KR20110097533A - Multi capacitively coupled electrode assembly and processing appartus the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다중 용량 결합 전극 어셈블리 및 이를 구비한 플라즈마 처리장치에 관한 것이다. 본 발명의 다중 용량 결합 전극 어셈블리는 플라즈마 반응기 내부로 플라즈마 방전을 유도하기 위한 복수 개의 용량 결합 전극을 포함하는 용량 결합 전극 어셈블리에 있어서, 상기 용량 결합 전극 어셈블리는 처리하기 위한 피처리 기판의 형태에 따라 형성된다. 본 발명의 다중 용량 결합 전극 어셈블리 및 이를 구비한 플라즈마 처리장치에 의하면 복수 개의 용량 결합 전극이 구비된 용량 결합 전극 어셈블리를 이용하여 기판의 전영역을 균일하게 처리할 수 있는 플라즈마를 유도할 수 있다. 또한 처리하고자하는 피처리 기판의 형태에 따라 용량 결합 전극 어셈블리를 형성하여 피처리 기판의 처리 효율을 높일 수 있다. 또한 복수 개의 용량 결합 전극이 구비된 용량 결합 전극 어셈블리를 이용하여 효율적으로 기판의 특정부를 깊게 에칭할 수도 있다.The present invention relates to a multiple capacitive coupled electrode assembly and a plasma processing apparatus having the same. In the capacitively coupled electrode assembly of the present invention, a capacitively coupled electrode assembly including a plurality of capacitively coupled electrodes for inducing plasma discharge into a plasma reactor, the capacitively coupled electrode assembly may be formed according to a shape of a substrate to be processed. Is formed. According to the multiple capacitively coupled electrode assembly of the present invention and the plasma processing apparatus having the same, a plasma capable of uniformly treating the entire area of the substrate may be induced by using the capacitively coupled electrode assembly having a plurality of capacitively coupled electrodes. In addition, the capacitively coupled electrode assembly may be formed according to the shape of the substrate to be processed to increase the processing efficiency of the substrate. In addition, a specific portion of the substrate may be efficiently etched by using the capacitive coupling electrode assembly having a plurality of capacitive coupling electrodes.

Figure P1020100017416
Figure P1020100017416

Description

다중 용량 결합 전극 어셈블리 및 이를 구비한 플라즈마 처리장치{MULTI CAPACITIVELY COUPLED ELECTRODE ASSEMBLY AND PROCESSING APPARTUS THE SAME}MULTI CAPACITIVELY COUPLED ELECTRODE ASSEMBLY AND PROCESSING APPARTUS THE SAME}

본 발명은 다중 용량 결합 전극 어셈블리 및 이를 구비한 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 구체적으로는 용량 결합 전극 어셈블리로 유도된 플라즈마를 이용하여 대면적의 플라즈마를 유도하는 다중 용량 결합 전극 어셈블리 및 이를 구비한 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-capacitance coupled electrode assembly and a plasma processing apparatus having the same, and specifically, a multi-capacitance coupled electrode assembly and a plasma having the same using a plasma induced by the capacitive coupling electrode assembly to induce a large area. It relates to a processing apparatus.

플라즈마는 같은 수의 양이온(positive ions)과 전자(electrons)를 포함하는 고도로 이온화된 가스이다. 플라즈마 방전은 이온, 자유 래디컬, 원자, 분자를 포함하는 활성 가스를 발생하기 위한 가스 여기에 사용되고 있다. 활성 가스는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며 집적 회로 장치, 액정 디스플레이, 태양 전지등과 같은 장치를 제조하기 위한 여러 반도체 제조 공정 예들 들어, 식각(etching), 증착(deposition), 세정(cleaning), 에싱(ashing) 등에 다양하게 사용된다.Plasma is a highly ionized gas containing the same number of positive ions and electrons. Plasma discharges are used for gas excitation to generate active gases containing ions, free radicals, atoms, molecules. Active gases are widely used in various fields and are used in various semiconductor manufacturing processes for manufacturing devices such as integrated circuit devices, liquid crystal displays, solar cells, etc., for example, etching, deposition, cleaning, and ashing. It is variously used for ashing.

플라즈마를 발생하기 위한 플라즈마 소스는 여러 가지가 있는데 무선 주파수(radio frequency)를 사용한 용량 결합 플라즈마(capacitive coupled plasma)와 유도 결합 플라즈마(inductive coupled plasma)가 그 대표적인 예이다. 용량 결합 플라즈마 소스는 정확한 용량 결합 조절과 이온 조절 능력이 높아서 타 플라즈마 소스에 비하여 공정 생산력이 높다는 장점을 갖는다. 그러나 대형화되는 피처리 기판을 처리하기 위하여 용량 결합 전극을 대형화하는 경우 전극의 열화에 의해 전극에 변형이 발생되거나 손상될 수 있다. 이러한 경우 전계 강도가 불균일하게 되어 플라즈마 밀도가 불균일하게 될 수 있으며 반응기 내부를 오염시킬 수 있다. 유도 결합 플라즈마 소스의 경우에도 유도 코일 안테나의 면적을 크게 하는 경우 마찬가지로 플라즈마 밀도를 균일하게 얻기가 어렵다.There are a number of plasma sources for generating plasma, and the representative examples are capacitive coupled plasma and inductive coupled plasma using radio frequency. Capacitively coupled plasma sources have the advantage of high process productivity compared to other plasma sources due to their high capacity for precise capacitive coupling and ion control. However, when the capacitively coupled electrode is enlarged in order to process an enlarged substrate, the electrode may be deformed or damaged by deterioration of the electrode. In this case, the electric field strength may be uneven, which may result in uneven plasma density and contaminate the inside of the reactor. In the case of an inductively coupled plasma source, it is also difficult to obtain a uniform plasma density when the area of the induction coil antenna is increased.

최근 반도체 제조 산업에서는 반도체 소자의 초미세화, 반도체 회로를 제조하기 위한 실리콘 웨이퍼 기판이나 유리 기판 또는 플라스틱 기판과 같은 피처리 기판의 대형화 그리고 새로운 처리 대상 물질의 개발되고 있는 등과 같은 여러 요인으로 인하여 더욱 향상된 플라즈마 처리 기술이 요구되고 있다. 특히, 대면적의 피처리 기판에 대한 우수한 처리 능력을 갖는 향상된 플라즈마 소스 및 플라즈마 처리 기술이 요구되고 있다. 더욱이 레이저를 이용한 다양한 반도체 제조 장치가 제공되고 있다. 레이저를 이용하는 반도체 제조 공정은 피처리 기판에 대한 증착, 식각, 어닐닝, 세정 등과 같은 다양한 공정에 넓게 적용되고 있다. 이와 같은 레이저를 이용한 반도체 제조 공정의 경우에도 상술한 문제점이 존재한다.In recent years, the semiconductor manufacturing industry has been further improved due to various factors such as ultra miniaturization of semiconductor devices, the enlargement of silicon wafer substrates or substrates to be processed such as glass or plastic substrates for manufacturing semiconductor circuits, and the development of new materials to be processed. Plasma treatment technology is required. In particular, there is a need for improved plasma sources and plasma processing techniques that have good processing capabilities for large area substrates. Furthermore, various semiconductor manufacturing apparatuses using lasers have been provided. Semiconductor manufacturing processes using lasers have been widely applied to various processes such as deposition, etching, annealing, cleaning, and the like on a substrate to be processed. In the case of a semiconductor manufacturing process using such a laser, the above-described problems exist.

피처리 기판의 대형화는 전체적인 생산 설비의 대형화를 야기하게 된다. 생산 설비의 대형화는 전체적인 설비 면적을 증가시켜 결과적으로 생산비를 증가시키는 요인이 된다. 그럼으로 가급적 설비 면적을 최소화 할 수 있는 플라즈마 반응기 및 플라즈마 처리 시스템이 요구되고 있다. 특히, 반도체 제조 공정에서는 단위 면적당 생산성이 최종 재품의 가격에 영향을 미치는 중요한 요인의 하나로 작용한다. The enlargement of the substrate to be processed causes the enlargement of the entire production equipment. Larger production facilities increase the overall plant area, resulting in increased production costs. Therefore, there is a need for a plasma reactor and a plasma processing system capable of minimizing the installation area. In particular, in the semiconductor manufacturing process, productivity per unit area is one of the important factors affecting the price of the final product.

