KR102362893B1 - Substrate processing apparatus and substrate processing method - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 처리 공간이 이온 블록커(ion blocker, 200)에 의하여 상부 영역(111)과 하부 영역(112)으로 구획되고, 상부 플라즈마 소스(510)와 하부 플라즈마 소스(330)가 이온 블록커의 상방과 하방에 각각 배치되며, 중간 플라즈마 소스(210)가 이온 블록커에 제공되고, 고주파 전력이 스위칭에 의하여 상부 플라즈마 소스 또는 상기 중간 플라즈마 소스에 제공되기 때문에, 상부 영역에 플라즈마를 생성시키는 화학적 처리 공정 또는 하부 영역에 플라즈마를 생성시키는 물리적 처리 공정을 선택적으로 수행할 수 있고, 이를 단일의 고주파 전원(710)과 단일의 임피던스 정합기(720)로 구현할 수 있다.In the present invention, the processing space is divided into an upper region 111 and a lower region 112 by an ion blocker 200 , and the upper plasma source 510 and the lower plasma source 330 are formed by an ion blocker. It is disposed above and below the ion blocker, and the intermediate plasma source 210 is provided to the ion blocker, and since high-frequency power is provided to the upper plasma source or the intermediate plasma source by switching, chemical generating plasma in the upper region A treatment process or a physical treatment process for generating plasma in the lower region may be selectively performed, and this may be implemented with a single high frequency power supply 710 and a single impedance matcher 720 .

Description

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

본 발명의 실시예는 플라즈마(plasma)를 이용하여 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.SUMMARY Embodiments of the present invention relate to an apparatus and method for processing a substrate using plasma.

반도체, 평판 디스플레이(flat panel display, FPD) 등을 제조하려면 다양한 공정을 일련적으로 수행하여야 한다. 예를 들어, 웨이퍼(wafer), 글라스(glass) 등의 기판 상으로부터 박막을 제거하는 식각(etching), 그리고 기판 상에 잔재하는 포토레지스트(photoresist, PR)를 제거하는 애싱(ashing)을 순차적으로 수행하고 있다. 그리고, 이들 공정에서 기판의 처리는 플라즈마에 의하여 많이 이루어지고 있다.In order to manufacture a semiconductor, a flat panel display (FPD), etc., various processes must be sequentially performed. For example, etching to remove a thin film from a substrate such as a wafer or glass, and ashing to remove photoresist (PR) remaining on the substrate are sequentially performed are performing And, in these processes, the processing of the substrate is often performed by plasma.

일반적으로, 플라즈마는 매우 높은 온도, 강한 전계 또는 고주파 전자계에 의하여 생성된다. 그리고, 이렇게 생성된 플라즈마는 이온(ion) 및 라디칼(radical)을 포함한다. 식각 공정에는 주로 플라즈마의 이온이 관여되고, 이온은 기판을 물리적인 작용으로 처리한다. 애싱 공정에는 주로 플라즈마의 라디칼이 관여되고, 라디칼은 기판을 화학적인 작용으로 처리한다.In general, plasma is generated by a very high temperature, strong electric field or a high-frequency electromagnetic field. And, the plasma generated in this way includes ions and radicals. Plasma ions are mainly involved in the etching process, and the ions treat the substrate as a physical action. In the ashing process, plasma radicals are mainly involved, and the radicals treat the substrate by chemical action.

이와 같이, 플라즈마 처리는 공정의 종류에 따라 요구되는 조건이 상이한 점 때문에, 대체로 서로 다른 장치에서 독립적으로 이루어지고 있다. 따라서, 일련의 공정을 수행하여 기판을 처리하는 데 있어서, 많은 수의 장치 및 넓은 설치 면적이 요구되고 많은 시간이 소요되는 등 전체적으로 공정이 비효율적일 수밖에 없는 문제가 있다.As such, the plasma treatment is generally independently performed in different apparatuses because the required conditions are different depending on the type of process. Accordingly, there is a problem in that the overall process is inefficient, such as a large number of devices and a large installation area are required and a lot of time is required to process a substrate by performing a series of processes.

대한민국 공개특허공보 제10-2008-0060426호(2008.07.02.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2008-0060426 (2008.07.02.) 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0054447호(2010.05.25.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0054447 (2010.05.25.) 대한민국 등록특허공보 제10-1522892호(2015.05.27.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1522892 (2015.05.27.)

본 발명의 실시예는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 복수의 공정을 효율적으로 수행할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 데 목적이 있다.SUMMARY An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of efficiently performing a plurality of processes for processing a substrate using plasma.

본 발명의 실시예는 이온 에너지 분포(ion energy distribution, IED)의 최적화 면에서 유리한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method advantageous in terms of optimization of ion energy distribution (IED).

해결하고자 하는 과제는 이에 제한되지 않고, 언급되지 않은 기타 과제는 통상의 기술자라면 이하의 기재로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.The problem to be solved is not limited thereto, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 실시예에 따르면, 처리 공간을 제공하는 공정 챔버(process chamber), 스테이지(stage)를 제공하는 기판 지지 유닛(substrate supporting unit), 플라즈마의 이온을 차단하는 이온 블록커(ion blocker), 가스를 공급하는 가스 공급 유닛, 플라즈마 소스(plasma source)들을 가진 플라즈마 발생 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치가 제공될 수 있다. 구체적으로, 상기 공정 챔버는, 기판에 대한 플라즈마 처리가 이루어지는 상기 처리 공간을 제공하며, 상부와 하부에 각각 상부 플라즈마 소스와 하부 플라즈마 소스가 적용될 수 있다. 상기 기판 지지 유닛은, 상기 처리 공간에 배치되고, 상기 기판을 지지하는 상기 스테이지를 제공할 수 있다. 상기 이온 블록커는, 상기 스테이지의 상방에 배치되며, 상기 처리 공간을 상기 상부 플라즈마 소스 측의 상부 영역과 상기 하부 플라즈마 소스 측의 하부 영역으로 구획하고, 상기 플라즈마의 라디칼을 통과시켜 상기 스테이지에 의하여 지지된 상기 기판으로 제공하기 위한 관통 구멍들을 가지며, 중간 플라즈마 소스를 제공할 수 있다. 상기 가스 공급 유닛은, 상기 가스를 상기 상부 영역과 상기 하부 영역 중 적어도 어느 하나 이상에 선택적으로 공급할 수 있다. 상기 플라즈마 발생 유닛은 고주파 전원 모듈(high frequency power module) 및 스위치 어셈블리(switch assembly)를 포함할 수 있다. 상기 고주파 전원 모듈은 임피던스 정합기(impedance matcher)를 통하여 고주파 전력을 제공하도록 구성된 고주파 전원을 포함할 수 있다. 상기 스위치 어셈블리는 상기 상부 영역에 상기 플라즈마를 생성시키는 화학적 처리 공정 또는 상기 하부 영역에 상기 플라즈마를 생성시키는 물리적 처리 공정이 선택적으로 수행되도록 상기 고주파 전력을 스위칭에 의하여 상기 상부 플라즈마 소스 또는 상기 중간 플라즈마 소스에 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a process chamber providing a processing space, a substrate supporting unit providing a stage, an ion blocker blocking ions in plasma, A substrate processing apparatus may be provided, including a gas supply unit for supplying a gas, and a plasma generation unit with plasma sources. Specifically, the process chamber provides the processing space in which plasma processing of the substrate is performed, and an upper plasma source and a lower plasma source may be applied to the upper and lower portions, respectively. The substrate support unit may be disposed in the processing space and may provide the stage for supporting the substrate. The ion blocker is disposed above the stage, divides the processing space into an upper region on the upper plasma source side and a lower region on the lower plasma source side, and allows radicals of the plasma to pass through the stage. It has through holes for providing to the supported substrate and can provide an intermediate plasma source. The gas supply unit may selectively supply the gas to at least one of the upper region and the lower region. The plasma generating unit may include a high frequency power module and a switch assembly. The high frequency power module may include a high frequency power supply configured to provide high frequency power through an impedance matcher. The switch assembly may include the upper plasma source or the intermediate plasma source by switching the high frequency power so that a chemical treatment process for generating the plasma in the upper region or a physical treatment process for generating the plasma in the lower region is selectively performed. can be provided to

상기 스위치 어셈블리는, 전원 라인(power line) 및 전환 스위치를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 상부 플라즈마 소스 및 상기 중간 플라즈마 소스에 각각 연결된 제1 전원 라인 및 제2 전원 라인과; 상기 제1 전원 라인 또는 상기 제2 전원 라인에 선택적으로 접속되어 상기 고주파 전력이 제공되는 전원 경로를 전환하는 전환 스위치를 포함할 수 있다.The switch assembly may include a power line and a changeover switch. Specifically, a first power line and a second power line respectively connected to the upper plasma source and the intermediate plasma source; and a changeover switch selectively connected to the first power line or the second power line to switch a power source path through which the high frequency power is provided.

또는, 상기 스위치 어셈블리는, 전원 라인, 접지라인(ground line) 및 전환 스위치를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 상부 플라즈마 소스 및 상기 중간 플라즈마 소스를 각각 상기 임피던스 정합기에 연결시키는 제1 전원 라인 및 제2 전원 라인과; 상기 고주파 전원에 연결된 제1 접지 라인 및 제2 접지 라인과; 상기 제1 전원 라인과 상기 제1 접지 라인 사이에 스위칭에 의하여 상기 고주파 전력이 상기 상부 플라즈마 소스에 제공되는 제1 전원 경로 또는 상기 상부 플라즈마 소스가 상기 제1 접지 라인에 의하여 접지되는 제1 접지 경로를 형성하는 제1 전환 스위치와; 상기 제2 전원 라인과 상기 제2 접지 라인 사이에 스위칭에 의하여 상기 고주파 전력이 상기 중간 플라즈마 소스에 제공되는 제2 전원 경로 또는 상기 중간 플라즈마 소스가 상기 제2 접지 라인에 의하여 접지되는 제2 접지 경로를 형성하는 제2 전환 스위치를 포함할 수 있다.Alternatively, the switch assembly may include a power line, a ground line, and a changeover switch. Specifically, a first power line and a second power line for connecting the upper plasma source and the intermediate plasma source to the impedance matcher, respectively; a first ground line and a second ground line connected to the high frequency power supply; A first power path through which the high frequency power is provided to the upper plasma source by switching between the first power line and the first ground line or a first ground path through which the upper plasma source is grounded by the first ground line a first changeover switch forming a; A second power path through which the high frequency power is provided to the intermediate plasma source by switching between the second power line and the second ground line or a second ground path through which the intermediate plasma source is grounded by the second ground line It may include a second changeover switch to form.

