KR101297711B1

KR101297711B1 - Plasma processing apparatus and plasma processing method

Info

Publication number: KR101297711B1
Application number: KR1020070013900A
Authority: KR
Inventors: 황태형; 장홍영
Original assignee: 한국과학기술원; 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2007-02-09
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2013-08-20
Also published as: KR20080074587A; CN101267708B; CN101267708A; TWI452945B; JP5465835B2; JP2008198601A; TW200850078A

Abstract

본 발명은 플라즈마 처리장치 및 처리방법에 관한 것으로서, 균일한 플라즈마를 발생시켜 대면적 기판에 대하여 균일한 처리가 가능한 플라즈마 처리장치 및 처리방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus and a processing method, and more particularly, to a plasma processing apparatus and a processing method capable of generating a uniform plasma and uniformly processing a large area substrate.

본 발명에 따른 플라즈마 처리장치는, 진공 챔버, 상기 진공 챔버 내부 하측에 배치되며, 다수개의 블럭으로 이루어진 하부 전극, 상기 진공 챔버 내부 상측에 배치되며, 접지되는 상부 전극, 상기 진공 챔버 내부에 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급부, 상기 하부 전극과 연결되어 소스 파워(source power)를 인가하는 소스 파워 공급부, 상기 하부 전극의 각 블럭과 개별적으로 연결되어 각 블럭에 독립적으로 바이어스 파워(bias power)를 인가하는 바이어스 파워 공급부, 상기 하부 전극의 각 블럭에 인가될 바이어스 파워를 계산하고 상기 바이어스 파워 공급부를 제어하는 제어부를 포함한다. The plasma processing apparatus according to the present invention includes a vacuum chamber, a lower electrode disposed inside the vacuum chamber, a lower electrode formed of a plurality of blocks, an upper electrode disposed above the inside of the vacuum chamber, grounded, and a process gas inside the vacuum chamber. Process gas supply unit for supplying the source, source power supply unit connected to the lower electrode to apply a source power (source power), individually connected to each block of the lower electrode to apply a bias power (bias power) to each block independently And a control unit for calculating a bias power to be applied to each block of the lower electrode and controlling the bias power supply unit.

Description

Plasma processing apparatus and plasma processing method {PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PLASMA PROCESSING METHOD}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 구조를 도시하는 종단면도이다. 1 is a longitudinal sectional view showing a structure of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 구조를 도시하는 횡단면도이다. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 전극의 구조를 도시하는 부분 사시도이다. 3 is a partial perspective view illustrating a structure of a lower electrode according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 단층 촬영부를 통하여 측정한 각 블럭별 플라즈마 밀도값을 도시한 그래프이다. 4A is a graph illustrating plasma density values for respective blocks measured by the plasma tomography unit according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 각 블럭별 보정값을 도시한 그래프이다. 4B is a graph showing correction values for respective blocks according to an embodiment of the present invention.

도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 각 블럭별 바이어스 파워값을 도시한 그래프이다. 4C is a graph illustrating a bias power value for each block according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리방법이 각 공정을 설명하는 블록 다이어그램이다.5 is a block diagram illustrating each process in the plasma processing method according to an embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art

1 : 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리장치1: plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention

10 : 진공 챔버 20 : 상부 전극10 vacuum chamber 20 upper electrode

30 : 하부 전극 40 : 공정 가스 공급부30: lower electrode 40: process gas supply unit

50 : 소스 파워 공급부 60 : 바이어스 파워 공급부50: source power supply 60: bias power supply

70 : 플라즈마 단층 촬영부 80 : 제어부70: plasma tomography unit 80: control unit

90 : 정전척 S : 기판90: electrostatic chuck S: substrate

반도체 장치, 액정표시 장치 등의 제조 프로세스에는, 플라즈마를 사용하여 기판의 표면을 처리하는 플라즈마 처리장치가 많이 사용되고 있다. 이러한 플라즈마 처리장치로는, 기판에 에칭을 실시하는 플라즈마 에칭 장치나, 화학적 기상 성장(Chemical Vapor Deposition : CVD)을 실시하는 플라즈마 CVD 장치 등을 예로 들 수 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION Many plasma processing apparatuses for treating a surface of a substrate using plasma have been used in manufacturing processes such as semiconductor devices and liquid crystal display devices. Examples of such a plasma processing apparatus include a plasma etching apparatus for etching a substrate, a plasma CVD apparatus for performing chemical vapor deposition (CVD), and the like.

이러한 플라즈마 처리장치는 상하에 서로 평행하게 대향하는 2개의 평판 전극을 구비한다. 이 전극 사이에 기판을 탑재한 상태에서 플라즈마를 발생시키서 기판에 대하여 일정한 처리를 실시한다. This plasma processing apparatus includes two flat plate electrodes facing each other in parallel up and down. Plasma is generated in a state where the substrate is mounted between the electrodes, and the substrate is subjected to a constant treatment.

그런데 플라즈마 처리장치에서 처리되는 기판의 크기가 확대됨에 따라 처리되는 기판의 모든 부분에 대하여 균일한 플라즈마를 얻기 어려워진다. 특히, 액정 표시 장치와 같이, 처리되는 기판의 크기가 2, 3m를 초과하는 경우에는 기판의 각 부분에 따라 불균일한 플라즈마 밀도에 의하여 처리 정도가 달라져서 공정 조건 확보가 어려운 문제점이 있다. However, as the size of the substrate to be processed in the plasma processing apparatus increases, it becomes difficult to obtain a uniform plasma for all parts of the substrate to be processed. In particular, when the size of the substrate to be processed exceeds 2, 3m, such as a liquid crystal display device, there is a problem that it is difficult to secure the process conditions due to the uneven plasma density varies depending on each part of the substrate.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 각 구역별 플라즈마 밀도를 실시간으로 반영하여 균일한 플라즈마를 형성할 수 있는 플라즈마 처리장치 및 플라즈마 처리방법을 제공하는 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of forming a uniform plasma by reflecting the plasma density of each zone in real time.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 처리장치는, 진공 챔버, 상기 진공 챔버 내부 하측에 배치되며, 다수개의 블럭으로 이루어진 하부 전극, 상기 진공 챔버 내부 상측에 배치되며, 접지되는 상부 전극, 상기 진공 챔버 내부에 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급부, 상기 하부 전극과 연결되어 소스 파워(source power)를 인가하는 소스 파워 공급부, 상기 하부 전극의 각 블럭과 개별적으로 연결되어 각 블럭에 독립적으로 바이어스 파워(bias power)를 인가하는 바이어스 파워 공급부, 상기 하부 전극의 각 블럭에 인가될 바이어스 파워를 계산하고 상기 바이어스 파워 공급부를 제어하는 제어부를 포함한다. In accordance with another aspect of the present invention, a plasma processing apparatus includes a vacuum chamber, a lower electrode disposed inside the vacuum chamber, a lower electrode formed of a plurality of blocks, and an upper electrode disposed above the vacuum chamber and grounded. A process gas supply unit supplying a process gas into the vacuum chamber, a source power supply unit connected to the lower electrode to apply a source power, and individually connected to each block of the lower electrode independently of each block And a control unit for calculating a bias power to be applied to each block of the lower electrode and controlling the bias power supply.

