KR102189873B1

KR102189873B1 - Apparatus and method for treating substrate

Info

Publication number: KR102189873B1
Application number: KR1020190109430A
Authority: KR
Inventors: 김대현; 나세원; 문상민
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2019-09-04
Filing date: 2019-09-04
Publication date: 2020-12-11

Abstract

Disclosed is a substrate processing device for controlling plasma density in a processing space in a chamber. The substrate processing device comprises: a chamber in which a processing space is provided; a gas supply unit supplying gas to the processing space; a plasma generation unit generating plasma from the gas supplied to the processing space; a substrate support unit supporting a substrate in the chamber; and a plasma control unit controlling a sheath voltage around the sidewall of the chamber to control the plasma density in the processing space.

Description

Substrate processing apparatus and substrate processing method {APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}

본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 챔버의 시스 전압을 제어하여 챔버 내 플라즈마 밀도를 조절하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method, and more particularly, to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for controlling the plasma density in the chamber by controlling the sheath voltage of the chamber.

반도체 제조 공정은 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 공정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 제조 공정 중 식각 공정은 플라즈마를 이용하여 기판 상의 박막을 제거할 수 있다.The semiconductor manufacturing process may include a process of treating a substrate using plasma. For example, in the etching process during the semiconductor manufacturing process, the thin film on the substrate may be removed using plasma.

플라즈마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성되며, 이온이나 전자, 라디칼 등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말한다. 반도체 소자 제조 공정은 플라즈마를 사용하여 식각 공정을 수행한다. 식각 공정은 플라즈마에 함유된 이온 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다. 이에 따라, 플라즈마를 이용하여 기판을 식각하는 공정에 있어서, 플라즈마의 밀도와 이온 에너지를 보다 정밀하게 제어하는 매우 중요하였다.Plasma is generated by very high temperatures, strong electric fields or RF electromagnetic fields, and refers to an ionized gaseous state composed of ions, electrons, and radicals. In the semiconductor device manufacturing process, an etching process is performed using plasma. The etching process is performed when ionic particles contained in the plasma collide with the substrate. Accordingly, in a process of etching a substrate using plasma, it was very important to more precisely control the density of plasma and ion energy.

또한, 챔버 내부에 플라즈마가 생성되면, 플라즈마 이온의 일부가 챔버의 측벽에 스퍼터링되어 챔버 내부의 플라즈마 밀도가 감소하고 챔버 측벽이 오염될 수 있었으나, 종래에는 챔버의 시스 RF 전압을 제어할 수 없어서 정교한 플라즈마 제어에 어려움이 있었다.In addition, when plasma is generated inside the chamber, some of the plasma ions are sputtered on the sidewall of the chamber, so that the plasma density inside the chamber decreases and the sidewall of the chamber may be contaminated. There was a difficulty in controlling the plasma.

본 발명의 목적은 챔버의 측벽 주변부의 시스 전압을 제어하여 챔버 내 처리 공간에서의 플라즈마 밀도를 조절하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method for controlling a plasma density in a processing space in a chamber by controlling a sheath voltage around a sidewall of a chamber.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 장치에 있어서, 내부에 처리 공간이 제공되는 챔버, 상기 처리 공간으로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛, 상기 처리 공간에 공급되는 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 유닛, 상기 챔버 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛 및 상기 챔버의 측벽 주변부의 시스 전압을 제어하여 상기 처리 공간에서의 플라즈마 밀도를 조절하는 플라즈마 제어 유닛을 포함한다.A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is an apparatus for processing a substrate, comprising: a chamber in which a processing space is provided, a gas supply unit supplying gas to the processing space, the Plasma control to control plasma density in the processing space by controlling a plasma generating unit generating plasma from a gas supplied to the processing space, a substrate supporting unit supporting a substrate in the chamber, and a sheath voltage around the sidewall of the chamber Includes units.

여기서, 상기 플라즈마 제어 유닛은, 상기 챔버의 측벽 내측에 제공되는 전극, 상기 전극에 직류 전압을 인가하는 직류 전원 및 상기 전극에 교류 전압을 인가하는 교류 전원을 포함할 수 있다.Here, the plasma control unit may include an electrode provided inside a sidewall of the chamber, a DC power supply for applying a DC voltage to the electrode, and an AC power supply for applying an AC voltage to the electrode.

여기서, 상기 플라즈마 발생 유닛은, 상기 기판의 상부에 배치되는 상부 전극, 상기 상부 전극과 상하 방향으로 대향되도록 상기 기판 지지 유닛에 배치되는 하부 전극 및 상기 하부 전극으로 고주파 전압을 인가하는 고주파 전원을 포함하되, 상기 고주파 전원은, 제1 전원 및 상기 제1 전원보다 높은 주파수를 가지는 제2 전원을 포함하고, 상기 교류 전원의 주파수는, 상기 제1 전원의 주파수와 동일하게 제공될 수 있다.Here, the plasma generating unit includes an upper electrode disposed on the substrate, a lower electrode disposed on the substrate support unit so as to face the upper electrode in a vertical direction, and a high frequency power supply for applying a high frequency voltage to the lower electrode. However, the high-frequency power source includes a first power source and a second power source having a higher frequency than the first power source, and the frequency of the AC power source may be provided equal to the frequency of the first power source.

여기서, 상기 플라즈마 제어 유닛은, 상기 교류 전원의 위상을 상기 제1 전원의 위상과 동기화하는 제어부를 더 포함할 수 있다.Here, the plasma control unit may further include a control unit that synchronizes the phase of the AC power with the phase of the first power.

여기서, 상기 제1 전원의 주파수는, 400 kHz일 수 있다.Here, the frequency of the first power source may be 400 kHz.

또한, 상기 플라즈마 제어 유닛은, 상기 직류 전원에 상기 교류 전압이 인가되는 것을 차단하고, 상기 교류 전원에 상기 직류 전압이 인가되는 것을 차단하는 차단부를 더 포함할 수 있다.In addition, the plasma control unit may further include a blocking unit configured to block the AC voltage from being applied to the DC power source and to block the DC voltage from being applied to the AC power source.

여기서, 상기 차단부는, 인덕터 및 커패시터를 포함할 수 있다.Here, the blocking unit may include an inductor and a capacitor.

여기서, 상기 직류 전원 및 상기 교류 전원은 상기 전극에 연결되는 선로 상의 노드에서 분기되어 상기 전극에 연결될 수 있다.Here, the DC power and the AC power may be branched from a node on a line connected to the electrode and connected to the electrode.

여기서, 상기 인덕터는, 상기 직류 전원과 상기 노드 사이에 위치하고, 상기 커패시터는, 상기 교류 전원과 상기 노드 사이에 위치할 수 있다.Here, the inductor may be positioned between the DC power source and the node, and the capacitor may be positioned between the AC power source and the node.

또한, 상기 전극은, 원통 형상으로 제공될 수 있다.In addition, the electrode may be provided in a cylindrical shape.

또한, 상기 플라즈마 발생 유닛은, 상기 기판의 상부에 배치되는 상부 전극, 상기 상부 전극과 상하 방향으로 대향되도록 상기 기판 지지 유닛에 배치되는 하부 전극 및 상기 하부 전극으로 고주파 전압을 인가하는 고주파 전원을 포함하되, 상기 고주파 전원은, 제1 전원 및 상기 제1 전원보다 높은 주파수를 가지는 제2 전원을 포함하고, 상기 교류 전원은, 상기 제1 전원의 주파수와 동일한 주파수를 갖는 제3 전원 및 상기 제2 전원의 주파수와 동일한 주파수를 갖는 제4 전원을 포함할 수 있다.In addition, the plasma generating unit includes an upper electrode disposed on the substrate, a lower electrode disposed on the substrate supporting unit so as to face the upper electrode in a vertical direction, and a high frequency power supply for applying a high frequency voltage to the lower electrode. However, the high frequency power source includes a first power source and a second power source having a higher frequency than the first power source, and the AC power source includes a third power source and the second power source having the same frequency as the frequency of the first power source. It may include a fourth power source having the same frequency as the frequency of the power source.

