KR101885102B1 - Ntenna unit and substrate treating apparatus including the unit - Google Patents

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Abstract

기판 처리 장치가 개시된다. 기판 처리 장치는 내부 공간이 형성된 공정 챔버: 상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 기판을 지지하는 기판 지지부; 상기 공정 챔버 내부에 공정 가스를 공급하는 가스 공급부; 상기 공정 챔버 내부에 고주파 전력을 인가하여 상기 공정 챔버 내부에 공급된 공정 가스를 여기시키는 안테나; 상기 안테나의 외측에 위치하며, 전도성 재질의 사이드 월; 및 상기 안테나와 상기 사이드 월의 사이 간격이 변동되도록 상기 사이드 월을 이동시키는 사이드 월 이동부를 포함한다.A substrate processing apparatus is disclosed. The substrate processing apparatus includes a processing chamber having an internal space formed therein, the substrate supporting portion being located inside the processing chamber, the substrate supporting portion supporting the substrate; A gas supply unit for supplying a process gas into the process chamber; An antenna for applying a high-frequency power to the process chamber to excite the process gas supplied to the process chamber; A sidewall of conductive material located outside the antenna; And a sidewall moving unit for moving the sidewall so as to change a distance between the antenna and the sidewall.

Figure R1020110088499
Figure R1020110088499

Description

안테나 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치{NTENNA UNIT AND SUBSTRATE TREATING APPARATUS INCLUDING THE UNIT}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an antenna unit and a substrate processing apparatus including the same,

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라스마를 이용하여 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to an apparatus for processing a substrate using plasma.

플라스마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성되며, 이온이나 전자, 라디칼등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말한다. 반도체 소자 제조 공정은 플라스마를 사용하여 식각 공정을 수행한다. 식각 공정은 플라스마에 함유된 이온 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다.Plasma is an ionized gas state produced by very high temperature, strong electric field or RF electromagnetic fields, and composed of ions, electrons, radicals, and so on. The semiconductor device fabrication process employs a plasma to perform the etching process. The etching process is performed by colliding the ion particles contained in the plasma with the substrate.

안테나는 공정 가스에 고주파 전력을 인가하여 공정 가스를 플라스마 상태로 여기시킨다. 안테나는 그 형상이 고정되며, 주로 좌우 대칭 형상을 가진다. 이러한 형상을 갖는 안테나는 이론적으로 안테나의 반경 방향을 따라 플라스마 밀도 분포가 대칭되도록 플라스마를 발생하여야 한다. 그러나, 실제 공정에서는 여러 요인에 의해 플라스마 밀도 분포가 대칭되도록 발생하지 않는다. 이러한 플라스마 밀도 분포는 기판 처리를 불균일하게 한다.The antenna applies high frequency power to the process gas to excite the process gas into a plasma state. The shape of the antenna is fixed, and it mainly has a symmetrical shape. The antenna having such a shape should theoretically generate plasma so that the plasma density distribution is symmetrical along the radial direction of the antenna. However, in the actual process, the plasma density distribution does not occur symmetrically due to various factors. This plasma density distribution causes non-uniform substrate processing.

선행기술 1. 한국공개특허공보 제10-2011-0046354호Prior Art 1. Korean Patent Publication No. 10-2011-0046354

본 발명의 실시예들은 기판을 균일하게 처리할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.Embodiments of the present invention provide an apparatus and method for uniformly treating a substrate.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 내부 공간이 형성된 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 기판을 지지하는 기판 지지부; 상기 공정 챔버 내부에 공정 가스를 공급하는 가스 공급부; 상기 공정 챔버 내부에 고주파 전력을 인가하여 상기 공정 챔버 내부에 공급된 공정 가스를 여기시키는 안테나; 상기 안테나의 외측에 위치하며, 전도성 재질의 사이드 월; 및 상기 안테나와 상기 사이드 월의 사이 간격이 변동되도록 상기 사이드 월을 이동시키는 사이드 월 이동부를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus including: a processing chamber having an internal space formed therein; A substrate support positioned within the process chamber and supporting the substrate; A gas supply unit for supplying a process gas into the process chamber; An antenna for applying a high-frequency power to the process chamber to excite the process gas supplied to the process chamber; A sidewall of conductive material located outside the antenna; And a sidewall moving unit for moving the sidewall so as to change a distance between the antenna and the sidewall.

또한, 상기 사이드 월은 접지될 수 있다.Further, the side wall may be grounded.

또한, 상기 사이드 월은 상기 안테나의 둘레를 따라 서로 이격하여 복수개 제공되며, 상기 사이드 월 이동부는 상기 사이드 월들 각각에 연결되고, 상기 사이드 월들을 개별적으로 이동시킬 수 있다.The plurality of sidewalls may be spaced apart from each other along the circumference of the antenna, and the sidewall moving unit may be connected to each of the sidewalls, and the sidewalls may be individually moved.

또한, 상기 사이드 월들은 서로 조합되어 링 형상으로 배치되며, 상기 사이드 월 이동부는 상기 링 형상의 반경 방향으로 각각의 상기 사이드 월들을 이동시킬 수 있다.The sidewalls may be arranged in a ring shape in combination with each other, and the sidewall moving unit may move each of the sidewalls in a radial direction of the ring shape.

또한, 각각의 상기 사이드 월은 호 형상을 가질 수 있다.Further, each of the side walls may have an arc shape.

본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 유닛은 공정가스에 고주파 전력을 인가하여 상기 공정가스를 여기시키는 안테나 유닛에 있어서, 상기 고주파 전력을 인가하는 안테나; 상기 안테나의 외측에 위치하며, 전도성 재질의 사이드 월; 및 상기 안테나와 상기 사이드 월의 사이 간격이 변동되도록 상기 사이드 월을 이동시키는 사이드 월 구동부를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an antenna unit for applying high frequency power to a process gas to excite the process gas, the antenna unit comprising: an antenna for applying the high frequency power; A sidewall of conductive material located outside the antenna; And a sidewall driver for moving the sidewall such that a distance between the antenna and the sidewall varies.

