KR102410815B1 - Apparatus for processing substrate - Google Patents

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Abstract

본 발명의 기판 처리 장치는 내부에 박막을 처리하기 위한 처리 공간을 한정하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버에 설치되고, 상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 분사부; 상기 공정 챔버 내부로 플라즈마 분위기를 형성하기 위하여 제 1 플라즈마 전극인 상기 가스 분사부에 적어도 하나의 RF 전력을 인가하도록 적어도 하나의 RF 전원을 포함하는 플라즈마 전원 공급부; 상기 가스 분사부와 대향 설치되는 제 2 플라즈마 전극을 포함하여 구성되되, 기판이 실장될 수 있는, 척(chuck) 구조체; 상기 제 2 플라즈마 전극에 DC 전력을 공급하도록 DC 전원을 포함하는 정전력 전원 공급부; 상기 적어도 하나의 RF 전원과 상기 공정 챔버 사이의 임피던스 매칭을 위하여, 상기 플라즈마 전원 공급부 및 상기 가스 분사부 사이에 연결되는 임피던스 매칭부; 상기 제 2 플라즈마 전극과 상기 정전력 전원 공급부 사이에 연결되는 가변 저항부; 및 상기 척 구조체의 정전력 변화에 따라 상기 정전력 전원 공급부로부터 상기 제 2 플라즈마 전극으로 공급되는 DC 전력을 가변하도록 상기 가변 저항부의 저항값을 제어하는 제어부; 를 포함한다. A substrate processing apparatus of the present invention includes a process chamber defining a processing space for processing a thin film therein; a gas injection unit installed in the process chamber and configured to supply a process gas to the processing space; a plasma power supply unit including at least one RF power supply to apply at least one RF power to the gas injection unit, which is a first plasma electrode, to form a plasma atmosphere inside the process chamber; a chuck structure including a second plasma electrode installed opposite to the gas injection unit, on which a substrate can be mounted; an electrostatic power supply including a DC power supply to supply DC power to the second plasma electrode; an impedance matching unit connected between the plasma power supply unit and the gas injection unit for impedance matching between the at least one RF power source and the process chamber; a variable resistance unit connected between the second plasma electrode and the electrostatic power supply unit; and a control unit controlling a resistance value of the variable resistor to vary the DC power supplied from the electrostatic power supply unit to the second plasma electrode according to a change in the electrostatic power of the chuck structure. includes

Description

기판 처리 장치{Apparatus for processing substrate}Substrate processing apparatus {Apparatus for processing substrate}

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정전력 척 상에 안착되는 기판의 척킹을 제어하는 기판처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a substrate processing apparatus for controlling chucking of a substrate seated on an electrostatic chuck.

반도체 소자의 제조에 있어서 플라즈마를 이용한 공정이 적용되고 있다. 예를 들어, 플라즈마를 이용하여 공정 기체를 활성화함으로써 낮은 공정 온도에서도 빠른 속도로 증착 또는 에칭 등의 공정을 수행할 수 있다. 이러한 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에 있어서 공정 챔버에 따른 플라즈마 매칭의 제어, 가스량, 압력 등과 같은 공정 변수의 제어 등 플라즈마 환경의 제어가 중요하다. 하지만, 기존의 플라즈마 제어의 경우에 있어서는, 공정 챔버의 조건에 따라서 임피던스 매칭을 함으로써 공정 챔버 내 플라즈마 환경을 안정화할 수는 있지만, 공정 챔버가 전체적으로 접지되어 있기 때문에 기판 상으로 흐르는 전류를 최적화하는 데에는 한계가 있었다. 특히, 척 구조체를 적용한 기판 처리 장치에서 정전력을 고려한 기판 상으로의 플라즈마 환경을 정밀하게 제어하며, 나아가, 정전력을 고려한 척킹 제어를 효율적으로 구현할 필요가 있다. 예를 들어, 기판 상의 박막 두께 누적에 따라 척킹력이 부족한 경우 기판의 휨(warpage) 현상이 발생하여 임피던스가 변화되어 공정 박막의 불량으로 귀결되는 문제점이 발생할 수 있는 바, 정전력 척 상에 안착되는 기판의 척킹을 제어하는 기판 처리 장치의 필요성이 높아지고 있다.In the manufacture of semiconductor devices, a process using plasma is applied. For example, by activating a process gas using plasma, a process such as deposition or etching may be performed at a high speed even at a low process temperature. In such a substrate processing apparatus using plasma, it is important to control the plasma environment, such as control of plasma matching according to the process chamber and control of process variables such as gas amount and pressure. However, in the case of the conventional plasma control, the plasma environment in the process chamber can be stabilized by performing impedance matching according to the conditions of the process chamber, but since the process chamber is entirely grounded, it is difficult to optimize the current flowing on the substrate. There were limits. In particular, it is necessary to precisely control the plasma environment on the substrate in consideration of the electrostatic force in the substrate processing apparatus to which the chuck structure is applied, and further, it is necessary to efficiently implement chucking control in consideration of the electrostatic force. For example, if the chucking force is insufficient due to the accumulation of the thin film on the substrate, a warpage phenomenon of the substrate may occur, resulting in a change in impedance, which may lead to a defect in the process thin film. The need for a substrate processing apparatus for controlling chucking of a substrate to be used is increasing.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 정전력 척 상에 안착되는 기판의 척킹을 제어하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.An object of the present invention is to solve various problems including the above problems, and an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus for controlling chucking of a substrate seated on an electrostatic chuck. However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereto.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 관점에 따른 기판 처리 장치는 내부에 박막을 처리하기 위한 처리 공간을 한정하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버에 설치되고, 상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 분사부; 상기 공정 챔버 내부로 플라즈마 분위기를 형성하기 위하여 제 1 플라즈마 전극인 상기 가스 분사부에 적어도 하나의 RF 전력을 인가하도록 적어도 하나의 RF 전원을 포함하는 플라즈마 전원 공급부; 상기 가스 분사부와 대향 설치되는 제 2 플라즈마 전극을 포함하여 구성되되, 기판이 실장될 수 있는, 척(chuck) 구조체; 상기 제 2 플라즈마 전극에 DC 전력을 공급하도록 DC 전원을 포함하는 정전력 전원 공급부; 상기 적어도 하나의 RF 전원과 상기 공정 챔버 사이의 임피던스 매칭을 위하여, 상기 플라즈마 전원 공급부 및 상기 가스 분사부 사이에 연결되는 임피던스 매칭부; 상기 제 2 플라즈마 전극과 상기 정전력 전원 공급부 사이에 연결되는 가변 저항부; 및 상기 척 구조체의 정전력 변화에 따라 상기 정전력 전원 공급부로부터 상기 제 2 플라즈마 전극으로 공급되는 DC 전력을 가변하도록 상기 가변 저항부의 저항값을 제어하는 제어부; 를 포함한다. A substrate processing apparatus according to an aspect of the present invention for solving the above problems includes a process chamber defining a processing space for processing a thin film therein; a gas injection unit installed in the process chamber and configured to supply a process gas to the processing space; a plasma power supply unit including at least one RF power supply to apply at least one RF power to the gas injection unit, which is a first plasma electrode, to form a plasma atmosphere inside the process chamber; a chuck structure including a second plasma electrode installed opposite to the gas injection unit, on which a substrate can be mounted; an electrostatic power supply including a DC power supply to supply DC power to the second plasma electrode; an impedance matching unit connected between the plasma power supply unit and the gas injection unit for impedance matching between the at least one RF power source and the process chamber; a variable resistance unit connected between the second plasma electrode and the electrostatic power supply unit; and a control unit controlling a resistance value of the variable resistor to vary the DC power supplied from the electrostatic power supply unit to the second plasma electrode according to a change in the electrostatic power of the chuck structure. includes

상기 기판 처리 장치에서, 상기 가변 저항부는 상기 제 2 플라즈마 전극과 상기 정전력 전원 공급부 사이에 직렬로 연결될 수 있다. In the substrate processing apparatus, the variable resistance unit may be connected in series between the second plasma electrode and the electrostatic power supply unit.

상기 기판 처리 장치에서, 상기 임피던스 매칭부는 상기 공정 챔버의 Vrms를 측정하는 센싱부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 센싱부로부터 측정된 Vrms 값에 따라 상기 가변 저항부의 저항값을 조절할 수 있다. 상기 제어부는, 실시간으로 측정되는 Vrms 값이 기 측정된 Vrms 값 보다 클 경우, 상기 제 2 플라즈마 전극으로 인가되는 DC 전력을 증가시키도록 상기 가변 저항부의 저항값을 감소시킬 수 있다.In the substrate processing apparatus, the impedance matching unit may include a sensing unit measuring Vrms of the process chamber, and the control unit may adjust a resistance value of the variable resistor unit according to a Vrms value measured by the sensing unit. When the Vrms value measured in real time is greater than the previously measured Vrms value, the controller may decrease the resistance value of the variable resistance unit to increase the DC power applied to the second plasma electrode.

상기 기판 처리 장치는, 상기 가스 분사부 및 상기 척 구조체 사이의 플라즈마 분위기를 제어하기 위해, 접지부와 상기 제 2 플라즈마 전극 사이에 연결되되, 상기 제 2 플라즈마 전극으로부터 접지부에 이르는 경로 상의 임피던스를 조절하도록 상기 제 2 플라즈마 전극으로 흐르는 RF 전류를 제어하도록 구성된 조절 회로부; 를 더 포함할 수 있다. The substrate processing apparatus is connected between a ground part and the second plasma electrode in order to control a plasma atmosphere between the gas injection part and the chuck structure, the impedance on a path from the second plasma electrode to the ground part regulating circuitry configured to control the RF current flowing into the second plasma electrode to regulate; may further include.

