KR101246566B1 - Substrate treatment device using plasma and substrate treatment method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법은, 메인 파워공급기와 보조 파워공급기를 이용하여, 하부 전극의 위치에 따라 RF 파워의 차이가 발생할 경우에 보상 RF 파워를 인가할 수 있도록 구성됨으로써, 하부 전극에 전체적으로 균일한 RF 파워의 인가가 가능하게 되어, 챔버 내에 균일한 플라즈마를 형성시킬 수 있고, 이에 따라 기판이 대면적화되더라도 기판 처리 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.In the substrate processing apparatus using the plasma and the substrate processing method using the same according to the present invention, a compensation RF power may be applied when a difference in the RF power occurs depending on the position of the lower electrode using the main power supply and the auxiliary power supply. In this way, it is possible to apply uniform RF power to the lower electrode as a whole, and to form a uniform plasma in the chamber, thereby providing an effect of improving substrate processing performance even if the substrate becomes large.

Description

플라즈마를 이용한 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법{Substrate treatment device using plasma and substrate treatment method thereof}Substrate treatment device using plasma and substrate treatment method

본 발명은 챔버 내에 플라즈마를 발생시켜 기판의 표면을 처리하는 기판처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus for treating a surface of a substrate by generating a plasma in the chamber.

일반적으로 플라즈마를 이용하여 반도체 웨이퍼, 평판디스플레이 기판 등의 표면을 처리하는 기판처리장치는 공정 챔버 내부에 적절한 기체를 주입하고, 플라즈마(plasma)를 형성시킨 후, 이온화된 입자들을 기판 표면과 충돌시킴으로써 물리적 혹은 화학적 반응에 의해 물질을 제거하는 방법이다.In general, a substrate processing apparatus for treating a surface of a semiconductor wafer, a flat panel display substrate, or the like by using plasma, injects an appropriate gas into the process chamber, forms a plasma, and then collides ionized particles with the substrate surface. It is a method of removing a substance by physical or chemical reaction.

이러한 기판처리장치는 RF(Radio Frequency) 전극 구성에 따라 PE(Plasma Etching), RIE(Reactive Ion Etching), MERIE(Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching), ECR(Electron-Cyclotron Resonance), DPS(Decoupled Plasma Source), TCP(Transformer Coupled Plasma), CCP(Capacitive Coupled Plasma), ICP(Induced Coupled Plasma), SWP(Surface Wave Plasma) 등의 여러 가지 방식으로 분류된다.Such substrate processing apparatus is based on RF (Radio Frequency) electrode configuration, PE (Plasma Etching), RIE (Reactive Ion Etching), MERIE (Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching), ECR (Electron-Cyclotron Resonance), DPS (Decoupled Plasma Source) , TCP (Transformer Coupled Plasma), Capacitive Coupled Plasma (CCP), Induced Coupled Plasma (ICP), and Surface Wave Plasma (SWP).

도 1은 PE타입의 기판처리장치를 개략적으로 나타낸 것으로서, 상부전극(10)과 하부전극(20)이 구비되고, 상기 상부전극(10)에 RF전원 공급기(30)가 연결되어 있다.1 is a schematic view of a PE type substrate processing apparatus, and includes an upper electrode 10 and a lower electrode 20, and an RF power supply 30 is connected to the upper electrode 10.

도 2는 RIE타입의 기판처리장치를 개략적으로 나타낸 것으로서, 하부전극(20)에 RF전원공급기(30)가 연결됨을 알 수 있다.2 schematically shows an RIE type substrate processing apparatus, and it can be seen that the RF power supply 30 is connected to the lower electrode 20.

도 3은 CCP타입의 기판처리장치를 개략적으로 나타낸 것으로서, 하부전극(20)에 두 개의 RF전원공급기(31,32)가 연결되어 구성된다. 즉, 서로 다른 주파수의 전원을 공급하는 두 개의 전원공급기(31,32)를 구비하고, 이들 각각의 주파수를 정합하여 제3의 혼합된 주파수를 공급하는 정합기가 구비된다.FIG. 3 schematically shows a substrate processing apparatus of the CCP type, in which two RF power supplies 31 and 32 are connected to the lower electrode 20. That is, two power supplies 31 and 32 are provided to supply power of different frequencies, and a matcher is provided to match each of these frequencies to supply a third mixed frequency.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기판처리장치에서, RIE타입 또는 CCP타입의 기판처리장치의 경우에는 하부 전극에 RF전원공급기(30)(31,32)로부터 RF 파워가 인가되나, 기판의 크기가 대면적화됨에 따라 하부 전극의 크기도 그만큼 커지게 되고, 이에 따라 하부 전극의 가운데(center) 부분과 둘레(edge) 부분 사이에 RF 파워 또는 바이어스 전압의 차이가 발생하여 기판 처리의 균일성(Uniformity)이 떨어지는 문제점이 발생되고 있다.
However, in the conventional substrate processing apparatus as described above, in the case of the RIE type or CCP type substrate processing apparatus, RF power is applied from the RF power supply 30 (31, 32) to the lower electrode, but when the size of the substrate is facing As the size of the lower electrode increases, the size of the lower electrode increases. As a result, a difference in RF power or bias voltage is generated between the center portion and the edge portion of the lower electrode, resulting in uniformity of substrate processing. The falling problem is occurring.