상기 플라즈마 발생 유닛은, 상기 하부 플라즈마 소스에 제3 전원 라인을 통하여 연결되며 직류 바이어스 펄스(DC bias pulse)를 제공하는 직류 바이어스 전원 모듈을 더 포함할 수 있다.The plasma generating unit may further include a DC bias power module connected to the lower plasma source through a third power line and providing a DC bias pulse.

상기 플라즈마 발생 유닛은, 상기 직류 바이어스 전원 모듈에 연결된 제3 접지 라인과; 상기 제3 전원 라인과 상기 제3 접지 라인 사이에 스위칭에 의하여 상기 직류 바이어스 펄스가 상기 하부 플라즈마 소스에 제공되는 제3 전원 경로 또는 상기 하부 플라즈마 소스가 상기 제3 접지 라인에 의하여 접지되는 제3 접지 경로를 형성하는 제3 전환 스위치를 더 포함할 수 있다.The plasma generating unit may include a third ground line connected to the DC bias power supply module; A third power path through which the DC bias pulse is provided to the lower plasma source by switching between the third power line and the third ground line or a third ground through which the lower plasma source is grounded by the third ground line It may further include a third changeover switch for forming a path.

본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 상기 물리적 처리 공정이 수행되는 때 배기 작용에 의하여 상기 하부 영역을 상기 상부 영역에 비하여 낮은 압력으로 유지시키기 위한 배기 유닛을 더 포함할 수 있다.The substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention may further include an exhaust unit for maintaining the lower region at a lower pressure than that of the upper region by an exhaust action when the physical treatment process is performed.

상기 가스 공급 유닛은, 상기 가스로서 공정 가스를 상기 상부 영역 또는 상기 하부 영역에 선택적으로 공급하는 제1 가스 공급 유닛과; 상기 가스로서 반응 가스를 상기 하부 영역에 공급하는 제2 가스 공급 유닛을 포함할 수 있다.The gas supply unit may include: a first gas supply unit selectively supplying a process gas as the gas to the upper region or the lower region; and a second gas supply unit configured to supply a reaction gas as the gas to the lower region.

본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 상기 가스를 상기 상부 영역에 분사하는 샤워 헤드(shower head)를 더 포함할 수 있다.The substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a shower head that sprays the gas to the upper region.

상기 상부 플라즈마 소스는 상기 샤워 헤드에 제공될 수 있다. 상기 하부 플라즈마 소스는 상기 기판 지지 유닛에 제공될 수 있다.The upper plasma source may be provided to the shower head. The lower plasma source may be provided to the substrate support unit.

상기 이온 블록커는 상기 관통 구멍들 및 상기 가스를 상기 하부 영역으로 분사하는 가스 분사구들을 함께 가지도록 구성될 수 있다.The ion blocker may be configured to have the through holes and gas injection holes for injecting the gas to the lower region together.

상기한 바와 같은 기판 처리 장치를 이용하는 기판 처리 방법으로서, 상기 스테이지에 의하여 상기 기판을 지지한 상태에서, 상기 가스 공급 유닛에 의하여 상기 가스를 상기 상부 영역과 상기 하부 영역 중 적어도 어느 하나 이상에 선택적으로 공급하고, 상기 고주파 전원 모듈 및 상기 스위치 어셈블리에 의하여 상기 고주파 전력을 상기 상부 플라즈마 소스 또는 상기 중간 플라즈마 소스에 제공함으로써, 상기 상부 영역에 상기 플라즈마를 생성시키는 상기 화학적 처리 공정 또는 상기 하부 영역에 상기 플라즈마를 생성시키는 상기 물리적 처리 공정을 선택적으로 수행하는, 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.As a substrate processing method using the substrate processing apparatus as described above, in a state in which the substrate is supported by the stage, the gas is selectively supplied to at least one of the upper region and the lower region by the gas supply unit. and supplying the high frequency power to the upper plasma source or the intermediate plasma source by the high frequency power module and the switch assembly, thereby generating the plasma in the upper region or the plasma in the lower region A method for treating a substrate may be provided that selectively performs the physical treatment process for generating a.

본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법은 상기 화학적 처리 공정을 수행하는 때 상기 공정 가스를 상기 상부 영역에 공급하고 상기 반응 가스를 상기 하부 영역에 공급할 수 있다.In the substrate processing method according to an embodiment of the present invention, the process gas may be supplied to the upper region and the reaction gas may be supplied to the lower region when the chemical processing process is performed.

본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법은 상기 화학적 처리 공정을 수행하는 때 상기 배기 유닛의 배기 작용에 의하여 상기 하부 영역을 상기 상부 영역에 비하여 낮은 압력으로 유지할 수 있다.In the method for treating a substrate according to an embodiment of the present invention, when the chemical treatment process is performed, the lower region may be maintained at a lower pressure than that of the upper region by the exhaust action of the exhaust unit.

본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법은 상기 물리적 처리 공정을 수행하는 때 상기 직류 바이어스 펄스를 상기 하부 플라즈마 소스에 제공하여 상기 이온의 에너지(energy) 및 흐름(flux)을 제어할 수 있다.In the substrate processing method according to an embodiment of the present invention, when the physical processing process is performed, the DC bias pulse may be provided to the lower plasma source to control energy and flux of the ions.

본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법은 상기 물리적 처리 공정을 수행한 후 상기 화학적 처리 공정을 수행하여 상기 기판을 처리할 수 있다.In the method for treating a substrate according to an embodiment of the present invention, after performing the physical treatment process, the chemical treatment process may be performed to treat the substrate.

상기 물리적 처리 공정은 식각 공정이고, 상기 화학적 처리 공정은 애싱 공정일 수 있다.The physical treatment process may be an etching process, and the chemical treatment process may be an ashing process.

과제의 해결 수단은 이하에서 설명하는 실시예, 도면 등을 통하여 보다 구체적이고 명확하게 될 것이다. 또한, 이하에서는 언급한 해결 수단 이외의 다양한 해결 수단이 추가로 제시될 수 있다.Means of solving the problem will be more specific and clear through the examples, drawings, etc. described below. In addition, various solutions other than the solutions mentioned below may be additionally suggested.

본 발명의 실시예에 의하면, 처리 공간이 이온 블록커에 의하여 상부 영역과 하부 영역으로 구획되고, 상부 플라즈마 소스와 하부 플라즈마 소스가 이온 블록커의 상방과 하방에 각각 배치되며, 중간 플라즈마 소스가 이온 블록커에 제공되고, 고주파 전력이 스위칭에 의하여 상부 플라즈마 소스 또는 중간 플라즈마 소스에 제공되기 때문에, 상부 영역에 플라즈마를 생성시키는 화학적 처리 공정 또는 하부 영역에 플라즈마를 생성시키는 물리적 처리 공정을 선택적으로 수행할 수 있고, 이를 단일의 고주파 전원과 단일의 임피던스 정합기로 구현할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the processing space is divided into an upper region and a lower region by an ion blocker, an upper plasma source and a lower plasma source are respectively disposed above and below the ion blocker, and the intermediate plasma source includes ions Since it is provided to the blocker and high-frequency power is provided to the upper plasma source or the intermediate plasma source by switching, a chemical treatment process for generating plasma in the upper region or a physical treatment process for generating plasma in the lower region can be selectively performed This can be implemented with a single high-frequency power supply and a single impedance matcher.

또, 본 발명의 실시예에 의하면, 상부 플라즈마 소스와 중간 플라즈마 소스를 간단한 스위칭 구조에 의하여 전원 전극과 접지 전극으로 전환할 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, the upper plasma source and the intermediate plasma source can be switched to the power electrode and the ground electrode by a simple switching structure.

본 발명의 실시예에 의하면, 물리적 처리 공정을 수행하는 동안, 하부 영역이 상부 영역에 비하여 낮은 압력으로 유지되기 때문에, 하부 영역 내의 가스가 이온 블록커의 관통 구멍들을 통하여 상부 영역으로 역류하여 상부 영역에 자칫 아크(arc) 등이 생성되는 현상을 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since the lower region is maintained at a lower pressure than that of the upper region during the physical treatment process, gas in the lower region flows back to the upper region through the through holes of the ion blocker to the upper region It is possible to prevent the occurrence of an arc or the like.

본 발명의 실시예에 의하면, 물리적 처리 공정을 수행하는 때, 하부 플라즈마 소스에 직류 바이어스 펄스를 제공할 수 있다. 이에, 플라즈마의 양이온들의 흐름(flux)과 에너지를 조절하여 양이온들을 기판 상으로 유도 및 가속시킬 수 있고, 바이어스 전압의 제공 주기, 주파수 등의 제어를 통하여 이온 에너지 분포(IED)를 최적화할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a DC bias pulse may be provided to the lower plasma source when a physical treatment process is performed. Accordingly, it is possible to induce and accelerate the positive ions onto the substrate by controlling the flux and energy of the positive ions in the plasma, and to optimize the ion energy distribution (IED) by controlling the period and frequency of the bias voltage. .