상기 기판 처리 장치에서, 상기 조절 회로부는 상기 적어도 하나의 RF 전원에 의해서 생성되어 상기 척 구조체를 통해서 흐르는 적어도 하나의 RF 전류를 통과시키기 위한 적어도 하나의 RF 필터를 포함할 수 있다.In the substrate processing apparatus, the control circuit unit may include at least one RF filter for passing at least one RF current generated by the at least one RF power source and flowing through the chuck structure.

상기 기판 처리 장치에서, 상기 척 구조체에 대하여 상기 가변 저항부와 상기 조절 회로부는 병렬로 연결될 수 있다.In the substrate processing apparatus, the variable resistor unit and the control circuit unit may be connected in parallel with respect to the chuck structure.

상기 기판 처리 장치에서, 상기 조절 회로부는 DC 전류를 차단할 수 있는 DC 차단 소자를 더 포함하며, 상기 정전력 전원 공급부는 RF 전류는 차단하면서 DC 전류는 통과시키도록 구성된 DC 필터를 더 포함할 수 있다. In the substrate processing apparatus, the control circuit unit may further include a DC blocking element capable of blocking a DC current, and the constant power power supply may further include a DC filter configured to pass a DC current while blocking the RF current. .

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 정전력 척 상에 안착되는 기판의 척킹을 제어하는 기판 처리 장치를 구현할 수 있다. 구체적으로는, 센싱된 챔버 임피던스에 따라 제 2 플라즈마 전극과 정전력 전원 공급부 사이에 연결되는 가변 저항부의 저항을 조절함으로써 상기 정전력 전원 공급부로부터 상기 제2 플라즈마 전극으로 공급되는 DC 전력을 가변할 수 있는 기판 처리 장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to some embodiments of the present invention made as described above, it is possible to implement a substrate processing apparatus for controlling chucking of a substrate seated on the electrostatic chuck. Specifically, the DC power supplied from the electrostatic power supply unit to the second plasma electrode can be varied by adjusting the resistance of the variable resistor connected between the second plasma electrode and the electrostatic power supply unit according to the sensed chamber impedance. It is possible to implement a substrate processing apparatus with Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1b는 제 2 플라즈마 전극과 정전력 전원 공급부 사이의 저항값(R2)에 따라 척 구조체와 기판 사이의 접촉면에 인가되는 전압(V1)이 변동되는 양상을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 변형된 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 척킹이 정상적으로 진행되는 경우(a)와 척킹이 비정상적으로 진행되는 경우(b)의 모니터링 결과를 예시적으로 도해한 도면이다.
도 4는 도 2의 기판 처리 장치에서 플라즈마 전원 인가 시 RF 전류의 흐름을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 변형된 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5의 기판처리장치에서 조절 회로부의 구성의 일 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 도 5의 조절 회로부의 일 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 도 5의 기판처리장치에서 조절 회로부의 구성의 변형된 일 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.1A is a diagram schematically illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
1B is a graph illustrating a change in a voltage V1 applied to a contact surface between a chuck structure and a substrate according to a resistance value R2 between a second plasma electrode and an electrostatic power supply unit.
2 is a diagram schematically illustrating a substrate processing apparatus according to a modified embodiment of the present invention.
3 is a diagram exemplarily illustrating monitoring results in the case in which chucking proceeds normally (a) and in the case in which chucking proceeds abnormally (b).
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a flow of RF current when plasma power is applied in the substrate processing apparatus of FIG. 2 .
5 is a diagram schematically showing a substrate processing apparatus according to another modified embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an example of a configuration of a control circuit unit in the substrate processing apparatus of FIG. 5 .
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating an example of a control circuit unit of FIG. 5 .
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a modified example of the configuration of a control circuit unit in the substrate processing apparatus of FIG. 5 .

명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판 등과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 상기 다른 구성요소 "상에" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. Throughout the specification, when it is stated that one component, such as a film, region, or substrate, is located "on" another component, the one component directly contacts "on" the other component, or the It may be construed that there may be other elements interposed therebetween. On the other hand, when it is stated that one element is located "directly on" another element, it is construed that other elements interposed therebetween do not exist.

본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것일 수 있다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Embodiments of the present invention are described with reference to the drawings, which schematically show ideal embodiments of the present invention. In the drawings, variations of the illustrated shape can be envisaged, for example depending on manufacturing technology and/or tolerances. Accordingly, embodiments of the spirit of the present invention should not be construed as limited to the specific shape of the region shown in the present specification, but should include, for example, changes in shape caused by manufacturing. In addition, in the drawings, the thickness or size of each layer may be exaggerated for convenience and clarity of description. Like numbers refer to like elements.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)를 개략적으로 보여주는 도면이다. 1A is a diagram schematically illustrating a substrate processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1a를 참조하면, 기판 처리 장치(100)는 공정 챔버(110), 가스 분사부(120), 및 척 구조체(130), 정전력 전원 공급부(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1A , the substrate processing apparatus 100 may include a process chamber 110 , a gas injection unit 120 , a chuck structure 130 , and an electrostatic power supply unit 150 .

공정 챔버(110)는 내부에 박막을 처리(증착 또는 식각)하기 위한 처리 공간(112)을 한정할 수 있다. 예를 들어, 공정 챔버(110)는 기밀을 유지하도록 구성되며, 처리 공간(112) 내 공정 가스를 배출하고 처리 공간(112) 내 진공도를 조절하도록 배기 포트를 통해서 진공 챔버(미도시)에 연결될 수 있다. 공정 챔버(110)는 다양한 형상으로 제공될 수 있으며, 예컨대 처리 공간(112)을 한정하는 측벽부와 측벽부 상단에 위치하는 덮개부를 포함할 수 있다.The process chamber 110 may define a processing space 112 for processing (deposition or etching) a thin film therein. For example, the process chamber 110 is configured to maintain airtightness, and may be connected to a vacuum chamber (not shown) through an exhaust port to exhaust a process gas in the process space 112 and adjust a degree of vacuum in the process space 112 . can The process chamber 110 may be provided in various shapes, and may include, for example, a side wall portion defining the processing space 112 and a cover portion positioned at an upper end of the side wall portion.

가스 분사부(120)는 공정 챔버(110)의 외부로부터 공급된 공정 가스를 처리 공간(112)으로 공급하도록 공정 챔버(110)에 설치될 수 있다. 가스 분사부(120)는 척 구조체(130) 상에 안착된 기판(S)에 공정 가스를 분사하도록 공정 챔버(110)의 상부에 척 구조체(130)에 대향되게 설치될 수 있다. 가스 분사부(120)는 외부로부터 공정 가스를 공급받기 위해 상측 또는 측부에 형성된 적어도 하나의 유입홀과, 기판(S) 상에 공정 가스를 분사하기 위해서 기판(S)을 바라보는 하방으로 형성된 복수의 분사홀들을 포함할 수 있다. The gas injector 120 may be installed in the process chamber 110 to supply the process gas supplied from the outside of the process chamber 110 to the process space 112 . The gas injector 120 may be installed opposite the chuck structure 130 in the upper portion of the process chamber 110 to inject the process gas to the substrate S seated on the chuck structure 130 . The gas ejection unit 120 includes at least one inlet hole formed on an upper side or a side portion to receive a process gas from the outside, and a plurality of downwardly facing the substrate S to inject the process gas onto the substrate S. may include injection holes of

예를 들어, 가스 분사부(120)는 샤워 헤드(shower head) 형태, 노즐(nozzle) 형태 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 가스 분사부(120)가 샤워 헤드 형태인 경우, 가스 분사부(120)는 공정 챔버(110)의 상부를 덮는 형태로 공정 챔버(110)에 결합될 수도 있다. 예를 들어, 가스 분사부(120)가 공정 챔버(110)의 덮개 형태로 측벽부에 결합될 수 있다.For example, the gas injection unit 120 may have various shapes, such as a shower head shape, a nozzle shape, and the like. When the gas injector 120 is in the form of a shower head, the gas ejector 120 may be coupled to the process chamber 110 to cover the upper portion of the process chamber 110 . For example, the gas injection unit 120 may be coupled to the sidewall in the form of a cover of the process chamber 110 .

척 구조체(130)는 가스 분사부(120)에 대향되게 공정 챔버(110)에 설치되며, 그 상부에 기판(S)이 안착될 수 있다. 척 구조체(130)의 형상은 대체로 기판(S)의 모양에 대응되나 이에 한정되지 않고 기판(S)을 안정적으로 안착시킬 수 있도록 기판(S)보다 크게 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 일 예에서, 척 구조체(130)는 승하강이 가능하도록 외부 모터(미도시)에 연결될 수 있으며, 이 경우 기밀 유지를 위하여 벨로우즈관(미도시)이 연결될 수도 있다. 나아가, 척 구조체(130)는 그 위에 기판(S)을 안치하도록 구성되기 때문에, 기판 안착부, 기판 지지대, 서셉터 등으로 불릴 수도 있다. 척 구조체(130)는 기판(S)을 가열하기 위한 히터(137)를 포함할 수 있다. 척 구조체(130)는 기판(S)에 정전기력을 인가하기 위한 제 2 플라즈마 전극(135)을 포함할 수 있다.The chuck structure 130 is installed in the process chamber 110 to face the gas injection unit 120 , and the substrate S may be seated thereon. The shape of the chuck structure 130 generally corresponds to the shape of the substrate S, but is not limited thereto, and may be provided in a larger variety of shapes than the substrate S so that the substrate S can be stably seated. In one example, the chuck structure 130 may be connected to an external motor (not shown) to enable elevating and lowering, and in this case, a bellows pipe (not shown) may be connected to maintain airtightness. Furthermore, since the chuck structure 130 is configured to mount the substrate S thereon, it may be referred to as a substrate mounting part, a substrate supporter, a susceptor, or the like. The chuck structure 130 may include a heater 137 for heating the substrate S. The chuck structure 130 may include a second plasma electrode 135 for applying an electrostatic force to the substrate S.