이상 설명한 배경기술의 내용은 이 건 출원의 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The contents of the background art described above are technical information that the inventor of the present application holds for the derivation of the present invention or acquired in the derivation process of the present invention and is a known technology disclosed to the general public prior to the filing of the present invention I can not.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 하부 전극에 보상 RF 파워(또는 바이어스 전압)를 인가하여 전체적으로 균일한 RF 파워(또는 바이어스 전압)가 인가되도록 함으로써 기판 처리 성능을 향상시킬 수 있는 플라즈마를 이용한 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법을 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by applying a compensating RF power (or bias voltage) to the lower electrode so that the overall uniform RF power (or bias voltage) can be applied to improve the substrate processing performance An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus using plasma and a substrate processing method using the same.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 기판처리장치는, RF 파워가 인가되는 하부 전극과; 상기 하부 전극에 RF 파워를 인가하는 메인 파워공급기와; 상기 하부 전극의 복수의 위치에 각각 구비되어 하부 전극에 인가되는 RF파워를 측정하는 복수의 디텍터와; 상기 하부 전극에 RF 파워를 인가하는 보조 파워공급기와; 상기 복수의 디텍터의 측정 결과를 입력받아 상기 메인 파워공급기와 보조 파워공급기를 제어하는 콘트롤러를 포함한 것을 특징으로 한다.Substrate processing apparatus using a plasma according to the present invention for realizing the above object is a lower electrode to which RF power is applied; A main power supply for applying RF power to the lower electrode; A plurality of detectors each provided at a plurality of positions of the lower electrode to measure RF power applied to the lower electrode; An auxiliary power supply for applying RF power to the lower electrode; And a controller for receiving the measurement results of the plurality of detectors to control the main power supply and the auxiliary power supply.

여기서, 상기 하부 전극은 복수개로 분할되고, 그 사이에는 절연체가 설치되며, 상기 각 분할된 전극에는 상기 디텍터가 각각 설치되고, 상기 메인 파워공급기와 보조 파워공급기가 복수개로 분할된 하부 전극에 RF파워를 각각 인가할 수 있도록 구성될 수 있다.Here, the lower electrode is divided into a plurality, and an insulator is installed between each of the divided electrodes, and the detector is installed in each of the divided electrodes, and the RF power is provided in the lower electrode in which the main power supply and the auxiliary power supply are divided into a plurality. It may be configured to be applied to each.

이때, 상기 하부 전극은 중앙부와 이 중앙부 둘레의 주변부로 분할되어 구성되고, 상기 중앙부에는 상기 메인 파워공급기가 연결되고, 상기 주변부에는 상기 보조 파워공급기가 연결되는 것이 바람직하다.In this case, the lower electrode is divided into a central portion and a peripheral portion around the central portion, it is preferable that the main power supply is connected to the central portion, the auxiliary power supply is connected to the peripheral portion.

상기 콘트롤러는 상기 복수의 디텍터를 통해 입력받은 복수 위치의 RF 파워 측정값이 일정 이상 차이가 발생할 경우에, 상기 보조 파워공급기를 제어하여 하부 전극에, 복수 위치의 RF 파워 차이에 따른 보상 RF 파워를 인가하도록 제어하는 것이 바람직하다.The controller controls the auxiliary power supply when the RF power measurement values of the plurality of positions inputted through the plurality of detectors differ by more than a predetermined level, and supplies the lower electrode with compensation RF power according to the RF power difference of the plurality of positions. It is preferable to control to apply.

다음, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 기판처리방법은, 메인 파워공급기를 통해 하부 전극에 RF 파워를 인가하는 동시에 복수의 위치에서 RF파워를 측정하는 제1단계와; 제1단계에서 측정한 복수의 위치의 RF 파워를 비교하여, 그 비교값이 일정 이상 차이가 발생할 경우에 메인 파워공급기와 이와 별도로 구비된 보조 파워공급기를 제어하여 복수 위치의 RF 파워 차이값 만큼 보상하여 하부 전극에 RF 파워를 인가하는 제2단계를 포함한 것을 특징으로 한다.Next, the substrate processing method using the plasma according to the present invention for realizing the above object, the first step of applying the RF power to the lower electrode through the main power supply and at the same time measuring the RF power at a plurality of locations; Comparing the RF power of the plurality of positions measured in the first step, if the difference is more than a certain difference, the main power supply and the auxiliary power supply provided separately from the control by compensating the RF power difference of the plurality of positions And a second step of applying RF power to the lower electrode.

상기 제2단계는 하부 전극의 복수의 위치에서 다른 위치에 비하여 상대적으로 RF 파워가 떨어지는 위치 쪽의 하부 전극 부분에 상기 보조 파워공급기에서 보상 RF 파워를 인가할 수 있다.The second step may apply the compensating RF power from the auxiliary power supply to the lower electrode portion of the position where the RF power is relatively lower than the other positions in the plurality of positions of the lower electrode.

상기 제2단계에서, 복수의 위치의 RF 파워 비교값이 기준 차이값 이상일 경우에 경보 수단을 작동시키거나, RF 파워를 인가하는 공정을 중단할 수 있다.In the second step, when the RF power comparison value of the plurality of positions is equal to or greater than the reference difference value, the alarm means or the process of applying the RF power can be stopped.

