KR102344528B1 - Apparatus and method for treating substrate - Google Patents

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Abstract

기판을 처리하는 장치가 개시된다. 상기 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 제공하는 공정 챔버와; 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과; 상기 처리 공간 내로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 상기 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되; 상기 지지 유닛은 기판이 놓이는 지지대와; 상기 지지대에 놓인 기판을 감싸도록 제공되는 포커스 링; 상기 포커스 링과 인접하게 배치되며, 복수 개의 몸체가 조합하여 링의 형상을 완성하는 에지 링; 및 상기 복수 개의 몸체 각각의 임피던스 제어를 수행하는 복수 개의 임피던스 제어부;를 포함할 수 있다. An apparatus for processing a substrate is disclosed. The substrate processing apparatus may include: a process chamber providing a processing space therein; a support unit for supporting a substrate in the processing space; a gas supply unit supplying a process gas into the processing space; a plasma source for generating a plasma from the process gas; The support unit includes a support on which a substrate is placed; a focus ring provided to surround the substrate placed on the support; an edge ring disposed adjacent to the focus ring and configured to form a ring shape by combining a plurality of bodies; and a plurality of impedance control units configured to control the impedance of each of the plurality of bodies.

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 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 발명이다. 보다 상세하게는, 기판을 플라즈마 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method. More particularly, it relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for plasma-processing a substrate.

반도체 제조 공정은 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 공정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 제조 공정 중 에칭 공정은 플라즈마를 이용하여 기판상의 박막을 제거할 수 있다.A semiconductor manufacturing process may include processing a substrate using plasma. For example, an etching process in a semiconductor manufacturing process may use plasma to remove a thin film on a substrate.

플라즈마를 이용한 에칭 공정과 같은 플라즈마를 이용하는 기판 처리 공정에서 정전척의 가장자리에 장착되는 포커스링은 공정 중 기판의 위치에 대한 가이드 링 역할을 하며, 정전척 가장자리 영역에서 플라즈마 형성과 쉬스(Sheath) 높이에 영향을 준다. 특히, 포커스링의 형상에 따라 기판 가장자리 영역에서 에칭 균일도(Etch uniformity) 변화에 큰 영향을 줄 수 있다.In a substrate processing process using plasma, such as an etching process using plasma, the focus ring mounted on the edge of the electrostatic chuck serves as a guide ring for the position of the substrate during the process. affect. In particular, depending on the shape of the focus ring, the change in etching uniformity in the edge region of the substrate may be greatly affected.

포커스링의 재질은 일반적으로 Si, SiC, Quartz와 같은 물질로 구성되며, 플라즈마 공정 시간이 증가함에 따라 공정 중 생성되는 이온 충돌에 의해 마모 또는 식각되어 포커스링의 두께가 감소한다. 포커스링의 식각에 의해 포커스링의 높이가 낮아짐에 따라 쉬스의 전체적인 높이는 포커스링의 식각된 형태를 따라 같이 낮아진다. 이에 따라, 기판의 가장자리 영역에서 입사되는 이온의 각도가 점점 기판의 중심 방향으로 휘어질 수 있으며, 이러한 현상은 공정 변화를 야기시키고 기판 패턴 프로파일의 휘어짐이 발생할 수 있다.The material of the focus ring is generally composed of materials such as Si, SiC, and Quartz, and as the plasma process time increases, the thickness of the focus ring decreases due to abrasion or etching by ion collisions generated during the process. As the height of the focus ring is lowered by the etching of the focus ring, the overall height of the sheath is lowered along the etched shape of the focus ring. Accordingly, the angle of the ions incident from the edge region of the substrate may be gradually bent toward the center of the substrate, which may cause a process change and may cause the substrate pattern profile to be curved.

종래에는 이러한 문제점을 극복하기 위해 포커스 링을 분할하고, 포커스 링을 상하로 이동시키기 위한 구동용 모터 등의 구조물을 이용하여 에지 영역을 제어하였으나 이러한 구조의 경우 기존의 일체형 포커스 링을 사용할 수 없는 문제점이 있으며, 해당 설비만을 위한 포커스 링을 제작해야 하는 불합리가 존재한다. Conventionally, to overcome this problem, the edge region is controlled by dividing the focus ring and using a structure such as a driving motor for moving the focus ring up and down. However, in this structure, the conventional integrated focus ring cannot be used. There is an absurdity of having to manufacture a focus ring only for the corresponding equipment.

본 발명에서는 플라즈마로 기판 처리 시 처리 효율을 높일 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하고자 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.

본 발명에서는 링의 영역 별로 임피던스 제어를 수행하여 불균형한 에지 플라즈마 시스의 균일도를 향상시키고자 한다. In the present invention, the uniformity of the unbalanced edge plasma sheath is improved by performing impedance control for each region of the ring.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and the problems not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the present specification and accompanying drawings. .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판 처리 장치가 개시된다. According to one embodiment of the present invention, a substrate processing apparatus is disclosed.

상기 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 제공하는 공정 챔버와; 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과; 상기 처리 공간 내로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 상기 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되; 상기 지지 유닛은 기판이 놓이는 지지대와; 상기 지지대에 놓인 기판을 감싸도록 제공되는 포커스 링; 상기 포커스 링과 인접하게 배치되며, 복수 개의 몸체가 조합하여 링의 형상을 완성하는 에지 링; 및 상기 복수 개의 몸체 각각의 임피던스 제어를 수행하는 복수 개의 임피던스 제어부;를 포함할 수 있다. The substrate processing apparatus includes: a process chamber providing a processing space therein; a support unit for supporting a substrate in the processing space; a gas supply unit supplying a process gas into the processing space; a plasma source for generating a plasma from the process gas; The support unit includes a support on which a substrate is placed; a focus ring provided to surround the substrate placed on the support; an edge ring disposed adjacent to the focus ring and configured to complete a ring shape by combining a plurality of bodies; and a plurality of impedance controllers for controlling the impedance of each of the plurality of bodies.

일 예시에 따르면, 상기 복수 개의 몸체들은 서로 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. According to an example, the plurality of bodies may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined interval.

일 예시에 따르면, 상기 복수 개의 몸체는 4개 내지 8개로 제공될 수 있다. According to one example, the plurality of bodies may be provided in 4 to 8 pieces.

일 예시에 따르면, 상기 복수 개의 몸체의 하부에는 서로 이격된 복수 개의 절연체가 배치되고, 상기 복수 개의 절연체 각각은 전극을 포함하고, 상기 임피던스 제어부는 상기 전극과 연결될 수 있다. According to an example, a plurality of insulators spaced apart from each other may be disposed under the plurality of bodies, each of the plurality of insulators may include an electrode, and the impedance control unit may be connected to the electrode.

일 예시에 따르면, 상기 임피던스 제어부는 공진 회로와, 상기 공진 회로와 병렬로 연결되는 임피던스 제어 회로를 포함할 수 있다. According to an example, the impedance control unit may include a resonance circuit and an impedance control circuit connected in parallel to the resonance circuit.

일 예시에 따르면, 상기 공진 회로는 상기 전극에 인가되는 전류의 최대값을 조절하고, 상기 임피던스 제어 회로는 상기 기판의 가장자리 영역에서 플라즈마 이온의 입사각을 제어할 수 있다. According to an example, the resonance circuit may control a maximum value of a current applied to the electrode, and the impedance control circuit may control an incident angle of plasma ions in an edge region of the substrate.

일 예시에 따르면, 상기 공진 회로는 인덕터와 제1 가변 커패시터를 포함하고, 상기 임피던스 제어 회로는, 제2 가변 커패시터를 포함할 수 있다. According to an example, the resonance circuit may include an inductor and a first variable capacitor, and the impedance control circuit may include a second variable capacitor.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면 기판을 처리하는 방법이 개시된다. According to another embodiment of the present invention, a method of processing a substrate is disclosed.