정전력 전원 공급부(150)는 제 2 플라즈마 전극(135)에 DC 전력을 공급하도록 DC 전원(152)을 포함한다. 예를 들어, DC　전원(152)은 그 일단이 접지부에 연결되고, 타단이 노드(n1)를 거쳐서 제 2 플라즈마 전극(135)에 전기적으로 연결되도록 설치될 수 있다. 부가적으로, 정전력 전원 공급부(150)는 제 2 플라즈마 전극(135)을 통한 RF 전류가 DC 전원(152)으로 인입되는 것을 차단하기 위해 제 2 플라즈마 전극(135) 및 DC 전원(152) 사이에 배치된 DC 필터(155)를 포함할 수 있다. 예를 들어, DC 필터(155)는 노드(n1)와 DC 전원(152) 사이에 직렬 연결될 수 있다. DC 필터(155)는 RF 전류는 차단하면서 DC 전류는 통과시키도록 다양한 형태로 구성될 수 있다.The constant power power supply unit 150 includes a DC power supply 152 to supply DC power to the second plasma electrode 135 . For example, the DC power source 152 may be installed such that one end thereof is connected to the ground and the other end is electrically connected to the second plasma electrode 135 through the node n1 . Additionally, the electrostatic power supply 150 is connected between the second plasma electrode 135 and the DC power supply 152 to block the RF current through the second plasma electrode 135 from being drawn into the DC power supply 152 . It may include a DC filter 155 disposed on the . For example, the DC filter 155 may be connected in series between the node n1 and the DC power supply 152 . The DC filter 155 may be configured in various forms to pass the DC current while blocking the RF current.

한편, 척 구조체(130)는 기판(S)을 가열하기 위한 히터(137)를 포함할 수 있다. 히터 전원부(180)는 히터(137)에 AC 전력을 인가하도록 히터(137)에 연결될 수 있다. 나아가, RF 필터(185)는 히터 전원부(180)와 히터(137) 사이에 연결되어, 히터 전원부(180)의 AC 전력과 히터(137) 사이의 임피던스 매칭 기능을 수행할 수 있다.Meanwhile, the chuck structure 130 may include a heater 137 for heating the substrate S. The heater power supply unit 180 may be connected to the heater 137 to apply AC power to the heater 137 . Furthermore, the RF filter 185 may be connected between the heater power supply unit 180 and the heater 137 to perform an impedance matching function between the AC power of the heater power supply unit 180 and the heater 137 .

나아가, 기판 처리 장치(100)는 플라즈마 전원 공급부(140) 및 임피던스 매칭부(146)를 더 포함할 수 있다.Furthermore, the substrate processing apparatus 100 may further include a plasma power supply unit 140 and an impedance matching unit 146 .

플라즈마 전원 공급부(140)는 공정 챔버(110) 내부로 플라즈마 분위기를 형성하기 위해서 공정 챔버(110)에 적어도 하나의 RF(radio frequency) 전력을 인가하도록 적어도 하나의 RF 전원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 전원 공급부(140)는 가스 분사부(120)에 RF 전력을 인가하도록 연결될 수 있다. 이 경우, 가스 분사부(120)는 전원 공급 전극 또는 상부 전극으로 불릴 수도 있다.The plasma power supply 140 may include at least one RF power source to apply at least one radio frequency (RF) power to the process chamber 110 to form a plasma atmosphere inside the process chamber 110 . For example, the plasma power supply unit 140 may be connected to apply RF power to the gas injection unit 120 . In this case, the gas injection unit 120 may be referred to as a power supply electrode or an upper electrode.

한편, 공정 챔버 내부로 플라즈마 분위기를 형성하기 위하여 플라즈마 전원 공급부(140)가 적어도 하나의 RF 전력을 가스 분사부(120)에 인가하는 구성에서는 가스 분사부(120)가 제 1 플라즈마 전극으로 이해될 수 있으며, 이 경우, 제 2 플라즈마 전극(135)은 상기 제 1 플라즈마 전극과 대향 설치되는 것으로 이해될 수 있다. On the other hand, in a configuration in which the plasma power supply unit 140 applies at least one RF power to the gas injection unit 120 to form a plasma atmosphere inside the process chamber, the gas injection unit 120 may be understood as a first plasma electrode. In this case, it may be understood that the second plasma electrode 135 is installed to face the first plasma electrode.

플라즈마 전원 공급부(140) 내 RF 전원은 하나 또는 복수개일 수 있다. 예를 들어, RF 전원은 공정 조건에 따른 플라즈마 환경 제어를 위하여 제 2 주파수 대역의 제 2 RF 전원(144)을 포함할 수 있다. 제 2 RF 전원(144)은 제 2 주파수 대역이 적어도 27.12 MHz를 포함하는 고주파(high frequency, HF) 전원일 수 있다. 고주파(HF) 전원은 5 MHz 내지 60 MHz 범위, 선택적으로 13.56 MHz 내지 27.12 MHz의 주파수 범위의 RF 전원일 수 있다.One or a plurality of RF power sources in the plasma power supply unit 140 may be used. For example, the RF power source may include the second RF power source 144 of the second frequency band for plasma environment control according to process conditions. The second RF power source 144 may be a high frequency (HF) power source including at least 27.12 MHz in the second frequency band. The high frequency (HF) power supply may be an RF power source in the frequency range of 5 MHz to 60 MHz, optionally 13.56 MHz to 27.12 MHz.

플라즈마 전원 공급부(140)에서 공급된 RF 전력은 플라즈마 전원 공급부(140)와 공정 챔버(110) 사이에서 임피던스 매칭부(146)를 통해서 적절하게 임피던스 매칭이 되어야 공정 챔버(110)에서 반사되서 되돌아오지 않고 공정 챔버(110)로 효과적으로 전달될 수 있다. 통상적으로는 플라즈마 전원 공급부(140)의 임피던스가 고정되어 있고, 공정 챔버(110)의 임피던스가 일정하지 않기 때문에 공정 챔버(110)의 임피던스와 플라즈마 전원 공급부(140)의 임피던스를 맞추도록 임피던스 매칭부(146)의 임피던스가 정해질 수 있지만, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다. The RF power supplied from the plasma power supply unit 140 must be appropriately impedance matched through the impedance matching unit 146 between the plasma power supply unit 140 and the process chamber 110 to be reflected from the process chamber 110 and not returned. It can be effectively transferred to the process chamber 110 without In general, since the impedance of the plasma power supply unit 140 is fixed and the impedance of the process chamber 110 is not constant, the impedance matching unit is configured to match the impedance of the process chamber 110 and the impedance of the plasma power supply unit 140 . Although the impedance of (146) can be determined, the scope of the present invention is not limited thereto.

예를 들어, 임피던스 매칭부(146)는 저항(R), 인덕터(L) 및 커패시터(C) 군에서 선택된 둘 또는 그 이상의 직렬 또는 병렬 조합으로 구성될 수 있다. 나아가, 임피던스 매칭부(146)는 RF 전력의 주파수와 공정 조건에 따라서 그 임피던스 값이 가변될 수 있도록 가변 커패시터 또는 커패시터 어레이 스위칭 구조를 채택할 수 있다.For example, the impedance matching unit 146 may be configured as a series or parallel combination of two or more selected from the group consisting of a resistor (R), an inductor (L), and a capacitor (C). Furthermore, the impedance matching unit 146 may adopt a variable capacitor or capacitor array switching structure so that the impedance value thereof can be varied according to the frequency of RF power and process conditions.

한편, 임피던스 매칭부(146)는 챔버 임피던스를 센싱할 수 있는 챔버 임피던스 센싱부를 구비할 수 있다. 임피던스(Z)는 Vrms와 Irms의 곱으로 정의되는 바, 상기 챔버 임피던스 센싱부가 센싱하는 '챔버 임피던스'는 상기 임피던스(Z), 임피던스 내 상기 Vrms와 상기 Irms를 포괄하는 용어로 이해할 수 있다.Meanwhile, the impedance matching unit 146 may include a chamber impedance sensing unit capable of sensing the chamber impedance. Impedance Z is defined as a product of Vrms and Irms, and the 'chamber impedance' sensed by the chamber impedance sensing unit may be understood as a term encompassing the impedance Z, the Vrms and the Irms in the impedance.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 웨이퍼 휨(wafer warpage)을 감지하기 위하여 챔버 임피던스와 그 변화량을 센싱한다. 상기 챔버 임피던스는, 예를 들어, 상기 Vrms 또는 상기 Irms를 측정함으로써 센싱될 수 있다. 다만, Irms는 너무 미세한 변화라 측정 시 효율이 떨어지는 단점이 있으므로, Irms보다 상대적으로 변화가 큰 Vrms를 측정함으로써 챔버 임피던스를 센싱하는 것이 유리할 수 있다. A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention senses chamber impedance and a change amount thereof in order to detect wafer warpage. The chamber impedance may be sensed, for example, by measuring the Vrms or the Irms. However, since Irms has a disadvantage in that the measurement efficiency is lowered due to a too small change, it may be advantageous to sense the chamber impedance by measuring Vrms, which has a relatively larger change than Irms.

본 발명의 기술적 사상에 따른 기판 처리 장치(100)는 제 2 플라즈마 전극(135)과 정전력 전원 공급부(150) 사이에 연결되는 가변 저항부(VR)를 포함한다. 가변 저항부(VR)는 제 2 플라즈마 전극(135)과 정전력 전원 공급부(150) 사이에 직렬로 연결될 수 있다. 가변 저항부(VR)는 제 2 플라즈마 전극(135)과 DC 필터(155) 사이에 연결될 수 있다. The substrate processing apparatus 100 according to the inventive concept includes a variable resistance unit VR connected between the second plasma electrode 135 and the electrostatic power supply unit 150 . The variable resistance unit VR may be connected in series between the second plasma electrode 135 and the electrostatic power supply unit 150 . The variable resistance unit VR may be connected between the second plasma electrode 135 and the DC filter 155 .