다음, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 기판처리장치는, 바이어스 전압이 인가되는 하부 전극과; 상기 하부 전극에 바이어스 전압을 인가하는 메인 전압공급기와; 상기 하부 전극의 복수의 위치에 각각 구비되어 하부 전극에 인가되는 바이어스 전압를 측정하는 복수의 디텍터와; 상기 하부 전극에 바이어스 전압을 인가하는 보조 전압공급기와; 상기 복수의 디텍터의 측정 결과를 입력받아 상기 메인 전압공급기와 보조 전압공급기를 제어하는 콘트롤러를 포함한 것을 특징으로 한다.Next, the substrate processing apparatus using the plasma according to the present invention for realizing the above object, the lower electrode to which a bias voltage is applied; A main voltage supplier for applying a bias voltage to the lower electrode; A plurality of detectors each provided at a plurality of positions of the lower electrode to measure a bias voltage applied to the lower electrode; An auxiliary voltage supplier applying a bias voltage to the lower electrode; And a controller for receiving the measurement results of the plurality of detectors to control the main voltage supply and the auxiliary voltage supply.

상기 하부 전극은 복수개로 분할되고, 그 사이에는 절연체가 설치되며, 상기 각 분할된 전극에는 상기 디텍터가 각각 설치되고, 상기 메인 전압공급기와 보조 전압공급기가 복수개로 분할된 하부 전극에 바이어스 전압을 각각 인가할 수 있도록 구성될 수 있다.The lower electrode is divided into a plurality, and an insulator is provided between the divided electrodes, and each of the divided electrodes is provided with a detector, and a bias voltage is respectively applied to the lower electrode in which the main voltage supply and the auxiliary voltage supply are divided into a plurality. It may be configured to apply.

이때, 상기 하부 전극은 중앙부와 이 중앙부 둘레의 주변부로 분할되어 구성되고, 상기 중앙부에는 상기 메인 전압공급기가 연결되고, 상기 주변부에는 상기 보조 전압공급기가 연결되는 것이 바람직하다.In this case, the lower electrode is divided into a central portion and a peripheral portion surrounding the central portion, it is preferable that the main voltage supply is connected to the center portion, the auxiliary voltage supply is connected to the peripheral portion.

상기 콘트롤러는 상기 복수의 디텍터를 통해 입력받은 복수 위치의 바이어스 전압 측정값이 일정 이상 차이가 발생할 경우에, 상기 보조 전압공급기를 제어하여 하부 전극에, 복수 위치의 바이어스 전압 차이에 따른 보상 바이어스 전압을 인가하도록 제어하는 것이 바람직하다.The controller controls the auxiliary voltage supply to provide a lower bias electrode with a compensation bias voltage according to the bias voltage difference between the plurality of positions when the bias voltage measurement values of the plurality of positions inputted through the plurality of detectors are more than a predetermined difference. It is preferable to control to apply.

다음, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 기판처리방법은, 메인 전압공급기를 통해 하부 전극에 바이어스 전압을 인가하는 동시에 복수의 위치에서 바이어스 전압을 측정하는 제1단계와; 제1단계에서 측정한 복수의 위치의 바이어스 전압을 비교하여, 그 비교값이 일정 이상 차이가 발생할 경우에 메인 전압공급기와 이와 별도로 구비된 보조 전압공급기를 제어하여 복수 위치의 바이어스 전압 차이값만큼 보상하여 하부 전극에 바이어스 전압을 인가하는 제2단계를 포함한 것을 특징으로 한다.Next, a substrate processing method using a plasma according to the present invention for realizing the above object comprises a first step of applying a bias voltage to a lower electrode through a main voltage supply and measuring the bias voltage at a plurality of locations; Comparing the bias voltages of the plurality of positions measured in the first step, and if the comparison value differs by more than a certain level, the main voltage supply and the auxiliary voltage supply separately provided are controlled to compensate for the difference of the bias voltages of the plurality of positions. And a second step of applying a bias voltage to the lower electrode.

상기 제2단계는 하부 전극의 복수의 위치에서, 다른 위치에 비하여 상대적으로 바이어스 전압이 떨어지는 위치 쪽의 하부 전극 부분에 상기 보조 전압공급기에서 보상 바이어스 전압을 인가하는 것이 바람직하다.
In the second step, it is preferable to apply a compensation bias voltage from the auxiliary voltage supply to a portion of the lower electrode at a position where the bias voltage is relatively lower than other positions at a plurality of positions of the lower electrode.

상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.
The main problem solving means of the present invention as described above, will be described in more detail and clearly through examples such as 'details for the implementation of the invention', or the accompanying 'drawings' to be described below, wherein In addition to the main problem solving means as described above, various problem solving means according to the present invention will be further presented and described.

본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법은, 메인 파워공급기와 보조 파워공급기를 이용하여, 하부 전극의 위치에 따라 RF 파워의 차이가 발생할 경우에 보상 RF 파워를 인가할 수 있도록 구성되기 때문에 전체적으로 균일한 RF 파워의 인가가 가능하게 되어, 챔버 내에 균일한 플라즈마를 형성시킬 수 있고, 이에 따라 기판이 대면적화되더라도 기판 처리 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In the substrate processing apparatus using the plasma and the substrate processing method using the same according to the present invention, a compensation RF power may be applied when a difference in the RF power occurs depending on the position of the lower electrode using the main power supply and the auxiliary power supply. Since it is possible to apply a uniform RF power as a whole, it is possible to form a uniform plasma in the chamber, thereby improving the substrate processing performance even if the substrate is large area.