상기 방법에 따르면 지지대에 놓인 기판 상으로 플라즈마를 공급하여 기판을 처리하되, 상기 지지대에 놓인 기판을 감싸도록 제공되는 포커스 링; 및 상기 포커스 링과 인접하게 배치되며, 복수 개의 몸체로 이루어진 에지 링;을 제공하고, 상기 복수 개의 몸체에 연결된 복수 개의 임피던스 제어부의 제어에 따라 상기 에지 링의 영역별 임피던스를 조절할 수 있다. According to the method, a focus ring is provided to supply plasma to the substrate placed on the support to process the substrate, and to surround the substrate placed on the support; and an edge ring disposed adjacent to the focus ring and comprising a plurality of bodies, and may adjust the impedance for each region of the edge ring according to the control of a plurality of impedance controllers connected to the plurality of bodies.

일 예시에 따르면, 상기 에지 링과 상기 임피던스 제어부는 절연체를 통해 연결될 수 있다. According to an example, the edge ring and the impedance control unit may be connected through an insulator.

일 예시에 따르면, 상기 임피던스 제어부에 포함된 가변 커패시터의 조절을 통해 에칭이 균일하게 진행되도록 할 수 있다. According to an example, etching may be uniformly performed by adjusting the variable capacitor included in the impedance control unit.

일 예시에 따르면, 상기 복수 개의 임피던스 제어부의 제어는 독립적으로 처리할 수 있다. According to an example, the control of the plurality of impedance controllers may be independently processed.

본 발명에 따르면 플라즈마로 기판 처리 시 처리 효율을 높일 수 있다. According to the present invention, it is possible to increase processing efficiency when processing a substrate with plasma.

본 발명에 따르면 링의 영역 별로 임피던스 제어를 수행하여 불균형한 에지 플라즈마 시스의 균일도를 향상시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to improve the uniformity of the unbalanced edge plasma sheath by performing impedance control for each region of the ring.

본 발명에 따르면 에지 영역에서의 에칭 균일도를 확보할 수 있다. According to the present invention, it is possible to secure the etching uniformity in the edge region.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 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 the effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the present specification and accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 지지 유닛의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에지 링의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 에지 링의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 임피던스 제어부의 구체적인 구성을 나타내는 회로도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가변 커패시터의 커패시턴스 변화에 따른 플라즈마 이온의 입사 각도 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a substrate support unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view of an edge ring according to an embodiment of the present invention;
4 is a plan view of an edge ring according to another embodiment of the present invention.
5 is a circuit diagram illustrating a detailed configuration of an impedance control unit according to an embodiment of the present invention.
6 to 9 are views for explaining a change in an incident angle of plasma ions according to a change in capacitance of a variable capacitor according to an embodiment of the present invention.
10 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 for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction 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 serves to complete the disclosure of the present invention, and to obtain common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present 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 의미를 가진다. 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.Even if not defined, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by common technology in the prior art to which this invention belongs. Terms defined by general dictionaries may be interpreted as having the same meaning as in the related description and/or in the text of the present application, and shall not be conceptualized or overly formally construed even if not expressly defined herein. won't

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 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. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, 'comprise' and/or the various conjugations of this verb, eg, 'comprising', 'comprising', 'comprising', 'comprising', etc., refer to the stated composition, ingredient, component, A step, operation and/or element does not exclude the presence or addition of one or more other compositions, components, components, steps, operations and/or elements. As used herein, the term 'and/or' refers to each of the listed components or various combinations thereof.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In addition, shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer description.

본 명세서 전체에서 사용되는 '~부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위로서, 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부'가 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. As used throughout this specification, '~ unit' is a unit that processes at least one function or operation, and may refer to, for example, a hardware component such as software, FPGA, or ASIC. However, '~part' is not meant to be limited to software or hardware. '~' may be configured to reside on an addressable storage medium or may be configured to refresh one or more processors.

일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함할 수 있다. 구성요소와 '~부'에서 제공하는 기능은 복수의 구성요소 및 '~부'들에 의해 분리되어 수행될 수도 있고, 다른 추가적인 구성요소와 통합될 수도 있다.As an example, '~ part' denotes components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, procedures, sub It may include routines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. A function provided by a component and '~ unit' may be performed separately by a plurality of components and '~ unit', or may be integrated with other additional components.

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

도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리한다. 예를 들어, 기판 처리 장치(10)는 기판(W)에 대하여 식각 공정을 수행할 수 있다. 기판 처리 장치(10)는 챔버(620), 기판 지지 어셈블리(200), 샤워 헤드(300), 가스 공급 유닛(400), 배플 유닛(500) 그리고 플라즈마 발생 유닛(600)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the substrate processing apparatus 10 processes the substrate W using plasma. For example, the substrate processing apparatus 10 may perform an etching process on the substrate W. The substrate processing apparatus 10 may include a chamber 620 , a substrate support assembly 200 , a shower head 300 , a gas supply unit 400 , a baffle unit 500 , and a plasma generation unit 600 .

챔버(620)는 내부에 기판 처리 공정이 수행되는 처리 공간을 제공할 수 있다. 챔버(620)는 내부에 처리 공간을 가지고, 밀폐된 형상으로 제공될 수 있다. 챔버(620)는 금속 재질로 제공될 수 있다. 챔버(620)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 챔버(620)는 접지될 수 있다. 챔버(620)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(620)의 내부는 소정 압력으로 감압될 수 있다.The chamber 620 may provide a processing space in which a substrate processing process is performed. The chamber 620 may have a processing space therein, and may be provided in a closed shape. The chamber 620 may be made of a metal material. The chamber 620 may be made of an aluminum material. Chamber 620 may be grounded. An exhaust hole 102 may be formed in the bottom surface of the chamber 620 . The exhaust hole 102 may be connected to the exhaust line 151 . Reaction by-products generated during the process and gas remaining in the internal space of the chamber may be discharged to the outside through the exhaust line 151 . The interior of the chamber 620 may be decompressed to a predetermined pressure by the exhaust process.

일 예에 의하면, 챔버(620) 내부에는 라이너(130)가 제공될 수 있다. 라이너(130)는 상면 및 하면이 개방된 원통 형상을 가질 수 있다. 라이너(130)는 챔버(620)의 내측면과 접촉하도록 제공될 수 있다. 라이너(130)는 챔버(620)의 내측벽을 보호하여 챔버(620)의 내측벽이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판 처리 공정 중에 발생한 불순물이 챔버(620)의 내측벽에 증착되는 것을 방지할 수 있다. 선택적으로, 라이너(130)는 제공되지 않을 수도 있다.According to an example, the liner 130 may be provided inside the chamber 620 . The liner 130 may have a cylindrical shape with open top and bottom surfaces. The liner 130 may be provided to contact the inner surface of the chamber 620 . The liner 130 may protect the inner wall of the chamber 620 to prevent the inner wall of the chamber 620 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 620 . Optionally, the liner 130 may not be provided.

챔버(620)의 내부에는 기판 지지 어셈블리(200)가 위치할 수 있다. 기판 지지 어셈블리(200)는 기판(W)을 지지할 수 있다. 기판 지지 어셈블리(200)는 정전기력을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척(210)을 포함할 수 있다. 이와 달리, 기판 지지 어셈블리(200)는 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 정전 척(210)을 포함하는 기판 지지 어셈블리(200)에 대하여 설명한다.The substrate support assembly 200 may be positioned inside the chamber 620 . The substrate support assembly 200 may support the substrate W. The substrate support assembly 200 may include an electrostatic chuck 210 for adsorbing the substrate W using an electrostatic force. Alternatively, the substrate support assembly 200 may support the substrate W in various ways such as mechanical clamping. Hereinafter, the substrate support assembly 200 including the electrostatic chuck 210 will be described.

기판 지지 어셈블리(200)는 정전 척(210), 하부 커버(250) 그리고 플레이트(270)를 포함할 수 있다. 기판 지지 어셈블리(200)는 챔버(620) 내부에서 챔버(620)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치할 수 있다.The substrate support assembly 200 may include an electrostatic chuck 210 , a lower cover 250 , and a plate 270 . The substrate support assembly 200 may be located inside the chamber 620 to be spaced apart from the bottom surface of the chamber 620 to the top.

