KR102568804B1 - Support unit and apparatus for treating a substrate with the support unit - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 내부에 처리공간을 가지는 챔버와 상기 챔버 내에 위치하며 기판을 지지 하는 지지 유닛과 상기 처리공간으로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과 그리고 상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되 상기 지지 유닛은 기판을 지지하는 지지 플레이트와 상기 지지 플레이트의 가장 자리 영역에 위치하는 링부재와 상기 처리공간에 공급되는 상기 플라즈마 중 기판의 가장자리 영역과 상기 링부재의 상부에 이온 및 라디칼이 기판에 도달하는 틸팅각도를 조절하는 조절 부재와 그리고 상기 조절 부재를 제어하는 제어기를 포함하는 기판 처리 장치를 포함한다.The present invention relates to a support unit and a substrate processing apparatus including the support unit. According to an embodiment of the present invention, a chamber having a processing space therein, a support unit located in the chamber and supporting a substrate, a gas supply unit supplying gas to the processing space, and a plasma generating plasma from the gas The support unit including a source includes a support plate supporting a substrate, a ring member positioned at an edge area of the support plate, and ions and A substrate processing apparatus including an adjustment member for adjusting a tilting angle at which radicals reach a substrate and a controller for controlling the adjustment member.

Description

지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치{SUPPORT UNIT AND APPARATUS FOR TREATING A SUBSTRATE WITH THE SUPPORT UNIT}Support unit and substrate processing apparatus including the same {SUPPORT UNIT AND APPARATUS FOR TREATING A SUBSTRATE WITH THE SUPPORT UNIT}

본 발명은 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a support unit and a substrate processing apparatus including the support unit.

플라즈마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성되며, 이온이나 전자, 라디칼등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말한다. 반도체 소자 제조 공정은 플라즈마를 사용하여 식각 공정을 수행한다. 식각 공정은 플라즈마에 함유된 이온 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다.Plasma is generated by a very high temperature, strong electric field or RF Electromagnetic Fields, and refers to an ionized gas state composed of ions, electrons, and radicals. In a semiconductor device manufacturing process, an etching process is performed using plasma. The etching process is performed by colliding ion particles contained in the plasma with the substrate.

한편, 기판을 처리하는 공정 챔버 내부에는 기판이 놓이는 지지 유닛이 제공된다. 일반적으로 지지 유닛의 가장 자리 영역에는 포커스링 등이 제공된다. 포커스링은 공정이 진행 될수록 그 상부면이 상부면의 높이가 낮아진다. Meanwhile, a support unit on which a substrate is placed is provided inside a process chamber for processing a substrate. In general, a focus ring or the like is provided on an edge area of the support unit. As the process progresses, the height of the upper surface of the focus ring decreases.

포커스 링이 식각 되기 전 초기에는 기판의 가장 자리 영역 상부에 플라즈마 밀도는 높게 형성된다. 그러나, 포커스 링의 상부면의 높이가 낮아짐에 따라 기판의 가장자리 영역에 플라즈마 밀도가 낮게 형성된다. Prior to the etching of the focus ring, a high plasma density is initially formed on the edge region of the substrate. However, as the height of the top surface of the focus ring decreases, a low plasma density is formed in the edge region of the substrate.

도 1은 포커스 링이 식각되는 정도에 따라 기판의 상부에 형성되는 플라즈마 쉬스 영역을 보여주는 도면이다. 초기에 플라즈마 밀도는 기판의 가장 자리 영역 상부에 높은 밀도로 형성되어 있다. 이는 기판의 가장자리 및 포커스 링이 제공된 상부 영역에서 이온 및 라디칼의 밀도가 높다. 이에 따라 초기 틸팅 각도는 기판의 중앙에서 가장 자리 영역을 향하는 방향이다. 그러나 포커스 링의 상부면이 높이가 낮아지면, 기판의 가장자리 및 포커스 링이 제공된 상부 영역에서 이온 및 라디칼의 밀도가 낮게 나타난다. 이에 따라, 틸팅각도는 기판의 가장자리 영역에서 중앙영역을 향하는 방향으로 점진적으로 변한다. 이러한 틸팅 각도의 변화는 기판들 간의의 가장자리 영역에 식각률을 변화시키는 원인이 된다.1 is a view showing a plasma sheath region formed on an upper portion of a substrate according to an etched degree of a focus ring. Initially, the plasma density is formed at a high density above the edge region of the substrate. It has a high density of ions and radicals at the edge of the substrate and in the upper region where the focus ring is provided. Accordingly, the initial tilting angle is a direction from the center of the substrate toward the edge area. However, when the height of the upper surface of the focus ring is lowered, the density of ions and radicals appears low in the edge of the substrate and the upper region where the focus ring is provided. Accordingly, the tilting angle gradually changes from the edge region of the substrate toward the central region. The change in the tilting angle causes the etching rate to change in the edge region between the substrates.

본 발명은 기판 처리 공정에 효율을 향상 시킬 수 있는 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a support unit capable of improving the efficiency of a substrate processing process and a substrate processing apparatus including the same.

또한, 본 발명은 플라즈마를 이용한 기판 처리 공정에서 기판의 가장 자리 영역에 식각률을 향상 시킬 수 있는 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하기 위한것이다.In addition, the present invention is to provide a support unit capable of improving the etching rate of the edge region of a substrate in a substrate processing process using plasma, and a substrate processing apparatus including the same.

또한, 본 발명은 플라즈마를 이용한 기판 처리 공정에 기판들간의 가장자리 영역에서의 식각율을 균일하게 제공하기 위한 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다. In addition, the present invention is to provide a support unit for uniformly providing an etching rate at an edge region between substrates in a substrate processing process using plasma, and a substrate processing apparatus including the same.

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. The present invention provides an apparatus for processing a substrate.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 기판 처리 장치는 내부에 처리공간을 가지는 챔버; 상기 챔버 내에 위치하며 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 처리공간으로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 그리고 상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되 상기 지지 유닛은 기판을 지지하는 지지 플레이트; 상기 지지 플레이트의 가장 자리 영역에 위치하는 링부재; 상기 처리공간에 공급되는 상기 플라즈마 중 기판의 가장자리 영역과 상기 링부재의 상부에 이온 및 라디칼이 기판에 도달하는 틸팅각도를 조절하는 조절 부재; 그리고 상기 조절 부재를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the substrate processing apparatus includes a chamber having a processing space therein; a support unit located in the chamber and supporting a substrate; a gas supply unit supplying gas to the processing space; and a plasma source generating plasma from the gas, wherein the support unit includes a support plate supporting a substrate; a ring member positioned at an edge region of the support plate; an adjusting member for controlling a tilting angle at which ions and radicals reach the substrate at an edge of the substrate and an upper portion of the ring member among the plasma supplied to the processing space; And it may include a controller for controlling the adjusting member.

일 실시 예에 의하면, 상기 조절 부재는 상기 링부재의 온도를 조절하는 온도 조절 부재를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the control member may include a temperature control member for adjusting the temperature of the ring member.

일 실시 예에 의하면, 상기 온도 조절 부재는 상기 링부재를 가열하는 히터를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the temperature control member may include a heater for heating the ring member.

일 실시 예에 의하면, 상기 온도 조절 부재는 상기 링부재를 냉각시키는 냉각 유로를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the temperature control member may include a cooling passage for cooling the ring member.

일 실시 예에 의하면, 상기 조절 부재는 상기 링부재에 전력을 인가하는 전력 인가 부재를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the adjusting member may include a power applying member for applying power to the ring member.

일 실시 예에 의하면, 기판 처리 장치는 상기 지지 유닛의 상면에 위치하며, 전극으로 제공되는 샤워헤드 유닛을 포함하되 상기 샤워헤드 유닛은 상기 지지 유닛의 상부에 위치하는 샤워 헤드; 상기 샤워 헤드를 감싸며 제공되는 절연판을 포함하고 상기 절연판은 상부에서 바라 볼 때, 상기 링부재와 중첩되게 위치할 수 있다. According to one embodiment, the substrate processing apparatus is located on the upper surface of the support unit and includes a shower head unit provided as an electrode, wherein the shower head unit includes a shower head located above the support unit; An insulating plate provided to surround the shower head may be included, and the insulating plate may overlap the ring member when viewed from above.

일 실시 예에 의하면, 상기 지지 유닛은 정적척으로 제공될 수 있다. According to one embodiment, the support unit may be provided as a static chuck.

