KR102217160B1 - Apparatus and method for treating substrate - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판을 처리하는 장치는, 기판을 처리하는 처리 공간이 형성되는 공정 챔버;
상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 상기 처리 공간의 상부에 배치되어 상기 처리 공간으로 공정 가스를 분사하는 샤워헤드 유닛을 포함하고, 상기 샤워헤드 유닛은, 복수개의 제1 관통홀이 형성된 베이스 플레이트와; 상기 제1 관통홀에 대응되는 제2 관통홀이 형성되고, 상기 베이스 플레이트의 중심영역에 대응되는 영역에 제공되는 이너 플레이트와; 상기 제1 관통홀에 대응되는 제3 관통홀이 형성되고, 상기 베이스 플레이트의 가장자링 영역에 대응되고, 이너 플레이트를 감싸도록 제공되는 아우터 플레이트를 포함하고, 상기 이너 플레이트 또는 상기 아우터 플레이트 중 어느 하나 이상은 중심축을 중심으로 회전 가능하게 제공된다.The present invention provides an apparatus for processing a substrate. In an embodiment, an apparatus for processing a substrate includes: a process chamber in which a processing space for processing a substrate is formed;
A substrate support unit supporting a substrate in the processing space; A showerhead unit disposed above the processing space to inject a process gas into the processing space, the showerhead unit comprising: a base plate having a plurality of first through holes; An inner plate having a second through hole corresponding to the first through hole and provided in a region corresponding to a central region of the base plate; A third through hole corresponding to the first through hole is formed, and an outer plate corresponding to an edge region of the base plate is provided to surround the inner plate, and any one of the inner plate or the outer plate The above is provided so as to be rotatable around a central axis.

Figure R1020190096321
Figure R1020190096321

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}Substrate processing apparatus and substrate processing method {APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}

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

기판의 처리 공정에는 플라즈마가 이용될 수 있다. 예를 들어, 식각, 증착 또는 드라이 클리닝 공정에 플라즈마가 사용될 수 있다. 플라즈마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성되며, 플라즈마는 이온이나 전자, 라디칼등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말한다. 플라즈마를 이용한 드라이 크리닝, 애싱, 또는 식각 공정은 플라즈마에 포함된 이온 또는 라디칼 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다. 이들 중 드라이 클리닝 공정은 기판 상에 형성된 자연산화막 등을 제거하기 위한 공정으로, 제거하고자 하는 박막의 두께가 식각 공정에 비해 매우 얇다. 따라서 라디칼, 이온, 그리고 전자를 모두 다량 포함한 플라즈마로 기판을 처리시 박막의 높은 식각율로 인해 기판 상에서 제거하고자 하는 자연산화막 뿐 아니라 그 하부막도 손상된다.Plasma may be used in the processing of the substrate. For example, plasma may be used for etching, deposition or dry cleaning processes. Plasma is generated by very high temperatures, strong electric fields, or RF electromagnetic fields, and plasma refers to an ionized gas state composed of ions, electrons, and radicals. Dry cleaning, ashing, or etching processes using plasma are performed by colliding with the substrate by ion or radical particles contained in the plasma. Among them, the dry cleaning process is a process for removing the natural oxide film formed on the substrate, and the thickness of the thin film to be removed is very thin compared to the etching process. Therefore, when a substrate is treated with a plasma containing a large amount of radicals, ions, and electrons, not only the natural oxide layer to be removed from the substrate but also the underlying layer thereof is damaged due to the high etching rate of the thin film.

이를 방지하기 위해, 대한민국공개특허 제10-2011-0057510호에는 접지된 샤워헤드를 이용하여 전자와 이온을 제외한 라디칼만을 주로 포함하는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 장치가 개시된다. 여기에서 샤워헤드는 전자와 이온을 제외한 라디칼을 기판을 처리하는 공간으로 통과시키는 수동적인 역할만을 수행한다. 그리고 샤워헤드를 통과한 라디칼으로만 기판을 처리하므로 자연 산화막 중 일부만이 제거되고, 공정 진행 후에는 자연 산화막이 기판 상에 일부 잔존한다. In order to prevent this, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0057510 discloses an apparatus for treating a substrate by using a plasma mainly containing only radicals excluding electrons and ions using a grounded showerhead. Here, the showerhead performs only a passive role of passing radicals excluding electrons and ions into a space processing the substrate. In addition, since the substrate is treated only with the radicals passing through the showerhead, only part of the natural oxide film is removed, and after the process proceeds, a part of the natural oxide film remains on the substrate.

본 발명은 플라즈마로 기판 처리시 처리 효율을 높일 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and method capable of increasing processing efficiency when processing a substrate with plasma.

또한, 본 발명은 드라이 크리닝 공정 진행시 자연 산화막과 같은 얇은 박막을 모두 정밀하게 제거할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.In addition, it is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus and method capable of precisely removing all thin films such as natural oxide films during a dry cleaning process.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited thereto, and other objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판을 처리하는 장치는, 기판을 처리하는 처리 공간이 형성되는 공정 챔버;The present invention provides an apparatus for processing a substrate. In an embodiment, an apparatus for processing a substrate includes: a process chamber in which a processing space for processing a substrate is formed;

상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 상기 처리 공간의 상부에 배치되어 상기 처리 공간으로 공정 가스를 분사하는 샤워헤드 유닛을 포함하고, 상기 샤워헤드 유닛은, 복수개의 제1 관통홀이 형성된 베이스 플레이트와; 상기 제1 관통홀에 대응되는 제2 관통홀이 형성되고, 상기 베이스 플레이트의 중심영역에 대응되는 영역에 제공되는 이너 플레이트와; 상기 제1 관통홀에 대응되는 제3 관통홀이 형성되고, 상기 베이스 플레이트의 가장자링 영역에 대응되고, 이너 플레이트를 감싸도록 제공되는 아우터 플레이트를 포함하고, 상기 이너 플레이트 또는 상기 아우터 플레이트 중 어느 하나 이상은 중심축을 중심으로 회전 가능하게 제공된다.A substrate support unit supporting a substrate in the processing space; A showerhead unit disposed above the processing space to inject a process gas into the processing space, the showerhead unit comprising: a base plate having a plurality of first through holes; An inner plate having a second through hole corresponding to the first through hole and provided in a region corresponding to a central region of the base plate; A third through hole corresponding to the first through hole is formed, and an outer plate corresponding to an edge region of the base plate is provided to surround the inner plate, and any one of the inner plate or the outer plate The above is provided so as to be rotatable around a central axis.

일 실시 예에 있어서, 상기 이너 플레이트와 아우터 플레이트는 각각 회전가능하게 제공될 수 있다. In one embodiment, the inner plate and the outer plate may be provided rotatably, respectively.

일 실시 예에 있어서, 상기 이너 플레이트는 회전 중심에 상기 이너 플레이트를 회전시키는 구동력을 제공하는 모터가 제공될 수 있다.In an embodiment, the inner plate may be provided with a motor that provides a driving force to rotate the inner plate at a center of rotation.

일 실시 예에 있어서, 상기 아우터 플레이트는 외주에 상기 아우터 플레이트를 회전시키는 구동력을 제공하는 모터가 제공될 수 있다.In one embodiment, the outer plate may be provided with a motor that provides a driving force to rotate the outer plate on the outer periphery.

일 실시 예에 있어서, 상기 베이스 플레이트와, 상기 이너 플레이트와, 상기 아우터 플레이트는 상호간에 절연될 수 있다.In one embodiment, the base plate, the inner plate, and the outer plate may be insulated from each other.