본 발명의 목적은 대면적의 플라즈마를 유도하여 피처리 기판의 효율을 향상시킬 수 있는 다중 용량 결합 전극 어셈블리 및 이를 구비한 플라즈마 처리장치를 제공하는데 있다.Disclosure of Invention An object of the present invention is to provide a multi-capacitance coupled electrode assembly and a plasma processing apparatus having the same capable of inducing a large-area plasma to improve the efficiency of a substrate to be processed.

본 발명의 또 다른 목적은 피처리 기판의 형태에 따라 용량 결합 전극 어셈블리의 형성하여 피처리 기판의 처리 효율을 향상시키는 다중 용량 결합 전극 어셈블리 및 이를 구비한 플라즈마 처리장치를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a capacitively coupled electrode assembly and a plasma processing apparatus having the same, by forming a capacitively coupled electrode assembly according to the shape of a substrate to improve the processing efficiency of the substrate.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 다중 용량 결합 전극 어셈블리 및 이를 구비한 플라즈마 처리장치에 관한 것이다. 본 발명의 다중 용량 결합 전극 어셈블리는 플라즈마 반응기 내부로 플라즈마 방전을 유도하기 위한 복수 개의 용량 결합 전극을 포함하는 용량 결합 전극 어셈블리에 있어서, 상기 용량 결합 전극 어셈블리는 처리하기 위한 피처리 기판의 형태에 따라 형성된다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem relates to a multiple capacitive coupled electrode assembly and a plasma processing apparatus having the same. In the capacitively coupled electrode assembly of the present invention, a capacitively coupled electrode assembly including a plurality of capacitively coupled electrodes for inducing plasma discharge into a plasma reactor, the capacitively coupled electrode assembly may be formed according to a shape of a substrate to be processed. Is formed.

일 실시예에 있어서, 상기 용량 결합 전극은 상기 피처리 기판이 원형인 경우 서로 다른 길이를 갖는다.In one embodiment, the capacitively coupled electrodes have different lengths when the substrate is circular.

일 실시예에 있어서, 상기 용량 결합 전극 어셈블리는 상기 복수 개의 용량 결합 전극이 장착되고, 장착된 상기 복수 개의 용량 결합 전극 사이에 복수 개의 가스 분사홀이 구비된 전극 장착판을 포함한다.The capacitively coupled electrode assembly may include an electrode mounting plate on which the plurality of capacitively coupled electrodes are mounted, and a plurality of gas injection holes are provided between the plurality of capacitively coupled electrodes.

본 발명의 다중 용량 결합 전극 어셈블리를 구비한 플라즈마 처리장치는 피처리 기판을 지지하기 위한 기판 지지대를 내부에 포함하는 반응기 몸체; 상기 반응기 몸체의 내부에 플라즈마 방전을 유도하고 상기 피처리 기판의 형태에 따라 길이가 같거나 서로 다른 복수 개의 용량 결합 전극을 포함하는 용량 결합 전극 어셈블리; 상기 용량 결합 전극 어셈블리에 무선 주파수 전원을 공급하기 위한 메인 전원 공급원을 포함한다.Plasma processing apparatus having a multi-capacitance coupling electrode assembly of the present invention includes a reactor body including a substrate support for supporting a substrate to be processed; A capacitively coupled electrode assembly inducing a plasma discharge in the reactor body and including a plurality of capacitively coupled electrodes having the same length or different lengths according to the shape of the substrate to be processed; And a main power source for supplying radio frequency power to said capacitively coupled electrode assembly.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 처리장치는 상기 피처리 기판의 특정부를 에칭하고, 에칭된 특정부에 패시베이션층을 증착하는 단계를 반복적으로 처리하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the plasma processing apparatus is characterized in that the step of etching the specific portion of the substrate to be processed, and repeatedly depositing a passivation layer on the etched specific portion.

일 실시예에 있어서, 상기 용량 결합 전극 어셈블리는 상기 복수 개의 용량 결합 전극이 장착되고, 장착된 상기 복수 개의 용량 결합 전극 사이에 복수 개의 가스 분사홀이 구비된 전극 장착판을 포함하는 것을 특징으로 한다.The capacitively coupled electrode assembly may include an electrode mounting plate on which the plurality of capacitively coupled electrodes are mounted, and a plurality of gas injection holes are provided between the plurality of capacitively coupled electrodes. .

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 처리장치는 상기 메인 전원 공급원으로부터 제공되는 상기 무선 주파수 전원을 받아 상기 복수 개의 용량 결합 전극으로 분배하는 전류 분배 회로를 포함하고, 상기 전류 분배 회로는 상기 복수 개의 용량 결합 전극으로 공급되는 전류의 균형을 조절하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the plasma processing apparatus includes a current distribution circuit for receiving the radio frequency power provided from the main power source to distribute to the plurality of capacitive coupling electrodes, the current distribution circuit is the plurality of capacitive coupling It is characterized by adjusting the balance of the current supplied to the electrode.

일 실시예에 있어서, 상기 메인 전원 공급원과 상기 전류 분배 회로 사이에 구성되어 임피던스 정합을 수행하는 임피던스 정합기를 포함한다.In one embodiment, an impedance matcher is configured between the main power supply and the current distribution circuit to perform impedance matching.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 처리장치는 상기 가스 분사홀을 통해 상기 반응기 몸체 내부로 공정가스를 공급하는 가스 공급부를 포함한다.In one embodiment, the plasma processing apparatus includes a gas supply unit for supplying a process gas into the reactor body through the gas injection hole.

일 실시예에 있어서, 상기 가스 공급부는 다단으로 가스를 분배하여 상기 가스 분사홀을 통해 상기 반응기 몸체 내부로 공정가스를 공급한다.In one embodiment, the gas supply unit distributes the gas in multiple stages to supply the process gas into the reactor body through the gas injection hole.

일 실시예에 있어서, 상기 가스 공급부는 상기 반응기 몸체의 중심영역으로 공정가스를 공급하기 위한 중심 가스공급부; 및 상기 반응기 몸체의 주변영역으로 공정가스를 공급하기 위한 주변 가스공급부;를 포함하여 상기 중심 가스공급부와 상기 주변 가스공급부를 통해 동일한 공정가스 또는 서로 다른 공정가스를 상기 반응기 몸체 내부로 공급한다.In one embodiment, the gas supply unit comprises a central gas supply unit for supplying a process gas to the central region of the reactor body; And a peripheral gas supply unit for supplying a process gas to the peripheral region of the reactor body. The same gas or different process gases are supplied into the reactor body through the central gas supply unit and the peripheral gas supply unit.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 처리장치는 상기 용량 결합 전극 어셈블리로 무선 주파수 전원을 제공하는 복수 개의 전원 공급원을 포함한다.In one embodiment, the plasma processing apparatus includes a plurality of power sources for providing radio frequency power to the capacitively coupled electrode assembly.

일 실시예에 있어서, 상기 복수 개의 전원 공급원은 동일한 무선 주파수 또는 서로 다른 무선 주파수를 공급한다.In one embodiment, the plurality of power sources supply the same radio frequency or different radio frequencies.

일 실시예에 있어서, 상기 메인 전원 공급원은 1~100㎒의 무선 주파수를 공급한다.In one embodiment, the main power supply supplies a radio frequency of 1-100 MHz.

일 실시예에 있어서, 상기 기판 지지대는 바이어스 전원을 공급하는 바이어스 전원 공급원에 연결되고, 상기 바이어스 전원 공급원은 1~50㎒의 바이어스 전원을 공급한다.In one embodiment, the substrate support is connected to a bias power supply for supplying a bias power supply, wherein the bias power supply supplies a bias power of 1-50 MHz.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 처리장치는 상기 전원 공급원이 연결된 용량 결합 전극과 하나의 주파수를 통과시키는 필터가 연결된 용량 결합 전극이 교대적으로 설치된다.In one embodiment, the plasma processing apparatus is alternately provided with a capacitive coupling electrode connected to the power supply source and a capacitive coupling electrode connected to a filter for passing one frequency.