일 실시 예에 의하면, 상기 제어기는 상기 링부재의 높이가 제1높이일 때 상기 링부재를 제1온도로 유지하고, 상기 링부재의 높이가 상기 제1높이와 상이한 제2높이일 때, 상기 링부재를 제2온도로 유지하도록 상기 조절 부재를 제어할 수 있다. According to one embodiment, the controller maintains the ring member at a first temperature when the height of the ring member is a first height, and when the height of the ring member is a second height different from the first height, the The adjustment member may be controlled to maintain the ring member at the second temperature.

일 실시 예에 의하면, 상기 제1높이는 상기 제2높이보다 높으며 상기 제1온도는 상기 제2온도보다 낮은 온도일 수 있다. According to an embodiment, the first height may be higher than the second height, and the first temperature may be lower than the second temperature.

본 발명은 기판을 지지하는 유닛을 제공한다. The present invention provides a unit for supporting a substrate.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 상기 지지 유닛은 기판을 지지하는 지지 플레이트; 상기 지지 플레이트의 가장 자리 영역에 위치하는 링부재; 상기 처리공간에 공급되는 상기 플라즈마 중 기판의 가장자리 영역과 상기 링부재의 상부에 이온 및 라디칼이 기판에 도달하는 틸팅각도를 조절하는 조절 부재; 그리고 상기 조절 부재를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the support unit includes a support plate for supporting a substrate; a ring member positioned at an edge region of the support plate; an adjusting member for controlling a tilting angle at which ions and radicals reach the substrate at an edge of the substrate and an upper portion of the ring member among the plasma supplied to the processing space; And it may include a controller for controlling the adjusting member.

일 실시 예에 의하면, 상기 조절 부재는 상기 링부재의 온도를 조절하는 온도 조절 부재를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the control member may include a temperature control member for adjusting the temperature of the ring member.

일 실시 예에 의하면, 상기 온도 조절 부재는 상기 링부재를 가열하는 히터를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the temperature control member may include a heater for heating the ring member.

일 실시 예에 의하면, 상기 온도 조절 부재는 상기 링부재를 냉각시키는 냉각 유로를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the temperature control member may include a cooling passage for cooling the ring member.

일 실시 예에 의하면, 상기 조절 부재는 상기 링부재에 전력을 인가하는 전력 인가 부재를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the adjusting member may include a power applying member for applying power to the ring member.

일 실시 예에 의하면, 상기 지지 유닛은 정적척으로 제공될 수 있다.According to one embodiment, the support unit may be provided as a static chuck.

일 실시 예에 의하면, 상기 제어기는 상기 링부재의 높이가 제1높이일 때, 상기 링부재에 제1주파수 또는 제1전력으로 인가하고 상기 링부재의 높이가 상기 제1높이와 상이한 제2높이 일 때 상기 링부재에 상기 제1주파수와 상이한 제2주파수 또는 상기 제1전력과 상이한 제2전력을 인가하도록 상기 조절 부재를 제어할 수 있다. According to one embodiment, the controller applies a first frequency or a first power to the ring member when the height of the ring member is the first height, and the height of the ring member is a second height different from the first height. When it is possible to control the adjusting member to apply a second frequency different from the first frequency or a second power different from the first power to the ring member.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판의 가장자리 영역 상부에 플라즈마 밀도를 조절하는 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하여 기판 처리 공정에 효율을 향상 시킬 수 있다. According to an embodiment of the present invention, efficiency of a substrate processing process may be improved by providing a support unit for controlling a plasma density on an upper portion of an edge region of a substrate and a substrate processing apparatus including the support unit.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판의 가장자리 영역 상부에 플라즈마 밀도를 조절하는 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 기판의 가장자리 영역에 기판의 식각률을 향상시킬 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, the support unit for controlling the plasma density on the upper edge of the substrate and the substrate processing apparatus including the support unit can improve the etching rate of the substrate at the edge of the substrate.

도 1은 포커스 링이 식각되는 정도에 따른 기판의 상부 영역에 플라즈마 쉬스 영역과 틸팅 각도를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 3 내지 도 6은 도 1의 조절 부재의 다른 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 7과 도 8은 링부재의 식각되는 정도에 따라 온도 조절하여 틸팅각도를 조절하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 9와 도 10은 링부재의 식각되는 정도에 따라 알에프 주파수를 조절하여 틸팅각도를 조절하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 1 is a view showing a plasma sheath area and a tilting angle in an upper area of a substrate according to an etched degree of a focus ring.
2 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 to 6 are views showing other embodiments of the adjusting member of FIG. 1 .
7 and 8 are views schematically showing how the tilting angle is adjusted by adjusting the temperature according to the degree of etching of the ring member.
9 and 10 are diagrams schematically showing how the tilting angle is adjusted by adjusting the RF frequency according to the degree of etching of the ring member.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following examples. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes of elements in the figures are exaggerated to emphasize clearer description.

본 발명의 실시예에서는 플라즈마를 이용하여 기판을 식각하는 기판처리장치 에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 챔버 내에 플라즈마를 공급하여 공정을 수행하는 다양한 종류의 장치에 적용 가능하다.In an embodiment of the present invention, a substrate processing apparatus for etching a substrate using plasma will be described. However, the present invention is not limited thereto and can be applied to various types of devices that perform a process by supplying plasma into a chamber.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 이하, 도 2을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리한다. 기판 처리 장치(10)는 챔버(100), 지지 유닛(200), 샤워 헤드 유닛(300), 가스 공급 유닛(400), 플라즈마 소스, 라이너 유닛(500), 그리고 베플 유닛(600)을 포함한다.2 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, referring to FIG. 2 , the substrate processing apparatus 10 processes a substrate W using plasma. The substrate processing apparatus 10 includes a chamber 100, a support unit 200, a shower head unit 300, a gas supply unit 400, a plasma source, a liner unit 500, and a baffle unit 600. .

챔버(100)는 내부에 기판 처리 공정이 수행되는 처리 공간을 제공한다. 챔버(100)는 내부의 처리 공간을 가진다. 챔버(100)는 밀폐된 형상으로 제공된다. 챔버(100)는 금속 재질로 제공된다. 일 예로 챔버(100)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 챔버(100)는 접지될 수 있다. 챔버(100)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성된다. 배기홀(102)은 배기 라인(151)과 연결된다. 배기 라인(151)은 펌프(미도시)와 연결된다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 챔버(100)의 내부 공간에 머무르는 가스는 배기 라인(151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 챔버(100)의 내부는 소정 압력으로 감압된다. The chamber 100 provides a processing space in which a substrate processing process is performed. The chamber 100 has an internal processing space. The chamber 100 is provided in a closed shape. The chamber 100 is made of a metal material. For example, the chamber 100 may be made of aluminum. Chamber 100 may be grounded. An exhaust hole 102 is formed on the bottom surface of the chamber 100 . The exhaust hole 102 is connected to the exhaust line 151 . The exhaust line 151 is connected to a pump (not shown). Reaction by-products generated during the process and gas remaining in the internal space of the chamber 100 may be discharged to the outside through the exhaust line 151 . The inside of the chamber 100 is depressurized to a predetermined pressure by the exhausting process.

챔버(100)의 벽에는 히터(150)가 제공된다. 히터(150)는 챔버(100)의 벽을 가열한다. 히터(150)는 가열 전원(미도시)과 전기적으로 연결된다. 히터(150)는 가열 전원(미도시)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 히터(150)에서 발생된 열은 내부 공간으로 전달된다. 히터(150)에서 발생된 열에 의해서 처리공간은 소정 온도로 유지된다. 히터(150)는 코일 형상의 열선으로 제공된다. 히터(150)는 챔버(100)의 벽에 복수개 제공될 수 있다. A heater 150 is provided on the wall of the chamber 100 . The heater 150 heats the walls of the chamber 100 . The heater 150 is electrically connected to a heating power source (not shown). The heater 150 generates heat by resisting a current applied from a heating power source (not shown). Heat generated by the heater 150 is transferred to the inner space. The treatment space is maintained at a predetermined temperature by the heat generated by the heater 150 . The heater 150 is provided as a coil-shaped hot wire. A plurality of heaters 150 may be provided on the wall of the chamber 100 .

챔버(100)의 내부에는 지지 유닛(200)이 위치한다. 지지 유닛(200)은 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(200)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척을 포함한다. 이와 달리, 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 지지 유닛(200)이 정전 척인 경우에 대하여 설명한다.The support unit 200 is located inside the chamber 100 . The support unit 200 supports the substrate (W). The support unit 200 includes an electrostatic chuck that adsorbs the substrate W using electrostatic force. Alternatively, the support unit 200 may support the substrate W in various ways such as mechanical clamping. Hereinafter, a case in which the support unit 200 is an electrostatic chuck will be described.

