KR20110047085A

KR20110047085A - Multi wafer processing chamber

Info

Publication number: KR20110047085A
Application number: KR1020090103842A
Authority: KR
Inventors: 위순임; 남창우
Original assignee: 주식회사 뉴파워 프라즈마
Priority date: 2009-10-29
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2011-05-06
Also published as: KR101083448B1

Abstract

PURPOSE: A multi substrate processing chamber is provided to include plasma sources in the central area and the peripheral area of processing chambers respectively, thereby uniformly generating plasma on the entire area of the processing chambers. CONSTITUTION: A chamber housing(100) comprises a susceptor(140) and a focus ring supporting a substrate to be processed. A partition member(130) partitions the chamber housing into a plurality of internal processing spaces(110,120). A connection hole is installed in the partition member. A central plasma source(150) is placed in the central area of the internal processing spaces and generates plasma. A peripheral plasma source(160) is placed in the peripheral area of the internal processing spaces and generates plasma.

Description

Multi wafer processing chamber

본 발명은 다중 기판처리챔버에 관한 것으로, 구체적으로는 대면적의 플라즈마를 보다 균일하게 발생하여 대면적의 피처리 대상에 대한 플라즈마 처리 효율을 높이면서 기판의 처리성능을 향상시킬 수 있는 다중 기판처리챔버에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-substrate processing chamber, and more specifically, to multi-substrate processing that can generate a large area of plasma more uniformly, thereby improving the processing performance of the substrate while increasing the plasma processing efficiency for a large-area target object. Relates to a chamber.

최근, 액정 디스플레이 장치, 플라즈마 디스플레이 장치, 반도체 장치들의 제조를 위한 기판 처리 시스템들은 복수 매의 기판을 일괄적으로 처리할 수 있는 클러스터 시스템이 채용되고 있다. 클러스터(cluster) 시스템은 이송 로봇(또는 핸들러; handler)과 그 주위에 마련된 복수의 기판 처리 모듈을 포함하는 멀티 챔버형 기판 처리 시스템을 지칭한다. 일반적으로, 클러스터 시스템은 이송 챔버(transfer chamber)와 이송 챔버 내에 회동이 자유롭게 마련된 이송 로봇을 구비한다. 이송 챔버의 각 변에는 기판의 처리 공정을 수행하기 위한 기판 처리 챔버가 장착된다. 이와 같은 클러스터 시스템은 복수개의 기판을 동시에 처리하거나 또는 여러 공정을 연속해서 진행 할 수 있도록 함으로 기판 처리량을 높이고 있다. 기판 처리량을 높이기 위한 또 다른 노력으로는 다중 기판 처리 챔버에서 복수 매의 기판을 동시에 처리하도록 하여 시간당 기판 처리량을 높이도록 하고 있다.Background Art In recent years, a substrate processing system for manufacturing a liquid crystal display device, a plasma display device, and semiconductor devices has adopted a cluster system capable of collectively processing a plurality of substrates. A cluster system refers to a multi-chambered substrate processing system comprising a transfer robot (or handler) and a plurality of substrate processing modules provided around it. In general, a cluster system includes a transfer chamber and a transfer robot freely rotatable in the transfer chamber. Each side of the transfer chamber is equipped with a substrate processing chamber for performing a substrate processing process. Such a cluster system increases substrate throughput by allowing a plurality of substrates to be processed simultaneously or a plurality of processes can be performed continuously. Another effort to increase substrate throughput is to increase the substrate throughput per hour by simultaneously processing a plurality of substrates in multiple substrate processing chambers.

미국특허 등록공보 US6077157에는 복수 매의 기판을 동시에 처리할 수 있는 다중 기판 처리 챔버가 개시되어 있다. 이 다중 기판 처리 챔버는 챔버 내에 일체로 형성된 격벽에 의해 공간을 구획하고, 구획된 각 공간에 기판 처리 스테이션을 구비하는 구조를 갖는다. 이에 의해 두 개의 기판 처리 스테이션에서 기판을 동시에 처리할 수 있다. US Patent No. US6077157 discloses a multiple substrate processing chamber capable of simultaneously processing a plurality of substrates. This multi-substrate processing chamber has a structure which partitions a space by the partition wall integrally formed in the chamber, and has a substrate processing station in each partitioned space. This allows the substrates to be processed simultaneously in two substrate processing stations.

그런데, 개시된 다중 기판 처리 챔버는 구획된 내부 처리공간에 한 개의 플라즈마 소스가 구비된다. 플라즈마 소스에 의해 생성된 플라즈마는 챔버 내부의 중심 영역에 집중되어 형성된다. 중심 영역에 집중되어 형성된 플라즈마는 피처리 기판의 중심 영역 부근을 집중적으로 증착 또는 식각하기 때문에 기판의 균일한 플라즈마 처리가 어렵다. 즉, 챔버 내부에서 중심영역의 플라즈마 밀도와 주변영역에서의 플라즈마 밀도가 상이하여 기판이 균일하게 처리되지 못하는 문제점이 있었다. However, the disclosed multiple substrate processing chamber is provided with one plasma source in a partitioned internal processing space. The plasma generated by the plasma source is formed concentrated in the central region inside the chamber. The plasma formed by concentrating on the central region is difficult to uniformly process the substrate because the plasma is deposited or etched in the vicinity of the central region of the substrate. That is, there is a problem in that the substrate is not uniformly processed because the plasma density in the center region and the plasma density in the peripheral region are different inside the chamber.

본 발명의 목적은 복수 개의 처리 챔버에 중심영역과 주변영역에 개별적으로 플라즈마 소스를 구비하여 복수 개의 처리 챔버의 전 영역에 균일하게 플라즈마를 발생할 수 있는 다중 기판처리챔버를 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a multiple substrate processing chamber capable of uniformly generating plasma in all regions of a plurality of processing chambers by providing a plasma source separately in a central region and a peripheral region of the plurality of processing chambers.

본 발명의 또 다른 목적은 서셉터의 포커스링을 이용하여 주변영역의 플라즈마 처리 효율을 향상시킬 수 있는 다중 기판처리챔버를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a multi-substrate processing chamber capable of improving plasma processing efficiency of a peripheral region by using a focus ring of a susceptor.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 다중 기판처리챔버에 관한 것이다. 본 발명의 다중 기판처리챔버는 피처리 기판을 지지하는 서셉터 및 상기 서셉터 상에 상기 피처리 기판의 주연부를 둘러싸도록 구비된 포커스링을 포함하여 내부처리공간을 형성하는 챔버하우징; 상기 챔버하우징에 결합되어 상기 챔버하우징을 기판이 처리되는 복수의 내부처리공간으로 분할되며 상기 복수의 내부처리공간을 상호 연통시키는 연통공이 형성된 파티션부재; 상기 복수의 내부처리공간의 중심영역에 각각 구비되어 중심영역에 플라즈마를 생성하는 중심 플라즈마소스; 및 상기 복수의 내부처리공간의 주변영역에 각각 구비되어 주변영역에 플라즈마를 생성하는 주변 플라즈마소스를 포함하며 상기 포커스링은 적어도 하나의 도전성 부재와 적어도 하나의 절연성 부재를 포함한다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem relates to a multiple substrate processing chamber. The multi-substrate processing chamber of the present invention comprises: a chamber housing forming an internal processing space including a susceptor for supporting a substrate to be processed and a focus ring provided to surround the periphery of the substrate on the susceptor; A partition member coupled to the chamber housing, the chamber housing being divided into a plurality of internal processing spaces in which a substrate is processed, and communicating holes for communicating the plurality of internal processing spaces with each other; A central plasma source provided in each of central regions of the plurality of internal processing spaces to generate plasma in the central region; And peripheral plasma sources provided in peripheral regions of the plurality of internal processing spaces to generate plasma in the peripheral region, and the focus ring includes at least one conductive member and at least one insulating member.

일 실시예에 있어서, 상기 포커스링은 스위칭 회로에 의해 접지되거나 직접접지된 접지용 부재를 포함한다.In one embodiment, the focus ring includes a grounding member grounded or directly grounded by a switching circuit.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 반응기는 반응가스를 균일하게 배출시키기 위한 배기가스 배플판이 구비된다.In one embodiment, the plasma reactor is provided with an exhaust gas baffle plate for uniformly discharging the reaction gas.

일 실시예에 있어서, 상기 포커스링과 상기 배기가스 배플판 사이에는 상기 포커스링과 상기 배기가스 배플판을 전기적으로 절연시키면서 상기 배기가스 배플판을 지지하기 위한 절연 거치링이 구비된다.In one embodiment, an insulating mounting ring for supporting the exhaust gas baffle plate while electrically insulating the focus ring and the exhaust gas baffle plate is provided between the focus ring and the exhaust gas baffle plate.