본 발명의 다중 용량 결합 전극 어셈블리 및 이를 구비한 플라즈마 처리장치에 의하면 복수 개의 용량 결합 전극이 구비된 용량 결합 전극 어셈블리를 이용하여 기판의 전영역을 균일하게 처리할 수 있는 플라즈마를 유도할 수 있다.According to the multiple capacitively coupled electrode assembly of the present invention and the plasma processing apparatus having the same, a plasma capable of uniformly treating the entire area of the substrate may be induced by using the capacitively coupled electrode assembly having a plurality of capacitively coupled electrodes.

또한 처리하고자하는 피처리 기판의 형태에 따라 용량 결합 전극 어셈블리를 형성하여 피처리 기판의 처리 효율을 높일 수 있다. In addition, the capacitively coupled electrode assembly may be formed according to the shape of the substrate to be processed to increase the processing efficiency of the substrate.

또한 복수 개의 용량 결합 전극이 구비된 용량 결합 전극 어셈블리를 이용하여 효율적으로 기판의 특정부를 깊게 에칭할 수도 있다.In addition, a specific portion of the substrate may be efficiently etched by using the capacitive coupling electrode assembly having a plurality of capacitive coupling electrodes.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 단면을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 처리장치의 상부 단면을 도시한 도면이다.
도 3은 중심영역과 주변영역이 구분된 제2 가스 공급부인 배플판을 도시한 평면도이다.
도 4는 원형 피처리 기판을 처리하기 위해 원형으로 형성된 용량 결합 전극 어셈블리를 도시한 평면도이다.
도 5는 사각 피처리 기판을 처리하기 위해 사각형으로 형성된 용량 전극 어셈블리를 도시한 평면도이다.
도 6은 용량 결합 전극 어셈블리 및 기판 지지대에 복수 개의 전원 공급원이 연결된 플라즈마 처리장치의 단면을 도시한 도면이다.
도 7은 필터를 이용하여 용량 결합 전극 어셈블리에 공급되는 전류의 경로를 설정할 수 있는 플라즈마 처리장치의 단면도를 도시한 도면이다. 1 is a cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an upper cross section of the plasma processing apparatus shown in FIG. 1.
3 is a plan view illustrating a baffle plate as a second gas supply unit in which a center region and a peripheral region are divided.
4 is a plan view showing a capacitively coupled electrode assembly formed in a circle to process a circular substrate.
FIG. 5 is a plan view illustrating a capacitive electrode assembly formed in a rectangle to process a quadrangular substrate.
6 is a cross-sectional view of a plasma processing apparatus in which a plurality of power sources are connected to a capacitively coupled electrode assembly and a substrate support.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a plasma processing apparatus capable of routing a current supplied to a capacitively coupled electrode assembly using a filter.

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 configurations that are determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention are omitted.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 단면을 도시한 도면이다. 1 is a cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 플라즈마 처리장치(10)는 반응기 몸체(11), 가스 공급부(20) 및 용량 결합 전극 어셈블리(30)로 구성된다. 반응기 몸체(11)는 내부에 피처리 기판(13)이 놓이는 기판 지지대(12)가 구비되고, 하부에 진공펌프(미도시)가 연결된다. 반응기 몸체(11)의 상부에는 용량 결합 전극 어셈블리(30)가 구성된다. 가스 공급부(20)는 용량 결합 전극 어셈블리(30)의 상부에 구성되어 가스 공급원(미도시)로부터 제공된 가스를 용량 결합 전극 어셈블리(30)의 가스 분사홀(32)을 통하여 반응기 몸체(11)의 내부로 공급한다. 메인 전원 공급원(40)으로부터 발생된 무선 주파수 전원은 임피던스 정합기(41)와 분배회로(50)을 통하여 용량 결합 전극 어셈블리(30)에 구비된 복수 개의 용량 결합 전극(31)으로 공급되어 플라즈마 처리장치(10)의 내부에 용량 결합된 플라즈마를 유도한다. 플라즈마 처리장치(10)의 내부에 발생된 플라즈마에 의해 피처리 기판(13)에 대한 플라즈마 처리가 이루어진다.As shown in FIG. 1, the preferred plasma processing apparatus 10 of the present invention includes a reactor body 11, a gas supply 20, and a capacitively coupled electrode assembly 30. The reactor body 11 is provided with a substrate support 12 on which a substrate 13 to be processed is placed, and a vacuum pump (not shown) is connected to the bottom thereof. The capacitively coupled electrode assembly 30 is configured on top of the reactor body 11. The gas supply unit 20 is configured above the capacitively coupled electrode assembly 30 so that gas provided from a gas supply source (not shown) may be supplied to the reactor body 11 through the gas injection hole 32 of the capacitively coupled electrode assembly 30. Supply internally. The radio frequency power generated from the main power supply 40 is supplied to the plurality of capacitively coupled electrodes 31 provided in the capacitively coupled electrode assembly 30 through the impedance matcher 41 and the distribution circuit 50 to perform plasma treatment. Induce a capacitively coupled plasma inside the device 10. Plasma processing is performed on the substrate 13 by the plasma generated inside the plasma processing apparatus 10.

플라즈마 반응기(10)는 반응기 몸체(11)와 그 내부에 피처리 기판(13)이 놓이는 지지대(12)가 구비된다. 반응기 몸체(11)는 알루미늄, 스테인리스, 구리와 같은 금속 물질로 재작될 수 있다. 또는 코팅된 금속 예를 들어, 양극 처리된 알루미늄이나 니켈 도금된 알루미늄으로 재작될 수도 있다. 또는 내화 금속(refractory metal)로 재작될 수도 있다. 또 다른 대안으로 반응기 몸체(11)를 전체적 또는 부분적으로 석영, 세라믹과 같은 전기적 절연 물질로 재작하는 것도 가능하다. 이와 같이 반응기 몸체(11)는 의도된 플라즈마 프로세스가 수행되기에 적합한 어떠한 물질로도 재작될 수 있다. 반응기 몸체(11)의 구조는 피처리 기판(13)에 따라 그리고 플라즈마의 균일한 발생을 위하여 적합한 구조 예를 들어, 원형 구조나 사각형 구조 그리고 이외에도 어떠한 형태의 구조를 가질 수 있다.The plasma reactor 10 is provided with a support body 12 on which the reactor body 11 and the substrate 13 to be processed are placed. The reactor body 11 can be made of a metallic material such as aluminum, stainless steel, copper. Or may be rewritten with coated metal, for example anodized aluminum or nickel plated aluminum. Or it may be rewritten as a refractory metal. As an alternative, it is also possible to reconstruct the reactor body 11 in whole or in part with an electrically insulating material such as quartz, ceramic. As such, the reactor body 11 may be made of any material suitable for carrying out the intended plasma process. The structure of the reactor body 11 may have a structure suitable for uniform generation of the plasma, for example, a circular structure or a square structure, or any other structure depending on the substrate 13 to be processed.

피처리 기판(13)은 예를 들어, 반도체 장치, 디스플레이 장치, 태양전지 등과 같은 다양한 장치들의 제조를 위한 웨이퍼 기판, 유리 기판, 플라스틱 기판 등과 같은 기판들이다. 플라즈마 반응기(10)는 진공 펌프(8)에 연결된다.
The substrate 13 to be processed is, for example, substrates such as wafer substrates, glass substrates, plastic substrates, etc. for the manufacture of various devices such as semiconductor devices, display devices, solar cells, and the like. The plasma reactor 10 is connected to a vacuum pump 8.

도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 처리장치의 상부 단면을 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating an upper cross section of the plasma processing apparatus shown in FIG. 1.