그리고 상기 하부 전극의 각 블럭 사이에 배치되며, 상기 각 블럭을 절연하는 절연체를 더 포함하는 것이, 각 블럭 별로 소스 파워 또는 바이어스 파워를 상이하게 인가할 수 있어서 바람직하다. Further, it is preferable to further include an insulator disposed between each block of the lower electrode and to insulate each block, so that the source power or the bias power can be differently applied to each block.

상기 절연체는 이중 단차 구조를 가지고, 상기 절연체와 접촉하는 각 블럭은 단차 구조를 가지는 것이, 플라즈마의 침투를 방지할 수 있어서 바람직하다. It is preferable that the insulator has a double stepped structure, and each block in contact with the insulator has a stepped structure, since it can prevent the penetration of plasma.

또한 상기 절연체는 세라믹 또는 알루미나(Al₂O₃)로 이루어지는 것이, 플라즈마에 대한 내성이 강하고, 파티클이 발생하지 않아서 바람직하다. In addition, the insulator is preferably made of ceramic or alumina (Al ₂ O ₃ ) because it is resistant to plasma and does not generate particles.

그리고 상기 블럭 상부에는 정전척이 더 구비되는 것이, 공정 중에 기판을 안정적으로 고정시켜 공정의 균일성을 확보할 수 있어서 바람직하다. In addition, an electrostatic chuck may be further provided on the upper portion of the block, since it is possible to stably fix the substrate during the process to ensure uniformity of the process.

한편 상기 절연체에는 상기 정전척을 냉각하는 냉각가스 통과 유로가 더 구비될 수 있다. Meanwhile, the insulator may further include a cooling gas passage passage for cooling the electrostatic chuck.

또한 상기 상부 전극과 하부 전극 사이의 공간을 가상 분할한 구역별로 플라즈마 밀도를 단층 촬영하고, 촬영된 각 구역별 플라즈마 밀도에 대한 데이터를 상기 제어부에 제공하는 플라즈마 단층 촬영부를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to further include a plasma tomography unit for tomography the plasma density for each zone in which the space between the upper electrode and the lower electrode is virtually divided, and to provide the control unit with data on the plasma density of each zone photographed.

그리고 상기 단층 촬영부는 상기 상부 전극과 하부 전극 사이의 공간을 상기 하부 전극의 상면과 평행한 일 방향으로 촬영하는 다수개의 제1 촬영수단, 상기 제1 촬영수단과 다른 방향으로 촬영하는 다수개의 제2 촬영 수단을 포함하는 것이 바람직하다.The tomography unit may include a plurality of first photographing means for photographing a space between the upper electrode and the lower electrode in one direction parallel to the upper surface of the lower electrode, and a plurality of second photographing means for photographing a different direction from the first photographing means. It is preferable to include a photographing means.

또한 상기 제어부는 PID feedback scheme, neutral network 또는 퍼지 제어 시스템 중 어느 하나를 구비하여 각 구열별 플라즈마 밀도를 반영한 바이어스 파워값을 실시간으로 계산할 수 있는 것이 바람직하다. In addition, the control unit may include any one of a PID feedback scheme, a neutral network, or a fuzzy control system to calculate a bias power value reflecting plasma density for each column in real time.

한편 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 처리방법은, 진공 챔버 내부로 기판을 반입하는 단계; 상기 진공 챔버 내부에 플라즈마를 형성하는 단계; 상기 진공 챔버 내부 각 구역별로 플라즈마 밀도를 촬영하는 단계; 촬영된 플라즈마 밀도를 고려하여 각 구역별 바이어스 파워를 계산하는 단계; 계산된 바이어스 파워를 각 구역별로 인가하는 단계; 기판을 상기 진공 챔버 외부로 반출하는 단계;를 포함한다. On the other hand, the plasma processing method according to the present invention for achieving the above technical problem, the step of bringing the substrate into the vacuum chamber; Forming a plasma inside the vacuum chamber; Photographing the plasma density for each zone in the vacuum chamber; Calculating bias power for each zone in consideration of the photographed plasma density; Applying the calculated bias power for each zone; And removing the substrate to the outside of the vacuum chamber.

상기 플라즈마 밀도를 촬영하는 단계는, 2개 이상의 서로 다른 방향에서 각각 한 구역의 플라즈마 밀도를 촬영하고, 이를 조합하여 각 구열별 플라즈마 밀도를 계산한다. The photographing of the plasma density may include photographing the plasma density of one zone in two or more different directions, and combining them to calculate the plasma density for each column.

그리고 상기 바이어스 파워를 계산하는 단계는, PID feedback scheme을 사용하며, 상기 PID feedback scheme은 촬영된 각 구역별 플라즈마 밀도를 입력변수로 사용하고, 각 구역별 바이어스 파워를 출력변수로 하는 것을 특징으로 한다. In the calculating of the bias power, a PID feedback scheme is used, wherein the PID feedback scheme uses the plasma density of each zone photographed as an input variable, and the bias power for each zone is an output variable. .

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 본 실시예에 의하여 본 발명의 과제 및 구성이 보다 명확하게 이해될 수 있을 것이다. Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. By the present embodiment will be more clearly understood the problem and configuration of the present invention.

먼저 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리장치를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 구조를 도시하는 종단면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 구조를 도시하는 횡단면도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 전극의 구조를 도시하는 부분 사시도이다. First, a plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing the structure of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing the structure of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 3 is a partial perspective view illustrating a structure of a lower electrode according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(1)는 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 진공 챔버(10), 상부 전극(20), 하부 전극(30), 공정 가스 공급부(40), 소스 파워 공급부(50), 바이어스 파워 공급부(60), 플라즈마 단층 촬영부(70) 및 제어부(80)를 포함하여 구성된다. As shown in FIGS. 1 and 2, the plasma processing apparatus 1 according to the present embodiment includes a vacuum chamber 10, an upper electrode 20, a lower electrode 30, a process gas supply unit 40, and a source power supply unit. 50, a bias power supply unit 60, a plasma tomography unit 70, and a control unit 80.