일 실시 예에 있어서, 상기 이너 플레이트와 상기 아우터 플레이트에 각각 DC전압을 인하는 DC전원을 포함할 수 있다.In an embodiment, a DC power supply for applying a DC voltage to each of the inner plate and the outer plate may be included.

일 실시 예에 있어서, 상기 DC전원은, 상기 이너 플레이트에 전압을 인가하는 제1 DC전원과; 상기 아우터 플레이트에 전압을 인가하는 제2 DC전원을 포함하고, 상기 제1전원과 상기 제2전원은 동일한 극성의 전압을 인가할 수 있다.In an embodiment, the DC power source includes: a first DC power source for applying a voltage to the inner plate; A second DC power source for applying a voltage to the outer plate may be included, and the first power source and the second power source may apply voltages of the same polarity.

일 실시 예에 있어서, 상기 제1 DC전원과 상기 제2 DC전원은 서로 상이한 크기의 전압을 인가할 수 있다.In an embodiment, the first DC power and the second DC power may apply different voltages.

일 실시 예에 있어서, 상기 DC전원은, 상기 이너 플레이트에 전압을 인가하는 제1 DC전원과; 상기 아우터 플레이트에 전압을 인가하는 제2 DC전원을 포함하고, 상기 제1전원과 상기 제2전원의 극성은 각각 상이하게 제공될 수 있다.In an embodiment, the DC power source includes: a first DC power source for applying a voltage to the inner plate; A second DC power source for applying a voltage to the outer plate may be included, and polarities of the first power source and the second power source may be provided differently.

일 실시 예에 있어서, 상기 샤워헤드 유닛은, 상부 샤워헤드와; 상기 상부 샤워헤드의 하부에 제공되는 하부 샤워헤드를 포함하고, 상기 베이스 플레이트와, 상기 이너 플레이트와, 상기 아우터 플레이트는 상기 상부 샤워헤드에 제공될 ㅅ 수 있다.In an embodiment, the shower head unit includes an upper shower head; A lower showerhead provided below the upper showerhead may be included, and the base plate, the inner plate, and the outer plate may be provided to the upper showerhead.

일 실시 예에 있어서, 상기 상부 샤워헤드 상부에 제공되는 상부 전극과, 상기 상부 전극에 고주파 전력을 인가하는 고주파 전원을 포함할 수 있다.In an embodiment, an upper electrode provided on the upper showerhead and a high frequency power supply for applying high frequency power to the upper electrode may be included.

일 실시 예에 있어서, 상기 상부 전극과 상기 상부 샤워헤드 사이에 제1 공간이 형성되고, 상기 제1 공간에 플라즈마 생성을 위한 제1 공정 가스가 공급될 수 있다.In an embodiment, a first space may be formed between the upper electrode and the upper showerhead, and a first process gas for generating plasma may be supplied to the first space.

일 실시 예에 있어서, 상기 상부 샤워헤드와 상기 하부 샤워헤드 사이에 제2 공간이 형성되고, 상기 제1 공간 내의 제1 공정가스는 상기 상부 샤워헤드에 형성된 관통홀을 통해 상기 제2공간으로 유입되고, 상기 제2 공간에 플라즈마 생성을 위한 제2 공정 가스가 공급되며, 상기 제2 공간 내의 상기 제1 공정 가스 및 상기 제2 공정 가스는 상기 하부 샤워헤드에 형성된 관통홀을 통해 상기 처리 공간으로 유입될 수 있다.In one embodiment, a second space is formed between the upper showerhead and the lower showerhead, and a first process gas in the first space flows into the second space through a through hole formed in the upper showerhead. And a second process gas for generating plasma is supplied to the second space, and the first process gas and the second process gas in the second space are transferred to the processing space through a through hole formed in the lower showerhead. Can be introduced.

일 실시 예에 있어서, 상기 기판 지지 유닛은, 하부 전극을 포함할 수 있다.In an embodiment, the substrate support unit may include a lower electrode.

또한, 본 발명은 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 방법은, 상기 이너 플레이트 또는 상기 아우터 플레이트 중 어느 하나 이상의 회전 각도를 조절하고, 상기 회전 각도에 따라 상기 기판의 중앙영역 또는 가장자리 영역 중 어느 하나의 영역으로 공급되는 공정 유체의 양을 조절한다.Further, the present invention provides a method of processing a substrate using a substrate processing apparatus. In one embodiment, the substrate processing method is a process of adjusting a rotation angle of at least one of the inner plate or the outer plate, and supplying it to any one of the center region or the edge region of the substrate according to the rotation angle. Adjust the amount of fluid.

일 실시 예에 있어서, 기판 처리 장치는, 상기 이너 플레이트에 전압을 인가하는 제1 DC전원과; 상기 아우터 플레이트에 전압을 인가하는 제2 DC전원을 포함하고, 상기 이너 플레이트 또는 상기 아우터 플레이트 중 어느 하나 이상의 회전 각도와 상기 제1 DC 전원과 상기 제2 DC전원 중 어느 하나 이상을 조절하여 기판의 중앙 영역과 가장자리 영역에 공급되는 라디칼 성분의 양을 조절할 수 있다. In an embodiment, a substrate processing apparatus includes: a first DC power supply for applying a voltage to the inner plate; A second DC power supply for applying a voltage to the outer plate is included, and the rotation angle of at least one of the inner plate or the outer plate and at least one of the first DC power supply and the second DC power supply are adjusted to The amount of radical components supplied to the central region and the edge region can be adjusted.

본 발명의 실시예에 의하면, 플라즈마를 이용하여 기판을 처리시 기판 처리 효율을 향상시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, it is possible to improve substrate processing efficiency when processing a substrate using plasma.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 라디칼 이외에도 원하는 양의 이온 또는 전자를 이용하여 드라이 클리닝을 진행함으로써 클리닝 효율을 향상시킬 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, cleaning efficiency may be improved by performing dry cleaning using a desired amount of ions or electrons in addition to radicals.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면 공정 챔버에 제공되는 플라즈마의 에너지를 조절할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, energy of plasma provided to the process chamber can be adjusted.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the present specification and the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도다.
도 2는 상부 샤워헤드(510)의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 간략하게 도시한 예시적인 도면이다.
도 4는 도 2의 상부 샤워헤드의 일 동작 상태를 나타낸 것이다.
도 5는 도 2의 상부 샤워헤드의 다른 일 동작 상태를 나타낸 것이다.
도 6는 도 2의 상부 샤워헤드의 또 다른 일 동작 상태를 나타낸 것이다.1 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of the upper showerhead 510.
3 is an exemplary diagram schematically showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an operation state of the upper showerhead of FIG. 2.
5 is a diagram showing another operation state of the upper showerhead of FIG. 2.
6 is a view showing another operation state of the upper showerhead of FIG. 2.

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. Therefore, the shape of the constituent elements in the drawings is exaggerated to emphasize a more clear description.

본 실시예에서는 챔버 내에서 플라즈마를 이용하여 기판에 대해 드라이 클리닝 공정을 수행하는 기판 처리 장치를 일 예로 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 식각 또는 애싱 공정과 같은 다른 종류의 공정을 수행하는 장치에 제공될 수 있다.In this embodiment, a substrate processing apparatus that performs a dry cleaning process on a substrate using plasma in a chamber will be described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and may be provided to an apparatus for performing other types of processes, such as an etching or ashing process for treating a substrate using plasma.