일 실시예에 있어서, 상기 배기가스 배플판은 스위칭 회로에 의해 접지된다.In one embodiment, the exhaust gas baffle plate is grounded by a switching circuit.

일 실시예에 있어서, 상기 중심 플라즈마소스와 상기 주변 플라즈마소스는 각각 유도결합방식에 의해 플라즈마를 생성한다.In one embodiment, the central plasma source and the peripheral plasma source each generates a plasma by an inductive coupling method.

일 실시예에 있어서, 상기 중심 플라즈마소스는 용량결합방식에 의해 플라즈 마를 생성하고, 상기 주변 플라즈마소스는 유도결합방식에 의해 플라즈마를 생성한다.In one embodiment, the central plasma source generates a plasma by a capacitive coupling method, the peripheral plasma source generates a plasma by an inductive coupling method.

일 실시예에 있어서, 상기 중심 플라즈마소스와 상기 주변 플라즈마소스는 상기 반응기 몸체의 바닥면에 대해 높이가 상이하게 배치된다.In one embodiment, the central plasma source and the peripheral plasma source are disposed different in height with respect to the bottom surface of the reactor body.

일 실시예에 있어서, 상기 중심 플라즈마소스와 상기 주변 플라즈마소스는 복수 개의 무선 주파수 안테나; 및 상기 복수 개의 무선 주파수 안테나를 커버하며 자속 출입구가 상기 반응기 몸체 내부로 향하도록 마련되는 마그네틱 코어를 각각 포함한다.In one embodiment, the central plasma source and the peripheral plasma source comprises a plurality of radio frequency antenna; And a magnetic core covering the plurality of radio frequency antennas and provided with a magnetic flux entrance and exit toward the reactor body.

일 실시예에 있어서, 상기 주변 플라즈마소스는 복수 개의 무선 주파수 안테나; 및 상기 복수 개의 무선 주파수 안테나를 커버하며 자속 출입구가 상기 반응기 몸체 내부로 향하도록 마련되는 마그네틱 코어를 포함한다.In one embodiment, the peripheral plasma source comprises a plurality of radio frequency antennas; And a magnetic core covering the plurality of radio frequency antennas and provided with a magnetic flux entrance and exit toward the reactor body.

일 실시예에 있어서, 상기 마그네틱 코어와 상기 반응기 몸체 사이에는 자속을 통과시키는 유전체 윈도우가 구비된다.In one embodiment, a dielectric window is provided between the magnetic core and the reactor body for passing magnetic flux.

일 실시예에 있어서, 상기 마그네틱 코어와 상기 유전체 윈도우 사이에는 패러데이쉴드가 포함된다.In one embodiment, a Faraday shield is included between the magnetic core and the dielectric window.

본 발명의 기판 처리 효율이 향상된 플라즈마 반응기에 의하면, 분할된 포커스링에 의해 기판의 주연부에서도 균일한 플라즈마가 발생되므로 기판의 중심영역과 주변영역을 균일하게 처리할 수 있다. 또한 한 개의 챔버하우징에 복수개의 내부처리공간이 구비되므로 동시에 여러 장의 기판을 처리할 수 있다. 또한, 복수개 의 내부처리공간에 각각 중심 플라즈마소스와 주변 플라즈마소스가 구분되어 구비되므로 기판의 전영역에 걸쳐 균일하게 플라즈마 처리가 가능하다. 또한, 주변 플라즈마소스가 이웃하는 내부처리공간에서 발생된 플라즈마를 차단하는 역할을 수행하므로 공간 간의 플라즈마 간섭을 최소화하여 각 공간별로 독립된 플라즈마 처리가 가능하다. 또한, 본 발명의 다중 기판처리챔버는 중심 플라즈마소스와 주변 플라즈마소스 사이에 접지된 간섭 방지 전극을 이용하여 플라즈마 반응기 내부에 전기적 간섭이 없는 독립적인 다중 플라즈마 영역을 형성할 수 있다. According to the plasma reactor with improved substrate processing efficiency of the present invention, since the plasma is generated even at the periphery of the substrate by the divided focus ring, the center region and the peripheral region of the substrate can be uniformly processed. In addition, since a plurality of internal processing spaces are provided in one chamber housing, multiple substrates can be processed at the same time. In addition, since the central plasma source and the peripheral plasma source are separately provided in the plurality of internal processing spaces, plasma processing can be uniformly performed over the entire area of the substrate. In addition, since the peripheral plasma source serves to block plasma generated in the neighboring internal processing space, independent plasma processing is possible for each space by minimizing plasma interference between spaces. In addition, the multi-substrate processing chamber of the present invention can form an independent multi-plasma region without electrical interference inside the plasma reactor by using an interference prevention electrode grounded between the center plasma source and the surrounding plasma source.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.In order to fully understand the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Embodiment of the present invention may be modified in various forms, the scope of the invention should not be construed as limited to the embodiments described in detail below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the elements in the drawings and the like may be exaggerated to emphasize a more clear description. It should be noted that the same members in each drawing are sometimes shown with the same reference numerals. Detailed descriptions of well-known functions and constructions which may be unnecessarily obscured by the gist of the present invention are omitted.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 기판처리챔버의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a multiple substrate processing chamber according to a first embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 다중 기판처리챔버(10)는 복수의 내부 처리 공간(110, 120)을 갖는 챔버하우징(100)과, 챔버하우징(100)에 결합되어 챔버하우징(100)을 복수의 내부 처리 공간(110, 120)으로 구획하는 파티션부재(130)와, 복수의 내부처리공간(110,120)에 공통적으로 결합되며 각 내부처리공간(110,120)의 처리가스가 공통적으로 배기되는 공통 배기 채널(180)을 포함한다. 챔버하우징(100)은 상호 연통된 복수의 내부처리공간(110,120)을 갖는다. 제1내부처리공간(110)과 제2내부처리공간(120)은 내부에 플라즈마를 생성하여 기판을 처리한다. 챔버하우징(100)의 연통 영역에는 파티션부재(130)가 결합되어 챔버하우징(100)을 복수의 내부처리공간(110,120)으로 분할한다. 복수의 내부처리공간(110,120)은 상호 동일한 볼륨을 갖도록 구비되고, 각 내부처리공간(110,120)에는 각기 하나의 서셉터(140)가 구비된다. As shown in FIG. 1, the multi-substrate processing chamber 10 is coupled to the chamber housing 100 having a plurality of internal processing spaces 110 and 120, and the chamber housing 100 to form a plurality of chamber housings 100. A common exhaust channel which is commonly coupled to the partition member 130 partitioned into the internal processing spaces 110 and 120 and a plurality of internal processing spaces 110 and 120, and the processing gas of each of the internal processing spaces 110 and 120 is exhausted in common. And 180. The chamber housing 100 has a plurality of internal processing spaces 110 and 120 communicated with each other. The first internal processing space 110 and the second internal processing space 120 generate a plasma therein to process the substrate. The partition member 130 is coupled to the communication region of the chamber housing 100 to divide the chamber housing 100 into a plurality of internal processing spaces 110 and 120. The plurality of internal processing spaces 110 and 120 are provided to have the same volume, and each susceptor 140 is provided in each of the internal processing spaces 110 and 120.

챔버하우징(100)는 소정 체적을 갖도록 마련되며 알루미늄, 스테인리스, 구리와 같은 금속 물질로 마련될 수 있다. 또한, 챔버하우징(100)은 코팅된 금속 예를 들어 양극처리된 알루미늄이나 니켈 도급된 알루미늄으로 제작될 수 있다. 또한, 챔버하우징(100)은 내화 금속으로 구비될 수 있다. 또한, 챔버하우징(100)은 경우에 따라 전체를 석영, 세라믹과 같은 절연체로 마련할 수도 있다. The chamber housing 100 is provided to have a predetermined volume and may be made of a metal material such as aluminum, stainless steel, or copper. In addition, the chamber housing 100 may be made of coated metal, for example anodized aluminum or nickel-coated aluminum. In addition, the chamber housing 100 may be provided with a refractory metal. In addition, the chamber housing 100 may be provided with an insulator, such as quartz or ceramic, as a whole.