또한 본 발명은, 보상 RF 파워를 인가하는 방식과 동일한 방식으로 바이어스 전압을 인가할 때도 복수의 바이어스 전압공급기를 이용하여 하부 전극의 위치에 따라 바이어스 전압의 차이가 발생할 경우, 바이어스 전압을 보상해주도록 구성되기 때문에 기판 표면의 물리 화학적 처리를 보다 균일하게 진행할 수 있게 되고, 이에 따라 기판 처리 성능을 높일 수 있는 효과가 있다.
In addition, the present invention, even when applying the bias voltage in the same way as applying the compensation RF power using a plurality of bias voltage supply, if the bias voltage difference occurs according to the position of the lower electrode, to compensate the bias voltage Because of this structure, the physicochemical treatment of the surface of the substrate can be carried out more uniformly, thereby increasing the substrate processing performance.

도 1 내지 도 3은 공지되어 있는 여러 타입의 기판처리장치를 보여주는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치가 도시된 구성도이다.
도 5는 도 4에 도시된 부분 중 하부 전극 부분을 중심으로 한 상세 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 하부 전극 구성의 일 실시예를 보여주는 개략적인 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 하부 전극 구성의 다른 실시예를 보여주는 개략적인 평면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 다른 실시예에 따른 기판처리장치가 도시된 구성도이다.1 to 3 are schematic diagrams showing various types of substrate processing apparatuses known in the art.
4 is a block diagram showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a detailed configuration diagram centering on a lower electrode part among the parts illustrated in FIG. 4.
6 is a schematic plan view showing one embodiment of a bottom electrode configuration according to the present invention.
7 is a schematic plan view showing another embodiment of a bottom electrode configuration according to the present invention.
8 is a block diagram showing a substrate processing apparatus according to another embodiment according to the present invention.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 기판처리장치가 도시된 개략적인 구성도이고, 도 5는 도 4에 도시된 하부 전극 및 RF 파워 공급기 등의 주요부 상세도이다.FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a substrate processing apparatus using plasma according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a detailed view of main parts of the lower electrode and the RF power supply shown in FIG. 4.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치는 플라즈마를 생성시켜 기판(S)을 처리하는 공간을 제공하는 챔버(50)와, 이 챔버(50)의 내부 상측 및 하측에 각각 구비된 상부 전극(55) 및 하부 전극(60)을 포함한다.Referring to FIG. 4, a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a chamber 50 that provides a space for processing a substrate S by generating a plasma, and an upper side and a lower side of the chamber 50. Each includes an upper electrode 55 and a lower electrode 60.

여기서 상부 전극(55)은 RF 파워가 인가되지 않은 접지 전극으로 구성될 수 있다.The upper electrode 55 may be configured as a ground electrode to which RF power is not applied.

그리고 하부 전극(60)은, 상부 전극(55)과의 사이에서 플라즈마를 생성시킬 수 있도록 RF 파워를 인가하는 전극으로서, 그 상부에 기판(S)이 탑재될 수 있도록 구성된다.The lower electrode 60 is an electrode for applying RF power to generate a plasma between the upper electrode 55 and the substrate S to be mounted thereon.

하부 전극(60)은 일반적으로 기판 탑재대(56)에 설치되어 구성되며, 기판 탑재대(56)에는 기판(S)을 잡아주는 정전척(57), 정전척 및 전극을 냉각하는 냉각 플레이트(58) 등도 함께 구성될 수 있다. 본 실시예의 도면에서는 냉각 플레이트에 하부 전극이 구비된 구성을 예시하고 있다.The lower electrode 60 is generally installed on the substrate mounting table 56, and the substrate mounting table 56 includes an electrostatic chuck 57 for holding the substrate S, an electrostatic chuck, and a cooling plate for cooling the electrodes ( 58) can also be configured together. In the drawings of this embodiment, a configuration in which a lower electrode is provided on a cooling plate is illustrated.

하부 전극(60)은 RF 파워를 인가하는 메인 파워공급기(70)와 연결된다. 물론, 하부 전극(60)과 메인 파워공급기(70) 사이에는 매칭박스(72)가 설치된다.The lower electrode 60 is connected to the main power supply 70 for applying RF power. Of course, a matching box 72 is installed between the lower electrode 60 and the main power supply 70.

또한, 하부 전극(60)에는 보상 RF 파워를 인가할 수 있도록 보조 파워공급기(75)와도 연결된다. 이때에도 하부 전극(60)과 보조 파워공급기(75) 사이에는 매칭박스(77)가 구비된다.In addition, the lower electrode 60 is also connected to the auxiliary power supply 75 to apply a compensating RF power. In this case, a matching box 77 is provided between the lower electrode 60 and the auxiliary power supply 75.

여기서, 메인 파워공급기(70) 쪽은 하부 전극(60)의 가운데 부분(이하 '중앙부'라고도 함)으로 연결되어 RF 파워를 인가할 수 있도록 구성되고, 보조 파워공급기(75)는 하부 전극(60)의 주변 부분(이하 '주변부'라고도 함)에 연결되어 RF 파워를 인가할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.Here, the main power supply 70 side is connected to the center portion of the lower electrode 60 (hereinafter referred to as the 'center') is configured to apply RF power, the auxiliary power supply 75 is the lower electrode 60 It is preferably configured to be connected to the peripheral portion (hereinafter also referred to as 'periphery') to apply RF power.