먼저 진공 챔버(10)는 내부에 일정한 체적을 가지며, 내부 공간을 진공 상태로 만들 수 있도록 밀폐된 구조를 가진다. 여기에서 진공 상태라 함은 대기압 상태보다 낮은 기압 상태를 말하는 것으로, 완전한 진공(vacuum) 상태를 말하는 것은 아니다. First, the vacuum chamber 10 has a constant volume therein, and has a sealed structure to make the internal space into a vacuum state. Here, the vacuum state refers to an air pressure state lower than an atmospheric pressure state, and does not mean a complete vacuum state.

이러한 진공 챔버(10)는 일반적으로 처리되는 기판의 형상과 유사한 형상을 가지며, 액정 표시 기판과 같이 직사각형 형상의 기판을 처리하는 플라즈마 처리장치에서는 직육면체 형상의 진공 챔버를 사용한다. The vacuum chamber 10 generally has a shape similar to that of a substrate to be processed, and a rectangular parallelepiped vacuum chamber is used in a plasma processing apparatus that processes a rectangular substrate such as a liquid crystal display substrate.

한편 최근에는 처리되는 기판의 크기가 확대됨에 따라 진공 챔버의 크기도 비약적으로 확대되고 있다. 따라서 하나의 진공 챔버가 일체로 이루어지지 않고, 다양한 조각으로 분리되어 제조된 후, 하나로 조립되어 사용되기도 한다. On the other hand, as the size of the substrate to be processed has recently increased, the size of the vacuum chamber has also increased dramatically. Therefore, one vacuum chamber is not made integrally, but is manufactured by being separated into various pieces and then assembled and used as one.

그리고 진공 챔버(10)에는 챔버 내부의 기체를 배출하여 챔버 내부의 압력을 낮추기 위한 배기 펌프(도면에 미도시)가 구비된다. 이 배기 펌프는 요구되는 챔버 내부의 압력이 낮거나 진공 챔버 내부의 체적이 커질수록 그 용량이 커진다. 이러한 배기 펌프로는 TMP 펌프나 크라이오 럼프 등이 사용될 수 있다. 또한 이러한 배기 펌프는 하나의 진공 챔버에 하나가 설치될 수 있으며, 다수개의 배기 펌프가 하나의 진공 챔버에 구비될 수도 있다. In addition, the vacuum chamber 10 is provided with an exhaust pump (not shown) for discharging the gas inside the chamber to lower the pressure in the chamber. This exhaust pump has a larger capacity as the pressure inside the chamber is lower or the volume inside the vacuum chamber is larger. As such an exhaust pump, a TMP pump, cryopump, or the like may be used. In addition, one such exhaust pump may be installed in one vacuum chamber, and a plurality of exhaust pumps may be provided in one vacuum chamber.

또한 진공 챔버(10)에는 챔버 내부의 압력을 높이기 위하여 챔버 내부로 질소 가스나 불활성 가스를 주입하는 벤팅(venting) 펌프(도면에 미도시)가 더 구비되기도 한다. 진공 챔버(10)에는 기판을 반출입하는 과정이 반복되어 진행된다. 기판을 반출입하는 과정에서는 챔버 내부의 압력을 외부의 압력과 동일하게 하여야 하므로, 진공 상태의 챔버 내부 압력을 높이기 위한 밴팅 작업이 필요한 것이다. In addition, the vacuum chamber 10 may further include a venting pump (not shown) for injecting nitrogen gas or an inert gas into the chamber to increase the pressure in the chamber. The process of carrying in and out of the substrate is repeated in the vacuum chamber 10. In the process of carrying out the substrate, the pressure inside the chamber should be the same as the outside pressure, so a bending operation is required to increase the pressure inside the chamber in a vacuum state.

그리고 이 진공 챔버(10)의 일 측벽에는 기판을 반출입을 위한 통로로 사용되는 기판 출입구(12)가 형성된다. 이 기판 출입구(12)는 진공 챔버(10) 내부의 압력 관리를 위하여 최대한 작게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 이 기판 출입구(12)는 진공 챔버(10) 내에서 처리되는 기판(S)이 통과할 수 있는 정도의 크기를 가지면 충분하다. And one sidewall of the vacuum chamber 10 is formed with a substrate entrance 12 that uses the substrate as a passage for carrying in and out. The substrate entrance 12 is preferably formed as small as possible for pressure management inside the vacuum chamber 10. Therefore, it is sufficient that the substrate entrance 12 has a size that allows the substrate S to be processed in the vacuum chamber 10 to pass through.

이 기판 출입구(12) 전방에는 이 기판 출입구를 열고 닫는 개폐수단(14)이 구비된다. 이 개폐수단(14)은 기판의 반출입 과정에서는 기판 출입구(12)를 개방하고, 기판에 대한 플라즈마 처리 과정에서는 기판 출입구(12)를 폐쇄한다. 진공 챔버(10) 내부의 용이한 진공 형성을 위해서는 개폐수단(14)이 챔버 외벽과 빈틈없이 밀착되어야 한다. 따라서 개폐수단(14)의 내벽에는 기판 출입구(12) 근방의 기밀 유지를 위한 밀봉 수단(도면에 미도시)이 더 구비되기도 한다. In front of the substrate entrance and exit 12, an opening and closing means 14 for opening and closing the substrate entrance and exit is provided. The opening and closing means 14 opens the substrate entrance and exit 12 in the process of carrying out the substrate, and closes the substrate entrance and exit 12 in the plasma processing of the substrate. In order to easily form a vacuum inside the vacuum chamber 10, the opening and closing means 14 should be in close contact with the chamber outer wall. Therefore, a sealing means (not shown in the figure) may be further provided on the inner wall of the opening and closing means 14 to maintain the airtight near the substrate entrance and exit 12.

다음으로 진공 챔버(10) 내부에는 플라즈마 형성을 위한 전계를 형성하기 위하여 상부 전극(20)과 하부 전극(30)의 2개의 전극이 구비된다. 먼저 상부 전극(20)은 도 1에 도시된 바와 같이, 진공 챔버(10) 내부 상측에 배치된다. 본 실시예에서는 이 상부 전극(20)이 접지된다. Next, two electrodes of the upper electrode 20 and the lower electrode 30 are provided in the vacuum chamber 10 to form an electric field for plasma formation. First, as shown in FIG. 1, the upper electrode 20 is disposed above the inside of the vacuum chamber 10. In this embodiment, this upper electrode 20 is grounded.

그리고 하부 전극(30)은 진공 챔버(10) 내부 하측에 배치된다. 이 하부 전극(30) 상면에는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(S)이 탑재되므로, 이 하부 전극(30)을 기판 탑재대라고 부르기도 한다. The lower electrode 30 is disposed below the vacuum chamber 10. As shown in FIG. 1, since the substrate S is mounted on the upper surface of the lower electrode 30, the lower electrode 30 may also be referred to as a substrate mounting table.