파티션부재(130)는 챔버하우징(100)을 제1내부처리공간(110)과 제2내부처리공간(120)으로 분할한다. 파티션부재(130)는 챔버하우징(100)에 착탈가능하게 결합되어 복수의 내부처리공간(110,120)의 청소 및 유지보수를 편리하게 할 수 있다. 도시되지 않았으나 챔버하우징(100)의 내벽면에는 파티션부재(130)가 결합되는 결 합슬릿(미도시)이 구비된다. 파티션부재(130)의 판면에는 적어도 하나의 연통공(131)이 형성되어 제1내부처리공간(110)과 제2내부처리공간(120)이 상호 연통하여 상호 유사한 무드를 유지할 수 있도록 한다. The partition member 130 divides the chamber housing 100 into the first internal processing space 110 and the second internal processing space 120. The partition member 130 is detachably coupled to the chamber housing 100 to facilitate cleaning and maintenance of the plurality of internal processing spaces 110 and 120. Although not shown, a joining slit (not shown) to which the partition member 130 is coupled is provided on the inner wall surface of the chamber housing 100. At least one communication hole 131 is formed on the plate surface of the partition member 130 so that the first internal processing space 110 and the second internal processing space 120 communicate with each other to maintain a similar mood.

각각의 내부 처리 공간(110, 120)에는 피처리 기판(5)이 적재되고 하부전극으로서 기능하는 서셉터(140)와 복수의 내부처리공간(110, 120) 내부에 플라즈마를 생성하는 중심 플라즈마소스(150)와 주변 플라즈마소스(160)가 각각 구비된다.Each of the internal processing spaces 110 and 120 has a substrate 5 loaded thereon and a susceptor 140 serving as a lower electrode and a central plasma source for generating plasma inside the plurality of internal processing spaces 110 and 120. 150 and a peripheral plasma source 160 are provided, respectively.

서셉터(140)는 피처리 기판(5)이 적재될 수 있도록 기판을 흡착하는 정전척(미도시), 피처리 기판을 냉각하는 냉각유로(미도시), 기판을 승강시키는 리프트핀(미도시), 기판을 가열하는 히터(미도시) 등이 구비된다. 서셉터(140)는 임피던스정합기(141)를 통해 서셉터 전원공급원(143)과 연결된다. 서셉터 전원공급원(143)은 바이어스 전원으로 기능한다. 또한 서셉터(140)는 피처리 기판(5)의 주연부를 둘러싸도록 포커스링(145)이을 구비된다. 피처리 기판(5)은 반도체 웨이퍼 기판, LCD제조를 위한 유리 기판 등 일 수 있다. The susceptor 140 includes an electrostatic chuck (not shown) for adsorbing the substrate so that the substrate 5 can be loaded, a cooling passage for cooling the substrate, and a lift pin for elevating the substrate. ), A heater (not shown) for heating the substrate, and the like are provided. The susceptor 140 is connected to the susceptor power supply 143 through the impedance matcher 141. The susceptor power supply 143 functions as a bias power supply. In addition, the susceptor 140 includes a focus ring 145 to surround the periphery of the substrate 5. The substrate 5 to be processed may be a semiconductor wafer substrate, a glass substrate for manufacturing an LCD, or the like.

제1 내부처리공간(110)과 제2 내부처리공간(120)의 상부영역에는 각 내부처리공간(110,120)에 플라즈마를 발생시키는 중심 플라즈마소스(150)와 주변 플라즈마소스(160)가 구비된다. 중심 플라즈마소스(150)와 주변 플라즈마소스(160)는 유도결합 방식(ICP 방식)에 의해 유도된 플라즈마 P1과 P2를 내부처리공간(110,120)의 중심영역과 주변영역에 각각 발생시킨다. In the upper regions of the first internal processing space 110 and the second internal processing space 120, a central plasma source 150 and a peripheral plasma source 160 generating plasma in each of the internal processing spaces 110 and 120 are provided. The central plasma source 150 and the peripheral plasma source 160 generate the plasmas P1 and P2 induced by the inductive coupling method (ICP method) in the center region and the peripheral region of the internal processing spaces 110 and 120, respectively.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중심 플라즈마소스(150)는 챔버하우징(100)의 상면에 마련되며 가스공급구(151)가 형성된 돔 형태의 유전체 윈도 우(152)와, 유전체 윈도우(152) 상면에 나선형으로 권취된 무선 주파수 안테나(153)와, 무선 주파수 안테나(153)로 주파수 전원을 공급파는 임피던스정합기(155)와, 안테나 전원공급원(156)을 포함한다.The central plasma source 150 according to the preferred embodiment of the present invention is provided on the upper surface of the chamber housing 100 and has a dome-shaped dielectric window 152 having a gas supply hole 151, and an upper surface of the dielectric window 152. The antenna includes a radio frequency antenna 153 wound spirally, an impedance matcher 155 for supplying frequency power to the radio frequency antenna 153, and an antenna power supply source 156.

주변 플라즈마소스(160)는 중심 플라즈마소스(150)의 테두리영역에 구비되어 중심 플라즈마소스(150)와 별개로 주변영역에 플라즈마 P2를 생성한다. 주변 플라즈마소스(160)는 가스분사구(161)가 형성된 평판 형태의 유전체 윈도우(162), 유전체 윈도우(162) 상면에 나선형으로 권취된 무선 주파수 안테나(163), 무선 주파수 안테나(163) 상부에 구비되어 유전체 윈도우(162)에 형성된 가스분사구(161)를 통해 반응기 몸체(100) 내부로 가스를 공급하는 가스 공급부(164), 무선 주파수 안테나(163)로 주파수 전원을 공급하는 임피던스 정합기(165) 및 전원 공급원(166)을 포함한다. 이때 가스 공급부(164)와 챔버하우징(100) 사이에는 절연부재(102)가 구비되어 전기적으로 절연된다. 또한 주변 플라즈마소스(160)는 무선 주파수 안테나(163)를 감싸며 자속이 챔버하우징(100) 내부로 출력될 수 있도록 배치된 마그네틱 코어(165)를 포함한다. The peripheral plasma source 160 is provided at the edge region of the central plasma source 150 to generate the plasma P2 in the peripheral region separately from the central plasma source 150. The peripheral plasma source 160 is provided on the dielectric window 162 in the form of a plate having the gas injection hole 161, the radio frequency antenna 163 spirally wound on the upper surface of the dielectric window 162, and the radio frequency antenna 163. And an impedance matcher 165 for supplying frequency power to the gas supply unit 164 and the radio frequency antenna 163 to supply gas into the reactor body 100 through the gas injection hole 161 formed in the dielectric window 162. And a power supply 166. At this time, the insulating member 102 is provided between the gas supply unit 164 and the chamber housing 100 to be electrically insulated. In addition, the peripheral plasma source 160 includes a magnetic core 165 surrounding the radio frequency antenna 163 and disposed so that magnetic flux can be output into the chamber housing 100.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주변 플라즈마소스(160)는 한 개의 무선 주파수 안테나(163)에 의해 플라즈마를 발생시키고 있으나, 경우에 따라 두 개의 무선 주파수 안테나(163)가 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 이 때, 두 개의 무선 주파수 안테나(163)는 주파수가 상이하게 전원을 공급받을 수 있다. The peripheral plasma source 160 according to the preferred embodiment of the present invention generates plasma by one radio frequency antenna 163, but in some cases, two radio frequency antennas 163 may generate plasma. In this case, the two radio frequency antennas 163 may be supplied with power different in frequency.

도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 서셉터를 확대하여 도시한 단면도이다.2 and 3 are enlarged cross-sectional views of the susceptor shown in FIG. 1.