정전력 전원 공급부(150)에 의하여 DC 전압(Vset)이 인가될 때 척 구조체(130) 의 저항값(R1)과 제 2 플라즈마 전극(135)과 정전력 전원 공급부(150) 사이의 저항값(R2)에 따라 DC 전압(Vset)은 척 구조체(130)에 걸리는 제 1 전압(V1)과 제 2 플라즈마 전극(135)과 정전력 전원 공급부(150) 사이에 걸리는 제 2 전압(V2)으로 분배된다. 구체적으로는, 척 구조체(130)와 가변 저항부(VR)는 DC　전원(152)에 직렬로 연결되므로, Vset = V1 + V2의 관계가 성립한다. 따라서, 정전력 전원 공급부(150)와 척 구조체(130) 사이를 흐르는 DC 전류를 Itotal이라 할 때, 척 구조체(130)와 기판(S) 사이의 접촉면에 인가되는 제 1 전압(V1)은 V1 = (Vset × R1 /(R1 + R2))으로 나타난다. 즉, 가변 저항부(VR)의 저항값(R2)이 낮을수록 기판(S)의 접촉면에 인가되는 제 1 전압(V1)은 증가하게 된다. 제 2 플라즈마 전극(135)과 정전력 전원 공급부(150) 사이의 저항값(R2)을 조절하여, 즉, 가변 저항부(VR)의 저항값을 조절하여, 제 1 전압(V1)을 제어함으로써 기판(S)과 척 구조체(130) 사이의 척킹력을 조절할 수 있다. When the DC voltage (V set ) is applied by the electrostatic power supply unit 150 , the resistance value R1 of the chuck structure 130 and the resistance value between the second plasma electrode 135 and the electrostatic power supply unit 150 . According to (R2), the DC voltage V set is a first voltage V1 applied to the chuck structure 130 and a second voltage V2 applied between the second plasma electrode 135 and the electrostatic power supply unit 150 . is distributed as Specifically, since the chuck structure 130 and the variable resistance unit VR are connected in series to the DC power supply 152 , the relationship V set = V1 + V2 is established. Accordingly, when the DC current flowing between the electrostatic power supply 150 and the chuck structure 130 is I total , the first voltage V1 applied to the contact surface between the chuck structure 130 and the substrate S is V1 = (V set × R1 /(R1 + R2)). That is, as the resistance value R2 of the variable resistance unit VR decreases, the first voltage V1 applied to the contact surface of the substrate S increases. By controlling the resistance value R2 between the second plasma electrode 135 and the electrostatic power supply unit 150, that is, by controlling the resistance value of the variable resistance unit VR, the first voltage V1 is controlled. The chucking force between the substrate S and the chuck structure 130 may be adjusted.

도 1b는 제 2 플라즈마 전극과 정전력 전원 공급부 사이의 저항값(R2)에 따라 척 구조체와 기판 사이의 접촉면에 인가되는 전압(V1)이 변동되는 양상을 나타낸 그래프이다. 그래프의 세로축은 척 구조체와 기판 사이의 접촉면에 인가되는 전압(V1)에 해당하며, 가로축은 척 구조체에 걸리는 전압(V1)과 제 2 플라즈마 전극과 정전력 전원 공급부 사이에 걸리는 전압(V2)의 합인 Vset 에 해당한다. 빨간색 점은 상기 가변 저항부의 저항값(R2)이 20K옴인 경우이며, 파란색 점은 상기 가변 저항부의 저항값(R2)이 50K옴인 경우이다. 1B is a graph illustrating a change in a voltage V1 applied to a contact surface between a chuck structure and a substrate according to a resistance value R2 between a second plasma electrode and an electrostatic power supply unit. The vertical axis of the graph corresponds to the voltage V1 applied to the contact surface between the chuck structure and the substrate, and the horizontal axis corresponds to the voltage V1 applied to the chuck structure and the voltage V2 applied between the second plasma electrode and the electrostatic power supply unit. It corresponds to the sum V set . A red dot indicates a case in which the resistance value R2 of the variable resistor unit is 20K ohms, and a blue dot indicates a case where the resistance value R2 of the variable resistor unit is 50K ohms.

도 1b를 참조하면, 가변 저항부의 저항값(R2)이 감소되는 경우 척 구조체에 걸리는 전압(V1)이 증가되어 척킹력이 향상됨을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 1B , it can be seen that when the resistance value R2 of the variable resistance unit decreases, the voltage V1 applied to the chuck structure increases, thereby improving the chucking force.

한편, 기판 처리 장치(100)는, 상기 척 구조체(130)의 정전력 변화에 따라 상기 정전력 전원 공급부(150)로부터 상기 제 2 플라즈마 전극(135)으로 공급되는 DC 전력을 가변하도록 상기 가변 저항부(VR)의 저항값을 제어하는 제어부(161)를 더 포함할 수 있다. 제어부(161)는 공정 진행 중에 상기 척킹력을 모니터링한 결과를 반영하여 가변 저항부(VR)의 저항을 실시간으로 조절할 수 있다. 공정 진행 중에 척킹 상태를 일정하게 제어함으로써, 기판(S) 상에 증착되는 박막 특성 변화를 최소화할 수 있다. Meanwhile, in the substrate processing apparatus 100 , the variable resistor is configured to vary the DC power supplied from the electrostatic power supply unit 150 to the second plasma electrode 135 according to a change in the electrostatic power of the chuck structure 130 . The control unit 161 for controlling the resistance value of the negative VR may be further included. The controller 161 may adjust the resistance of the variable resistance unit VR in real time by reflecting the result of monitoring the chucking force during the process. By constantly controlling the chucking state during the process, it is possible to minimize the change in properties of the thin film deposited on the substrate S.

구체적으로, 제어부(161)는, 공정 진행 중에 상기 척킹력을 모니터링하기 위하여, 임피던스 매칭부(146)에 구성된 챔버 임피던스 센싱부를 통하여 챔버 임피던스를 센싱한다. 상기 챔버 임피던스는, 일 예로, Vrms를 측정함으로써 센싱될 수 있다.Specifically, the control unit 161 senses the chamber impedance through the chamber impedance sensing unit configured in the impedance matching unit 146 in order to monitor the chucking force during the process. The chamber impedance may be sensed, for example, by measuring Vrms.

임피던스 매칭부(146)에 구성된 상기 챔버 임피던스 센싱부를 통하여 측정된 Vrms는 Vrms = Irms × R의 관계식을 만족한다. 여기서, 기판(S)의 척킹이 비정상 적인 경우, 기판(S)과 척 구조체(130) 사이 갭이 발생되어 저항(R)이 증가됨으로써 Vrms가 증가한다. 따라서 본 발명에서는 실시간으로 Vrms를 측정하고, Vrms가 증가되는 경우 상기 제 2 플라즈마 전극으로 인가되는 DC 전력을 증가시키도록 가변 저항부(VR)의 저항값을 감소시킴으로써 Vrms값을 다시 유지시킬 수 있다. 예를 들어, 일정 시간 전에 측정된 Vrms와 현 측정된 Vrms를 비교함으로써 Vrms 증가 여부를 확인하고, 상기 제어부(161)는 일정 시간 전에 측정된 Vrms와 현 측정된 Vrms가 일정 이상 차이가 발생하는 경우 척킹력이 감소되었다고 판단하고, 챔버 임피던스를 유지하기 위해 가변 저항부(VR)의 저항값을 감소시킬 수 있다.Vrms measured through the chamber impedance sensing unit configured in the impedance matching unit 146 satisfies the relational expression of Vrms = Irms × R. Here, when the chucking of the substrate S is abnormal, a gap is generated between the substrate S and the chuck structure 130 to increase the resistance R, thereby increasing Vrms. Therefore, in the present invention, Vrms is measured in real time, and when Vrms is increased, the Vrms value can be maintained again by decreasing the resistance value of the variable resistance unit VR to increase the DC power applied to the second plasma electrode. . For example, it is checked whether Vrms is increased by comparing Vrms measured before a predetermined time with Vrms currently measured, and the control unit 161 determines whether Vrms measured before a predetermined time and Vrms measured before a predetermined time has a difference of more than a certain amount It is determined that the chucking force is reduced, and the resistance value of the variable resistance unit VR may be decreased to maintain the chamber impedance.

일반적으로, ESC(electrostatic chucking)기능을 사용한 공정 진행 시 기판(S) 상의 박막 두께 누적(박막 스트레스 변화)에 따라 기판의 척킹력(chucking force)이 부족한 경우가 발생할 수 있는데, 이 경우 챔버 내 기판 휨(Wafer warpage) 현상이 변화하여 임피던스가 바뀌고 공정 박막 불량을 야기할 수 있다. 본 발명에서는 ESC 구성 회로 내존재하는 저항의 값을 변경하여 기판에 걸리는DC 전압을 변경할 수 있는 원리를 이용하여 척 구조체(130)와 정전력 전원 공급부(150) 사이에 가변 저항부(VR)를 도입하고 이를 제어할 수 있는 제어부(161)를 도입한다. 이러한 구성을 이용하여, 공정 진행 중에 척킹(chucking) 이상 신호를 감지하여공정 진행 중 지속적으로 척킹력을 일정하게 유지할 수 있도록 한다. In general, when the process using the ESC (electrostatic chucking) function is used, the chucking force of the substrate may be insufficient depending on the accumulation of thin film thickness (thin film stress change) on the substrate S. In this case, the substrate in the chamber As the warpage phenomenon changes, the impedance changes and may cause a defect in the process thin film. In the present invention, a variable resistance unit (VR) is formed between the chuck structure 130 and the electrostatic power supply unit 150 by using the principle of changing the DC voltage applied to the substrate by changing the value of the resistance present in the ESC component circuit. Introduce and introduce a control unit 161 that can control it. By using this configuration, a chucking abnormal signal is detected during the process to continuously maintain a constant chucking force during the process.

