일반기술

헬릭스코일을 이용한 헬리컬 공진기형 식각기의 플라즈마 균일도 조절 방법

본 기술은 헬리컬 공진기형 식각기에서 헬릭스코일의 길이를 전원전압에 대해 (2n+1/4, n은 양정수) 파장 길이로 함으로써, 원하는 플라즈마 균일도를 얻는 방법에 관한 것이다.반도체 산업이 발전하면서 단위 셀의 크기가 점점 더 작아지고, 사용 웨이퍼의 크기는 점점 대구경화 되었다. 이를 통해 생산 업체들은 반도체 생산효율을 높혀 왔는데, 이것을 가능케 하기 위한 필수 요건이 박막 증착과 식각시의 플라즈마 균일도이다. 저온의 고밀도 플라즈마를 얻기 위한 플라즈마원으로서 헬리컬 공진기가 매우 적합하다는 연구결과들이 많이 발표되었는데, 지금까지 헬리컬 공진기를 이용하더라도 균일한 플라즈마 균일도를 얻는 것이 용이하지 않다는 문제가 있었다.반면, 본 기술에서는 차세대 고성능 식각기로 연구되고 있는 헬리컬 공진기형 식각기에서 (2n+1/4, n은 양정수) 파장 길이의 헬릭스코일을 이용하여 반응로 내부의 플라즈마 균일도를 조절할 수 있도록 구현할 수 있다본 기술에 의한 플라즈마 균일도 조절 방법은 헬리컬 공진기형 식각기에서 헬릭스코일을 전원전압에 대해 (2n+1/4, n은 양정수) 파장 길이로 함으로써, 반응로 기판 상에서의 플라즈마 균일도를 조절하도록 이루어져 있다. 헬리컬 공진기내의 헬릭스코일상에서의 전력 인가 탭 위치를 변화시켜 공진기 내부의 축/반경 방향의 플라즈마 밀도 분포를 변화시킨다. 전력 인가 탭 위치를 변화시켜서 헬릭스코일의 개방단과 접지단의 길이를 변화시킴으로써, 각 단에서의 입사파와 반사파, 그리고 다른 단에서 넘어오는 투과파의 중첩 효과에 의해 공진기 내에 고유의 전자장 분포를 형성시켜 축/반경 방향의 고유의 플라즈마 밀도 분포를 가지도록 이루어져 있다.이와 같이 이루어진 본 기술에 의하면, 고효율의 고밀도 플라즈마를 비교적 쉽게 얻을 수 있는 헬리컬 공진기형의 식각기에 대해 (2n+1/4, n은 양정수) 파장 길이의 헬릭스코일을 사용하여 탭 위치 변화에 따라 공진기 내의 전자장 및 플라즈마 밀도분포를 임의로 변화시킴으로써, 기존의 평행 평판형 식각기에서는 얻기 힘들었던 높은 균일도의 플라즈마를 얻을 수 있는 효과가 있다