged to cross the upper portion of the plasma reaction chamber so that magnetic flux is output to the inside of the plasma reaction chamber toward the inside of the plasma reaction chamber; First and second induction coils wound around the first and second ferrite cores to induce a magnetic field in the first and second ferrite cores, respectively; A first power supply for supplying power at a first frequency to the first induction coil; A second power supply for supplying power at a second frequency to the second induction coil; And a phase controller that controls the phase difference of the frequencies of the first and second power sources to induce a balanced rotating ion acceleration path over the substrate by the vector sum of the magnetic fields induced by the first and second ferrite cores. . The self-enhanced plasma source of the present invention is a plasma reaction chamber in which an equilibrium rotating ion acceleration path is maintained on top of the inner substrate of the reaction chamber by two first and second ferrite cores arranged perpendicularly to the top of the plasma reaction chamber. High density plasma is generated and maintained more uniformly therein.

회전 자기장, 에칭, 증착, 반도체, 플라즈마Rotating field, etching, deposition, semiconductor, plasma

Description

Translated fromKorean

교차 배열된 외부 페라이트 코어를 구비한 자기 강화된 플라즈마 소오스{MAGNETICALLY ENHANCED PLASMA SOURCE HAVING CROSS ARRANGED EXTERNAL FERRITE CORE}MAGNETICALLY ENHANCED PLASMA SOURCE HAVING CROSS ARRANGED EXTERNAL FERRITE CORE}

본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.In order to more fully understand the drawings used in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 교차 배열된 페라이트 코어가 설치된 플라즈마 반응 챔버의 외관을 보여주는 사시도이다.1 is a perspective view showing the appearance of a plasma reaction chamber in which a ferrite core is arranged in a cross arrangement according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 플라즈마 반응 챔버의 내부 구조를 보여주는 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an internal structure of the plasma reaction chamber of FIG. 1.

도 3a 및 도 3b는 교차 배열된 페라이트 코어의 유도 코일에 공급되는 주파수의 위상 변화를 설명하기 위한 파형도이다.3A and 3B are waveform diagrams for explaining the phase change of the frequency supplied to the induction coils of the ferrite cores arranged crosswise.

도 4는 교차 배열된 페라이트 코어의 자속 출입구의 형상과 플라즈마 반응 챔버 내부에서 이온의 가속 경로를 보여주는 도면이다.4 is a view showing the shape of the magnetic flux entrance and exit of the ferrite core cross-arranged and the acceleration path of the ions in the plasma reaction chamber.

도 5는 교차 배열된 페라이트 코어의 자속 출입구의 형상을 직각형 구조로 변형한 예를 보여주는 도면이다.5 is a view showing an example in which the shape of the magnetic flux entrance and exit of the ferrite cores arranged crosswise is modified into a rectangular structure.

도 6은 이중 바이어스 전원을 구비한 플라즈마 반응 챔버를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a plasma reaction chamber having a dual bias power supply.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 교차 배열된 페라이트 코어가 설치된 플라즈마 반응 챔버의 외관을 보여주는 사시도이다.FIG. 7 is a perspective view showing the appearance of a plasma reaction chamber in which ferrite cores intersected with each other according to a second embodiment of the present invention are installed.

도 8은 도 7의 플라즈마 반응 챔버의 내부 천청 구조를 보여주기 위한 절개 사시도이다.FIG. 8 is a cutaway perspective view illustrating an internal celestial structure of the plasma reaction chamber of FIG. 7.

도 9는 자속 출구가 마주 대향하도록 절곡시킨 페라이트 코어를 채용한 변형예를 보여주는 사시도이다.9 is a perspective view showing a modification employing a ferrite core bent so that the magnetic flux outlets face each other.

도 10은 도 9의 프로세스 챔버의 내부 천정 구조를 보여주기 위한 절개 사시도이다.FIG. 10 is a cutaway perspective view illustrating an internal ceiling structure of the process chamber of FIG. 9.

도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 교차 배열된 페라이트 코어가 설치된 플라즈마 반응 챔버의 외관을 보여주는 사시도이다.FIG. 11 is a perspective view showing an appearance of a plasma reaction chamber in which ferrite cores arranged in a cross according to a third embodiment of the present invention are installed.

도 12는 도 11의 플라즈마 반응 챔버의 내부 구조를 보여주는 단면도이다.12 is a cross-sectional view illustrating an internal structure of the plasma reaction chamber of FIG. 11.

도 13은 플라즈마 반응 챔버의 상부 구조를 변형한 예를 보여주는 사시도이다. 그리고13 is a perspective view illustrating an example in which the upper structure of the plasma reaction chamber is modified. And

도 14는 도 13의 플라즈마 반응 챔버의 내부 천정 구조를 보여주기 위한 절개 사시도이다.FIG. 14 is a cutaway perspective view illustrating an internal ceiling structure of the plasma reaction chamber of FIG. 13.

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

10: 플라즈마 반응 챔버15: 서셉터10: plasma reaction chamber 15: susceptor

16: 샤워 헤드18: 기판16: shower head 18: substrate

20, 22: 페라이트 코어21, 23: 유도 코일20, 22:ferrite cores 21, 23: induction coil

30, 31, 32: 전원 공급원33: 플라즈마 이온 입자30, 31, 32: power supply 33: plasma ion particles

34: 평형 회전 이온 가속 경로34: Equilibrium Rotation Ion Acceleration Path

본 발명은 반도체 기판 처리를 위한 플라즈마 소오스에 관한 것으로, 구체적으로는 자기장을 이용하여 프로세스 챔버 내부의 플라즈마 밀도와 균일도를 강화시키는 자기 강화된 플라즈마 소오스에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a plasma source for processing a semiconductor substrate, and more particularly, to a magnetically enhanced plasma source that uses a magnetic field to enhance plasma density and uniformity inside a process chamber.

반도체 소자의 초미세화와 그리고 기판 사이즈의 증가 그리고 새로운 처리 대상 물질 등장 등의 여러 요인으로 인하여 반도체 제조 공정에서는 더욱 향상된 기판 처리 기술이 요구되고 있다. 특히, 플라즈마를 이용한 반도체 제조 공정으로 건식 에칭 공정 분야나 물리적/화학적 기상 증착 분야에서는 이러한 기술적 요구에 대응하여 자기장을 이용하여 고밀도의 플라즈마를 균일하게 얻을 수 있는 플라즈마 소오스에 대한 기술 개발이 지속되고 있다.Due to various factors such as ultra miniaturization of semiconductor devices, increase in substrate size, and the emergence of new materials to be treated, further improvements in substrate processing technologies are required in the semiconductor manufacturing process. In particular, in the field of dry etching process and physical / chemical vapor deposition, semiconductor technology using plasma continues to develop technologies for plasma sources that can uniformly obtain high-density plasma using magnetic fields. .

일반적으로 플라즈마 반응관의 압력을 낮추면 이온의 평균자유거리가 늘어나 웨이퍼에 충돌하는 이온의 에너지가 증가하고 이온들의 간의 산란현상도 줄어들기 때문에 이방성 에칭에 유리한 것으로 알려져 있다. 그러나 압력이 낮아지면 전자들 역시 평균자유거리가 늘어나 중성원자들과의 충돌이 감소함으로 플라즈마 상태를 유지하기가 어려워진다. 그럼으로 낮은 압력에서도 플라즈마를 유지할 수 있도록 자기장을 이용하여 전자들의 이동 거리를 증가시켜 중성원자들과의 충돌 빈도를 높여 낮은 압력에서도 플라즈마가 유지될 수 있는 기술이 제안되고 있다.In general, lowering the pressure of the plasma reaction tube increases the average free distance of ions, which increases the energy of ions colliding with the wafer and reduces scattering between the ions, which is known to be advantageous for anisotropic etching. However, when the pressure is lowered, the electrons also increase the average free distance, which reduces the collision with neutral atoms, making it difficult to maintain the plasma state. Therefore, a technique has been proposed to maintain the plasma at low pressure by increasing the frequency of collision with the neutral atoms by increasing the moving distance of electrons by using the magnetic field to maintain the plasma at low pressure.