도 2는 본 발명의 변형된 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2는 도 1a와 달리, 가스 분사부(120) 및 척 구조체(130) 사이의 플라즈마 분위기를 제어하기 위해, 접지부와 제 2 플라즈마 전극(135) 사이에 연결되되, 제 2 플라즈마 전극(135)으로부터 접지부에 이르는 경로 상의 임피던스를 조절하도록 제 2 플라즈마 전극(135)으로 흐르는 RF 전류를 제어하도록 구성된 조절 회로부(160)를 더 개시한다. 2 is a diagram schematically illustrating a substrate processing apparatus 100 according to a modified embodiment of the present invention. In FIG. 2 , unlike FIG. 1A , in order to control a plasma atmosphere between the gas injection unit 120 and the chuck structure 130 , the second plasma electrode 135 is connected between the ground unit and the second plasma electrode 135 . .

즉, 도 1a는 조절 회로부 없이 가변 저항이 제 2 플라즈마 전극(135)과 DC 필터(155) 사이에 연결된 구조를 개시하며, 도 2는 가변 저항이 제 2 플라즈마 전극(135)과 DC 필터(155) 사이에 연결된 구조에 추가적으로 조절 회로부가 구성된 구조를 개시한다.That is, FIG. 1A shows a structure in which a variable resistor is connected between the second plasma electrode 135 and the DC filter 155 without a control circuit part, and FIG. 2 shows a structure in which a variable resistor is connected between the second plasma electrode 135 and the DC filter 155 . ) discloses a structure in which a control circuit unit is configured in addition to the structure connected between them.

조절 회로부(160)는, 상기 적어도 하나의 RF 전원에 의해서 생성되어 척 구조체(130)를 통해서 흐르는 적어도 하나의 RF 전류를 통과시키기 위한 적어도 하나의 RF 필터를 포함할 수 있다. The control circuit unit 160 may include at least one RF filter for passing at least one RF current generated by the at least one RF power source and flowing through the chuck structure 130 .

조절 회로부(160)는 가스 분사부(120) 및 척 구조체(130) 사이의 플라즈마 분위기를 제어하기 위해서 제 2 플라즈마 전극(135)과 접지부 사이에 연결될 수 있다. 이러한 조절 회로부(160)는 임피던스 매칭부(146)에 의하여 플라즈마 전원 공급부(140)와 공정 챔버(110) 사이에 임피던스 매칭이 된 상태를 전제로 공정 챔버(110)의 측벽 상으로의 RF 전류와, 척 구조체(130) 또는 기판(S) 상으로 RF 전류의 비를 제어하여 기판(S) 상의 플라즈마 특성을 제어하기 위한 것으로서, 플라즈마 전원 공급부(140)와 공정 챔버(110) 사이의 임피던스 매칭을 위한 임피던스 매칭부(146)와는 구분될 수 있다. The control circuit unit 160 may be connected between the second plasma electrode 135 and the ground unit to control a plasma atmosphere between the gas injection unit 120 and the chuck structure 130 . The control circuit unit 160 performs an impedance matching between the plasma power supply unit 140 and the process chamber 110 by the impedance matching unit 146. The RF current on the sidewall of the process chamber 110 and , to control the plasma characteristics on the substrate (S) by controlling the ratio of the RF current to the chuck structure 130 or the substrate (S), impedance matching between the plasma power supply unit 140 and the process chamber 110 It can be distinguished from the impedance matching unit 146 for

아울러, 비교예로, 가스 분사부(120)가 아닌 척 구조체(130)에 RF 전력을 인가하는 경우에는 척 구조체(130)와 하부 RF전원(미도시) 사이의 임피던스 매칭을 위하여 둘 사이에 하부 임피던스 매칭부가 부가되기 때문에, 이러한 하부 임피던스 매칭부와 조절 회로부(160)도 구분될 수 있다.In addition, as a comparative example, when RF power is applied to the chuck structure 130 instead of the gas injection unit 120 , the lower portion between the two for impedance matching between the chuck structure 130 and the lower RF power source (not shown). Since the impedance matching unit is added, the lower impedance matching unit and the adjustment circuit unit 160 may also be distinguished.

도 2에 도시된 본 발명의 변형된 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)에서도 제 2 플라즈마 전극(135)과 정전력 전원 공급부(150) 사이에 연결되는 가변 저항부(VR)를 포함한다. 가변 저항부(VR)는 제 2 플라즈마 전극(135)과 정전력 전원 공급부(150) 사이에 직렬로 연결되되, 척 구조체(130)에 대하여 가변 저항부(VR)와 조절 회로부(160)는 병렬로 연결될 수 있다. 가변 저항부(VR)는 제 2 플라즈마 전극(135)과 DC 필터(155) 사이에 연결될 수 있다. The substrate processing apparatus 100 according to the modified embodiment of the present invention shown in FIG. 2 also includes a variable resistance unit VR connected between the second plasma electrode 135 and the electrostatic power supply unit 150 . . The variable resistance unit VR is connected in series between the second plasma electrode 135 and the electrostatic power supply unit 150 , and the variable resistance unit VR and the control circuit unit 160 are parallel to the chuck structure 130 . can be connected to The variable resistance unit VR may be connected between the second plasma electrode 135 and the DC filter 155 .

정전력 전원 공급부(150)와 척 구조체(130) 사이의 DC 전류는 조절 회로부(160)를 구성하는 커패시터 등에 의하여 조절 회로부(160)로는 거의 흐르지 않는다. 따라서, 정전력 전원 공급부(150)에 의하여 DC 전압(Vset)이 인가될 때 척 구조체(130) 의 저항값(R1)과 제 2 플라즈마 전극(135)과 정전력 전원 공급부(150) 사이의 저항값(R2)에 따라 DC 전압(Vset)은 척 구조체(130)에 걸리는 제 1 전압(V1)과 제 2 플라즈마 전극(135)과 정전력 전원 공급부(150) 사이에 걸리는 제 2 전압(V2)으로 분배된다. DC current between the electrostatic power supply unit 150 and the chuck structure 130 hardly flows to the control circuit unit 160 due to a capacitor constituting the control circuit unit 160 . Therefore, when the DC voltage (V set ) is applied by the electrostatic power supply unit 150 , the resistance value R1 of the chuck structure 130 and the second plasma electrode 135 and the electrostatic power supply unit 150 between the According to the resistance value R2, the DC voltage V set is the first voltage V1 applied to the chuck structure 130 and the second voltage V1 applied between the second plasma electrode 135 and the electrostatic power supply unit 150 ( V2) is distributed.

척 구조체(130)와 가변 저항부(VR)는 DC　전원(152)에 직렬로 연결되므로, Vset = V1 + V2의 관계가 성립한다. 따라서, 정전력 전원 공급부(150)와 척 구조체(130) 사이를 흐르는 DC 전류를 Itotal이라 할 때, 척 구조체(130)와 기판(S) 사이의 접촉면에 인가되는 제 1 전압(V1)은 V1 = (Vset × R1 /(R1 + R2))으로 나타난다. 즉, 가변 저항부(VR)의 저항값(R2)이 낮을수록 기판(S)의 접촉면에 인가되는 제 1 전압(V1)은 증가하게 된다. 제 2 플라즈마 전극(135)과 정전력 전원 공급부(150) 사이의 저항값(R2)을 조절하여, 즉, 가변 저항부(VR)의 저항값(R2)을 조절하여, 제 1 전압(V1)을 제어함으로써 기판(S)과 척 구조체(130) 사이의 척킹력을 조절할 수 있다. Since the chuck structure 130 and the variable resistance unit VR are connected in series to the DC power source 152 , a relationship of V set = V1 + V2 is established. Accordingly, when the DC current flowing between the electrostatic power supply 150 and the chuck structure 130 is I total , the first voltage V1 applied to the contact surface between the chuck structure 130 and the substrate S is V1 = (V set × R1 /(R1 + R2)). That is, as the resistance value R2 of the variable resistance unit VR decreases, the first voltage V1 applied to the contact surface of the substrate S increases. By adjusting the resistance value R2 between the second plasma electrode 135 and the electrostatic power supply unit 150, that is, by adjusting the resistance value R2 of the variable resistance unit VR, the first voltage V1 is By controlling , the chucking force between the substrate S and the chuck structure 130 may be adjusted.

나아가, 기판 처리 장치(100)는, 상기 척 구조체의 정전력 변화에 따라 상기 정전력 전원 공급부로부터 상기 제2 플라즈마 전극으로 공급되는 DC 전력을 가변하도록 상기 가변 저항부의 저항 값을 제어하는 제어부(161)를 더 포함할 수 있다. 제어부(161)는 공정 진행 중에 상기 척킹력을 모니터링한 결과를 반영하여 가변 저항부(VR)의 저항을 실시간으로 조절할 수 있다. 공정 진행 중에 척킹 상태를 일정하게 제어함으로써, 기판(S) 상에 증착되는 박막 특성 변화를 최소화할 수 있다.Furthermore, in the substrate processing apparatus 100 , the control unit 161 controls the resistance value of the variable resistance unit to vary the DC power supplied from the electrostatic power supply unit to the second plasma electrode according to a change in the electrostatic power of the chuck structure. ) may be further included. The controller 161 may adjust the resistance of the variable resistance unit VR in real time by reflecting the result of monitoring the chucking force during the process. By constantly controlling the chucking state during the process, it is possible to minimize the change in properties of the thin film deposited on the substrate S.