하부 전극(60)에는 복수의 위치에 각각 구비되어 하부 전극(60)에 인가되는 RF파워를 측정하는 복수의 디텍터(81, 82)가 구비된다.The lower electrode 60 is provided with a plurality of detectors 81 and 82 respectively provided at a plurality of positions to measure RF power applied to the lower electrode 60.

즉, 도면에 예시된 바와 같이 하부 전극(60)의 가운데 부분, 그리고 주변 부분에 각각 디텍터(81)(82)가 설치되어 하부 전극(60)에 인가되는 RF파워를 측정할 수 있도록 구성된다. 이때 디텍터(81)(82)의 개수는 하부 전극(60)의 전체 크기 등을 고려하여 2개 이상의 적절한 개수로 설치하여 구성할 수 있다. 바람직하게는 디텍터는 하부 전극(60)의 가운데 부분에 1개, 가운데 부분을 중심으로 주변부에 2~4개 정도 설치하여 구성할 수 있다. 도면에서는 하부 전극(60)의 중앙부에 설치된 제1디텍터(81)와 하부 전극(60)의 주변부에 설치된 제2디텍터(82)로 2개가 설치된 구성을 보여준다.That is, as illustrated in the drawings, detectors 81 and 82 are installed at the center and peripheral portions of the lower electrode 60, respectively, to measure the RF power applied to the lower electrode 60. In this case, the number of detectors 81 and 82 may be installed in an appropriate number of two or more in consideration of the overall size of the lower electrode 60. Preferably, the detector may be configured by installing one or two or four detectors at the center of the lower electrode 60 and at the periphery of the center. 2 shows a configuration in which two first detectors 81 are installed in the center of the lower electrode 60 and two second detectors 82 are installed in the periphery of the lower electrode 60.

상기 복수의 디텍터(81, 82)는 측정 결과를 콘트롤러(90)에 입력할 수 있도록 구성된다. 이때 콘트롤러(90)는 도면에 예시된 바와 같이 디텍터(81, 82)로부터 측정 신호를 입력받는 데이터 콘트롤러(91)와, 이 데이터 콘트롤러(91)에 입력된 정보를 바탕으로 제어신호를 출력하는 메인 콘트롤러(93)로 구성될 수 있다.The plurality of detectors 81 and 82 are configured to input a measurement result to the controller 90. In this case, the controller 90 includes a data controller 91 which receives measurement signals from the detectors 81 and 82 and a main signal which outputs a control signal based on the information input to the data controller 91 as illustrated in the drawing. It may be configured as a controller 93.

콘트롤러(90)는 상기 복수의 디텍터(81, 82)의 측정 결과를 입력받아 상기 메인 파워공급기(70)와 보조 파워공급기(75)를 제어하도록 구성된다.The controller 90 is configured to control the main power supply 70 and the auxiliary power supply 75 by receiving the measurement results of the plurality of detectors 81 and 82.

즉, 콘트롤러(90)는 상기 복수의 디텍터(81, 82)를 통해 입력받은 복수 위치의 RF 파워 측정값이 일정 이상 차이가 발생할 경우에, 상기 보조 파워공급기(75)를 통해 하부 전극(60)에 복수 위치의 RF 파워 차이에 따른 보상 RF 파워를 인가하도록 제어하게 구성된다. 이는 통상적으로 메인 파워공급기(70)를 통해 하부 전극(60)에 RF 파워를 인가할 때, 하부 전극(60)의 중앙부는 상대적으로 RF 파워가 높게 형성되고, 주변부는 상대적으로 RF 파워가 낮게 형성되므로, 상대적으로 RF 파워가 낮게 형성되는 주변부 쪽에 보조 파워공급기(75)를 통해 RF 파워를 추가적으로 인가할 수 있도록 구성되는 것이다.That is, the controller 90 may lower the electrode 60 through the auxiliary power supply 75 when the RF power measurement values of the plurality of positions inputted through the plurality of detectors 81 and 82 differ by more than a certain amount. Control to apply a compensating RF power according to the RF power difference of the plurality of positions. Typically, when RF power is applied to the lower electrode 60 through the main power supply 70, the center portion of the lower electrode 60 has a relatively high RF power, and the peripheral portion has a relatively low RF power. Therefore, the RF power is configured to additionally apply the RF power through the auxiliary power supply 75 to the peripheral side where the RF power is relatively low.

이와 같은 과정을 통해 하부 전극(60)에 전체적으로 균일한 RF 파워가 인가되면서 챔버 내에 보다 균일한 플라즈마를 생성시키게 되므로, 대형화되는 기판의 표면 처리시에도 식각 등의 표면처리 성능이 떨어지지 않고 우수한 처리 성능을 유지할 수 있게 된다.
Through this process, while uniform RF power is applied to the lower electrode 60 as a whole, more uniform plasma is generated in the chamber. Thus, even during surface treatment of a large-sized substrate, surface treatment performance such as etching does not deteriorate and excellent processing performance is achieved. It can be maintained.

한편, 하부 전극(60)은 도면에 예시된 바와 같이 복수개로 분할되어 구성될 수 있다. 이때 분할된 전극 사이에는 절연체(65)가 설치되는 것이 바람직하다. On the other hand, the lower electrode 60 may be divided into a plurality, as illustrated in the figure. At this time, it is preferable that an insulator 65 is provided between the divided electrodes.