또한, 기판 사이즈의 증가에 따라 기판이 처리되는 플라즈마 반응 챔버의 사 이즈도 증가되는데 이러한 경우 플라즈마 반응 챔버의 내부에 균일하게 플라즈마가 분포하기 어렵다. 그럼으로 자기장을 이용하여 플라즈마 반응 챔버의 내부에서 균일한 플라즈마 밀도가 유지될 수 있도록 하는 기술들이 제안되고 있다.In addition, as the substrate size increases, the size of the plasma reaction chamber in which the substrate is processed also increases. In this case, it is difficult to uniformly distribute the plasma inside the plasma reaction chamber. Therefore, techniques for using a magnetic field to maintain a uniform plasma density inside the plasma reaction chamber have been proposed.

플라즈마 반응 챔버의 내부에 균일한 플라즈마가 형성되도록 하기 위하여 영구 자석을 이용한 기술들이 제안되고 있다. 예를 들어, 영구 자석을 반응관 상부에 장착하거나, 상부에서 회전 시키는 등의 기술들이 제안되어 있다. 또는 기판을 회전 시켜서 비교적 균일한 기판 처리가 될 수 있도록 하고도 있다.Techniques using permanent magnets have been proposed to form a uniform plasma inside the plasma reaction chamber. For example, techniques have been proposed, such as mounting a permanent magnet on top of a reaction tube, or rotating on top. Alternatively, the substrate may be rotated to allow a relatively uniform substrate treatment.

영구 자석을 이용한 경우에는 크기가 작고 장착이 간단하며 별도로 외부에서 전원을 공급하지 않아도 되기 때문에 비교적 간단히 균일도를 향상 시킬 수는 있다. 그러나 자기장의 균일도가 좋지 않으며 자기장의 세기도 제어가 불가능하다. 기판을 회전하거나 영구 자석을 회전하는 경우에는 회전 구조물을 구성하기 위한 부담이 있다.In the case of using permanent magnets, the uniformity can be improved relatively simply because they are small in size, simple to install, and do not require external power supply. However, the uniformity of the magnetic field is not good and the strength of the magnetic field is not controllable. When rotating a substrate or rotating a permanent magnet, there exists a burden for constructing a rotating structure.

따라서 본 발명은 플라즈마 반응 챔버 내부에 고밀도의 플라즈마를 보다 균일하게 발생 유지할 수 있도록 반응 챔버의 내부에 평형 회전 이온 가속 경로를 유도하도록 교차 배열된 외부 페라이트 코어를 구비한 자기 강화된 플라즈마 소오스를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides a self-reinforced plasma source having an external ferrite core cross-arranged to induce an equilibrium rotational ion acceleration path inside the reaction chamber to more uniformly generate and maintain a high density plasma inside the plasma reaction chamber. The purpose is.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 교차 배열된 외부 페라이트 코어를 구비한 자기 강화된 플라즈마 소오스에 관한 것이다. 본 발명의 플라즈마 소오스는: 기판이 놓이는 서셉터가 내부에 구비된 플라즈마 반응 챔버; 자속 출입구가 플라즈마 반응 챔버의 내측으로 향하여 플라즈마 반응 챔버의 내측으로 자속이 출력되도록 하며, 상하로 이격되어 플라즈마 반응 챔버의 상부를 가로질러 교차 배열된 제1 및 제2 페라이트 코어; 제1 및 제2 페라이트 코어에 각각 감겨 제1 및 제2 페라이트 코어에 자기장을 유도 시키는 제1 및 제2 유도 코일; 제1 유도 코일로 제1 주파수의 전원을 공급하는 제1 전원 공급원; 제2 유도 코일로 제2 주파수의 전원을 공급하는 제2 전원 공급원; 및 제1 및 제2 전원 공급원의 주파수의 위상차를 제어하여 제1 및 제2 페라이트 코어에 의해 유도되는 자기장의 벡터적 합에 의해 기판 상부에 평형 회전 이온 가속 경로가 유도 되도록 한다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem relates to a self-enhanced plasma source having a cross-arranged outer ferrite core. The plasma source of the present invention comprises: a plasma reaction chamber having a susceptor on which a substrate is placed; First and second ferrite cores arranged to cross the upper portion of the plasma reaction chamber so that magnetic flux is output to the inside of the plasma reaction chamber toward the inside of the plasma reaction chamber; First and second induction coils wound around the first and second ferrite cores to induce a magnetic field in the first and second ferrite cores, respectively; A first power supply for supplying power at a first frequency to the first induction coil; A second power supply for supplying power at a second frequency to the second induction coil; And controlling the phase difference of the frequencies of the first and second power sources so that a balanced rotational ion acceleration path is induced on the substrate by the vector sum of the magnetic fields induced by the first and second ferrite cores.

이 실시예에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어의 자속 출입구가 접하는 플라즈마 반응 챔버의 상부는 절연체로 구성된다.In this embodiment, the upper portion of the plasma reaction chamber that the magnetic flux entrance and exit of the first and second ferrite cores contact is made of an insulator.

이 실시예에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어는 직각으로 교차 배열된다.In this embodiment, the first and second ferrite cores are intersected at right angles.

이 실시예에 있어서, 서셉터로 제3 주파수를 갖는 제1 바이어스 전원을 공급하는 제3 전원 공급원을 포함한다.In this embodiment, a third power supply for supplying a first bias power source having a third frequency to the susceptor is included.

이 실시예에 있어서, 서셉터로 제3 주파수를 갖는 제1 바이어스 전원을 공급하는 제3 전원 공급원과 제4 주파수를 갖는 제2 바이어스 전원을 공급하는 제4 전원 공급원을 포함한다.In this embodiment, a third power supply for supplying a first bias power source having a third frequency to the susceptor and a fourth power supply source for supplying a second bias power source having a fourth frequency are included.

이 실시예에 있어서, 플라즈마 반응 챔버는 상부 중심으로 구비된 가스 입구와 가스 입구로 유입된 가스가 서셉터를 향하여 고르게 분사되어 흐르도록 하는 샤 워 헤드를 구비한다.In this embodiment, the plasma reaction chamber has a gas inlet provided as an upper center and a shower head to allow the gas introduced into the gas inlet to flow evenly toward the susceptor.

이 실시예에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어의 자속 출입구는 샤워 헤드의 외측으로 정렬된다.In this embodiment, the magnetic flux entrances of the first and second ferrite cores are aligned to the outside of the shower head.

이 실시예에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어는 자속 출입구의 단면은 직사각형 구조 또는 호(arc) 구조 중 어느 하나의 구조를 갖는다.In this embodiment, the cross sections of the magnetic flux entrance and exit of the first and second ferrite cores have either a rectangular structure or an arc structure.