또한, 상기 사이드 월은 접지될 수 있다.Further, the side wall may be grounded.

또한, 상기 사이드 월은 복수개 제공되며, 상기 안테나의 둘레를 따라 링 형상으로 배치되고, 상기 사이드 월 구동부는 상기 링 형상의 반경 방향으로 상기 사이드 월들을 이동시킬 수 있다.The plurality of sidewalls may be provided in a ring shape along the periphery of the antenna, and the sidewall driver may move the sidewalls in the radial direction of the ring.

본 발명의 실시예들에 의하면, 플라스마 밀도 분포가 균일하므로 기판 처리가 균일하게 이루어질 수 있다.According to the embodiments of the present invention, since the plasma density distribution is uniform, the substrate processing can be performed uniformly.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 플라스마 밀도 분포를 조절할 수 있다.Further, according to the embodiments of the present invention, the plasma density distribution can be controlled.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 안테나와 사이드 월들의 간격이 조절되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 안테나와 사이드 월들의 간격 변화에 따른 에칭률을 나타내는 그래프이다. 1 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line A-A 'in Fig.
3 and 4 are views showing a state in which the gap between the antenna and the side walls is adjusted according to the embodiment of the present invention.
5 is a graph showing an etching rate according to a change in spacing between the antenna and the side walls.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 안테나 유닛 및 기판 처리 장치를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, an antenna unit and a substrate processing apparatus according to preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 플라스마를 이용하여 기판(W)을 처리한다. 기판 처리 장치(10)는 공정 챔버(100), 기판 지지부(200), 가스 공급부(300), 그리고, 플라스마 생성부(400)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a substrate processing apparatus 10 processes a substrate W using a plasma. The substrate processing apparatus 10 includes a process chamber 100, a substrate supporting unit 200, a gas supplying unit 300, and a plasma generating unit 400.

공정 챔버(100)는 기판(W) 처리 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 공정 챔버(100)는 몸체(110), 밀폐 커버(120), 그리고 라이너(130)를 포함한다. The process chamber 100 provides a space in which the substrate W processing process is performed. The process chamber 100 includes a body 110, a seal cover 120, and a liner 130.

몸체(110)에는 상면이 개방된 공간이 내부에 형성된다. 몸체(110)의 내부 공간은 기판(W) 처리 공정이 수행되는 공간으로 제공된다. 몸체(110)는 금속 재질로 제공된다. 몸체(100)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 몸체(110)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성된다. 배기홀(102)은 배기 라인(151)과 연결된다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 몸체의 내부 공간에 머무르는 가스는 배기 라인(151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 몸체(110) 내부는 소정 압력으로 감압된다. In the body 110, a space having an opened upper surface is formed therein. The inner space of the body 110 is provided as a space in which the substrate W processing process is performed. The body 110 is made of a metal material. The body 100 may be made of aluminum. An exhaust hole 102 is formed in the bottom surface of the body 110. The exhaust hole 102 is connected to the exhaust line 151. The reaction by-products generated in the process and the gas staying in the inner space of the body can be discharged to the outside through the exhaust line 151. The inside of the body 110 is decompressed to a predetermined pressure by the exhaust process.

밀폐 커버(120)는 몸체(110)의 개방된 상면을 덮는다. 밀폐 커버(120)는 판 형상으로 제공되며, 몸체(110)의 내부공간을 밀폐시킨다. 밀폐 커버(120)는 몸체(110)와 상이한 재질로 제공될 수 있다. 밀폐 커버(120)는 유전체(dielectric substance)로 제공될 수 있다.The sealing cover 120 covers the open upper surface of the body 110. The sealing cover 120 is provided in a plate shape to seal the inner space of the body 110. The sealing cover 120 may be provided in a material different from that of the body 110. The hermetic cover 120 may be provided as a dielectric substance.

라이너(130)는 몸체(110) 내부에 제공된다. 라이너(130)는 상면 및 하면이 개방된 공간이 내부에 형성된다. 라이너(130)는 원통 형상으로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 몸체(110)의 내측면에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 라이너(130)는 몸체(110)의 내측면을 따라 제공된다. 라이너(130)의 상단에는 지지 링(131)이 형성된다. 지지 링(131)은 링 형상의 판으로 제공되며, 라이너(130)의 둘레를 따라 라이너(130)의 외측으로 돌출된다. 지지 링(131)은 몸체(110)의 상단에 놓이며, 라이너(130)를 지지한다. 라이너(130)는 몸체(110)와 동일한 재질로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 몸체(110) 내측면을 보호한다. 공정 가스가 여기되는 과정에서 공정 챔버(100) 내부에는 아크(Arc) 방전이 발생될 수 있다. 아크 방전은 주변 장치들을 손상시킨다. 라이너(130)는 몸체(110)의 내측면을 보호하여 몸체(110)의 내측면이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지한다. 라이너(130)는 몸체(110)에 비하여 비용이 저렴하고, 교체가 용이하다. 따라서, 아크 방전으로 라이너(130)이 손상될 경우, 새로운 라이너로 교체할 수 있다.The liner 130 is provided inside the body 110. The liner 130 has a space in which the upper surface and the lower surface are opened. The liner 130 may be provided in a cylindrical shape. The liner 130 may have a radius corresponding to the inner surface of the body 110. The liner 130 is provided along the inner surface of the body 110. At the upper end of the liner 130, a support ring 131 is formed. The support ring 131 is provided in the form of a ring and projects outwardly of the liner 130 along the periphery of the liner 130. The support ring 131 rests on the top of the body 110 and supports the liner 130. The liner 130 may be provided in the same material as the body 110. The liner 130 may be made of aluminum. The liner 130 protects the inside surface of the body 110. An arc discharge may be generated in the process chamber 100 during the excitation of the process gas. Arc discharge damages peripheral devices. The liner 130 protects the inner surface of the body 110 to prevent the inner surface of the body 110 from being damaged by the arc discharge. The liner 130 is less expensive than the body 110 and is easy to replace. Thus, if the liner 130 is damaged by arc discharge, it can be replaced with a new liner.