이하, 도 1 내지 도 6를 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도다.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 공정 챔버(100), 기판 지지 유닛(200), 상부 전극(300), 샤워헤드 유닛(500), 가스 공급 유닛(600), 배기 배플(700), 그리고 제어기(800)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the substrate processing apparatus 10 includes a process chamber 100, a substrate support unit 200, an upper electrode 300, a showerhead unit 500, a gas supply unit 600, and an exhaust baffle 700. ), and a controller 800.

공정 챔버(100)는 내부에 기판(W)이 처리되는 처리 공간(102)을 제공한다. 공정 챔버(100)는 원형의 통 형상으로 제공된다. 공정 챔버(100)는 금속 재질로 제공된다. 예컨대, 공정 챔버(100)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 공정 챔버(100)의 일측벽에는 개구(130)가 형성된다. 개구(130)는 기판(W)이 반출입 가능한 출입구(130)로 제공된다. 출입구(130)는 도어(140)에 의해 개폐 가능하다.The process chamber 100 provides a processing space 102 in which the substrate W is processed. The process chamber 100 is provided in a circular cylindrical shape. The process chamber 100 is made of a metal material. For example, the process chamber 100 may be made of aluminum. An opening 130 is formed in one side wall of the process chamber 100. The opening 130 is provided as an entrance 130 through which the substrate W can be carried. The entrance 130 can be opened and closed by a door 140.

공정 챔버(100)의 바닥면에는 배기 포트(150)가 설치된다. 배기 포트(150)는 공정 챔버(100)의 중심축과 일치되게 위치된다. 배기 포트(150)는 처리 공간(102)에 발생된 부산물이 공정 챔버(100)의 외부로 배출되는 배출구(150)로 기능한다. 배기 포트(150)는 배기 라인(180)과 연결된다. 배기 라인(180)은 진공 펌프(160)에 연결될 수 있다.An exhaust port 150 is installed on the bottom surface of the process chamber 100. The exhaust port 150 is positioned to coincide with the central axis of the process chamber 100. The exhaust port 150 functions as an outlet 150 through which by-products generated in the processing space 102 are discharged to the outside of the process chamber 100. The exhaust port 150 is connected to the exhaust line 180. The exhaust line 180 may be connected to the vacuum pump 160.

기판 지지 유닛(200)은 처리 공간에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(200)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 지지하는 정전척(200)으로 제공될 수 있다. 선택적으로 기판 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수 있다.The substrate support unit 200 supports the substrate W in the processing space. The substrate support unit 200 may be provided as an electrostatic chuck 200 that supports the substrate W using electrostatic force. Optionally, the substrate support unit 200 may support the substrate W in various ways such as mechanical clamping.

정전척(200)은 유전판(210), 하부 전극(230) 그리고 포커스링 유닛(250)을 포함한다. The electrostatic chuck 200 includes a dielectric plate 210, a lower electrode 230 and a focus ring unit 250.

유전판(210)의 상면에는 기판(W)이 직접 놓인다. 유전판(210)은 원판 형상으로 제공된다. 예컨대, 유전판(210)은 세라믹 재질로 제공될 수 있다. 유전판(210)은 기판(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 유전판(210)의 내부에는 척킹 전극(212)이 설치된다. 척킹 전극(212)에는 전원(미도시)이 연결되고, 전원(미도시)으로부터 전압을 인가받는다. 척킹 전극(212)은 인가된 전압으로부터 기판(W)이 유전판(210)에 흡착되도록 정전기력을 제공한다. 유전판(210)의 내부에는 기판(W)을 가열하는 히터(214)가 설치된다. 히터(214)는 척킹 전극(212)의 아래에 위치될 수 있다. 히터(214)는 나선 형상의 코일로 제공될 수 있다. The substrate W is directly placed on the upper surface of the dielectric plate 210. The dielectric plate 210 is provided in a disk shape. For example, the dielectric plate 210 may be made of a ceramic material. The dielectric plate 210 may have a radius smaller than that of the substrate W. A chucking electrode 212 is installed inside the dielectric plate 210. A power source (not shown) is connected to the chucking electrode 212, and a voltage is applied from the power source (not shown). The chucking electrode 212 provides electrostatic force so that the substrate W is adsorbed to the dielectric plate 210 from the applied voltage. A heater 214 for heating the substrate W is installed inside the dielectric plate 210. The heater 214 may be located under the chucking electrode 212. The heater 214 may be provided as a spiral coil.

하부 전극(230)은 유전판(210)을 지지한다. 하부 전극(230)은 유전판(210)의 아래에 위치되며, 유전판(210)과 고정 결합된다. 하부 전극(230)의 상면은 그 중앙영역이 가장자리영역에 비해 높도록 단차진 형상을 가진다. 하부 전극(230)은 그 상면의 중앙 영역이 유전판(210)의 저면에 대응하는 면적을 가진다. 하부 전극(230)의 내부에는 냉각유로(232)가 형성된다. 냉각유로(232)는 냉각유체가 순환하는 통로로 제공된다. 냉각유로(232)는 하부 전극(230)의 내부에서 나선 형상으로 제공될 수 있다. 하부 전극(230)에는 외부에 위치된 고주파 전원이 연결되거나, 접지될 수 있다. 고주파 전원은 하부 전극(230)에 전력을 인가하고, 기판에 입사하는 이온 에너지를 제어할 수 있다. 하부 전극(230)은 금속 재질로 제공될 수 있다.The lower electrode 230 supports the dielectric plate 210. The lower electrode 230 is positioned under the dielectric plate 210 and is fixedly coupled to the dielectric plate 210. The upper surface of the lower electrode 230 has a stepped shape such that the central region thereof is higher than the edge region. The lower electrode 230 has an area in which the central region of the upper surface corresponds to the lower surface of the dielectric plate 210. A cooling channel 232 is formed inside the lower electrode 230. The cooling passage 232 is provided as a passage through which the cooling fluid circulates. The cooling passage 232 may be provided in a spiral shape inside the lower electrode 230. An externally located high-frequency power source may be connected to the lower electrode 230 or may be grounded. The high frequency power supply may apply power to the lower electrode 230 and control ion energy incident on the substrate. The lower electrode 230 may be made of a metal material.

포커스링 유닛(250)은 포커스링(252)과 에지링(254)을 포함한다. 포커스링(252)은 플라즈마를 기판(W)으로 집중시킨다. 포커스링(252)은 유전판(210)을 감싸는 링 형상으로 제공된다. 포커스링(252)은 유전판(210)의 가장자리영역에 위치된다. 예컨대, 포커스링(252)은 도전성 재질로 제공될 수 있다. 포커스링(252)의 상면은 단차지게 제공될 수 있다. 포커스링(252)의 상면 내측부는 유전판(210)의 상면과 동일한 높이를 가지도록 제공되어, 기판(W)의 저면 가장자리영역을 지지한다.The focus ring unit 250 includes a focus ring 252 and an edge ring 254. The focus ring 252 concentrates the plasma onto the substrate W. The focus ring 252 is provided in a ring shape surrounding the dielectric plate 210. The focus ring 252 is located in the edge region of the dielectric plate 210. For example, the focus ring 252 may be made of a conductive material. The upper surface of the focus ring 252 may be provided stepped. The inner portion of the upper surface of the focus ring 252 is provided to have the same height as the upper surface of the dielectric plate 210 and supports the edge region of the bottom surface of the substrate W.