도 2에 도시된 바와 같이, 서셉터(140)는 절연층(146)의 상부에 구비된다. 또한 서셉터(140)의 상측 주연부에는 포커스링(145)이 설치된다. 이러한 포커스링(145)은 제1 도전부재(145a)와 제2 도전부재(145b)와 제3 도전부재(145c) 및 절연부재(145d)로 구비되어 피처리 기판(5)의 주위를 둘러싸도록 서셉터(140)에 설치된다. 서셉터(140)는 서셉터 전원공급원(143)으로부터 고주파 전력을 공급받는다. 제1, 2, 3 도전부재(145a, 145b, 145c)는 서셉터(140)의 상부에 구비되어 예컨대 알루미늄 등의 도전성 재료로 이루어진다. 절연부재(145d)는 서셉터(140)의 일측에 유전체(예컨대 석영, 알루미늄 등의 세라믹스)로 이루어진다. 절연부재(145d)는 서셉터(140)와 제1, 2, 3 도전부재(145a, 145b, 145c)로부터 직류 전압 성분이 외측으로 유출되지 않도록 한다. 또한 절연부재(145d)는 플라즈마가 외주 방향을 향해서 지나치게 퍼져 배기가스 배플판(181) 측으로 유출되는 것을 방지한다. 또한 포커스링(145)은 고주파 전력에 대하여 접지 전위에 접속되는 접지용 부재(145e)를 구비한다. As shown in FIG. 2, the susceptor 140 is provided on the insulating layer 146. In addition, the focus ring 145 is installed at the upper peripheral portion of the susceptor 140. The focus ring 145 is provided with a first conductive member 145a, a second conductive member 145b, a third conductive member 145c, and an insulating member 145d to surround the periphery of the substrate 5 to be processed. It is installed in the susceptor 140. The susceptor 140 receives high frequency power from the susceptor power supply 143. The first, second, and third conductive members 145a, 145b, and 145c are provided on the susceptor 140 and made of a conductive material such as aluminum, for example. The insulating member 145d is formed of a dielectric (eg, ceramics such as quartz and aluminum) on one side of the susceptor 140. The insulating member 145d prevents the DC voltage component from flowing out from the susceptor 140 and the first, second, and third conductive members 145a, 145b, and 145c. In addition, the insulating member 145d prevents the plasma from excessively spreading toward the outer circumferential direction and outflowing toward the exhaust gas baffle plate 181. The focus ring 145 also has a grounding member 145e that is connected to a ground potential for high frequency power.

도체로 형성된 제1, 2, 3 도전부재(145a, 145b, 145c)와 접지용 부재(145e)는 표면이 세라믹스의 용사막(예컨대 Al/Al2O3, Y2O3 등의 FCC(fine ceramics coat) 등의 절연층(절연막)(미도시)에 의해서 코팅된다. 즉, 절연층은 직류 전류를 통과시키지 않는 충분한 두께를 갖고, 직류 전류는 이 절연막에 저지되어 전파되지 않는다. 절연층은 플라즈마로부터 도체가 손상되는 것을 방지하는 기능을 하고, 절연층의 두께를 조절하여 커패시턴스 또는 임피던스 값과 같은 도체의 전기적 특성을 조절할 수 있다. 이때 도체에 절연층을 코팅하는 대신에 절연링을 이용하여 도 체의 전기적 특성을 조절할 수도 있다. 접지용 부재(145e)의 절연층은 접지용 부재(145e)를 플라즈마로부터 보호하고, 직류 전류가 흐르는 것을 방지한다. 한편으로 표면파로서 고체 표면을 전파할 수 있는 고주파는 접지용 부재(145e)의 표면층을 전파하는 것이 가능하고, 해당 접지용 부재(145e)는 고주파의 그라운드 경로로서 작용한다. 고주파 전력이 인가된 서셉터(140)와 제1, 2, 3 도전부재(145a, 145b, 145c) 사이에서는 캐패시턴스 C값이 형성되면서 피처리 기판(110)의 주연부를 균일하게 처리할 수 있다. The first, second, and third conductive members 145a, 145b, and 145c formed of a conductor and the grounding member 145e have an insulating surface such as a thermal sprayed coating of ceramics (for example, fine ceramics coat (FCC) such as Al / Al2O3, Y2O3, etc.). Coated with a layer (insulating film) (not shown), that is, the insulating layer has a sufficient thickness not to pass a direct current, and the direct current is blocked by this insulating film and does not propagate. And the electrical properties of the conductor, such as capacitance or impedance, can be controlled by adjusting the thickness of the insulating layer, in which the insulating ring is used instead of coating the insulating layer on the conductor. The insulating layer of the grounding member 145e protects the grounding member 145e from plasma and prevents direct current from flowing, while high frequency capable of propagating a solid surface as a surface wave. It is possible to propagate the surface layer of the grounding member 145e, and the grounding member 145e acts as a ground path of high frequency, and the susceptor 140 to which the high frequency power is applied and the first, second, and third conduction. A capacitance C value is formed between the members 145a, 145b, and 145c to uniformly process the periphery of the substrate 110 to be processed.

도 3에 도시된 바와 같이, 접지용 부재(145e)와 어스 사이에는 접지 스위칭 회로(147)를 구비하여 필요에 따라 스위칭 제어 신호에 연동되어 접지된다. 즉, 접지용 부재(145e)는 항상 접지 전위에 접속되어 있거나 접지 스위칭 회로(147)를 통해 선택적으로 접지될 수 있다. As shown in FIG. 3, a ground switching circuit 147 is provided between the grounding member 145e and the earth, and grounded in conjunction with a switching control signal as necessary. That is, the grounding member 145e can always be connected to ground potential or can be selectively grounded through the ground switching circuit 147.

도 4 및 도 5는 포커스링과 배플사이에 절연 거치링이 구비된 서셉터를 확대하여 도시한 단면도이다.4 and 5 are enlarged cross-sectional views of a susceptor provided with an insulating mounting ring between a focus ring and a baffle.

서셉터(140)와 배기펌프(180) 사이에는 반응이 완료된 반응가스가 전 영역에 걸쳐 균일하게 배출되도록 배기가스 배플판(181)이 구비된다. 배기가스 배플판(181)에 의해 내부처리공간 내에 반응이 완료된 반응가스가 균일한 양으로 챔버하우징(100)의 외부로 배출될 수 있다. 이때 도 4에 도시된 바와 같이, 접지용 부재(145e)의 상부에는 배기가스 배플판(181)이 거치될 수 있도록 절연 거치링(182)이 구비된다. 절연 거치링(182)은 도체의 배기가스 배플판(181)과 포커스링(145) 간에 전기적으로 절연되도록 한다. 배기가스 배플판(181)은 일측이 절연 거치링(182)을 통해 서셉터(140)에 거치되기 때문에 타측이 챔버하우징(100)의 측벽에 접촉되지 않고 설치될 수 있다.An exhaust gas baffle plate 181 is provided between the susceptor 140 and the exhaust pump 180 so that the reaction gas in which the reaction is completed is uniformly discharged over the entire area. By the exhaust gas baffle plate 181, the reaction gas in which the reaction is completed in the internal processing space may be discharged to the outside of the chamber housing 100 in a uniform amount. At this time, as shown in Figure 4, the insulating mounting ring 182 is provided on the upper portion of the grounding member 145e so that the exhaust gas baffle plate 181 can be mounted. The insulation mounting ring 182 is electrically insulated between the exhaust gas baffle plate 181 and the focus ring 145 of the conductor. Since the exhaust gas baffle plate 181 is mounted on the susceptor 140 through one side of the insulating mounting ring 182, the other side may be installed without contacting the side wall of the chamber housing 100.

또한 도 5에 도시된 바와 같이, 배기가스 배플판(181)은 직접 접지 전위에 접속될 수도 있고, 배플 접지 스위칭회로(187)에 연결되어 스위칭 제어 신호에 의해 접지될 수도 있다. 여기서, 접지용 부재(145e)를 접지시키는 제어신호와 배기가스 배플판(181)을 접지시키는 제어신호는 서로 독립적으로 발생되거나 서로 연동하여 발생될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 5, the exhaust gas baffle plate 181 may be directly connected to a ground potential or may be connected to the baffle ground switching circuit 187 and grounded by a switching control signal. Here, the control signal for grounding the grounding member 145e and the control signal for grounding the exhaust gas baffle plate 181 may be generated independently of each other or may be generated in conjunction with each other.

도 6은 제1 무선 주파수 안테나와 제2 무선 주파수 안테나가 서로 이격되어 배치된 중심 플라즈마소스를 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a center plasma source in which a first radio frequency antenna and a second radio frequency antenna are spaced apart from each other.

도 6에 도시된 바와 같이, 중심 플라즈마소스(150)는 제1 무선 주파수 안테나(154a)와, 제2 무선 주파수 안테나(154b)가 서로 이격되어 배치되어 각각의 안테나 전원공급원(157, 158)로부터 전원을 공급받을 수도 있다. As shown in FIG. 6, the central plasma source 150 is arranged with the first radio frequency antenna 154a and the second radio frequency antenna 154b spaced apart from each other from the respective antenna power supplies 157 and 158. It can also be powered.

이 때, 제2 무선 주파수 안테나(155)는 제1 무선 주파수 안테나(153)의 외측으로 일정 간격을 갖고 나란히 병렬 나선 구조로 권선 배치될 수 있다. 제1 안테나 전원공급원(157)과 제2 안테나 전원공급원(158)은 서로 다른 주파수의 전원을 공급할 수 있다. In this case, the second radio frequency antenna 155 may be wound in a parallel spiral structure with a predetermined distance to the outside of the first radio frequency antenna 153. The first antenna power source 157 and the second antenna power source 158 may supply power of different frequencies.