정전 척(210)은 유전판(220), 바디(230) 그리고 링부재(240)를 포함할 수 있다. 정전 척(210)은 기판(W)을 지지할 수 있다. 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(W)이 놓일 수 있다. 유전판(220)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 때문에, 기판(W)의 가장자리 영역은 유전판(220)의 외측에 위치할 수 있다.The electrostatic chuck 210 may include a dielectric plate 220 , a body 230 , and a ring member 240 . The electrostatic chuck 210 may support the substrate W. The dielectric plate 220 may be positioned on the top of the electrostatic chuck 210 . The dielectric plate 220 may be provided as a disk-shaped dielectric (dielectric substance). A substrate W may be placed on the upper surface of the dielectric plate 220 . The upper surface of the dielectric plate 220 may have a smaller radius than the substrate W. Therefore, the edge region of the substrate W may be located outside the dielectric plate 220 .

유전판(220)은 내부에 제1 전극(223), 가열 유닛(225) 그리고 제1 공급 유로(221)를 포함할 수 있다. 제1 공급 유로(221)는 유전판(210)의 상면으로부터 저면으로 제공될 수 있다. 제1 공급 유로(221)는 서로 이격되어 복수 개 형성되며, 기판(W)의 저면으로 열전달 매체가 공급되는 통로로 제공될 수 있다.The dielectric plate 220 may include a first electrode 223 , a heating unit 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 are 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 W.

제1 전극(223)은 제1 전원(223a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전원(223a)은 직류 전원을 포함할 수 있다. 제1 전극(223)과 제1 전원(223a) 사이에는 스위치(223b)가 설치될 수 있다. 제1 전극(223)은 스위치(223b)의 온/오프(ON/OFF)에 의해 제1 전원(223a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치(223b)가 온(ON)되면, 제1 전극(223)에는 직류 전류가 인가될 수 있다. 제1 전극(223)에 인가된 전류에 의해 제1 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)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 . An electrostatic force acts between the first electrode 223 and the substrate W by the current applied to the first electrode 223 , and the substrate W may be adsorbed to the dielectric plate 220 by the electrostatic force.

가열 유닛(225)는 제1 전극(223)의 하부에 위치할 수 있다. 가열 유닛(225)는 제2 전원(225a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 가열 유닛(225)는 제2 전원(225a)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킬 수 있다. 발생한 열은 유전판(220)을 통해 기판(W)으로 전달될 수 있다. 가열 유닛(225)에서 발생한 열에 의해 기판(W)은 소정 온도로 유지될 수 있다. 가열 유닛(225)는 나선 형상의 코일을 포함할 수 있다.The heating unit 225 may be positioned under the first electrode 223 . The heating unit 225 may be electrically connected to the second power source 225a. The heating unit 225 may generate heat by resisting the current applied from the second power source 225a. The generated heat may be transferred to the substrate W through the dielectric plate 220 . The substrate W may be maintained at a predetermined temperature by the heat generated by the heating unit 225 . The heating unit 225 may include a spiral-shaped coil.

유전판(220)의 하부에는 바디(230)가 위치할 수 있다. 유전판(220)의 저면과 바디(230)의 상면은 접착제(236)에 의해 접착될 수 있다. 바디(230)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 바디(230)의 상면은 중심 영역이 가장자리 영역보다 높게 위치되도록 위치할 수 있다. 바디(230)의 상면 중심 영역은 유전판(220)의 저면에 상응하는 면적을 가지며, 유전판(220)의 저면과 접착될 수 있다. 바디(230)는 내부에 제1 순환 유로(231), 제2 순환 유로(232) 그리고 제2 공급 유로(233)가 형성될 수 있다.The body 230 may be positioned under the dielectric plate 220 . The bottom surface of the dielectric plate 220 and the top surface of the body 230 may be bonded by an adhesive 236 . The body 230 may be made of an aluminum material. The upper surface of the body 230 may be positioned such that the central region is higher than the edge region. The central region of the top surface of the body 230 has an area corresponding to the bottom surface of the dielectric plate 220 , and may be adhered to the bottom 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.

제1 순환 유로(231)는 열전달 매체가 순환하는 통로로 제공될 수 있다. 제1 순환 유로(231)는 바디(230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제1 순환 유로(231)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제1 순환 유로(231)들은 서로 연통될 수 있다. 제1 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 such that ring-shaped passages having different radii 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.

제2 순환 유로(232)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공될 수 있다. 제2 순환 유로(232)는 바디(230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제2 순환 유로(232)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제2 순환 유로(232)들은 서로 연통될 수 있다. 제2 순환 유로(232)는 제1 순환 유로(231)보다 큰 단면적을 가질 수 있다. 제2 순환 유로(232)들은 동일한 높이에 형성될 수 있다. 제2 순환 유로(232)는 제1 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 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 .

제2 공급 유로(233)는 제1 순환 유로(231)부터 상부로 연장되며, 바디(230)의 상면으로 제공될 수 있다. 제2 공급 유로(243)는 제1 공급 유로(221)에 대응하는 개수로 제공되며, 제1 순환 유로(231)와 제1 공급 유로(221)를 연결할 수 있다.The second supply passage 233 extends upward from the first circulation passage 231 and may be provided on the 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 .

제1 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. 일 실시 예에 의하면, 열전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함할 수 있다. 헬륨 가스는 공급 라인(231b)을 통해 제1 순환 유로(231)에 공급되며, 제2 공급 유로(233)와 제1 공급 유로(221)를 순차적으로 거쳐 기판(W) 저면으로 공급될 수 있다. 헬륨 가스는 플라즈마에서 기판(W)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 may be supplied to the first circulation passage 231 through the supply line 231b, and may be supplied to the bottom surface of the substrate W through the second supply passage 233 and the first supply passage 221 sequentially. . The helium gas may serve as a medium through which heat transferred from the plasma to the substrate W is transferred to the electrostatic chuck 210 .

제2 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 제2 순환 유로(232)에 공급된 냉각 유체는 제2 순환 유로(232)를 따라 순환하며 바디(230)를 냉각할 수 있다. 바디(230)는 냉각되면서 유전판(220)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)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. A 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 circulates along the second circulation passage 232 to cool the body 230 . As the body 230 is cooled, the dielectric plate 220 and the substrate W are cooled together to maintain the substrate W at a predetermined temperature.

바디(230)는 금속판을 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 바디(230) 전체가 금속판으로 제공될 수 있다.The body 230 may include a metal plate. According to an example, the entire body 230 may be provided as a metal plate.

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

하부 커버(250)는 기판 지지 어셈블리(200)의 하단부에 위치할 수 있다. 하부 커버(250)는 챔버(620)의 바닥면에서 상부로 이격하여 위치할 수 있다. 하부 커버(250)는 상면이 개방된 공간(255)이 내부에 형성될 수 있다. 하부 커버(250)의 외부 반경은 바디(230)의 외부 반경과 동일한 길이로 제공될 수 있다. 하부 커버(250)의 내부 공간(255)에는 반송되는 기판(W)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 이격하여 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 어셈블리(200) 내부의 전자기장을 감소시키는 역할을 할 수 있다.The lower cover 250 may be located at a lower end of the substrate support assembly 200 . The lower cover 250 may be positioned to be spaced apart from the bottom surface of the chamber 620 upwardly. The lower cover 250 may have a space 255 having an open upper surface formed therein. The outer radius of the lower cover 250 may be provided to have 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 transferred substrate W from an external transfer member to the electrostatic chuck 210 may be positioned. The lift pin module (not shown) may be positioned to be spaced apart from the lower cover 250 by a predetermined distance. A 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 air has a lower dielectric constant than the insulator, it may serve to reduce the electromagnetic field inside the substrate support assembly 200 .