지지 유닛(200)은 지지 플레이트(210), 전극 플레이트(220), 히터(230), 하부 플레이트(240), 플레이트(250), 하부판(260), 링부재(280), 조절 부재(270) 그리고 제어기(290)을 포함한다.The support unit 200 includes a support plate 210, an electrode plate 220, a heater 230, a lower plate 240, a plate 250, a lower plate 260, a ring member 280, and an adjusting member 270. and a controller 290 .

지지 플레이트(210)에는 기판(W)이 놓인다. 지지 플레이트(210)는 원판 형상으로 제공된다. 지지 플레이트(210)는 유전체(dielectric substance)로 제공될 수 있다. A substrate W is placed on the support plate 210 . The support plate 210 is provided in a disk shape. The supporting plate 210 may be made of a dielectric substance.

지지 플레이트(210)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 갖는다. 기판(W)이 지지 플레이트(210)의 상에 놓일 때, 기판(W)의 가장자리 영역은 지지 플레이트(210)의 외측에 위치한다. The upper surface of the support plate 210 has a radius smaller than that of the substrate (W). When the substrate W is placed on the support plate 210 , an edge region of the substrate W is located outside the support plate 210 .

지지 플레이트(210)는 외부의 전원을 공급받아 기판(W)에 정전기력을 작용한다. 지지 플레이트(210)에는 정전 전극(211)이 제공된다. 정전 전극(221)은 흡착 전원(213)과 전기적으로 연결된다. 흡착 전원(213)은 직류 전원을 포함한다. 정전 전극(211)과 흡착 전원(213) 사이에는 스위치(212)가 설치된다. 정전 전극(211)은 스위치(212)의 온/오프(ON/OFF)에 의해 흡착 전원(213)과 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치(212)가 온(ON)되면, 정전 전극(211)에는 직류 전류가 인가된다. 정전 전극(211)에 인가된 전류에 의해 정전 전극(211)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용한다. 기판(W)은 정전기력에 의해 지지 플레이트(210)에 흡착된다.The support plate 210 applies an electrostatic force to the substrate W by receiving external power. An electrostatic electrode 211 is provided on the support plate 210 . The electrostatic electrode 221 is electrically connected to the suction power source 213 . The adsorption power source 213 includes a DC power source. A switch 212 is installed between the electrostatic electrode 211 and the suction power source 213. The electrostatic electrode 211 may be electrically connected to the suction power supply 213 by turning on/off the switch 212 . When the switch 212 is turned on, DC current is applied to the electrostatic electrode 211 . An electrostatic force acts between the electrostatic electrode 211 and the substrate W by the current applied to the electrostatic electrode 211 . The substrate W is adsorbed to the support plate 210 by electrostatic force.

지지 플레이트(210)의 내부에는 히터(230)가 제공된다. 히터(230)는 가열 전원(233)과 전기적으로 연결된다. 히터(230)는 가열 전원(233)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 지지 플레이트(210)을 통해 기판(W)으로 전달된다. 히터(230)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 소정 온도로 유지된다. 히터(230)는 코일 형상의 열선으로 제공된다. 히터(230)는 지지 플레이트(210)의 영역에 복수개 제공된다. A heater 230 is provided inside the support plate 210 . The heater 230 is electrically connected to the heating power source 233 . The heater 230 generates heat by resisting the current applied from the heating power source 233 . The generated heat is transferred to the substrate W through the support plate 210 . The substrate W is maintained at a predetermined temperature by the heat generated by the heater 230 . The heater 230 is provided as a coil-shaped hot wire. A plurality of heaters 230 are provided in the region of the support plate 210 .

전극 플레이트(220)는 지지 플레이트(210)의 아래에 제공된다. 전극 플레이트 상부면은 지지 플레이트의 하부면과 접촉한다. 전극 플레이트(220)는 원판형상으로 제공된다. 전극 플레이트(220)는 도전성 재질로 제공된다. 일 예로 전극 플레이트(220)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 전극 플레이트(220)의 상부 중심 영역은 지지 플레이트(210)의 저면과 상응하는 면적을 가진다. The electrode plate 220 is provided below the support plate 210 . The upper surface of the electrode plate is in contact with the lower surface of the support plate. The electrode plate 220 is provided in a disk shape. The electrode plate 220 is made of a conductive material. For example, the electrode plate 220 may be made of aluminum. The upper central region of the electrode plate 220 has an area corresponding to that of the lower surface of the support plate 210 .

전극 플레이트(220)의 내부에는 상부 유로(221)가 제공된다. 상부 유로(221)는 주로 지지 플레이트(210)를 냉각한다. 상부 유로(221)에는 냉각 유체가 공급된다. 일 예로 냉각 유체는 냉각수 또는 냉각 가스로 제공될 수 있다.An upper passage 221 is provided inside the electrode plate 220 . The upper flow path 221 mainly cools the support plate 210 . Cooling fluid is supplied to the upper passage 221 . For example, the cooling fluid may be provided as cooling water or cooling gas.

전극 플레이트(220)는 금속판을 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 전극 플레이트는 전체가 금속판으로 제공될 수 있다. 전극 플레이트(220)는 하부 전원(227)과 전기적으로 연결될 수 있다. 하부 전원(227)은 고주파 전력을 발생시키는 고주파 전원으로 제공될 수 있다. 고주파 전원은 RF 전원으로 제공될 수 있다. RF전원은 하이 바이어스 파워 알에프(High Bias Power RF) 전원으로 제공될 수 있다. 전극 플레이트(220)는 하부 전원(227)으로부터 고주파 전력을 인가받는다. 이와 달리 전극 플레이트(220)는 접지되어 제공될 수 있다.The electrode plate 220 may include a metal plate. According to one example, the electrode plate may be entirely provided as a metal plate. The electrode plate 220 may be electrically connected to the lower power supply 227 . The lower power source 227 may be provided as a high frequency power source that generates high frequency power. The high frequency power may be provided as an RF power. The RF power may be provided as a high bias power RF power. The electrode plate 220 receives high frequency power from the lower power supply 227 . Alternatively, the electrode plate 220 may be provided grounded.

전극 플레이트(220)의 하부에는 플레이트(250)가 제공된다. 플레이트(250)는 원형의 판형상으로 제공될 수 있다. 플레이트(250)는 전극 플레이트(220)와 상응하는 면적으로 제공될 수 있다. 플레이트(250)는 절연판으로 제공될 수 있다. 일 예로 플레이트(250)는 유전체로 제공될 수 있다. A plate 250 is provided below the electrode plate 220 . The plate 250 may be provided in a circular plate shape. The plate 250 may have an area corresponding to that of the electrode plate 220 . The plate 250 may be provided as an insulating plate. For example, the plate 250 may be made of a dielectric material.

하부 플레이트(240)는 전극 플레이트(220)의 하부에 제공된다. 하부 플레이트(240)는 하부판(260)의 하부에 제공된다. 하부 플레이트(240)는 링형상으로 제공된다. The lower plate 240 is provided below the electrode plate 220 . The lower plate 240 is provided below the lower plate 260 . The lower plate 240 is provided in a ring shape.

하부판(260)은 플레이트(250)의 하부에 위치한다. 하부판(260)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 하부판(260)은 상부에서 바라 볼 때, 원형으로 제공된다. 하부판(260)의 내부 공간에는 반송되는 기판(W)을 외부의 반송 부재로부터 지지 플레이트(210)로 이동시키는 리프트 핀 모듈(미도시) 등이 위치할 수 있다. The lower plate 260 is positioned below the plate 250 . The lower plate 260 may be made of aluminum. When viewed from the top, the lower plate 260 is provided in a circular shape. A lift pin module (not shown) for moving the substrate W to be transported from an external transport member to the support plate 210 may be positioned in the inner space of the lower plate 260 .