여기서, 상기 플라즈마 제어 유닛은, 상기 제3 전원의 위상을 상기 제1 전원의 위상과 동기화하고, 상기 제4 전원의 위상을 상기 제2 전원의 위상과 동기화하는 제어부를 포함할 수 있다.Here, the plasma control unit may include a control unit that synchronizes the phase of the third power with the phase of the first power and synchronizes the phase of the fourth power with the phase of the second power.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 장치에 있어서, 내부에 처리 공간이 제공되는 챔버, 상기 처리 공간으로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛, 상기 처리 공간에 공급되는 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 유닛, 상기 챔버 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 챔버의 측벽 내측에 제공되는 전극, 상기 전극에 연결되는 직류 전원 및 상기 직류 전원과 상기 전극을 연결하는 선로 상의 노드에서 분기되어 상기 전극에 연결되는 교류 전원을 포함한다.Meanwhile, in an apparatus for processing a substrate, a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a chamber provided with a processing space therein, a gas supply unit supplying gas to the processing space, and A plasma generating unit generating plasma from a gas, a substrate supporting unit supporting a substrate in the chamber, an electrode provided inside a sidewall of the chamber, a DC power supply connected to the electrode, and a line connecting the DC power supply and the electrode It includes an AC power branched from the upper node and connected to the electrode.

여기서, 상기 직류 전원 및 상기 노드 사이에는 인덕터가 제공되고, 상기 교류 전원 및 상기 노드 사이에는 커패시터가 제공될 수 있다.Here, an inductor may be provided between the DC power supply and the node, and a capacitor may be provided between the AC power supply and the node.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법은, 챔버의 상부에 제공되는 상부 전극 및 상기 상부 전극과 대향되게 배치되는 하부 전극을 이용하여 기판을 플라즈마 처리하되, 상기 챔버의 측벽에 제공되는 전극에 직류 전압 및 교류 전압을 인가하여 상기 챔버 내 처리 공간의 플라즈마 밀도를 제어한다.On the other hand, the substrate processing method according to an embodiment of the present invention plasma-processes a substrate using an upper electrode provided on an upper portion of a chamber and a lower electrode disposed opposite to the upper electrode, which is provided on the sidewall of the chamber. A DC voltage and an AC voltage are applied to the electrode to control the plasma density of the processing space in the chamber.

여기서, 상기 하부 전극에는 제1 전원 및 상기 제1 전원보다 높은 주파수를 가지는 제2 전원이 연결되고, 상기 교류 전압의 주파수는, 상기 제1 전원의 주파수와 동일할 수 있다.Here, a first power source and a second power source having a higher frequency than the first power source are connected to the lower electrode, and the frequency of the AC voltage may be the same as the frequency of the first power source.

여기서, 상기 교류 전압의 위상은, 상기 제1 전원의 위상과 동기화될 수 있다.Here, the phase of the AC voltage may be synchronized with the phase of the first power source.

또한, 상기 하부 전극에는 제1 전원 및 상기 제1 전원보다 높은 주파수를 가지는 제2 전원이 연결되고, 상기 교류 전압은, 상기 제1 전원의 주파수와 동일한 주파수를 갖는 제3 전원 및 상기 제2 전원의 주파수와 동일한 주파수를 갖는 제4 전원으로부터 인가될 수 있다.In addition, a first power source and a second power source having a higher frequency than the first power source are connected to the lower electrode, and the AC voltage is a third power source and the second power source having the same frequency as the frequency of the first power source. It may be applied from a fourth power source having a frequency equal to the frequency of.

여기서, 상기 제3 전원의 위상은 상기 제1 전원의 위상과 동기화되고, 상기 제4 전원의 위상은 상기 제2 전원의 위상과 동기화될 수 있다.Here, the phase of the third power source may be synchronized with the phase of the first power source, and the phase of the fourth power source may be synchronized with the phase of the second power source.

또한, 상기 직류 전압 및 상기 교류 전압은 상기 전극에 동시에 인가될 수 있다.In addition, the DC voltage and the AC voltage may be simultaneously applied to the electrode.

이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면 챔버 측벽의 주변부의 시스 전압을 제어하여 플라즈마 밀도를 정밀하게 제어할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure as described above, plasma density may be precisely controlled by controlling the sheath voltage at the periphery of the chamber sidewall.

또한, 본 발명은 챔버 측벽에서 플라즈마 이온의 스퍼터링 현상을 최소화하여 챔버 내 플라즈마 밀도의 감소를 최소화할 수 있으며, 이에 따라 바이어스 인가 전력을 감소시키고 파츠 손상에 의한 부품의 교체 주기를 연장할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to minimize a decrease in plasma density in the chamber by minimizing the sputtering phenomenon of plasma ions on the sidewall of the chamber, thereby reducing the bias applied power and extending the replacement period of parts due to damage to parts.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 제어 유닛을 상세히 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 챔버 내부의 시스 전압 변화를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating in detail a plasma control unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a change in sheath voltage inside a chamber according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Other advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to embodiments to be described later in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only this embodiment is intended to complete the disclosure of the present invention, and to provide ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have it, and the invention is only defined by the scope of the claims.

만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. Even if not defined, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by universal technology in the prior art to which this invention belongs. Terms defined by general dictionaries may be construed as having the same meaning as the related description and/or the text of this application, and not conceptualized or excessively formalized, even if not clearly defined herein. Won't. The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments and are not intended to limit the present invention.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한 '구비한다', '갖는다' 등도 이와 동일하게 해석되어야 한다.In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used in the specification,'includes' and/or various conjugated forms of this verb, for example,'includes','includes','includes','includes', etc. refer to the mentioned composition, ingredient, component, Steps, operations and/or elements do not preclude the presence or addition of one or more other compositions, components, components, steps, operations and/or elements. Also,'to have' and'have' should be interpreted in the same way.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 예시적인 도면이다.1 is an exemplary diagram illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1은 용량 결합형 플라즈마(CCP : Capacitively Coupled Plasma) 처리방식에 의한 기판 처리 장치를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 유도 결합형 플라즈마 처리방식(ICP : Inductively Coupled Plasma)에 의한 기판 처리 장치에도 적용될 수 있다.1 illustrates a substrate processing apparatus using a capacitively coupled plasma (CCP) processing method, but the present invention is not limited thereto, and the present invention is a substrate using an inductively coupled plasma processing method (ICP) It can also be applied to processing equipment.

도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 플라즈마를 이용하여 기판(S)을 처리한다. 예를 들어, 기판 처리 장치(10)는 기판(S)에 대하여 식각 공정을 수행할 수 있다. 기판 처리 장치(10)는 챔버(100), 기판 지지 유닛(200), 플라즈마 발생 유닛(300), 가스 공급 유닛(400) 및 배플 유닛(500)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the substrate processing apparatus 10 processes a substrate S using plasma. For example, the substrate processing apparatus 10 may perform an etching process on the substrate S. The substrate processing apparatus 10 may include a chamber 100, a substrate support unit 200, a plasma generation unit 300, a gas supply unit 400, and a baffle unit 500.