발명의 효과는 이에 한정되지 않고, 언급되지 않은 기타 효과는 통상의 기술자라면 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited thereto, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치가 도시된 구성도이다.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 플라즈마 발생 유닛이 도시된 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에 의한 물리적 처리 공정 수행 시의 작동을 나타낸다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에 의한 화학적 처리 공정 수행 시의 작동을 나타낸다.1 is a block diagram illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a plasma generating unit of a substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 illustrates an operation when a physical treatment process is performed by the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 illustrate an operation when a chemical treatment process is performed by the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 참조하는 도면에서 구성 요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 데 사용되는 용어는 주로 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자의 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 용어에 대해서는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 해석하는 것이 마땅하겠다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. For reference, in the drawings referenced to describe the embodiment of the present invention, the size of the component, the thickness of the line, etc. may be expressed somewhat exaggeratedly for the convenience of understanding. In addition, terms used to describe embodiments of the present invention are mainly defined in consideration of functions in the present invention, and thus may vary according to intentions, customs, etc. of users and operators. Therefore, it would be appropriate to interpret the terms based on the content throughout the present specification.

본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 플라즈마를 이용하여 웨이퍼, 글라스 등의 기판을 처리하는 복수의 공정을 수행할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시예 따른 기판 처리 장치는 플라즈마의 이온에 의한 물리적 처리 공정 및 플라즈마의 라디칼에 의한 화학적 처리 공정을 각각 수행할 수 있다. 예를 들어, 물리적 처리 공정은 식각 공정 등일 수 있고, 화학적 처리 공정은 애싱 공정 등일 수 있으며, 본 발명의 실시예 따른 기판 처리 장치는 식각 공정과 애싱 공정을 순차적으로 수행할 수도 있다.A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention may perform a plurality of processes for processing a substrate such as a wafer or glass using plasma. Specifically, the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention may perform a physical treatment process using plasma ions and a chemical treatment process using plasma radicals, respectively. For example, the physical treatment process may be an etching process, etc., the chemical treatment process may be an ashing process, etc., and the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention may sequentially perform the etching process and the ashing process.

도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 전체 구성이 도시되어 있다.1 illustrates an overall configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)는, 플라즈마를 이용하여 기판(5)을 처리하도록 구성되고, 이를 위하여 공정 챔버(100), 기판 지지 유닛(300), 이온 블록커(200), 샤워 헤드(500), 가스 공급 유닛(600), 배플(baffle, 400) 및 플라즈마 발생 유닛을 포함한다.Referring to FIG. 1 , a substrate processing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention is configured to process a substrate 5 using plasma, and for this purpose, a process chamber 100 , a substrate support unit 300 , It includes an ion blocker 200 , a shower head 500 , a gas supply unit 600 , a baffle 400 , and a plasma generating unit.

공정 챔버(100)는 외부와 차단 가능한 처리 공간(111, 112)을 제공하도록 구성되고, 기판(5)은 처리 공간(111, 112)에서 플라즈마에 의하여 처리된다. 공정 챔버(100)는 챔버 본체(110)를 포함한다. 챔버 본체(110)는 내부에 처리 공간(111, 112)을 가지도록 형성된다. 챔버 본체(110)는 금속으로 이루어질 수 있다. 챔버 본체(110)의 재질은 알루미늄(Al)일 수 있다. 챔버 본체(110)는 접지될 수 있다.The process chamber 100 is configured to provide processing spaces 111 and 112 that are blockable from the outside, and the substrate 5 is processed by plasma in the processing spaces 111 and 112 . The process chamber 100 includes a chamber body 110 . The chamber body 110 is formed to have processing spaces 111 and 112 therein. The chamber body 110 may be made of metal. The material of the chamber body 110 may be aluminum (Al). The chamber body 110 may be grounded.

챔버 본체(110)의 벽에는 처리 공간(111, 112)과 연통하는 기판 출입 개구(113)가 단수 또는 복수로 형성된다. 기판(5)은 기판 출입 개구(113)를 통하여 처리 공간(111, 112)으로 반입되거나 처리 공간(111, 112)으로부터 반출된다. 기판 출입 개구(113)는 출입 개구 개폐 유닛(120)에 의하여 개폐될 수 있다.A single or a plurality of substrate access openings 113 communicating with the processing spaces 111 and 112 are formed on the wall of the chamber body 110 . The substrate 5 is loaded into or unloaded from the processing spaces 111 and 112 through the substrate access opening 113 . The substrate entry/exit opening 113 may be opened/closed by the entry/exit opening/closing unit 120 .

챔버 본체(110)의 바닥에는 배기 포트(exhaust port, 114)가 단수 또는 복수로 형성되고, 배기 포트(114)에는 배기 작용을 수행하는 배기 유닛(130)이 접속된다. 배기 유닛(130)은, 배기 포트(114)에 연결된 배기 라인, 그리고 배기 라인에 연결된 진공 펌프(vacuum pump)를 포함할 수 있다. 배기 유닛(130)의 배기 작용에 의하면, 처리 공간(111, 112)을 감압하여 기판(5)에 대한 처리 공정을 진공 분위기 하에서 수행할 수 있고, 공정 수행 시 발생하는 부산물이나 처리 공간(111, 112)에 잔류하는 가스를 외부로 배출할 수 있다.A single or plural exhaust port 114 is formed at the bottom of the chamber body 110 , and an exhaust unit 130 performing an exhaust action is connected to the exhaust port 114 . The exhaust unit 130 may include an exhaust line connected to the exhaust port 114 , and a vacuum pump connected to the exhaust line. According to the exhaust action of the exhaust unit 130 , the processing process for the substrate 5 may be performed in a vacuum atmosphere by depressurizing the processing spaces 111 and 112 , and by-products or processing spaces 111 , 111 , 112) can be discharged to the outside.

챔버 본체(110)의 내면에는 라이너(liner, 140)가 제공될 수 있다. 라이너(140)에 의하면, 챔버 본체(110)의 내면을 공정 수행 시 발생하는 부산물이나 처리 공간(111, 112)에 잔류하는 가스로부터 보호할 수 있다. 라이너(140)는 챔버 본체(110)의 내벽에 피복될 수 있다. 라이너(140)에는 기판 출입 개구(113)와 일치하여 기판(5)의 반입, 반출을 허용하는 개구가 마련될 수 있다.A liner 140 may be provided on the inner surface of the chamber body 110 . According to the liner 140 , the inner surface of the chamber body 110 may be protected from byproducts generated during process execution or gases remaining in the processing spaces 111 and 112 . The liner 140 may be coated on the inner wall of the chamber body 110 . An opening may be provided in the liner 140 to allow loading and unloading of the substrate 5 to coincide with the substrate entry/exit opening 113 .

기판 지지 유닛(300)은 챔버 본체(110)의 하부에 설치된다. 기판 지지 유닛(300)은 처리 공간(111, 112)에 배치되고 처리 공간(111, 112)으로 반입된 기판을 지지한다. 기판 지지 유닛(300)은 기판(5)을 하방에서 지지하는 스테이지를 제공한다. 기판 지지 유닛(300)은 척(chuck, 310)을 포함한다. 척(310)은 스테이지를 제공한다.The substrate support unit 300 is installed under the chamber body 110 . The substrate support unit 300 is disposed in the processing spaces 111 and 112 and supports substrates loaded into the processing spaces 111 and 112 . The substrate support unit 300 provides a stage for supporting the substrate 5 from below. The substrate support unit 300 includes a chuck 310 . Chuck 310 provides a stage.

척(310)은 정전기력을 이용하여 기판(5)을 척킹하는 정전 척(electrostatic chuck, ESC)일 수 있다. 정전 척(310)은, 기판(5)이 놓이는 상면을 가진 척 바디(chuck body, 311), 그리고 척 바디(311)의 내부에 적용된 척 전극(312)을 포함할 수 있다. 척 바디(311)는 유전체로 제공될 수 있다. 척 전극(312)은 척 전원(315)과 전기적으로 연결될 수 있다. 척 전원(315)은 직류 전원을 포함할 수 있다. 척 전극(312)과 척 전원(315) 사이에는 척 전원 스위치(316)가 적용될 수 있다. 척 전극(312)과 척 전원(315)은 척 전원 스위치(316)의 온(on), 오프(off) 작동에 의하여 상호 전기적으로 연결되거나 상호 전기적 연결이 해제될 수 있다. 척 전원 스위치(316)가 온(on)으로 작동되면, 기판(5)과 척 전극(312) 사이에는 정전기력이 발생되고, 기판(5)은 발생된 정전기력에 의하여 척 바디(311)에 척킹될 수 있다.The chuck 310 may be an electrostatic chuck (ESC) that chucks the substrate 5 using an electrostatic force. The electrostatic chuck 310 may include a chuck body 311 having a top surface on which the substrate 5 is placed, and a chuck electrode 312 applied inside the chuck body 311 . The chuck body 311 may be provided as a dielectric material. The chuck electrode 312 may be electrically connected to the chuck power source 315 . The chuck power supply 315 may include a DC power supply. A chuck power switch 316 may be applied between the chuck electrode 312 and the chuck power source 315 . The chuck electrode 312 and the chuck power source 315 may be electrically connected to each other or disconnected from each other by an on and off operation of the chuck power switch 316 . When the chuck power switch 316 is turned on, an electrostatic force is generated between the substrate 5 and the chuck electrode 312 , and the substrate 5 is chucked to the chuck body 311 by the generated electrostatic force. can

척 바디(311)의 내부에는 기판 가열 수단으로서 히터(heater, 320)가 설치될 수 있다. 히터(320)는 척 전극(312)의 하방에 배치될 수 있다. 히터(320)는 히터 전원(325)과 전기적으로 연결될 수 있다. 히터(320)는 히터 전원(315)으로부터의 전류에 저항하여 열을 발생시키도록 구성될 수 있다. 히터(320)와 히터 전원(325)과 사이에는 히터 전원 스위치(326)가 적용될 수 있다. 히터(320)와 히터 전원(325)은 히터 전원 스위치(326)의 온, 오프 작동에 의하여 상호 전기적으로 연결되거나 상호 전기적 연결이 해제될 수 있다. 히터 전원 스위치(326)가 온(on)으로 작동되면, 히터(320)에서 발생된 열은 기판(5)으로 전달되고, 기판(5)은 전달된 열에 의하여 공정에 요구되는 온도로 유지될 수 있다.A heater 320 may be installed in the chuck body 311 as a substrate heating means. The heater 320 may be disposed below the chuck electrode 312 . The heater 320 may be electrically connected to the heater power supply 325 . The heater 320 may be configured to generate heat by resisting current from the heater power source 315 . A heater power switch 326 may be applied between the heater 320 and the heater power supply 325 . The heater 320 and the heater power source 325 may be electrically connected to each other or disconnected from each other by the on/off operation of the heater power switch 326 . When the heater power switch 326 is turned on, the heat generated by the heater 320 is transferred to the substrate 5, and the substrate 5 can be maintained at a temperature required for the process by the transferred heat. have.