에지링(254)은 포커스링(252)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 에지링(254)은 하부 전극(230)의 가장자리영역에서 포커스링(252)과 인접하게 위치된다. 에지링(254)의 상면은 포커스링(252)의 상면에 비해 그 높이가 높게 제공된다. 에지링(254)은 절연 물질로 제공될 수 있다.The edge ring 254 is provided in an annular ring shape surrounding the focus ring 252. The edge ring 254 is positioned adjacent to the focus ring 252 in the edge region of the lower electrode 230. The upper surface of the edge ring 254 is provided with a height higher than that of the focus ring 252. The edge ring 254 may be provided with an insulating material.

상부 전극(300)은 용량 결합형 플라즈마 소스로 제공된다. 상부 전극(300)에는 고주파 전원(340)이 연결된다. 고주파 전원은 상부 전극에 고주파 전력을 인가한다.The upper electrode 300 is provided as a capacitively coupled plasma source. A high-frequency power source 340 is connected to the upper electrode 300. The high-frequency power supply applies high-frequency power to the upper electrode.

샤워헤드 유닛(500)은, 상부 샤워헤드(510), 그리고 하부 샤워헤드(520)를 포함한다. The showerhead unit 500 includes an upper showerhead 510 and a lower showerhead 520.

상부 전극(330)과 상부 샤워헤드(510) 사이에는 제1 공간(501)이 형성된다. 제1 공간(302)은 제1 공정 가스를 공급하는 제1 가스 공급 유닛(610)과 연결된다. 상부 전극(330)과 상부 샤워헤드(510) 사이에 발생된 전자기장은 공정 챔버(100) 내부로 제공되는 제1 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기 시킨다. A first space 501 is formed between the upper electrode 330 and the upper showerhead 510. The first space 302 is connected to a first gas supply unit 610 that supplies a first process gas. The electromagnetic field generated between the upper electrode 330 and the upper showerhead 510 excites the first process gas provided into the process chamber 100 into a plasma state.

제1 가스 공급 유닛(610)은 제1 가스 공급관(611), 압력 측정 부재(미도시) 유량 조절 부재(612)를 포함한다. 제1 가스 공급 유닛이 공급하는 제1 공정 가스는 단일 성분의 가스이거나 이거나 두가지 성분 이상의 혼합 가스로 제공될 수 있다.The first gas supply unit 610 includes a first gas supply pipe 611 and a pressure measuring member (not shown) and a flow adjusting member 612. The first process gas supplied by the first gas supply unit may be a single component gas or may be provided as a mixture of two or more components.

제1 공간(501)로 유입된 제1 공정 가스는 고주파 전원(340)에 의해 플라즈마 상태로 전이된다. 제1 공정 가스는 플라즈마 상태에서 이온, 전자, 라디칼로 분해된다. 본 명세서에서는 편의상 제1 공간(501)에서 생성된 플라즈마를 제1 플라즈마로 정의한다. 제1 플라즈마는 상부 샤워헤드(510)를 통과하여 제2 공간(502)로 이동한다.The first process gas introduced into the first space 501 is converted into a plasma state by the high frequency power source 340. The first process gas is decomposed into ions, electrons and radicals in a plasma state. In this specification, for convenience, the plasma generated in the first space 501 is defined as the first plasma. The first plasma passes through the upper showerhead 510 and moves to the second space 502.

상부 샤워헤드(510)는 도전성 물질로 제공된다. 상부 샤워헤드(510)는 판 형상으로 제공된다. 예컨대 상부 샤워헤드(510)는 원판 평상을 가질 수 있다. The upper showerhead 510 is made of a conductive material. The upper showerhead 510 is provided in a plate shape. For example, the upper showerhead 510 may have a disc flat shape.

상부 샤워헤드(510)는 베이스 플레이트(511)와 이너 플레이트(512)와 아우터 플레이트(513)를 포함한다.The upper showerhead 510 includes a base plate 511, an inner plate 512 and an outer plate 513.

도 2는 상부 샤워헤드(510)의 분해 사시도이다. 2 is an exploded perspective view of the upper showerhead 510.

도 2를 참조하면, 베이스 플레이트(511)에는 복수개의 제1 관통홀(511a)이 형성된다. 제1 관통홀(511a)들은 베이스 플레이트(511)의 상하 방향으로 형성된다. 2, a plurality of first through holes 511a are formed in the base plate 511. The first through holes 511a are formed in the vertical direction of the base plate 511.

이너 플레이트(512)는 베이스 플레이트(511)의 중심 영역에 대응되는 원판 형상으로 제공된다. 이너 플레이트(512)에는 제1 관통홀(511a)에 대응되는 제2 관통홀(512a)이 형성된다. 제2 관통홀(512a)들은 이너 플레이트(512)의 상하 방향으로 형성된다.The inner plate 512 is provided in a disk shape corresponding to the center region of the base plate 511. A second through hole 512a corresponding to the first through hole 511a is formed in the inner plate 512. The second through holes 512a are formed in the vertical direction of the inner plate 512.

아우터 플레이트(513)는 베이스 플레이트(511)의 가장자리 영역에 대응되는 링 형상으로 제공되고, 이너 플레이트(512)를 감싸도록 제공된다. 아우터 플레이트(513)에는 제1 관통홀(511a)에 대응되는 제3 관통홀(513a)이 형성된다. 제3 관통홀(513a)들은 아우터 플레이트(513)의 상하 방향으로 형성된다.The outer plate 513 is provided in a ring shape corresponding to the edge region of the base plate 511 and is provided to surround the inner plate 512. A third through hole 513a corresponding to the first through hole 511a is formed in the outer plate 513. The third through holes 513a are formed in the vertical direction of the outer plate 513.

베이스 플레이트(511)의 중앙에는 모터(516)가 제공된다. 모터(516)는 이너 플레이트를 모터 축을 중심으로 회전시킨다. A motor 516 is provided in the center of the base plate 511. The motor 516 rotates the inner plate about the motor shaft.

아우터 플레이트(513)는 외주에 모터(517)가 제공된다. 모터(517)는 아우터 플레이트(513)의 외주에 구동력을 제공해서 아우터 플레이트(513)를 중심축을 중심으로 회전시킨다. 일예에 의하면, 아우터 플레이트(513)의 외주에는 톱니가 형성될 수 있다. 톱니는 모터의 축에 연결된 톱니와 맞물려 모터의 회전에 따라 아우터 플레이트(513)가 회전될 수 있다.The outer plate 513 is provided with a motor 517 on the outer periphery. The motor 517 provides a driving force to the outer periphery of the outer plate 513 to rotate the outer plate 513 around a central axis. According to an example, teeth may be formed on the outer periphery of the outer plate 513. The teeth are meshed with the teeth connected to the shaft of the motor so that the outer plate 513 may be rotated according to the rotation of the motor.