하부 커버(250)는 연결 부재(253)를 가질 수 있다. 연결 부재(253)는 하부 커버(250)의 외측면과 챔버(620)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 어셈블리(200)를 챔버(620) 내부에서 지지할 수 있다. 또한, 연결 부재(253)는 챔버(620)의 내측벽과 연결됨으로써 하부 커버(250)가 전기적으로 접지되도록 할 수 있다. 제1 전원(223a)과 연결되는 제1 전원라인(223c), 제2 전원(225a)과 연결되는 제2 전원라인(225c), 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 connecting member 253 may connect the outer surface of the lower cover 250 and the inner wall of the chamber 620 . 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 assembly 200 in the chamber 620 . In addition, the connection member 253 may be connected to the inner wall of the chamber 620 so that the lower cover 250 is 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 heat transfer medium supply line 231b connected to the heat transfer medium storage unit 231a In addition, the cooling fluid supply line 232c connected to the cooling fluid storage unit 232a may extend into the lower cover 250 through the inner space 255 of the connection member 253 .

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 바디(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 바디(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 a plurality of plates 270 may be provided. The plate 270 may serve to increase the electrical distance between the body 230 and the lower cover 250 .

샤워 헤드(300)는 챔버(620) 내부에서 기판 지지 어셈블리(200)의 상부에 위치할 수 있다. 샤워 헤드(300)는 기판 지지 어셈블리(200)와 대향하게 위치할 수 있다.The shower head 300 may be positioned above the substrate support assembly 200 in the chamber 620 . The shower head 300 may be positioned to face the substrate support assembly 200 .

샤워 헤드(300)는 가스 분산판(310)과 지지부(330)를 포함할 수 있다. 가스 분산판(310)은 챔버(620)의 상면에서 하부로 일정거리 이격되어 위치할 수 있다. 가스 분산판(310)과 챔버(620)의 상면은 그 사이에 일정한 공간이 형성될 수 있다. 가스 분산판(310)은 두께가 일정한 판 형상으로 제공될 수 있다. 가스 분산판(310)의 저면은 플라즈마에 의한 아크 발생을 방지하기 위하여 그 표면이 양극화 처리될 수 있다. 가스 분산판(310)의 단면은 기판 지지 어셈블리(200)와 동일한 형상과 단면적을 가지도록 제공될 수 있다. 가스 분산판(310)은 복수 개의 분사홀(311)을 포함할 수 있다. 분사홀(311)은 가스 분산판(310)의 상면과 하면을 수직 방향으로 관통할 수 있다. 가스 분산판(310)은 금속 재질을 포함할 수 있다.The shower head 300 may include a gas distribution plate 310 and a support 330 . The gas distribution plate 310 may be positioned to be spaced apart from the upper surface of the chamber 620 by a predetermined distance. A predetermined space may be formed between the gas distribution plate 310 and the upper surfaces of the chamber 620 . The gas distribution plate 310 may be provided in a plate shape having a constant thickness. The bottom surface of the gas distribution plate 310 may be anodized to prevent arcing by plasma. A cross-section of the gas distribution plate 310 may be provided to have the same shape and cross-sectional area as the substrate support assembly 200 . The gas distribution plate 310 may include a plurality of injection holes 311 . The injection hole 311 may vertically penetrate the upper and lower surfaces of the gas distribution plate 310 . The gas distribution plate 310 may include a metal material.

지지부(330)는 가스 분산판(310)의 측부를 지지할 수 있다. 지지부(330)는 상단이 챔버(620)의 상면과 연결되고, 하단이 가스 분산판(310)의 측부와 연결될 수 있다. 지지부(330)는 비금속 재질을 포함할 수 있다.The support part 330 may support the side of the gas distribution plate 310 . The support 330 may have an upper end connected to the upper surface of the chamber 620 , and a lower end connected to the side of the gas distribution plate 310 . The support part 330 may include a non-metal material.

가스 공급 유닛(400)은 챔버(620) 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(620)의 상면 중앙부에 설치될 수 있다. 가스 공급 노즐(410)의 저면에는 분사구가 형성될 수 있다. 분사구는 챔버(620) 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 620 . 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 620 . An injection hole may be formed on a bottom surface of the gas supply nozzle 410 . The injection hole may supply a process gas into the chamber 620 . 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 may open and close the gas supply line 420 and control the flow rate of the process gas supplied through the gas supply line 420 .

배플 유닛(500)은 챔버(620)의 내측벽과 기판 지지 어셈블리(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(620) 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 positioned between the inner wall of the chamber 620 and the substrate support assembly 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 620 may be exhausted to the exhaust hole 102 through the through holes 511 of the baffle 510 . 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 발생 유닛(600)은 챔버(620) 내 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 플라즈마 발생 유닛(600)은 유도 결합형 플라즈마(ICP: inductively coupled plasma) 타입으로 구성될 수 있다. 이 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 플라즈마 발생 유닛(600)은 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원(610), 고주파 전원에 전기적으로 연결되어 고주파 전력을 인가받는 제1 코일(621) 및 제2 코일(622)을 포함할 수 있다.The plasma generating unit 600 may excite a process gas in the chamber 620 into a plasma state. According to an embodiment of the present invention, the plasma generating unit 600 may be configured as an inductively coupled plasma (ICP) type. In this case, as shown in FIG. 1 , the plasma generating unit 600 includes a high-frequency power source 610 for supplying high-frequency power, a first coil 621 electrically connected to the high-frequency power source to receive high-frequency power, and a second A coil 622 may be included.

본 명세서에 있어서 설명되는 플라즈마 발생 유닛(600)은 유도 결합형 플라즈마(ICP: inductively coupled plasma) 타입으로 설명되었으나, 이에 제한되지 않으며 용량 결합형 플라즈마(CCP: Capacitively coupled plasma) 타입으로 구성될 수도 있다.The plasma generating unit 600 described herein has been described as an inductively coupled plasma (ICP) type, but is not limited thereto and may be configured as a capacitively coupled plasma (CCP) type. .

CCP 타입의 플라즈마 소스가 사용되는 경우, 챔버(620)에 상부 전극 및 하부 전극, 즉 몸체가 포함될 수 있다. 상부 전극 및 하부 전극은 처리 공간을 사이에 두고 서로 평행하게 상하로 배치될 수 있다. 하부 전극뿐만 아니라 상부 전극도 RF 전원에 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.When a CCP type plasma source is used, the chamber 620 may include an upper electrode and a lower electrode, that is, a body. The upper electrode and the lower electrode may be vertically disposed parallel to each other with a processing space interposed therebetween. Not only the lower electrode but also the upper electrode may be supplied with energy for generating plasma by receiving an RF signal by an RF power source, and the number of RF signals applied to each electrode is not limited to one as illustrated. An electric field is formed in the space between the electrodes, and the process gas supplied to the space may be excited into a plasma state. A substrate processing process is performed using this plasma.

다시 도 1을 참조하면, 제1 코일(621) 및 제2 코일(622)은 기판(W)에 대향하는 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 코일(621) 및 제2 코일(622)은 챔버(620)의 상부에 설치될 수 있다. 제1 코일(621)의 직경은 제2 코일(622)의 직경보다 작아 챔버(620) 상부의 안쪽에 위치하고, 제2 코일(622)은 챔버(620) 상부의 바깥쪽에 위치할 수 있다. 제1 코일(621) 및 제2 코일(622)은 고주파 전원(610)으로부터 고주파 전력을 인가받아 챔버에 시변 자기장을 유도할 수 있으며, 그에 따라 챔버(620)에 공급된 공정 가스는 플라즈마로 여기될 수 있다.Referring back to FIG. 1 , the first coil 621 and the second coil 622 may be disposed at positions facing the substrate W. Referring to FIG. For example, the first coil 621 and the second coil 622 may be installed above the chamber 620 . The diameter of the first coil 621 may be smaller than the diameter of the second coil 622 , and may be located inside the upper portion of the chamber 620 , and the second coil 622 may be located outside the upper portion of the chamber 620 . The first coil 621 and the second coil 622 may receive high-frequency power from the high-frequency power source 610 to induce a time-varying magnetic field in the chamber, and accordingly, the process gas supplied to the chamber 620 is excited by plasma. can be

이하, 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 설명하도록 한다.Hereinafter, a process of processing a substrate using the above-described substrate processing apparatus will be described.