척(310)의 하부에는 베이스(base, 330)가 적용된다. 베이스(330)는 상면이 척 바디(311)의 하면에 접착제에 의하여 접착될 수 있다. 베이스(330)의 내부에는 기판 냉각 수단을 구성하는 냉각 유로가 형성되고, 냉각 유로에는 냉각 유체가 제공될 수 있다. 냉각 유체는 냉각 유로를 따라 흐르면서 베이스(330)를 냉각하고, 베이스(330)는 냉각되면서 척 바디(311)와 함께 기판(5)을 냉각시켜 기판(5)을 공정에 요구되는 온도로 유지시킬 수 있다.A base 330 is applied to a lower portion of the chuck 310 . An upper surface of the base 330 may be adhered to a lower surface of the chuck body 311 by an adhesive. A cooling passage constituting the substrate cooling means is formed inside the base 330 , and a cooling fluid may be provided to the cooling passage. The cooling fluid cools the base 330 while flowing along the cooling flow path, and the base 330 cools the substrate 5 together with the chuck body 311 while cooling to maintain the substrate 5 at the temperature required for the process. can

이온 블록커(200)는 처리 공간(111, 112)을 상하로 구획한다. 이에, 처리 공간(111, 112)은 상부 영역(111)과 하부 영역(112)으로 구획된다. 이온 블록커(200)는 하부 영역(112)이 기판 출입 개구(113)와 연통되는 높이에 위치하도록 제공된다. 이에, 하부 영역(112)은 기판 출입 개구(113) 및 배기 포트(114)와 연통된다. 하부 영역(112)에는 기판 지지 유닛(300)이 배치된다.The ion blocker 200 divides the processing spaces 111 and 112 vertically. Accordingly, the processing spaces 111 and 112 are divided into an upper region 111 and a lower region 112 . The ion blocker 200 is provided so that the lower region 112 is positioned at a height communicating with the substrate access opening 113 . Accordingly, the lower region 112 communicates with the substrate access opening 113 and the exhaust port 114 . The substrate support unit 300 is disposed in the lower region 112 .

이온 블록커(200)는 차단 부재(210) 및 지지 부재(220)를 포함한다. 차단 부재(210)는 기판 지지 유닛(300)과 소정의 간격을 두고 대향하도록 배치된다. 이온 블록커(200)의 지지 부재(220)는 챔버 본체(110)의 내벽에 장착된 상태로 차단 부재(210)의 가장자리 부분을 지지할 수 있다. 이온 블록커(200)의 지지 부재(220)는 비금속 재질로 이루어질 수 있다.The ion blocker 200 includes a blocking member 210 and a support member 220 . The blocking member 210 is disposed to face the substrate support unit 300 with a predetermined distance therebetween. The support member 220 of the ion blocker 200 may support the edge portion of the blocking member 210 while being mounted on the inner wall of the chamber body 110 . The support member 220 of the ion blocker 200 may be made of a non-metal material.

차단 부재(210)는 가스를 하방으로 분사하여 하부 영역(112)에 제공하는 분사 구멍(211)들을 가진다. 차단 부재(210)의 분사 구멍(211)들은 수직 방향으로 형성되어 상단을 입구로 하고 하단을 출구로 한다. 차단 부재(210)의 분사 구멍(211)들은 입구인 상단이 분배 유로(212)에 의하여 서로 연결된다. 차단 부재(210)에는 플라즈마의 이온은 차단하고 플라즈마의 라디칼은 통과시켜 라디칼을 기판 지지 유닛(300)에 의하여 지지된 기판(5)으로 제공하기 위한 관통 구멍(215)들이 수직 방향으로 형성된다. 차단 부재(210)에 형성된 분사 구멍(211)들과 관통 구멍(215)들은 가스와 라디칼을 하부 영역(112)에 균일하게 제공할 수 있는 개수로 구비되고 형식으로 배열될 수 있다.The blocking member 210 has injection holes 211 for discharging the gas downwardly and providing the gas to the lower region 112 . The injection holes 211 of the blocking member 210 are formed in a vertical direction to have an upper end as an inlet and a lower end as an outlet. The injection holes 211 of the blocking member 210 are connected to each other by the distribution passage 212 at the upper end of the inlet. Through-holes 215 are formed in the blocking member 210 in a vertical direction to block ions of plasma and pass radicals of plasma to provide radicals to the substrate 5 supported by the substrate support unit 300 . The injection holes 211 and the through holes 215 formed in the blocking member 210 may be provided and arranged in a number that can uniformly provide gas and radicals to the lower region 112 .

샤워 헤드(500)는 챔버 본체(110)의 상부에 설치된다. 구체적으로, 샤워 헤드(500)는 상부 영역(111)에 배치된다. 샤워 헤드(500)는 가스 분사 부재(510) 및 지지 부재(520)를 포함한다. 가스 분사 부재(510)는 이온 블록커(200)와 소정의 간격을 두고 대향하도록 배치된다. 샤워 헤드(500)의 지지 부재(520)는 챔버 본체(110)의 내벽 또는 천장에 장착된 상태로 가스 분사 부재(510)의 가장자리 부분을 지지할 수 있다. 또는, 샤워 헤드(500)의 지지 부재(520)는, 가스 분사 부재(510)와 차단 부재(210) 사이가 주위와 차단된 구조를 제공하고자, 차단 부재(210)의 가장자리 부분을 따라 세워진 상태로 가스 분사 부재(510)의 가장자리 부분을 지지할 수 있다. 샤워 헤드(500)의 지지 부재(520)는 비금속 재질로 이루어질 수 있다.The shower head 500 is installed on the chamber body 110 . Specifically, the shower head 500 is disposed in the upper region 111 . The shower head 500 includes a gas distributing member 510 and a supporting member 520 . The gas ejection member 510 is disposed to face the ion blocker 200 with a predetermined distance therebetween. The support member 520 of the shower head 500 may support an edge portion of the gas injection member 510 while being mounted on the inner wall or ceiling of the chamber body 110 . Alternatively, the support member 520 of the shower head 500 is erected along the edge of the blocking member 210 to provide a structure in which the gas injection member 510 and the blocking member 210 are blocked from the surroundings. The furnace may support an edge portion of the gas distributing member 510 . The support member 520 of the shower head 500 may be made of a non-metal material.

가스 분사 부재(510)는 가스를 하방으로 분사하여 상부 영역(111)에 제공하는 분사 구멍(511)들을 가진다. 가스 분사 부재(510)의 분사 구멍(511)들은 수직 방향으로 형성되어 상단을 입구로 하고 하단을 출구로 한다. 가스 분사 부재(510)의 분사 구멍(511)들은 입구인 상단이 분배 유로(512)에 의하여 서로 연결된다. 가스 분사 부재(510)의 분사 구멍(511)들은 가스를 상부 영역(111)에 균일하게 제공할 수 있는 개수로 구비되고 형식으로 배열될 수 있다.The gas distributing member 510 has discharging holes 511 for discharging gas downward to provide the gas to the upper region 111 . The injection holes 511 of the gas injection member 510 are formed in a vertical direction so that the upper end is the inlet and the lower end is the outlet. The injection holes 511 of the gas injection member 510 are connected to each other by the distribution passage 512 at the upper end of the inlet. The injection holes 511 of the gas injection member 510 may be provided in a number that can uniformly provide gas to the upper region 111 and may be arranged in a manner.

가스 공급 유닛(600)으로서 제1 가스 공급 유닛(610) 및 제2 가스 공급 유닛(620)이 구비된다. 제1 가스 공급 유닛(610)은 공정 가스를 처리 공간(111, 112)으로 공급하고, 제2 가스 공급 유닛(620)은 반응 가스를 처리 공간(111, 112)으로 공급한다. 제1 가스 공급 유닛(610)은, 공정 가스를 가스 분사 부재(510)의 분배 유로(512) 또는 차단 부재(210)의 분배 유로(212)에 선택적으로 공급함으로써, 공정 가스를 가스 분사 부재(510)의 분사 구멍(511)들 또는 차단 부재(210)의 분사 구멍(211)들을 통하여 상부 영역(111) 또는 하부 영역(112)으로 분사시킨다. 제2 가스 공급 유닛(620)은, 반응 가스를 차단 부재(210)의 분배 유로(212)에 공급함으로써, 반응 가스를 차단 부재(210)의 분사 구멍(211)들을 통하여 하부 영역(112)으로 분사시킨다.A first gas supply unit 610 and a second gas supply unit 620 are provided as the gas supply unit 600 . The first gas supply unit 610 supplies the process gas to the processing spaces 111 and 112 , and the second gas supply unit 620 supplies the reaction gas to the processing spaces 111 and 112 . The first gas supply unit 610 selectively supplies the process gas to the distribution flow path 512 of the gas distributing member 510 or the distribution flow path 212 of the blocking member 210, thereby supplying the process gas to the gas distributing member ( It is sprayed into the upper region 111 or the lower region 112 through the injection holes 511 of the 510 or the injection holes 211 of the blocking member 210 . The second gas supply unit 620 supplies the reaction gas to the distribution passage 212 of the blocking member 210 , thereby supplying the reaction gas to the lower region 112 through the injection holes 211 of the blocking member 210 . spray