이 하부 전극(30)에는 전계 형성을 위한 소스 파워(source power)가 인가된다. 이 소스 파워로는 고주파 전력(RF : RadioFrequency Power)이 사용될 수 있으며, 그 주파수는 13.56 MHz 정도가 바람직하다. Source power for forming an electric field is applied to the lower electrode 30. Radio frequency power (RF) may be used as the source power, and the frequency thereof is preferably about 13.56 MHz.

본 실시예에서 이 하부 전극(30)은 도 2에 도시된 바와 같이, 여러개의 블럭(32)이 조립된 구조를 가진다. 본 실시예에 따른 하부 전극(30)에는 전술한 소스 파워 뿐만 아니라, 바이어스 파워도 인가된다. 이때 본 실시예에 따른 하부 전극(32)에는 각 블럭 별로 상이한 값의 바이어스 파워가 인가될 수 있다. 따라서 하부 전극의 각 블럭(32)은 서로 절연된 상태로 조립되어 있다. In the present embodiment, the lower electrode 30 has a structure in which several blocks 32 are assembled as shown in FIG. 2. In addition to the source power described above, the bias power is applied to the lower electrode 30 according to the present embodiment. In this case, a different bias voltage may be applied to the lower electrode 32 according to the present exemplary embodiment. Therefore, each block 32 of the lower electrode is assembled insulated from each other.

하부 전극(30)을 이루는 블럭(32)의 개수는 다양하게 구성될 수 있으며, 플라즈마 처리장치에 의하여 처리되는 기판(S)을 면취하여 얻어지는 액정 표시 기판의 개수와 일치하는 것이 바람직하다. 즉, 플라즈마 처리장치에 의하여 처리되는 기판에서 16개의 액정 표시 기판을 얻는 16면취 기판이라면, 하부 전극(30)을 도 2에 도시된 바와 같이, 16개의 블럭(32)으로 구성하는 것이 바람직하다. The number of blocks 32 constituting the lower electrode 30 may be configured in various ways and preferably coincides with the number of liquid crystal display substrates obtained by chamfering the substrate S processed by the plasma processing apparatus. That is, in the case where the 16 chamfered substrates obtain 16 liquid crystal display substrates from the substrate processed by the plasma processing apparatus, the lower electrode 30 is preferably composed of 16 blocks 32, as shown in FIG.

하부 전극의 각 블럭(32) 사이에는 블럭 상호간을 절연하는 절연체(34)가 더 구비된다. 이 절연체(34)는 진공 챔버(10) 내부의 플라즈마 환경을 견뎌야 하므로, 내 플라즈마성 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서 본 실시예에서는 이 절연체(34)를 세라믹 또는 알루미나로 구성할 수 있다. 한편 이 절연체는 내열성 플라스틱으로 이루어질 수도 있다.An insulator 34 is further provided between the blocks 32 of the lower electrode to insulate the blocks from each other. Since the insulator 34 must withstand the plasma environment inside the vacuum chamber 10, the insulator 34 is preferably made of a plasma resistant material. Therefore, in this embodiment, the insulator 34 can be made of ceramic or alumina. Meanwhile, the insulator may be made of heat resistant plastic.

그리고 하부 전극의 각 블럭(32)은 도 3에 도시된 바와 같이, 단차진 형상을 가지고 조립된다. 따라서 각 블럭(32) 사이에 배치되는 절연체(34)는 이중 단차 구조를 가진다. 이중 단차 구조라 함은 도 3에 도시된 바와 같이, 단차진 형상이 중복되는 구조를 말한다. 이렇게 하부 전극의 각 블럭(32)이 단차진 형상을 가지면, 블럭(32)의 이음새로 플라즈마가 침투하는 것을 방지할 수 있다. 플라즈마가 블럭의 이음새로 침투하는 경우에는 블럭 내부가 식각되거나 손상되며, 파티클이 발생하는 등의 문제점이 있다. 그런데 플라즈마는 직진성을 가지므로, 전술한 바와 같이, 블럭(32)의 이음새에 단차진 구조를 도입하면, 플라즈마가 통과하는 경로가 단차진 경로로 변한다. 따라서 직진성을 가지는 플라즈마가 블럭(32)의 이음새로 용이하게 침투할 수 없는 것이다. And each block 32 of the lower electrode is assembled with a stepped shape, as shown in FIG. Therefore, the insulator 34 disposed between each block 32 has a double stepped structure. The double stepped structure refers to a structure in which the stepped shape is overlapped as shown in FIG. 3. In this way, if each block 32 of the lower electrode has a stepped shape, it is possible to prevent plasma from penetrating into the seam of the block 32. When the plasma penetrates into the seam of the block, the inside of the block is etched or damaged, and there are problems such as generation of particles. However, since the plasma has a straightness, as described above, when the stepped structure is introduced at the seam of the block 32, the path through which the plasma passes changes to the stepped path. Therefore, the plasma having straightness cannot easily penetrate into the seam of the block 32.

결국 이러한 단차 구조를 도입함으로써, 본 실시예에 따른 하부 전극(30)은 일체 구조가 아님에도 불구하고, 플라즈마가 내부로 침투하지 못하는 장점이 있다. After all, by introducing such a stepped structure, although the lower electrode 30 according to the present embodiment is not an integral structure, there is an advantage that the plasma does not penetrate the inside.

그리고 본 실시예에 따른 하부 전극(30)의 상부에는 정전척(90)이 더 구비될 수 있다. 정전척(90)은 정전력을 이용하여 기판(S)을 흡착하는 구성요소이다. 즉, 정전척(90)에 고전압의 직류 전압을 인가함으로써, 기판(S)과 정전척(90) 사이에 큰 쿨롱력(Coulomb)을 발생시켜 기판(S)을 정전척(90)에 고정하는 것이다. 이렇게 정전척(90)을 사용하면, 기판(S)을 플라즈마 처리 공정 중에 하부 전극에 밀착시킬 수 있는 장점이 있다. An electrostatic chuck 90 may be further provided on the lower electrode 30 according to the present embodiment. The electrostatic chuck 90 is a component that absorbs the substrate S by using electrostatic force. That is, by applying a high voltage DC voltage to the electrostatic chuck 90, a large coulomb force is generated between the substrate S and the electrostatic chuck 90 to fix the substrate S to the electrostatic chuck 90. will be. Using the electrostatic chuck 90 as described above has the advantage of being able to closely adhere the substrate S to the lower electrode during the plasma treatment process.