기판 지지 어셈블리(200)에 기판(W)이 놓이면, 제1 전원(223a)으로부터 제1 전극(223)에 직류 전류가 인가될 수 있다. 제1 전극(223)에 인가된 직류 전류에 의해 제1 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 정전 척(210)에 흡착될 수 있다.When the substrate W is placed on the substrate support assembly 200 , a direct current may be applied from the first power source 223a to the first electrode 223 . An electrostatic force acts between the first electrode 223 and the substrate W by the direct current applied to the first electrode 223 , and the substrate W may be adsorbed to the electrostatic chuck 210 by the electrostatic force.

기판(W)이 정전 척(210)에 흡착되면, 가스 공급 노즐(410)을 통하여 챔버(620) 내부에 공정 가스가 공급될 수 있다. 공정 가스는 샤워 헤드(300)의 분사홀(311)을 통하여 챔버(620)의 내부 영역으로 균일하게 분사될 수 있다. 고주파 전원에서 생성된 고주파 전력은 플라즈마 소스에 인가될 수 있으며, 그로 인해 챔버(620) 내에 전자기력이 발생할 수 있다. 전자기력은 기판 지지 어셈블리(200)와 샤워 헤드(300) 사이의 공정 가스를 플라즈마로 여기시킬 수 있다. 플라즈마는 기판(W)으로 제공되어 기판(W)을 처리할 수 있다. 플라즈마는 식각 공정을 수행할 수 있다.When the substrate W is adsorbed to the electrostatic chuck 210 , a process gas may be supplied into the chamber 620 through the gas supply nozzle 410 . The process gas may be uniformly injected into the inner region of the chamber 620 through the injection hole 311 of the shower head 300 . The high-frequency power generated by the high-frequency power source may be applied to the plasma source, thereby generating electromagnetic force in the chamber 620 . The electromagnetic force may excite a process gas between the substrate support assembly 200 and the shower head 300 into a plasma. Plasma may be provided to the substrate W to process the substrate W. Plasma may perform an etching process.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 지지 유닛의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a substrate support unit according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 지지 유닛은 정전척(210)과 그의 둘레를 감싸는 링부재로 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 기판 지지 유닛은 정전척(210), 제1 링(241), 제2 링(242), 제3 링(245), 제4 링(246), 전극(243), 및 임피던스 제어부(700)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2 , the substrate support unit according to an embodiment of the present invention may include an electrostatic chuck 210 and a ring member surrounding the electrostatic chuck 210 . 2 , the substrate support unit includes an electrostatic chuck 210 , a first ring 241 , a second ring 242 , a third ring 245 , a fourth ring 246 , and an electrode 243 . , and an impedance control unit 700 .

상술한 바와 같이, 정전척(210) 위에는 기판(W)이 놓일 수 있다. 이하에서, 정전척(210)은 기판 지지부(210)로 칭한다.As described above, the substrate W may be placed on the electrostatic chuck 210 . Hereinafter, the electrostatic chuck 210 is referred to as a substrate support 210 .

제1 링(241)은 기판 지지부(210)에 놓인 기판의 둘레를 감싸도록 제공될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 제1 링(241)은 포커스링일 수 있다. 포커스링은 플라즈마 공정시 생성된 이온이 기판 위로 집중되도록 할 수 있다. 제1 링(241)은 분리되지 않은 하나의 링의 형상으로 제공될 수 있다. The first ring 241 may be provided to surround the circumference of the substrate placed on the substrate support 210 . According to an embodiment, the first ring 241 may be a focus ring. The focus ring may allow ions generated during the plasma process to be concentrated onto the substrate. The first ring 241 may be provided in the form of one non-separated ring.

제2 링(242)는 기판 지지부(210)의 둘레를 감쌀 수 있다. 일 실시 예에 따라, 제2 링(242)는 절연체일 수 있다. 제2 링(242)는 기판 지지부(210)와 챔버의 외벽을 분리하고, 제1 링(241)을 기판 지지부(210)의 하부에 있는 모듈들과 전기적으로 절연시킬 수 있다. 제2 링(242)은 복수 개의 몸체를 가지고 분리되어 제공될 수 있다. The second ring 242 may wrap around the substrate support 210 . According to an embodiment, the second ring 242 may be an insulator. The second ring 242 may separate the substrate support 210 from the outer wall of the chamber, and may electrically insulate the first ring 241 from modules located under the substrate support 210 . The second ring 242 may have a plurality of bodies and may be provided separately.

일 실시 예에 따라, 상기 제1 링(241) 및 상기 제2 링(242) 사이에는 금속 재질을 가지는 제3 링(245)이 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 제3 링(245)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 일 예시에 따르면 제3 링(245)은 에지 링일 수 있다. 제3 링(245)은 도 3 내지 도 4에서 후술할 바와 같이 복수 개의 몸체를 가지고 분리되어 제공될 수 있다. According to an embodiment, a third ring 245 having a metal material may be provided between the first ring 241 and the second ring 242 . For example, the third ring 245 may be made of an aluminum material. According to an example, the third ring 245 may be an edge ring. The third ring 245 may be provided separately having a plurality of bodies, as will be described later with reference to FIGS. 3 to 4 .

도 2에 도시된 바와 같이, 일 실시 예에 따라, 상기 제1 링(241) 및 상기 제3 링(245)의 둘레를 감싸는 제4 링(246)이 더 제공될 수 있다. 상기 제4 링(246)은 절연체로 제공될 수 있다.As shown in FIG. 2 , according to an embodiment, a fourth ring 246 surrounding the circumference of the first ring 241 and the third ring 245 may be further provided. The fourth ring 246 may be provided as an insulator.

일 예시에 따르면 제3 링(245)과 제4 링(246)은 일체형으로 제공될 수 있다. 본 발명의 다른 일 예시에 따르면 제3 링(245)과 제4 링(246)은 일체형으로 제공됨과 동시에, 복수 개의 몸체를 가지도록 제공될 수도 있다. According to an example, the third ring 245 and the fourth ring 246 may be provided integrally. According to another example of the present invention, the third ring 245 and the fourth ring 246 are provided integrally and may be provided to have a plurality of bodies.

이하에서는 제3 링(245)과 제4 링(246)이 분리되어 제공되는 일 예시를 가정하여 설명한다. Hereinafter, an example in which the third ring 245 and the fourth ring 246 are provided separately will be described.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제2 링(242)에는 내부에 홈이 형성될 수 있으며, 제2 링(242)에 형성되는 홈에는 전극(243)이 제공될 수 있다. 전극(243)은 임피던스 제어부(700)에 연결될 수 있다. 제2 링(242)은 복수 개의 몸체를 가지고 분리되어 제공될 수 있고, 각각의 몸체는 홈을 가질 수 있다. 즉 N개의 몸체가 제공되는 경우 N개의 홈이 형성될 수 있고, N개의 전극을 가질 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a groove may be formed therein in the second ring 242 , and an electrode 243 may be provided in the groove formed in the second ring 242 . The electrode 243 may be connected to the impedance controller 700 . The second ring 242 may have a plurality of bodies and may be provided separately, and each body may have a groove. That is, when N bodies are provided, N grooves may be formed and N electrodes may be provided.

전극(243)은 유전체 재질 또는 금속 재질로 제공될 수 있다. 금속 재질 또는 유전체 재질의 전극(243)이 제2 링(242) 내부에 제공되어, 제2 링(242) 주변으로 전계 커플링 효과를 유도할 수 있다. 또한, 전극(243)이 제2 링(242)에 제공되어 기판의 가장자리 영역에서 용이하게 플라즈마 이온의 입사각을 조절할 수 있다.The electrode 243 may be made of a dielectric material or a metal material. An electrode 243 made of a metallic material or a dielectric material may be provided inside the second ring 242 to induce an electric field coupling effect around the second ring 242 . In addition, the electrode 243 is provided on the second ring 242 to easily adjust the incident angle of plasma ions in the edge region of the substrate.