도 2에 도시된 바와 같이, 가스 공급부(20)는 용량 결합 전극 어셈블리(30)의 상부에 설치된다. 가스 공급부(20)는 가스 공급원(미도시)에 연결되는 가스 입구(21)와 복수 개의 가스 주입구(23)를 구비한다. 이때 가스 입구(21)는 반응기 몸체(11)의 중심영역과 주변영역으로 가스를 분리하여 공급할 수 있도록 가스 공급원(20)의 중심영역과 주변영역에 각각 구비된다. 중심영역과 주변영역으로 공급되는 가스는 동일한 가스일 수도 있고, 도면에 도시된 바와 같이, 서로 다른 가스일 수도 있다. 본 발명에서의 가스공급부(20)는 제1, 2, 3 가스 공급부(26, 27, 28)가 구비되어 가스 공급부(20) 내에서 가스를 다단으로 분배 한 후 반응기 몸체(11)로 공급한다. 즉, 제1 가스 공급부(26)의 중심 영역(a)과 주변영역(b)에 구비된 가스입구(21)를 통해 가스가 공급되면 제1 가스 공급부(26)의 배플(22)을 통해 1차로 균일하게 분배된다. 다시 가스는 제2 가스 공급부(27)를 통해 2차로 분배되고, 제3 가스 공급부(28)를 통해 3차로 분배되어 복수 개의 가스 주입구(23)로 균일하게 분배된다. 여기서, 각 가스 공급부는 중심영역(a)과 주변영역(b)이 구분된다. 여러 단계의 가스 분배구조를 지나면서 가스는 균일하게 분배되어 균일한 플라즈마를 형성한다. 복수개의 가스 주입구(23)는 전극 장착판(34)의 복수개의 가스 분사홀(32)에 대응되어 연결된다. 가스 입구(21)를 통하여 입력된 가스는 복수개의 가스 주입구(23)와 그에 대응된 복수개의 가스 분사홀(32)을 통하여 반응기 몸체(11)의 내부로 고르게 분사된다. 여기서, 가스 공급부(20)에는 가스 공급부(20)의 온도를 조절하기 위해 냉각수가 공급되는 냉각채널(20a)이 구비된다.As shown in FIG. 2, the gas supply unit 20 is installed above the capacitively coupled electrode assembly 30. The gas supply unit 20 includes a gas inlet 21 and a plurality of gas inlets 23 connected to a gas supply source (not shown). At this time, the gas inlet 21 is provided in the central region and the peripheral region of the gas supply source 20 so as to separate and supply the gas into the central region and the peripheral region of the reactor body (11). The gas supplied to the central region and the peripheral region may be the same gas or different gases as shown in the drawing. Gas supply unit 20 in the present invention is provided with the first, second, third gas supply unit (26, 27, 28) to distribute the gas in multiple stages in the gas supply unit 20 to supply to the reactor body (11). . That is, when gas is supplied through the gas inlet 21 provided in the central area a and the peripheral area b of the first gas supply part 26, the gas is supplied through the baffle 22 of the first gas supply part 26. Evenly distributed in the car. Again, the gas is secondarily distributed through the second gas supply unit 27, thirdly through the third gas supply unit 28, and uniformly distributed to the plurality of gas inlets 23. Here, each gas supply part is divided into a central area a and a peripheral area b. As the gas passes through the gas distribution structure in several stages, the gas is uniformly distributed to form a uniform plasma. The plurality of gas injection holes 23 correspond to the plurality of gas injection holes 32 of the electrode mounting plate 34. The gas input through the gas inlet 21 is evenly injected into the reactor body 11 through the plurality of gas injection holes 23 and the plurality of gas injection holes 32 corresponding thereto. Here, the gas supply unit 20 is provided with a cooling channel 20a through which cooling water is supplied to adjust the temperature of the gas supply unit 20.

도 3은 중심영역과 주변영역이 구분된 제2 가스 공급부인 배플판을 도시한 평면도이다.3 is a plan view illustrating a baffle plate as a second gas supply unit in which a center region and a peripheral region are divided.

도 3에 도시된 바와 같이, 제2 가스 공급부(27)는 하나의 배플판으로 형성될 수도 있다. 여기서도, 제2 가스공급부(27)도 반응기 몸체(11) 내부의 중심영역과 주변영역으로 가스가 각각 공급될 수 있도록 구획되어진다.
As shown in FIG. 3, the second gas supply part 27 may be formed of one baffle plate. Here, the second gas supply unit 27 is also partitioned so that the gas can be supplied to the central region and the peripheral region inside the reactor body 11, respectively.

다시 1 및 도 2를 참조하면, 용량 결합 전극 어셈블리(30)는 반응기 몸체(11) 내부에 용량 결합된 플라즈마 방전을 유도하기 위한 복수 개의 용량 결합 전극(31)을 구비한다. 복수 개의 용량 결합 전극(31)은 전극 장착판(34)에 병렬로 배열되어 장착된다. 복수 개의 용량 결합 전극(31)은 전극 장착판(34)의 하부로 돌출된 선형의 장벽구조를 갖는다. 전극 장착판(34)은 절연체로써 가스 공급부(20)와 용량 결합 전극(31) 사이를 전기적으로 절연시킨다. 전극 장착판(34)은 반응기 몸체(11)의 천정을 덮도록 설치될 수 있다. 또한 용량 결합 전극(31)과 반응기 몸체(11) 사이에는 전기적 절연을 위한 절연체(11a)가 구비된다.Referring again to FIGS. 1 and 2, the capacitively coupled electrode assembly 30 includes a plurality of capacitively coupled electrodes 31 for inducing capacitively coupled plasma discharge inside the reactor body 11. The plurality of capacitively coupled electrodes 31 are mounted in parallel to the electrode mounting plate 34. The plurality of capacitively coupled electrodes 31 have a linear barrier structure protruding below the electrode mounting plate 34. The electrode mounting plate 34 electrically insulates the gas supply unit 20 from the capacitive coupling electrode 31 as an insulator. The electrode mounting plate 34 may be installed to cover the ceiling of the reactor body 11. In addition, an insulator 11a for electrical insulation is provided between the capacitive coupling electrode 31 and the reactor body 11.

전극 장착판(34)은 복수개의 가스 분사홀(32)을 구비한다. 복수 개의 가스 분사홀(32)은 복수 개의 용량 결합 전극(31) 사이에 일정 간격을 두고 구성된다. 전극 장착판(34)은 금속이나 비금속 또는 이들의 혼합된 물질로도 구성이 가능하다. 물론, 전극 장착판(34)이 금속 물질로 구성되는 경우에는 복수 개의 용량 결합 전극(31)과의 사이에 전기적 절연 구조를 갖는다. 전극 장착판(34)은 반응기 몸체(11)의 천정을 구성하도록 설치되지만 플라즈마 처리 효율을 높이기 위하여 반응기 몸체(11)의 측벽을 따라서 설치될 수도 있다. 또는 천정과 측벽에 모두 설치될 수도 있다. 구체적인 도시는 생략되었으나, 전극 장착판(34)은 적절한 온도 제어를 위한 냉각 채널 또는 히팅 채널을 구비할 수 있다.The electrode mounting plate 34 includes a plurality of gas injection holes 32. The plurality of gas injection holes 32 are configured at a predetermined interval between the plurality of capacitive coupling electrodes 31. The electrode mounting plate 34 may be made of a metal, a nonmetal, or a mixed material thereof. Of course, when the electrode mounting plate 34 is made of a metal material, the electrode mounting plate 34 has an electrically insulating structure between the plurality of capacitive coupling electrodes 31. The electrode mounting plate 34 is installed to form a ceiling of the reactor body 11, but may be installed along the sidewall of the reactor body 11 to increase plasma treatment efficiency. Or it may be installed on both the ceiling and side walls. Although not shown in detail, the electrode mounting plate 34 may include a cooling channel or a heating channel for proper temperature control.