몸체(110)의 내부에는 기판 지지부(200)가 위치한다. 기판 지지부(200)는 기판(W)을 지지한다. 기판 지지부(200)는 정전기력을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척을 포함한다.A substrate support 200 is positioned within the body 110. The substrate support 200 supports the substrate W. [ The substrate support 200 includes an electrostatic chuck for attracting the substrate W using an electrostatic force.

정전 척(200)은 유전판(210), 하부 전극(220), 히터(230), 지지판(240), 그리고 절연판(270)을 포함한다.The electrostatic chuck 200 includes a dielectric plate 210, a lower electrode 220, a heater 230, a support plate 240, and an insulation plate 270.

유전판(210)은 정전 척(200)의 상단부에 위치한다. 유전판(210)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공된다. 유전판(210)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 유전판(210)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 갖는다. 때문에, 기판(W) 가장자리영역은 유전판(210)의 외측에 위치한다. 유전판(210)에는 제1공급 유로(211)가 형성된다. 제1공급 유로(211)는 유전판(210)의 상면으로부터 저면으로 제공된다. 제1공급 유로(211)는 서로 이격하여 복수개 형성되며, 기판(W)의 저면으로 열전달 매체가 공급되는 통로로 제공된다.The dielectric plate 210 is located at the upper end of the electrostatic chuck 200. The dielectric plate 210 is provided as a dielectric substance. A substrate W is placed on the upper surface of the dielectric plate 210. The upper surface of the dielectric plate 210 has a smaller radius than the substrate W. [ Therefore, the edge region of the substrate W is located outside the dielectric plate 210. A first supply passage 211 is formed in the dielectric plate 210. The first supply passage 211 is provided from the upper surface to the lower surface of the dielectric plate 210. A plurality of first supply passages 211 are formed to be spaced apart from each other and are provided as passages through which the heat transfer medium is supplied to the bottom surface of the substrate W.

유전판(210)의 내부에는 하부 전극(220)과 히터(230)가 매설된다. 하부 전극(220)은 히터(230)의 상부에 위치한다. 하부 전극(220)은 제1하부 전원(221)과 전기적으로 연결된다. 제1하부 전원(221)은 직류 전원을 포함한다. 하부 전극(220)과 제1하부 전원(221) 사이에는 스위치(222)가 설치된다. 하부 전극(220)은 스위치(222)의 온/오프(ON/OFF)에 의해 제1하부 전원(221)과 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치(222)가 온(ON) 되면, 하부 전극(220)에는 직류 전류가 인가된다. 하부 전극(220)에 인가된 전류에 의해 하부 전극(220)과 기판(W) 사이에는 전기력이 작용하며, 전기력에 의해 기판(W)은 유전판(210)에 흡착된다.A lower electrode 220 and a heater 230 are buried in the dielectric plate 210. The lower electrode 220 is located on the upper portion of the heater 230. The lower electrode 220 is electrically connected to the first lower power source 221. The first lower power supply 221 includes a DC power source. A switch 222 is provided between the lower electrode 220 and the first lower power source 221. The lower electrode 220 may be electrically connected to the first lower power source 221 by turning on / off the switch 222. [ When the switch 222 is turned ON, a DC current is applied to the lower electrode 220. An electric force is applied between the lower electrode 220 and the substrate W by the current applied to the lower electrode 220 and the substrate W is attracted to the dielectric plate 210 by the electric force.

히터(230)는 제2하부 전원(231)과 전기적으로 연결된다. 히터(230)는 제2하부 전원(231)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 유전판(210)을 통해 기판(W)으로 전달된다. 히터(230)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 소정 온도로 유지된다. 히터(230)는 나선 형상의 코일을 포함한다. 히터(230)는 균일한 간격으로 유전판(210)에 매설될 수 있다.The heater 230 is electrically connected to the second lower power source 231. The heater 230 generates heat by resisting the current applied from the second lower power supply 231. The generated heat is transferred to the substrate W through the dielectric plate 210. The substrate W is maintained at a predetermined temperature by the heat generated in the heater 230. The heater 230 includes a helical coil. The heaters 230 may be embedded in the dielectric plate 210 at regular intervals.

유전판(210)의 하부에는 지지판(240)이 위치한다. 유전판(210)의 저면과 지지판(240)의 상면은 접착제(236)에 의해 접착될 수 있다. 지지판(240)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 지지판(240)의 상면은 중심 영역이 가장자리영역보다 높게 위치되도록 단차질 수 있다. 지지판(240)의 상면 중심 영역은 유전판(210)의 저면에 상응하는 면적을 가지며, 유전판(210)의 저면과 접착된다. 지지판(240)에는 제1순환 유로(241), 제2순환 유로(242), 그리고 제2공급 유로(243)가 형성된다.A support plate 240 is disposed under the dielectric plate 210. The bottom surface of the dielectric plate 210 and the top surface of the support plate 240 may be adhered by an adhesive 236. [ The support plate 240 may be made of aluminum. The upper surface of the support plate 240 may be stepped so that the central region is located higher than the edge region. The upper surface central region of the support plate 240 has an area corresponding to the bottom surface of the dielectric plate 210 and is bonded to the bottom surface of the dielectric plate 210. The first circulation flow path 241, the second circulation flow path 242, and the second supply flow path 243 are formed in the support plate 240.