임피던스 제어부(700)를 통해 기판 지지부(210)과 제1 링(241) 사이의 RF 전력 커플링 정도를 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 지지 유닛은 기판 가장자리 영역의 전기장 및 플라즈마 밀도를 용이하게 제어할 수 있다.The degree of RF power coupling between the substrate support 210 and the first ring 241 may be adjusted through the impedance controller 700 . Accordingly, the substrate support unit according to an embodiment of the present invention can easily control the electric field and plasma density of the edge region of the substrate.

또한, 기판 지지부(210) 가장자리의 전기장을 제어함으로써, 제1 링(241)의 상부에 형성되는 플라즈마 쉬스를 통해 입사하는 플라즈마 이온의 입사각을 제어할 수 있다.In addition, by controlling the electric field at the edge of the substrate support 210 , the angle of incidence of plasma ions incident through the plasma sheath formed on the upper portion of the first ring 241 may be controlled.

또한 임피던스 제어부(700)는 복수 개의 몸체에 대응하는 개수로 각각 제공되어, 원하는 부분의 임피던스 제어를 수행할 수 있고, 이를 통해 원하는 부분의 전력 커플링을 조절하여 전기장 및 플라즈마 밀도를 조절할 수 있다. In addition, the impedance control unit 700 is provided in a number corresponding to the plurality of bodies, respectively, to perform impedance control of a desired portion, and through this, an electric field and plasma density may be adjusted by adjusting power coupling of a desired portion.

도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따라 제2 링(242)은 제1 링(241)의 아래에 배치될 수 있다. 기판 지지부(210)의 중앙 영역의 상단은 기판 지지부(210)의 가장자리 영역의 상단보다 높게 제공될 수 있다. 제1 링(241)의 상단은 기판 지지부(210)의 중앙 영역의 상단보다 높게 제공될 수 있다. 제1 링(241)의 하단은 상기 중앙 영역의 하단보다 낮게 제공될 수 있다. 제1 링(241)의 일부는 기판 지지부(210)의 가장자리 영역의 상부에 위치될 수 있다. 제2 링(242)의 상단은 기판 지지부(210)의 가장자리 영역의 상단과 동일하거나 더 낮은 높이로 위치될 수 있다.Referring to FIG. 2 , according to an embodiment, the second ring 242 may be disposed under the first ring 241 . The upper end of the central region of the substrate support 210 may be provided higher than the upper end of the edge region of the substrate support 210 . The upper end of the first ring 241 may be provided higher than the upper end of the central region of the substrate support 210 . A lower end of the first ring 241 may be provided lower than a lower end of the central region. A portion of the first ring 241 may be positioned above the edge region of the substrate support 210 . An upper end of the second ring 242 may be positioned at a height equal to or lower than an upper end of an edge region of the substrate support 210 .

도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에지 링을 나타내는 평면도이다. 3 to 4 are plan views illustrating an edge ring according to an embodiment of the present invention.

도 3 내지 도 4에 따르면 본 발명의 일 실시예에 따른 에지 링(245)은 복수 개의 몸체(245a, 245b, 245c, 245d)를 포함할 수 있다. 복수 개의 몸체(245a, 245b, 245c, 245d)는 서로 이격되어 배치될 수 있다. 도 3의 일 실시예에 따르면 복수 개의 몸체는 4개로 제공되는 구성이 개시되어 있다. 3 to 4, the edge ring 245 according to an embodiment of the present invention may include a plurality of bodies (245a, 245b, 245c, 245d). The plurality of bodies 245a, 245b, 245c, and 245d may be disposed to be spaced apart from each other. According to an embodiment of Figure 3, a configuration is disclosed in which the plurality of bodies are provided in four pieces.

도 4의 일 실시예에 따르면 복수 개의 몸체는 8개로 제공되는 구성이 개시되어 있다. According to an embodiment of Figure 4, a configuration is disclosed in which eight bodies are provided.

도 3을 참조하면, 각각의 몸체는 각각의 몸체와 연결되는 임피던스 제어부(700a, 700b, 700c, 700d)를 포함할 수 있다. 임피던스 제어부의 회로 구성은 도 5에서 후술한다. Referring to FIG. 3 , each body may include an impedance control unit 700a , 700b , 700c , 700d connected to each body. The circuit configuration of the impedance control unit will be described later with reference to FIG. 5 .

즉 본 발명에 따르면 에지 링(245)은 복수 개의 몸체로 구성되고, 복수 개의 몸체는 각각의 몸체가 배치된 부분의 임피던스를 제어할 수 있는 복수 개의 임피던스 제어부(700)와 연결될 수 있어, 영역 별로 독립적인 임피던스 제어가 가능한 효과가 있다. That is, according to the present invention, the edge ring 245 is composed of a plurality of bodies, and the plurality of bodies can be connected to a plurality of impedance control units 700 that can control the impedance of the portion where each body is disposed, so that each region There is an effect that independent impedance control is possible.

일 예시에 따르면 임피던스 제어부와 에지 링은 절연체를 통해 연결될 수 있다. 일 예시에 따르면 에지 링(245)의 하부에 배치된 제2 링(242) 역시 에지 링(245)이 복수 개의 몸체로 제공될 때, 제2 링(242)도 복수 개의 몸체로 제공될 수 있다. 에지 링의 복수 개의 몸체의 개수와 제2 링의 복수 개의 몸체는 동일한 개수로 제공될 수 있다. 즉 제2 링 역시 복수 개의 몸체로 제공되며, 이와 연결된 임피던스 제어부 및 제2 링 역시 동일한 개수의 복수 개로 제공되어 보다 정확한 영역별 임피던스 제어 수행이 가능한 효과가 있다. According to an example, the impedance control unit and the edge ring may be connected through an insulator. According to an example, when the second ring 242 disposed under the edge ring 245 also includes the edge ring 245 as a plurality of bodies, the second ring 242 may also be provided with a plurality of bodies. . The number of the plurality of bodies of the edge ring and the plurality of bodies of the second ring may be provided in the same number. That is, the second ring is also provided as a plurality of bodies, and the impedance control unit and the second ring connected thereto are also provided as a plurality of the same number, so that more accurate impedance control for each region is possible.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 임피던스 제어부의 구체적인 구성을 나타내는 회로도이다.5 is a circuit diagram illustrating a detailed configuration of an impedance control unit according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 임피던스 제어부(700)는 제1 가변 커패시터(711) 및 인덕터(713)를 포함하는 공진 회로(710)와 제2 가변 커패시터(721)를 포함하는 임피던스 제어 회로(720)를 포함할 수 있다. 공진 회로(710)는 전극(243)에 인가되는 전류 또는 전압의 최대값을 조절할 수 있다. 구체적으로, 공진 회로(710)는 제1 가변 커패시터(711)의 커패시턴스를 조절하여 기판 지지 유닛과 임피던스 제어부(700)를 공진 회로로 구성할 수 있으며, 이에 따라, 공진 회로(710)에 최대 전류 또는 최대 전압이 인가될 수 있다. 임피던스 제어 회로(720)는 기판 가장자리 영역에서 플라즈마 이온의 입사각을 제어할 수 있다. 구체적으로, 임피던스 제어 회로(720)는 제2 가변 커패시터(721)의 커패시턴스를 조절하여 임피던스 제어부와 연결된 에지 링의 몸체 부분의 상단의 전압을 제어할 수 있으며, 해당 부분의 상단의 전압이 조절됨에 따라 기판 가장자리 영역에서 플라즈마 이온의 입사각이 조절될 수 있다. 즉, 기판 가장자리 영역에서 플라즈마 이온의 입사각은 제1 링(241) 상단의 전위와 기판 상단의 전위 차이에 의해 결정될 수 있는데, 기판 상단의 전위는 기판 지지 유닛에 인가되는 RF 전원에 의해 결정되므로, 임피던스 제어 회로(720)는 임피던스 제어부와 연결된 에지 링의 몸체 부분의 상단의 전위를 조절하여 기판 가장자리 영역에서 플라즈마 이온의 입사각을 조절할 수 있다. 공진 회로(710)와 임피던스 제어 회로(720)는 서로 병렬 연결될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the impedance control unit 700 includes a resonance circuit 710 including a first variable capacitor 711 and an inductor 713 and an impedance control circuit 720 including a second variable capacitor 721 . may include The resonance circuit 710 may adjust the maximum value of the current or voltage applied to the electrode 243 . Specifically, the resonance circuit 710 may configure the substrate support unit and the impedance control unit 700 as a resonance circuit by adjusting the capacitance of the first variable capacitor 711 , and accordingly, the maximum current in the resonance circuit 710 . Alternatively, a maximum voltage may be applied. The impedance control circuit 720 may control an incident angle of plasma ions in the edge region of the substrate. Specifically, the impedance control circuit 720 may control the voltage at the upper end of the body portion of the edge ring connected to the impedance controller by adjusting the capacitance of the second variable capacitor 721, and the voltage at the upper end of the portion is adjusted. Accordingly, the incident angle of plasma ions in the edge region of the substrate may be adjusted. That is, the incident angle of the plasma ions in the substrate edge region may be determined by the potential difference between the potential at the top of the first ring 241 and the top of the substrate. Since the potential at the top of the substrate is determined by the RF power applied to the substrate support unit, The impedance control circuit 720 may adjust the incident angle of plasma ions in the edge region of the substrate by adjusting the potential of the upper end of the body portion of the edge ring connected to the impedance control unit. The resonance circuit 710 and the impedance control circuit 720 may be connected in parallel to each other.