본 발명의 다른 특징에 따른 플라즈마 소오스는: 기판이 놓이는 서셉터가 내부에 구비된 플라즈마 반응 챔버; 플라즈마 반응 챔버의 상부에 형성되며 마주 대향하여 쌍을 이루는 제1 및 제2 코어 삽입구; 제1 및 제2 코어 삽입구에 양단의 자속 출입구가 삽입되어 플라즈마 반응 챔버의 내측으로 자속이 출력되도록 하며, 상하로 이격되어 플라즈마 반응 챔버의 상부를 가로질러 교차 배열되는 제1 및 제2 페라이트 코어; 제1 및 제2 페라이트 코어에 각각 감겨 제1 및 제2 페라이트 코어에 자기장을 유도 시키는 제1 및 제2 유도 코일; 제1 유도 코일로 제1 주파수의 전원을 공급하는 제1 전원 공급원; 제2 유도 코일로 제2 주파수의 전원을 공급하는 제2 전원 공급원; 및 제1 및 제2 전원 공급원의 주파수의 위상차를 제어하여 제1 및 제2 페라이트 코어에 의해 유도되는 자기장의 벡터적 합에 의해 기판 상부에 평형 회전 이온 가속 경로가 유도 된다.According to another aspect of the present invention, a plasma source includes: a plasma reaction chamber having a susceptor on which a substrate is placed; First and second core insertion holes formed on an upper portion of the plasma reaction chamber and paired to face each other; First and second ferrite cores having magnetic flux output to the inside of the plasma reaction chamber by inserting magnetic flux entrances at both ends into the first and second core insertion holes, and spaced vertically and intersecting the upper portion of the plasma reaction chamber; First and second induction coils wound around the first and second ferrite cores to induce a magnetic field in the first and second ferrite cores, respectively; A first power supply for supplying power at a first frequency to the first induction coil; A second power supply for supplying power at a second frequency to the second induction coil; And controlling the phase difference between the frequencies of the first and second power sources to induce a balanced rotational ion acceleration path over the substrate by the vector sum of the magnetic fields induced by the first and second ferrite cores.

이 실시예에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어의 자속 출입구가 접하는 플라즈마 반응 챔버의 상부는 절연체로 구성된다.In this embodiment, the upper portion of the plasma reaction chamber that the magnetic flux entrance and exit of the first and second ferrite cores contact is made of an insulator.

이 실시예에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어는 직각으로 교차 배열된다.In this embodiment, the first and second ferrite cores are intersected at right angles.

이 실시예에 있어서, 서셉터로 제3 주파수를 갖는 제1 바이어스 전원을 공급 하는 제3 전원 공급원을 포함한다.In this embodiment, a third power supply for supplying a first bias power source having a third frequency to the susceptor is included.

이 실시예에 있어서, 서셉터로 제3 주파수를 갖는 제1 바이어스 전원을 공급하는 제3 전원 공급원과 제4 주파수를 갖는 제2 바이어스 전원을 공급하는 제4 전원 공급원을 포함한다.In this embodiment, a third power supply for supplying a first bias power source having a third frequency to the susceptor and a fourth power supply source for supplying a second bias power source having a fourth frequency are included.

이 실시예에 있어서, 플라즈마 반응 챔버는 상부 중심으로 구비된 가스 입구와 가스 입구로 유입된 가스가 서셉터를 향하여 고르게 분사되어 흐르도록 하는 샤워 헤드를 구비한다.In this embodiment, the plasma reaction chamber includes a gas inlet provided as an upper center and a shower head to allow the gas introduced into the gas inlet to flow evenly toward the susceptor.

이 실시예에 있어서, 제1 및 제2 코어 삽입구는 샤워 헤드의 외측으로 정렬된다.In this embodiment, the first and second core inserts are aligned out of the shower head.

이 실시예에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어와 제1 및 제2 코어 삽입구는 각기 직사각형 구조 또는 호(arc) 구조 중 어느 하나의 구조를 갖는다.In this embodiment, the first and second ferrite cores and the first and second core insertion holes each have either a rectangular structure or an arc structure.

이 실시예에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어는 자속 출입구가 마주 대향하도록 절곡된 구조를 갖고, 이에 적합하게 제1 및 제2 코어 삽구도 끝단이 절곡된 구조를 갖는다.In this embodiment, the first and second ferrite cores have a structure bent such that the magnetic flux entrances face each other, and suitably the ends of the first and second core inserts are also bent.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 플라즈마 소오스는: 기판이 놓이는 서셉터가 내부에 구비된 플라즈마 반응 챔버; 자속 출입구가 플라즈마 반응 챔버의 외측 상단 측벽으로 배치되어 자속 출입구가 마주 대향하고 플라즈마 반응 챔버의 내측으로 자속이 출력되도록 하며, 상하로 이격되어 플라즈마 반응 챔버의 상부를 가로질러 교차 배열된 제1 및 제2 페라이트 코어; 제1 및 제2 페라이트 코어에 각각 감겨 제1 및 제2 페라이트 코어에 자기장을 유도 시키는 제1 및 제2 유도 코일; 제1 유도 코일로 제1 주파수의 전원을 공급하는 제1 전원 공급원; 제2 유도 코일로 제2 주파수의 전원을 공급하는 제2 전원 공급원; 및 제1 및 제2 전원 공급원의 주파수의 위상차를 제어하여 제1 및 제2 페라이트 코어에 의해 유도되는 자기장의 벡터적 합에 의해 기판 상부에 평형 회전 이온 가속 경로가 유도 되도록 한다.According to another aspect of the present invention, a plasma source includes: a plasma reaction chamber having a susceptor on which a substrate is placed; First and second magnetic flux entrances are arranged on the outer top sidewall of the plasma reaction chamber so that the magnetic flux entrances face each other and the magnetic flux is output to the inside of the plasma reaction chamber, and spaced vertically and intersected across the top of the plasma reaction chamber. 2 ferrite cores; First and second induction coils wound around the first and second ferrite cores to induce a magnetic field in the first and second ferrite cores, respectively; A first power supply for supplying power at a first frequency to the first induction coil; A second power supply for supplying power at a second frequency to the second induction coil; And controlling the phase difference of the frequencies of the first and second power sources so that a balanced rotational ion acceleration path is induced on the substrate by the vector sum of the magnetic fields induced by the first and second ferrite cores.

이 실시예에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어의 자속 출입구가 접하는 플라즈마 반응 챔버의 측벽면은 절연체로 구성된다.In this embodiment, the side wall surface of the plasma reaction chamber that the magnetic flux entrance and exit of the first and second ferrite cores contact is made of an insulator.

이 실시예에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어는 직각으로 교차 배열된다.In this embodiment, the first and second ferrite cores are intersected at right angles.

이 실시예에 있어서, 서셉터로 제3 주파수를 갖는 제1 바이어스 전원을 공급하는 제3 전원 공급원을 포함한다.In this embodiment, a third power supply for supplying a first bias power source having a third frequency to the susceptor is included.

이 실시예에 있어서, 서셉터로 제3 주파수를 갖는 제1 바이어스 전원을 공급하는 제3 전원 공급원과 제4 주파수를 갖는 제2 바이어스 전원을 공급하는 제4 전원 공급원을 포함한다.In this embodiment, a third power supply for supplying a first bias power source having a third frequency to the susceptor and a fourth power supply source for supplying a second bias power source having a fourth frequency are included.

이 실시예에 있어서, 플라즈마 반응 챔버는 상부 중심으로 구비된 가스 입구와 가스 입구로 유입된 가스가 서셉터를 향하여 고르게 분사되어 흐르도록 플라즈마 반응 챔버의 천정에 구비되는 샤워 헤드를 포함한다.In this embodiment, the plasma reaction chamber includes a gas inlet provided as an upper center and a shower head provided on the ceiling of the plasma reaction chamber so that the gas introduced into the gas inlet flows evenly toward the susceptor.