일반적으로, ESC(electrostatic chucking)기능을 사용한 공정 진행 시 기판(S) 상의 박막 두께 누적(박막 스트레스 변화)에 따라 기판의 척킹력(chucking force)이 부족한 경우가 발생할 수 있는데, 이 경우 챔버 내 기판 휨(Wafer warpage) 현상이 변화하여 임피던스가 바뀌고 공정 박막 불량을 야기할 수 있다. 본 발명에서는 ESC 구성 회로 내존재하는 저항의 값을 변경하여 기판에 걸리는DC 전압을 변경할 수 있는 원리를 이용하여 척 구조체(130)와 정전력 전원 공급부(150) 사이에 가변 저항부(VR)를 도입하고 이를 제어할 수 있는 제어부(161)를 도입한다. 이러한 구성을 이용하여, 공정 진행 중에 척킹(chucking) 이상 신호를 감지하여, 공정 진행 중 지속적으로 척킹력을 일정하게 유지할 수 있도록 한다. In general, when the process using the ESC (electrostatic chucking) function is used, the chucking force of the substrate may be insufficient depending on the accumulation of thin film thickness (thin film stress change) on the substrate S. In this case, the substrate in the chamber As the warpage phenomenon changes, the impedance changes and may cause a defect in the process thin film. In the present invention, a variable resistance unit (VR) is formed between the chuck structure 130 and the electrostatic power supply unit 150 by using the principle of changing the DC voltage applied to the substrate by changing the value of the resistance present in the ESC component circuit. Introduce and introduce a control unit 161 that can control it. By using this configuration, a chucking abnormal signal is detected during the process to continuously maintain a constant chucking force during the process.

공정 진행 중에 척킹(chucking) 이상 신호를 감지하기 위하여 Vrms를 모니터링한 결과를 도 3에서 예시적으로 도시하였다. 척킹이 정상적으로 진행되는 경우(a)와 척킹이 비정상적으로 진행되는 경우(b)에서, 임피던스 매칭부에 구비된 임피던스 센싱부에서 검지된 Vrms 모니터링 결과를 도시한다. 3 exemplarily shows a result of monitoring Vrms in order to detect a chucking abnormal signal during the process. The Vrms monitoring result detected by the impedance sensing unit provided in the impedance matching unit is shown in the case in which chucking proceeds normally (a) and when the chucking proceeds abnormally (b).

도 3의 (b)와 같이, 측정된 Vrms가 증가된 경우 비정상 척킹임을 감지할 수 있다. 예를 들어, 척킹이 정상적인 경우 챔버 임피던스 센싱부의 Vrms는 일정값을 유지하지만, 척킹이 비정상적인 경우 증가된다. 상기 제 1 플라즈마 전극에서 상기 제 2 플라즈마 전극으로 흐르는 전압 중 반사되어 돌아오는 전압은 웨이퍼가 휘는 경우 증가하기 때문이다. 이러한 점을 반영하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 장치를 구성하는 제어부는, 일정 시간 전에 측정된 Vrms와 현 측정된 Vrms가 일정 이상 차이가 발생하는 경우 척킹력이 감소되었다고 판단하고, 상기 가변 저항부의 저항값을 감소시킴으로써 척킹력을 유지할 수 있다. 즉, 가변 저항부(VR)의 저항값 감소를 통하여 척 구조체(130) 내의 제 2 플라즈마 전극(135)에 걸리는 전압을 상승시켜 기판과 척 구조체 사이의 전위차 증가에 의한 척킹력을 유지시킬 수 있다. As shown in (b) of FIG. 3 , when the measured Vrms is increased, it is possible to detect abnormal chucking. For example, when chucking is normal, Vrms of the chamber impedance sensing unit maintains a constant value, but increases when chucking is abnormal. This is because, among the voltages flowing from the first plasma electrode to the second plasma electrode, the reflected and returned voltage increases when the wafer is bent. Reflecting this point, the control unit constituting the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention determines that the chucking force is reduced when there is a difference between Vrms measured before a predetermined time and Vrms currently measured by more than a predetermined time, The chucking force may be maintained by reducing the resistance value of the variable resistor unit. That is, by increasing the voltage applied to the second plasma electrode 135 in the chuck structure 130 through a decrease in the resistance value of the variable resistance unit VR, the chucking force may be maintained due to an increase in the potential difference between the substrate and the chuck structure. .

도 4는 도 2의 기판 처리 장치에서 플라즈마 전원 인가 시 RF 전류의 흐름을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a flow of RF current when plasma power is applied in the substrate processing apparatus of FIG. 2 .

도 4을 참조하면, 플라즈마 전원 공급부(140)에서 가스 분사부(120)로 RF 전원을 공급하면 임피던스 매칭부(146)를 거쳐서 RF 전력이 공정 챔버(110)로 공급되어 플라즈마 전원 공급부(140)로부터 가스 분사부(120)로 RF 전류(It)가 흐르게 된다. 이 RF 전류(It)는 공정 챔버(110) 내 플라즈마(plasma)를 거쳐서 공정 챔버(110)의 벽면으로 흐르는 RF 전류(Iw)와 공정 챔버(120) 내 플라즈마를 거쳐서 척 구조체(130)로 흐르는 RF 전류(Ic)로 분기될 수 있다.Referring to FIG. 4 , when RF power is supplied from the plasma power supply unit 140 to the gas injection unit 120 , the RF power is supplied to the process chamber 110 through the impedance matching unit 146 to the plasma power supply unit 140 . An RF current It flows from the gas injection unit 120 . The RF current It flows to the chuck structure 130 through the RF current Iw flowing to the wall surface of the process chamber 110 through plasma in the process chamber 110 and plasma in the process chamber 120 . It may be branched into an RF current (Ic).

기판(S)은 척 구조체(130) 상에 안착되어 있기 때문에, 기판(S) 상에 막을 증착하거나 기판(S) 상의 막을 에칭할 때 공정 처리 효율을 높이기 위해서는 기판(S) 상으로 플라즈마 특성, 예컨대 플라즈마 밀도, 균일도, 형상 등을 제어할 필요가 있다. 이를 위해서, 공정 챔버(110)의 벽면으로 흐르는 RF 전류(Iw)와 척 구조체(130)로 흐르는 RF 전류(Ic)의 비를 제어할 필요가 있다. 두 RF 전류(Iw, Ic)의 합은 RF 전류(It)로 일정하기 때문에 RF 전류(Ic)를 조절하기 위해서는 척 구조체(130)에서 접지부로 이어지는 경로 상의 임피던스를 조절할 필요가 있고, 조절 회로부(160)는 이러한 척 구조체(130)로부터 접지부에 이르는 경로 상의 임피던스를 조절하여 척 구조체(130)로 흐르는 RF 전류(Ic)를 제어할 수 있다. Since the substrate S is seated on the chuck structure 130, in order to increase process efficiency when depositing a film on the substrate S or etching a film on the substrate S, the plasma characteristics, For example, it is necessary to control plasma density, uniformity, shape, and the like. To this end, it is necessary to control the ratio of the RF current Iw flowing through the wall of the process chamber 110 to the RF current Ic flowing through the chuck structure 130 . Since the sum of the two RF currents (Iw, Ic) is constant as the RF current (It), in order to control the RF current (Ic), it is necessary to adjust the impedance on the path leading from the chuck structure 130 to the ground, and the control circuit unit ( The 160 may control the RF current Ic flowing into the chuck structure 130 by adjusting the impedance on the path from the chuck structure 130 to the ground.

예를 들어, 공정 챔버(110)의 벽면으로 흐르는 RF 전류(Iw)가 과도하게 커지면 플라즈마가 기판(S)의 주변부로 분산되어 플라즈마 균일도가 나빠져, 기판(S) 상의 증착 막의 균일도가 나빠지거나 또는 에칭 막의 균일도가 나빠질 수 있다. 하지만, 조절 회로부(160)를 통해서 척 구조체(130) 또는 기판(S) 상의 플라즈마 밀도를 높여서 RF 전류(Ic)를 높이면, 막의 증착률이 높아질 수 있다. 따라서, 조절 회로부(160)를 제어하여, 척 구조체(130) 또는 기판(S) 상의 플라즈마 특성을 제어할 수 있다.For example, when the RF current Iw flowing to the wall surface of the process chamber 110 becomes excessively large, the plasma is dispersed to the periphery of the substrate S and the plasma uniformity deteriorates, and the uniformity of the deposited film on the substrate S deteriorates or The uniformity of the etching film may be deteriorated. However, if the RF current Ic is increased by increasing the plasma density on the chuck structure 130 or the substrate S through the control circuit unit 160 , the deposition rate of the film may be increased. Accordingly, by controlling the control circuit unit 160 , plasma characteristics on the chuck structure 130 or the substrate S may be controlled.

도 5는 본 발명의 변형된 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 5는 도 2와 달리, 플라즈마 전원 공급부(140) 내 RF 전원이 복수개인 경우를 도입하였으며, 이에 대응하는 조절 회로부(160)의 구성을 개시하였다. 가변 저항부(VR) 및 제어부(161) 등에 대한 설명은 도 2에서 설명한 것으로 대체한다. 5 is a diagram schematically illustrating a substrate processing apparatus 100 according to another modified embodiment of the present invention. Unlike FIG. 2 , FIG. 5 introduces a case in which a plurality of RF power sources are included in the plasma power supply unit 140 , and the configuration of the control circuit unit 160 corresponding thereto is disclosed. Descriptions of the variable resistance unit VR and the control unit 161 are replaced with those described in FIG. 2 .

플라즈마 전원 공급부(140) 내 RF 전원은 공정 조건에 따른 플라즈마 환경 제어를 위하여 제 1 주파수 대역의 제 1 RF 전원(142) 및 제 1 주파수 대역보다 높은 제 2 주파수 대역의 제 2 RF 전원(144)을 포함할 수 있다. 제 1 RF 전원(142) 및 제 2 RF 전원(144)으로 구성되는 듀얼 주파수 전원은 공정 조건에 따라서 또는 공정 스텝에 따라서 주파수 대역을 달리할 수 있어서 공정을 정밀하게 제어할 수 있는 장점이 있다. 물론, 도 5는 플라즈마 전원 공급부(140)의 전원이 두 개의 RF 전원들(142, 144)인 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것으로서 본 발명의 범위가 이에 제한되지는 않는다.The RF power in the plasma power supply unit 140 is a first RF power source 142 of a first frequency band and a second RF power source 144 of a second frequency band higher than the first frequency band for plasma environment control according to process conditions. may include The dual frequency power supply composed of the first RF power supply 142 and the second RF power supply 144 has an advantage in that the process can be precisely controlled because the frequency band can be varied according to process conditions or process steps. Of course, although FIG. 5 shows that the power of the plasma power supply 140 is two RF power supplies 142 and 144, this is exemplary and the scope of the present invention is not limited thereto.