절연체(65)는 분할된 하부 전극과 하부 전극 사이를 전기적으로 절연할 수 있도록 설치되고, 고온에 견딜 수 있는 재질로 이루어진다. 예를 들면 세라믹 재질 등으로 형성될 수 있다.The insulator 65 is installed to electrically insulate the divided lower electrode and the lower electrode, and is made of a material that can withstand high temperatures. For example, it may be formed of a ceramic material.

이와 같이 하부 전극(60)이 분할될 경우에 각 분할된 전극마다 상기 디텍터(81, 82)가 각각 설치되는 것이 바람직하다.As described above, when the lower electrode 60 is divided, the detectors 81 and 82 are preferably provided for each divided electrode.

또한, 메인 파워공급기(70)와 보조 파워공급기(75)가 복수개로 분할된 하부 전극(60)에 RF파워를 각각 인가할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the main power supply 70 and the auxiliary power supply 75 are configured to apply RF power to the plurality of divided lower electrodes 60.

예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이 하부 전극(60)이 센터를 중심으로 일정 영역인 중앙부(61)와, 이 중앙부(61) 둘레의 주변부(62)로 분할되어 구성될 수 있다.For example, as shown in FIG. 6, the lower electrode 60 may be divided into a central portion 61, which is a predetermined region around the center, and a peripheral portion 62 around the central portion 61.

이때, 중앙부(61)와 주변부(62)는 절연체(65)를 통해 전기적으로 분리되며, 디텍터(81)(82)는 중앙부(61)와 주변부(62)에 적어도 각각 하나씩 설치되어 구성된다. In this case, the central portion 61 and the peripheral portion 62 are electrically separated through the insulator 65, and the detectors 81 and 82 are installed at least one each in the central portion 61 and the peripheral portion 62.

그리고 중앙부(61)에는 상기 메인 파워공급기(70)가 연결되고, 주변부(62)에는 상기 보조 파워공급기(75)가 연결되게 구성된다.In addition, the main power supply 70 is connected to the central portion 61, and the auxiliary power supply 75 is connected to the peripheral portion 62.

도 7은 주변부(62)가 추가로 더 분할된 구성을 보여주고 있다. 이때 더 분할된 주변부(62) 각각에 디텍터들이 설치될 수 있으며, 보조 파워공급기(75)도 분할된 주변부(62)의 하부 전극(60)에 각각 연결되게 복수개로 구성될 수 있다.
7 shows a configuration in which the periphery 62 is further divided. In this case, detectors may be installed in each of the divided peripheral parts 62, and a plurality of auxiliary power supplies 75 may be configured to be connected to the lower electrodes 60 of the divided peripheral parts 62, respectively.

이제, 상기한 본 발명에 따른 기판처리장치를 이용한 기판처리방법을 설명한다.Now, a substrate processing method using the substrate processing apparatus according to the present invention described above will be described.

먼저, 메인 파워공급기(70)를 통해 하부 전극(60)에 RF파워를 인가하는 동시에 복수의 디텍터(81,82)를 통해 하부 전극(60)의 복수의 위치에서 RF파워 인가 상태를 측정한다.First, RF power is applied to the lower electrode 60 through the main power supply 70, and the RF power applied state is measured at a plurality of positions of the lower electrode 60 through the plurality of detectors 81 and 82.

다음, 상기 콘트롤러(90)에서 복수의 디텍터(81,82)를 통해 측정한 하부 전극의 복수의 위치의 RF 파워 인가 상태를 비교하여, 그 비교값이 일정 이상 차이가 발생할 경우에 상기 보조 파워공급기(75)를 작동하여 복수 위치의 RF 파워 차이값만큼 보상하여 하부 전극(60)에 RF 파워를 인가한다. Next, the RF power applied state of the plurality of positions of the lower electrodes measured by the plurality of detectors 81 and 82 in the controller 90 is compared, and the auxiliary power supply when the comparison value differs by a predetermined level or more. Operation 75 is applied to compensate the RF power difference values of the plurality of positions to apply RF power to the lower electrode 60.

일례로, 하부 전극(60)에서 메인 파워공급기(70)를 통해 RF 파워가 인가되는 중앙부(61)에 비해 상대적으로 RF 파워가 떨어지는 하부 전극의 주변부(62)에 상기 보조 파워공급기(75)에서 보상 RF 파워를 인가함으로써 하부 전극(60)의 중앙부(61)와 주변부(62)에 RF 파워가 균일하게 인가될 수 있도록 제어하는 것이다.For example, in the auxiliary power supply 75 to the peripheral portion 62 of the lower electrode, the RF power is relatively lower than the central portion 61 to which RF power is applied through the main power supply 70 in the lower electrode 60. By applying the compensating RF power, the RF power is uniformly applied to the central portion 61 and the peripheral portion 62 of the lower electrode 60.

만약, 하부 전극(60)의 복수의 위치의 RF 파워 비교값이 기준 차이값 이상일 경우에는 상기 보조 파워공급기(75)에서 보상 RF 파워를 인가하지 않고, 장비의 경보 수단을 작동시키거나, 메인 파워공급기(70) 및 보조 파워공급기(75)의 작동을 중지시켜 RF 파워를 인가하는 공정을 중단하는 것도 가능하다.
If the RF power comparison value of the plurality of positions of the lower electrode 60 is equal to or greater than the reference difference value, the auxiliary power supply 75 does not apply the compensating RF power, and activates the alarm means of the equipment or the main power. It is also possible to stop the operation of applying the RF power by stopping the operation of the supply 70 and the auxiliary power supply 75.