용량 결합 전극(31)은 좁은 폭을 갖는 판형 구조로 형성될 수 있고, 본 발명과 같이 단면이 상부는 역삼각형상이고 하부는 직사각형상의 구조를 가질 수 있다. 즉, 전체적으로 단면이 'Y'형 구조를 갖는다. 이때 단면이 'Y'형 구조인 용량 결합 전극(31)은 상부부분이 전극 장착판(34)에 설치된다. 여기서, 용량 결합 전극(31)의 상부 내부에는 냉각수를 공급하여 온도를 조절하기 위한 냉각채널(31a)이 구비된다. 구체적인 도시는 생략되었으나, 용량 결합 전극(31)은 그 단면 구조가 원형, 타원형, 다각형 구조와 같이 다양한 구조로 형성될 수 있다.
The capacitive coupling electrode 31 may be formed in a plate-like structure having a narrow width. The capacitive coupling electrode 31 may have an inverted triangular shape at the top and a rectangular shape at the bottom thereof, as in the present invention. That is, the cross section has a 'Y' type structure as a whole. At this time, the capacitive coupling electrode 31 having a 'Y' type cross section has an upper portion installed on the electrode mounting plate 34. Here, a cooling channel 31a is provided in the upper portion of the capacitive coupling electrode 31 to control the temperature by supplying cooling water. Although not shown in detail, the capacitive coupling electrode 31 may have a cross-sectional structure having various structures such as a circular, elliptical, and polygonal structure.

반응기 몸체(11)의 내부에는 피처리 기판(13)을 지지하기 위한 기판 지지대(12)가 구비된다. 기판 지지대(12)는 바이어스 전원 공급원(45)에 연결되어 바이어스된다. 기판 지지대(12)와 바이어스 전원 공급원(45) 사이에는 임피던스 정합기(49)가 연결된다. 기판 지지대(12)는 정전척을 포함할 수 있다. 또는 기판 지지대(12)는 히터를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 바이어스 전원 공급원(45)에서 1~50㎒의 바이어스 전원을 공급하고, 13.56㎒의 바이어스 전원을 기판 지지대에 공급하는 것이 바람직하다.The substrate support 12 for supporting the substrate 13 to be processed is provided in the reactor body 11. The substrate support 12 is connected and biased to a bias power supply 45. An impedance matcher 49 is connected between the substrate support 12 and the bias power source 45. Substrate support 12 may include an electrostatic chuck. Alternatively, the substrate support 12 may include a heater. In one embodiment of the present invention, it is preferable to supply a bias power of 1 to 50 MHz from the bias power supply source 45 and supply a 13.56 MHz bias power to the substrate support.

복수 개의 용량 결합 전극(31)은 메인 전원 공급원(40)으로부터 발생된 무선 주파수 전원을 임피던스 정합기(41)와 전류 분배 회로(50)를 통하여 공급받아 구동되어 반응기 몸체(11)의 내부에 용량 결합된 플라즈마를 유도한다. 메인 전원 공급원(40)은 별도의 임피던스 정합기 없이 출력 전원의 제어가 가능한 무선 주파수 발생기를 사용하여 구성될 수도 있다. 본 발명에서의 메인 전원 공급원(40)은 무선 저주파를 공급하는 바, 메인 전원 공급원(40)은 1~100㎒의 주파수를 공급한다. 바람직하게는 메인 전원 공급원(40)에서는 60㎒의 주파수를 공급한다. 전류 분배 회로(50)는 전류 균형 회로로 구성되어 복수 개의 용량 결합 전극(31)으로 공급되는 전류가 자동적으로 상호 균형을 이루게 된다. 본 발명의 용량 결합 플라즈마 처리장치는 복수 개의 용량 결합 전극(31)에 의해 대면적의 플라즈마를 균일하게 발생할 수 있다. 또한, 복수 개의 용량 결합 전극을 병렬 구동함에 있어서 전류 균형을 자동적으로 이루도록 함으로 대면적의 플라즈마를 보다 균일하게 발생 및 유지할 수 있다.The plurality of capacitively coupled electrodes 31 are driven by receiving the radio frequency power generated from the main power supply 40 through the impedance matcher 41 and the current distribution circuit 50 to be disposed in the reactor body 11. Induce a combined plasma. The main power supply 40 may be configured using a radio frequency generator capable of controlling the output power without a separate impedance matcher. The main power supply 40 in the present invention supplies a wireless low frequency bar, the main power supply 40 supplies a frequency of 1 ~ 100MHz. Preferably, the main power supply 40 supplies a frequency of 60 MHz. The current distribution circuit 50 is composed of a current balancing circuit so that the currents supplied to the plurality of capacitive coupling electrodes 31 are automatically balanced with each other. In the capacitively coupled plasma processing apparatus of the present invention, a large-area plasma can be uniformly generated by the plurality of capacitively coupled electrodes 31. In addition, a large-area plasma can be generated and maintained more uniformly by automatically balancing currents in parallel driving of the plurality of capacitively coupled electrodes.

플라즈마 처리장치(10)는 메인 전원 공급원(40)과 바이어스 전원 공급원(45) 및 중심영역과 주변영역으로 가스를 공급하는 제1, 2가스밸브(29a, 29b)에 연결되어 각 장치의 동작을 제어하는 제어부(60)를 구비한다. 플라즈마 처리장치(10) 내부의 공정 조건(예를 들어, 내부 압력, 플라즈마 주파수, 플라즈마 밀도, 반응 빛 등)은 센서를 통해 감지되고, 감지된 데이터는 제어부(60)에 제공된다. 제어부(60)는 수신된 데이터를 이용하여 피처리 기판(13)을 효율적으로 처리하기 위해 메인 전원 공급원(40)이나 바이어스 전원 공급원(45)을 제어할 수 있고, 제1, 2가스밸브(29a, 29b)를 제어하여 가스의 유입량을 제어할 수도 있다.
The plasma processing apparatus 10 is connected to the main power supply 40, the bias power supply 45, and the first and second gas valves 29a and 29b for supplying gas to the central area and the peripheral area, thereby operating the respective devices. A control unit 60 for controlling is provided. Process conditions (eg, internal pressure, plasma frequency, plasma density, reaction light, etc.) inside the plasma processing apparatus 10 are sensed through a sensor, and the sensed data is provided to the controller 60. The controller 60 may control the main power supply 40 or the bias power supply 45 to efficiently process the substrate 13 by using the received data, and the first and second gas valves 29a may be used. , 29b) may be used to control the flow rate of gas.

이하에서는 플라즈마 처리장치(10)를 이용한 피처리 기판(13)의 특정부를 깊게 에칭하는 방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a method of deeply etching a specific portion of the substrate 13 to be processed using the plasma processing apparatus 10 will be described.

본 발명은 상기에 설명된 플라즈마 처리장치(10)를 이용하여 피처리 기판(13)의 특정부를 에칭하고, 에칭된 특정부에 패시베이션층을 증착하는 단계를 반복적으로 수행하면서 특정부의 깊이를 증가시킨다. 즉, 피처리 기판(13)의 특정부를 에칭하고, 에칭된 특정부를 보호하기 위한 패시베이션층을 증착한다. 다시 에칭된 특정부에서 깊게 에칭하기 위한 부분의 패시베이션층을 제거한 후 피처리 기판(13)을 에칭함으로써 깊게 에칭된다. The present invention increases the depth of the specified portion while repeatedly performing the step of etching the specified portion of the substrate 13 to be processed using the plasma processing apparatus 10 described above, and depositing a passivation layer on the etched specified portion. . That is, the specific portion of the substrate 13 to be processed is etched, and a passivation layer for protecting the etched specific portion is deposited. It is deeply etched by etching the substrate 13 after removing the passivation layer of the portion for deep etching again in the etched specific part.