챔버(100)는 내부에 기판 처리 공정이 수행되는 처리 공간을 제공할 수 있다. 챔버(100)는 내부에 처리 공간을 가지고, 밀폐된 형상으로 제공될 수 있다. 챔버(100)는 금속 재질로 제공될 수 있다. 챔버(100)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 챔버(100)는 접지될 수 있다. 챔버(100)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성될 수 있다. 배기홀(102)은 배기 라인(151)과 연결될 수 있다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 챔버의 내부 공간에 머무르는 가스는 배기 라인(151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 챔버(100)의 내부는 소정 압력으로 감압될 수 있다.The chamber 100 may provide a processing space in which a substrate processing process is performed. The chamber 100 may have a processing space therein and may be provided in a sealed shape. The chamber 100 may be made of a metal material. The chamber 100 may be made of aluminum. The chamber 100 may be grounded. An exhaust hole 102 may be formed on the bottom surface of the chamber 100. The exhaust hole 102 may be connected to the exhaust line 151. The reaction by-products generated during the process and gas remaining in the interior space of the chamber may be discharged to the outside through the exhaust line 151. The inside of the chamber 100 may be reduced to a predetermined pressure by the exhaust process.

일 예에 의하면, 챔버(100) 내부에는 라이너(130)가 제공될 수 있다. 라이너(130)는 상면 및 하면이 개방된 원통 형상을 가질 수 있다. 라이너(130)는 챔버(100)의 내측면과 접촉하도록 제공될 수 있다. 라이너(130)는 챔버(100)의 내측벽을 보호하여 챔버(100)의 내측벽이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판 처리 공정 중에 발생한 불순물이 챔버(100)의 내측벽에 증착되는 것을 방지할 수 있다.According to an example, a liner 130 may be provided inside the chamber 100. The liner 130 may have a cylindrical shape with open upper and lower surfaces. The liner 130 may be provided to contact the inner surface of the chamber 100. The liner 130 may protect the inner wall of the chamber 100 to prevent the inner wall of the chamber 100 from being damaged by arc discharge. In addition, it is possible to prevent impurities generated during the substrate processing process from being deposited on the inner wall of the chamber 100.

챔버(100)의 내부에는 기판 지지 유닛(200)이 위치할 수 있다. 기판 지지 유닛(200)은 기판(S)을 지지할 수 있다. 기판 지지 유닛(200)은 정전기력을 이용하여 기판(S)을 흡착하는 정전 척(210)을 포함할 수 있다. 이와 달리, 기판 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(S)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 정전 척(210)을 포함하는 기판 지지 유닛(200)에 대하여 설명한다.A substrate support unit 200 may be located inside the chamber 100. The substrate support unit 200 may support the substrate S. The substrate support unit 200 may include an electrostatic chuck 210 that adsorbs the substrate S using electrostatic force. Alternatively, the substrate support unit 200 may support the substrate S in various ways such as mechanical clamping. Hereinafter, the substrate support unit 200 including the electrostatic chuck 210 will be described.

기판 지지 유닛(200)은 정전 척(210), 하부 커버(250) 그리고 플레이트(270)를 포함할 수 있다. 기판 지지 유닛(200)은 챔버(100) 내부에서 챔버(100)의 바닥면으로부터 상부로 이격되어 위치할 수 있다.The substrate support unit 200 may include an electrostatic chuck 210, a lower cover 250 and a plate 270. The substrate support unit 200 may be positioned inside the chamber 100 to be spaced apart from the bottom surface of the chamber 100 to the top.

정전 척(210)은 유전판(220), 몸체(230) 그리고 포커스 링(240)을 포함할 수 있다. 정전 척(210)은 기판(S)을 지지할 수 있다.The electrostatic chuck 210 may include a dielectric plate 220, a body 230 and a focus ring 240. The electrostatic chuck 210 may support the substrate S.

유전판(220)은 정전 척(210)의 상단에 위치할 수 있다. 유전판(220)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공될 수 있다. 유전판(220)의 상면에는 기판(S)이 놓일 수 있다. 유전판(220)의 상면은 기판(S)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 때문에, 기판(S)의 가장자리 영역은 유전판(220)의 외측에 위치할 수 있다.The dielectric plate 220 may be positioned on the top of the electrostatic chuck 210. The dielectric plate 220 may be provided with a disk-shaped dielectric substance. A substrate S may be placed on the upper surface of the dielectric plate 220. The upper surface of the dielectric plate 220 may have a radius smaller than that of the substrate S. Therefore, the edge region of the substrate S may be located outside the dielectric plate 220.

유전판(220)은 내부에 제 1 전극(223), 히터(225) 그리고 제 1 공급 유로(221)를 포함할 수 있다. 제 1 공급 유로(221)는 유전판(210)의 상면으로부터 저면으로 제공될 수 있다. 제 1 공급 유로(221)는 서로 이격하여 복수 개 형성되며, 기판(S)의 저면으로 열전달 매체가 공급되는 통로로 제공될 수 있다.The dielectric plate 220 may include a first electrode 223, a heater 225, and a first supply passage 221 therein. The first supply passage 221 may be provided from an upper surface to a lower surface of the dielectric plate 210. A plurality of first supply passages 221 may be formed to be spaced apart from each other, and may be provided as passages through which a heat transfer medium is supplied to the bottom surface of the substrate S.

제 1 전극(223)은 제 1 전원(223a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 전원(223a)은 직류 전원을 포함할 수 있다. 제 1 전극(223)과 제 1 전원(223a) 사이에는 스위치(223b)가 설치될 수 있다. 제 1 전극(223)은 스위치(223b)의 온/오프(ON/OFF)에 의해 제 1 전원(223a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치(223b)가 온(ON)되면, 제 1 전극(223)에는 직류 전류가 인가될 수 있다. 제 1 전극(223)에 인가된 전류에 의해 제 1 전극(223)과 기판(S) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(S)은 유전판(220)에 흡착될 수 있다.The first electrode 223 may be electrically connected to the first power source 223a. The first power source 223a may include a DC power source. A switch 223b may be installed between the first electrode 223 and the first power source 223a. The first electrode 223 may be electrically connected to the first power source 223a by on/off of the switch 223b. When the switch 223b is turned on, a direct current may be applied to the first electrode 223. Electrostatic force acts between the first electrode 223 and the substrate S by a current applied to the first electrode 223, and the substrate S may be adsorbed to the dielectric plate 220 by the electrostatic force.

히터(225)는 제 1 전극(223)의 하부에 위치할 수 있다. 히터(225)는 제 2 전원(225a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 히터(225)는 제 2 전원(225a)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킬 수 있다. 발생된 열은 유전판(220)을 통해 기판(S)으로 전달될 수 있다. 히터(225)에서 발생된 열에 의해 기판(S)은 소정 온도로 유지될 수 있다. 히터(225)는 나선 형상의 코일을 포함할 수 있다.The heater 225 may be located under the first electrode 223. The heater 225 may be electrically connected to the second power source 225a. The heater 225 may generate heat by resisting the current applied from the second power source 225a. The generated heat may be transferred to the substrate S through the dielectric plate 220. The substrate S may be maintained at a predetermined temperature by the heat generated by the heater 225. The heater 225 may include a spiral-shaped coil.

유전판(220)의 하부에는 몸체(230)가 위치할 수 있다. 유전판(220)의 저면과 몸체(230)의 상면은 접착제(236)에 의해 접착될 수 있다. 몸체(230)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 몸체(230)의 상면은 중심 영역이 가장자리 영역보다 높게 위치되도록 단차질 수 있다. 몸체(230)의 상면 중심 영역은 유전판(220)의 저면에 상응하는 면적을 가지며, 유전판(220)의 저면과 접착될 수 있다. 몸체(230)는 내부에 제 1 순환 유로(231), 제 2 순환 유로(232) 그리고 제 2 공급 유로(233)가 형성될 수 있다.A body 230 may be positioned under the dielectric plate 220. The lower surface of the dielectric plate 220 and the upper surface of the body 230 may be bonded by an adhesive 236. The body 230 may be made of aluminum. The upper surface of the body 230 may be stepped so that the center region is positioned higher than the edge region. The central region of the upper surface of the body 230 has an area corresponding to the lower surface of the dielectric plate 220 and may be adhered to the lower surface of the dielectric plate 220. The body 230 may have a first circulation passage 231, a second circulation passage 232, and a second supply passage 233 formed therein.