제1 가스 공급 유닛(610)은, 공정 가스 공급원(611), 공정 가스를 공정 가스 공급원(611)으로부터 가스 분사 부재(510)의 분배 유로(512)로 이송하는 제1 공정 가스 공급 라인(612), 제1 공정 가스 공급 라인(612)에서 분기되어 공정 가스를 차단 부재(210)의 분배 유로(212)로 이송하는 제2 공정 가스 공급 라인(613), 그리고 제1 공정 가스 공급 라인(612)과 제2 공정 가스 공급 라인(613)의 분기 지점에 적용된 3방 밸브(three way valve, 614)를 포함할 수 있다. 제1 가스 공급 유닛(610)은 3방 밸브(614)를 작동시켜 공정 가스를 가스 분사 부재(510)의 분배 유로(512) 또는 차단 부재(210)의 분배 유로(212)에 선택적으로 제공할 수 있다.The first gas supply unit 610 includes a process gas supply source 611 and a first process gas supply line 612 that transfers the process gas from the process gas supply source 611 to the distribution passage 512 of the gas distributing member 510 . ), a second process gas supply line 613 branching from the first process gas supply line 612 and transferring the process gas to the distribution passage 212 of the blocking member 210 , and a first process gas supply line 612 . ) and a three-way valve 614 applied to the branch point of the second process gas supply line 613 . The first gas supply unit 610 operates the three-way valve 614 to selectively provide the process gas to the distribution passage 512 of the gas injection member 510 or the distribution passage 212 of the blocking member 210 . can

제2 가스 공급 유닛(620)은, 반응 가스 공급원(621), 반응 가스를 반응 가스 공급원(621)으로부터 차단 부재(210)의 분배 유로(212)로 이송하는 반응 가스 공급 라인(622), 그리고 반응 가스 공급 라인(622)에 적용된 개폐 밸브(623)를 포함할 수 있다. 제2 가스 공급 유닛(620)은 개폐 밸브(623)를 작동시켜 반응 가스를 차단 부재(210)의 분배 유로(212)에 제공할 수 있다.The second gas supply unit 620 includes a reactive gas supply source 621 , a reactive gas supply line 622 for transferring the reactive gas from the reactive gas supply source 621 to the distribution flow path 212 of the blocking member 210 , and It may include an on/off valve 623 applied to the reaction gas supply line 622 . The second gas supply unit 620 may operate the on/off valve 623 to provide the reaction gas to the distribution flow path 212 of the blocking member 210 .

배플(400)은 기판 지지 유닛(300)의 주위를 따라 설치되어 챔버 본체(110)의 내벽과 척(310)의 둘레 사이에 배치될 수 있다. 배플(400)에는 가스 통과 구멍들이 형성될 수 있다. 처리 공간(111, 112)으로 공급된 가스는 배플(400)의 가스 통과 구멍들을 통과하여 배기 포트(114)로 배출될 수 있다. 처리 공간(111, 112)에서의 가스의 흐름은 배플(400) 및 그 가스 통과 구멍들의 형상에 따라 제어될 수 있다.The baffle 400 may be installed along the circumference of the substrate support unit 300 and disposed between the inner wall of the chamber body 110 and the circumference of the chuck 310 . Gas passage holes may be formed in the baffle 400 . The gas supplied to the processing spaces 111 and 112 may be discharged to the exhaust port 114 through the gas passage holes of the baffle 400 . The flow of gas in the processing spaces 111 and 112 may be controlled according to the shape of the baffle 400 and its gas passage holes.

도 2 내지 도 5에는 플라즈마 발생 유닛이 도시되어 있다. 플라즈마 발생 유닛은 플라즈마를 상부 영역(111) 또는 하부 영역(112)에 선택적으로 생성시킬 수 있다. 도 2를 참조하면, 이를 위하여, 플라즈마 발생 유닛은 플라즈마 소스들, 고주파 전원 모듈, 전원 라인들, 접지 라인들, 직류 바이어스 전원 모듈(760) 및 적어도 하나 이상의 전환 스위치를 포함한다.2 to 5 show a plasma generating unit. The plasma generating unit may selectively generate plasma in the upper region 111 or the lower region 112 . Referring to FIG. 2 , to this end, the plasma generating unit includes plasma sources, a high frequency power supply module, power lines, ground lines, a DC bias power supply module 760 , and at least one changeover switch.

플라즈마 발생 유닛은 상부 플라즈마 소스, 중간 플라즈마 소스 및 하부 플라즈마 소스를 가진다. 상부 플라즈마 소스는 챔버 본체(110)의 상부에 적용된다. 구체적으로, 샤워 헤드(500)는 상부 플라즈마 소스를 제공하도록 구성된다. 샤워 헤드(500)의 가스 분사 부재(510)는, 금속판을 포함하거나 전체가 금속판으로 이루어짐으로써, 상부 플라즈마 소스인 상부 전극을 제공할 수 있다. 중간 플라즈마 소스는 상부 플라즈마 소스의 하방에 배치된다. 이온 블록커(200)는 중간 플라즈마 소스를 제공하도록 구성된다. 이온 블록커(200)의 차단 부재(210)는, 금속판을 포함하거나 전체가 금속판으로 이루어짐으로써, 중간 플라즈마 소스인 중간 전극을 제공할 수 있다. 하부 플라즈마 소스는 중간 플라즈마 소스의 하방에 배치되어, 중간 플라즈마 소스는 상부 플라즈마 소스와 하부 플라즈마 소스 사이에 배치된다. 하부 플라즈마 소스는 챔버 본체(110)의 하부에 적용된다. 구체적으로, 기판 지지 유닛(300)은 하부 플라즈마 소스를 제공하도록 구성된다. 기판 지지 유닛(300)의 베이스(330)는, 금속판을 포함하거나 전체가 금속판으로 이루어짐으로써, 하부 플라즈마 소스인 하부 전극을 제공할 수 있다. 이하에서는, 기능에 따라서는 가스 분사 부재(510), 차단 부재(210) 및 베이스(330)를 각각 상부 전극, 중간 전극 및 하부 전극이라 칭하기로 한다.The plasma generating unit has an upper plasma source, an intermediate plasma source and a lower plasma source. The upper plasma source is applied to the top of the chamber body 110 . Specifically, the shower head 500 is configured to provide an upper plasma source. The gas distributing member 510 of the shower head 500 may include a metal plate or be entirely made of a metal plate, thereby providing an upper electrode serving as an upper plasma source. The intermediate plasma source is disposed below the upper plasma source. The ion blocker 200 is configured to provide an intermediate plasma source. The blocking member 210 of the ion blocker 200 may include a metal plate or be entirely made of a metal plate, thereby providing an intermediate electrode serving as an intermediate plasma source. The lower plasma source is disposed below the intermediate plasma source, and the intermediate plasma source is disposed between the upper plasma source and the lower plasma source. A lower plasma source is applied to the lower portion of the chamber body 110 . Specifically, the substrate support unit 300 is configured to provide a lower plasma source. The base 330 of the substrate support unit 300 may include a metal plate or be entirely made of a metal plate, thereby providing a lower electrode serving as a lower plasma source. Hereinafter, the gas distributing member 510 , the blocking member 210 , and the base 330 will be referred to as an upper electrode, an intermediate electrode, and a lower electrode, respectively, according to their functions.

플라즈마 발생 유닛은 스위칭에 의하여 상부 영역(111)에 플라즈마를 생성시키는 화학적 처리 공정(도 5 참조) 또는 하부 영역(112)에 플라즈마를 생성시키는 물리적 처리 공정(도 3 및 도 4 참조)을 선택적으로 수행할 수 있게 한다. 플라즈마 발생 유닛은, 화학적 처리 공정을 수행하는 때에는 상부 전극(상부 플라즈마 소스, 510)이 전원 전극으로 기능하고 중간 전극(중간 플라즈마 소스, 210)과 하부 전극(하부 플라즈마 소스, 330)이 접지 전극으로 기능하도록 작동되고, 물리적 처리 공정을 수행하는 때에는 중간 전극(210)이 전원 전극으로 기능하고 상부 전극(510)과 하부 전극(330)이 접지 전극으로 기능하도록 작동된다. 이를 위하여, 화학적 처리 공정을 수행하는 때에는 고주파 전력을 상부 전극(510)에 공급하고, 물리적 처리 공정을 수행하는 때에는 고주파 전력을 중간 전극(210)에 공급한다. 구체적으로, 전환 스위치가 상부 전극(510)과 연결된 전원 라인 또는 중간 전극(210)과 연결된 전원 라인에 선택적으로 접속되어 고주파 전력이 제공되는 경로를 전환하도록 구성된다. 플라즈마 발생 유닛을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.The plasma generating unit selectively performs a chemical treatment process for generating plasma in the upper region 111 by switching (see FIG. 5 ) or a physical treatment process for generating plasma in the lower region 112 (see FIGS. 3 and 4 ) by switching make it possible to perform In the plasma generating unit, when performing a chemical treatment process, the upper electrode (upper plasma source, 510) functions as a power electrode, and the middle electrode (intermediate plasma source, 210) and the lower electrode (lower plasma source, 330) serve as a ground electrode. It operates to function, and when performing a physical treatment process, the intermediate electrode 210 functions as a power electrode and the upper electrode 510 and the lower electrode 330 function as a ground electrode. To this end, when performing a chemical treatment process, high-frequency power is supplied to the upper electrode 510 , and when performing a physical treatment process, high-frequency power is supplied to the intermediate electrode 210 . Specifically, the changeover switch is selectively connected to a power supply line connected to the upper electrode 510 or a power supply line connected to the middle electrode 210 to switch a path through which high frequency power is provided. The plasma generating unit will be described in more detail as follows.

고주파 전원 모듈은 단일의 고주파 전원(710) 및 단일의 임피던스 정합기(720)를 포함한다. 고주파 전원(710)은 고주파 전력을 발생시킬 수 있게 구성된다. 고주파 전원(710)은 RF 전원을 포함할 수 있다. 임피던스 정합기(720)는 고주파 전원(710)의 출력단에 연결된다. 임피던스 정합기(720)는 고주파 전원(710) 측의 출력 임피던스와 부하(상부 전극 또는 중간 전극) 측의 입력 임피던스를 정합시킨다.The high frequency power supply module includes a single high frequency power supply 710 and a single impedance matcher 720 . The high frequency power supply 710 is configured to generate high frequency power. The high frequency power supply 710 may include an RF power supply. The impedance matcher 720 is connected to the output terminal of the high frequency power supply 710 . The impedance matcher 720 matches the output impedance of the high frequency power supply 710 side with the input impedance of the load (upper electrode or middle electrode) side.