플라즈마 처리 공정 중에 기판(S)을 하부 전극(30)에 밀착시키지 않는 경우에는 기판 중의 일 부분이 하부 전극과 이격될 수 있다. 이렇게 기판(S) 중의 일 부분이 하부 전극(30)으로부터 이격되는 경우에는 기판(S)과 상부 전극(20) 사이의 간격이 일정하게 유지되지 않아서 기판에 대한 균일한 처리가 불가능한 문제점이 있다. When the substrate S is not in close contact with the lower electrode 30 during the plasma treatment process, a portion of the substrate may be spaced apart from the lower electrode. When a portion of the substrate S is spaced apart from the lower electrode 30, the gap between the substrate S and the upper electrode 20 is not kept constant, which makes it impossible to uniformly process the substrate.

한편 하부 전극(30) 상부에 정전척(90)이 배치되는 경우에는 정전척에 냉각 기체를 통과시켜서 냉각시켜야 한다. 그런데 하부 전극(30)을 이루는 각 블럭(32)은 알루미늄 등 금속 재질이므로 냉각 기체를 통과시키기 위한 유로 형성 작업이 어렵다. 그러나 절연체(34)는 금속 재질이 아니므로 냉각 기체를 통과시키기 위한 유로 형성 작업이 용이하다. 따라서 본 실시예에서는 상기 절연체(34)에 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각 기체 유로(36)를 형성한다. On the other hand, when the electrostatic chuck 90 is disposed above the lower electrode 30, a cooling gas must be passed through the electrostatic chuck to be cooled. However, since each block 32 constituting the lower electrode 30 is made of a metal such as aluminum, it is difficult to form a flow path for allowing the cooling gas to pass therethrough. However, since the insulator 34 is not made of metal, it is easy to form a flow path for passing the cooling gas. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the cooling gas flow path 36 is formed in the insulator 34.

또한 이러한 플라즈마 처리장치(1)에는 처리장치 내부로 기판을 반입하거나 반출하는 과정을 돕기 위하여 내부 승강핀(도면에 미도시)과 외부 승강바(도면에 미도시)가 마련될 수 있다. 이때 내부 승강핀은 하부 전극(30)의 가장자리부를 관통하여 형성되며, 하부 전극(30)에 형성된 관통공을 통과하며 상하로 구동된다. In addition, the plasma processing apparatus 1 may be provided with an internal elevating pin (not shown) and an external elevating bar (not shown) to assist a process of carrying in or carrying out a substrate into the processing apparatus. At this time, the internal elevating pin is formed through the edge of the lower electrode 30, and is driven up and down through the through hole formed in the lower electrode 30.

그리고 외부 승강바는 하부 전극(30)의 외측에 별도로 마련된다. 즉, 하부 전극(30)의 측벽과 플라즈마 처리장치의 측벽 사이에 형성되는 공간에 마련되며 상하로 구동할 수 있는 구조로 마련된다. 물론 경우에 따라서는 외부 승강바를 사용하지 않고, 기판(S)을 반송할 수도 있다. The external elevating bar is separately provided outside the lower electrode 30. That is, it is provided in a space formed between the sidewall of the lower electrode 30 and the sidewall of the plasma processing apparatus, and has a structure capable of driving up and down. Of course, in some cases, the board | substrate S can also be conveyed without using an external lifting bar.

다음으로 공정 가스 공급부(40)는 진공 챔버(10) 내부로 플라즈마 형성을 위한 공정 가스를 공급하는 구성요소이다. 본 실시예에서는 이 공정 가스 공급부(40)를 샤워헤드(shower head)로 구성한다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 하부 전극(30)에 탑재된 기판(S) 전면에 대하여 균일하게 공정 가스를 공급할 수 있도록 기판 전면 크기와 대응되는 크기의 샤워헤드(40)를 구성하는 것이다. 본 실시예에서 이 샤워헤드(40)는 상부 전극(20)에 구비되어 있으며, 다중 확산판(42, 44)과 확산공(46, 48) 등으로 구성된다. 공정 가스 공급관(41)에 의하여 진공 챔버(10) 내부의 일 지점으로 공급된 공정 가스가 이 확산판(42, 44)들과 확산공(46, 48)에 의하여 균일하게 확산된다. 따라서 상부 전극(20)과 하부 전극(30) 사이에 균일한 밀도의 공정 가스가 공급되는 것이다. 이렇게 균일한 밀도를 가지고 공급되는 공정 가스는 균일한 플라즈마를 형성하는데 필수적이다. Next, the process gas supply unit 40 is a component for supplying a process gas for plasma formation into the vacuum chamber 10. In this embodiment, this process gas supply part 40 is comprised by the shower head. That is, as shown in FIG. 1, the showerhead 40 having a size corresponding to the size of the front surface of the substrate is configured to uniformly supply the process gas to the entire surface of the substrate S mounted on the lower electrode 30. . In the present embodiment, the shower head 40 is provided in the upper electrode 20 and is composed of multiple diffusion plates 42 and 44 and diffusion holes 46 and 48. The process gas supplied to the one point in the vacuum chamber 10 by the process gas supply pipe 41 is uniformly diffused by the diffusion plates 42 and 44 and the diffusion holes 46 and 48. Therefore, a process gas having a uniform density is supplied between the upper electrode 20 and the lower electrode 30. Process gas supplied with such a uniform density is essential to form a uniform plasma.

다음으로 소스 파워 공급부(50)는 하부 전극(30)과 연결되어 소스 파워(source power)를 하부 전극(30)에 인가하는 구성요소이다. 소스 파워로는 전술 한 바와 같이 RF 파워(Radio Frequency Power)가 사용되므로, 이 소스 파워 공급부(50)는 특정한 주파수를 가지는 RF 파워를 하부 전극(30)에 공급한다. 이 소스 파워는 하부 전극을 이루는 각 블럭(32) 별로 상이하게 공급될 수도 있지만, 모든 블럭(32)에 동일한 값으로 공급될 수도 있다. Next, the source power supply unit 50 is connected to the lower electrode 30 to apply source power to the lower electrode 30. As source power, RF power (Radio Frequency Power) is used as described above, so that the source power supply unit 50 supplies the RF power having a specific frequency to the lower electrode 30. This source power may be supplied differently for each block 32 constituting the lower electrode, but may be supplied to all blocks 32 at the same value.

이 소스 파워 공급부(50)에 의하여 공급되는 소스 파워는 상부 전극(20)의 접지 전압과 커플링되어 상부 전극(20)과 하부 전극(30) 사이에 전계를 형성한다. 이 전계에 의하여 샤워헤드(40)에서 공급되는 공정가스가 이온화되어 플라즈마가 형성되는 것이다. The source power supplied by the source power supply unit 50 is coupled to the ground voltage of the upper electrode 20 to form an electric field between the upper electrode 20 and the lower electrode 30. The process gas supplied from the shower head 40 is ionized by this electric field to form plasma.