제 1 순환 유로(231)는 열전달 매체가 순환하는 통로로 제공될 수 있다. 제 1 순환 유로(231)는 몸체(230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제 1 순환 유로(231)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제 1 순환 유로(231)들은 서로 연통될 수 있다. 제 1 순환 유로(231)들은 동일한 높이에 형성될 수 있다.The first circulation passage 231 may be provided as a passage through which the heat transfer medium circulates. The first circulation passage 231 may be formed in a spiral shape inside the body 230. Alternatively, the first circulation passage 231 may be arranged so that ring-shaped passages having different radii from each other have the same center. Each of the first circulation passages 231 may communicate with each other. The first circulation passages 231 may be formed at the same height.

제 2 순환 유로(232)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공될 수 있다. 제 2 순환 유로(232)는 몸체(230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제 2 순환 유로(232)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제 2 순환 유로(232)들은 서로 연통될 수 있다. 제 2 순환 유로(232)는 제 1 순환 유로(231)보다 큰 단면적을 가질 수 있다. 제 2 순환 유로(232)들은 동일한 높이에 형성될 수 있다. 제 2 순환 유로(232)는 제 1 순환 유로(231)의 하부에 위치될 수 있다.The second circulation passage 232 may be provided as a passage through which the cooling fluid circulates. The second circulation passage 232 may be formed in a spiral shape inside the body 230. Alternatively, the second circulation passage 232 may be arranged such that ring-shaped passages having different radii from each other have the same center. Each of the second circulation passages 232 may communicate with each other. The second circulation passage 232 may have a larger cross-sectional area than the first circulation passage 231. The second circulation passages 232 may be formed at the same height. The second circulation passage 232 may be located below the first circulation passage 231.

제 2 공급 유로(233)는 제 1 순환 유로(231)부터 상부로 연장되며, 몸체(230)의 상면으로 제공될 수 있다. 제 2 공급 유로(243)는 제 1 공급 유로(221)에 대응하는 개수로 제공되며, 제 1 순환 유로(231)와 제 1 공급 유로(221)를 연결할 수 있다.The second supply passage 233 extends upward from the first circulation passage 231 and may be provided as an upper surface of the body 230. The second supply passage 243 is provided in a number corresponding to the first supply passage 221, and may connect the first circulation passage 231 and the first supply passage 221.

제 1 순환 유로(231)는 열전달 매체 공급라인(231b)을 통해 열전달 매체 저장부(231a)와 연결될 수 있다. 열전달 매체 저장부(231a)에는 열전달 매체가 저장될 수 있다. 열전달 매체는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 실시예에 의하면, 열전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함할 수 있다. 헬륨 가스는 공급 라인(231b)을 통해 제 1 순환 유로(231)에 공급되며, 제 2 공급 유로(233)와 제 1 공급 유로(221)를 순차적으로 거쳐 기판(S) 저면으로 공급될 수 있다. 헬륨 가스는 플라즈마에서 기판(S)으로 전달된 열이 정전 척(210)으로 전달되는 매개체 역할을 할 수 있다.The first circulation passage 231 may be connected to the heat transfer medium storage unit 231a through the heat transfer medium supply line 231b. A heat transfer medium may be stored in the heat transfer medium storage unit 231a. The heat transfer medium may include an inert gas. According to an embodiment, the heat transfer medium may include helium (He) gas. The helium gas is supplied to the first circulation passage 231 through the supply line 231b, and may be supplied to the bottom of the substrate S through the second supply passage 233 and the first supply passage 221 in sequence. . The helium gas may serve as a medium through which heat transferred from the plasma to the substrate S is transferred to the electrostatic chuck 210.

제 2 순환 유로(232)는 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 냉각 유체 저장부(232a)와 연결될 수 있다. 냉각 유체 저장부(232a)에는 냉각 유체가 저장될 수 있다. 냉각 유체 저장부(232a) 내에는 냉각기(232b)가 제공될 수 있다. 냉각기(232b)는 냉각 유체를 소정 온도로 냉각시킬 수 있다. 이와 달리, 냉각기(232b)는 냉각 유체 공급 라인(232c) 상에 설치될 수 있다. 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 제 2 순환 유로(232)에 공급된 냉각 유체는 제 2 순환 유로(232)를 따라 순환하며 몸체(230)를 냉각할 수 있다. 몸체(230)는 냉각되면서 유전판(220)과 기판(S)을 함께 냉각시켜 기판(S)을 소정 온도로 유지시킬 수 있다.The second circulation passage 232 may be connected to the cooling fluid storage unit 232a through the cooling fluid supply line 232c. The cooling fluid may be stored in the cooling fluid storage unit 232a. A cooler 232b may be provided in the cooling fluid storage unit 232a. The cooler 232b may cool the cooling fluid to a predetermined temperature. Alternatively, the cooler 232b may be installed on the cooling fluid supply line 232c. The cooling fluid supplied to the second circulation passage 232 through the cooling fluid supply line 232c may circulate along the second circulation passage 232 to cool the body 230. As the body 230 is cooled, the dielectric plate 220 and the substrate S are cooled together to maintain the substrate S at a predetermined temperature.

몸체(230)는 금속판을 포함할 수 있다. 몸체(230)는 하부 전극으로서 기능할 수 있다. 이 경우, 몸체(230)는 하부 전력 공급부(233)와 연결된다. 하부 전력 공급부(233)는 몸체(230), 즉 하부 전극으로 전력을 인가한다. 하부 전력 공급부(233)는 3개의 하부 전원(236a, 237a, 238a), 매칭부(235), 펄스 공급기(280)를 포함한다. 일 실시 예로서, 3 개의 하부 전원 중 2개의 하부 전원은 10MHz 이하의 주파수를 갖는 제1 주파수 전원(236a) 및 제2 주파수 전원(237a)이고, 나머지 1개의 하부 전원은 10MHz 이상의 주파수를 갖는 제3 주파수 전원(238a)일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 주파수 전원(236a)의 주파수는 400 kHz이고, 제2 주파수 전원(237a)의 주파수는 2 MHz이고, 제3 주파수 전원(238a)의 주파수는 60 MHz일 수 있다. 3개의 하부 전원(236a, 237a, 238a) 각각에는 스위치(236b, 237b, 238b)가 연결되어 스위치(223b)의 온/오프(ON/OFF)에 따라 하부 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 주파수 전원(236a) 및 제2 주파수 전원(237a)은 이온 에너지를 조절하고, 제3 주파수 전원(238a)은 플라즈마 밀도를 조절할 수 있다.The body 230 may include a metal plate. The body 230 may function as a lower electrode. In this case, the body 230 is connected to the lower power supply 233. The lower power supply unit 233 applies power to the body 230, that is, the lower electrode. The lower power supply unit 233 includes three lower power sources 236a, 237a, and 238a, a matching unit 235, and a pulse supply unit 280. As an embodiment, two of the three lower power sources are a first frequency power source 236a and a second frequency power source 237a having a frequency of 10 MHz or less, and the other lower power source is a second power source having a frequency of 10 MHz or more. It may be a three-frequency power supply 238a. According to an embodiment, the frequency of the first frequency power source 236a may be 400 kHz, the frequency of the second frequency power source 237a may be 2 MHz, and the frequency of the third frequency power source 238a may be 60 MHz. Switches 236b, 237b, and 238b are connected to each of the three lower power sources 236a, 237a, and 238a, and may be electrically connected to the lower electrode according to ON/OFF of the switch 223b. The first frequency power source 236a and the second frequency power source 237a may control ion energy, and the third frequency power source 238a may control plasma density.