플라즈마 발생 유닛은 제1, 2 전원 라인(731, 732), 제1, 2 접지 라인(741, 742) 및 제1, 2 전환 스위치(751, 752)를 가지며, 이들은 플라즈마 발생 유닛의 스위치 어셈블리를 구성한다.The plasma generating unit has first and second power lines 731 and 732, first and second ground lines 741 and 742 and first and second changeover switches 751 and 752, which connect the switch assembly of the plasma generating unit to make up

제1 전원 라인(731)은 상부 전극(510)과 임피던스 정합기(720)를 전기적으로 연결하고, 제2 전원 라인(732)은 중간 전극(210)과 임피던스 정합기(720)를 전기적으로 연결한다. 제1, 2 전원 라인(731, 732)은 한쪽이 상부 전극(510)과 중간 전극(210)에 각각 연결되고 다른 쪽이 합류되어 임피던스 정합기(720)에 연결될 수 있다.The first power line 731 electrically connects the upper electrode 510 and the impedance matcher 720 , and the second power line 732 electrically connects the middle electrode 210 and the impedance matcher 720 . do. One end of the first and second power lines 731 and 732 may be respectively connected to the upper electrode 510 and the middle electrode 210 , and the other end may be joined to be connected to the impedance matcher 720 .

제1, 2 접지 라인(741, 742)은 고주파 전원(710)에 연결된다. 제1, 2 접지 라인(741, 742)은 한쪽이 합류되어 고주파 전원(710)에 연결되고 다른 쪽이 각각 제1, 2 전원 라인(731, 732) 측으로 연장될 수 있다.The first and second ground lines 741 and 742 are connected to the high frequency power supply 710 . One side of the first and second ground lines 741 and 742 may be joined to be connected to the high frequency power supply 710 , and the other end may extend toward the first and second power lines 731 and 732 , respectively.

제1 전환 스위치(751)는 제1 전원 라인(731)과 제1 접지 라인(741) 사이에 제공되고, 제2 전환 스위치(752)는 제2 전원 라인(732)과 제2 접지 라인(742) 사이에 제공된다. 제1 전환 스위치(751)는 스위칭에 의하여 고주파 전력이 제1 전원 라인(731)을 따라 상부 전극(510)으로 공급되는 제1 전원 경로 또는 상부 전극(510)이 제1 접지 라인(741)에 의하여 접지되는 제1 접지 경로를 형성한다. 제2 전환 스위치(752)는 스위칭에 의하여 고주파 전력이 제2 전원 라인(732)을 따라 중간 전극(210)으로 공급되는 제2 전원 경로 또는 중간 전극(210)이 제2 접지 라인(742)에 의하여 접지되는 제2 접지 경로를 형성한다. 제1 전환 스위치(751)가 제1 전원 경로를 형성하고 제2 전환 스위치(752)가 제2 접지 경로를 형성하면(도 5 참조), 상부 전극(510)은 전원 전극으로 기능하고, 중간 전극(210)은 접지 전극으로 기능한다. 제1 전환 스위치(751)가 제1 접지 경로를 형성하고 제2 전환 스위치(752)가 제2 전원 경로를 형성하면(도 3 및 도 4 참조), 상부 전극(510)은 접지 전극으로 기능하고 중간 전극(210)은 전원 전극으로 기능한다.The first changeover switch 751 is provided between the first power line 731 and the first ground line 741 , and the second changeover switch 752 is provided between the second power supply line 732 and the second ground line 742 . ) is provided between The first changeover switch 751 has a first power path through which high frequency power is supplied to the upper electrode 510 along the first power line 731 by switching or the upper electrode 510 is connected to the first ground line 741 . to form a first ground path to be grounded by the The second changeover switch 752 is a second power source path through which high-frequency power is supplied to the intermediate electrode 210 along the second power supply line 732 by switching or the intermediate electrode 210 is connected to the second ground line 742 . to form a second ground path that is grounded by the When the first changeover switch 751 forms a first power supply path and the second transfer switch 752 forms a second ground path (see FIG. 5 ), the upper electrode 510 functions as a power supply electrode, and the middle electrode 210 serves as a ground electrode. When the first changeover switch 751 forms a first ground path and the second transfer switch 752 forms a second power source path (see FIGS. 3 and 4 ), the upper electrode 510 functions as a ground electrode and The intermediate electrode 210 functions as a power electrode.

플라즈마 발생 유닛은 제3 전원 라인(770), 제3 접지 라인(780) 및 제3 전환 스위치(790)를 가진다. 하부 전극(330)에는 제3 전원 라인(770)이 전기적으로 연결되고, 제3 전원 라인(770)에는 직류 바이어스 전원 모듈(760)이 전기적으로 연결되며, 직류 바이어스 전원 모듈(760)에는 제3 접지 라인(780)이 연결되고, 제3 전원 라인(770)과 제3 접지 라인(780) 사이에는 제3 전환 스위치(790)가 적용된다. 직류 바이어스 전원 모듈(760)은 하부 전극(330)에 제3 전원 라인(770)을 통하여 직류 바이어스 펄스를 제공한다. 직류 바이어스 전원 모듈(760)은, 직류 전원 및 단속 스위치를 포함하고, 직류 전원으로부터의 음(-)의 바이어스 전압을 단속 스위치로 온, 오프 하여 직류 바이어스 펄스를 제공하도록 구성될 수 있다. 제3 접지 라인(780)은, 분기 라인을 가지며, 분기 라인이 제3 전원 라인(770) 측으로 연장되어 제3 전환 스위치(790)에 연결될 수 있다. 제3 전환 스위치(790)는 스위칭에 의하여 직류 바이어스 펄스가 제3 전원 라인(770)을 따라 하부 전극(330)으로 공급되는 제3 전원 경로 또는 하부 전극(330)이 제3 접지 라인(780)에 의하여 접지되는 제3 접지 경로를 형성한다.The plasma generating unit has a third power line 770 , a third ground line 780 , and a third changeover switch 790 . A third power supply line 770 is electrically connected to the lower electrode 330 , a DC bias power supply module 760 is electrically connected to the third power supply line 770 , and a third power supply line 770 is electrically connected to the DC bias power supply module 760 . The ground line 780 is connected, and a third changeover switch 790 is applied between the third power line 770 and the third ground line 780 . The DC bias power supply module 760 provides a DC bias pulse to the lower electrode 330 through the third power line 770 . The DC bias power supply module 760 may include a DC power supply and an intermittent switch, and may be configured to provide a DC bias pulse by turning on and off a negative bias voltage from the DC power supply using the intermittent switch. The third ground line 780 may have a branch line, and the branch line may extend toward the third power line 770 and be connected to the third changeover switch 790 . The third changeover switch 790 is a third power path through which a DC bias pulse is supplied to the lower electrode 330 along the third power line 770 by switching or the lower electrode 330 is connected to the third ground line 780 . to form a third grounding path that is grounded by

본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 다음과 같이 작동하여 기판(5)을 처리할 수 있다. 이때, 작동은 제어 유닛에 의하여 제어될 수 있다.The substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention may process the substrate 5 by operating as follows. At this time, the operation may be controlled by the control unit.

기판(5)이 척(310) 위에 놓이면, 척(310)은 기판(5)을 척킹한다. 배기 유닛(130)은 처리 공간(111, 112)을 감압에 의하여 진공 분위기로 조성한다. 이러한 상태에서, 물리적 처리 공정을 수행하고자 하는 경우, 제어 유닛에 의하여 제1 가스 공급 유닛(610)을 작동시켜 공정 가스를 하부 영역(112)으로 공급하고, 제어 유닛에 의하여 고주파 전원 모듈을 작동시켜 고주파 전력을 발생시키며, 제어 유닛에 의하여 제1, 2, 3 전환 스위치(751, 752, 790)를 작동시켜 제1 전환 스위치(751)에 의하여 제1 접지 경로를, 제2 전환 스위치(752)에 의하여 제2 전원 경로를, 제3 전환 스위치(790)에 의하여 제3 접지 경로를 각각 형성한다(도 3 참조).When the substrate 5 is placed on the chuck 310 , the chuck 310 chucks the substrate 5 . The exhaust unit 130 creates a vacuum atmosphere by reducing the pressure in the processing spaces 111 and 112 . In this state, when a physical treatment process is to be performed, the first gas supply unit 610 is operated by the control unit to supply the process gas to the lower region 112 , and the high frequency power module is operated by the control unit to operate the High-frequency power is generated, the first, second, and third changeover switches 751, 752, 790 are operated by the control unit, so that the first changeover switch 751 opens the first ground path and the second changeover switch 752 A second power path is formed by the , and a third ground path is formed by the third changeover switch 790 (see FIG. 3 ).

그러면, 공정 가스는 차단 부재(210)의 분사 구멍(211)들을 통하여 하부 영역(112)으로 분사된다. 그리고, 중간 전극(210)은 전원 전극으로 기능하고, 상부 전극(510)과 하부 전극(330)은 접지 전극으로 기능하여, 중간 전극(210)과 하부 전극(330) 사이에는 전자기력이 발생한다. 발생된 전자기력은 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 하부 영역(112)에 생성된 플라즈마의 이온은 기판(5)을 물리적으로 처리한다.Then, the process gas is injected into the lower region 112 through the injection holes 211 of the blocking member 210 . In addition, the middle electrode 210 functions as a power electrode, and the upper electrode 510 and the lower electrode 330 function as a ground electrode, so that electromagnetic force is generated between the middle electrode 210 and the lower electrode 330 . The generated electromagnetic force excites the process gas into a plasma state. The ions of the plasma generated in the lower region 112 physically treat the substrate 5 .