링부재(280)는 지지 유닛(200)의 가장자리 영역에 배치된다. 링부재(280)는 링 형상을 가진다. 링부재(280)는 지지 플레이트(210)의 상부를 감싸며 제공된다. 일 예로 링부재(280)는 포커스링으로 제공될 수 있다. 링부재(280)는 내측부(282)과 외측부(281)을 포함한다. 내측부(282)는 링부재(280)의 안쪽에 위치한다. 내측부(282)는 외측부(281)보다 낮게 제공된다. 내측부(282)의 상면은 지지 플레이트(210)의 상면과 동일한 높이로 제공된다. 내측부(282)는 지지판(210)의 외측에 위치된 기판(W)의 가장자리영역을 지지한다. 외측부(281)는 내측부(282)의 외측에 위치한다. 외측부(281)는 지지판(210)에 기판(W)이 놓일 시 기판(W)의 측부와 마주보며 위치한다. 외측부(281)는 기판(W) 가장자리 영역을 둘러싸도록 제공된다. The ring member 280 is disposed on the edge area of the support unit 200 . The ring member 280 has a ring shape. The ring member 280 surrounds the upper portion of the support plate 210 and is provided. For example, the ring member 280 may be provided as a focus ring. The ring member 280 includes an inner portion 282 and an outer portion 281 . The inner part 282 is located inside the ring member 280. The inner portion 282 is provided lower than the outer portion 281 . The upper surface of the inner portion 282 is provided at the same height as the upper surface of the support plate 210 . The inner portion 282 supports an edge area of the substrate W positioned outside the support plate 210 . The outer portion 281 is located outside the inner portion 282 . The outer portion 281 faces the side of the substrate W when the substrate W is placed on the support plate 210 . The outer portion 281 is provided to surround the edge area of the substrate W.

조절 부재(270)는 기판(W)의 가장자리 영역 및 링부재(280)의 상부에서 이온 및 라디칼이 기판(W)에 도달하는 틸팅각도를 조절한다. The adjusting member 270 controls a tilting angle at which ions and radicals reach the substrate W from the edge area of the substrate W and the upper portion of the ring member 280 .

조절 부재(270)는 온도 조절 부재(271)를 포함한다. 온도 조절 부재(271)는 링부재(280)를 가열 또는 냉각시킬 수 있다. 온도 조절 부재(271)는 링부재(280)의 내부 또는 하부에 위치할 수 있다. 본 실시 예에서는 링부재(280)의 내부에 온도 조절 부재(271)가 설치되는 것을 예로 들어 설명한다. The adjusting member 270 includes a temperature adjusting member 271 . The temperature control member 271 may heat or cool the ring member 280 . The temperature control member 271 may be located inside or below the ring member 280 . In this embodiment, an example in which the temperature control member 271 is installed inside the ring member 280 will be described.

온도 조절 부재(271)는 히터(273)를 포함한다. 히터(273)는 링부재(280)를 가열할 수 있다. 히터(273)는 전원(미도시)과 전기적으로 연결된다. 히터(273)는 코일 형상의 열선으로 제공된다. The temperature control member 271 includes a heater 273 . The heater 273 may heat the ring member 280 . The heater 273 is electrically connected to a power source (not shown). The heater 273 is provided as a coil-shaped hot wire.

제어기(290)는 조절 부재(270)를 제어하여 기판(W)의 가장자리 영역 및 링부재(280)의 상부에 이온 및 라디칼이 기판(W)에 도달하는 틸팅각도를 조절한다.The controller 290 controls the adjusting member 270 to adjust the tilting angle at which ions and radicals reach the substrate W at the edge of the substrate W and the upper portion of the ring member 280 .

제어기(290)는 링부재(280)의 높이가 제1높이(h1)일 때 링부재(280)를 제1온도(T1)로 유지하도록 조절 부재(270)를 제어한다. 제어기(290)는 링부재(280)의 높이가 제2높이(h2)일 때, 링부재(280)를 제2온도(T2)로 유지하도록 조절 부재(270)를 제어한다. 제1높이(h1)는 제2높이(h2)와 상이한 높이이다. 일 예로 제1높이(h1)는 제2높이(h2)보다 높다. 제1온도(T1)는 제2온도(T2)와 상이한 온도이다. 일 예로 제1온도(T1)는 제2온도(T2)보다 낮은 온도이다. The controller 290 controls the adjusting member 270 to maintain the ring member 280 at the first temperature T1 when the height of the ring member 280 is the first height h1. When the height of the ring member 280 is the second height h2, the controller 290 controls the adjusting member 270 to maintain the ring member 280 at the second temperature T2. The first height h1 is different from the second height h2. For example, the first height h1 is higher than the second height h2. The first temperature T1 is different from the second temperature T2. For example, the first temperature T1 is lower than the second temperature T2.

이하에서는 조절 부재(270)로 기판(W)의 가장자리 영역 및 링부재(280)의 상부에 이온 및 라디칼이 기판(W)에 도달하는 틸팅각도를 조절하는 것을 설명한다.Hereinafter, adjusting the tilt angle at which ions and radicals reach the substrate W at the edge of the substrate W and the upper portion of the ring member 280 by the adjusting member 270 will be described.

도 7과 도 8은 링부재의 식각되는 정도에 따라 온도 조절하여 틸팅각도를 조절하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하, 이를 참조하면, 링부재(280)가 식각되지 않는 초기에는 링부재(280)는 제1높이(h1)를 유지한다. 링부재(280)의 상면이 식각되지 않는 초기에는 기판(W)의 가장자리 영역 및 링부재(280)의 상부의 틸팅각도는 기판(W)의 중앙영역에서 가장자리 영역을 향한다. 기판(W)을 처리 시 제어기(290)는 링부재(280)가 제1온도(T1)로 가열되도록 히터(273)를 제어한다. 이와는 달리 링부재(280)는 히터(273)에 의해 가열되지 않을 수 있다. 7 and 8 are views schematically showing how the tilting angle is adjusted by adjusting the temperature according to the degree of etching of the ring member. Hereinafter, referring to this, in the initial stage when the ring member 280 is not etched, the ring member 280 maintains the first height h1. In the initial stage when the upper surface of the ring member 280 is not etched, the tilting angle of the edge region of the substrate W and the upper portion of the ring member 280 is from the central region of the substrate W toward the edge region. When processing the substrate (W), the controller 290 controls the heater 273 so that the ring member 280 is heated to the first temperature T1. Unlike this, the ring member 280 may not be heated by the heater 273.

기판(W)을 처리하는 공정을 반복적으로 수행 후 링부재(280)는 식각되며, 링부재(280)는 제2높이(h2)로 변화한다. 이 경우 기판(W)의 가장자리 영역 및 링부재(280)의 상부의 틸팅각도는 기판(W)의 가장자리에서 기판(W)의 중앙영역을 향하는 방향으로 변경될 수 있다. 링부재(280)가 제2높이(h2)로 변하면 제어기(290)는 링부재(280)를 제2온도(T2)로 가열되도록 히터(273)를 제어한다. 여기서 제2온도(T2)는 제1온도(T1)보다 높은 온도일 수 있다. 링부재(280)를 제2온도(T2)로 가열하여 기판(W)의 가장자리 영역 및 링부재(280)의 상부에 이온 및 라디칼이 기판(W)을 향하는 틸팅 각도는 링부재(280)의 상면이 제1높이(h1)인 경우 틸팅각도와 유사한 각도를 유지할 수 있다. 또한, 제어기(290)는 링부재(280)의 높이가 낮아짐에 따라 점진적으로 링부재(280)의 가열 온도가 높아지도록 히터(273)를 제어할 수 있다. After repeatedly performing the process of treating the substrate W, the ring member 280 is etched, and the ring member 280 changes to the second height h2. In this case, the tilting angle of the edge area of the substrate W and the upper portion of the ring member 280 may be changed from the edge of the substrate W to the central area of the substrate W. When the ring member 280 changes to the second height h2, the controller 290 controls the heater 273 to heat the ring member 280 to the second temperature T2. Here, the second temperature T2 may be a temperature higher than the first temperature T1. By heating the ring member 280 to the second temperature T2, the tilting angle of the edge region of the substrate W and the ions and radicals on the upper portion of the ring member 280 toward the substrate W is When the upper surface has the first height h1, an angle similar to the tilting angle may be maintained. In addition, the controller 290 may control the heater 273 to gradually increase the heating temperature of the ring member 280 as the height of the ring member 280 decreases.

샤워 헤드 유닛(300)은 챔버(100) 내부에서 지지 유닛(200)의 상부에 위치한다. 샤워 헤드 유닛(300)은 지지 유닛(200)과 대향되게 위치한다.The shower head unit 300 is located on top of the support unit 200 inside the chamber 100 . The shower head unit 300 is positioned opposite to the support unit 200 .

샤워 헤드 유닛(300)은 샤워 헤드(310), 가스 분사판(320), 커버 플레이트(330), 상부 플레이트(340) 그리고 절연판(390)을 포함한다. The shower head unit 300 includes a shower head 310 , a gas spray plate 320 , a cover plate 330 , an upper plate 340 and an insulating plate 390 .