또한, 도 5를 참조하면, 임피던스 제어부(700)는 공진 회로(710)의 제1 가변 커패시터(711) 및 임피던스 제어 회로(720)의 제2 가변 커패시터(721)의 커패시턴스를 조절하는 제어 부재(730)를 더 포함할 수 있다. 제어 부재(730)는 제1 가변 커패시터(711)의 커패시턴스를 조절하여 전극(243)이 최대 임피던스 값을 가지도록 할 수 있다. 이에 따라, 에지 링 및 전극(243)에 최대 전류가 인가될 수 있다. 또한, 제어 부재(730)는 제2 가변 커패시터(721)의 커패시턴스를 조절하여 임피던스 제어부와 연결된 에지 링의 몸체 부분의 상단의 전압을 제어할 수 있다. 제어 부재(730)에 의해 임피던스 제어부와 연결된 에지 링의 몸체 부분의 상단의 전압이 조절되면, 기판 가장자리 영역에서 플라즈마 이온의 입사각이 조절될 수 있다. In addition, referring to FIG. 5 , the impedance control unit 700 includes a control member ( 730) may be further included. The control member 730 may adjust the capacitance of the first variable capacitor 711 so that the electrode 243 has a maximum impedance value. Accordingly, a maximum current may be applied to the edge ring and electrode 243 . Also, the control member 730 may control the voltage at the upper end of the body portion of the edge ring connected to the impedance control unit by adjusting the capacitance of the second variable capacitor 721 . When the voltage at the upper end of the body portion of the edge ring connected to the impedance controller is adjusted by the control member 730 , the incident angle of plasma ions in the edge region of the substrate may be adjusted.

제어 부재(730)는 제2 가변 커패시터(721)의 커패시턴스를 조절하여 임피던스 제어부와 연결된 에지 링의 몸체 부분의 전압을 조절함으로써, 기판 가장자리 영역에서 플라즈마 이온의 입사각을 조절할 수 있다.The control member 730 may adjust the incident angle of plasma ions in the edge region of the substrate by adjusting the capacitance of the second variable capacitor 721 to adjust the voltage of the body portion of the edge ring connected to the impedance controller.

본 발명의 다른 일 예시에 따르면, 임피던스 제어부(700)는 제1 링(241) 상단의 전압을 측정하는 전압 측정 부재를 더 포함할 수 있다. 제어 부재(730)는 전압 측정 부재에서 측정된 제1 링(241) 상단의 전압에 기초하여 제2 가변 커패시터(721)의 커패시턴스를 조절할 수 있다. 일 예로, 제어 부재(730)는 기저장된 포커스링 상단의 전압 대비 기판 가장자리 영역에서 플라즈마 이온의 입사각을 이용하여, 기판 가장자리 영역에서 플라즈마 이온의 입사각이 기설정된 범위 내로 조절되도록 제2 가변 커패시터(721)의 커패시턴스를 제어할 수 있다. 즉, 제어 부재(730)는 제2 가변 커패시터(721)의 커패시턴스를 조절하여, 전압 측정 부재에서 측정되는 제1 링(241) 상단의 전압을 기설정된 범위 내로 조절함으로써, 기판 가장자리 영역에서 플라즈마 이온의 입사각을 기설정된 범위 내로 조절할 수 있다. 여기서, 기설정된 범위는 SCD(Slope Critical Dimension)가 0보다 큰 범위일 수 있다. SCD는 기판의 각 패턴 사이의 함몰된 부분의 중심으로부터 수평방향으로 식각 이온이 입사하는 지점까지의 거리를 나타내는 것으로, 기판 가장자리 영역을 향하는 방향이 양의 값을 가지며, 기판의 중심을 향하는 방향이 음의 값을 가진다. 또한, 제2 가변 커패시터(721)의 커패시턴스는 제2 가변 커패시터(721)의 최대 커패시턴스의 10% 내지 100% 범위 내에서 조절될 수 있다. According to another example of the present invention, the impedance control unit 700 may further include a voltage measuring member for measuring the voltage at the top of the first ring 241. The control member 730 may adjust the capacitance of the second variable capacitor 721 based on the voltage at the upper end of the first ring 241 measured by the voltage measuring member. For example, the control member 730 may control the second variable capacitor 721 so that the incidence angle of plasma ions in the edge region of the substrate is adjusted within a preset range by using the pre-stored voltage at the top of the focus ring and the incident angle of plasma ions in the edge region of the substrate. ) can be controlled. That is, the control member 730 adjusts the capacitance of the second variable capacitor 721 to adjust the voltage at the upper end of the first ring 241 measured by the voltage measuring member within a preset range, thereby forming plasma ions in the edge region of the substrate. may be adjusted within a preset range. Here, the preset range may be a range in which a Slope Critical Dimension (SCD) is greater than zero. The SCD represents the distance from the center of the recessed portion between each pattern of the substrate to the point where the etching ions are incident in the horizontal direction. has a negative value. Also, the capacitance of the second variable capacitor 721 may be adjusted within a range of 10% to 100% of the maximum capacitance of the second variable capacitor 721 .

즉 본 발명에서는 에지 링을 복수 개의 몸체로 분리하고, 그에 대응하는 개수의 복수 개의 임피던스 제어부를 이용하여, 에지 링의 복수 개의 영역 별로 이온 입사각을 변화시켜 에지 부분의 SCD의 불균일 문제를 해결할 수 있다. That is, in the present invention, the edge ring is divided into a plurality of bodies, and the ion incidence angle is changed for a plurality of regions of the edge ring using a plurality of impedance control units corresponding thereto, thereby solving the problem of non-uniformity of the SCD of the edge portion. .