본 발명은 산화물의 이방성 에칭에 적용될 수 있다. 넓은 의미에서 산화물은 실리콘, 석영, 유리, 내열 유리, CVD에 의해 증착된 SiO2, Si 표면이 산화되는 곳에서 열, 플라즈마 또는 다른 수단에 의해 증착된 SiO2 의 산화물을 언급한다. 이 산화물은 도핑 처리될 수 있고 그렇지 않을 수도 있다. 에칭은 플라즈마에서 생성된 라디칼에 의해 이루어진다. 특히 산화물을 깊게 이칭할 때, 이방성으로 기판을 신뢰있게 에칭하는 방법을 필요로한다. 패시베이션층 증착 단계에서 패시베이션층은 폴리머로 에칭된 특정부 및 피처리 기판의 모든 표면에 증착된다. The present invention can be applied to anisotropic etching of oxides. In a broad sense refers to oxides of silicon, quartz, glass, heat-resistant glass, a CVD SiO 2, oxides of the SiO 2 deposited by heat, plasma or other means where the Si surface is oxidized by the vapor deposition. This oxide may or may not be doped. Etching is done by radicals generated in the plasma. In particular, when deeply oxidizing oxides, there is a need for a method of reliably etching a substrate with anisotropy. In the passivation layer deposition step, the passivation layer is deposited on all surfaces of the substrate and the specific portions etched with the polymer.

특정부의 에칭 또는 패시베이션층의 증착을 반복적으로 수행하여 피처리 기판(13)의 특정부를 깊게 에칭하는 방법은 상기 단계 중 어느 하나가 용량 결합 전극 어셈블리(30)가 구비된 플라즈마 처리장치(10)에서 수행된다. 여기서, 상기 두 단계 모두 플라즈마 처리장치(10)에서 플라즈마에 의해 실행될 수 있다. 또한 반복적 수행을 위해 패시베이션층을 제거하고 다시 에칭할 때도 본 발명에 따른 플라즈마 처리장치(10)에서 형성된 플라즈마로 수행할 수 있다. 이때 플라즈마는 패시베이션층을 자발적으로 에칭하지 않는다. 플라즈마는 전구체 가스 또는 전구체 혼합물을 포함한다. 적합한 플라즈마는 예를 들어 고분자를 물리적으로 제거하는 아르곤과 같은 불활성 기체 또는 할로-또는 히드로-탄소와 같은 화학적으로 증대된 베이스층을 물리적으로 제거하는 기체를 포함한다. 본 발명은 C4F8, SF6O2, C2H4와 같은 가스 중 하나를 이용하여 상기에 설명된 에칭 및 증착 단계를 수행한다.The method for deeply etching a specific portion of the substrate 13 by repeatedly performing the etching of the specific portion or the deposition of the passivation layer is performed in the plasma processing apparatus 10 having the capacitively coupled electrode assembly 30. Is performed. Here, both steps may be performed by plasma in the plasma processing apparatus 10. In addition, when the passivation layer is removed and etched again for repetitive performance, the plasma formed in the plasma processing apparatus 10 according to the present invention may be performed. The plasma does not spontaneously etch the passivation layer. The plasma includes a precursor gas or precursor mixture. Suitable plasmas include, for example, an inert gas such as argon that physically removes the polymer or a gas that physically removes a chemically enhanced base layer such as halo- or hydro-carbon. The present invention performs the etching and deposition steps described above using one of gases such as C 4 F 8 , SF 6 O 2 , C 2 H 4 .

상기에 설명된 에칭 및 패시베이션층 증착 단계는 본 발명에 따른 용량 플라즈마 처리장치(10)에 의해 처리된다. 이때 각 단계는 하나의 처리장치에서 반복적으로 수행될 수도 있고 분리된 플라즈마 처리장치를 거치면서 각 단계가 반복적으로 수행될 수도 있다. 여기서, 각 단계를 수행할 때는 수행하려는 단계에 적합한 공정 조건을 플라즈마 처리장치에 설정한다. 또한 복수의 처리장치를 에칭 및 증착에 적합하도록 조건을 설정하여 각 처리장치를 인라인 또는 클러스트 타입으로 배치하여 피처리 기판을 이동하면서 처리할 수도 있다.
The etching and passivation layer deposition steps described above are processed by the capacitive plasma processing apparatus 10 according to the present invention. In this case, each step may be repeatedly performed in one processing apparatus or each step may be repeatedly performed while passing through a separate plasma processing apparatus. Here, when performing each step, a process condition suitable for the step to be performed is set in the plasma processing apparatus. In addition, a plurality of processing apparatuses may be set under conditions suitable for etching and deposition, and each processing apparatus may be disposed in an inline or cluster type to be processed while moving the substrate to be processed.

본 발명의 용량 결합 전극 어셈블리(30)는 처리하고자하는 피처리 기판(13)의 형태와 동일한 형태로 구성될 수도 있다. 용량 결합 전극 어셈블리(30)와 피처리 기판(30)의 형태를 동일하게 형성함으로써 피처리 기판(13)의 처리 효율을 향상시킬 수 있다The capacitively coupled electrode assembly 30 of the present invention may be configured in the same form as that of the substrate 13 to be processed. By forming the capacitively coupled electrode assembly 30 and the processing target substrate 30 in the same form, the processing efficiency of the processing target substrate 13 may be improved.

도 4는 원형 피처리 기판을 처리하기 위해 원형으로 형성된 용량 결합 전극 어셈블리를 도시한 평면도이다.4 is a plan view showing a capacitively coupled electrode assembly formed in a circle to process a circular substrate.

도 4에 도시된 바와 같이, 용량 결합 전극 어셈블리(30)는 전극 장착판(34)이 원형으로 형성되고, 여기에 복수 개의 용량 결합 전극(31)을 설치하여 원형의 피처리 기판(13)에 적합한 형태로 구성된다. 복수 개의 용량 결합 전극(31)은 원형의 전극 장착판(34)에 설치될 수 있도록 길이가 서로 다르게 형성된다. 원형으로 형성된 용량 결합 전극 어셈블리(30)는 원형의 웨이퍼 처리시에 효율적으로 활용될 수 있다. As shown in FIG. 4, the capacitively coupled electrode assembly 30 has an electrode mounting plate 34 formed in a circular shape, and a plurality of capacitively coupled electrodes 31 are installed on the circular target substrate 13. It is configured in a suitable form. The plurality of capacitive coupling electrodes 31 are formed to have different lengths so as to be installed on the circular electrode mounting plate 34. The capacitively coupled electrode assembly 30 formed in a circular shape may be effectively utilized in processing a circular wafer.

도 5는 사각 피처리 기판을 처리하기 위해 사각형으로 형성된 용량 전극 어셈블리를 도시한 평면도이다.FIG. 5 is a plan view illustrating a capacitive electrode assembly formed in a rectangle to process a quadrangular substrate.

도 5에 도시된 바와 같이, 용량 결합 전극 어셈블리(30)는 전극 장착판(34)이 사각형으로 형성되고, 여기에 복수 개의 용량 결합 전극(31)을 설치하여 사각형의 피처리 기판(13)에 적합한 형태로 구성된다. 복수 개의 용량 결합 전극(31)은 사각형의 전극 장착판(34)에 설치될 수 있도록 길이가 균일하게 형성된다. 사각형으로 형성된 용량 결합 전극 어셈블리(30)는 사각형의 글래스 처리시에 효율적으로 활용될 수 있다.As shown in FIG. 5, the capacitively coupled electrode assembly 30 has an electrode mounting plate 34 formed in a quadrangle, and a plurality of capacitively coupled electrodes 31 are installed thereon to form a rectangular substrate to be processed. It is configured in a suitable form. The plurality of capacitive coupling electrodes 31 are formed to have a uniform length so as to be installed on the rectangular electrode mounting plate 34. The capacitively coupled electrode assembly 30 formed in a quadrangular shape may be efficiently used in a rectangular glass process.

도 6은 용량 결합 전극 어셈블리 및 기판 지지대에 복수 개의 전원 공급원이 연결된 플라즈마 처리장치의 단면을 도시한 도면이다.6 is a cross-sectional view of a plasma processing apparatus in which a plurality of power sources are connected to a capacitively coupled electrode assembly and a substrate support.