물리적 처리 공정을 수행하는 동안, 배기 유닛(130)은, 제어 유닛의 제어에 따라 배기 작용을 수행하여 하부 영역(112)을 상부 영역(111)에 비하여 낮은 압력으로 유지시킴으로써, 하부 영역(112)으로 분사된 공정 가스가 차단 부재(210)의 관통 구멍(215)들을 통하여 상부 영역(111)으로 역류하여 상부 영역(111)에 자칫 아크(arc) 또는 플라즈마가 생성되는 현상을 방지한다.During the physical treatment process, the exhaust unit 130 performs an exhaust action under the control of the control unit to maintain the lower region 112 at a lower pressure than that of the upper region 111 , thereby reducing the lower region 112 . A phenomenon in which the process gas injected into the block 210 flows back into the upper region 111 through the through holes 215 of the blocking member 210 to prevent an arc or plasma from being generated in the upper region 111 .

이와 같이 물리적 처리 공정을 수행하는 때, 플라즈마의 이온을 제어하고자, 제어 유닛에 의하여 직류 바이어스 전원 모듈(760)을 작동시켜 직류 바이어스 펄스를 발생시키고, 제어 유닛에 의하여 제3 전환 스위치(790)를 작동시켜 제3 전환 스위치(790)에 의하여 제3 전원 경로를 형성할 수 있다(도 4 참조).When performing the physical treatment process in this way, in order to control plasma ions, the DC bias power supply module 760 is operated by the control unit to generate a DC bias pulse, and the third changeover switch 790 is activated by the control unit. In operation, a third power path may be formed by the third changeover switch 790 (see FIG. 4 ).

하부 전극(330)에 펄스 형태로 제공된 음(-)의 바이어스 전압은 하부 영역(112)에 생성된 플라즈마 중의 전자들을 기판(5)의 표면으로부터 이격시키고 플라즈마의 양이온들을 기판(5)의 표면으로 접근시킨다. 이때, 전자와 양이온의 질량 차이에 따라, 전자들은 기판(5) 상으로부터 빠르게 멀어져 챔버 본체(110)의 벽 등으로 흡수되는 반면, 양이온들은 느리게 움직이므로 플라즈마에 남게 된다. 그 결과, 플라즈마는 전체적으로 양전위를 가지게 되며, 기판(5)의 표면 방향으로는 전기장이 형성된다. 형성된 전기장은 양이온들을 기판(5)의 표면으로 가속시킨다. 이렇듯, 하부 전극(330)에 펄스 형태로 제공된 음(-)의 바이어스 전압에 의하면, 하부 영역(112)에 생성된 플라즈마의 양이온들의 흐름(flux)과 에너지를 조절하여 양이온들을 기판(5) 상으로 유도 및 가속시킬 수 있고, 바이어스 전압의 제공 주기, 주파수 등의 제어를 통하여 이온 에너지 분포(IED)를 최적화할 수 있다.The negative bias voltage applied to the lower electrode 330 in the form of a pulse separates electrons in the plasma generated in the lower region 112 from the surface of the substrate 5 and transfers positive ions of the plasma to the surface of the substrate 5 . approach At this time, according to the mass difference between the electrons and the positive ions, the electrons are quickly moved away from the substrate 5 and absorbed by the wall of the chamber body 110 , whereas the positive ions move slowly and remain in the plasma. As a result, the plasma has a positive potential as a whole, and an electric field is formed in the direction of the surface of the substrate 5 . The formed electric field accelerates the positive ions to the surface of the substrate 5 . As such, according to the negative bias voltage provided in the form of a pulse to the lower electrode 330 , the flow (flux) and energy of the positive ions of the plasma generated in the lower region 112 are controlled so that the positive ions are transferred onto the substrate 5 . can be induced and accelerated, and the ion energy distribution (IED) can be optimized by controlling the period and frequency of the bias voltage.

물리적 처리 공정(예를 들어, 식각 공정)의 수행 후, 처리된 기판(5)을 화학적으로 처리하기 위하여 화학적 처리 공정(예를 들어, 애싱 공정)으로 전환할 수 있다.After performing a physical treatment process (eg, an etching process), a chemical treatment process (eg, an ashing process) may be converted to chemically treat the treated substrate 5 .

화학적 처리 공정의 수행을 위하여, 제어 유닛에 의하여 제1 가스 공급 유닛(610)을 작동시켜 공정 가스를 상부 영역(111)으로 공급하고, 제어 유닛에 의하여 고주파 전원 모듈을 작동시켜 고주파 전력을 발생시키며, 제어 유닛에 의하여 제1, 2, 3 전환 스위치(751, 752, 790)를 작동시켜 제1 전환 스위치(751)에 의하여 제1 전원 경로를, 제2 전환 스위치(752)에 의하여 제2 접지 경로를, 제3 전환 스위치(790)에 의하여 제3 접지 경로를 각각 형성한다(도 5 참조).In order to perform the chemical treatment process, the first gas supply unit 610 is operated by the control unit to supply the process gas to the upper region 111, the high-frequency power module is operated by the control unit to generate high-frequency power, , by operating the first, second, and third changeover switches 751, 752, 790 by the control unit, the first power path by the first changeover switch 751, and the second ground by the second changeover switch 752 Paths, respectively, form a third ground path by the third changeover switch 790 (refer to FIG. 5).

그러면, 공정 가스는 가스 분사 부재(510)의 분사 구멍(511)들을 통하여 상부 영역(111)으로 분사된다. 그리고, 상부 전극(510)은 전원 전극으로 기능하고, 중간 전극(210)과 하부 전극(330)은 접지 전극으로 기능하여, 상부 전극(510)과 중간 전극(210) 사이에는 전자기력이 발생한다. 발생된 전자기력은 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 상부 영역(111)에 생성된 플라즈마에서 있어서, 라디칼은 차단 부재(210)의 관통 구멍(215)들을 통과하여 하부 영역(112)의 기판(5) 상으로 이동할 수 있으나, 이온들은 접지된 차단 부재(210)에 의하여 차단되므로 기판(5) 상으로 이동할 수 없다. 기판(5) 상으로 이동한 라디칼은 기판(5)을 화학적으로 처리한다.Then, the process gas is injected into the upper region 111 through the injection holes 511 of the gas injection member 510 . In addition, the upper electrode 510 functions as a power electrode, and the middle electrode 210 and the lower electrode 330 function as a ground electrode, so that electromagnetic force is generated between the upper electrode 510 and the middle electrode 210 . The generated electromagnetic force excites the process gas into a plasma state. In the plasma generated in the upper region 111 , radicals may pass through the through holes 215 of the blocking member 210 and move onto the substrate 5 of the lower region 112 , but ions may be transferred to the grounded blocking member Because it is blocked by 210 , it cannot move onto the substrate 5 . The radicals that have migrated onto the substrate 5 chemically treat the substrate 5 .

화학적 처리 공정을 수행하는 때, 제어 유닛에 의하여 제2 가스 공급 유닛(620)을 작동시켜 반응 가스를 하부 영역(111)으로 공급할 수 있다. 반응 가스는 차단 부재(210)의 분사 구멍(211)들을 통하여 하부 영역(112)으로 분사되어 화학적 처리 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.When performing the chemical treatment process, the second gas supply unit 620 may be operated by the control unit to supply the reaction gas to the lower region 111 . The reaction gas may be injected into the lower region 112 through the injection holes 211 of the blocking member 210 to improve the efficiency of the chemical treatment process.

이상에서는 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 설명한 기술적 사상은, 각각 독립적으로 실시될 수도 있고, 둘 이상이 서로 조합되어 실시될 수도 있다.Although the present invention has been described above, the present invention is not limited by the disclosed embodiments and the accompanying drawings, and various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention. In addition, the technical ideas described in the embodiments of the present invention may be implemented independently, or two or more may be implemented in combination with each other.

1: 기판 처리 장치
100: 공정 챔버
130: 배기 유닛
200: 이온 블록커
210: 차단 부재(중간 플라즈마 소스)
300: 기판 지지 유닛
330: 베이스(하부 플라즈마 소스)
400: 배플
500: 샤워 헤드
510: 가스 분사 부재(상부 플라즈마 소스)
600: 가스 공급 유닛
610: 제1 가스 공급 유닛
620: 제2 가스 공급 유닛
710: 고주파 전원
720: 임피던스 정합기
731: 제1 전원 라인
732: 제2 전원 라인
741: 제1 접지 라인
742: 제2 접지 라인
751: 제1 전환 스위치
752: 제2 전환 스위치
760: 직류 바이어스 전원 모듈
770: 제3 전원 라인
780: 제3 접지 라인
790: 제3 전환 스위치1: Substrate processing apparatus
100: process chamber
130: exhaust unit
200: ion blocker
210: blocking member (intermediate plasma source)
300: substrate support unit
330: base (lower plasma source)
400: baffle
500: shower head
510: gas injection member (upper plasma source)
600: gas supply unit
610: first gas supply unit
620: second gas supply unit
710: high frequency power
720: impedance matcher
731: first power line
732: second power line
741: first ground line
742: second ground line
751: first changeover switch
752: second changeover switch
760: DC bias power supply module
770: third power line
780: third ground line
790: third changeover switch

Claims (15)