베이스 플레이트(511)와 이너 플레이트(512)와 아우터 플레이트(513)는 상호간에 절연될 수 있다. 일예에 의하면, 이너 플레이트(512)와 아우터 플레이트(513)의 접촉면에는 절연 코팅이 제공된다. 일 예에 의하면, 이너 플레이트(512)와 베이스 플레이트(511)의 접촉면에는 절연 코팅이 제공된다. 일 예에 의하면, 아우터 플레이트(513)와 베이스 플레이트(511)의 접촉면에는 절연 코팅이 제공된다.The base plate 511, the inner plate 512, and the outer plate 513 may be insulated from each other. According to an example, an insulating coating is provided on a contact surface between the inner plate 512 and the outer plate 513. According to an example, an insulating coating is provided on a contact surface between the inner plate 512 and the base plate 511. According to an example, an insulating coating is provided on the contact surface between the outer plate 513 and the base plate 511.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 간략하게 도시한 예시적인 도면이다. 도 3과 도 1을 참조하여 설명하면, 이너 플레이트(512)와 아우터 플레이트(513)의 A각에는 DC전압이 인가될 수 있다. 이너 플레이트(512)에는 제1 DC전원(440)이 연결되고, 아우터 플레이트(513)에는 제2 DC전원(450)이 연결된다. 제1 DC전원(440)과 제2 DC전원(450)은 서로 상이한 크기의 전압을 인가할 수 있다. 제1 DC전원(440)과 제2 DC전원(450)은 제어기(800)에 의해 제어될 수 있다. 제어기(800)는 제1 DC전원(440)과 제2 DC전원(450) 각각의 극성과 전압의 크기를 제어할 수 있다. 제1 DC전원(440)과 제2 DC전원(450)의 극성은 각각 상이하게 제공될 수 있다. 3 is an exemplary diagram schematically showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 3 and 1, a DC voltage may be applied to each A of the inner plate 512 and the outer plate 513. A first DC power source 440 is connected to the inner plate 512, and a second DC power source 450 is connected to the outer plate 513. The first DC power source 440 and the second DC power source 450 may apply different voltages. The first DC power supply 440 and the second DC power supply 450 may be controlled by the controller 800. The controller 800 may control the polarity and voltage level of each of the first DC power supply 440 and the second DC power supply 450. The polarities of the first DC power source 440 and the second DC power source 450 may be provided differently.

이너 플레이트(512) 또는 아우터 플레이트(513)에 음전압이 인가되면, 전자는 제2공간으로 유입되지 않고, 주로 양이온들 중 일부와 라디칼이 제1 관통홀(511a), 제2 관통홀(512a), 제3 관통홀(513a)을 통과한다. 상부 샤워헤드(510)의 이너 플레이트(512) 또는 아우터 플레이트(513)에 인가되는 전압에 의해 에너지가 큰 입자는 상부 샤워헤드(510)를 통과 가능하고, 상대적으로 에너지가 작은 입자는 상부 샤워헤드(510)를 통과하지 못한다. 그러므로 관통홀을 통과하는 양이온의 양은 이너 플레이트(512) 또는 아우터 플레이트(513)에 인가되는 전압의 크기에 의해 제어될 수 있다.When a negative voltage is applied to the inner plate 512 or the outer plate 513, electrons do not flow into the second space, and some of the positive ions and radicals mainly pass through the first through hole 511a and the second through hole 512a. ), through the third through hole (513a). Particles with high energy can pass through the upper showerhead 510 by a voltage applied to the inner plate 512 or the outer plate 513 of the upper showerhead 510, and particles with relatively small energy are the upper showerhead 510 does not pass. Therefore, the amount of positive ions passing through the through hole can be controlled by the amount of voltage applied to the inner plate 512 or the outer plate 513.

이너 플레이트(512) 또는 아우터 플레이트(513)에 양전압이 인가되면, 양이온은 제2 공간(502)으로 유입되지 않고, 주로 전자들 중 일부와 라디칼이 제1 관통홀(511a), 제2 관통홀(512a), 제3 관통홀(513a)을 통과한다. 이너 플레이트(512) 또는 아우터 플레이트(513)에 공급되는 전력의 크기는 제어기(800)에 의해 제어된다.When a positive voltage is applied to the inner plate 512 or the outer plate 513, positive ions do not flow into the second space 502, and some of the electrons and radicals mainly pass through the first through hole 511a and the second through hole. It passes through the hole 512a and the third through hole 513a. The amount of power supplied to the inner plate 512 or the outer plate 513 is controlled by the controller 800.

이너 플레이트(512) 또는 아우터 플레이트(513) 중 어느 하나 이상이 회전 축을 중심으로 회전하여, 이너 플레이트(512) 또는 아우터 플레이트(513)의 회전 각도를 조절함으로써, 베이스 플레이트(511)의 제1 관통홀(511a)에 대하여 상대 이동됨에 따라, 상부 샤워헤드(510)의 홀 크기가 조정될 수 있다. 즉, 이너 플레이트(512) 또는 아우터 플레이트(513) 중 어느 하나 이상의 회전 각도에 따라 기판의 중앙영역 또는 가장자리 영역 중 어느 하나의 영역으로 공급되는 공정 가스의 양과 공정 가스의 통과 속도를 조절할 수 있다. The first penetration of the base plate 511 by adjusting the rotation angle of the inner plate 512 or the outer plate 513 by rotating at least one of the inner plate 512 or the outer plate 513 around a rotation axis As the hole 511a is moved relative to the hole 511a, the size of the hole of the upper shower head 510 may be adjusted. That is, the amount of the process gas supplied to one of the central region or the edge region of the substrate and the passing speed of the process gas may be adjusted according to the rotation angle of at least one of the inner plate 512 and the outer plate 513.

공정 가스의 통과 속도가 조절되고, 이너 플레이트(512)와 아우터 플레이트(513)에 DC전압이 인가됨에 따라, 상부 샤워헤드(510)를 통과하는 전자와, 이온과, 라디칼의 양을 보다 세밀하게 조절할 수 있다. As the passing speed of the process gas is adjusted and DC voltage is applied to the inner plate 512 and the outer plate 513, the amount of electrons, ions, and radicals passing through the upper showerhead 510 is more precisely controlled. Can be adjusted.

상부 샤워헤드(510)와 하부 샤워헤드(520)의 사이는 제2 공간(502)을 이룬다. 제2 공간(402)은 제1 플라즈마와 제2 공정 가스로부터 플라즈마가 형성되는 공간이다. 본 명세서에서 제2 공간에서 형성되는 플라즈마를 제2 플라즈마로 정의한다. 제2 공간(402)의 상부에는 상부 샤워헤드(510)가 배치되고, 하부에는 하부 샤워헤드(520)이 배치된다. 제1 플라즈마는 제1 공간(302)에서 상부 샤워헤드(510)를 관통하여 제2 공간(402)로 유입되고, 제2 공정 가스는 제2 공간(502)과 연결된 제2 가스 공급 유닛(320)으로부터 공급된다.A second space 502 is formed between the upper showerhead 510 and the lower showerhead 520. The second space 402 is a space in which plasma is formed from the first plasma and the second process gas. In the present specification, the plasma formed in the second space is defined as the second plasma. An upper showerhead 510 is disposed above the second space 402, and a lower showerhead 520 is disposed below the second space 402. The first plasma passes through the upper showerhead 510 from the first space 302 and flows into the second space 402, and the second process gas is supplied to the second gas supply unit 320 connected to the second space 502. ).

상부 샤워헤드(510)는 제1 공간(302)과 제2 공간(402)의 사이에 제공되고, 제1 공간(302)과 제2 공간(402)의 경계를 이룬다.The upper showerhead 510 is provided between the first space 302 and the second space 402 and forms a boundary between the first space 302 and the second space 402.