이 실시예에 있어서, 플라즈마 반응 챔버는 상부가 테두리를 따라 하나의 계단형으로 구성되어 천정의 중심이 융기된 영역을 구비하고, 융기된 영역의 내측 천정에 샤워 헤드가 구비되며, 융기된 영역의 외부 측벽으로 제1 및 제2 페라이트 코어의 자속 출입구가 접한다.In this embodiment, the plasma reaction chamber has a stepped top along the rim of the plasma reaction chamber, the center of the ceiling having a raised area, the shower head is provided on the inner ceiling of the raised area, The outer sidewall abuts the magnetic flux entrances of the first and second ferrite cores.

이 실시예에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어의 자속 출입구는 샤워 헤드의 하단으로 정렬된다.In this embodiment, the magnetic flux entrances of the first and second ferrite cores are aligned with the bottom of the shower head.

이 실시예에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어는 자속 출입구의 단면은 직사각형 구조 또는 호(arc) 구조 중 어느 하나의 구조를 갖는다.In this embodiment, the cross sections of the magnetic flux entrance and exit of the first and second ferrite cores have either a rectangular structure or an arc structure.

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. 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.DETAILED DESCRIPTION In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the embodiments of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings. 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 description of known functions and configurations that are determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention is omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 교차 배열된 외부 페라이트 코어를 구비한 자기 강화된 플라즈마 소오스를 상세히 설명한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a self-enhanced plasma source having a cross-arranged outer ferrite core of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(제1 실시예)(First embodiment)

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 교차 배열된 페라이트 코어가 설치된 플라즈마 반응 챔버의 외관을 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 플라즈마 반응 챔버의 내부 구조를 보여주는 단면도이다.1 is a perspective view showing the appearance of a plasma reaction chamber having a cross-ferred ferrite core according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing the internal structure of the plasma reaction chamber of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 반응 챔버(10)는 내부(19)에 기판(18)이 놓이는 서셉터(15)가 구비된다. 플라즈마 반응 챔버(10)의 상부(13)에는 제1 및 제2 페라이트 코어(20, 22)가 설치된다. 제1 및 제2 페라이트 코어(20, 22)는 각각의 자속 출입구(24, 25)(26, 27)가 플라즈마 반응 챔버(10)의 내측으로 향하도록 설치되어 플라즈마 반응 챔버(10)의 내측으로 자속이 출력되도록 한다. 그리고 제1 및 제2 페라이트 코어(20, 22)는 상하로 이격되어 플라즈마 반응 챔버(10)의 상부를 가로질러 교차 배열된다. 바람직하게는 제1 및 제2 페라이트 코어(20, 22)는 직각으로 교차 배열된다.1 and 2, theplasma reaction chamber 10 according to the first embodiment of the present invention includes asusceptor 15 on which asubstrate 18 is placed. First andsecond ferrite cores 20 and 22 are installed in theupper portion 13 of theplasma reaction chamber 10. The first andsecond ferrite cores 20, 22 are installed such that the respective magnetic flux entrances 24, 25, 26, 27 face the inside of theplasma reaction chamber 10 to the inside of theplasma reaction chamber 10. Let the flux output. The first andsecond ferrite cores 20 and 22 are vertically spaced apart from each other and intersect the upper portion of theplasma reaction chamber 10. Preferably, the first andsecond ferrite cores 20, 22 are arranged at right angles.

그럼으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 페라이트 코어(20, 22) 자속 출입구(24, 25)(26, 27)로부터 출력되는 자속(34)은 플라즈마 반응 챔버(10)의 내부(19)에서 상호 직교하게 된다. 제1 및 제2 페라이트 코어(20, 22)의 자속 출입구(24, 25)(26, 27)가 접하는 플라즈마 반응 챔버(10)의 상부(13)는 절연체로 구성되는 것이 바람직하다. 제1 및 제2 페라이트 코어(20, 22)는 자속 출입구(24, 25)(26, 27)의 단면이 호(arc) 구조를 가도록 하여 전체적으로 원형 구조를 가도록 하지만, 도 5에 도시된 바와 같이, 직사각형 구조를 갖도록 할 수 있으며 후술되는 제2 및 제3 실시예서도 동일하게 적용된다.Thus, as shown in FIG. 4, themagnetic flux 34 output from the first andsecond ferrite cores 20, 22 magnetic flux entrances 24, 25 (26, 27) may be applied to theplasma reaction chamber 10. The interior 19 is orthogonal to each other. Theupper portion 13 of theplasma reaction chamber 10, which the magnetic flux entrances 24, 25, 26, 27 of the first andsecond ferrite cores 20, 22 are in contact with, is preferably made of an insulator. Although the first andsecond ferrite cores 20 and 22 have cross sections of the magnetic flux entrances 24 and 25 and 26 and 27 to have an arc structure, as shown in FIG. 5. It is possible to have a rectangular structure, and the same applies to the second and third embodiments described below.

제1 및 제2 페라이트 코어(20, 22)에는 각기 제1 및 제2 유도 코일(21, 23)이 감겨 제1 및 제2 페라이트 코어(21, 23)에 자기장을 유도 시킨다. 제1 유도 코일(21)은 제1 전원 공급원(30)에 전기적으로 연결되어 제1 주파수(f1)의 전원을 공급받는다. 제2 유도 코일(23)은 제2 전원 공급원(31)에 전기적으로 연결되어 제2 주파수(f2)의 전원을 공급받는다.The first andsecond ferrite cores 20 and 22 are respectively wound with the first and second induction coils 21 and 23 to induce a magnetic field in the first andsecond ferrite cores 21 and 23. Thefirst induction coil 21 is electrically connected to thefirst power supply 30 to receive power at the first frequency f1. Thesecond induction coil 23 is electrically connected to thesecond power source 31 to receive the power of the second frequency f2.

제1 및 제2 전원 공급원(30, 31)은 위상 제어기(5)에 연결된다. 위상 제어 기(5)는 첨부 도면 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 전원 공급원(30, 31)의 주파수(f1, f2) 위상을 제어하여 두 주파수의 위상차가 180도에서 90도 까지 차이가 나도록 제어한다. 초기 플라즈마 방전시에는 180도의 위상차를 갖도록 하는 것이 바람직하고, 플라즈마 방전 이후에는 90도의 위상차를 갖도록 하는 것이 바람직하다. 그럼으로 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 페라이트 코어(20, 22)에 의해 유도되는 자기장(34)의 벡터적 합에 의해 기판(18) 상부에 평형 회전 이온 가속 경로가 유도된다. 플라즈마 이온 입자(33)들은 이 경로를 따라 가속하게 된다. 그럼으로 플라즈마 반응 챔버(10)의 내부(19)에 고밀도의 플라즈마를 보다 균일하게 발생 유지할 수 있다.The first andsecond power sources 30, 31 are connected to thephase controller 5. Thephase controller 5 controls the phases of the frequencies f1 and f2 of the first and second power supplies 30 and 31 as shown in the accompanying drawings, FIGS. 3A and 3B so that the phase difference between the two frequencies is 180 degrees. Control the difference up to 90 degrees. It is preferable to have a phase difference of 180 degrees during the initial plasma discharge, and to have a phase difference of 90 degrees after the plasma discharge. Thus, as shown in FIG. 4, the equilibrium rotating ion acceleration path is induced over thesubstrate 18 by the vector fit of themagnetic field 34 induced by the first andsecond ferrite cores 20, 22. . Theplasma ion particles 33 will accelerate along this path. Therefore, it is possible to generate and maintain a high density plasma more uniformly in theinterior 19 of theplasma reaction chamber 10.