펄스 공급기(280)는 하부 전원(236a, 237a, 238a)으로 ON/OFF 펄스를 인가할 수 있다. 펄스 공급기(280)에 의해 인가되는 ON/OFF 펄스에 따라 하부 전원(236a, 237a, 238a)으로부터 몸체(230), 즉, 하부 전극으로 펄스화된 고주파 전력이 인가될 수 있다.The pulse supply 280 may apply ON/OFF pulses to the lower power sources 236a, 237a, and 238a. Pulsed high-frequency power may be applied from the lower power sources 236a, 237a, 238a to the body 230, that is, to the lower electrode according to the ON/OFF pulse applied by the pulse supplier 280.

매칭부(225)는 제1 내지 제3 주파수 전원(236a, 237a, 238a)과 전기적으로 연결되며, 상이한 크기의 주파수 전력들을 매칭하여 하부 전극으로 작용하는 몸체(230)로 인가한다.The matching unit 225 is electrically connected to the first to third frequency power sources 236a, 237a, and 238a, matches frequency powers of different sizes, and applies them to the body 230 acting as a lower electrode.

포커스 링(240)은 정전 척(210)의 가장자리 영역에 배치될 수 있다. 포커스 링(240)은 링 형상을 가지며, 유전판(220)의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 포커스 링(240)의 상면은 외측부(240a)가 내측부(240b)보다 높도록 단차질 수 있다. 포커스 링(240)의 상면 내측부(240b)는 유전판(220)의 상면과 동일 높이에 위치될 수 있다. 포커스 링(240)의 상면 내측부(240b)는 유전판(220)의 외측에 위치된 기판(S)의 가장자리 영역을 지지할 수 있다. 포커스 링(240)의 외측부(240a)는 기판(S)의 가장자리 영역을 둘러싸도록 제공될 수 있다. 포커스 링(240)은 기판(S)의 전체 영역에서 플라즈마의 밀도가 균일하게 분포하도록 전자기장을 제어할 수 있다. 이에 의해, 기판(S)의 전체 영역에 걸쳐 플라즈마가 균일하게 형성되어 기판(S)의 각 영역이 균일하게 식각될 수 있다.The focus ring 240 may be disposed in an edge region of the electrostatic chuck 210. The focus ring 240 has a ring shape and may be disposed along the circumference of the dielectric plate 220. The upper surface of the focus ring 240 may be stepped so that the outer portion 240a is higher than the inner portion 240b. The inner portion 240b of the upper surface of the focus ring 240 may be positioned at the same height as the upper surface of the dielectric plate 220. The inner portion 240b of the upper surface of the focus ring 240 may support an edge region of the substrate S positioned outside the dielectric plate 220. The outer portion 240a of the focus ring 240 may be provided to surround the edge region of the substrate S. The focus ring 240 may control the electromagnetic field so that the plasma density is uniformly distributed over the entire area of the substrate S. Accordingly, plasma is uniformly formed over the entire area of the substrate S, so that each area of the substrate S can be uniformly etched.

하부 커버(250)는 기판 지지 유닛(200)의 하단부에 위치할 수 있다. 하부 커버(250)는 챔버(100)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치할 수 있다. 하부 커버(250)는 상면이 개방된 공간(255)이 내부에 형성될 수 있다. 하부 커버(250)의 외부 반경은 몸체(230)의 외부 반경과 동일한 길이로 제공될 수 있다. 하부 커버(250)의 내부 공간(255)에는 반송되는 기판(S)을 외부의 반송 부재로부터 정전 척(210)으로 이동시키는 리프트 핀 모듈(미도시) 등이 위치할 수 있다. 리프트 핀 모듈(미도시)은 하부 커버(250)로부터 일정 간격 이격되어 위치할 수 있다. 하부 커버(250)의 저면은 금속 재질로 제공될 수 있다. 하부 커버(250)의 내부 공간(255)은 공기가 제공될 수 있다. 공기는 절연체보다 유전율이 낮으므로 기판 지지 유닛(200) 내부의 전자기장을 감소시키는 역할을 할 수 있다.The lower cover 250 may be located at the lower end of the substrate support unit 200. The lower cover 250 may be positioned to be spaced apart from the bottom surface of the chamber 100 to the top. The lower cover 250 may have a space 255 with an open top surface formed therein. The outer radius of the lower cover 250 may be provided with the same length as the outer radius of the body 230. In the inner space 255 of the lower cover 250, a lift pin module (not shown) for moving the conveyed substrate S from an external conveying member to the electrostatic chuck 210 may be located. The lift pin module (not shown) may be spaced apart from the lower cover 250 by a predetermined distance. The bottom surface of the lower cover 250 may be made of a metal material. Air may be provided in the inner space 255 of the lower cover 250. Since the air has a lower dielectric constant than the insulator, it may serve to reduce the electromagnetic field inside the substrate support unit 200.

하부 커버(250)는 연결 부재(253)를 가질 수 있다. 연결 부재(253)는 하부 커버(250)의 외측면과 챔버(100)의 내측벽을 연결할 수 있다. 연결 부재(253)는 하부 커버(250)의 외측면에 일정한 간격으로 복수 개 제공될 수 있다. 연결 부재(253)는 기판 지지 유닛(200)을 챔버(100) 내부에서 지지할 수 있다. 또한, 연결 부재(253)는 챔버(100)의 내측벽과 연결됨으로써 하부 커버(250)가 전기적으로 접지되도록 할 수 있다. 제 1 전원(223a)과 연결되는 제 1 전원라인(223c), 제 2 전원(225a)과 연결되는 제 2 전원라인(225c), 3개의 하부 전원(236a, 237a, 238a)과 연결되는 전원라인(236c, 237c, 238c), 열전달 매체 저장부(231a)와 연결된 열전달 매체 공급라인(231b) 그리고 냉각 유체 저장부(232a)와 연결된 냉각 유체 공급 라인(232c) 등은 연결 부재(253)의 내부 공간(255)을 통해 하부 커버(250) 내부로 연장될 수 있다.The lower cover 250 may have a connection member 253. The connection member 253 may connect the outer surface of the lower cover 250 and the inner wall of the chamber 100. A plurality of connection members 253 may be provided on the outer surface of the lower cover 250 at regular intervals. The connection member 253 may support the substrate support unit 200 inside the chamber 100. In addition, the connection member 253 may be connected to the inner wall of the chamber 100 so that the lower cover 250 may be electrically grounded. A first power line 223c connected to the first power source 223a, a second power line 225c connected to the second power source 225a, and a power line connected to the three lower power sources 236a, 237a, 238a (236c, 237c, 238c), the heat transfer medium supply line 231b connected to the heat transfer medium storage unit 231a, and the cooling fluid supply line 232c connected to the cooling fluid storage unit 232a, etc. are inside the connection member 253 It may extend into the lower cover 250 through the space 255.