제2 가스 공급 유닛(620)은 제2 가스 공급관(621), 압력 측정 부재(미도시), 유량 조절 부재(622)를 포함한다. 제2 가스 공급 유닛(620)의 제2 가스 공급관(621)은 상부 샤워헤드(510)를 관통하여 다수개의 가지관으로 분기되고, 제2 공간(502)의 상면에 균일하게 제공될 수 있다. 다른 예로, 제2 가스 공급관(621)은 제2 공간(502)의 일벽에 구비될 수 있다. 제2 공정 가스는 제1 공정 가스와 동일한 성분의 가스이거나 다른 성분의 가스일 수 있다. 제2 공정 가스는 단일 성분의 가스이거나, 둘 이상의 성분이 혼합된 혼합 가스 일 수 있다.The second gas supply unit 620 includes a second gas supply pipe 621, a pressure measuring member (not shown), and a flow adjusting member 622. The second gas supply pipe 621 of the second gas supply unit 620 passes through the upper shower head 510 and is branched into a plurality of branch pipes, and may be uniformly provided on the upper surface of the second space 502. As another example, the second gas supply pipe 621 may be provided on one wall of the second space 502. The second process gas may have the same component as the first process gas or a different component gas. The second process gas may be a single component gas or a mixed gas in which two or more components are mixed.

제어기(800)는 제1 공정 가스와 제2 공정 가스의 유량을 제어한다. 제어기(800)는 각각의 유량 조절 부재(612, 622)를 제어한다. 일 예에 의하면, 제1 공간(501)과 제2 공간(502)에 공급되는 공정 가스의 유량은 상이하게 제공될 수 있다.The controller 800 controls flow rates of the first process gas and the second process gas. The controller 800 controls each of the flow control members 612 and 622. According to an example, the flow rates of the process gas supplied to the first space 501 and the second space 502 may be provided differently.

하부 샤워헤드(520)는 판 형상을 가진다. 예컨대, 하부 샤워헤드(520)는 원판 형상을 가질 수 있다. 하부 샤워헤드(520)는 그 저면이 처리 공간에 노출된다. 하부 샤워헤드(520)에는 복수의 토출홀(531)들이 형성된다. 각각의 토출홀(531)은 상하 방향을 향하도록 형성된다. 이온 또는 라디칼은 토출홀(531)들을 통해 처리 공간으로 공급된다. 예컨대, 하부 샤워헤드(520)은 도전성 재질로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 하부 샤워헤드는 실리콘을 포함하는 재질로 제공될 수 있다.The lower showerhead 520 has a plate shape. For example, the lower showerhead 520 may have a disk shape. The bottom of the lower showerhead 520 is exposed to the processing space. A plurality of discharge holes 531 are formed in the lower shower head 520. Each discharge hole 531 is formed to face in the vertical direction. Ions or radicals are supplied to the processing space through the discharge holes 531. For example, the lower showerhead 520 may be made of a conductive material. According to an example, the lower showerhead may be made of a material containing silicon.

하부 샤워헤드(520)는 제2 플라즈마의 이온 또는 전자의 일부 또는 라디칼을 처리 공간으로 토출한다. 하부 샤워헤드(520)은 제2 공간(502)의 하부에 배치되고, 기판 지지 유닛(200)의 위에 위치된다. 하부 샤워헤드(520)은 유전판(210)과 마주보도록 위치된다. 하부 샤워헤드(520)을 통과한 플라즈마는 공정 챔버(100) 내 처리 공간(102)에 균일하게 공급된다.The lower showerhead 520 discharges a part or radical of ions or electrons of the second plasma into the processing space. The lower showerhead 520 is disposed below the second space 502 and is positioned above the substrate support unit 200. The lower showerhead 520 is positioned to face the dielectric plate 210. Plasma passing through the lower showerhead 520 is uniformly supplied to the processing space 102 in the process chamber 100.

도시하지 않았으나, 하부 샤워헤드(520)는 하부 샤워헤드(520)에 전압을 인가하는 DC전원(미도시)에 연결될 수 있다. 하부 샤워헤드(520)에 음전압이 인가되면, 전자는 제2공간으로 유입되지 않고, 주로 양이온들 중 일부와 라디칼이 토출홀(531)을 통과한다. 하부 샤워헤드(520)에 인가되는 전압에 의해 에너지가 큰 입자는 하부 샤워헤드(520)을 통과 가능하고, 상대적으로 에너지가 작은 입자는 하부 샤워헤드(520)을 통과하지 못한다. 그러므로 관통홀을 통과하는 양이온의 양은 하부 샤워헤드에 인가되는 전압의 크기에 의해 제어될 수 있다.Although not shown, the lower showerhead 520 may be connected to a DC power source (not shown) that applies a voltage to the lower showerhead 520. When a negative voltage is applied to the lower showerhead 520, electrons do not flow into the second space, and mainly some of the cations and radicals pass through the discharge hole 531. Particles having high energy can pass through the lower showerhead 520 by the voltage applied to the lower showerhead 520, and particles having relatively small energy cannot pass through the lower showerhead 520. Therefore, the amount of positive ions passing through the through hole can be controlled by the amount of voltage applied to the lower showerhead.

하부 샤워헤드(520)에 양전압이 인가되면, 양이온은 제2공간으로 유입되지 않고, 주로전자들 중 일부와 라디칼이 관통홀(431)을 통과한다. 하부 샤워헤드(520)에 공급되는 전력의 크기는 제어기(800)에 의해 제어된다.When a positive voltage is applied to the lower showerhead 520, positive ions do not flow into the second space, and some of the electrons and radicals mainly pass through the through hole 431. The amount of power supplied to the lower showerhead 520 is controlled by the controller 800.

배기 배플(700)은 처리 공간에서 플라즈마를 영역 별로 균일하게 배기시킨다. 배기 배플(700)은 처리공간에서 공정 챔버(100)의 내측벽과 기판 지지 유닛(200)의 사이에 위치된다. 배기 배플(700)은 환형의 링 형상으로 제공된다. 배기 배플(700)에는 복수의 관통홀(702)이 형성된다. 복수개의 관통홀(702)은 상하방향을 향하도록 제공된다. 복수개의 관통홀(702)은 배기 배플(700)의 원주방향을 따라 배열된다. 복수개의 관통홀(702)은 슬릿 형상을 가지며, 배기 배플(700)의 반경방향을 향하는 길이 방향을 가진다.The exhaust baffle 700 uniformly exhausts plasma for each area in the processing space. The exhaust baffle 700 is located between the inner wall of the process chamber 100 and the substrate support unit 200 in the processing space. The exhaust baffle 700 is provided in an annular ring shape. A plurality of through holes 702 are formed in the exhaust baffle 700. A plurality of through holes 702 are provided to face in the vertical direction. The plurality of through holes 702 are arranged along the circumferential direction of the exhaust baffle 700. The plurality of through holes 702 have a slit shape, and have a longitudinal direction toward the radial direction of the exhaust baffle 700.

도 4는 도 2의 상부 샤워헤드의 일 동작 상태를 나타낸 것이다.4 is a diagram illustrating an operation state of the upper showerhead of FIG. 2.

도 4를 참조하면, 이너 플레이트(512)에는 제1 DC전원(440)이 연결되고, 이너 플레이트(512)와 베이스 플레이트(511)가 이루는 홀(HI)은 제1 관통홀(511a)과 제2 관통홀(512a)이 소정 간격 시프트되게 제공되어 제1 관통홀(511a) 및 제2 관통홀(512a) 보다 작은 면적으로 형성될 수 있다. 아우터 플레이트(513)에는 제2 DC전원(450)이 연결되고, 아우터 플레이트(513)와 베이스 플레이트(511)가 이루는 홀(HO)은 제1 관통홀(511a)과 제3 관통홀(513a)이 소정 간격 시프트되게 제공되어, 제1 관통홀(511a) 및 제3 관통홀(513a)보다 작은 면적으로 형성될 수 있다. 이때, 홀(HI)과 홀(HO)을 통과하는 공정 가스의 양은 동일하되, 공정 가스의 성분은, 제1 DC전원(440)과 제2 DC전원(450)의 극성 및 전압의 크기에 따라 상이하게 제공될 수 있다. Referring to FIG. 4, a first DC power source 440 is connected to the inner plate 512, and a hole H I formed by the inner plate 512 and the base plate 511 is a first through hole 511a and The second through hole 512a may be provided to be shifted at a predetermined interval, and thus may be formed in an area smaller than the first through hole 511a and the second through hole 512a. The outer plate 513 has the 2 DC power supply 450 is connected and, a hole the outer plate 513 and base plate 511, forming (H O) has a first through-hole (511a) and the third through-hole (513a ) Is provided to be shifted at a predetermined interval, and thus may be formed in an area smaller than that of the first through hole 511a and the third through hole 513a. At this time, a hole (H I) and the hole, but the same amount of process gas passing through the (H O), components of the process gas is the liquid 1 DC power source 440 and the size of the polarity and the voltage of the 2 DC power source (450) It may be provided differently according to.