다음으로 바이어스 퍼워 공급부(60)는 상기 하부 전극(30)의 각 블럭(32)과 개별적으로 연결되어 각 블럭(32)에 독립적으로 바이어스 파워(bias power)를 인가한다. 본 실시예에서는 각 블럭(32)별로 독립적으로 바이어스 파워를 인가한다. 즉, 각 블럭(32)별로 상이한 값의 바이어스 파워가 공급된다. 따라서 이 바이어스 파워 공급부(60)는 하부 전극을 이루는 각 블럭(32) 별로 분리하여 연결된다. Next, the bias purge supply unit 60 is individually connected to each block 32 of the lower electrode 30 to apply bias power to each block 32 independently. In this embodiment, the bias power is applied to each block 32 independently. That is, a bias value of a different value is supplied to each block 32. Accordingly, the bias power supply unit 60 is separately connected to each block 32 constituting the lower electrode.

이 바이어스 파워 공급부(60)에 의하여 공급되는 바이어스 파워는 상부 전극(20)과 하부 전극(30) 사이의 공간에 발생한 플라즈마에 방향성을 제시하여, 플라즈마 처리 효율을 증가시킨다. 즉, 플라즈마를 기판이 장착되어 있는 하부 전극(30) 방향으로 끌어당겨서 플라즈마에 의한 처리 속도를 증가시키는 것이다. 이 바이어스 파워가 클수록 플라즈마에 의한 처리속도가 커지고, 바이어스 파워가 작을수록 플라즈마에 의한 처리속도가 작아진다. The bias power supplied by this bias power supply unit 60 directs the plasma generated in the space between the upper electrode 20 and the lower electrode 30 to increase the plasma processing efficiency. That is, the plasma is attracted toward the lower electrode 30 on which the substrate is mounted to increase the processing speed by the plasma. The larger the bias power, the larger the processing speed by the plasma, and the smaller the bias power, the smaller the processing speed by the plasma.

본 실시예에서는 이 바이어스 파워로 RF 파워를 사용한다. 다만, 이 바이어 스 파워의 주파수는 전술한 소스 파워의 주파수와는 상이하다. In this embodiment, RF power is used as this bias power. However, the frequency of this bias power is different from the frequency of the source power mentioned above.

다음으로 플라즈마 단층 촬영부(70)는 상기 상부 전극(20)과 하부 전극(30) 사이의 공간을 가상 분할한 구역별로 플라즈마 밀도를 단층 촬영한다. 이 플라즈마 단층 촬영부(70)는 상부 전극(20)과 하부 전극(30) 사이에 발생한 플라즈마의 특성을 각 구역별로 정확하게 측정하기 위한 것이다. Next, the plasma tomography unit 70 tomograms the plasma density for each region in which the space between the upper electrode 20 and the lower electrode 30 is virtually divided. The plasma tomography unit 70 is for accurately measuring the characteristics of the plasma generated between the upper electrode 20 and the lower electrode 30 for each zone.

전술한 바와 같이, 플라즈마 처리장치(1)에 의하여 처리되는 기판(S)의 크기가 증가하면서 진공 챔버(10), 하부 전극(20) 및 상부 전극(30)이 확장되고 있다. 따라서 플라즈마가 발생하는 영역도 확장되고 있다. 좁은 영역에 발생하는 플라즈마는 전체적으로 균일한 밀도를 가진다고 볼 수 있지만, 넓은 영역에 발생하는 플라즈마는 공정 가스의 밀도차 또는 공정 가스의 이동 속도차, 전위차, 온도차 등 여러가지 요인에 의하여 각 영역별로 상이한 밀도를 가지게 된다. As described above, as the size of the substrate S processed by the plasma processing apparatus 1 increases, the vacuum chamber 10, the lower electrode 20, and the upper electrode 30 are expanded. Therefore, the area where plasma is generated is also expanding. Plasma generated in a narrow area can be said to have a uniform density as a whole, but plasma generated in a wide area has a different density for each area due to various factors such as the difference in density of the process gas, the difference in speed of movement of the process gas, the potential difference, and the temperature difference. Will have

이렇게 발생하는 플라즈마의 영역별 밀도차는 기판의 처리되는 정도를 상이하게 하여 균일한 공정 결과를 얻을 수 없는 원인으로 작용한다. 따라서 각 구역별로 정확한 플라즈마 밀도를 측정하고 이를 실시간으로 반영하여 균일한 플라즈마를 얻는 것이 공정의 균일성 확보에 매우 중요하다. The density difference for each region of the plasma generated as described above causes a difference in the degree of processing of the substrate and serves as a cause for which a uniform process result cannot be obtained. Therefore, it is very important to ensure uniformity of the process by measuring the accurate plasma density in each zone and reflecting it in real time to obtain a uniform plasma.

본 실시예에 따른 플라즈마 단층 촬영부(70)는 각 구역별로 정확한 플라즈마 밀도를 측정하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 촬영 수단(72)과 제2 촬영수단(74)을 구비한다. 제1 촬영수단(72)은 상기 상부 전극(20)과 하부 전극(30) 사이의 공간을 상기 하부 전극(30)의 상면과 평행한 일 방향으로 촬영하며, 제2 촬영수단(74)은 상기 상부 전극과 하부 전극 사이의 공간을 상기 하부 전극의 상면과 평행한 방향으로 촬영하되, 상기 제1 촬영수단(72)의 촬영 방향과 다른 방향으로 촬영한다. The plasma tomography unit 70 according to the present exemplary embodiment includes a first photographing means 72 and a second photographing means 74, as shown in FIG. 2, in order to measure an accurate plasma density for each zone. The first photographing means 72 photographs the space between the upper electrode 20 and the lower electrode 30 in one direction parallel to the upper surface of the lower electrode 30, and the second photographing means 74 includes the The space between the upper electrode and the lower electrode is photographed in a direction parallel to the upper surface of the lower electrode, but is photographed in a direction different from the photographing direction of the first photographing means 72.

여기에서 제1 촬영수단(72)과 제2 촬영수단(74)은 각각 복수개가 구비된다. 이때 구비되는 제1 촬영수단(72)과 제2 촬영수단(74)의 개수는 도 2에 도시된 바와 같이, 하부 전극의 각 블럭(32) 별로 최소한 1개 이상의 촬영라인이 형성될 수 있도록 충분한 개수로 구비되어야 한다. Here, the first photographing means 72 and the second photographing means 74 are each provided in plural. In this case, the number of the first photographing means 72 and the second photographing means 74 provided is sufficient to form at least one photographing line for each block 32 of the lower electrode, as shown in FIG. 2. It should be provided in number.