샤워 헤드(310)는 챔버(100)의 상면에서 하부로 일정거리 이격되어 위치한다. 샤워 헤드(310)는 지지 유닛(200)의 상부에 위치한다. 샤워 헤드(310)와 챔버(100)의 상면은 그 사이에 일정한 공간이 형성된다. 샤워 헤드(310)는 두께가 일정한 판 형상으로 제공될 수 있다. 샤워 헤드(310)의 저면은 플라즈마에 의한 아크 발생을 방지하기 위하여 그 표면이 양극화 처리될 수 있다. 샤워 헤드(310)의 단면은 지지 유닛(200)와 동일한 형상과 단면적을 가지도록 제공될 수 있다. 샤워 헤드(310)는 복수개의 분사홀(311)을 포함한다. 분사홀(311)은 샤워 헤드(310)의 상면과 하면을 수직 방향으로 관통한다. 샤워 헤드(310)는 금속 재질을 포함한다.The shower head 310 is spaced apart from the top of the chamber 100 by a certain distance from the bottom to the bottom. The shower head 310 is located above the support unit 200 . A certain space is formed between the upper surface of the shower head 310 and the chamber 100. The shower head 310 may be provided in a plate shape having a constant thickness. The bottom surface of the shower head 310 may be anodized to prevent arc generation by plasma. A cross section of the shower head 310 may have the same shape and cross section as that of the support unit 200 . The shower head 310 includes a plurality of spray holes 311 . The spray hole 311 penetrates the upper and lower surfaces of the shower head 310 in a vertical direction. The shower head 310 includes a metal material.

샤워 헤드(310)는 상부전원(370)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상부전원(370)은 고주파 전원으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 샤워 헤드(310)은 전기적으로 접지될 수도 있다. 샤워 헤드(310)은 상부전원(370)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이와는 달리 샤워 헤드(310) 접지되어 전극으로서 기능할 수 있다. The shower head 310 may be electrically connected to the upper power source 370 . The upper power source 370 may be provided as a high frequency power source. Alternatively, the shower head 310 may be electrically grounded. The shower head 310 may be electrically connected to the upper power source 370. Alternatively, the shower head 310 may function as an electrode by being grounded.

가스 분사판(320)은 샤워 헤드(310)의 상면에 위치한다. 가스 분사판(320)은 챔버(100)의 상면에서 일정거리 이격되어 위치한다. 가스 분사판(320)은 두께가 일정한 판 형상으로 제공될 수 있다. 가스 분사판(320)의 가장자리 영역은, 가스 분사판(320)의 중앙 영역보다 높으며, 링형상으로 제공된다. 가스 분사판(320)의 가장자리 영역에는 히터(323)가 제공된다. 히터(323)는 가스 분사판(320)을 가열한다. The gas spray plate 320 is located on the upper surface of the shower head 310 . The gas injection plate 320 is spaced apart from the upper surface of the chamber 100 by a predetermined distance. The gas injection plate 320 may be provided in a plate shape having a constant thickness. An edge area of the gas dispensing plate 320 is higher than a central area of the gas dispensing plate 320 and is provided in a ring shape. A heater 323 is provided at an edge area of the gas dispensing plate 320 . The heater 323 heats the gas injection plate 320 .

가스 분사판(320)에는 확산 영역(322)과 분사홀(321)이 제공된다. 확산 영역(322)은 상부에서 공급되는 가스를 분사홀(321)로 고루게 퍼지게 한다. 확산 영역(322)은 하부에 분사홀(321)과 연결된다. 인접하는 확산 영역(322)은 서로 연결된다. 분사홀(321)은 확산 영역(322)과 연결되여, 하면을 수직 방향으로 관통한다. The gas dispensing plate 320 is provided with a diffusion region 322 and a dispensing hole 321 . The diffusion region 322 evenly spreads the gas supplied from the top to the injection hole 321 . The diffusion region 322 is connected to the injection hole 321 at the bottom. Adjacent diffusion regions 322 are connected to each other. The spray hole 321 is connected to the diffusion region 322 and penetrates the lower surface in the vertical direction.

분사홀(321)은 샤워헤드(310)의 분사홀(311)과 대향되게 위치한다. 가스 분사판(320)은 금속 재질을 포함할 수 있다. The spray hole 321 is positioned opposite to the spray hole 311 of the shower head 310 . The gas dispensing plate 320 may include a metal material.

커버 플레이트(330)는 가스 분사판(320)의 상부에 위치한다. 커버 플레이트(330)는 두께가 일정한 판 형상으로 제공될 수 있다. 커버 플레이트(330)에는 확산영역(332)과 분사홀(331)이 제공된다. 확산 영역(332)은 상부에서 공급되는 가스를 분사홀(331)로 고루게 퍼지게 한다. 확산 영역(332)은 하부에 분사홀(331)과 연결된다. 인접하는 확산 영역(332)은 서로 연결된다. 분사홀(331)은 확산 영역(332)과 연결되여, 하면을 수직 방향으로 관통한다. The cover plate 330 is positioned above the gas injection plate 320 . The cover plate 330 may be provided in a plate shape having a constant thickness. A diffusion region 332 and a spray hole 331 are provided in the cover plate 330 . The diffusion region 332 evenly spreads the gas supplied from the top into the injection hole 331 . The diffusion region 332 is connected to the injection hole 331 at the bottom. Adjacent diffusion regions 332 are connected to each other. The spray hole 331 is connected to the diffusion region 332 and penetrates the lower surface in the vertical direction.

상부 플레이트(340)는 커버 플레이트(330)의 상부에 위치한다. 상부 플레이트(340)는 두께가 일정한 판 형상으로 제공될 수 있다. 상부 플레이트(340)는 커버 플레이트(330)와 동일한 크기로 제공될 수 있다. 상부 플레이트(340)는 중앙에 공급홀(341)이 형성된다. 공급홀(341)은 가스가 통과하는 홀이다. 공급홀(341)은 통과한 가스는 커버 플레이트(330)의 확산 영역(332)에 공급된다. 상부 플레이트(340)의 내부에는 냉각 유로(343)가 형성된다. 냉각 유로(343)에는 냉각 유체가 공급될 수 있다. 일 예로 냉각 유체는 냉각수로 제공될 수 있다. The top plate 340 is positioned above the cover plate 330 . The upper plate 340 may be provided in a plate shape having a constant thickness. The upper plate 340 may be provided in the same size as the cover plate 330 . A supply hole 341 is formed in the center of the upper plate 340 . The supply hole 341 is a hole through which gas passes. The gas passing through the supply hole 341 is supplied to the diffusion region 332 of the cover plate 330 . A cooling passage 343 is formed inside the upper plate 340 . A cooling fluid may be supplied to the cooling passage 343 . For example, the cooling fluid may be provided as cooling water.

절연판(390)은 샤워 헤드(310), 가스 분사판(320), 커버 플레이트(330) 그리고 상부 플레이트(330)의 측부를 지지한다. 절연판(390)은 챔버(100)의 측벽과 연결된다. 절연판(390)은 샤워 헤드(310), 가스 분사판(310), 커버 플레이트(330) 그리고 상부 플레이트(340)를 감싸며 제공된다. 절연판(390)은 원형의 링형상으로 제공될 수 있다. 절연판(390)는 비금속 재질로 제공될 수 있다. 절연판(390)은 상부에서 바라 볼 때, 링부재(280)와 중첩되게 위치한다. 상부에서 바라 볼 때, 절연판(390)과 샤워헤드(310)가 접촉하는면은 링부재(280)의 상부영역에 중첩되게 위치한다. The insulating plate 390 supports side portions of the shower head 310 , the gas spray plate 320 , the cover plate 330 and the upper plate 330 . The insulating plate 390 is connected to the sidewall of the chamber 100 . The insulating plate 390 is provided while surrounding the shower head 310 , the gas spray plate 310 , the cover plate 330 and the upper plate 340 . The insulating plate 390 may be provided in a circular ring shape. The insulating plate 390 may be made of a non-metallic material. When viewed from above, the insulating plate 390 overlaps with the ring member 280 . When viewed from above, the contact surface between the insulating plate 390 and the shower head 310 overlaps the upper region of the ring member 280.