도 7 및 도 8은 무선 주파수 안테나에 구비된 마그네틱 코어 커버를 도시한 단면도이다.7 and 8 are cross-sectional views showing the magnetic core cover provided in the radio frequency antenna.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 마그네틱 코어(165)는 수직 단면 구조가 말편자 형상을 갖고, 각각의 자속 출입구가 유전체 윈도우(162)를 향하도록 하여 무선 주파수 안테나(163)를 따라 덮여지도록 설치된다. 마그네틱 코어(165)는 다수의 말편자 형상의 페라이트 코어 조각들을 조립하여 구성되거나, 일체형의 페라이트 코어를 사용할 수 있다. 무선 주파수 안테나(163)에 의해 발생된 자기장은 마그네틱 코어(165)에 의해 접속되어 챔버하우징(100)의 주변영역의 내측 상부에 발생된다. 이 자기장에 의해 유도되는 전기장은 유전체 윈도우(162)에 본질적으로 평행하게 발생된다. 마그네틱 코어(165)를 이용하여 무선 주파수 안테나(163)로부터 유도된 플라즈마의 집속도와 세기를 조절할 수 있다.As shown in FIGS. 7 and 8, the magnetic core 165 has a vertical cross-sectional structure having a horseshoe shape, with each magnetic flux entrance facing the dielectric window 162 so as to be covered along the radio frequency antenna 163. Is installed. The magnetic core 165 may be constructed by assembling a plurality of horseshoe-shaped ferrite core pieces, or may use an integrated ferrite core. The magnetic field generated by the radio frequency antenna 163 is connected by the magnetic core 165 to be generated inside the upper portion of the peripheral region of the chamber housing 100. The electric field induced by this magnetic field is generated essentially parallel to the dielectric window 162. The magnetic core 165 may adjust the focusing speed and intensity of the plasma induced from the radio frequency antenna 163.

여기서, 도면에는 도시되지 않았으나 무선 주파수 안테나(163)는 냉각수 공급채널을 갖는다. 냉각수 공급채널은 무선 주파수 안테나(163)의 내부에 마련되거나, 무선 주파수 안테나(163)와 마그네틱 코어(165)의 사이에 공급될 수 있다.Here, although not shown in the figure, the radio frequency antenna 163 has a cooling water supply channel. The cooling water supply channel may be provided inside the radio frequency antenna 163 or may be supplied between the radio frequency antenna 163 and the magnetic core 165.

도 9는 도 1의 다중 기판처리챔버의 유전체 윈도우의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a structure of a dielectric window of the multiple substrate processing chamber of FIG. 1.

도 9에 도시된 바와 같이, 주변 플라즈마소스(160)는 챔버하우징(100) 내부로 출력될 수 있도록 유전체 윈도우(162)가 구비된다. 유전체 윈도우(162)는 원형 형상으로 구비되며, 판면에 복수 개의 가스 분사구(161)가 형성된다. 가스 분사구(161)을 통해 반응가스가 반응기 몸체(100) 내부로 공급된다. 유전체 윈도 우(162)는 석영이나 세라믹과 같은 절연물질로 마련되어 마그네틱 코어(165)에서 발생된 자속을 투과하여 챔버하우징(100) 내부로 투과되도록 한다. As shown in FIG. 9, the peripheral plasma source 160 is provided with a dielectric window 162 to be output into the chamber housing 100. The dielectric window 162 is provided in a circular shape, and a plurality of gas injection holes 161 are formed on the plate surface. The reaction gas is supplied into the reactor body 100 through the gas injection hole 161. The dielectric window 162 may be made of an insulating material such as quartz or ceramic to transmit magnetic flux generated from the magnetic core 165 to be transmitted into the chamber housing 100.

도 10은 다중 기판처리챔버의 패러데이쉴드의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a configuration of a Faraday shield of a multiple substrate processing chamber.

도 10에 도시된 바와 같이, 경우에 따라 유전체 윈도우(162)와 마그네틱 코어(165) 사이에는 패러데이쉴드(167)가 구비될 수도 있다. 패러데이쉴드(167)는 유전체 윈도우(162)와 동일한 형상으로 구비되며, 판면에는 복수개의 자속 전달공(167a)이 형성된다. 여기서, 자속 전달공(167a)이 패러데이쉴드(167)에서 차지하는 면적에 따라 마그네틱 코어(165)의 자속이 챔버하우징(100)로 전달되는 자속전달률이 조절될 수 있다. As shown in FIG. 10, in some cases, a Faraday shield 167 may be provided between the dielectric window 162 and the magnetic core 165. The Faraday shield 167 is provided in the same shape as the dielectric window 162, and a plurality of magnetic flux transfer holes 167a are formed on the plate surface. Here, the magnetic flux transfer rate of the magnetic flux of the magnetic core 165 to the chamber housing 100 may be adjusted according to the area occupied by the magnetic flux transfer hole 167a in the Faraday shield 167.

다시 도 1에 도시된 바와 같이, 챔버하우징(100)의 외부에는 반응가스를 공급하는 가스 공급원(170)이 구비된다. 가스공급원(170)에서 제공되는 반응가스는 공급관을 통해 중심 플라즈마소스(150)와 주변 플라즈마소스(160)로 각각 공급된다. 이 때, 가스공급원(170)을 통해 공급된 반응가스는 가스분배부(171)를 통해 제1 가스공급부(173)와 제2 가스공급부(175)로 분기되어 공급된다. 중심 플라즈마 소스(150)로 공급되는 반응가스는 가스공급구(151)을 통해 챔버하우징(100)의 내부처리공간의 중심영역으로 공급된다. 또한 주변 플라즈마 소스(160)로 공급되는 반응가스는 가스분배판(164a)에 의해 균일하게 분배되어 유전체 윈도우(162)의 가스분 사구(161)을 통해 반응기 몸체(100)의 주변영역으로 공급된다. 이때, 가스분배부(171)에서 제1 가스공급부(173)와 제2 가스공급부(175)로 공급되는 가스의 비는 동일하거나 경우에 따라 상이하게 제어될 수 있다. As shown in FIG. 1 again, a gas supply source 170 for supplying a reaction gas is provided outside the chamber housing 100. The reaction gas provided from the gas supply source 170 is supplied to the central plasma source 150 and the peripheral plasma source 160 through the supply pipe, respectively. At this time, the reaction gas supplied through the gas supply source 170 is branched and supplied to the first gas supply unit 173 and the second gas supply unit 175 through the gas distribution unit 171. The reaction gas supplied to the central plasma source 150 is supplied to the central region of the internal processing space of the chamber housing 100 through the gas supply port 151. In addition, the reaction gas supplied to the peripheral plasma source 160 is uniformly distributed by the gas distribution plate 164a and supplied to the peripheral region of the reactor body 100 through the gas injection port 161 of the dielectric window 162. . In this case, the ratio of the gas supplied from the gas distribution unit 171 to the first gas supply unit 173 and the second gas supply unit 175 may be the same or differently controlled in some cases.

제1 가스공급부(173)의 반응가스는 가스공급구(151)을 통해 챔버하우징(100)으로 공급되고 내부처리공간(110,120)의 중심영역으로 공급된다. 제2 가스공급부(175)의 반응가스는 주변 플라즈마소스(160)로 공급되고 가스분배판(164a)에 의해 균일하게 분배되어 유전체 윈도우(162)의 가스분사구(161)를 통해 챔버하우징(100)의 주변영역으로 공급된다. The reaction gas of the first gas supply unit 173 is supplied to the chamber housing 100 through the gas supply port 151 and is supplied to the central regions of the internal processing spaces 110 and 120. The reaction gas of the second gas supply unit 175 is supplied to the surrounding plasma source 160 and uniformly distributed by the gas distribution plate 164a so that the chamber housing 100 may be provided through the gas injection port 161 of the dielectric window 162. It is supplied to the peripheral area of.

챔버하우징(100)의 하부영역에는 반응이 완료된 반응가스가 외부로 배출되는 공통배기채널(180)이 형성된다. 공통배기채널(180)은 제1 내부처리공간(110)과 제2 내부처리공간(120)에 공통적으로 형성된다. 공통배기채널(180)은 복수의 내부처리공간(110,120)의 가운데 영역에 구비된다. The lower region of the chamber housing 100 is formed with a common exhaust channel 180 through which the reaction gas from which the reaction is completed is discharged to the outside. The common exhaust channel 180 is formed in the first internal processing space 110 and the second internal processing space 120 in common. The common exhaust channel 180 is provided in the center region of the plurality of internal processing spaces 110 and 120.