이렇게 각각 상이한 방향으로 촬영한 데이타를 조합하여 각 구역별 플라즈마 밀도를 알 수 있는 것이다. 예를 들어 제1 촬영 수단(72)은 도 2에 도시된 바와 같이, 하부 전극(30)의 장변에 수직한 방향으로 촬영하고, 제2 촬영 수단(74)은 하부 전극(30)의 단변에 수직한 방향으로 촬영한다. 제1 촬영 수단(72)의 촬영 라인(76)과 제2 촬영 수단(74)의 촬영 라인(78)이 교차하는 부분에 대해서는 2 방향에서 촬영한 데이터가 수집되므로, 이 2가지 데이터를 조합하여 촬영 라인의 교차 영역에서의 플라즈마 밀도를 알 수 있는 것이다. Thus, the plasma density of each zone can be known by combining the data photographed in different directions. For example, as shown in FIG. 2, the first photographing means 72 photographs in a direction perpendicular to the long side of the lower electrode 30, and the second photographing means 74 is located at the short side of the lower electrode 30. Shoot in the vertical direction. Since the data photographed in two directions is collected about the part where the photographing line 76 of the first photographing means 72 and the photographing line 78 of the second photographing means 74 intersect, these two data are combined. The plasma density at the intersection region of the imaging line can be known.

다음으로 제어부(80)는 상기 플라즈마 단층 촬영부(70)에서 얻어진 구역별 플라즈마 밀도에 대한 데이터를 바탕으로 각 블럭(32)에 인가될 바이어스 파워를 계산하고 상기 바이어스 파워 공급부(60)를 제어한다. 즉, 제어부(80)는 구역별 플라즈마 밀도에 대한 데이터를 입력 값으로하여 각 구역별로 공급되어야 하는 바이어스 파워 값을 출력값으로 계산한다. 그리고 계산된 바이어스 파워 값을 각 블럭(32)별로 공급하도록 바이어스 파워 공급부(60)를 제어한다. Next, the controller 80 calculates a bias power to be applied to each block 32 based on the data on the plasma density for each region obtained by the plasma tomography unit 70 and controls the bias power supply unit 60. . That is, the controller 80 calculates a bias power value to be supplied for each zone as an output value using data on the plasma density for each zone as an input value. The bias power supply unit 60 is controlled to supply the calculated bias power value for each block 32.

특히, 이 제어부(80)는 플라즈마 단층 촬영부(70)에서 얻어진 구역별 플라즈 마 밀도에 대한 데이터를 실시간으로 반영하여 바이어스 파워값을 계산하여야 한다. 따라서 본 실시예에서는 이 제어부(80)가 PID feedback scheme, neutral network 또는 퍼지 제어 시스템 중 어느 하나를 구비할 수 있다. In particular, the control unit 80 should calculate the bias power value by reflecting the data on the plasma density for each area obtained by the plasma tomography unit 70 in real time. Therefore, in the present embodiment, the control unit 80 may include any one of a PID feedback scheme, a neutral network, or a fuzzy control system.

예를 들어 이 제어부(80)가 PID feedback scheme을 구비하는 경우에는 상기 플라즈마 단층 촬영부(70)에서 얻어지는 각 구역별 플라즈마 밀도에 대한 데이터를 입력변수로 하고, 각 구역별 바이어스 파워값을 출력변수로 하여 시스템을 운용한다. For example, when the controller 80 has a PID feedback scheme, the data on the plasma density for each zone obtained by the plasma tomography unit 70 is used as an input variable, and the bias power value for each zone is an output variable. To operate the system.

이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리방법을 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리방법의 각 공정을 설명하는 블록 다이그램이다.Hereinafter, a plasma processing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5. 5 is a block diagram illustrating each process of the plasma processing method according to an embodiment of the present invention.

먼저 진공 챔버(10) 내부에 공정이 처리될 기판(S)을 반입한다(S 10). 이 기판은 매우 얇은 두께를 가지면서도 넓은 면적을 가지므로, 운반 과정에서 특정한 부분이 하측으로 처지는 현상이 많이 발생한다. 따라서 로봇 등을 이용하여 기판 중의 일부분이 하측으로 처지지 않도록 지지한 상태에서 진공 챔버(10) 내부로 진입시킨 후, 하부 전극(30) 상에 장착한다. First, the substrate S to be processed is loaded into the vacuum chamber 10 (S 10). Since the substrate has a very thin thickness and a large area, a certain portion of the substrate sags downward in the transportation process. Therefore, after a part of the substrate is supported by the robot or the like so as not to sag downward, the vacuum chamber 10 enters into the vacuum chamber 10 and is mounted on the lower electrode 30.

이때 정전척(90)을 이용하여 기판(S)을 하부 전극(30) 상에 밀착시킬 수도 있다. 이렇게 정전척(90)을 사용하는 경우에는 기판(S)이 정전척(90) 상부에 완전히 안착된 상태에서 정전척에 직류 전압을 인가하여 기판을 밀착시킨다. In this case, the substrate S may be brought into close contact with the lower electrode 30 using the electrostatic chuck 90. When the electrostatic chuck 90 is used as described above, the substrate S is in close contact with the electrostatic chuck while the substrate S is completely seated on the upper portion of the electrostatic chuck 90.

다음으로 상기 진공 챔버(10) 내부에 플라즈마를 형성한다(S 20). 구체적으 로 진공 챔버(10) 내부로 샤워 헤드(40)를 이용하여 공정가스를 공급한 상태에서 하부 전극(30)에 소스 파워를 인가하여 공정가스를 이온화하고 플라즈마를 발생시킨다. Next, plasma is formed in the vacuum chamber 10 (S 20). Specifically, the source gas is applied to the lower electrode 30 while the process gas is supplied into the vacuum chamber 10 using the shower head 40 to ionize the process gas and generate a plasma.

다음으로 상기 진공 챔버(10) 내부 각 구역별로 플라즈마 밀도를 촬영한다(S 30). 이때 플라즈마 밀도를 촬영하는 각 구역은 하부 전극(30)의 각 블럭(32)과 일치하는 것이 바람직하다. 그리고 이 플라즈마 밀도를 촬영하는 단계에서는, 2개 이상의 서로 다른 방향에서 각각 한 구역의 플라즈마 밀도를 촬영하여, 특정한 구역의 정확한 플라즈마 밀도를 얻어내는 것이 바람직하다. Next, the plasma density is photographed for each zone in the vacuum chamber 10 (S 30). At this time, it is preferable that each zone for photographing the plasma density coincides with each block 32 of the lower electrode 30. In the step of photographing the plasma density, it is preferable to photograph the plasma density of one zone in two or more different directions to obtain an accurate plasma density of the specific zone.