다시 도 2를 참조하여, 플라즈마 반응 챔버(10)는 상부 중심으로 가스 입구(17)가 구비되며, 가스 입구(17)로 유입된 가스가 서셉터(15)를 향하여 고르게 분사되어 흐르도록 하는 샤워 헤드(16)가 구비된다. 그리고 제1 및 제2 페라이트 코어(20, 22)의 자속 출입구(24, 25)(26, 27)는 샤워 헤드(16)의 외측으로 정렬되는 것이 바람직하다.Referring back to FIG. 2, theplasma reaction chamber 10 is provided with agas inlet 17 at an upper center, and a shower in which the gas introduced into thegas inlet 17 flows evenly toward thesusceptor 15.Head 16 is provided. The magnetic flux entrances 24, 25, 26, 27 of the first andsecond ferrite cores 20, 22 are preferably aligned to the outside of theshower head 16.

제1 및 제2 주파수(f1, f2)는 동일한 주파수를 갖도록 하는 것이 바람직하며, 대략 10KHz ~ 100MHz의 범위에서 주파수를 선택할 수 있다. 서셉터(15)에는 제3 주파수의 바이어스 전원(32)이 연결된다. 제3 주파수는 일반적인 13.56MHz 주파수를 사용할 수 있으나 그보다 높은 혹은 낮은 주파수의 사용도 가능하다.Preferably, the first and second frequencies f1 and f2 have the same frequency, and a frequency can be selected within a range of approximately 10 KHz to 100 MHz. Thesusceptor 15 is connected with abias power supply 32 of a third frequency. The third frequency may use a common 13.56 MHz frequency, but higher or lower frequencies may be used.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 두 개의 바이어스 전원(32)(36)을 사용한 이중 전원 구조를 갖도록 할 수 있다. 서셉터로 제3 주파수를 갖는 제1 바이어스 전원을 공급하는 제3 전원 공급원(32)과 제4 주파수를 갖는 제2 바이어스 전원을 공급하는 제4 전원 공급원(36)이 구성된다. 제1 바이어스 전원의 제3 주파수는 일반적인 13.56MHz의 주파수를 사용할 수 있으나 그 보다 높은 혹은 낮은 주파수의 사용도 가능하다. 제2 바이어스 전원의 제4 주파수는 플라즈마 이온 입자가 기판(15)으로 가속되는 것을 제어하기 위한 것이다. 이러한 단일 또는 이중 바이어스 구조는 후술되는 제2 및 제3 실시예에서도 동일하게 적용된다.In addition, as shown in FIG. 6, it is possible to have a dual power supply structure using twobias power sources 32 and 36. Athird power source 32 for supplying a first bias power source having a third frequency to the susceptor and afourth power source 36 for supplying a second bias power source having a fourth frequency are configured. The third frequency of the first bias power supply may use a general frequency of 13.56 MHz, but a higher or lower frequency may be used. The fourth frequency of the second bias power source is for controlling the acceleration of the plasma ion particles to thesubstrate 15. This single or double bias structure is equally applicable to the second and third embodiments described below.

이상과 같은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 강화된 플라즈마 소오스는 반응 챔버의 상부에 수직으로 교차 배열되는 두 개의 제1 및 제2 페라이트 코어(20, 22)에 의해서 반응 챔버의 내측 기판의 상부에 평형 회전 이온 가속 경로가 유됨으로서 플라즈마 반응 챔버 내부에 고밀도의 플라즈마를 보다 균일하게 발생하고 유지된다. 그럼으로 목적으로 하는 기판 가공을 보다 정밀하고 균일하게 미세 가공할 수 있다.The self-reinforced plasma source according to the first embodiment of the present invention as described above has two first andsecond ferrite cores 20 and 22 arranged perpendicularly to an upper portion of the reaction chamber, so that The equilibrium rotational ion acceleration path is maintained at the top to more uniformly generate and maintain a high density plasma inside the plasma reaction chamber. Therefore, the target substrate processing can be finely processed more precisely and uniformly.

(제2 실시예)(2nd Example)

계속해서, 첨부 도면 도 7 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 교차 배열된 외부 페라이트 코어를 구비한 자기 강화된 플라즈마 소오스를 설명한다. 제2 실시예의 설명에 있어서 상술한 제1 실시예와 동일한 구성에 대해서는 반복된 설명을 생략한다.Subsequently, with reference to the accompanying drawings, FIGS. 7 to 10, a self-strengthened plasma source having a cross-arranged outer ferrite core according to a second embodiment of the present invention will be described. In the description of the second embodiment, the repeated description of the same configuration as that of the first embodiment described above will be omitted.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 교차 배열된 페라이트 코어가 설치된 플라즈마 반응 챔버의 외관을 보여주는 사시도이고, 도 8은 도 7의 플라즈마 반응 챔버의 내부 천청 구조를 보여주기 위한 절개 사시도이다.FIG. 7 is a perspective view illustrating an external appearance of a plasma reaction chamber in which ferrite cores intersected with each other according to a second embodiment of the present invention are installed, and FIG. 8 is a cutaway perspective view illustrating an internal ceiling structure of the plasma reaction chamber of FIG. 7.

도 7 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 반응 챔버(10a)는 상부(13a)에 마주 대향하여 쌍을 이루는 제1 및 제2 코어 삽입구(40, 41)(42, 43)가 형성된다. 제1 및 제2 코어 삽입구(40, 41)(42, 43)에는 제1 및 제2 페라이트 코어(20, 22)의 자속 출입구(24, 25)(26, 27)가 삽입되어 장착된다. 제1 및 제2 페라이트 코어(20, 22)의 자속 출입구(24, 25)(26, 27)가 접하는 플라즈마 반응 챔버(10a)의 상부(13a)는 절연체로 구성된다. 제1 및 제2 페라이트 코어(20, 22)는 상술한 제1 실시예와 동일한 구조로 직각 교차 배열된다.Referring to FIGS. 7 and 8, theplasma reaction chamber 10a according to the second embodiment of the present invention has a pair of first and second core insertion holes 40 and 41 facing each other opposite to the upper portion 13a. , 43). Themagnetic flux inlets 24, 25, 26, 27 of the first andsecond ferrite cores 20, 22 are inserted into the first and second core insertion holes 40, 41, 42, 43. Theupper portion 13a of theplasma reaction chamber 10a, which the magnetic flux entrances 24, 25, 26, 27 of the first andsecond ferrite cores 20, 22 contact, is formed of an insulator. The first andsecond ferrite cores 20, 22 are arranged at right angles in the same structure as the first embodiment described above.

플라즈마 반응 챔버(10a)는 상부 중심으로 구비된 가스 입구(17)와 가스 입구(17)로 유입된 가스가 서셉터(15)를 향하여 고르게 분사되어 흐르도록 하는 샤워 헤드(16)를 구비한다. 제1 및 제2 코어 삽입구(40, 41)(42, 43)는 샤워 헤드(16)의 외측으로 정렬된다.Theplasma reaction chamber 10a includes agas inlet 17 provided as an upper center and ashower head 16 to allow the gas introduced into thegas inlet 17 to be sprayed evenly toward thesusceptor 15. The first and second core inserts 40, 41, 42, 43 are aligned out of theshower head 16.