서셉터(140)와 공통배기채널(180) 사이에는 반응이 완료된 반응가스가 전 영역에 걸쳐 균일하게 배출되도록 배기가스 배플판(181)이 구비된다. 배기가스 배플판(181)에 의해 복수의 내부처리공간(110,120) 내에 반응이 완료된 반응가스가 균일한 양으로 배기가스 배플판(181)으로 공급될 수 있다.An exhaust gas baffle plate 181 is provided between the susceptor 140 and the common exhaust channel 180 so that the reaction gas which has completed the reaction is uniformly discharged over the entire area. By the exhaust gas baffle plate 181, the reaction gas in which the reaction is completed in the plurality of internal processing spaces 110 and 120 may be supplied to the exhaust gas baffle plate 181 in a uniform amount.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 소스 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 12은 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 소스 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a plasma source configuration according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a plasma source configuration according to a third embodiment of the present invention.

도 11에 도시된 바와 같이, 앞서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 기판처리챔버(10)는 중심 플라즈마소스(150)가 돔형상으로 배치되었으나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 기판처리챔버는 중심 플라즈마소스(150a)가 주변 플라즈마소스(160a)와 동일한 높이로 평평하게 배치된다. 여기서, 중심 플라즈마소스(150a)에는 주변 플라즈마소스(160a)와 동일하게 가스 공급부(164) 및 마그네틱 코어(165)를 설치할 수 있다. As shown in FIG. 11, the multi-substrate processing chamber 10 according to the preferred embodiment of the present invention described above has a central plasma source 150 arranged in a dome shape, but the multi-substrate processing according to another embodiment of the present invention. The chamber is arranged such that the central plasma source 150a is flush with the surrounding plasma source 160a. Here, the gas supply unit 164 and the magnetic core 165 may be installed in the central plasma source 150a in the same manner as the peripheral plasma source 160a.

또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 기판처리챔버는 중심 플라즈마소스(150b)가 평평하게 구비되나 주변 플라즈마소스(160b)에 비해 일정 높이(h) 높게 배치된다. 이에 의해 중심 플라즈마 P1과 주변 플라즈마 P2의 세기와 강도 등을 고려하여 기판 전영역에 균일하게 플라즈마가 처리될 수 있다.In addition, as shown in Figure 12, the multiple substrate processing chamber according to another embodiment of the present invention is provided with a central plasma source (150b) flat, but is disposed a certain height (h) higher than the peripheral plasma source (160b). . As a result, the plasma may be uniformly processed in the entire area of the substrate in consideration of the strength and intensity of the central plasma P1 and the peripheral plasma P2.

도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 플라즈마 소스 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 플라즈마 소스 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing a plasma source configuration according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing a plasma source configuration according to a fifth embodiment of the present invention.

도 13에 도시된 바와 같이, 중심 플라즈마소스(150c)는 복수 개의 용량 결합 전극(159)과 가스 공급부(164)를 통해 용량 결합 방식(CCP 방식)으로 유도된 플라즈마 P1이다. 또한 주변 플라즈마소스(160)는 무선 주파수 안테나(163)와 가스 공급부(164)를 통해 유도 결합 방식(ICP방식)으로 유도된 플라즈마 P2이다. 여기서, 플라즈마 반응기는 중심 플라즈마소스(150c)가 주변 플라즈마소스(160c)와 동일한 높이로 평평하게 배치된다.As shown in FIG. 13, the central plasma source 150c is plasma P1 induced in a capacitive coupling method (CCP method) through a plurality of capacitive coupling electrodes 159 and a gas supply unit 164. In addition, the peripheral plasma source 160 is plasma P2 induced by an inductive coupling method (ICP method) through the radio frequency antenna 163 and the gas supply unit 164. Here, in the plasma reactor, the central plasma source 150c is disposed to be flush with the surrounding plasma source 160c.

도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 기판처리챔버는 중심 플라즈마소스(150d)가 평평하게 구비되나 주변 플라즈마소스(160d)에 비해 일정 높이(h) 높게 배치된다. 이에 의해 중심 플라즈마 P1과 주변 플라즈마 P2의 세기와 강도 등을 고려하여 기판 전영역에 균일하게 플라즈마가 처리될 수 있다.As shown in FIG. 14, the multi-substrate processing chamber according to another embodiment of the present invention is provided with a central plasma source 150d flat but is disposed at a predetermined height h higher than the peripheral plasma source 160d. As a result, the plasma may be uniformly processed in the entire area of the substrate in consideration of the strength and intensity of the central plasma P1 and the peripheral plasma P2.

한편, 본 발명의 실시예에서는 미도시 되었으나, 본 발명은 중심 플라즈마소스(150)와 주변 플라즈마소스(160) 사이에 간섭방지전극이 구비될 수 있다. 간섭방지전극은 접지됨으로써 간섭방지전극이 설치된 영역에서는 플라즈마가 발생되지 않도록 한다. 이에 의해 간섭방지전극은 상호 분할된 중심 플라즈마소스(150)와 주변 플라즈마소스(160) 간에 전기적인 간섭이 발생되는 것을 방지한다. On the other hand, although not shown in the embodiment of the present invention, the present invention may be provided with an interference prevention electrode between the central plasma source 150 and the peripheral plasma source 160. The interference preventing electrode is grounded so that plasma is not generated in the region where the interference preventing electrode is installed. As a result, the interference preventing electrode prevents electrical interference between the divided central plasma source 150 and the peripheral plasma source 160.

앞서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 기판처리챔버(10)는 중심 플라즈마소스(150)와 주변 플라즈마소스(160)로 플라즈마 소스를 두 개로 분리하여 복수의 내부처리공간 사이의 공간 간의 플라즈마의 간섭을 최소화하였다. In the multi-substrate processing chamber 10 according to the preferred embodiment of the present invention described above, the plasma source is divided into two by the central plasma source 150 and the peripheral plasma source 160, and thus the plasma between the spaces between the plurality of internal processing spaces is separated. Interference was minimized.

간섭방지전극은 한 개의 내부처리공간 내에서 두 개로 분할된 중심 플라즈마소스(150)와 주변 플라즈마소스(160) 간의 플라즈마소스 간의 간섭을 최소화하여 상호 독립적으로 플라즈마가 생성되도록 한다. 이에 의해 플라즈마가 생성되는 영역을 상호 분리할 수 있다.The anti-interference electrode minimizes interference between the plasma source between the central plasma source 150 and the peripheral plasma source 160 divided into two in one internal processing space so that the plasma is independently generated. As a result, the regions where the plasma is generated can be separated from each other.

본 발명에 따른 다중 기판처리챔버(10)는 한 개의 챔버하우징(100)이 파티션부재(130)에 의해 두 개의 내부처리공간(110,120)으로 분리되므로 동시에 두 장의 기판을 처리할 수 있다. 또한, 각각의 내부처리공간(110,120)에 중심 플라즈마소스(150)와 주변 플라즈마소스(160)가 각각 구비되므로, 중심영역에는 중심 플라즈마소스(150)에 의해 생성된 유도 결합된 플라즈마 P1이 발생되어 기판의 중심영역을 처리하고, 주변영역에는 유도 결합에 의해 생성된 플라즈마 P2가 발생되어 기판의 주변영역을 처리한다. In the multi-substrate processing chamber 10 according to the present invention, since one chamber housing 100 is separated into two internal processing spaces 110 and 120 by the partition member 130, two substrates can be processed at the same time. In addition, since the central plasma source 150 and the peripheral plasma source 160 are provided in each of the internal processing spaces 110 and 120, respectively, an inductively coupled plasma P1 generated by the central plasma source 150 is generated. The central region of the substrate is processed, and the plasma P2 generated by inductive coupling is generated in the peripheral region to process the peripheral region of the substrate.