가스 공급 유닛(400)은 챔버(100) 내부에 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(400)은 가스 공급 노즐(410), 가스 공급 라인(420), 그리고 가스 저장부(430)를 포함한다. 가스 공급 노즐(410)은 챔버(100)의 상면 중앙부에 설치된다. 가스 공급 노즐(410)의 저면에는 분사구가 형성된다. 분사구는 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(420)은 가스 공급 노즐(410)과 가스 저장부(430)를 연결한다. 가스 공급 라인(420)은 가스 저장부(430)에 저장된 공정 가스를 가스 공급 노즐(410)에 공급한다. 가스 공급 라인(420)에는 밸브(421)가 설치된다. 밸브(421)는 가스 공급 라인(420)을 개폐하며, 가스 공급 라인(420)을 통해 공급되는 공정 가스의 유량을 조절한다.The gas supply unit 400 supplies process gas into the chamber 100 . The gas supply unit 400 includes a gas supply nozzle 410 , a gas supply line 420 , and a gas storage unit 430 . The gas supply nozzle 410 is installed in the center of the upper surface of the chamber 100 . A spray hole is formed on the bottom of the gas supply nozzle 410 . The injection hole supplies process gas into the chamber 100 . The gas supply line 420 connects the gas supply nozzle 410 and the gas storage unit 430 . The gas supply line 420 supplies process gas stored in the gas storage unit 430 to the gas supply nozzle 410 . A valve 421 is installed in the gas supply line 420 . The valve 421 opens and closes the gas supply line 420 and controls the flow rate of process gas supplied through the gas supply line 420 .

플라즈마 소스는 챔버(100) 내에 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 본 발명의 실시예에서는, 플라즈마 소스로 용량 결합형 플라즈마(CCP: capacitively coupled plasma)가 사용된다. 용량 결합형 플라즈마는 챔버(100)의 내부에 상부 전극 및 하부 전극을 포함할 수 있다. 상부 전극 및 하부 전극은 챔버(100)의 내부에서 서로 평행하게 상하로 배치될 수 있다. 양 전극 중 어느 하나의 전극은 고주파 전력을 인가하고, 다른 전극은 접지될 수 있다. 양 전극 간의 공간에는 전자기장이 형성되고, 이 공간에 공급되는 공정 가스는 플라즈마 상태로 여기될 수 있다. 이 플라즈마를 이용하여 기판(W) 처리 공정이 수행된다. 일 예에 의하면, 상부 전극은 샤워 헤드 유닛(300)로 제공되고, 하부 전극은 전극 플레이트로 제공될 수 있다. 하부 전극에는 고주파 전력이 인가되고, 상부 전극은 접지될 수 있다. 이와 달리, 상부 전극과 하부 전극에 모두 고주파 전력이 인가될 수 있다. 이로 인하여 상부 전극과 하부 전극 사이에 전자기장이 발생된다. 발생된 전자기장은 챔버(100) 내부로 제공된 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기 시킨다.The plasma source excites the process gas in the chamber 100 into a plasma state. In an embodiment of the present invention, a capacitively coupled plasma (CCP) is used as a plasma source. The capacitively coupled plasma may include an upper electrode and a lower electrode inside the chamber 100 . The upper electrode and the lower electrode may be vertically disposed parallel to each other inside the chamber 100 . One of the two electrodes may apply high-frequency power, and the other electrode may be grounded. An electromagnetic field is formed in a space between both electrodes, and process gas supplied to the space may be excited into a plasma state. A substrate W treatment process is performed using this plasma. According to an example, the upper electrode may be provided as the shower head unit 300 and the lower electrode may be provided as an electrode plate. High-frequency power may be applied to the lower electrode, and the upper electrode may be grounded. Alternatively, high frequency power may be applied to both the upper electrode and the lower electrode. Due to this, an electromagnetic field is generated between the upper electrode and the lower electrode. The generated electromagnetic field excites the process gas supplied into the chamber 100 into a plasma state.

라이너 유닛(500)은 공정 중 챔버(100)의 내벽 및 지지 유닛(200)이 손상되는 것을 방지한다. 라이너 유닛(500)은 공정 중에 발생한 불술물이 내측벽 및 지지 유닛(200)에 증착되는 것을 방지한다. 라이너 유닛(500)은 내측 라이너(510)와 외측 라이너(530)을 포함한다. The liner unit 500 prevents damage to the inner wall of the chamber 100 and the support unit 200 during the process. The liner unit 500 prevents impurities generated during the process from being deposited on the inner wall and the support unit 200 . The liner unit 500 includes an inner liner 510 and an outer liner 530 .

외측 라이너(530)는 챔버(100)의 내벽에 제공된다. 외측 라이너(530)는 상면 및 하면이 개방된 공간을 가진다. 외측 라이너(530)는 원통 형상으로 제공될 수 있다. 외측 라이너(530)는 챔버(100)의 내측면에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 외측 라이너(530)는 챔버(100)의 내측면을 따라 제공된다. An outer liner 530 is provided on the inner wall of the chamber 100 . The outer liner 530 has an open top and bottom space. The outer liner 530 may be provided in a cylindrical shape. The outer liner 530 may have a radius corresponding to the inner surface of the chamber 100 . An outer liner 530 is provided along the inner surface of the chamber 100 .

외측 라이너(530)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 외측 라이너(530)는 몸체(110) 내측면을 보호한다. 공정 가스가 여기되는 과정에서 챔버(100) 내부에는 아크(Arc) 방전이 발생될 수 있다. 아크 방전은 챔버(100)를 손상시킨다. 외측 라이너(530)는 몸체(110)의 내측면을 보호하여 몸체(110)의 내측면이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지한다.The outer liner 530 may be made of aluminum. The outer liner 530 protects the inner surface of the body 110 . Arc discharge may be generated inside the chamber 100 while the process gas is excited. Arc discharge damages the chamber 100 . The outer liner 530 protects the inner surface of the body 110 from being damaged by arc discharge.

내측 라이너(510)는 지지 유닛(200)을 감싸며 제공된다. 내측 라이너(510)는 링 형상으로 제공된다. 내측 라이너(510)는 지지 플레이트(210), 전극 플레이트(220) 그리고 하부 플레이트(240) 전부를 감싸도록 제공된다. 내측 라이너(510)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 내측 라이너(510)는 지지 유닛(200)의 외측면을 보호한다. The inner liner 510 surrounds the support unit 200 and is provided. The inner liner 510 is provided in a ring shape. The inner liner 510 is provided to cover all of the support plate 210 , the electrode plate 220 and the lower plate 240 . The inner liner 510 may be made of aluminum. The inner liner 510 protects the outer surface of the support unit 200 .

배플 유닛(600)은 챔버(100)의 내측벽과 지지 유닛(200)의 사이에 위치된다. 배플은 환형의 링 형상으로 제공된다. 배플에는 복수의 관통홀들이 형성된다. 챔버(100) 내에 제공된 공정가스는 배플의 관통홀들을 통과하여 배기홀(102)로 배기된다. 배플의 형상 및 관통홀들의 형상에 따라 공정가스의 흐름이 제어될 수 있다.The baffle unit 600 is positioned between the inner wall of the chamber 100 and the support unit 200 . The baffle is provided in the shape of an annular ring. A plurality of through holes are formed in the baffle. The process gas provided in the chamber 100 is exhausted through the through-holes of the baffle to the exhaust hole 102 . The flow of process gas may be controlled according to the shape of the baffle and the through holes.

상술한 예와는 달리, 도 3과 같이 온도 조절 부재(271)는 냉각 유로(275)를 포함할 수 있다. 냉각 유로(275)는 링부재(280)를 냉각할 수 있다. 냉각 유로(275)는 링부재(280)의 내부에 위치한다. 냉각 유로(275)에는 냉각 유체가 공급된다. 일 예로 공급되는 냉각 유체는 냉각수 일 수 있다. Unlike the above example, as shown in FIG. 3 , the temperature control member 271 may include a cooling passage 275 . The cooling passage 275 may cool the ring member 280 . The cooling passage 275 is located inside the ring member 280 . Cooling fluid is supplied to the cooling passage 275 . For example, the supplied cooling fluid may be cooling water.

이와는 달리, 도 4와 같이 온도 조절 부재(271)는 링부재(280)의 내부에 냉각 유로(275)와 히터(273)가 같이 제공될 수 있다. Alternatively, as shown in FIG. 4 , the temperature control member 271 may be provided with a cooling passage 275 and a heater 273 inside the ring member 280 .

상술한 예에서는 온도 조절 부재가 링부재의 내부에 제공되는 것을 예로 들어 설명하였다. 그러나, 이와 달리 도 5와 같이, 온도 조절 부재(271)만 제공시에는 링부재(280)의 하부에 별도의 온도판(274)이 제공될 수 있다. 온도판(274)에는 히터(273)가 제공될 수 있다. 이와는 달리, 히터와 냉각 유로가 같이 제공될 수 있다. In the above example, it has been described that the temperature control member is provided inside the ring member as an example. However, as shown in FIG. 5 , when only the temperature control member 271 is provided, a separate temperature plate 274 may be provided under the ring member 280 . A heater 273 may be provided on the temperature plate 274 . Alternatively, a heater and a cooling passage may be provided together.