제1순환 유로(241)는 열전달 매체가 순환하는 통로로 제공된다. 제1순환 유로(241)는 지지판(240) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제1순환 유로(241)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제1순환 유로(241)들은 서로 연통될 수 있다. 제1순환 유로(241)들은 동일한 높이에 형성된다.The first circulation channel 241 is provided as a passage through which the heat transfer medium circulates. The first circulation flow path 241 may be formed in a spiral shape inside the support plate 240. Alternatively, the first circulation flow path 241 may be arranged so that the ring-shaped flow paths having different radii have the same center. Each of the first circulation flow paths 241 can communicate with each other. The first circulation flow paths 241 are formed at the same height.

제2순환 유로(242)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공된다. 제2순환 유로(242)는 지지판(240) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제2순환 유로(242)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제2순환 유로(242)들은 서로 연통될 수 있다. 제2순환 유로(242)는 제1순환 유로(241)보다 큰 단면적을 가질 수 있다. 제2순환 유로(242)들은 동일한 높이에 형성된다. 제2순환 유로(242)는 제1순환 유로(241)의 하부에 위치될 수 있다.The second circulation passage 242 is provided as a passage through which the cooling fluid circulates. The second circulation flow path 242 may be formed in a spiral shape inside the support plate 240. Alternatively, the second circulation flow path 242 may be arranged so that the ring-shaped flow paths having different radii have the same center. Each of the second circulation flow paths 242 can communicate with each other. The second circulation channel 242 may have a larger cross-sectional area than the first circulation channel 241. The second circulation flow paths 242 are formed at the same height. The second circulation channel 242 may be positioned below the first circulation channel 241.

제2공급 유로(243)는 제1순환 유로(241)부터 상부로 연장되며, 지지판(240)의 상면으로 제공된다. 제2공급 유로(243)는 제1공급 유로(211)에 대응하는 개수로 제공되며, 제1순환 유로(241)와 제1공급 유로(211)를 연결한다.The second supply passage 243 extends upward from the first circulation passage 241 and is provided on the upper surface of the support plate 240. The second supply passage 243 is provided in a number corresponding to the first supply passage 211 and connects the first circulation passage 241 and the first supply passage 211.

제1순환 유로(241)는 열전달 매체 공급라인(251)을 통해 열전달 매체 저장부(252)와 연결된다. 열전달 매체 저장부(252)에는 열전달 매체가 저장된다. 열전달 매체는 불활성 가스를 포함한다. 실시예에 의하면, 열전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함한다. 헬륨 가스는 공급 라인(251)을 통해 제1순환 유로(241)에 공급되며, 제2공급 유로(243)와 제1공급 유로(211)를 순차적으로 거쳐 기판(W) 저면으로 공급된다. 헬륨 가스는 플라스마에서 기판(W)으로 전달된 열이 정전 척(200)으로 전달되는 매개체 역할을 한다. 플라스마에 함유된 이온 입자들은 정전 척(200)에 형성된 전기력에 끌려 정전 척(200)으로 이동하며, 이동하는 과정에서 기판(W)과 충돌하여 식각 공정을 수행한다. 이온 입자들이 기판(W)에 충돌하는 과정에서 기판(W)에는 열이 발생한다. 기판(W)에서 발생된 열은 기판(W) 저면과 유전판(210)의 상면 사이 공간에 공급된 헬륨 가스를 통해 정전 척(200)으로 전달된다. 이에 의해, 기판(W)은 설정온도로 유지될 수 있다.The first circulation channel 241 is connected to the heat transfer medium storage unit 252 through a heat transfer medium supply line 251. The heat transfer medium storage unit 252 stores the heat transfer medium. The heat transfer medium includes an inert gas. According to an embodiment, the heat transfer medium comprises helium (He) gas. The helium gas is supplied to the first circulation flow path 241 through the supply line 251 and is supplied to the bottom surface of the substrate W through the second supply flow path 243 and the first supply flow path 211 in order. The helium gas acts as a medium through which heat transferred from the plasma to the substrate W is transferred to the electrostatic chuck 200. The ion particles contained in the plasma are attracted to the electrostatic chuck 200 by the electrostatic chuck 200 and move to the electrostatic chuck 200. The ions collide with the substrate W during the movement and perform the etching process. Heat is generated in the substrate W during the collision of the ion particles with the substrate W. The heat generated in the substrate W is transferred to the electrostatic chuck 200 through the helium gas supplied to the space between the bottom surface of the substrate W and the upper surface of the dielectric plate 210. Thereby, the substrate W can be maintained at the set temperature.

제2순환 유로(242)는 냉각 유체 공급라인(261)을 통해 냉각 유체 저장부(262)와 연결된다. 냉각 유체 저장부(262)에는 냉각 유체가 저장된다. 냉각 유체 저장부(262) 내에는 냉각기(263)가 제공될 수 있다. 냉각기(263)는 냉각 유체를 소정 온도로 냉각시킨다. 이와 달리, 냉각기(263)는 냉각 유체 공급 라인(261) 상에 설치될 수 있다. 냉각 유체 공급 라인(261)을 통해 제2순환 유로(242)에 공급된 냉각 유체는 제2순환 유로(242)를 따라 순환하며 지지판(240)을 냉각한다. 지지판(240)의 냉각은 유전판(210)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킨다. The second circulation flow passage 242 is connected to the cooling fluid reservoir 262 through a cooling fluid supply line 261. The cooling fluid is stored in the cooling fluid reservoir 262. A cooler 263 may be provided in the cooling fluid reservoir 262. The cooler 263 cools the cooling fluid to a predetermined temperature. Alternatively, the cooler 263 may be installed on the cooling fluid supply line 261. The cooling fluid supplied to the second circulation channel 242 through the cooling fluid supply line 261 circulates along the second circulation channel 242 to cool the support plate 240. Cooling of the support plate 240 cools the dielectric plate 210 and the substrate W together to maintain the substrate W at a predetermined temperature.