예를 들어 이 단계에서 측정된 각 구역별 플라즈마 밀도값(D)은 도 4a에 도시된 바와 같이, 도시될 수 있다. 즉, 각 구역별로 상이한 값을 가지게 된다. For example, the plasma density value D for each zone measured in this step can be shown, as shown in FIG. 4A. That is, each zone has a different value.

다음으로 촬영된 플라즈마 밀도를 고려하여 각 구역별 바이어스 파워를 계산한다(S 40). 즉, 전단계에서 얻어진 각 구역별 플라즈마 밀도값(D)을 기초로 하여 각 블럭별로 인가될 바이어스 파워값(B)을 계산하는 것이다. Next, the bias power for each zone is calculated in consideration of the photographed plasma density (S40). That is, the bias power value B to be applied for each block is calculated based on the plasma density value D for each zone obtained in the previous step.

예를 들어 도 4b에 도시된 바와 같이, 각 구역별로 동일한 플라즈마 밀도를 가지기 위해서 일정한 크기의 보정값(C)이 필요한 것이다. 이 보정값(C)을 계산하고, 이 보정값을 각 구역별로 충당하기 위하여 그에 상응하는 바이어스 파워값(B)을 계산하는 것이다. 이렇게 계산된 각 구역별 바이어스 파워값(B)은 도 4c에 도시된 바와 같이, 각 구역별 플라즈마 밀도값과 반대되는 크기를 가지게 된다. 즉, 플라즈마 밀도값(D)가 큰 구역에서는 바이어스 파워값(B)가 작고, 플라즈마 밀도값(D)가 작은 구역에서는 바이어스 파워값(B)이 크다. For example, as shown in FIG. 4B, a correction value C having a constant size is required to have the same plasma density in each zone. The correction value C is calculated, and the corresponding bias power value B is calculated to cover the correction value for each zone. The calculated bias power value B for each zone has a size opposite to the plasma density value for each zone, as shown in FIG. 4C. That is, the bias power value B is small in the region where the plasma density value D is large, and the bias power value B is large in the region where the plasma density value D is small.

다음으로 계산된 바이어스 파워값(B)을 각 블럭(32)별로 공급하여 균일한 플라즈마를 형성한다(S 50). Next, the calculated bias power value B is supplied to each block 32 to form a uniform plasma (S 50).

그리고 이렇게 형성된 균일한 플라즈마를 사용하여 기판을 처리한다(S 60). 기판을 처리하는 과정에서도 각 구역별 플라즈마 밀도에 대한 촬영을 계속하여 이루어지며, 플라즈마 밀도에 차이가 발생하는 경우에는 바이어스 파워값을 변화시켜 플라즈마의 균일성을 실시간으로 확보한다. Then, the substrate is processed using the uniform plasma thus formed (S 60). In the process of processing the substrate, photographing is continuously performed on the plasma density of each zone. When a difference occurs in the plasma density, the bias power value is changed to secure the plasma uniformity in real time.

다음으로 처리된 기판(S)을 반출한다(S 70). 정전척(90)을 사용하여 기판을 하부 전극에 밀착시킨 경우에는 정전척에 인가된 직류 전원을 먼저 차단하여 정전력을 제거한 후에 기판을 반출한다. 정전력이 완전히 제거되기 전에 기판을 반출하면, 기판이 파손될 위험이 있다. Next, the processed substrate S is carried out (S 70). When the substrate is in close contact with the lower electrode using the electrostatic chuck 90, the DC power applied to the electrostatic chuck is first cut off to remove the electrostatic power, and then the substrate is taken out. If the substrate is taken out before the electrostatic force is completely removed, there is a risk of breaking the substrate.

본 발명에 따르면 단층 촬영 기법을 이용하여 각 구역별로 측정된 플라즈마 밀도값을 실시간으로 반영하여 하부 전극의 각 블럭 별로 상이한 바이어스 파워값을 인가하여 균일한 플라즈마를 형성할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, it is possible to form a uniform plasma by applying a different bias power value for each block of the lower electrode by reflecting the plasma density value measured for each zone in real time using a tomography technique.

Claims

delete

A vacuum chamber;

A lower electrode disposed under the vacuum chamber and formed of a plurality of blocks;

An insulator disposed between each block of the lower electrode and insulating the blocks;

An upper electrode disposed above the vacuum chamber and grounded;

A process gas supply unit supplying a process gas into the vacuum chamber;

A source power supply connected to the lower electrode to apply source power;

A bias power supply unit connected to the respective blocks of the lower electrode to apply a bias power to each of the blocks independently; And

A control unit for calculating a bias power to be applied to each of the blocks of the lower electrode and controlling the bias power supply unit,

Wherein each block has a stepped shape at the seam of the blocks, and the insulator has a double stepped structure between the blocks to block the plasma from penetrating into the seam.

The method of claim 3,

The insulator is a plasma processing apparatus, characterized in that made of ceramic.

The method of claim 3,

And the insulator is made of alumina.

The method of claim 3,

The insulator is a plasma processing apparatus, characterized in that made of a heat-resistant plastic.

The method of claim 3,

And an electrostatic chuck further provided on the block.

The method of claim 7, wherein

The insulator further comprises a cooling gas passage passage for cooling the electrostatic chuck.

The method of claim 3,

And a plasma tomography unit for capturing the plasma density for each zone in which the space between the upper electrode and the lower electrode is virtually divided, and providing the control unit with data on the plasma density for each zone. Processing unit.

10. The method of claim 9,

The tomography unit,

A plurality of first photographing means for photographing a space between the upper electrode and the lower electrode in one direction parallel to the upper surface of the lower electrode;

And a plurality of second photographing means for photographing in a direction different from the first photographing means.

The method of claim 3,

The control unit includes a PID feedback scheme, a neutral network system or a fuzzy control system any one of the plasma processing apparatus.

delete

Bringing the substrate into the vacuum chamber;

Forming a plasma inside the vacuum chamber;

Photographing the plasma density for each zone in the vacuum chamber;

Calculating bias power for each zone in consideration of the photographed plasma density;

Applying the calculated bias power to each block of the lower electrode consisting of blocks one-to-one corresponding to each zone; And

Taking the substrate out of the vacuum chamber;

Photographing the plasma density,

Plasma processing method characterized in that the imaging of the plasma density of one zone in each of two or more different directions.

14. The method of claim 13,

The step of calculating the bias power,

Plasma processing method characterized by using a PID feedback scheme.

The method of claim 14,

The PID feedback scheme uses plasma density of each zone photographed as an input variable and bias power of each zone as an output variable.

14. The method of claim 13,

Importing the substrate,

And adhering the substrate to the lower electrode.

17. The method of claim 16,

In the step of adhering the substrate to the lower electrode,

And the substrate is in close contact with the lower electrode using electrostatic power.