도 6에 도시된 바와 같이, 용량 결합 전극 어셈블리(30)의 복수 개의 용량 결합 전극(31)은 복수 개의 전원 공급원(40a, 40b)에 연결되어 무선 주파수 전원을 공급받을 수도 있다. 이때 각각의 전원 공급원(40a, 40b)은 동일한 무선 주파수를 복수 개의 용량 결합 전극(31)에 공급할 수도 있고, 서로 다른 무선 주파수를 복수 개의 용량 결합 전극(31)에 공급할 수도 있다. 또한 피처리 기판(13)이 놓이는 기판 지지대(12)는 서로 다른 무선 주파수 전원을 공급하는 두 개의 바이어스 전원 공급원(42, 43)이 임피던스 정합기(49)를 통하여 전기적으로 연결되어 바이어스 된다. 기판 지지대(12)의 이중 바이어스 구조는 플라즈마 반응기(10')의 내부에 플라즈마 발생을 용이하게 하고, 플라즈마 이온 에너지 조절을 더욱 개선시켜 공정 생산력을 향상시킬 수 있다. 또는 단일 바이어스 구조로 변형 실시할 수도 있다. 또는 지지대(12)는 바이어스 전원의 공급 없이 제로 퍼텐셜(zero potential)을 갖는 구조로 변형 실시될 수도 있다.
As shown in FIG. 6, the plurality of capacitive coupling electrodes 31 of the capacitive coupling electrode assembly 30 may be connected to a plurality of power sources 40a and 40b to receive radio frequency power. In this case, each of the power sources 40a and 40b may supply the same radio frequency to the plurality of capacitive coupling electrodes 31, or may supply different radio frequencies to the plurality of capacitive coupling electrodes 31. In the substrate support 12 on which the substrate 13 is placed, two bias power sources 42 and 43 for supplying different radio frequency powers are electrically connected and biased through the impedance matcher 49. The dual bias structure of the substrate support 12 facilitates plasma generation inside the plasma reactor 10 ′, and further improves plasma ion energy control to improve process productivity. Alternatively, it may be modified to a single bias structure. Alternatively, the support 12 may be modified to have a zero potential without supplying a bias power supply.

도 7은 필터를 이용하여 용량 결합 전극 어셈블리에 공급되는 전류의 경로를 설정할 수 있는 플라즈마 처리장치의 단면도를 도시한 도면이다. FIG. 7 is a cross-sectional view of a plasma processing apparatus capable of routing a current supplied to a capacitively coupled electrode assembly using a filter.

도 7에 도시된 바와 같이, 플라즈마 처리장치(10'')는 복수 개의 용량 결합 전극(31, 33)에 두 개의 전원 공급원(61a, 62b)과 두 개의 필터(62, 64)를 포함한다. 각 전원 공급원(61a, 61b)은 모두 임피던스 정합기(41)와 전류 분배회로(50)와 연결된다. 여기서, 제1 전원 공급원(61a)과 제1필터(62)는 연결되는 용량 결합 전극(31)과 제2 전원 공급원(61b)과 제2 필터(64)가 연결되는 용량 결합 전극(33)이 교대적으로 전극 장착판(34)에 설치된다. 교대로 설치된 용량 결합 전극(31, 33) 사이에 방전이 일어나 플라즈마가 형성된다. 제1 필터(62)는 제2 전원 공급원(61b)에서 제공되는 주파수만을 통과시킨다. 또한 제2 필터(64)는 제1 전원 공급원(61a)에서 제공되는 주파수만을 통과시킨다. 예를 들어, 제1 전원 공급원(61a)에서 제공되는 제1 무선 주파수는 용량 결합 전극(31)에 공급되어 용량 결합 전극(31, 33) 사이에 방전이 일어나면서 제2 필터(64)로 이동된다. 제1 무선 주파수는 제1 전원 공급원(61a)에서 제2 필터(64) 방향으로 이동된다. 마찬가지로, 제2 전원 공급원(61b)에서 제공되는 제2 무선 주파수는 용량 결합 전극(33)에 공급되어 용량 결합 전극(31, 33) 사이에 방전이 일어나면서 제1 필터(62)로 이동된다. 제2 무선 주파수의 경로는 제2전원 공급원(61b)에서 제1 필터(62) 방향으로 이동된다. 여기서, 제1, 2 전원 공급원(61a, 61b)는 동일한 주파수를 공급할 수도 있고, 서로 다른 주파수를 공급할 수도 있다. As shown in FIG. 7, the plasma processing apparatus 10 ″ includes two power sources 61a and 62b and two filters 62 and 64 at the plurality of capacitive coupling electrodes 31 and 33. Each power supply 61a, 61b is connected to the impedance matcher 41 and the current distribution circuit 50, respectively. Here, the first power source 61a and the first filter 62 are connected to the capacitively coupled electrode 31 to which the second power source 61b and the second filter 64 are connected. The electrode mounting plate 34 is alternately installed. A discharge is generated between the capacitively coupled electrodes 31 and 33 alternately provided to form a plasma. The first filter 62 passes only the frequency provided by the second power supply 61b. In addition, the second filter 64 passes only the frequency provided from the first power supply 61a. For example, the first radio frequency provided from the first power source 61a is supplied to the capacitive coupling electrode 31 to move to the second filter 64 while discharge occurs between the capacitive coupling electrodes 31 and 33. do. The first radio frequency is moved in the direction of the second filter 64 from the first power supply 61a. Similarly, the second radio frequency provided from the second power source 61b is supplied to the capacitive coupling electrode 33 and moved to the first filter 62 with discharge occurring between the capacitive coupling electrodes 31 and 33. The path of the second radio frequency is moved in the direction of the first filter 62 from the second power supply 61b. Here, the first and second power supply sources 61a and 61b may supply the same frequency or different frequencies.

10, 10', 10'': 플라즈마 처리장치 11: 반응기 몸체
12: 기판 지지대 13: 피처리 기판
20: 가스 공급부 21: 가스 입구
22: 배플 23: 가스 주입구
26: 제1 가스 공급부 27: 제2 가스 공급부
28: 제3 가스 공급부 29a, 29b: 제, 2 가스 밸브
30: 용량 결합 전극 어셈블리 31, 33: 용량 결합 전극
32: 가스 분사홀 34: 전극 장착판
40: 메인 전원 공급원 40a, 40b: 전원 공급원
41, 49: 임피던스 정합기 42, 43, 45: 바이어스 전원 공급원
44: 임피던스 정합기 50: 전류 분배 회로
61a, 61b: 제, 2 전원 공급원 62: 제1 필터
64: 제2 필터 31a, 20a: 냉각채널 10, 10 ', 10'': plasma processor 11: reactor body
12: substrate support 13: substrate to be processed
20: gas supply 21: gas inlet
22: baffle 23: gas inlet
26: first gas supply part 27: second gas supply part
28: third gas supply part 29a, 29b: second, second gas valve
30: capacitively coupled electrode assembly 31, 33: capacitively coupled electrode
32: gas injection hole 34: electrode mounting plate
40: main power source 40a, 40b: power source
41, 49: impedance matcher 42, 43, 45: bias power supply
44: impedance matcher 50: current distribution circuit
61a, 61b: 1st, 2nd power supply 62: 1st filter
64: second filter 31a, 20a: cooling channel

Claims (16)