도 6을 참조하면, 기판 지지 유닛에 인가되는 RF 전원의 특정 주파수(Target Frequency)에서 제1 가변 커패시터(C2)의 커패시턴스를 조절하여 전극의 최대 임피던스 값을 조절할 수 있으며, 제2 가변 커패시터(C3)의 커패시턴스를 조절하여 전극의 임피던스를 조절할 수 있다. 여기서, 제1 가변 커패시터(C2)의 커패시턴스 및 제2 가변 커패시터(C3)의 커패시턴스는 최대 커패시턴스의 10% 내지 100% 범위 내에서 조절될 수 있다. 도 7을 참조하면, 제1 가변 커패시터(C2)의 커패시턴스를 조절하여 특정 주파수에서 임피던스 최대값이 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 제2 가변 커패시터(C3)의 커패시턴스가 최대 커패시턴스의 10% 에서 100%로 증가하면 전극의 임피던스가 감소하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 8를 참조하면, 제2 가변 커패시터(C3)의 커패시턴스가 최대 커패시턴스의 10% 에서 100%로 증가할수록 포커스링 상단의 전압이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 9와 같이, 포커스링 상단의 전압이 증가할수록 기판 가장자리 영역에서 SCD가 커지며, 포커스링 상단의 전압을 제어하여 기판 가장자리 영역에서 SCD가 0보다 큰 값을 가지도록 제어할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 기판 가장자리 영역에서 SCD가 0에 가까운 값으로 조절될 수도 있다.Referring to FIG. 6 , the maximum impedance value of the electrode may be adjusted by adjusting the capacitance of the first variable capacitor C2 at a specific frequency (Target Frequency) of the RF power applied to the substrate support unit, and the second variable capacitor C3 ), the impedance of the electrode can be adjusted by adjusting the capacitance. Here, the capacitance of the first variable capacitor C2 and the capacitance of the second variable capacitor C3 may be adjusted within a range of 10% to 100% of the maximum capacitance. Referring to FIG. 7 , it can be confirmed that the maximum impedance value is increased at a specific frequency by adjusting the capacitance of the first variable capacitor C2 , and the capacitance of the second variable capacitor C3 is 10% to 100% of the maximum capacitance It can be seen that the impedance of the electrode decreases as it increases. Also, referring to FIG. 8 , it can be seen that the voltage at the top of the focus ring decreases as the capacitance of the second variable capacitor C3 increases from 10% to 100% of the maximum capacitance. Also, as shown in FIG. 9 , as the voltage at the top of the focus ring increases, the SCD increases in the edge region of the substrate, and by controlling the voltage at the top of the focus ring, it is possible to control the SCD to have a value greater than 0 in the edge region of the substrate. However, the present invention is not limited thereto, and the SCD may be adjusted to a value close to zero in the edge region of the substrate.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.

도 10에 따르면, 에지 링은 서로 이격된 복수 개의 몸체로 분리되어 제공될 수 있다. 복수 개의 몸체는 각각의 몸체에 대응하는 복수 개의 임피던스 제어부를 포함하며, 임피던스 제어부에 포함된 가변 커패시터의 조절을 통해 에지 링의 서로 다른 영역 별로 임피던스 조절을 수행할 수 있다. 이를 통해 에지 영역에서의 SCD의 불균일을 해소할 수 있는 효과가 있다. According to FIG. 10 , the edge ring may be provided separately as a plurality of bodies spaced apart from each other. The plurality of bodies may include a plurality of impedance control units corresponding to the respective bodies, and impedance control may be performed for different regions of the edge ring through adjustment of a variable capacitor included in the impedance control unit. Through this, there is an effect of resolving the non-uniformity of the SCD in the edge region.

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 발명에서 제공되는 도면은 본 발명의 최적의 실시예를 도시한 것에 불과하다. 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 발명까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.The above embodiments are presented to help the understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention, and it should be understood that various modified embodiments therefrom also fall within the scope of the present invention. The drawings provided in the present invention merely show an optimal embodiment of the present invention. The technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the claims, and the technical protection scope of the present invention is not limited to the literal description of the claims itself, but is substantially equivalent to the technical value. It should be understood that it extends to the invention of

10: 기판 처리 장치
241: 제1 링
242: 제2 링
245: 제3 링
246 : 제4 링
243: 전극
700: 임피던스 제어부
710: 공진 회로
720: 임피던스 제어 회로10: substrate processing apparatus
241: first ring
242: second ring
245: third ring
246: fourth ring
243: electrode
700: impedance control unit
710: resonant circuit
720: impedance control circuit

Claims (11)

기판을 처리하는 장치에 있어서,
내부에 처리 공간을 제공하는 공정 챔버와;
상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과;
상기 처리 공간 내로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
상기 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되;
상기 지지 유닛은
기판이 놓이는 지지대와;
상기 지지대에 놓인 기판을 감싸도록 제공되는 포커스 링;
상기 포커스 링과 인접하게 배치되며, 복수 개의 몸체가 조합하여 링의 형상을 완성하는 에지 링; 및
상기 복수 개의 몸체 각각의 임피던스 제어를 수행하는 복수 개의 임피던스 제어부;를 포함하고,
상기 복수 개의 몸체들은 서로 일정 간격 이격되어 배치되고,
상기 복수 개의 몸체의 하부에는 서로 이격된 복수 개의 절연체가 배치되고,
상기 복수 개의 절연체 각각은 전극을 포함하고,
상기 임피던스 제어부는 상기 전극과 연결되는 기판 처리 장치.
An apparatus for processing a substrate, comprising:
a process chamber providing a processing space therein;
a support unit for supporting a substrate in the processing space;
a gas supply unit supplying a process gas into the processing space;
a plasma source for generating a plasma from the process gas;
the support unit
a support on which the substrate is placed;
a focus ring provided to surround the substrate placed on the support;
an edge ring disposed adjacent to the focus ring and configured to form a ring shape by combining a plurality of bodies; and
Containing;
The plurality of bodies are arranged to be spaced apart from each other by a predetermined distance,
A plurality of insulators spaced apart from each other are disposed under the plurality of bodies,
Each of the plurality of insulators includes an electrode,
The impedance control unit is a substrate processing apparatus connected to the electrode.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 복수 개의 몸체는 4개 내지 8개로 제공되는 기판 처리 장치.
According to claim 1,
The plurality of bodies are provided in 4 to 8 substrate processing apparatus.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 임피던스 제어부는 공진 회로와, 상기 공진 회로와 병렬로 연결되는 임피던스 제어 회로를 포함하는 기판 처리 장치.
The method of claim 1,
The impedance control unit includes a resonance circuit and an impedance control circuit connected in parallel to the resonance circuit.
 제5항에 있어서,
상기 공진 회로는 상기 전극에 인가되는 전류의 최대값을 조절하고,
상기 임피던스 제어 회로는 상기 기판의 가장자리 영역에서 플라즈마 이온의 입사각을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
6. The method of claim 5,
The resonance circuit adjusts the maximum value of the current applied to the electrode,
and the impedance control circuit controls an incident angle of plasma ions in an edge region of the substrate.
 제6항에 있어서,
상기 공진 회로는
인덕터와 제1 가변 커패시터를 포함하고,
상기 임피던스 제어 회로는,
제2 가변 커패시터를 포함하는 기판 처리 장치.
7. The method of claim 6,
The resonance circuit is
an inductor and a first variable capacitor;
The impedance control circuit comprises:
A substrate processing apparatus including a second variable capacitor.
 기판을 처리하는 방법에 있어서,
지지대에 놓인 기판 상으로 플라즈마를 공급하여 기판을 처리하되,
상기 지지대에 놓인 기판을 감싸도록 제공되는 포커스 링; 및
상기 포커스 링과 인접하게 배치되며, 복수 개의 몸체로 이루어진 에지 링;을 제공하고,
상기 복수 개의 몸체에 연결된 복수 개의 임피던스 제어부의 제어에 따라 상기 에지 링의 영역별 임피던스를 조절하며,
상기 에지 링과 상기 임피던스 제어부는 절연체를 통해 연결되는 기판 처리 방법.
A method for processing a substrate, comprising:
Process the substrate by supplying plasma onto the substrate placed on the support,
a focus ring provided to surround the substrate placed on the support; and
an edge ring disposed adjacent to the focus ring and formed of a plurality of bodies; and
Adjusting the impedance for each region of the edge ring under the control of a plurality of impedance control units connected to the plurality of bodies,
The edge ring and the impedance control unit are connected through an insulator.
 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 임피던스 제어부에 포함된 가변 커패시터의 조절을 통해 에칭이 균일하게 진행되도록 제어하는 기판 처리 방법.
9. The method of claim 8,
A substrate processing method for controlling etching to proceed uniformly through adjustment of a variable capacitor included in the impedance control unit.
 제10항에 있어서,
상기 복수 개의 임피던스 제어부의 제어는 독립적으로 진행되는 기판 처리 방법.
11. The method of claim 10,
The control of the plurality of impedance control unit is performed independently of the substrate processing method.
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