도 5는 도 2의 상부 샤워헤드의 다른 동작 상태를 나타낸 것이다.5 is a diagram showing another operating state of the upper showerhead of FIG. 2.

도 5를 참조하면, 이너 플레이트(512)에는 제1 DC전원(440)이 연결되고, 이너 플레이트(512)와 베이스 플레이트(511)가 이루는 홀(HI)은 제1 관통홀(511a)과 제2 관통홀(512a)이 소정 간격 시프트되게 제공되어 제1 관통홀(511a) 및 제2 관통홀(512a) 보다 작은 면적으로 형성될 수 있다. 아우터 플레이트(513)에는 제2 DC전원(450)이 연결되고, 아우터 플레이트(513)와 베이스 플레이트(511)가 이루는 홀(HO)은 제1 관통홀(511a)과 제3 관통홀(513a)이 완전히 겹치게 제공되어, 제1 관통홀(511a) 및 제3 관통홀(513a) 중 작은 면적의 홀과 동일한 크기로 형성될 수 있다. 이때, 홀(HI)과 홀(HO)을 통과하는 공정 가스의 양은 상이하다. 또한 공정 가스의 성분은, 제1 DC전원(440)과 제2 DC전원(450)의 극성 및 전압의 크기에 따라 상이하게 제공될 수 있다. Referring to FIG. 5, a first DC power source 440 is connected to the inner plate 512, and a hole H I formed by the inner plate 512 and the base plate 511 is a first through hole 511a and The second through hole 512a may be provided to be shifted at a predetermined interval, and thus may be formed in an area smaller than the first through hole 511a and the second through hole 512a. The outer plate 513 has the 2 DC power supply 450 is connected and, a hole the outer plate 513 and base plate 511, forming (H O) has a first through-hole (511a) and the third through-hole (513a ) May be completely overlapped, and thus may have the same size as a hole having a small area among the first through hole 511a and the third through hole 513a. At this time, the amount of process gas passing through the hole (H I) and the hole (H O) is different. In addition, the components of the process gas may be provided differently according to the polarity of the first DC power source 440 and the second DC power source 450 and the voltage level.

도 6은 도 2의 상부 샤워헤드의 또 다른 동작 상태를 나타낸 것이다.6 is a diagram showing another operating state of the upper showerhead of FIG. 2.

도 6을 참조하면, 이너 플레이트(512)에는 제1 DC전원(440)이 연결되고, 이너 플레이트(512)와 베이스 플레이트(511)가 이루는 홀(HI)은 제1 관통홀(511a)과 제2 관통홀(512a)이 완전히 겹치게 제공되어 제1 관통홀(511a) 및 제2 관통홀(512a) 중 작은 면적의 홀과 동일한 크기로 형성될 수 있다. 아우터 플레이트(513)에는 제2 DC전원(450)이 연결되고, 아우터 플레이트(513)와 베이스 플레이트(511)가 이루는 홀(HO)은 제1 관통홀(511a)과 제3 관통홀(513a)이 소정 간격 시프트되게 제공되어, 제1 관통홀(511a) 및 제3 관통홀(513a)보다 작은 면적으로 형성될 수 있다. 이때, 홀(HI)과 홀(HO)을 통과하는 공정 가스의 양은 상이하되, 공정 가스의 성분은, 제1 DC전원(440)과 제2 DC전원(450)의 극성 및 전압의 크기에 따라 상이하게 제공될 수 있다. 6, a first DC power source 440 is connected to the inner plate 512, and a hole H I formed by the inner plate 512 and the base plate 511 is a first through hole 511a and The second through-holes 512a may be completely overlapped and may be formed to have the same size as a hole having a small area among the first through-holes 511a and 512a. The outer plate 513 has the 2 DC power supply 450 is connected and, a hole the outer plate 513 and base plate 511, forming (H O) has a first through-hole (511a) and the third through-hole (513a ) Is provided to be shifted at a predetermined interval, and thus may be formed in an area smaller than that of the first through hole 511a and the third through hole 513a. At this time, a hole (H I) and the hole but different from the amount of process gas passing through the (H O), components of the process gas is the liquid 1 DC power source 440 and the size of the polarity and the voltage of the 2 DC power source (450) It may be provided differently according to.

도시하지 않았으나, 베이스 플레이트(511)와 이너 플레이트(512)와 아우터 플레이트(513)의 구성은 하부 샤워헤드(520)에도 적용될 수 있다.Although not shown, the configuration of the base plate 511, the inner plate 512, and the outer plate 513 may be applied to the lower showerhead 520 as well.

도시하지 않았으나, 샤워헤드 유닛(500)은 상부 샤워헤드(510) 또는 하부 샤워헤드(520) 중 어느 하나만 제공될 수 있다. Although not shown, the showerhead unit 500 may be provided with only one of the upper showerhead 510 and the lower showerhead 520.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The detailed description above is illustrative of the present invention. In addition, the above description shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications and environments. That is, changes or modifications may be made within the scope of the concept of the invention disclosed in the present specification, the scope equivalent to the disclosed contents, and/or the skill or knowledge of the art. The above-described embodiments describe the best state for implementing the technical idea of the present invention, and various changes required in the specific application fields and uses of the present invention are possible. Therefore, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiment. In addition, the appended claims should be construed as including other embodiments.

200: 지지 유닛
300: 상부 전극
500: 샤워헤드 유닛
510: 상부 샤워헤드
511: 베이스 플레이트
512: 이너 플레이트
513: 아우터 플레이트
520: 하부 샤워헤드
800: 제어기200: support unit
300: upper electrode
500: shower head unit
510: upper showerhead
511: base plate
512: inner plate
513: outer plate
520: lower showerhead
800: controller

Claims (16)