한편, 상기에서는, 하부 전극(60)에 RF 파워를 인가하는 구성을 중심으로 설명하였으나, 하부 전극(60) 측에 바이어스 전압을 인가하는 구성도 RF 파워를 인가하는 구성과 동일하게 구성하여 적용할 수 있다.In the above description, the configuration for applying RF power to the lower electrode 60 will be described. However, the configuration for applying a bias voltage to the lower electrode 60 is the same as the configuration for applying RF power. Can be.

이때에는 메인 파워공급기(70), 보조 파워공급기(75), 매칭박스(72)(77) 등의 구성이 메인 바이어스전압 공급기(70'), 보조 바이어스전압 공급기(75'), 바이어스 전압조절기 등으로 달리하여 구성되고, 디텍터(81,82) 설치 구조, 하부 전극(60)의 분할 구조, 절연체(65) 설치 구조, 콘트롤러(90')의 제어 구조 등은 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예와 동일 또는 유사하게 구성할 수 있으므로, 반복 설명은 생략한다.At this time, the configuration of the main power supply 70, auxiliary power supply 75, matching box 72, 77, etc. is the main bias voltage supply 70 ', auxiliary bias voltage supply 75', bias voltage regulator, etc. The structure of the detectors 81 and 82, the partition structure of the lower electrode 60, the insulator 65 installation structure, the control structure of the controller 90 ′, and the like are different from those of the above-described embodiments of the present invention. Since the same or similar configuration can be made, repeated description is omitted.

상기의 여러 실시예에서는 하부 전극에 RF파워 인가하는 시스템과 바이어스 전압을 인가하는 시스템을 별도로 나누어서 설명하였으나, 두 시스템을 하나의 기판처리장치에 함께 구비하여 구성하는 것도 가능하다. In the above various embodiments, the system for applying the RF power to the lower electrode and the system for applying the bias voltage have been described separately. However, the two systems may be provided together in one substrate processing apparatus.

상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the technical ideas described in the embodiments of the present invention can be performed independently of each other, and can be implemented in combination with each other. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications, and variations will be apparent to those skilled in the art. It is possible. Therefore, the technical protection scope of the present invention will be defined by the appended claims.

Claims (13)