지지판(240)의 하부에는 절연판(270)이 제공된다. 절연판(270)은 지지판(240)에 상응하는 크기로 제공된다. 절연판(270)은 지지판(240)과 챔버(100)의 바닥면 사이에 위치한다. 절연판(270)은 절연 재질로 제공되며, 지지판(240)과 챔버(100)를 전기적으로 절연시킨다.An insulating plate 270 is provided under the support plate 240. The insulating plate 270 is provided in a size corresponding to the supporting plate 240. The insulating plate 270 is positioned between the support plate 240 and the bottom surface of the chamber 100. The insulating plate 270 is made of an insulating material and electrically insulates the supporting plate 240 from the chamber 100.

포커스 링(280)은 정전 척(200)의 가장자리 영역에 배치된다. 포커스 링(200)은 링 형상을 가지며, 유전판(210)의 둘레를 따라 배치된다. 포커스 링(280)의 상면은 외측부(280a)가 내측부(280b)보다 높도록 단차질 수 있다. 포커스 링(280)의 상면 내측부(280b)는 유전판(210)의 상면과 동일 높이에 위치된다. 포커스 링(280)의 상면 내측부(280b)는 유전판(210)의 외측에 위치된 기판(W)의 가장자리영역을 지지한다. 포커스 링(280)의 외측부(280a)는 기판(W) 가장자리영역을 둘러싸도록 제공된다. 포커스 링(280)은 플라스마가 형성되는 영역의 중심에 기판(W)이 위치하도록 전기장 형성 영역을 확장시킨다. 이에 의해, 기판(W)의 전체 영역에 걸쳐 플라스마가 균일하게 형성되어 기판(W)의 각 영역이 균일하게 식각될 수 있다.The focus ring 280 is disposed in the edge region of the electrostatic chuck 200. The focus ring 200 has a ring shape and is disposed along the periphery of the dielectric plate 210. The upper surface of the focus ring 280 may be stepped so that the outer portion 280a is higher than the inner portion 280b. The upper surface inner side portion 280b of the focus ring 280 is located at the same height as the upper surface of the dielectric plate 210. [ The upper side inner side portion 280b of the focus ring 280 supports the edge region of the substrate W positioned outside the dielectric plate 210. [ The outer side portion 280a of the focus ring 280 is provided so as to surround the edge region of the substrate W. [ The focus ring 280 extends the electric field forming region such that the substrate W is positioned at the center of the region where the plasma is formed. Thereby, the plasma is uniformly formed over the entire area of the substrate W, so that each area of the substrate W can be uniformly etched.

가스 공급부(300)는 공정 챔버(100) 내부에 공정 가스를 공급한다. 가스 공급부(300)는 가스 공급 노즐(310), 가스 공급 라인(320), 그리고 가스 저장부(330)를 포함한다. 가스 공급 노즐(310)은 밀폐 커버(120)의 중앙부에 설치된다. 가스 공급 노즐(310)의 저면에는 분사구가 형성된다. 분사구는 밀폐 커버(120)의 하부에 위치하며, 공정 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(320)은 가스 공급 노즐(310)과 가스 저장부(330)를 연결한다. 가스 공급 라인(320)은 가스 저장부(330)에 저장된 공정 가스를 가스 공급 노즐(310)에 공급한다. 가스 공급 라인(320)에는 밸브(321)가 설치된다. 밸브(321)는 가스 공급 라인(320)을 개폐하며, 가스 공급 라인(320)을 통해 공급되는 공정 가스의 유량을 조절한다.The gas supply unit 300 supplies the process gas into the process chamber 100. The gas supply unit 300 includes a gas supply nozzle 310, a gas supply line 320, and a gas storage unit 330. The gas supply nozzle 310 is installed at the center of the sealing cover 120. A jetting port is formed on the bottom surface of the gas supply nozzle 310. The injection port is located at the bottom of the sealing cover 120 and supplies the process gas into the process chamber 100. The gas supply line 320 connects the gas supply nozzle 310 and the gas storage unit 330. The gas supply line 320 supplies the process gas stored in the gas storage unit 330 to the gas supply nozzle 310. A valve 321 is installed in the gas supply line 320. The valve 321 opens and closes the gas supply line 320 and regulates the flow rate of the process gas supplied through the gas supply line 320.

플라스마 생성부(400)는 공정 챔버(100) 내부에 고주파 전력을 인가하여 공정 챔버(100) 내부에 공급된 공정 가스를 여기시킨다. 플라스마 생성부(400)는 하우징(410), 상부 전원(420), 그리고 안테나 유닛(430)을 포함한다.The plasma generating unit 400 applies high frequency power to the inside of the process chamber 100 to excite the process gas supplied into the process chamber 100. The plasma generation unit 400 includes a housing 410, an upper power source 420, and an antenna unit 430.