도 9는 자속 출구가 마주 대향하도록 절곡시킨 페라이트 코어를 채용한 변형예를 보여주는 사시도이고, 도 10은 도 9의 프로세스 챔버의 내부 천정 구조를 보여주기 위한 절개 사시도이다.FIG. 9 is a perspective view showing a modified example employing a ferrite core bent so that the magnetic flux outlets face each other, and FIG. 10 is a cutaway perspective view illustrating the internal ceiling structure of the process chamber of FIG. 9.

도 9 및 도 10을 참조하여, 변형예에 따른 제1 및 제2 페라이트 코어(20a, 22a)는 자속 출입구(24a, 25a)(26a, 27a)가 마주 대향하도록 절곡된 구조를 갖는다. 그리고 이에 적합하게 제1 및 제 코어 삽입구(40a, 41a)(42a, 43a)도 끝단이 절곡된 구조를 갖는다.9 and 10, the first andsecond ferrite cores 20a and 22a according to the modification have a structure bent such that the magnetic flux entrances 24a and 25a and 26a and 27a face each other. And the first and thecore inserting holes 40a, 41a, 42a, 43a also have a bent end.

본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 반응 챔버(10a)는 제1 및 제2 페라이 트 코어(20, 22)에 의한 자기장이 좀 더 낮게 플라즈마 반응 챔버(10a)의 내부에 형성됨으로 기판 처리 효율을 보다 향상 시킬 수 있다.Theplasma reaction chamber 10a according to the second embodiment of the present invention is formed in theplasma reaction chamber 10a with a lower magnetic field by the first andsecond ferrite cores 20 and 22, thereby improving substrate processing efficiency. Can be improved more.

(제3 실시예)(Third Embodiment)

계속해서, 첨부 도면 도 11 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 교차 배열된 외부 페라이트 코어를 구비한 자기 강화된 플라즈마 소오스를 설명한다. 제3 실시예의 설명에 있어서 상술한 제1 및 제2 실시예와 동일한 구성에 대해서는 반복된 설명을 생략한다.Subsequently, with reference to the accompanying drawings, FIGS. 11 to 14, a self-enhanced plasma source having a cross-arranged outer ferrite core according to a third embodiment of the present invention will be described. In the description of the third embodiment, the repeated description of the same configuration as that of the first and second embodiments described above is omitted.

도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 교차 배열된 페라이트 코어가 설치된 플라즈마 반응 챔버의 외관을 보여주는 사시도이고, 도 12는 도 11의 플라즈마 반응 챔버의 내부 구조를 보여주는 단면도이다.FIG. 11 is a perspective view illustrating an external appearance of a plasma reaction chamber having cross ferrite cores arranged in accordance with a third embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating an internal structure of the plasma reaction chamber of FIG.

도 11 및 도 12를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 반응 챔버(10b)는 제1 및 제2 페라이트 코어(20b, 22b)의 자속 출입구(24b, 25b)(26b, 27b)가 플라즈마 반응 챔버(10b)의 외측 상단 측벽(12)으로 배치되어 마주 대향한다. 그리하여 플라즈마 반응 챔버(10b)의 내측으로 자속이 출력되도록 하며, 제1 및 제2 페라이트 코어(20b, 22b)는 상하로 이격되어 플라즈마 반응 챔버의 상부를 가로질러 직각으로 교차 배열된다. 제1 및 제2 페라이트 코어(20b, 22b)의 자속 출입구(24b, 25b)(26b, 27b)가 접하는 플라즈마 반응 챔버(10b)의 측벽면(12)은 절연체로 구성된다.11 and 12, theplasma reaction chamber 10b according to the third embodiment of the present invention is amagnetic flux entrance 24b, 25b, 26b, 27b of the first andsecond ferrite cores 20b, 22b. Is disposed on the outertop sidewall 12 of theplasma reaction chamber 10b to face each other. Thus, the magnetic flux is output to the inside of theplasma reaction chamber 10b, and the first andsecond ferrite cores 20b and 22b are vertically spaced apart from each other across the top of the plasma reaction chamber. Theside wall surface 12 of theplasma reaction chamber 10b, which is in contact with the magnetic flux entrances 24b, 25b, 26b, 27b of the first andsecond ferrite cores 20b, 22b, is made of an insulator.

플라즈마 반응 챔버(10b)는 상부 중심으로 구비된 가스 입구(17)와 가스 입구로 유입된 가스가 서셉터(15)를 향하여 고르게 분사되어 흐르도록 플라즈마 반응 챔버(10b)의 천정에 샤워 헤드(16)가 구비된다. 제1 및 제2 페라이트 코어(20b, 22b)의 자속 출입구(24b, 25b)(26b, 27b)는 샤워 헤드(16)의 하단으로 정렬된다.Theplasma reaction chamber 10b has ashower head 16 on the ceiling of theplasma reaction chamber 10b so that thegas inlet 17 provided as the upper center and the gas introduced into the gas inlet flow evenly sprayed toward the susceptor 15. ) Is provided. The magnetic flux entrances 24b, 25b, 26b, 27b of the first andsecond ferrite cores 20b, 22b are aligned with the bottom of theshower head 16.

도 13은 플라즈마 반응 챔버의 상부 구조를 변형한 예를 보여주는 사시도이고, 도 14는 도 13의 플라즈마 반응 챔버의 내부 천정 구조를 보여주기 위한 절개 사시도이다.FIG. 13 is a perspective view illustrating a modified example of the upper structure of the plasma reaction chamber, and FIG. 14 is a cutaway perspective view illustrating an internal ceiling structure of the plasma reaction chamber of FIG. 13.

도 13 및 도 14를 참조하여, 변형예에 따른 플라즈마 반응 챔버(10b)는 상부(13a)가 테두리를 따라 하나의 계단형으로 구성되어 천정의 중심이 융기된 영역(13b)을 구비된다. 융기된 영역(13b)의 내측 천정에 샤워 헤드(16)가 구비되며, 융기된 영역의 외부 측벽(52)으로 제1 및 제2 페라이트 코어(20b, 22b)의 자속 출입구(24b, 25b)(26b, 27b)가 접하며 샤워 헤드(16)의 하단으로 정렬된다.Referring to FIGS. 13 and 14, theplasma reaction chamber 10b according to the modified example includes anarea 13b in which theupper portion 13a is formed in one step shape along the rim so that the center of the ceiling is raised. Ashower head 16 is provided on the inner ceiling of the raisedregion 13b and the magnetic flux entrances 24b and 25b of the first andsecond ferrite cores 20b and 22b to theouter sidewall 52 of the raised region ( 26b, 27b abut and are aligned with the bottom of theshower head 16.

본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 반응 챔버(10b)는 제1 및 제2 페라이트 코어(20, 22)가 각기 자속 출구가 마주 대향하도록 절곡되어 있음으로서 자기장이 좀 더 강하게 플라즈마 반응 챔버(10a)의 내부에 형성됨으로 기판 처리 효율을 보다 향상 시킬 수 있다.In theplasma reaction chamber 10b according to the third embodiment of the present invention, the first andsecond ferrite cores 20 and 22 are bent so that the magnetic flux exits face each other, so that the magnetic field becomes stronger. It is formed inside the) to improve the substrate processing efficiency.

상술한 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 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 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains have various modifications and equivalent embodiments. You can see that it is possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

상술한 바와 같은 본 발명의 자기 강화된 플라즈마 소오스에 의하면, 플라즈마 반응 챔버의 상부에 수직으로 교차 배열되는 두 개의 제1 및 제2 페라이트 코어에 의해서 반응 챔버의 내측 기판의 상부에 평형 회전 이온 가속 경로가 유됨으로서 플라즈마 반응 챔버 내부에 고밀도의 플라즈마를 보다 균일하게 발생하고 유지된다. 그럼으로 목적으로 하는 기판 가공을 보다 정밀하고 균일하게 미세 가공할 수 있다.According to the self-enhanced plasma source of the present invention as described above, an equilibrium rotating ion acceleration path is formed on top of the inner substrate of the reaction chamber by two first and second ferrite cores arranged perpendicularly to the top of the plasma reaction chamber. As a result, the high density plasma is more uniformly generated and maintained inside the plasma reaction chamber. Therefore, the target substrate processing can be finely processed more precisely and uniformly.