이 때, 주변 플라즈마소스(160)에 의해 생성된 주변 플라즈마 P2는 중심 플라즈마 P1과 별개로 기판의 주변영역을 처리하여 기판 전영역에 대해 균일한 처리가 진행될 수 있도록 한다. 또한, 주변 플라즈마 P2는 중심 플라즈마 P1을 감싸 이웃하는 내부처리공간과의 플라즈마 간섭을 차단하는 차단커튼 역할을 수행한다. 즉, 주변 플라즈마 P2는 파티션부재(130)의 주변영역에 발생되므로 제1 내부처리공간(110)에서 발생된 플라즈마 P1과 제2 내부처리공간(120)에서 발생된 중심 플라즈마 P2를 서로 이격시켜 파티션부재(130)에 생성된 연통공(131)에 의한 상호 간섭을 차단한다. 이에 의해 각 내부처리공간(110,120)은 내부처리공간 간의 플라즈마 간섭이 최소화된 상태로 기판의 처리를 진행할 수 있다. In this case, the peripheral plasma P2 generated by the peripheral plasma source 160 processes the peripheral region of the substrate separately from the central plasma P1 so that uniform processing may be performed on the entire substrate region. In addition, the surrounding plasma P2 serves as a blocking curtain that surrounds the central plasma P1 and blocks plasma interference with neighboring internal processing spaces. That is, since the peripheral plasma P2 is generated in the peripheral region of the partition member 130, the partition P1 is spaced apart from the plasma P1 generated in the first internal processing space 110 and the center plasma P2 generated in the second internal processing space 120. The mutual interference by the communication hole 131 generated in the member 130 is blocked. As a result, each of the internal processing spaces 110 and 120 may process the substrate in a state in which plasma interference between the internal processing spaces is minimized.

도 15는 본 발명의 다중 기판처리챔버가 구비된 다중 기판처리시스템의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다.15 is a schematic diagram schematically showing the configuration of a multiple substrate processing system equipped with a multiple substrate processing chamber of the present invention.

도 15에 도시된 바와 같이, 다중 기판 처리 시스템(1)은 파티션부재(130)에 의해 구획된 복수의 내부처리공간(110,120)을 갖는 다중 기판 처리 챔버(10a, 10b, 10c)가 적어도 한 개 이상 구비되고, 그 사이에는 이송 챔버(20)가 구비된다. 이송 챔버(20)에는 복수의 다중 기판 처리 챔버(10a, 10b, 10c)로 기판을 이송하는 기판 이송유닛(30)이 구비된다. 이송 챔버(20)의 일측단에는 버퍼링챔버(40)가 구비되고, 버퍼링챔버(40)는 로드락 챔버(50)와 연결된다. 로드락 챔버(50)에는 캐리어(61)가 장착되는 인덱스(60)가 구비된다. As shown in FIG. 15, the multi-substrate processing system 1 includes at least one multi-substrate processing chamber 10a, 10b, 10c having a plurality of internal processing spaces 110, 120 partitioned by the partition member 130. The transfer chamber 20 is provided in the above. The transfer chamber 20 is provided with a substrate transfer unit 30 for transferring a substrate to a plurality of multiple substrate processing chambers 10a, 10b, 10c. A buffering chamber 40 is provided at one end of the transfer chamber 20, and the buffering chamber 40 is connected to the load lock chamber 50. The load lock chamber 50 is provided with an index 60 on which the carrier 61 is mounted.

기판 이송유닛(30)은 버퍼링 챔버(40)로부터 기판을 이송받아 다중 기판 처리 챔버(10a, 10b, 10c)의 서셉터(140)에 이송한다. 기판 이송유닛(30)은 이송 챔버(20)의 기판 출입구(21)를 통해 내부 처리 공간(110, 120)으로 진입할 수 있다. 여기서, 기판 출입구(21)는 슬릿밸브에 의해 개폐가 제어된다. The substrate transfer unit 30 receives the substrate from the buffering chamber 40 and transfers the substrate to the susceptor 140 of the multiple substrate processing chambers 10a, 10b, and 10c. The substrate transfer unit 30 may enter the internal processing spaces 110 and 120 through the substrate entrance 21 of the transfer chamber 20. Here, the opening and closing of the substrate entrance and exit 21 is controlled by the slit valve.

기판 이송유닛(30)은 버퍼링 챔버(40)로부터 복수의 기판을 동시에 인계받아 다중 기판 처리 챔버(10a, 10b, 10c)로 동시에 이송한다. 그리고, 기판 이송유닛(30)은 회전하며 복수의 다중 기판 처리 챔버(10a, 10b, 10c) 각각에 복수의 기판을 순차적으로 이송한다. The substrate transfer unit 30 simultaneously receives a plurality of substrates from the buffering chamber 40 and simultaneously transfers the plurality of substrates to the multiple substrate processing chambers 10a, 10b, and 10c. The substrate transfer unit 30 rotates and sequentially transfers the plurality of substrates to each of the plurality of multiple substrate processing chambers 10a, 10b, and 10c.

기판 이송유닛(30)은 회전축(31)을 중심으로 회전가능하게 구비되며, 회전축(31)을 따라 전후로 연장 및 압축되는 이송암(33)이 구비된다. 이송암(33)의 단부영역에는 두 개의 기판을 동시에 이송하는 엔드이펙터(36)가 구비된다. The substrate transfer unit 30 is rotatably provided around the rotation shaft 31, and is provided with a transfer arm 33 extending and compressed back and forth along the rotation shaft 31. The end region of the transfer arm 33 is provided with an end effector 36 for simultaneously transferring two substrates.

버퍼링 챔버(40)는 이송 챔버(20)와 로드락 챔버(50) 사이에서 대기압에서 진공 또는 진공에서 대기압으로 전환한다. 버퍼링 챔버(40)는 로드락 챔버(50)로부터 이송된 복수의 기판을 적재하고, 기판 이송유닛(30)이 기판을 로딩하도록 한다. 이를 위해 버퍼링 챔버(40)는 복수의 기판을 적재하는 기판적재부(미도시)가 구비된다. The buffering chamber 40 converts from atmospheric pressure to vacuum or from vacuum to atmospheric pressure between the transfer chamber 20 and the load lock chamber 50. The buffering chamber 40 loads a plurality of substrates transferred from the load lock chamber 50, and allows the substrate transfer unit 30 to load the substrates. To this end, the buffering chamber 40 is provided with a substrate loading portion (not shown) for loading a plurality of substrates.

로드 락 챔버(50)는 인덱스(60)로부터 기판을 이송받아 버퍼링 챔버(40)의 기판적재부(미도시)로 공급한다. 이를 위해 로드 락 챔버(50)에는 인덱스(60)로부터 버퍼링 챔버(40)로 기판을 이송하는 대기압 반송로봇(미도시)기 구비된다. The load lock chamber 50 receives the substrate from the index 60 and supplies the substrate to the substrate loading portion (not shown) of the buffering chamber 40. To this end, the load lock chamber 50 is provided with an atmospheric pressure transport robot (not shown) for transferring the substrate from the index 60 to the buffering chamber 40.

인덱스(60)는 설비 전방 단부 모듈(equipemnt front end module, 이하 EFEM)이라고도 하며 때로는 로드 락 챔버를 포괄하여 정의될 수 있다. 인덱스(60)는 전방부에 설치되는 적재대(로드 포트라고도 함)를 포함하며, 적재대 상에는 복수의 기판을 소정간격으로 수납한 캐리어(61)가 적재된다. 캐리어(61)는 그 전방면에 도시하지 않은 착탈 가능한 덮개를 구비한 밀폐형 수납 용기이다.Index 60 is also referred to as an equipment front end module (EFEM) and can sometimes be defined encompassing a load lock chamber. The index 60 includes a mounting table (also referred to as a load port) provided at the front part, and on the mounting table, a carrier 61 containing a plurality of substrates at predetermined intervals is loaded. The carrier 61 is a hermetically sealed container provided with the removable cover which is not shown in the front surface.

상술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 다중 기판 처리 시스템(1)의 기판 처리 과정을 도 15를 참조로 설명한다. A substrate processing procedure of the multiple substrate processing system 1 according to the present invention having the above-described configuration will be described with reference to FIG. 15.

먼저, 로드락 챔버(50)의 대기압 반송로봇(미도시)는 캐리어(61)로부터 기판을 이송하여 버퍼링 챔버(40)에 적재한다. 기판 이송유닛(30)은 버퍼링 챔버(40)에 적재된 두 장의 기판을 동시에 로딩하여 도1에 도시된 바와 같이 이송 챔버(20)에서 대기하고, 기판 출입구(21)가 개방되면 복수의 엔드이펙터(36)에 적재된 기판을 제1 다중 기판 처리 챔버(10a)의 서셉터(140)에 로딩한다. 기판 이송유닛(30)은 다시 버퍼링 챔버(40)로부터 기판을 이송받아 제2 다중기판 처리 챔버(10b)와 제3 다중 기판 처리 챔버(10c)로 기판을 순차적으로 이송한다. First, an atmospheric pressure transport robot (not shown) of the load lock chamber 50 transfers a substrate from the carrier 61 and loads the substrate into the buffering chamber 40. The substrate transfer unit 30 simultaneously loads two substrates loaded in the buffering chamber 40 and waits in the transfer chamber 20 as shown in FIG. 1, and when the substrate entrance 21 is opened, a plurality of end effectors. The substrate loaded in the 36 is loaded into the susceptor 140 of the first multi-substrate processing chamber 10a. The substrate transfer unit 30 receives the substrate from the buffering chamber 40 again and sequentially transfers the substrate to the second multi-substrate processing chamber 10b and the third multi-substrate processing chamber 10c.