정전 척(210)과 하부 커버(250)의 사이에는 플레이트(270)가 위치할 수 있다. 플레이트(270)는 하부 커버(250)의 상면을 덮을 수 있다. 플레이트(270)는 몸체(230)에 상응하는 단면적으로 제공될 수 있다. 플레이트(270)는 절연체를 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 플레이트(270)는 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 플레이트(270)는 몸체(230)와 하부 커버(250)의 전기적 거리를 증가시키는 역할을 할 수 있다.A plate 270 may be positioned between the electrostatic chuck 210 and the lower cover 250. The plate 270 may cover the upper surface of the lower cover 250. The plate 270 may be provided with a cross-sectional area corresponding to the body 230. The plate 270 may include an insulator. According to an example, one or more plates 270 may be provided. The plate 270 may serve to increase the electrical distance between the body 230 and the lower cover 250.

플라즈마 발생 유닛(300)은 챔버(100) 내 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킬 수 있다. 상기 플라즈마 발생 유닛(300)은 용량 결합형 플라즈마 타입의 플라즈마 소스를 사용할 수 있다. CCP 타입의 플라즈마 소스가 사용되는 경우, 챔버(100)에 상부 전극(330) 및 하부 전극, 즉 몸체(230)가 포함될 수 있다. 상부 전극(330) 및 하부 전극(230)은 처리 공간을 사이에 두고 서로 평행하게 상하로 배치될 수 있다. 하부 전극(230)뿐만 아니라 상부 전극(330)도 RF 전원(310)에 의해 RF 신호를 인가받아 플라즈마를 생성하기 위한 에너지를 공급받을 수 있으며, 각 전극에 인가되는 RF 신호의 수는 도시된 바와 같이 하나로 제한되지는 않는다. 양 전극 간의 공간에는 전기장이 형성되고, 이 공간에 공급되는 공정 가스는 플라즈마 상태로 여기될 수 있다. 이 플라즈마를 이용하여 기판 처리 공정이 수행된다.The plasma generation unit 300 may excite the process gas in the chamber 100 into a plasma state. The plasma generation unit 300 may use a capacitively coupled plasma type plasma source. When a CCP type plasma source is used, an upper electrode 330 and a lower electrode, that is, a body 230 may be included in the chamber 100. The upper electrode 330 and the lower electrode 230 may be disposed vertically in parallel with each other with a processing space therebetween. Not only the lower electrode 230 but also the upper electrode 330 can receive energy for generating plasma by receiving an RF signal by the RF power 310, and the number of RF signals applied to each electrode is as shown in the figure. It is not limited to one. An electric field is formed in the space between the two electrodes, and the process gas supplied to the space may be excited in a plasma state. The substrate processing process is performed using this plasma.

가스 공급 유닛(400)은 챔버(100) 내부에 공정 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 유닛(400)은 가스 공급 노즐(410), 가스 공급 라인(420), 그리고 가스 저장부(430)를 포함할 수 있다. 가스 공급 노즐(410)은 챔버(100)의 상면 중앙부에 설치될 수 있다. 가스 공급 노즐(410)의 저면에는 분사구가 형성될 수 있다. 분사구는 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 라인(420)은 가스 공급 노즐(410)과 가스 저장부(430)를 연결할 수 있다. 가스 공급 라인(420)은 가스 저장부(430)에 저장된 공정 가스를 가스 공급 노즐(410)에 공급할 수 있다. 가스 공급 라인(420)에는 밸브(421)가 설치될 수 있다. 밸브(421)는 가스 공급 라인(420)을 개폐하며, 가스 공급 라인(420)을 통해 공급되는 공정 가스의 유량을 조절할 수 있다.The gas supply unit 400 may supply a process gas into the chamber 100. The gas supply unit 400 may include a gas supply nozzle 410, a gas supply line 420, and a gas storage unit 430. The gas supply nozzle 410 may be installed in the center of the upper surface of the chamber 100. An injection hole may be formed at the bottom of the gas supply nozzle 410. The injection port may supply a process gas into the chamber 100. The gas supply line 420 may connect the gas supply nozzle 410 and the gas storage unit 430. The gas supply line 420 may supply the process gas stored in the gas storage unit 430 to the gas supply nozzle 410. A valve 421 may be installed in the gas supply line 420. The valve 421 opens and closes the gas supply line 420 and may adjust the flow rate of the process gas supplied through the gas supply line 420.

배플 유닛(500)은 챔버(100)의 내측벽과 기판 지지 유닛(200)의 사이에 위치될 수 있다. 배플(510)은 환형의 링 형상으로 제공될 수 있다. 배플(510)에는 복수의 관통홀(511)들이 형성될 수 있다. 챔버(100) 내에 제공된 공정 가스는 배플(510)의 관통홀(511)들을 통과하여 배기홀(102)로 배기될 수 있다. 배플(510)의 형상 및 관통홀(511)들의 형상에 따라 공정 가스의 흐름이 제어될 수 있다.The baffle unit 500 may be located between the inner wall of the chamber 100 and the substrate support unit 200. The baffle 510 may be provided in an annular ring shape. A plurality of through holes 511 may be formed in the baffle 510. The process gas provided in the chamber 100 may pass through the through holes 511 of the baffle 510 and be exhausted to the exhaust hole 102. The flow of the process gas may be controlled according to the shape of the baffle 510 and the shape of the through holes 511.

플라즈마 제어 유닛(600)은 챔버(100)의 측벽 주변부의 시스 전압을 제어할 수 있다. 여기서, 측벽 주변부는 챔버(100)의 내측벽으로부터 10 mm 이내의 영역을 의미할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 플라즈마 제어 유닛(600)은 챔버(100) 내 처리 공간에서의 플라즈마 밀도를 조절할 수 있다.The plasma control unit 600 may control the sheath voltage around the sidewall of the chamber 100. Here, the peripheral portion of the side wall may mean an area within 10 mm from the inner wall of the chamber 100, but is not limited thereto. The plasma control unit 600 may adjust the plasma density in the processing space in the chamber 100.

도 2를 참조하면, 플라즈마 제어 유닛(600)은 전극(610), 직류 전원(620), 교류 전원(630), 제어부(640) 및 차단부(650)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the plasma control unit 600 includes an electrode 610, a DC power supply 620, an AC power supply 630, a control unit 640 and a blocking unit 650.

전극(610)은 챔버(100)의 측벽 내측에 제공된다. 전극(610)의 챔버(100)의 측벽 주변부 내에 제공될 수 있다. 전극(610)은 원통 형상으로 제공될 수 있다. 전극(610)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 전극(610)과 직류 전원(620) 및 교류 전원(630)은 선로로 연결된다. 구체적으로, 전극(610)에 연결되는 선로는 노드에서 분기되고, 분기된 선로 중 하나의 선로에는 직류 전원(620)이 연결되고, 다른 하나의 선로에는 교류 전원(630)이 연결될 수 있다. 직류 전원(620)은 전극(610)에 직류 전압을 인가하고, 교류 전원(630)은 전극(610)에 교류 전압을 인가한다. 교류 전원(630)의 주파수는 하부 전극에 전압을 인가하는 복수의 하부 전원(236a, 237a, 238a) 중 주파수가 가장 낮은 제1 전원(236a)의 주파수와 동일하게 제공될 수 있다.The electrode 610 is provided inside the sidewall of the chamber 100. The electrode 610 may be provided in the periphery of the sidewall of the chamber 100. The electrode 610 may be provided in a cylindrical shape. The electrode 610 may be made of aluminum. The electrode 610, the DC power supply 620, and the AC power supply 630 are connected by a line. Specifically, a line connected to the electrode 610 may be branched at a node, a DC power 620 may be connected to one of the branched lines, and an AC power 630 may be connected to the other line. The DC power supply 620 applies a DC voltage to the electrode 610, and the AC power supply 630 applies an AC voltage to the electrode 610. The frequency of the AC power source 630 may be provided equal to the frequency of the first power source 236a having the lowest frequency among the plurality of lower power sources 236a, 237a, and 238a applying a voltage to the lower electrode.