플라즈마 반응기 내부로 플라즈마 방전을 유도하기 위한 복수 개의 용량 결합 전극을 포함하는 용량 결합 전극 어셈블리에 있어서,
상기 용량 결합 전극 어셈블리는 처리하기 위한 피처리 기판의 형태에 따라 형성된 것을 특징으로 하는 다중 용량 결합 전극 어셈블리. A capacitively coupled electrode assembly comprising a plurality of capacitively coupled electrodes for inducing plasma discharge into a plasma reactor,
The capacitively coupled electrode assembly is formed according to the shape of the substrate to be processed for multiple capacitively coupled electrode assembly. 제1항에 있어서,
상기 용량 결합 전극은 상기 피처리 기판이 원형인 경우 서로 다른 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 다중 용량 결합 전극 어셈블리.The method of claim 1,
The capacitively coupled electrode assembly of claim 1, wherein the capacitively coupled electrode has a different length when the substrate is circular. 제1항에 있어서,
상기 용량 결합 전극 어셈블리는 상기 복수 개의 용량 결합 전극이 장착되고, 장착된 상기 복수 개의 용량 결합 전극 사이에 복수 개의 가스 분사홀이 구비된 전극 장착판을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 용량 결합 전극 어셈블리.The method of claim 1,
The capacitively coupled electrode assembly may include an electrode mounting plate on which the plurality of capacitively coupled electrodes are mounted, and a plurality of gas injection holes are provided between the plurality of capacitively coupled electrodes. 피처리 기판을 지지하기 위한 기판 지지대를 내부에 포함하는 반응기 몸체;
상기 반응기 몸체의 내부에 플라즈마 방전을 유도하고 상기 피처리 기판의 형태에 따라 길이가 같거나 서로 다른 복수 개의 용량 결합 전극을 포함하는 용량 결합 전극 어셈블리;
상기 용량 결합 전극 어셈블리에 무선 주파수 전원을 공급하기 위한 메인 전원 공급원을 포함하는 다중 용량 결합 전극 어셈블리를 구비한 플라즈마 처리장치.A reactor body including a substrate support therein for supporting a substrate to be processed;
A capacitively coupled electrode assembly inducing a plasma discharge in the reactor body and including a plurality of capacitively coupled electrodes having the same length or different lengths according to the shape of the substrate to be processed;
And a capacitive coupled electrode assembly comprising a main power source for supplying radio frequency power to said capacitively coupled electrode assembly. 제4항에 있어서,
상기 플라즈마 처리장치는 상기 피처리 기판의 특정부를 에칭하고, 에칭된 특정부에 패시베이션층을 증착하는 단계를 반복적으로 처리하는 것을 특징으로 하는 다중 용량 결합 전극 어셈블리를 구비한 플라즈마 처리장치.The method of claim 4, wherein
The plasma processing apparatus includes a plasma processing apparatus having a multiple capacitively coupled electrode assembly, wherein the process of repeatedly etching a specific portion of the substrate to be processed and depositing a passivation layer on the etched specific portion. 제4항에 있어서,
상기 용량 결합 전극 어셈블리는 상기 복수 개의 용량 결합 전극이 장착되고, 장착된 상기 복수 개의 용량 결합 전극 사이에 복수 개의 가스 분사홀이 구비된 전극 장착판을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 용량 결합 전극 어셈블리를 구비한 플라즈마 처리장치.The method of claim 4, wherein
The capacitively coupled electrode assembly may include a plurality of capacitively coupled electrode assemblies, and an electrode mounting plate including a plurality of gas injection holes between the plurality of capacitively coupled electrodes. Plasma processing apparatus provided. 제4항에 있어서,
상기 플라즈마 처리장치는 상기 메인 전원 공급원으로부터 제공되는 상기 무선 주파수 전원을 받아 상기 복수 개의 용량 결합 전극으로 분배하는 전류 분배 회로를 포함하고, 상기 전류 분배 회로는 상기 복수 개의 용량 결합 전극으로 공급되는 전류의 균형을 조절하는 것을 특징으로 하는 다중 용량 결합 전극 어셈블리를 구비한 플라즈마 처리장치.The method of claim 4, wherein
The plasma processing apparatus includes a current distribution circuit configured to receive the radio frequency power provided from the main power supply source and distribute the divided frequency to the plurality of capacitively coupled electrodes, wherein the current distribution circuit is configured to supply current to the plurality of capacitively coupled electrodes. Plasma processing apparatus having a multiple capacitively coupled electrode assembly, characterized in that the balance adjustment. 제4항에 있어서,
상기 메인 전원 공급원과 상기 전류 분배 회로 사이에 구성되어 임피던스 정합을 수행하는 임피던스 정합기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 용량 결합 전극 어셈블리를 구비한 플라즈마 처리장치.The method of claim 4, wherein
And an impedance matcher configured between the main power supply and the current distribution circuit to perform impedance matching. 제4항에 있어서,
상기 플라즈마 처리장치는 상기 가스 분사홀을 통해 상기 반응기 몸체 내부로 공정가스를 공급하는 가스 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 용량 결합 전극 어셈블리를 구비한 플라즈마 처리장치. The method of claim 4, wherein
The plasma processing apparatus includes a gas supply unit supplying a process gas to the inside of the reactor body through the gas injection hole. 제9항에 있어서,
상기 가스 공급부는 다단으로 가스를 분배하여 상기 가스 분사홀을 통해 상기 반응기 몸체 내부로 공정가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 다중 용량 결합 전극 어셈블리를 구비한 플라즈마 처리장치. 10. The method of claim 9,
The gas supply unit is a plasma processing apparatus having a multi-capacitance coupling electrode assembly, characterized in that for supplying the process gas into the reactor body through the gas injection hole by distributing the gas in multiple stages. 제10항에 있어서,
상기 가스 공급부는
상기 반응기 몸체의 중심영역으로 공정가스를 공급하기 위한 중심 가스공급부; 및
상기 반응기 몸체의 주변영역으로 공정가스를 공급하기 위한 주변 가스공급부;를 포함하여 상기 중심 가스공급부와 상기 주변 가스공급부를 통해 동일한 공정가스 또는 서로 다른 공정가스를 상기 반응기 몸체 내부로 공급하는 것을 특징으로 하는 다중 용량 결합 전극 어셈블리를 구비한 플라즈마 처리장치.The method of claim 10,
The gas supply unit
A central gas supply unit for supplying a process gas to a central region of the reactor body; And
Peripheral gas supply unit for supplying a process gas to the peripheral region of the reactor body, characterized in that for supplying the same process gas or different process gas into the reactor body through the central gas supply and the peripheral gas supply unit. Plasma processing apparatus having a multiple capacitive coupled electrode assembly. 제4항에 있어서,
상기 플라즈마 처리장치는 상기 용량 결합 전극 어셈블리로 무선 주파수 전원을 제공하는 복수 개의 전원 공급원을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 용량 결합 전극 어셈블리를 구비한 플라즈마 처리장치.The method of claim 4, wherein
And the plasma processing apparatus includes a plurality of power sources for providing radio frequency power to the capacitively coupled electrode assembly. 제12항에 있어서,
상기 복수 개의 전원 공급원은 동일한 무선 주파수 또는 서로 다른 무선 주파수를 공급하는 것을 특징으로 하는 다중 용량 결합 전극 어셈블리를 구비한 플라즈마 처리장치.The method of claim 12,
And the plurality of power sources supply the same radio frequency or different radio frequencies. 제4항에 있어서,
상기 메인 전원 공급원은 1~100㎒의 무선 주파수를 공급하는 것을 특징으로 하는 다중 용량 결합 전극 어셈블리를 구비한 플라 즈마 처리장치.The method of claim 4, wherein
The main power supply is a plasma processing apparatus having a multiple capacitive coupled electrode assembly, characterized in that for supplying a radio frequency of 1 ~ 100MHz. 제4항에 있어서,
상기 기판 지지대는 바이어스 전원을 공급하는 바이어스 전원 공급원에 연결되고, 상기 바이어스 전원 공급원은 1~50㎒의 바이어스 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 다중 용량 결합 전극 어셈블리를 구비한 플라즈마 처리장치.The method of claim 4, wherein
The substrate support is connected to a bias power supply for supplying a bias power supply, the bias power supply is a plasma processing apparatus having a multi-capacitance coupling electrode assembly, characterized in that for supplying a bias power of 1 ~ 50MHz. 제4항에 있어서,
상기 플라즈마 처리장치는 상기 전원 공급원이 연결된 용량 결합 전극과 하나의 주파수를 통과시키는 필터가 연결된 용량 결합 전극이 교대적으로 설치된 것을 특징으로 하는 다중 용량 결합 전극 어셈블리를 구비한 플라즈마 처리장치.The method of claim 4, wherein
The plasma processing apparatus includes a capacitive coupling electrode connected to a power source and a capacitive coupling electrode connected to a filter for passing one frequency are alternately installed.
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