서셉터(140)에 기판이 적재된 다중 기판 처리 챔버(10a,10b,10c)는 중심 플 라즈마소스(150)와 주변 플라즈마소스(160) 플라즈마 P1과 P2를 발생시켜 기판을 처리한다. 이 때, 각 내부 처리 공간(110,120)는 중심 플라즈마 P1와 주변 플라즈마 P2가 내부 처리 공간 전체에 걸쳐 균일하게 발생하며 전위도 균일하게 생성된다. 따라서, 기판 표면이 균일하게 처리될 수 있다. 처리 후 가스는 공통 배기 채널(180)을 통해 외부로 배출된다. The multiple substrate processing chambers 10a, 10b, and 10c on which the substrate is loaded on the susceptor 140 generate the central plasma source 150 and the peripheral plasma source 160 plasmas P1 and P2 to process the substrate. At this time, in each of the internal processing spaces 110 and 120, the central plasma P1 and the peripheral plasma P2 are uniformly generated throughout the internal processing space, and the electric potential is uniformly generated. Thus, the substrate surface can be treated uniformly. After the treatment, the gas is discharged to the outside through the common exhaust channel 180.

기판 처리가 완료되면 기판 출입구(21)가 개방되고 기판 이송유닛(30)이 처리 후의 기판을 서셉터(140)로부터 언로딩한다. 언로딩된 기판은 버퍼링 챔버(40)에 적재된다. When the substrate processing is completed, the substrate entrance and exit 21 is opened and the substrate transfer unit 30 unloads the substrate after the treatment from the susceptor 140. The unloaded substrate is loaded into the buffering chamber 40.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 다중 기판 처리 시스템은 복수의 내부 처리 공간을 갖는 다중 기판 처리 챔버가 복수개로 구비된다. 이에 복수의 기판을 동시에 처리할 수 있다. As described above, the multiple substrate processing system according to the present invention includes a plurality of multiple substrate processing chambers having a plurality of internal processing spaces. Thus, a plurality of substrates can be processed simultaneously.

이상에서 설명된 본 발명의 다중 기판처리챔버의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiment of the multiple substrate processing chamber of the present invention described above is merely illustrative, and it is well understood that various modifications and equivalent other embodiments are possible to those skilled in the art to which the present invention pertains. You will know. Accordingly, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims. It is also to be understood that the present invention includes all modifications, equivalents, and substitutes within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

도 6은 제1 무선 주파수 안테나와 제2 무선 주파수 안테나가 서로 이격되어 배치된 중심 플라즈마소스를 도시한 단면도이다. 6 is a cross-sectional view illustrating a center plasma source in which a first radio frequency antenna and a second radio frequency antenna are spaced apart from each other.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 소스 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.11 is a cross-sectional view schematically showing a plasma source configuration according to a second embodiment of the present invention.

도 12은 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 소스 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.12 is a cross-sectional view schematically showing a plasma source configuration according to a third embodiment of the present invention.

도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 플라즈마 소스 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing a plasma source configuration according to a fourth embodiment of the present invention.

도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 플라즈마 소스 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.14 is a cross-sectional view schematically showing a plasma source configuration according to a fifth embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1 : 다중 기판 처리 시스템 5: 피처리 기판 1: multi-substrate processing system 5: substrate to be processed

10a,10b,10c : 다중 기판 처리 챔버 20 : 이송 챔버 10a, 10b, 10c: multiple substrate processing chamber 20: transfer chamber

30 : 기판 이송유닛 31 : 회전축30: substrate transfer unit 31: rotation axis

33 : 이송암 36 : 엔드이펙터33: transfer arm 36: end effector

40 : 버퍼링챔버 50 : 로드락챔버40: buffering chamber 50: load lock chamber

60 : 인덱스 61 : 캐리어60: index 61: carrier

100 : 챔버하우징 102: 절연부재100: chamber housing 102: insulating member

110 : 제1 내부처리공간 120 : 제2내부처리공간110: first internal processing space 120: second internal processing space

130 : 파티션부재 131 : 연통공130: partition member 131: communication hole

140: 서셉터 141: 임피던스 정합기140: susceptor 141: impedance matcher

143: 서셉터 전원공급원 145: 포커스링143: susceptor power supply 145: focus ring

145a, 145b, 145c: 제1, 2, 3 도전부재145a, 145b, and 145c: first, second and third conductive members

145d: 절연부재 145e: 접지용 부재145d: insulation member 145e: grounding member

146: 절연층 147: 접지 스위칭회로146: insulation layer 147: ground switching circuit

150, 150a, 150b, 150c, 150d: 중심 플라즈마소스150, 150a, 150b, 150c, 150d: center plasma source

151: 가스공급구 152, 162: 유전체 윈도우151: gas supply ports 152, 162: dielectric window

153, 163: 무선 주파수 안테나 153, 163: radio frequency antenna

154a, 154b: 제1, 2 무선 주파수 안테나154a, 154b: first and second radio frequency antennas

155: 임피던스 정합기 156: 전원 공급원155: impedance matcher 156: power source

157: 제1 안테나 전원공급원 158: 제2 안테나 전원공급원157: first antenna power supply 158: second antenna power supply

159: 용량 결합 전극159: capacitive coupling electrode

160, 160a, 160b, 160c, 160d: 주변 플라즈마소스160, 160a, 160b, 160c, 160d: surrounding plasma source

161: 가스분사구 164: 가스 공급부161: gas injection port 164: gas supply unit

164a: 가스분배판 165: 마그네틱 코어164a: gas distribution plate 165: magnetic core

166: 전원 공급원 167: 패러데이쉴드166: power source 167: Faraday shield

167a: 자속 전달공 170: 가스 공급원167a: flux transfer hole 170: gas supply source

171: 가스 분배부 173: 제1 가스공급부 171: gas distribution unit 173: first gas supply unit

175: 제2 가스공급부 180: 공통배기채널175: second gas supply unit 180: common exhaust channel

181: 배기가스 배플판 182: 절연 거치링181: exhaust gas baffle plate 182: insulation mounting ring

187: 배플 접지 스위칭회로187: baffle ground switching circuit

Claims

A chamber housing including an susceptor for supporting a substrate to be processed and a focus ring disposed on the susceptor to surround a periphery of the substrate;

A partition member coupled to the chamber housing, the chamber housing being divided into a plurality of internal processing spaces in which a substrate is processed, and communicating holes for communicating the plurality of internal processing spaces with each other;

A central plasma source provided in each of central regions of the plurality of internal processing spaces to generate plasma in the central region; And

A peripheral plasma source provided in a peripheral region of the plurality of internal processing spaces to generate a plasma in the peripheral region,

The focus ring includes at least one conductive member and at least one insulating member.

The method of claim 1,

And the focus ring includes a grounding member grounded or directly grounded by a switching circuit.

The method of claim 1,

The plasma reactor is a multiple substrate processing chamber having an exhaust gas baffle plate for uniformly discharging the reaction gas.

The method of claim 1,

And an insulating mounting ring for supporting the exhaust gas baffle plate while electrically insulating the focus ring and the exhaust gas baffle plate between the focus ring and the exhaust gas baffle plate.

The method of claim 4, wherein

And said exhaust gas baffle plate is grounded by a switching circuit.

The method of claim 1,

And the central plasma source and the peripheral plasma source each generate a plasma by an inductive coupling method.

The method of claim 1,

Wherein the central plasma source generates plasma by capacitive coupling, and the peripheral plasma source generates plasma by inductive coupling.

8. The method according to claim 6 or 7,

And the central plasma source and the peripheral plasma source are different in height from the bottom surface of the chamber housing.

The method of claim 6,

The central plasma source and the peripheral plasma source is a plurality of radio frequency antenna; And

And a magnetic core covering each of the plurality of radio frequency antennas and having a magnetic flux entrance and exit facing the chamber housing.

The method of claim 7, wherein

The peripheral plasma source includes a plurality of radio frequency antennas; And

And a magnetic core covering the plurality of radio frequency antennas and having a magnetic flux entrance and exit facing the reactor body.

The method according to any one of claims 9 to 10,

And a dielectric window through which magnetic flux passes between the magnetic core and the reactor body.

The method of claim 11,

And a Faraday shield between the magnetic core and the dielectric window.