일 예로, 도 3과 같이, 400 kHz의 제1 전원(236a)이 하부 전극에 인가되면 챔버(100) 내의 전극 시스 전압과 챔버 측벽 시스 전압은 제1 전원(236a)의 주기에 따라 변화한다. 제1 전원(236a)의 주기에서 제1 전원(236a)이 가장 높게 제공되는 경우 챔버(100) 내부에서 플라즈마 전압(301)은 일정 크기를 유지하며, 챔버(100)의 측벽 주변부(305)에서 감소한다. 마찬가지로, 제1 전원(236a)의 주기에서 제1 전원(236a)이 가장 낮게 제공되는 경우 챔버(100) 내부에서 플라즈마 전압(303)은 일정 크기를 유지하며, 챔버(100)의 측벽 주변부(305)에서 감소한다. 이 경우, 본 발명의 플라즈마 제어 유닛(600)은 챔버(100) 측벽 주변부(305)의 시스 전압을 제어하여 챔버(100) 측벽 주변부(305)에서 시스 전압(302, 304)이 하강하도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 직류 전원(620) 및 교류 전원(630)은 제1 전원(236a)과 동일한 주파수를 가지며, 제1 전원(236a)의 위상과 동기화된 전압을 챔버(100)의 측벽에 제공되는 전극(610)에 인가하여, 챔버(100) 측벽 주변부(305)의 시스 전압이 하강하도록 제어할 수 있다.For example, as shown in FIG. 3, when the first power source 236a of 400 kHz is applied to the lower electrode, the electrode sheath voltage in the chamber 100 and the chamber side wall sheath voltage change according to the period of the first power source 236a. When the first power source 236a is provided at the highest level in the period of the first power source 236a, the plasma voltage 301 is maintained at a certain level inside the chamber 100, and at the peripheral portion 305 of the side wall of the chamber 100 Decreases. Likewise, when the first power source 236a is provided at the lowest level in the cycle of the first power source 236a, the plasma voltage 303 maintains a constant level inside the chamber 100, and the peripheral portion 305 of the side wall of the chamber 100 ) To decrease. In this case, the plasma control unit 600 of the present invention controls the sheath voltage of the peripheral portion 305 of the sidewall of the chamber 100 so that the sheath voltages 302 and 304 decrease in the peripheral portion 305 of the sidewall of the chamber 100. I can. Specifically, the DC power source 620 and the AC power source 630 have the same frequency as the first power source 236a, and a voltage synchronized with the phase of the first power source 236a is an electrode provided on the sidewall of the chamber 100 By applying it to 610, the sheath voltage of the peripheral portion 305 of the sidewall of the chamber 100 may be controlled to decrease.

다시 도 2를 참조하면, 제어부(640)는 교류 전원(630)의 위상을 제1 전원(236a)의 위상과 동기화(Synchronization)할 수 있다. 또한, 제어부(640)는 교류 전원(630)의 위상을 제2 전원(237a)의 위상과 동기화할 수도 있다. 또한, 제어부(640)는 교류 전원(630)이 복수 개 제공되는 경우, 교류 전원(630)의 위상을 복수의 하부 전원(236a, 237a, 238a) 중 적어도 하나의 전원의 위상과 동기화할 수 있다.Referring back to FIG. 2, the controller 640 may synchronize the phase of the AC power 630 with the phase of the first power 236a. Also, the controller 640 may synchronize the phase of the AC power 630 with the phase of the second power 237a. In addition, when a plurality of AC power sources 630 are provided, the controller 640 may synchronize the phase of the AC power 630 with the phase of at least one of the plurality of lower power sources 236a, 237a, and 238a. .

차단부(650)는 직류 전원(620)에 교류 전원(630)의 교류 전압이 인가되는 것을 차단한다. 또한, 차단부(650)는 교류 전원(630)에 직류 전원(620)의 직류 전압이 인가되는 것을 차단한다. 차단부(650)는 인덕터(651) 및 커패시터(652)를 포함할 수 있다. 인덕터(651)는 직류 전원(620)과 노드 사이에 위치하여 교류 전원(630)의 교류 전압을 차단한다. 커패시터(652)는 교류 전원(630)과 노드 사이에 위치하여 직류 전원(620)의 직류 전압을 차단한다. 이에 따라, 직류 전원(620)의 직류 전압 및 교류 전원(630)의 교류 전압은 전극(610)에만 인가될 수 있다.The blocking unit 650 blocks the AC voltage from the AC power source 630 from being applied to the DC power source 620. Further, the blocking unit 650 blocks the DC voltage of the DC power 620 from being applied to the AC power 630. The blocking unit 650 may include an inductor 651 and a capacitor 652. The inductor 651 is positioned between the DC power source 620 and the node to cut off the AC voltage of the AC power source 630. The capacitor 652 is positioned between the AC power source 630 and the node to block the DC voltage of the DC power source 620. Accordingly, the DC voltage of the DC power 620 and the AC voltage of the AC power 630 may be applied only to the electrode 610.

또한, 본 발명의 도면에서 교류 전원(630)이 하나만 제공되는 것으로 도시하였으나, 교류 전원(630)은 복수 개 제공될 수 있다. 일 예로, 교류 전원(630)은 제1 전원(236a)의 주파수와 동일한 주파수를 갖는 제3 전원 및 제2 전원(237a)의 주파수와 동일한 주파수를 갖는 제4 전원을 포함할 수 있다. 이 경우, 제어부(640)는 제3 전원의 위상을 제1 전원(236a)의 위상과 동기화하고, 제4 전원의 위상을 제2 전원(237a)의 위상과 동기화할 수 있다.In addition, although only one AC power source 630 is provided in the drawings of the present invention, a plurality of AC power sources 630 may be provided. For example, the AC power source 630 may include a third power source having the same frequency as the frequency of the first power source 236a and a fourth power source having the same frequency as the frequency of the second power source 237a. In this case, the controller 640 may synchronize the phase of the third power source with the phase of the first power source 236a and synchronize the phase of the fourth power source with the phase of the second power source 237a.

이상과 같이, 본 발명의 플라즈마 제어 유닛(600)은 하부 전극에 인가되는 복수의 하부 전원(236a, 237a, 238a) 중 적어도 하나의 주파수와 동일한 주파수를 가지는 전압을 챔버(100)의 측벽에 위치하는 전극(610)에 인가하여, 챔버(100) 측벽 주변부에서의 시스 전압을 보다 정밀하게 제어할 수 있다. 이에 따라, 챔버(100) 측벽에서의 스퍼터링 현상을 최소화할 수 있으며, 플라즈마 감소 현상을 최소화하여 바이어스 인가 전력을 감소시키고 부품의 교체 주기를 연장할 수 있다.As described above, the plasma control unit 600 of the present invention places a voltage having the same frequency as at least one of the plurality of lower power sources 236a, 237a, 238a applied to the lower electrode on the sidewall of the chamber 100 The sheath voltage at the periphery of the sidewall of the chamber 100 may be more precisely controlled by applying it to the electrode 610. Accordingly, it is possible to minimize the sputtering phenomenon on the sidewall of the chamber 100, to minimize the plasma reduction phenomenon to reduce the bias applied power and extend the replacement period of parts.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 우선, 챔버의 측벽에 제공되는 전극에 직류 전압 및 교류 전압을 인가하여(S410), 챔버 내 처리 공간의 플라즈마 밀도를 제어한다(S420). 여기서, 교류 전압의 주파수는 하부 전극에 전력을 공급하는 전원의 주파수와 동일하게 제공될 수 있다. 또한, 교류 전압의 위상은 하부 전극에 전력을 공급하는 전원의 위상과 동기화될 수 있다. 또한, 교류 전압 및 직류 전압은 전극에 동시에 인가될 수 있다.Referring to FIG. 4, first, a DC voltage and an AC voltage are applied to an electrode provided on a sidewall of the chamber (S410), and plasma density of a processing space in the chamber is controlled (S420). Here, the frequency of the AC voltage may be provided equal to the frequency of power supplying power to the lower electrode. In addition, the phase of the AC voltage may be synchronized with the phase of the power supply supplying power to the lower electrode. Also, the AC voltage and the DC voltage may be simultaneously applied to the electrodes.