기판에 대한 플라즈마 처리가 이루어지는 처리 공간을 제공하며 상부와 하부에 각각 상부 플라즈마 소스와 하부 플라즈마 소스가 적용된 공정 챔버와;
상기 처리 공간에 배치되고 상기 기판을 지지하는 스테이지와;
상기 스테이지의 상방에 배치되며 상기 처리 공간을 상기 상부 플라즈마 소스 측의 상부 영역과 상기 하부 플라즈마 소스 측의 하부 영역으로 구획하고 상기 플라즈마의 라디칼을 통과시켜 상기 스테이지에 의하여 지지된 상기 기판으로 제공하기 위한 관통 구멍들을 가지며 중간 플라즈마 소스를 제공하는 이온 블록커와;
가스를 상기 상부 영역과 상기 하부 영역 중 적어도 어느 하나 이상에 선택적으로 공급하는 가스 공급 유닛과;
임피던스 정합기를 통하여 고주파 전력을 제공하는 고주파 전원이 구비된 고주파 전원 모듈과;
상기 상부 영역에 상기 플라즈마를 생성시키는 화학적 처리 공정 또는 상기 하부 영역에 상기 플라즈마를 생성시키는 물리적 처리 공정이 선택적으로 수행되도록 상기 고주파 전력을 상기 상부 플라즈마 소스에 제공하고 상기 중간 플라즈마 소스를 접지시키는 화학적 처리용 경로를 형성하거나 상기 고주파 전력을 상기 중간 플라즈마 소스에 제공하고 상기 상부 플라즈마 소스를 접지시키는 물리적 처리용 경로를 형성하며 상기 화학적 처리용 경로와 상기 물리적 처리용 경로가 스위칭에 의하여 상호 전환되는 스위치 어셈블리를 포함하는,
기판 처리 장치.a process chamber providing a processing space in which plasma processing is performed on a substrate and having an upper plasma source and a lower plasma source respectively applied thereto;
a stage disposed in the processing space and supporting the substrate;
It is disposed above the stage, divides the processing space into an upper region on the upper plasma source side and a lower region on the lower plasma source side, and passes radicals of the plasma to provide the substrate supported by the stage. an ion blocker having through holes and providing an intermediate plasma source;
a gas supply unit selectively supplying gas to at least one of the upper region and the lower region;
a high-frequency power module provided with a high-frequency power supply providing high-frequency power through an impedance matcher;
Chemical treatment of providing the high frequency power to the upper plasma source and grounding the intermediate plasma source so that a chemical treatment process for generating the plasma in the upper region or a physical treatment process for generating the plasma in the lower region are selectively performed A switch assembly that forms a path for a treatment or provides a high frequency power to the intermediate plasma source and forms a path for physical treatment for grounding the upper plasma source, wherein the path for chemical treatment and the path for physical treatment are switched to each other by switching containing,
substrate processing equipment. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 스위치 어셈블리는,
상기 상부 플라즈마 소스 및 상기 중간 플라즈마 소스를 각각 상기 임피던스 정합기에 연결시키는 제1 전원 라인 및 제2 전원 라인과;
한쪽이 합류되어 상기 고주파 전원에 연결된 제1 접지 라인 및 제2 접지 라인과;
상기 제1 전원 라인과 상기 제1 접지 라인 사이에 스위칭에 의하여 상기 고주파 전력이 상기 상부 플라즈마 소스에 제공되는 제1 전원 경로 또는 상기 상부 플라즈마 소스가 상기 제1 접지 라인에 의하여 접지되는 제1 접지 경로를 형성하는 제1 전환 스위치와;
상기 제2 전원 라인과 상기 제2 접지 라인 사이에 스위칭에 의하여 상기 고주파 전력이 상기 중간 플라즈마 소스에 제공되는 제2 전원 경로 또는 상기 중간 플라즈마 소스가 상기 제2 접지 라인에 의하여 접지되는 제2 접지 경로를 형성하는 제2 전환 스위치를 포함하며,
상기 화학적 처리용 경로가 상기 제1 전원 경로와 상기 제2 접지 경로로 구성되고, 상기 물리적 처리용 경로가 상기 제2 전원 경로와 상기 제1 접지 경로로 구성되는 것을 특징으로 하는,
기판 처리 장치.The method according to claim 1,
The switch assembly,
first and second power lines connecting the upper plasma source and the intermediate plasma source to the impedance matcher, respectively;
a first ground line and a second ground line joined to one end and connected to the high frequency power supply;
A first power path through which the high frequency power is provided to the upper plasma source by switching between the first power line and the first ground line or a first ground path through which the upper plasma source is grounded by the first ground line a first changeover switch forming a;
A second power path through which the high frequency power is provided to the intermediate plasma source by switching between the second power line and the second ground line or a second ground path through which the intermediate plasma source is grounded by the second ground line A second changeover switch forming a
characterized in that the path for chemical treatment consists of the first power path and the second ground path, and the path for physical treatment consists of the second power path and the first ground path,
substrate processing equipment. 청구항 3에 있어서,
상기 하부 플라즈마 소스에 제3 전원 라인을 통하여 연결되며 직류 바이어스 펄스를 제공하는 직류 바이어스 전원 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
기판 처리 장치.4. The method according to claim 3,
It characterized in that it further comprises a DC bias power module connected to the lower plasma source through a third power line and providing a DC bias pulse,
substrate processing equipment. 청구항 4에 있어서,
상기 직류 바이어스 전원 모듈에 연결된 제3 접지 라인과;
상기 제3 전원 라인과 상기 제3 접지 라인 사이에 스위칭에 의하여 상기 직류 바이어스 펄스가 상기 하부 플라즈마 소스에 제공되는 제3 전원 경로 또는 상기 하부 플라즈마 소스가 상기 제3 접지 라인에 의하여 접지되는 제3 접지 경로를 형성하는 제3 전환 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
기판 처리 장치.5. The method according to claim 4,
a third ground line connected to the DC bias power supply module;
A third power path through which the DC bias pulse is provided to the lower plasma source by switching between the third power line and the third ground line or a third ground through which the lower plasma source is grounded by the third ground line Characterized in that it further comprises a third changeover switch forming a path,
substrate processing equipment. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 물리적 처리 공정이 수행되는 때 배기 작용에 의하여 상기 하부 영역을 상기 상부 영역에 비하여 낮은 압력으로 유지시키기 위한 배기 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
기판 처리 장치.4. The method according to claim 1 or 3,
and an exhaust unit for maintaining the lower region at a lower pressure compared to the upper region by an evacuation action when the physical treatment process is performed.
substrate processing equipment. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 가스 공급 유닛은,
공정 가스를 상기 상부 영역 또는 상기 하부 영역에 선택적으로 공급하는 제1 가스 공급 유닛과;
반응 가스를 상기 하부 영역에 공급하는 제2 가스 공급 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는,
기판 처리 장치.4. The method according to claim 1 or 3,
The gas supply unit,
a first gas supply unit selectively supplying a process gas to the upper region or the lower region;
characterized in that it comprises a second gas supply unit for supplying a reaction gas to the lower region,
substrate processing equipment. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 가스 공급 유닛으로부터의 가스를 상기 상부 영역에 분사하며 상기 상부 플라즈마 소스를 제공하는 샤워 헤드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
기판 처리 장치.4. The method according to claim 1 or 3,
Further comprising a shower head that sprays the gas from the gas supply unit to the upper region and provides the upper plasma source,
substrate processing equipment. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 이온 블록커는 상기 가스 공급 유닛으로부터의 가스를 상기 하부 영역으로 분사하는 가스 분사구들을 가진 것을 특징으로 하는,
기판 처리 장치.4. The method according to claim 1 or 3,
The ion blocker is characterized in that it has gas injection ports for injecting the gas from the gas supply unit to the lower region,
substrate processing equipment. 청구항 1에 기재된 기판 처리 장치를 이용하는 기판 처리 방법으로서,
상기 스테이지에 의하여 상기 기판을 지지한 상태에서,
상기 가스 공급 유닛에 의하여 상기 가스를 상기 상부 영역과 상기 하부 영역 중 적어도 어느 하나 이상에 선택적으로 공급하고,
상기 고주파 전원 모듈 및 상기 스위치 어셈블리에 의하여 상기 고주파 전력을 상기 상부 플라즈마 소스에 제공하고 상기 중간 플라즈마 소스를 접지시키거나 상기 고주파 전력을 상기 중간 플라즈마 소스에 제공하고 상기 상부 플라즈마 소스를 접지시킴으로써,
상기 상부 영역에 상기 플라즈마를 생성시키는 상기 화학적 처리 공정 또는 상기 하부 영역에 상기 플라즈마를 생성시키는 상기 물리적 처리 공정을 수행하는,
기판 처리 방법.A substrate processing method using the substrate processing apparatus according to claim 1, comprising:
In a state in which the substrate is supported by the stage,
selectively supplying the gas to at least one of the upper region and the lower region by the gas supply unit;
By providing the high frequency power to the upper plasma source and grounding the intermediate plasma source by the high frequency power module and the switch assembly, or providing the high frequency power to the intermediate plasma source and grounding the upper plasma source,
performing the chemical treatment process for generating the plasma in the upper region or the physical treatment process for generating the plasma in the lower region,
Substrate processing method. 청구항 10에 있어서,
상기 화학적 처리 공정을 수행하는 때 상기 가스로서 공정 가스를 상기 상부 영역에 공급하고 반응 가스를 상기 하부 영역에 공급하는 것을 특징으로 하는,
기판 처리 방법.11. The method of claim 10,
A process gas as the gas is supplied to the upper region and a reaction gas is supplied to the lower region when performing the chemical treatment process,
Substrate processing method. 청구항 10에 있어서,
상기 화학적 처리 공정을 수행하는 때 배기 작용에 의하여 상기 하부 영역을 상기 상부 영역에 비하여 낮은 압력으로 유지하는 것을 특징으로 하는,
기판 처리 방법.11. The method of claim 10,
characterized in that the lower region is maintained at a lower pressure compared to the upper region by an exhaust action when performing the chemical treatment process,
Substrate processing method. 청구항 10에 있어서,
상기 물리적 처리 공정을 수행하는 때 직류 바이어스 펄스를 상기 하부 플라즈마 소스에 제공하여 상기 플라즈마의 이온에 대한 에너지 및 흐름을 제어하는 것을 특징으로 하는,
기판 처리 방법.11. The method of claim 10,
When performing the physical treatment process, a direct current bias pulse is provided to the lower plasma source to control energy and flow of ions of the plasma,
Substrate processing method. 청구항 10에 있어서,
상기 물리적 처리 공정을 수행한 후 상기 화학적 처리 공정을 수행하여 상기 기판을 처리하는 것을 특징으로 하는,
기판 처리 방법.11. The method of claim 10,
characterized in that the substrate is treated by performing the chemical treatment process after performing the physical treatment process,
Substrate processing method. 청구항 14에 있어서,
상기 물리적 처리 공정은 식각 공정이고,
상기 화학적 처리 공정은 애싱 공정인 것을 특징으로 하는,
기판 처리 방법.15. The method of claim 14,
The physical treatment process is an etching process,
The chemical treatment process is characterized in that the ashing process,
Substrate processing method.
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