하우징(410)은 저면이 개방되며, 내부에 공간이 형성된다. 하우징(410)은 밀폐 커버(120)의 상부에 위치하며, 밀폐 커버(120)의 상면에 놓인다. 하우징(410)의 내부는 안테나 유닛(430)이 위치하는 공간으로 제공된다. 하우징(410)은 접지될 수 있다. 상부 전원(420)은 고주파 전류를 발생시킨다. 발생된 고저파 전류는 안테나 유닛(430)에 인가된다. 안테나 유닛(430)은 공정 챔버(100) 내부에 고주파 전력을 인가한다.The housing 410 is opened at its bottom, and a space is formed therein. The housing 410 is located on the top of the sealing cover 120 and lies on the top surface of the sealing cover 120. The inside of the housing 410 is provided in a space where the antenna unit 430 is located. The housing 410 may be grounded. The upper power supply 420 generates a high-frequency current. The generated harmonic current is applied to the antenna unit 430. The antenna unit 430 applies high frequency power to the inside of the process chamber 100.

도 2는 도 1의 A-A'선에 따른 단면도이다.2 is a cross-sectional view taken along line A-A 'in Fig.

도 1 및 도 2를 참조하면, 안테나 유닛(430)은 안테나(431, 432, 433), 사이드 월(435), 그리고 사이드 월 구동부(436)를 포함한다. 1 and 2, the antenna unit 430 includes antennas 431, 432, and 433, a sidewall 435, and a sidewall driver 436.

안테나(431, 432, 433)는 상부 전원(420)과 전기적으로 연결된다. 안테나(431, 432, 433)는 상부 전원(420)에서 발생된 고주파 전력을 공정 챔버(100) 내부에 인가한다. 안테나(431, 432, 433)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 코일들을 포함한다. 코일(431, 432, 433)들은 동일한 중심을 갖도록 위치한다. 각 코일(431, 432, 433)들은 상부 전원(420)과 전기적으로 연결된다. 도 1 및 도 2에는 안테나가 세 개의 코일(431, 432, 433)로 제공되는 것으로 도시되었으나, 제공되는 코일의 수는 이에 한정되지 않는다.The antennas 431, 432, and 433 are electrically connected to the upper power source 420. The antennas 431, 432, and 433 apply the high frequency power generated in the upper power source 420 to the inside of the process chamber 100. The antennas 431, 432 and 433 include ring-shaped coils having radii different from each other. The coils 431, 432, and 433 are positioned so as to have the same center. The coils 431, 432, and 433 are electrically connected to the upper power source 420. 1 and 2, the antenna is shown as being provided with three coils 431, 432, and 433, but the number of coils provided is not limited thereto.

사이드 월(435)은 안테나(431, 432, 433)의 외측에 위치한다. 사이드 월(435)은 가장 큰 반경을 갖는 안테나(433)로부터 소정 간격 이격되어 하우징(410)의 내측벽에 인접하여 배치된다. 사이드 월(435)은 전도성 재질로 제공될 수 있다. 사이드 월(435)은 안테나(431, 432, 433)와 동일한 재질로 제공될 수 있다. 사이드 월(435)은 안테나(431, 432, 433)의 둘레를 따라 복수개 제공되며, 서로 이격하여 배치된다. 사이드 월(435) 각각은 호 형상으로 제공되며, 서로 조합되어 링 형상으로 배치된다. 사이드 월(435)들은 대체로 원형 링 형상으로 배치된다. 사이들 월(435)들은 접지될 수 있다. 안테나(431, 432, 433)에 전달된 고주파 전력 일부는 접지된 사이드 월(435)들을 통해 손실된다.The sidewalls 435 are located outside the antennas 431, 432, and 433. The side wall 435 is disposed adjacent to the inner wall of the housing 410 at a predetermined distance from the antenna 433 having the largest radius. Sidewall 435 may be provided as a conductive material. Sidewalls 435 may be provided in the same material as antennas 431, 432, and 433. [ Sidewalls 435 are provided along the periphery of the antennas 431, 432 and 433 and are spaced apart from one another. Each of the side walls 435 is provided in an arc shape, and is arranged in a ring shape in combination with each other. Sidewalls 435 are generally arranged in a circular ring shape. Sidewall walls 435 may be grounded. Some of the high frequency power transmitted to the antennas 431, 432, and 433 is lost through the grounded sidewalls 435.

사이드 월 구동부(436)는 사이드 월(435)을 이동시켜, 사이드 월(435)과 안테나(431, 432, 433)의 사이 간격을 조절한다. 사이드 월 구동부(436)는 상기 링 형상의 반경 방향으로 사이드 월(435)을 이동시킨다. 사이드 월 구동부(436)는 사이드 월(435)들을 개별적으로 이동시킬 수 있다. 사이드 월 구동부(436)는 구동 로드(437)와 구동기(438)를 포함한다. 구동 로드(437)는 그 길이 방향이 상기 링 형상의 반경 방향과 나란하게 배치된다. 구동 로드(437)는 상기 사이드 월(435)에 대응하는 개수로 제공되며, 사이드 월(435)들에 각각 연결된다. 구동기(438)는 구동 로드(437)에 대응하는 개수로 제공되며, 개별적으로 구동 로드(437)와 연결된다. 구동기(438)들은 구동 로드(437)를 상기 링 형상의 반경 방향으로 직선 이동시킨다. The sidewall driver 436 moves the sidewall 435 to adjust the distance between the sidewall 435 and the antennas 431, 432, and 433. The sidewall driver 436 moves the sidewall 435 in the radial direction of the ring. The sidewall driver 436 can move the sidewalls 435 individually. The sidewall driver 436 includes a driving rod 437 and a driver 438. The driving rod 437 is disposed such that its longitudinal direction is parallel to the radial direction of the ring shape. The driving rods 437 are provided in the number corresponding to the sidewalls 435 and are connected to the sidewalls 435, respectively. The actuators 438 are provided in a number corresponding to the drive rod 437 and are individually connected to the drive rod 437. The driving devices 438 linearly move the driving rod 437 in the radial direction of the ring shape.