RF 파워가 인가되는 하부 전극과;
상기 하부 전극에 RF 파워를 인가하는 메인 파워공급기와;
상기 하부 전극의 복수의 위치에 각각 구비되어 하부 전극에 인가되는 RF파워를 측정하는 복수의 디텍터와;
상기 하부 전극에 RF 파워를 인가하는 보조 파워공급기와;
상기 복수의 디텍터의 측정 결과를 입력받아, 상기 하부 전극의 복수의 위치에서의 RF 파워 측정값이 일정 이상 차이가 발생한 경우, 상기 하부 전극의 복수의 위치에 RF 파워 차이에 따른 보상 RF 파워를 인가하도록 상기 보조 파워공급기를 제어하는 콘트롤러를 포함한 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 기판처리장치.
A lower electrode to which RF power is applied;
A main power supply for applying RF power to the lower electrode;
A plurality of detectors each provided at a plurality of positions of the lower electrode to measure RF power applied to the lower electrode;
An auxiliary power supply for applying RF power to the lower electrode;
When the measurement result of the plurality of detectors is input and a difference in RF power measurement values at a plurality of positions of the lower electrodes occurs by a predetermined level or more, the compensating RF power according to the RF power difference is applied to the plurality of positions of the lower electrodes. Substrate processing apparatus using a plasma, characterized in that it comprises a controller for controlling the auxiliary power supply.
청구항1에 있어서,
상기 하부 전극은 복수개로 분할되고, 그 사이에는 절연체가 설치되며,
상기 각 분할된 전극에는 상기 디텍터가 각각 설치되고,
상기 메인 파워공급기와 보조 파워공급기가 복수개로 분할된 하부 전극에 RF파워를 각각 인가할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 기판처리장치.
The method according to claim 1,
The lower electrode is divided into a plurality, between which the insulator is installed,
Each of the divided electrodes is provided with the detectors,
And the main power supply and the auxiliary power supply are configured to apply RF power to a plurality of divided lower electrodes.
청구항2에 있어서,
상기 하부 전극은 중앙부와 이 중앙부 둘레의 주변부로 분할되어 구성되고,
상기 중앙부에는 상기 메인 파워공급기가 연결되고, 상기 주변부에는 상기 보조 파워공급기가 연결된 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 기판처리장치.
The method of claim 2,
The lower electrode is divided into a central portion and a peripheral portion around the central portion,
And the main power supply is connected to the central portion, and the auxiliary power supply is connected to the peripheral portion.
삭제delete 메인 파워공급기를 통해 하부 전극에 RF 파워를 인가하는 동시에 복수의 위치에서 RF파워를 측정하는 제1단계와;
제1단계에서 측정한 복수의 위치의 RF 파워를 비교하여, 그 비교값이 일정 이상 차이가 발생할 경우에 메인 파워공급기와 이와 별도로 구비된 보조 파워공급기를 제어하여 복수 위치의 RF 파워 차이값만큼 보상하여 하부 전극에 RF 파워를 인가하는 제2단계를 포함한 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 기판처리방법.
A first step of applying RF power to the lower electrode through the main power supply and simultaneously measuring RF power at a plurality of locations;
Comparing the RF power of the plurality of positions measured in the first step, if the difference is more than a certain difference, the main power supply and the auxiliary power supply provided separately from the control by compensating the RF power difference of the plurality of positions And a second step of applying RF power to the lower electrode.
청구항5에 있어서,
상기 제2단계는 하부 전극의 복수의 위치에서 다른 위치에 비하여 상대적으로 RF 파워가 떨어지는 위치 쪽의 하부 전극 부분에 상기 보조 파워공급기에서 보상 RF 파워를 인가하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 기판처리방법.
The method of claim 5,
The second step is a substrate processing method using a plasma, characterized in that for applying a compensating RF power from the auxiliary power supply to the lower electrode portion of the position where the RF power is relatively lower than the other position in the plurality of positions of the lower electrode. .
청구항5 또는 청구항6에 있어서,
상기 제2단계에서, 복수의 위치의 RF 파워 비교값이 기준 차이값 이상일 경우에 경보 수단을 작동시키거나, RF 파워를 인가하는 공정을 중단하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 기판처리방법.
The method according to claim 5 or 6,
In the second step, when the RF power comparison value of the plurality of positions is equal to or more than the reference difference value, operating the alarm means, or stopping the process of applying the RF power, characterized in that the substrate processing method using a plasma.
바이어스 전압이 인가되는 하부 전극과;
상기 하부 전극에 바이어스 전압을 인가하는 메인 전압공급기와;
상기 하부 전극의 복수의 위치에 각각 구비되어 하부 전극에 인가되는 바이어스 전압를 측정하는 복수의 디텍터와;
상기 하부 전극에 바이어스 전압을 인가하는 보조 전압공급기와;
상기 복수의 디텍터의 측정 결과를 입력받아, 상기 하부 전극의 복수의 위치에서의 바이어스 전압 측정값이 일정 이상 차이가 발생한 경우, 상기 하부 전극의 복수의 위치에 바이어스 전압 차이에 따른 보상 바이어스 전압을 인가하도록 상기 보조 전압공급기를 제어하는 콘트롤러를 포함한 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 기판처리장치.
A lower electrode to which a bias voltage is applied;
A main voltage supplier for applying a bias voltage to the lower electrode;
A plurality of detectors each provided at a plurality of positions of the lower electrode to measure a bias voltage applied to the lower electrode;
An auxiliary voltage supplier applying a bias voltage to the lower electrode;
When the measurement result of the plurality of detectors is input and a bias voltage measurement value at a plurality of positions of the lower electrode is different than a predetermined value, a compensation bias voltage is applied to the plurality of positions of the lower electrode according to the bias voltage difference. And a controller for controlling the auxiliary voltage supplier to control the auxiliary voltage supply.
청구항8에 있어서,
상기 하부 전극은 복수개로 분할되고, 그 사이에는 절연체가 설치되며,
상기 각 분할된 전극에는 상기 디텍터가 각각 설치되고,
상기 메인 전압공급기와 보조 전압공급기가 복수개로 분할된 하부 전극에 바이어스 전압을 각각 인가할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 기판처리장치.
The method of claim 8,
The lower electrode is divided into a plurality, between which the insulator is installed,
Each of the divided electrodes is provided with the detectors,
And the main voltage supply and the auxiliary voltage supply are configured to apply bias voltages to the plurality of divided lower electrodes, respectively.
청구항9에 있어서,
상기 하부 전극은 중앙부와 이 중앙부 둘레의 주변부로 분할되어 구성되고,
상기 중앙부에는 상기 메인 전압공급기가 연결되고, 상기 주변부에는 상기 보조 전압공급기가 연결된 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 기판처리장치.
The method of claim 9,
The lower electrode is divided into a central portion and a peripheral portion around the central portion,
And the main voltage supply is connected to the central portion, and the auxiliary voltage supply is connected to the peripheral portion.
삭제delete 메인 전압공급기를 통해 하부 전극에 바이어스 전압을 인가하는 동시에 복수의 위치에서 바이어스 전압을 측정하는 제1단계와;
제1단계에서 측정한 복수의 위치의 바이어스 전압을 비교하여, 그 비교값이 일정 이상 차이가 발생할 경우에 메인 전압공급기와 이와 별도로 구비된 보조 전압공급기를 제어하여 복수 위치의 바이어스 전압 차이값만큼 보상하여 하부 전극에 바이어스 전압을 인가하는 제2단계를 포함한 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 기판처리방법.
Applying a bias voltage to the lower electrode through the main voltage supplier and simultaneously measuring the bias voltage at a plurality of locations;
Comparing the bias voltages of the plurality of positions measured in the first step, and if the comparison value differs by more than a certain level, the main voltage supply and the auxiliary voltage supply separately provided are controlled to compensate for the difference of the bias voltages of the plurality of positions. And a second step of applying a bias voltage to the lower electrode.
청구항12에 있어서,
상기 제2단계는 하부 전극의 복수의 위치에서, 다른 위치에 비하여 상대적으로 바이어스 전압이 떨어지는 위치 쪽의 하부 전극 부분에 상기 보조 전압공급기에서 보상 바이어스 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 기판처리방법.The method of claim 12,
The second step is a substrate processing using a plasma, characterized in that for applying a compensation bias voltage from the auxiliary voltage supply to the lower electrode portion of the lower electrode in a position where the bias voltage is relatively lower than the other position in a plurality of positions Way.
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