Claims (26)

Translated fromKorean

기판이 놓이는 서셉터가 내부에 구비된 플라즈마 반응 챔버;A plasma reaction chamber having a susceptor on which the substrate is placed;자속 출입구가 플라즈마 반응 챔버의 내측으로 향하여 플라즈마 반응 챔버의 내측으로 자속이 출력되도록 하며, 상하로 이격되어 플라즈마 반응 챔버의 상부를 가로질러 교차 배열된 제1 및 제2 페라이트 코어;First and second ferrite cores arranged to cross the upper portion of the plasma reaction chamber so that magnetic flux is output to the inside of the plasma reaction chamber toward the inside of the plasma reaction chamber;제1 및 제2 페라이트 코어에 각각 감겨 제1 및 제2 페라이트 코어에 자기장을 유도 시키는 제1 및 제2 유도 코일;First and second induction coils wound around the first and second ferrite cores to induce a magnetic field in the first and second ferrite cores, respectively;제1 유도 코일로 제1 주파수의 전원을 공급하는 제1 전원 공급원;A first power supply for supplying power at a first frequency to the first induction coil;제2 유도 코일로 제2 주파수의 전원을 공급하는 제2 전원 공급원; 및A second power supply for supplying power at a second frequency to the second induction coil; And제1 및 제2 전원 공급원의 주파수의 위상차를 제어하여 제1 및 제2 페라이트 코어에 의해 유도되는 자기장의 벡터적 합에 의해 기판 상부에 평형 회전 이온 가속 경로가 유도 되도록 하는 위상 제어기를 포함하는 자기 강화된 플라즈마 소오스.A phase controller comprising controlling a phase difference of frequencies of the first and second power sources to cause a balanced rotational ion acceleration path to be induced over the substrate by the vector sum of the magnetic fields induced by the first and second ferrite cores. Enhanced plasma source.제1 항에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어의 자속 출입구가 접하는 플라즈마 반응 챔버의 상부는 절연체로 구성되는 자기 강화된 플라즈마 소오스.The self-enhanced plasma source of claim 1 wherein an upper portion of the plasma reaction chamber in contact with the magnetic flux entrances of the first and second ferrite cores is comprised of an insulator.제1 항에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어는 직각으로 교차 배열되는 자기 강화된 플라즈마 소오스.The self-enhanced plasma source of claim 1 wherein the first and second ferrite cores are intersected at right angles.제1 항에 있어서, 서셉터로 제3 주파수를 갖는 제1 바이어스 전원을 공급하는 제3 전원 공급원을 포함하는 자기 강화된 플라즈마 소오스.The self-enhanced plasma source of claim 1 comprising a third power source for supplying a first bias power source having a third frequency to the susceptor.제1 항에 있어서, 서셉터로 제3 주파수를 갖는 제1 바이어스 전원을 공급하는 제3 전원 공급원과 제4 주파수를 갖는 제2 바이어스 전원을 공급하는 제4 전원 공급원을 포함하는 자기 강화된 플라즈마 소오스.The self-enhanced plasma source of claim 1 comprising a third power supply for supplying a first bias power source having a third frequency to the susceptor and a fourth power supply for supplying a second bias power source having a fourth frequency. .제1 항에 있어서, 플라즈마 반응 챔버는 상부 중심으로 구비된 가스 입구와 가스 입구로 유입된 가스가 서셉터를 향하여 고르게 분사되어 흐르도록 하는 샤워 헤드를 구비하는 자기 강화된 플라즈마 소오스.2. The self-enhanced plasma source of claim 1 wherein the plasma reaction chamber includes a gas inlet provided as an upper center and a shower head to allow the gas introduced into the gas inlet to flow evenly toward the susceptor.제6 항에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어의 자속 출입구는 샤워 헤드의 외측으로 정렬되어 있는 자기 강화된 플라즈마 소오스.7. The self-enhanced plasma source of claim 6 wherein the magnetic flux entrances of the first and second ferrite cores are aligned outward of the shower head.제1 항에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어는 자속 출입구의 단면은 직사각형 구조 또는 호(arc) 구조 중 어느 하나의 구조를 갖는 자기 강화된 플라즈마 소오스.The self-enhanced plasma source of claim 1 wherein the first and second ferrite cores have a cross-section of the magnetic flux entrance having either a rectangular structure or an arc structure.기판이 놓이는 서셉터가 내부에 구비된 플라즈마 반응 챔버;A plasma reaction chamber having a susceptor on which the substrate is placed;플라즈마 반응 챔버의 상부에 형성되며 마주 대향하여 쌍을 이루는 제1 및 제2 코어 삽입구;First and second core insertion holes formed on an upper portion of the plasma reaction chamber and paired to face each other;제1 및 제2 코어 삽입구에 양단의 자속 출입구가 삽입되어 플라즈마 반응 챔버의 내측으로 자속이 출력되도록 하며, 상하로 이격되어 플라즈마 반응 챔버의 상부를 가로질러 교차 배열되는 제1 및 제2 페라이트 코어;First and second ferrite cores having magnetic flux output to the inside of the plasma reaction chamber by inserting magnetic flux entrances at both ends into the first and second core insertion holes, and spaced vertically and intersecting the upper portion of the plasma reaction chamber;제1 및 제2 페라이트 코어에 각각 감겨 제1 및 제2 페라이트 코어에 자기장을 유도 시키는 제1 및 제2 유도 코일;First and second induction coils wound around the first and second ferrite cores to induce a magnetic field in the first and second ferrite cores, respectively;제1 유도 코일로 제1 주파수의 전원을 공급하는 제1 전원 공급원;A first power supply for supplying power at a first frequency to the first induction coil;제2 유도 코일로 제2 주파수의 전원을 공급하는 제2 전원 공급원; 및A second power supply for supplying power at a second frequency to the second induction coil; And제1 및 제2 전원 공급원의 주파수의 위상차를 제어하여 제1 및 제2 페라이트 코어에 의해 유도되는 자기장의 벡터적 합에 의해 기판 상부에 평형 회전 이온 가속 경로가 유도 되도록 하는 위상 제어기를 포함하는 자기 강화된 플라즈마 소오스.A phase controller comprising controlling a phase difference of frequencies of the first and second power sources to cause a balanced rotational ion acceleration path to be induced over the substrate by the vector sum of the magnetic fields induced by the first and second ferrite cores. Enhanced plasma source.제9 항에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어의 자속 출입구가 접하는 플라즈마 반응 챔버의 상부는 절연체로 구성되는 자기 강화된 플라즈마 소오스.10. The self-enhanced plasma source of claim 9 wherein an upper portion of the plasma reaction chamber in contact with the flux entrances of the first and second ferrite cores is comprised of an insulator.제9 항에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어는 직각으로 교차 배열되는 자기 강화된 플라즈마 소오스.10. The self-enhanced plasma source of claim 9 wherein the first and second ferrite cores are intersected at right angles.제9 항에 있어서, 서셉터로 제3 주파수를 갖는 제1 바이어스 전원을 공급하는 제3 전원 공급원을 포함하는 자기 강화된 플라즈마 소오스.10. The self-enhanced plasma source of claim 9 including a third power source for supplying a first bias power source having a third frequency to the susceptor.