구동기(438)들은 도 3과 같이, 구동 로드(437)들을 동시에 이동시킬 수 있다. 구동기(438)들의 구동에 의하여, 사이드 월(435)들과 안테나(431, 432, 433)의 사이 간격이 동시에 변동될 수 있다. 또한, 구동기(438)들은 도 4와 같이 개별적으로 구동 로드(437)들을 이동시킬 수 있다. 구동 로드(435)들 일부가 이동하는 경우, 사이드 월(435)들 중 일부만이 안테나(431, 432, 433)와의 사이 간격이 변동되고, 나머지 사이드 월(435)들과 안테나(431, 432, 433)의 사이 간격은 고정된다.The actuators 438 can simultaneously move the drive rods 437, as shown in FIG. The spacing between the sidewalls 435 and the antennas 431, 432 and 433 can be varied simultaneously by driving the drivers 438. [ In addition, the drivers 438 can move the drive rods 437 individually as shown in FIG. 432 and 433 and the remaining sidewalls 435 and the antennas 431, 432, and 433 are varied in the case where some of the driving rods 435 move, 433 are fixed.

상술한 사이드 월 구동부(436)의 구동에 의하여 안테나(431, 432, 433)와 사이드 월(435)들의 사이 간격이 조절된다. 안테나(431, 432, 433)와 사이드 월(435)들간의 간격 조절은 접지된 사이드 월(435)을 통해 손실되는 안테나(431, 432, 433)의 전력량을 변동시킨다. The interval between the antennas 431, 432, 433 and the sidewalls 435 is adjusted by driving the sidewall driver 436. Adjusting the spacing between the antennas 431, 432 and 433 and the sidewalls 435 varies the amount of power of the antennas 431, 432 and 433 lost through the grounded sidewalls 435.

도 5는 안테나와 사이드 월들의 간격 변화에 따른 에칭률을 나타내는 그래프이다. 가로축은 기판(W)의 반경을 나타내고, 세로축은 에칭률(Etch Rates)을 나타낸다. 5 is a graph showing an etching rate according to a change in spacing between the antenna and the side walls. The abscissa represents the radius of the substrate W, and the ordinate represents the etch rates.

도 5를 참조하면, 그래프 1(A)은 사이드 월(435)들과 안테나(431, 432, 433)의 사이 간격을 넓힌 경우(도 2에 도시), 기판(W)의 에칭률을 나타내는 그래프이고, 그래프 2(B)는 사이드 월들과 안테나의 사이 간격을 좁힌 경우(도 3에 도시), 기판(W)의 에칭률을 나타내는 그래프이다. 그래프 1은 그래프 2에 비하여 에칭률이 높게 나타난다. 이는 사이드 월(435)들과 안테나(431, 432, 433)의 사이 간격이 좁아질 경우, 사이드 월(435)들을 통한 안테나(431, 432, 433)의 전력 손실이 크게 발생하여 생성되는 플라스마의 밀도가 낮아지기 때문이다.5A is a graph showing the etching rate of the substrate W when the distance between the sidewalls 435 and the antennas 431, 432 and 433 is widened , And graph 2 (B) is a graph showing the etching rate of the substrate W when the interval between the sidewalls and the antenna is narrowed (as shown in Fig. 3). Graph 1 shows higher etching rate than Graph 2. This is because the power loss of the antennas 431, 432 and 433 through the sidewalls 435 is large when the distance between the sidewalls 435 and the antennas 431, 432 and 433 becomes narrow, This is because the density is lowered.

그리고, 그래프 2는 그래프 1에 비하여 기판 중심영역의 에칭률과 가장자리영역의 에칭률의 차이가 작게 나타난다. 이는 사이드 월(435)들과 안테나(431, 432, 433)의 사이 간격이 좁아지는 경우, 다른 안테나(431, 432)들에 비하여 사이드 월(435)들에 인접한 안테나(433)에서 전력 손실이 크게 발생하기 때문이다.In Graph 2, the difference between the etching rate of the central region of the substrate and the etching rate of the edge region is smaller than that of the graph 1. This is because when the distance between the sidewalls 435 and the antennas 431, 432 and 433 is narrowed, the power loss in the antenna 433 adjacent to the sidewalls 435 is smaller than that in the other antennas 431 and 432 This is because it occurs largely.

상술한 바와 같이, 사이드 월(435)들과 안테나(431, 432, 433)의 사이 간격 조절을 통하여, 생성되는 플라스마의 전체 밀도를 조절할 수 있다. 또한, 안테나(431, 432, 433)에 따라 손실되는 전력량이 상이하므로, 공정 챔버(100) 내부 영역에 따라 생성되는 플라스마 밀도 분포를 조절할 수 있다. 이러한 플라스마 밀도 분포 조절은 기판(W) 처리 맵(map)의 불균일성을 보완하는데 적용될 수 있다. 사이드 월(435)들과 안테나(431, 432, 433)의 사이 간격 조절은 공정 처리된 기판(W) 맵에 따라 결정될 수 있다. 또한, 사이드 월(435)들과 안테나(431, 432, 433)의 사이 간격 조절은 기판 처리 공정이 수행되는 동안 이루어질 수 있다.
As described above, the total density of the generated plasma can be controlled by adjusting the distance between the sidewalls 435 and the antennas 431, 432, and 433. In addition, since the amounts of power to be lost are different according to the antennas 431, 432, and 433, the plasma density distribution generated along the inner region of the process chamber 100 can be controlled. This adjustment of the plasma density distribution can be applied to compensate for the non-uniformity of the substrate W processing map. The spacing between the sidewalls 435 and the antenna 431, 432, 433 may be determined according to the processed substrate W map. Further, the spacing between the sidewalls 435 and the antennas 431, 432, and 433 may be adjusted while the substrate processing process is being performed.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 공정 챔버 200: 기판 지지부
300: 가스 공급부 400: 플라스마 생성부
430: 안테나 유닛 431, 432, 433: 안테나
435: 사이드 월 436: 사이드 월 구동부100: process chamber 200: substrate support
300: gas supply unit 400: plasma generating unit
430: antenna unit 431, 432, 433: antenna
435: side wall 436: side wall driving part