이러한 플라즈마 전원 공급부(140)의 일 예에서, 제 1 RF 전원(142)은 제 1 주파수 대역이 적어도 570 kHz를 포함하는 저주파(low frequency, LF) 전원이고, 제 2 RF 전원(144)은 제 2 주파수 대역이 적어도 27.12 MHz를 포함하는 고주파(high frequency, HF) 전원일 수 있다. 고주파(HF) 전원은 5 MHz 내지 60 MHz 범위, 선택적으로 13.56 MHz 내지 27.12 MHz의 주파수 범위의 RF 전원일 수 있다. 저주파(LF) 전원은 100 kHz 내지 5 MHz, 선택적으로 300 kHz 내지 600 kHz 의 주파수 범위의 RF 전원일 수 있다. 일 실시예에서, 제 2 주파수 대역은 13.56 MHz 내지 27.12 MHz 의 주파수 범위를 가지며, 제 1 주파수 대역은 300 kHz 내지 600 kHz 의 주파수 범위를 가질 수 있다.In one example of the plasma power supply 140 , the first RF power source 142 is a low frequency (LF) power having a first frequency band including at least 570 kHz, and the second RF power source 144 is a second 2 may be a high frequency (HF) power source including at least 27.12 MHz in the frequency band. The high frequency (HF) power supply may be an RF power source in the frequency range of 5 MHz to 60 MHz, optionally 13.56 MHz to 27.12 MHz. The low frequency (LF) power supply may be an RF power supply in the frequency range of 100 kHz to 5 MHz, optionally 300 kHz to 600 kHz. In an embodiment, the second frequency band may have a frequency range of 13.56 MHz to 27.12 MHz, and the first frequency band may have a frequency range of 300 kHz to 600 kHz.

이러한 플라즈마 전원 공급부(140)에 대응하는 조절 회로부(160)를 이하에서 설명한다. The control circuit unit 160 corresponding to the plasma power supply unit 140 will be described below.

도 6은 도 5의 기판처리장치에서 조절 회로부의 구성의 일 예를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 7은 도 5의 조절 회로부의 일 예를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 8은 도 5의 기판처리장치에서 조절 회로부의 구성의 변형된 일 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.FIG. 6 is a diagram schematically showing an example of the configuration of a control circuit unit in the substrate processing apparatus of FIG. 5 , FIG. 7 is a diagram schematically showing an example of the control circuit unit of FIG. 5 , and FIG. 8 is the substrate processing of FIG. It is a diagram schematically showing a modified example of the configuration of the control circuit unit in the device.

도 6를 참조하면, 조절 회로부(160)는 RF 필터(162)와 DC 차단 소자(168)를 포함할 수 있다. 플라즈마 전원 공급부(140) 내 전원이 제 1 RF 전원(142)과 제 2 RF 전원(144)을 포함하는 경우, RF 필터(162)는 적어도 제 1 주파수 대역의 제 1 RF 전류(I1)를 통과시키기 위한 제 1 RF 필터(166)와 적어도 제 2 주파수 대역의 제 2 RF 전류(I2)를 통과시키기 위한 제 2 RF 필터(164)를 포함할 수 있다. RF 전류에는 제 1 주파수 대역과 제 2 주파수 대역의 RF 전류 외에 고조파(harmonics) 성분의 RF 전류가 포함될 수 있으므로, 제 1 RF 필터(162) 또는 제 2 RF 필터(164)는 제 1 주파수 대역과 제 2 주파수 대역 외에 이러한 고조파 성분의 RF 전류를 통과시킬 필요가 있다.Referring to FIG. 6 , the control circuit unit 160 may include an RF filter 162 and a DC blocking element 168 . When the power in the plasma power supply unit 140 includes the first RF power source 142 and the second RF power source 144 , the RF filter 162 passes at least the first RF current I1 of the first frequency band. It may include a first RF filter 166 for passing and a second RF filter 164 for passing the second RF current I2 of at least the second frequency band. Since the RF current may include an RF current of a harmonic component in addition to the RF current of the first frequency band and the second frequency band, the first RF filter 162 or the second RF filter 164 is connected to the first frequency band and the second frequency band. It is necessary to pass RF currents of these harmonic components outside the second frequency band.

제 1 RF 필터(166)가 제 1 주파수 대역(저주파, LF)의 RF 전류를 통과시키는 경우, DC 차단 소자(168)는 제 1 RF 필터(166)로 DC 전류가 흐르는 것을 차단하도록 노드(n1)와 제 1 RF 필터(166) 사이에 직렬 연결될 수 있다. 제 2 RF 필터(164)가 제 2 주파수 대역(고주파, HF)의 RF 전류를 통과시키고 저주파 대역을 차단하도록 구성되는 경우, 제 2 RF 필터(164)가 DC 전류를 차단할 수 있어서 제 2 RF 필터(164)에는 별도로 DC 차단 소자의 연결을 생략할 수 있다. 이 경우, 제 2 RF 필터(164)가 DC 차단 소자를 내재하는 것으로 해석할 수도 있다.When the first RF filter 166 passes the RF current of the first frequency band (low frequency, LF), the DC blocking element 168 blocks the DC current from flowing to the first RF filter 166 at the node n1 ) and the first RF filter 166 may be connected in series. When the second RF filter 164 is configured to pass the RF current of the second frequency band (high frequency, HF) and block the low frequency band, the second RF filter 164 can block the DC current so that the second RF filter At 164, the connection of the DC blocking element may be omitted separately. In this case, it may be interpreted that the second RF filter 164 includes a DC blocking element.

예를 들어, 제 1 RF 필터(166)는 제 1 주파수 대역(저주파, LF)과 고조파 성분의 제 1 RF 전류(I1)를 통과시키는 대역 저지 필터(band rejection filter, BRF)를 포함하고, 제 2 RF 필터(164)는 제 2 주파수 대역(고주파, HF)의 제 2 RF 전류(I2)를 통과시키면서 DC 전류를 차단하는 대역 통과 필터(band pass filter, BPF)를 포함할 수 있다. 이러한 대역 저지 필터(BRF)는 특정 밴드 만을 저지하고 나머지 성분을 모두 통과시킨 다는 점에서 노치 필터(notch filter)로 불릴 수도 있다. 예를 들어, 제 1 RF 필터는 제 2 주파수 대역(HF)은 저지하고 나머지를 통과시키는 대역 저지 필터로 구성될 수 있다. 한편, 제 1 RF 필터(166)는 제 2 주파수 대역(HF)보다 낮은 주파수 대역과 제 2 주파수 대역(HF)보다 높은 대역을 통과시킨 다는 점에서 이중 대역 통과 필터로 불릴 수도 있다.For example, the first RF filter 166 includes a band rejection filter (BRF) for passing the first frequency band (low frequency, LF) and the first RF current I1 of the harmonic component, 2 RF filter 164 may include a band pass filter (band pass filter, BPF) for blocking the DC current while passing the second RF current (I2) of the second frequency band (high frequency, HF). Such a band stop filter (BRF) may be called a notch filter in that it blocks only a specific band and passes all other components. For example, the first RF filter may be configured as a band rejection filter that rejects the second frequency band (HF) and passes the rest. Meanwhile, the first RF filter 166 may be referred to as a dual band pass filter in that it passes a frequency band lower than the second frequency band HF and a band higher than the second frequency band HF.

도 7을 참조하면, DC 차단 소자(168)는 차단 커패시터로서 제 1 커패시터(C1)를 포함하고, 제 1 RF 필터(166)는 적어도 서로 병렬로 연결된 제 1 인덕터(L1) 및 제 2 커패시터(C2)를 포함할수 있다. 나아가, 제 1 RF 필터(166)는 제 1 인덕터(L1) 및 제 2 커패시터(C2)의 병렬 연결 구조와 접지부 사이에 직렬 연결된 제 4 커패시터(C4)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 인덕터(L1) 및 제 2 커패시터(C2)의 병렬 연결 구조는 제 1 커패시터(C1)와 직렬 접속될 수 있다.Referring to FIG. 7 , the DC blocking element 168 includes a first capacitor C1 as a blocking capacitor, and the first RF filter 166 includes at least a first inductor L1 and a second capacitor connected in parallel to each other ( C2) may be included. Furthermore, the first RF filter 166 may further include a fourth capacitor C4 connected in series between the parallel connection structure of the first inductor L1 and the second capacitor C2 and the ground. For example, the parallel connection structure of the first inductor L1 and the second capacitor C2 may be connected in series with the first capacitor C1.

제 1 RF 필터(166)에 있어서, 제 2 주파수 대역(HF)보다 낮은 RF 전류(I11)는 제 1 인덕터(L1)를 통해서 접지부로 흐르고, 제 2 주파수 대역(HF)보다 높은 고조파 성분의 RF 전류(I12)는 제 2 커패시터(C2) 및 제 4 커패시터(C4)를 통해서 접지부로 흐를 수 있다.In the first RF filter 166, the RF current I11 lower than the second frequency band HF flows to the ground through the first inductor L1, and the RF of the harmonic component higher than the second frequency band HF. The current I12 may flow to the ground through the second capacitor C2 and the fourth capacitor C4 .

제 2 RF 필터(164)는 서로 직렬로 연결된 제 2 인덕터(L2) 및 제 3 커패시터(C3)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 인덕터(L2)는 노드(n1)에 접속되고, 제 3 커패시터(C3)는 제 2 인덕터(L2)와 접지부 사이에 직렬 접속될 수 있다. 제 2 RF 필터(164)는 제 2 주파수 대역(HF)의 제 2 RF 전류(I2)가 통과되도록 구성될 수 있다.The second RF filter 164 may include a second inductor L2 and a third capacitor C3 connected in series with each other. For example, the second inductor L2 may be connected to the node n1 , and the third capacitor C3 may be connected in series between the second inductor L2 and the ground. The second RF filter 164 may be configured to pass the second RF current I2 of the second frequency band HF.