도 6은 도 1의 조절 부재의 다른 실시 예를 보여주는 도면이다. 이하, 도 3을 참고하면, 조절 부재(270)는 전력 인가 부재(276)를 포함한다.6 is a view showing another embodiment of the adjusting member of FIG. 1; Hereinafter, referring to FIG. 3 , the adjusting member 270 includes a power applying member 276 .

전력 인가 부재(276)는 링부재(280)에 전력을 인가한다. 전력 인가 부재(276)는 전원(278)을 포함한다. The power applying member 276 applies power to the ring member 280 . The power application member 276 includes a power source 278 .

링부재(280)은 전원(278)과 전기적으로 연결될 수 있다. 전원(278)은 고파 전력을 발생시키는 고주파 전원으로 제공될 수 있다. 고주파 전원은 RF 전원으로 제공될 수 있다. 전원(278)은 스위치(279)에 의해 전력을 공급 또는 차단할 수 있다.링부재(280)는 전원(278)으로부터 고주파 전력을 인가받는다. 링부재(280)는 도전체로 제공될 수 있다. The ring member 280 may be electrically connected to the power source 278. The power source 278 may be provided as a high frequency power source that generates high frequency power. The high frequency power may be provided as an RF power. The power source 278 can be supplied or cut off by a switch 279. The ring member 280 receives high frequency power from the power source 278. The ring member 280 may be provided as a conductor.

제어기(290)는 전력 인가 부재(276)를 제어하여 기판(W)의 가장자리 영역 및 링부재(280)의 상부에 이온 및 라디칼이 기판(W)에 도달하는 틸팅각도를 조절한다.The controller 290 controls the power applying member 276 to adjust a tilting angle at which ions and radicals reach the substrate W at the edge area of the substrate W and the upper portion of the ring member 280 .

제어기(290)는 링부재(280)의 높이가 제1높이(h1)일 때, 링부재(280)에 제1주파수(F1) 또는 제1전력으로 인가하도록 조절 부재(270)를 제어한다. 제어기(290)는 링부재(280)의 높이가 제2높이(h2) 일 때 링부재(280)에 제2주파수(F2) 또는 제2전력을 인가하도록 조절 부재(270)를 제어한다. 제1높이(h1)는 제2높이(h2)와 상이한 높이이다. 일 예로 제1높이(h1)는 제2높이(h2)보다 높다. 제2주파수(F2)는 제1주파수(F1)와 상이한 주파수이다. 일 예로 제2주파수(F2)는 제1주파수(F1)보다 높은 주파수 일 수 있다. 제1전력과 제2전력은 상이한 전력이다. 일 예로 제2전력은 제1전력보다 높은 전력 일 수 있다. The controller 290 controls the adjusting member 270 to apply the first frequency F1 or the first power to the ring member 280 when the height of the ring member 280 is the first height h1. The controller 290 controls the adjusting member 270 to apply the second frequency F2 or the second power to the ring member 280 when the height of the ring member 280 is the second height h2. The first height h1 is different from the second height h2. For example, the first height h1 is higher than the second height h2. The second frequency F2 is a different frequency from the first frequency F1. For example, the second frequency F2 may be a higher frequency than the first frequency F1. The first power and the second power are different powers. For example, the second power may be higher than the first power.

이와는 달리 조절 부재(270)는 온도 조절 부재(271)와 전력 인가 부재(276)가 같이 제공될 수 있다. 선택적으로, 온도 조절 부재(271)는 히터(273)만 또는 히터(273)와 냉각 유로(275)가 링부재(280)의 내부에 위치할 수 있다. Unlike this, the temperature adjusting member 271 and the power applying member 276 may be provided together in the adjusting member 270 . Optionally, in the temperature control member 271 , only the heater 273 or the heater 273 and the cooling passage 275 may be located inside the ring member 280 .

이하에서는 조절 부재(270)로 기판(W)의 가장자리 영역 및 링부재(280)의 상부에 이온 및 라디칼이 기판(W)에 도달하는 틸팅각도를 조절하는 것을 설명한다. Hereinafter, adjusting the tilt angle at which ions and radicals reach the substrate W at the edge of the substrate W and the upper portion of the ring member 280 by the adjusting member 270 will be described.

도 9와 도 10은 링부재의 식각되는 정도에 따라 알에프 주파수를 조절하여 틸팅각도를 조절하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하 이를 참조하면, 링부재(280)가 식각되지 않는 초기에는 링부재(280)는 제1높이(h1)를 유지한다. 링부재(280)의 상면이 식각되지 않는 초기에는 기판(W)의 가장자리 영역 및 링부재(280)의 상부의 틸팅각도는 기판(W)의 중앙영역에서 가장자리 영역을 향한다. 기판(W)을 처리 시에는 제어기(290)는 링부재(280)에 제1주파수(F1)가 인가되도록 전원(278)을 제어한다. 이와는 달리 링부재(280)에 전원(278)에 의해 제1주파수(F1)가 인가되지 않을 수 있다. 9 and 10 are views schematically showing how the tilting angle is adjusted by adjusting the RF frequency according to the degree of etching of the ring member. Referring to this below, in the initial stage when the ring member 280 is not etched, the ring member 280 maintains the first height h1. In the initial stage when the upper surface of the ring member 280 is not etched, the tilting angle of the edge region of the substrate W and the upper portion of the ring member 280 is from the central region of the substrate W toward the edge region. When processing the substrate (W), the controller 290 controls the power source 278 so that the first frequency (F1) is applied to the ring member 280. Unlike this, the first frequency F1 may not be applied to the ring member 280 by the power supply 278 .

기판을 처리하는 공정을 반복적으로 수행 후 링부재(280)는 식각되며, 링부재(280)는 제2높이(h2)로 변화한다. 이 경우 기판(W)의 가장자리 영역 및 링부재(280)의 상부에 틸팅각도는 기판(W)의 가장자리에서 기판(W)의 중앙영역을 향하는 방향으로 변경 될 수 있다. 링부재(280)가 제2높이(h2)로 변하면 제어기(290)는 링부재(280)에 제2주파수(F2)가 인가되도록 전원(278)을 제어한다. 여기서 제2주파수(F2)는 제1주파수(F1)보다 높은 주파수 일 수 있다. 링부재(280)에 제2주파수(F2)를 인가하여 기판(W)의 가장자리 영역 및 링부재(280)의 상면에 이온 및 라디칼이 기판(W)을 향하는 틸팅각도는 링부재(280)의 상면이 제1높이(h1)인 경우 틸팅각도와 유사한 각도를 유지할 수 있다. 또한, 링부재(280)의 높이가 낮아짐에 따라 점진적으로 링부재(280)에 인가되는 주파수가 높아지도록 제어기(29)는 전원(278 제어할 수 있다. After repeatedly performing the process of treating the substrate, the ring member 280 is etched, and the ring member 280 changes to the second height h2. In this case, the tilting angle of the edge area of the substrate W and the top of the ring member 280 may be changed from the edge of the substrate W to the central area of the substrate W. When the ring member 280 changes to the second height h2, the controller 290 controls the power source 278 so that the second frequency F2 is applied to the ring member 280. Here, the second frequency (F2) may be a higher frequency than the first frequency (F1). By applying the second frequency F2 to the ring member 280, the tilting angle of ions and radicals directed toward the substrate W on the edge area of the substrate W and the upper surface of the ring member 280 is When the upper surface has the first height h1, an angle similar to the tilting angle may be maintained. In addition, as the height of the ring member 280 decreases, the controller 29 may control the power source 278 so that the frequency applied to the ring member 280 gradually increases.

상술한 예에서는 전원에 주파수를 변경하는 것을 예로 들었으나 이와는 달리 전원에 파워를 조절하여 기판(W)의 가장자리 영역 및 링부재(280)의 상부에 틸팅각도를 조절할 수 있다. In the above example, the frequency of the power source is changed as an example, but on the other hand, the tilting angle of the edge area of the substrate W and the upper portion of the ring member 280 can be adjusted by adjusting the power to the power source.

상술한 본 발명의 실시예에서는 용량 결합형 플라즈마 장치로 예를 들었으나, 이와는 달리 유도 결합형 플라즈마 장치 등 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에 적용가능하다. In the above-described embodiment of the present invention, a capacitively coupled plasma device is exemplified, but, unlike this, it can be applied to a substrate processing device using plasma such as an inductively coupled plasma device.