Claims (10)

내부 공간이 형성되고 상면이 개방되는 몸체와 상기 몸체의 상면을 덮는 밀폐 커버를 포함하는 공정 챔버;
상기 몸체 내부에 위치하며, 기판을 지지하는 기판 지지부;
내부 공간이 형성되고 하면이 개방되고 상기 밀폐 커버의 상부에 배치되는 하우징;
상기 공정 챔버 내부에 공정 가스를 공급하는 가스 공급부;
상기 하우징의 내부 공간에 배치되고, 상기 공정 챔버 내부에 고주파 전력을 인가하여 상기 공정 챔버 내부에 공급된 공정 가스를 여기시키는 안테나;
상기 하우징과 상기 안테나의 사이에 위치하며, 전도성 재질의 사이드 월; 및
상기 안테나와 상기 사이드 월의 사이 간격이 변동되도록 상기 사이드 월을 이동시키는 사이드 월 이동부를 포함하고,
상기 사이드 월은 접지되어 상기 안테나에 전달된 고주파 전력의 일부가 상기 사이드 월을 통해 손실되는 기판 처리 장치.A process chamber including a body having an inner space formed therein and an upper surface opened, and a sealing cover covering an upper surface of the body;
A substrate support positioned within the body and supporting the substrate;
A housing in which an inner space is formed and a lower surface is opened and disposed on an upper portion of the sealed cover;
A gas supply unit for supplying a process gas into the process chamber;
An antenna disposed in an inner space of the housing to excite a process gas supplied into the process chamber by applying a high frequency power to the process chamber;
A sidewall of conductive material positioned between the housing and the antenna; And
And a sidewall moving unit that moves the sidewall so as to change a distance between the antenna and the sidewall,
Wherein the sidewalls are grounded and a part of the high-frequency power transmitted to the antenna is lost through the sidewalls. 제 1 항에 있어서,
상기 사이드월은 상기 안테나에 마주하는 높이에서 상기 안테나의 외측을 감싸도록 위치하는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the sidewall is positioned so as to surround the outside of the antenna at a height facing the antenna. 제 1 항에 있어서,
상기 사이드 월은 상기 안테나의 둘레를 따라 서로 이격하여 복수개 제공되며,
상기 사이드 월 이동부는 상기 사이드 월들 각각에 연결되고, 상기 사이드 월들을 개별적으로 이동시키는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
A plurality of side walls are provided along the circumference of the antenna,
Wherein the sidewall moving portion is connected to each of the sidewalls, and moves the sidewalls individually. 제 3 항에 있어서,
상기 사이드 월들은 서로 조합되어 링 형상으로 배치되며,
상기 사이드 월 이동부는 상기 링 형상의 반경 방향으로 각각의 상기 사이드 월들을 이동시키는 기판 처리 장치.The method of claim 3,
The sidewalls are arranged in a ring shape in combination with each other,
And the sidewall moving unit moves each of the sidewalls in a radial direction of the ring shape. 제 4 항에 있어서,
각각의 상기 사이드 월은 호 형상을 가지는 기판 처리 장치.5. The method of claim 4,
Wherein each of the side walls has a arc shape. 공정가스에 고주파 전력을 인가하여 상기 공정가스를 여기시키는 안테나 유닛에 있어서,
상기 고주파 전력을 인가하는 안테나;
상기 안테나의 외측에 위치하며, 전도성 재질의 사이드 월; 및
상기 안테나와 상기 사이드 월의 사이 간격이 변동되도록 상기 사이드 월을 이동시키는 사이드 월 구동부를 포함하고,
상기 사이드 월은 상기 안테나의 둘레를 따라 복수 개 제공되며,
상기 사이드 월 구동부는 상기 복수의 사이드 월들 각각에 연결되는 안테나 유닛.An antenna unit for applying high frequency power to a process gas to excite the process gas,
An antenna for applying the high frequency power;
A sidewall of conductive material located outside the antenna; And
And a sidewall driver for moving the sidewall so that the distance between the antenna and the sidewall varies,
A plurality of sidewalls are provided along the circumference of the antenna,
And the sidewall driver is connected to each of the plurality of sidewalls. 제 6 항에 있어서,
상기 사이드 월은 접지되는 안테나 유닛.The method according to claim 6,
And the sidewall is grounded. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 복수 개의 사이드 월들은 서로 조합되어 상기 안테나의 둘레를 따라 링 형상으로 배치되고,
상기 사이드 월 구동부는 상기 링 형상의 반경 방향으로 상기 사이드 월들을 이동시키는 안테나 유닛.8. The method according to claim 6 or 7,
Wherein the plurality of sidewalls are arranged in a ring shape along the periphery of the antenna in combination with each other,
And the sidewall driving unit moves the sidewalls in a radial direction of the ring shape. 제 6 항에 있어서,
상기 사이드 월 구동부는 상기 복수 개의 사이드 월들을 개별적으로 이동시킬 수 있는 안테나 유닛.The method according to claim 6,
And the sidewall driving unit is capable of moving the plurality of sidewalls individually. 제 1 항에 있어서,
상기 사이드 월 이동부는 상기 사이드 월을 상기 안테나의 반경 방향으로 이동시키는 기판 처리 장치.
The method according to claim 1,
And the sidewall moving part moves the sidewall in a radial direction of the antenna.
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