따라서, 전술한 실시에에 따르면, 고주파 전원과 저주파 전원의 듀얼 RF 전원에 대응하여, 조절 회로부(160) 내에 듀얼 RF 필터 구조를 구성하여, 공정 특성을 더욱 정밀하게 제어할 수 있다.Therefore, according to the above-described embodiment, in response to the dual RF power of the high-frequency power and the low-frequency power, the dual RF filter structure is configured in the control circuit unit 160 to more precisely control the process characteristics.

일 실시예에서, 제 3 커패시터(C3)는 제 2 RF 필터(164)의 임피던스를 조절할 수 있도록 가변 커패시터로 제공될 수도 있다. 부가적인 실시예에서, 제 2 RF 필터(164)로 흐르는 제 2 RF 전류(I2)의 양을 검출하기 위한 센서가 조절 회로부(160)에 더 부가될 수도 있다. 이 경우, 센서를 이용하여 제 2 RF 전류(I2)를 검출하고, 그 검출된 값을 기반으로 제 2 RF 전류(I2)가 원하는 값이 되도록 제 3 커패시터(C3)의 커패시턴스를 조절할 수도 있다.In an embodiment, the third capacitor C3 may be provided as a variable capacitor to adjust the impedance of the second RF filter 164 . In an additional embodiment, a sensor for detecting the amount of the second RF current I2 flowing to the second RF filter 164 may be further added to the control circuit unit 160 . In this case, the second RF current I2 may be detected using a sensor, and the capacitance of the third capacitor C3 may be adjusted so that the second RF current I2 has a desired value based on the detected value.

나아가, 증착 또는 에칭 공정 완료 후 기판(S) 상의 막 특성, 예컨대 프로파일, 균일도 등을 측정하여, 측정 결과에 따라서 원하는 막 특성을 얻도록 제 3 커패시터(C3)의 커패시턴스를 조절할 수도 있다.Furthermore, after completion of the deposition or etching process, film characteristics on the substrate S, for example, profile, uniformity, etc. may be measured, and the capacitance of the third capacitor C3 may be adjusted to obtain desired film characteristics according to the measurement result.

도 8을 참조하면, 상기 제 3 커패시터(C3)는 제 2 RF 필터(164)의 임피던스를 가변적으로 조절할 수 있도록 가변 커패시턴스일 수 있다. 가변 커패시터를 사용하는 경우, 커패시터(C3)가 고정된 값을 가지는 경우와 달리, 커패시턴스 resolution 확보가 용이하고 세밀한 공정 조절이 가능하여 공정변화에 유연하게 대처 가능하다.Referring to FIG. 8 , the third capacitor C3 may be a variable capacitance to variably adjust the impedance of the second RF filter 164 . When a variable capacitor is used, unlike the case where the capacitor C3 has a fixed value, it is easy to secure capacitance resolution and fine process control is possible, so that it is possible to flexibly cope with process changes.

조절 회로부(160)는 제 2 RF 필터(164)로 흐르는 제 2 RF 전류의 양 또는 제 2 RF 필터(164)에 인가되는 전압의 크기를 검출하기 위한 센서(165) 및 센서(165)에서 검출된 값(V, I)을 기반으로 입출력단자(163)를 통하여 상기 가변 커패시턴스(C3)의 값을 설정할 수 있는 제어부(161)를 더 구비할 수 있다. 제어부(161)는 공정 상태 변화 시 대응이 가능하도록 센서(165)에 검출된 값을 기반으로 룩업 테이블(LOOKUP TABLE) 데이터를 이용하여 상기 가변 커패시터(C3)의 값을 설정할 수 있다. The control circuit unit 160 is detected by the sensor 165 and the sensor 165 for detecting the amount of the second RF current flowing to the second RF filter 164 or the magnitude of the voltage applied to the second RF filter 164 . A control unit 161 capable of setting the value of the variable capacitance C3 through the input/output terminal 163 based on the values V and I may be further provided. The controller 161 may set the value of the variable capacitor C3 by using lookup table data based on the value detected by the sensor 165 so as to be able to respond to a change in the process state.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, which are merely exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (8)

내부에 박막을 처리하기 위한 처리 공간을 한정하는 공정 챔버;
상기 공정 챔버에 설치되고, 상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 분사부;
상기 공정 챔버 내부로 플라즈마 분위기를 형성하기 위하여 제 1 플라즈마 전극인 상기 가스 분사부에 적어도 하나의 RF 전력을 인가하도록 적어도 하나의 RF 전원을 포함하는 플라즈마 전원 공급부;
상기 가스 분사부와 대향 설치되는 제 2 플라즈마 전극을 포함하여 구성되되, 기판이 실장될 수 있는, 척(chuck) 구조체;
상기 제 2 플라즈마 전극에 DC 전력을 공급하도록 DC 전원을 포함하는 정전력 전원 공급부;
상기 적어도 하나의 RF 전원과 상기 공정 챔버 사이의 임피던스 매칭을 위하여, 상기 플라즈마 전원 공급부 및 상기 가스 분사부 사이에 연결되는 임피던스 매칭부;
상기 제 2 플라즈마 전극과 상기 정전력 전원 공급부 사이에 연결되는 가변 저항부; 및
상기 척 구조체의 정전력 변화에 따라 상기 정전력 전원 공급부로부터 상기 제 2 플라즈마 전극으로 공급되는 DC 전력을 가변하도록 상기 가변 저항부의 저항값을 제어하는 제어부; 를 포함하고,
상기 임피던스 매칭부는 상기 공정 챔버의 Vrms를 측정하는 센싱부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 센싱부로부터 측정된 Vrms 값에 따라 상기 가변 저항부의 저항값을 조절하는 것을 특징으로 하는,
기판 처리 장치.a process chamber defining a processing space for processing the thin film therein;
a gas injection unit installed in the process chamber and configured to supply a process gas to the processing space;
a plasma power supply unit including at least one RF power supply to apply at least one RF power to the gas injection unit, which is a first plasma electrode, to form a plasma atmosphere inside the process chamber;
a chuck structure including a second plasma electrode installed opposite to the gas injection unit, on which a substrate can be mounted;
an electrostatic power supply including a DC power supply to supply DC power to the second plasma electrode;
an impedance matching unit connected between the plasma power supply unit and the gas injection unit for impedance matching between the at least one RF power source and the process chamber;
a variable resistance unit connected between the second plasma electrode and the electrostatic power supply unit; and
a control unit controlling a resistance value of the variable resistor to vary the DC power supplied from the electrostatic power supply unit to the second plasma electrode according to a change in the electrostatic power of the chuck structure; including,
The impedance matching unit includes a sensing unit for measuring Vrms of the process chamber,
wherein the control unit adjusts the resistance value of the variable resistance unit according to the Vrms value measured by the sensing unit,
substrate processing equipment. 제 1 항에 있어서,
상기 가변 저항부는 상기 제 2 플라즈마 전극과 상기 정전력 전원 공급부 사이에 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는,
기판 처리 장치.The method of claim 1,
The variable resistance unit is characterized in that it is connected in series between the second plasma electrode and the electrostatic power supply unit,
substrate processing equipment. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 실시간으로 측정되는 Vrms 값이 기 측정된 Vrms 값 보다 클 경우, 상기 제 2 플라즈마 전극으로 인가되는 DC 전력을 증가시키도록 상기 가변 저항부의 저항값을 감소시키는 것을 특징으로 하는,
기판 처리 장치.The method of claim 1,
Wherein the control unit reduces the resistance value of the variable resistance unit to increase the DC power applied to the second plasma electrode when the Vrms value measured in real time is greater than the previously measured Vrms value,
substrate processing equipment. 제 4 항에 있어서,
상기 가스 분사부 및 상기 척 구조체 사이의 플라즈마 분위기를 제어하기 위해, 접지부와 상기 제 2 플라즈마 전극 사이에 연결되되, 상기 제 2 플라즈마 전극으로부터 접지부에 이르는 경로 상의 임피던스를 조절하도록 상기 제 2 플라즈마 전극으로 흐르는 RF 전류를 제어하도록 구성된 조절 회로부; 를 더 포함하는,
기판 처리 장치. 5. The method of claim 4,
In order to control a plasma atmosphere between the gas injection unit and the chuck structure, the second plasma is connected between the ground unit and the second plasma electrode, and to adjust an impedance on a path from the second plasma electrode to the ground unit. regulating circuitry configured to control the RF current flowing to the electrode; further comprising,
substrate processing equipment. 제 5 항에 있어서,
상기 조절 회로부는, 상기 적어도 하나의 RF 전원에 의해서 생성되어 상기 척 구조체를 통해서 흐르는 적어도 하나의 RF 전류를 통과시키기 위한 적어도 하나의 RF 필터를 포함하는,
기판 처리 장치. 6. The method of claim 5,
wherein the conditioning circuitry includes at least one RF filter for passing at least one RF current generated by the at least one RF power source and flowing through the chuck structure;
substrate processing equipment. 제 5 항에 있어서,
상기 척 구조체에 대하여 상기 가변 저항부와 상기 조절 회로부는 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는,
기판 처리 장치.6. The method of claim 5,
The variable resistance unit and the control circuit unit are connected in parallel with respect to the chuck structure,
substrate processing equipment. 제 6 항에 있어서,
상기 조절 회로부는 DC 전류를 차단할 수 있는 DC 차단 소자를 더 포함하며,
상기 정전력 전원 공급부는 RF 전류는 차단하면서 DC 전류는 통과시키도록 구성된 DC 필터를 더 포함하는,
기판 처리 장치.7. The method of claim 6,
The control circuit unit further comprises a DC blocking element capable of blocking the DC current,
The constant power power supply further comprises a DC filter configured to pass the DC current while blocking the RF current,
substrate processing equipment.
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