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

10: 기판 처리 장치 100: 챔버
200: 지지 유닛 210: 지지 플레이트
270: 플라즈마 조절부재 271: 온도 조절 부재
273: 히터 275: 냉각 유로
276: 전력부재 277: 전극판
278: 전원 280: 링부재
290: 제어기 300: 샤워 헤드 유닛
400: 가스 공급 유닛10: substrate processing device 100: chamber
200: support unit 210: support plate
270: plasma control member 271: temperature control member
273: heater 275: cooling passage
276: power member 277: electrode plate
278: power source 280: ring member
290: controller 300: shower head unit
400: gas supply unit

Claims (16)

기판을 처리하는 장치에 있어서,
내부에 처리공간을 가지는 챔버와;
상기 챔버 내에 위치하며 기판을 지지하는 지지 유닛과;
상기 처리공간으로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 그리고
상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되,
상기 지지 유닛은,
기판을 지지하는 지지 플레이트와;
상기 지지 플레이트의 가장 자리 영역에 위치하는 링부재와;
상기 처리공간에 공급되는 상기 플라즈마 중 기판의 가장자리 영역과 상기 링부재의 상부에 이온 및 라디칼이 기판에 도달하는 틸팅각도를 조절하는 조절 부재와; 그리고
상기 조절 부재를 제어하는 제어기를 포함하되,
상기 조절 부재는,
상기 링부재의 온도를 조절하는 온도 조절 부재와; 그리고
상기 링부재에 전력을 인가하는 전력 인가 부재를 포함하고,
상기 온도 조절 부재는,
상기 링부재의 내부에 설치되어 상기 링부재를 가열하는 히터; 및
상기 링부재의 내부에 설치되어 상기 링부재를 냉각시키는 냉각 유로를 포함하고,
상기 제어기는,
상기 링부재의 높이에 따라 상기 링부재의 온도를 조절하도록 상기 히터와 상기 냉각 유로를 제어하고,
상기 링부재의 높이에 따라 상기 링부재에 인가되는 전력 및 전력의 주파수를 조절하도록 상기 전력 인가 부재를 제어하고,
상기 링부재의 높이가 제1높이일 때 상기 링부재를 제1온도로 유지하고, 상기 링부재의 높이가 상기 제1높이보다 낮은 제2높이일 때, 상기 링부재를 제2온도로 유지하도록 상기 조절 부재를 제어하고,
상기 링부재의 높이가 상기 제1높이일 때 상기 링부재에 제1주파수를 가지는 제1전력을 인가하고, 상기 링부재의 높이가 상기 제2높이일 때 상기 링부재에 제2주파수를 가지는 제2전력을 인가하도록 상기 조절 부재를 제어하고,
상기 제2온도는 상기 제1온도보다 높은 온도이고,
상기 제2주파수는 상기 제1주파수보다 높은 주파수이고,
상기 제2전력은 상기 제1전력보다 높은 전력인 기판 처리 장치.In the apparatus for processing the substrate,
a chamber having a processing space therein;
a support unit located in the chamber and supporting a substrate;
a gas supply unit supplying gas to the processing space; and
Including a plasma source for generating plasma from the gas,
The support unit is
a support plate supporting the substrate;
a ring member positioned at an edge of the support plate;
an adjusting member for controlling a tilting angle at which ions and radicals reach the substrate at an edge of the substrate and an upper portion of the ring member among the plasma supplied to the processing space; and
Including a controller for controlling the adjusting member,
The control member,
a temperature control member for controlling the temperature of the ring member; and
Includes a power applying member for applying power to the ring member,
The temperature control member,
a heater installed inside the ring member to heat the ring member; and
A cooling passage installed inside the ring member to cool the ring member,
The controller,
Controlling the heater and the cooling passage to adjust the temperature of the ring member according to the height of the ring member,
Controlling the power applying member to adjust the power and the frequency of the power applied to the ring member according to the height of the ring member,
To maintain the ring member at a first temperature when the height of the ring member is a first height, and to maintain the ring member at a second temperature when the height of the ring member is a second height lower than the first height control the regulating member;
Applying a first power having a first frequency to the ring member when the height of the ring member is the first height, and having a second frequency to the ring member when the height of the ring member is the second height 2 Control the adjusting member to apply power;
The second temperature is a temperature higher than the first temperature,
The second frequency is a higher frequency than the first frequency,
The second power is a substrate processing apparatus higher than the first power. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
기판 처리 장치는 상기 지지 유닛의 상면에 위치하며, 전극으로 제공되는 샤워헤드 유닛을 포함하되,
상기 샤워헤드 유닛은,
상기 지지 유닛의 상부에 위치하는 샤워 헤드와;
상기 샤워 헤드를 감싸며 제공되는 절연판을 포함하고,
상기 절연판은 상부에서 바라 볼 때, 상기 링부재와 중첩되게 위치하는 기판 처리 장치.According to claim 1,
The substrate processing apparatus is located on the upper surface of the support unit and includes a shower head unit provided as an electrode,
The shower head unit,
a shower head positioned above the support unit;
Including an insulating plate provided to surround the shower head,
The insulating plate is positioned to overlap the ring member when viewed from above. 제6항에 있어서,
상기 지지 유닛은 정적척으로 제공되는 기판 처리 장치.According to claim 6,
The support unit is a substrate processing apparatus provided as a static chuck. 삭제delete 삭제delete 기판을 지지하는 지지 유닛에 있어서,
상기 지지 유닛은,
기판을 지지하는 지지 플레이트와;
상기 지지 플레이트의 가장 자리 영역에 위치하는 링부재와;
기판을 처리하는 처리공간에 공급되는 플라즈마 중 기판의 가장자리 영역과 상기 링부재의 상부에 이온 및 라디칼이 기판에 도달하는 틸팅각도를 조절하는 조절 부재와; 그리고
상기 조절 부재를 제어하는 제어기를 포함하되,
상기 조절 부재는,
상기 링부재의 온도를 조절하는 온도 조절 부재와; 그리고
상기 링부재에 전력을 인가하는 전력 인가 부재를 포함하고,
상기 온도 조절 부재는,
상기 링부재의 내부에 설치되어 상기 링부재를 가열하는 히터; 및
상기 링부재의 내부에 설치되어 상기 링부재를 냉각시키는 냉각 유로를 포함하고,
상기 제어기는,
상기 링부재의 높이에 따라 상기 링부재의 온도를 조절하도록 상기 히터와 상기 냉각 유로를 제어하고,
상기 링부재의 높이에 따라 상기 링부재에 인가되는 전력 및 전력의 주파수를 조절하도록 상기 전력 인가 부재를 제어하고,
상기 링부재의 높이가 제1높이일 때 상기 링부재를 제1온도로 유지하고, 상기 링부재의 높이가 상기 제1높이보다 낮은 제2높이일 때, 상기 링부재를 제2온도로 유지하도록 상기 조절 부재를 제어하고,
상기 링부재의 높이가 상기 제1높이일 때 상기 링부재에 제1주파수를 가지는 제1전력을 인가하고, 상기 링부재의 높이가 상기 제2높이일 때 상기 링부재에 제2주파수를 가지는 제2전력을 인가하도록 상기 조절 부재를 제어하고,
상기 제2온도는 상기 제1온도보다 높은 온도이고,
상기 제2주파수는 상기 제1주파수보다 높은 주파수이고,
상기 제2전력은 상기 제1전력보다 높은 전력인 지지 유닛.In the support unit for supporting the substrate,
The support unit is
a support plate supporting the substrate;
a ring member positioned at an edge of the support plate;
an adjusting member for controlling a tilting angle at which ions and radicals reach the substrate at an edge of the substrate and an upper portion of the ring member among plasma supplied to the processing space for processing the substrate; and
Including a controller for controlling the adjusting member,
The control member,
a temperature control member for controlling the temperature of the ring member; and
Includes a power applying member for applying power to the ring member,
The temperature control member,
a heater installed inside the ring member to heat the ring member; and
A cooling passage installed inside the ring member to cool the ring member,
The controller,
Controlling the heater and the cooling passage to adjust the temperature of the ring member according to the height of the ring member,
Controlling the power applying member to adjust the power and the frequency of the power applied to the ring member according to the height of the ring member,
To maintain the ring member at a first temperature when the height of the ring member is a first height, and to maintain the ring member at a second temperature when the height of the ring member is a second height lower than the first height control the regulating member;
Applying a first power having a first frequency to the ring member when the height of the ring member is the first height, and having a second frequency to the ring member when the height of the ring member is the second height 2 Control the adjusting member to apply power;
The second temperature is a temperature higher than the first temperature,
The second frequency is a higher frequency than the first frequency,
The second power is a higher power than the first power. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제10항에 있어서,
상기 지지 유닛은 정적척으로 제공되는 지지 유닛. According to claim 10,
The support unit is provided as a static chuck. 삭제delete
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