이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면 챔버 측벽의 주변부의 시스 전압을 제어하여 챔버 내의 플라즈마 밀도를 보다 정밀하게 제어할 수 있으며, 이에 따라, 챔버 측벽에서의 스퍼터링 현상이 감소되어 부품 교체 주기를 연장시킬 수 있다.According to various embodiments of the present invention as described above, it is possible to more precisely control the plasma density in the chamber by controlling the sheath voltage at the periphery of the chamber sidewall. Accordingly, the sputtering phenomenon at the sidewall of the chamber is reduced, thereby reducing the part replacement cycle Can be extended.

이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.It should be understood that the above embodiments have been presented to aid in understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention, and various deformable embodiments are also within the scope of the present invention. The technical protection scope of the present invention should be determined by the technical idea of the claims, and the technical protection scope of the present invention is not limited to the literal description of the claims itself, but a scope that has substantially equal technical value. It should be understood that it extends to the invention of.

10: 기판 처리 장치 100: 챔버
200: 기판 지지 유닛 300: 플라즈마 발생 유닛
400: 가스 공급 유닛 500: 배플 유닛
600: 플라즈마 제어 유닛 610: 전극
620: 직류 전원 630: 교류 전원
640: 제어부 650: 차단부10: substrate processing apparatus 100: chamber
200: substrate support unit 300: plasma generating unit
400: gas supply unit 500: baffle unit
600: plasma control unit 610: electrode
620: DC power 630: AC power
640: control unit 650: blocking unit

Claims

delete

In the apparatus for processing a substrate,
A chamber in which a processing space is provided;
A gas supply unit supplying gas to the processing space;
A plasma generating unit generating plasma from the gas supplied to the processing space;
A substrate support unit supporting a substrate in the chamber; And
Includes; a plasma control unit for controlling the plasma density in the processing space by controlling the sheath voltage around the sidewall of the chamber,
The plasma control unit,
An electrode provided inside the sidewall of the chamber;
A DC power supply applying a DC voltage to the electrode; And
Including; AC power supply for applying an AC voltage to the electrode,
The plasma generating unit,
An upper electrode disposed on the substrate;
A lower electrode disposed on the substrate support unit so as to face the upper electrode in a vertical direction; And
Including; a high frequency power supply for applying a high frequency voltage to the lower electrode,
The high frequency power source,
A first power source; And
Includes; a second power source having a higher frequency than the first power source,
The substrate processing apparatus is provided with the frequency of the AC power supply equal to the frequency of the first power supply.

The method of claim 3,
The plasma control unit,
The substrate processing apparatus further comprises a control unit that synchronizes the phase of the AC power with the phase of the first power.

The method of claim 4,
The frequency of the first power source is 400 kHz.

In the apparatus for processing a substrate,
A chamber in which a processing space is provided;
A gas supply unit supplying gas to the processing space;
A plasma generating unit generating plasma from the gas supplied to the processing space;
A substrate support unit supporting a substrate in the chamber; And
Includes; a plasma control unit for controlling the plasma density in the processing space by controlling the sheath voltage around the sidewall of the chamber,
The plasma control unit,
An electrode provided inside the sidewall of the chamber;
A DC power supply applying a DC voltage to the electrode; And
Including; AC power supply for applying an AC voltage to the electrode,
The plasma control unit,
The substrate processing apparatus further comprises a blocking unit configured to block the DC voltage from being applied to the DC power source and to block the DC voltage from being applied to the AC power source.

The method of claim 6,
The blocking unit includes an inductor and a capacitor.

The method of claim 7,
The DC power and the AC power are branched from a node on a line connected to the electrode and connected to the electrode.

The method of claim 8,
The inductor is located between the DC power supply and the node,
The capacitor is positioned between the AC power source and the node.

The method according to any one of claims 3 to 9,
The electrode is a substrate processing apparatus provided in a cylindrical shape.

In the apparatus for processing a substrate,
A chamber in which a processing space is provided;
A gas supply unit supplying gas to the processing space;
A plasma generating unit generating plasma from the gas supplied to the processing space;
A substrate support unit supporting a substrate in the chamber; And
Includes; a plasma control unit for controlling the plasma density in the processing space by controlling the sheath voltage around the sidewall of the chamber,
The plasma control unit,
An electrode provided inside the sidewall of the chamber;
A DC power supply applying a DC voltage to the electrode; And
Including; AC power supply for applying an AC voltage to the electrode,
The plasma generating unit,
An upper electrode disposed on the substrate;
A lower electrode disposed on the substrate support unit so as to face the upper electrode in a vertical direction; And
Including; a high frequency power supply for applying a high frequency voltage to the lower electrode,
The high frequency power source,
A first power source; And
Includes; a second power source having a higher frequency than the first power source,
The AC power supply,
A third power source having the same frequency as the frequency of the first power source; And
And a fourth power source having the same frequency as the frequency of the second power source.

The method of claim 11,
The plasma control unit,
And a control unit that synchronizes the phase of the third power source with the phase of the first power source and synchronizes the phase of the fourth power source with the phase of the second power source.

In the apparatus for processing a substrate,
A chamber in which a processing space is provided;
A gas supply unit supplying gas to the processing space;
A plasma generating unit generating plasma from the gas supplied to the processing space;
A substrate support unit supporting a substrate in the chamber;
An electrode provided inside the sidewall of the chamber;
A DC power supply connected to the electrode; And
And an AC power branched from a node on a line connecting the DC power and the electrode and connected to the electrode.

The method of claim 13,
An inductor is provided between the DC power supply and the node, and a capacitor is provided between the AC power supply and the node.

delete

Plasma treatment of the substrate using an upper electrode provided on the upper part of the chamber and a lower electrode disposed opposite to the upper electrode,
A substrate processing method for controlling a plasma density of a processing space in the chamber by applying a DC voltage and an AC voltage to an electrode provided on a sidewall of the chamber,
A first power source and a second power source having a higher frequency than the first power source are connected to the lower electrode,
The frequency of the AC voltage is the same as the frequency of the first power source.

The method of claim 16,
The phase of the AC voltage is synchronized with the phase of the first power source.

Plasma treatment of the substrate using an upper electrode provided on the upper part of the chamber and a lower electrode disposed opposite to the upper electrode,
A substrate processing method for controlling a plasma density of a processing space in the chamber by applying a DC voltage and an AC voltage to an electrode provided on a sidewall of the chamber,
A first power source and a second power source having a higher frequency than the first power source are connected to the lower electrode,
The AC voltage is applied from a third power source having the same frequency as the frequency of the first power source and a fourth power source having the same frequency as the frequency of the second power source.

The method of claim 18,
The phase of the third power source is synchronized with the phase of the first power source, and the phase of the fourth power source is synchronized with the phase of the second power source.

Plasma treatment of the substrate using an upper electrode provided on the upper part of the chamber and a lower electrode disposed opposite to the upper electrode,
A substrate processing method for controlling a plasma density of a processing space in the chamber by applying a DC voltage and an AC voltage to an electrode provided on a sidewall of the chamber,
The substrate processing method in which the DC voltage and the AC voltage are simultaneously applied to the electrode.