기판을 처리하는 장치에 있어서,
기판을 처리하는 처리 공간이 형성되는 공정 챔버;
상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 및
상기 처리 공간의 상부에 배치되어 공정 가스로부터 생성된 플라즈마를 상기 처리 공간으로 분사하는 샤워헤드 유닛을 포함하고,
상기 샤워헤드 유닛은,
복수개의 제1 관통홀이 형성된 베이스 플레이트와;
상기 제1 관통홀에 대응되는 제2 관통홀이 형성되고, 상기 베이스 플레이트의 중심영역에 대응되는 영역에 제공되는 이너 플레이트와;
상기 제1 관통홀에 대응되는 제3 관통홀이 형성되고, 상기 베이스 플레이트의 가장자리 영역에 대응되고, 이너 플레이트를 감싸도록 제공되는 아우터 플레이트를 포함하고,
상기 이너 플레이트 또는 상기 아우터 플레이트 중 어느 하나 이상은 중심축을 중심으로 회전 가능하게 제공되며,
상기 베이스 플레이트와, 상기 이너 플레이트와, 상기 아우터 플레이트는 상호간에 절연되고,
상기 이너 플레이트와 상기 아우터 플레이트에 각각 DC전압을 인하는 DC전원을 포함하는 기판 처리 장치.In the apparatus for processing a substrate,
A process chamber in which a processing space for processing a substrate is formed;
A substrate support unit supporting a substrate in the processing space; And
A showerhead unit disposed above the processing space and injecting plasma generated from the process gas into the processing space,
The shower head unit,
A base plate having a plurality of first through holes formed thereon;
An inner plate having a second through hole corresponding to the first through hole and provided in a region corresponding to a central region of the base plate;
A third through hole corresponding to the first through hole, an outer plate corresponding to an edge region of the base plate, and provided to surround the inner plate,
Any one or more of the inner plate or the outer plate is provided to be rotatable about a central axis,
The base plate, the inner plate, and the outer plate are insulated from each other,
A substrate processing apparatus comprising a DC power supply for applying a DC voltage to the inner plate and the outer plate, respectively. 제1 항에 있어서,
상기 이너 플레이트와 아우터 플레이트는 각각 회전가능하게 제공되는 기판 처리 장치.The method of claim 1,
The inner plate and the outer plate are provided to be rotatable, respectively. 제2 항에 있어서,
상기 이너 플레이트는 회전 중심에 상기 이너 플레이트를 회전시키는 구동력을 제공하는 모터가 제공되는 기판 처리 장치.The method of claim 2,
The inner plate is a substrate processing apparatus provided with a motor that provides a driving force to rotate the inner plate at a rotation center. 제2 항에 있어서,
상기 아우터 플레이트는 외주에 상기 아우터 플레이트를 회전시키는 구동력을 제공하는 모터가 제공되는 기판 처리 장치.The method of claim 2,
The outer plate is a substrate processing apparatus provided with a motor that provides a driving force to rotate the outer plate. 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 DC전원은,
상기 이너 플레이트에 전압을 인가하는 제1 DC전원과;
상기 아우터 플레이트에 전압을 인가하는 제2 DC전원을 포함하고,
상기 제1 DC전원과 상기 제2 DC전원은 동일한 극성의 전압을 인가하는 기판 처리 장치.The method of claim 1,
The DC power supply,
A first DC power supply for applying a voltage to the inner plate;
Including a second DC power supply for applying a voltage to the outer plate,
A substrate processing apparatus for applying voltages of the same polarity to the first DC power supply and the second DC power supply. 제7 항에 있어서
상기 제1 DC전원과 상기 제2 DC전원은 서로 상이한 크기의 전압을 인가하는 기판 처리 장치.The method of claim 7
The first DC power and the second DC power supply to the substrate processing apparatus for applying different voltages. 제1 항에 있어서,
상기 DC전원은,
상기 이너 플레이트에 전압을 인가하는 제1 DC전원과;
상기 아우터 플레이트에 전압을 인가하는 제2 DC전원을 포함하고,
상기 제1 DC전원과 상기 제2 DC전원의 극성은 각각 상이하게 제공되는 기판 처리 장치.The method of claim 1,
The DC power supply,
A first DC power supply for applying a voltage to the inner plate;
Including a second DC power supply for applying a voltage to the outer plate,
The substrate processing apparatus is provided with different polarities of the first DC power source and the second DC power source. 제1 항에 있어서,
상기 샤워헤드 유닛은,
상부 샤워헤드와;
상기 상부 샤워헤드의 하부에 제공되는 하부 샤워헤드를 포함하고,
상기 베이스 플레이트와, 상기 이너 플레이트와, 상기 아우터 플레이트는 상기 상부 샤워헤드에 제공되는 기판 처리 장치.The method of claim 1,
The shower head unit,
An upper shower head;
Including a lower showerhead provided under the upper showerhead,
The base plate, the inner plate, and the outer plate are provided on the upper showerhead. 제10 항에 있어서,
상기 상부 샤워헤드 상부에 제공되는 상부 전극과,
상기 상부 전극에 고주파 전력을 인가하는 고주파 전원을 포함하는 기판 처리 장치.The method of claim 10,
An upper electrode provided above the upper showerhead,
A substrate processing apparatus comprising a high frequency power supply for applying high frequency power to the upper electrode. 제11 항에 있어서,
상기 상부 전극과 상기 상부 샤워헤드 사이에 제1 공간이 형성되고,
상기 제1 공간에 플라즈마 생성을 위한 제1 공정 가스가 공급되는 기판 처리 장치.The method of claim 11,
A first space is formed between the upper electrode and the upper showerhead,
A substrate processing apparatus in which a first process gas for generating plasma is supplied to the first space. 제12 항에 있어서,
상기 상부 샤워헤드와 상기 하부 샤워헤드 사이에 제2 공간이 형성되고,
상기 제1 공간 내의 제1 공정 가스는 상기 상부 샤워헤드에 형성된 관통홀을 통해 상기 제2 공간으로 유입되고,
상기 제2 공간에 플라즈마 생성을 위한 제2 공정 가스가 공급되며,
상기 제2 공간 내의 상기 제1 공정 가스 및 상기 제2 공정 가스는 상기 하부 샤워헤드에 형성된 관통홀을 통해 상기 처리 공간으로 유입되는 기판 처리 장치.The method of claim 12,
A second space is formed between the upper showerhead and the lower showerhead,
The first process gas in the first space is introduced into the second space through a through hole formed in the upper showerhead,
A second process gas for generating plasma is supplied to the second space,
The first process gas and the second process gas in the second space are introduced into the processing space through a through hole formed in the lower showerhead. 제1 항에 있어서,
상기 기판 지지 유닛은, 하부 전극을 포함하는 기판 처리 장치.The method of claim 1,
The substrate support unit includes a lower electrode. 제1 항의 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법에 있어서,
상기 이너 플레이트 또는 상기 아우터 플레이트 중 어느 하나 이상의 회전 각도를 조절하고,
상기 회전 각도에 따라 상기 기판의 중앙영역 또는 가장자리 영역 중 어느 하나의 영역으로 공급되는 공정 유체의 양을 조절하는 기판 처리 방법. In the substrate processing method using the substrate processing apparatus of claim 1,
Adjusting the rotation angle of any one or more of the inner plate or the outer plate,
A substrate processing method for controlling an amount of a process fluid supplied to either a central region or an edge region of the substrate according to the rotation angle. 제15 항의 기판 처리 방법에 있어서,
기판 처리 장치는,
상기 이너 플레이트에 전압을 인가하는 제1 DC전원과;
상기 아우터 플레이트에 전압을 인가하는 제2 DC전원을 포함하고,
상기 이너 플레이트 또는 상기 아우터 플레이트 중 어느 하나 이상의 회전 각도와 상기 제1 DC전원과 상기 제2 DC전원 중 어느 하나 이상을 조절하여 기판의 중앙 영역과 가장자리 영역에 공급되는 라디칼 성분의 양을 조절하는 기판 처리 방법.In the substrate processing method of claim 15,
The substrate processing apparatus,
A first DC power supply for applying a voltage to the inner plate;
Including a second DC power supply for applying a voltage to the outer plate,
A substrate for controlling the amount of radical components supplied to the central region and the edge region of the substrate by adjusting the rotation angle of at least one of the inner plate or the outer plate and at least one of the first DC power supply and the second DC power supply Processing method.
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