제9 항에 있어서, 서셉터로 제3 주파수를 갖는 제1 바이어스 전원을 공급하는 제3 전원 공급원과 제4 주파수를 갖는 제2 바이어스 전원을 공급하는 제4 전원 공급원을 포함하는 자기 강화된 플라즈마 소오스.10. The self-enhanced plasma source of claim 9 comprising a third power supply for supplying a first bias power source having a third frequency to the susceptor and a fourth power supply for supplying a second bias power source having a fourth frequency. .제9 항에 있어서, 플라즈마 반응 챔버는 상부 중심으로 구비된 가스 입구와 가스 입구로 유입된 가스가 서셉터를 향하여 고르게 분사되어 흐르도록 하는 샤워 헤드를 구비하는 자기 강화된 플라즈마 소오스.10. The self-enhanced plasma source of claim 9 wherein the plasma reaction chamber includes a gas inlet provided as an upper center and a shower head to allow the gas introduced into the gas inlet to flow evenly toward the susceptor.제14 항에 있어서, 제1 및 제2 코어 삽입구는 샤워 헤드의 외측으로 정렬되어 있는 자기 강화된 플라즈마 소오스.15. The self-enhanced plasma source of claim 14 wherein the first and second core inserts are aligned outward of the shower head.제9항에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어와 제1 및 제2 코어 삽입구는 각기 직사각형 구조 또는 호(arc) 구조 중 어느 하나의 구조를 갖는 자기 강화된 플라즈마 소오스.10. The self-enhanced plasma source of claim 9 wherein the first and second ferrite cores and the first and second core inserts each have a rectangular or arc structure.제9항에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어는 자속 출입구가 마주 대향하도록 절곡된 구조를 갖고, 이에 적합하게 제1 및 제2 코어 삽입구도 끝단이 절곡된 구조를 갖는 자기 강화된 플라즈마 소오스.10. The self-enhanced plasma source of claim 9 wherein the first and second ferrite cores have a bent structure so that the magnetic flux entrances face each other, and the first and second core inserts also have a bent end.기판이 놓이는 서셉터가 내부에 구비된 플라즈마 반응 챔버;A plasma reaction chamber having a susceptor on which the substrate is placed;자속 출입구가 플라즈마 반응 챔버의 외측 상단 측벽으로 배치되어 자속 출입구가 마주 대향하고 플라즈마 반응 챔버의 내측으로 자속이 출력되도록 하며, 상하로 이격되어 플라즈마 반응 챔버의 상부를 가로질러 교차 배열된 제1 및 제2 페라이트 코어;First and second magnetic flux entrances are arranged on the outer top sidewall of the plasma reaction chamber so that the magnetic flux entrances face each other and the magnetic flux is output to the inside of the plasma reaction chamber, and spaced vertically and intersected across the top of the plasma reaction chamber. 2 ferrite cores;제1 및 제2 페라이트 코어에 각각 감겨 제1 및 제2 페라이트 코어에 자기장을 유도 시키는 제1 및 제2 유도 코일;First and second induction coils wound around the first and second ferrite cores to induce a magnetic field in the first and second ferrite cores, respectively;제1 유도 코일로 제1 주파수의 전원을 공급하는 제1 전원 공급원;A first power supply for supplying power at a first frequency to the first induction coil;제2 유도 코일로 제2 주파수의 전원을 공급하는 제2 전원 공급원; 및A second power supply for supplying power at a second frequency to the second induction coil; And제1 및 제2 전원 공급원의 주파수의 위상차를 제어하여 제1 및 제2 페라이트 코어에 의해 유도되는 자기장의 벡터적 합에 의해 기판 상부에 평형 회전 이온 가속 경로가 유도 되도록 하는 위상 제어기를 포함하는 자기 강화된 플라즈마 소오스.A phase controller comprising controlling a phase difference of frequencies of the first and second power sources to cause a balanced rotational ion acceleration path to be induced over the substrate by the vector sum of the magnetic fields induced by the first and second ferrite cores. Enhanced plasma source.제18 항에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어의 자속 출입구가 접하는 플라즈마 반응 챔버의 측벽면은 절연체로 구성되는 자기 강화된 플라즈마 소오스.19. The self-enhanced plasma source of claim 18 wherein the sidewall surfaces of the plasma reaction chambers in contact with the flux entrances of the first and second ferrite cores are comprised of insulators.제18 항에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어는 직각으로 교차 배열되는 자 기 강화된 플라즈마 소오스.19. The self-enhanced plasma source of claim 18 wherein the first and second ferrite cores are intersected at right angles.제18 항에 있어서, 서셉터로 제3 주파수를 갖는 제1 바이어스 전원을 공급하는 제3 전원 공급원을 포함하는 자기 강화된 플라즈마 소오스.19. The self-enhanced plasma source of claim 18 including a third power source for supplying a first bias power source having a third frequency to the susceptor.제18 항에 있어서, 서셉터로 제3 주파수를 갖는 제1 바이어스 전원을 공급하는 제3 전원 공급원과 제4 주파수를 갖는 제2 바이어스 전원을 공급하는 제4 전원 공급원을 포함하는 자기 강화된 플라즈마 소오스.19. The self-enhanced plasma source of claim 18 comprising a third power supply for supplying a first bias power source having a third frequency to the susceptor and a fourth power source for supplying a second bias power source having a fourth frequency. .제18 항에 있어서, 플라즈마 반응 챔버는 상부 중심으로 구비된 가스 입구와 가스 입구로 유입된 가스가 서셉터를 향하여 고르게 분사되어 흐르도록 플라즈마 반응 챔버의 천정에 구비되는 샤워 헤드를 포함하는 자기 강화된 플라즈마 소오스.19. The self-enhancing plasma reaction chamber of claim 18, wherein the plasma reaction chamber includes a gas inlet provided as an upper center and a shower head provided at the ceiling of the plasma reaction chamber so that gas introduced into the gas inlet flows evenly toward the susceptor. Plasma source.제18 항에 있어서, 플라즈마 반응 챔버는 상부가 테두리를 따라 하나의 계단형으로 구성되어 천정의 중심이 융기된 영역을 구비하고, 융기된 영역의 내측 천정에 샤워 헤드가 구비되며, 융기된 영역의 외부 측벽으로 제1 및 제2 페라이트 코어의 자속 출입구가 접하는 자기 강화된 플라즈마 소오스.19. The plasma reaction chamber of claim 18, wherein the plasma reaction chamber is formed in a stepped shape along an edge thereof, the center of the ceiling having a raised area, and the shower head is provided on the inner ceiling of the raised area. A magnetically strengthened plasma source in contact with the magnetic flux entrances of the first and second ferrite cores to the outer sidewalls.제23 항 또는 제24 항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어의 자속 출입구는 샤워 헤드의 하단으로 정렬되어 있는 자기 강화된 플라즈마 소오스.25. The self-enhanced plasma source of claim 23 or 24 wherein the magnetic flux entrances of the first and second ferrite cores are aligned with the bottom of the shower head.제18 항에 있어서, 제1 및 제2 페라이트 코어는 자속 출입구의 단면은 직사각형 구조 또는 호(arc) 구조 중 어느 하나의 구조를 갖는 자기 강화된 플라즈마 소오스.19. The self-enhanced plasma source of claim 18 wherein the first and second ferrite cores have a cross-section of the magnetic flux entrance having either a rectangular structure or an arc structure.

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