KR20130078757A - Apparatus for processing a substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 챔버 내에 플라즈마를 발생시켜 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus for processing a substrate by generating a plasma in a chamber.
대규모 집적회로(LSI; Large Scale Integrated Circuit)나 평판표시장치(FPD; Flat Panel Display)와 같은 전자 소자는 제조 과정에서 기판에 대한 진공처리 공정이 수행된다.Electronic devices such as a large scale integrated circuit (LSI) or a flat panel display (FPD) are subjected to a vacuum treatment process on a substrate during manufacturing.
이러한 진공처리 공정은 챔버 내에 가스를 도입하고, 고전압 방전에 의하여 플라즈마를 형성하여, 이의 가속력에 의하여 기판 표면 상의 물질을 물리적으로 스퍼터(sputter)시키는 방법과 플라즈마의 활성화종들에 의하여 화학적으로 기판 표면 상의 물질을 분해시키는 방법이다.This vacuuming process introduces a gas into the chamber, forms a plasma by high voltage discharge, and physically sputters the material on the substrate surface by its acceleration force and chemically activates the substrate surface by the activated species of the plasma. A method of decomposing the phase material.
플라즈마를 이용한 기판 처리 장치는 플라즈마를 발생시키는 방법에 따라서 용량결합형(Capacitively Coupled Plasma, CCP)과 유도결합형(Inductively Coupled Plasma, ICP)으로 구분된다.Substrate processing apparatus using plasma is classified into capacitively coupled plasma (CCP) and inductively coupled plasma (ICP) according to a method of generating plasma.
CCP방식은 서로 대향하는 평행평판 전극에 RF전력을 인가하여 양 전극사이에 수직으로 형성되는 RF전기장을 이용하여 플라즈마를 발생시키는 방식이고, ICP방식은 RF안테나에 의해 유도되는 유도전기장을 이용하여 원료물질을 플라즈마로 변화시키는 방식이다.The CCP method is a method of generating a plasma by using an RF electric field formed vertically between both electrodes by applying RF power to the parallel plate electrodes facing each other, and the ICP method is a raw material using an induction electric field induced by an RF antenna. This is how the material is transformed into plasma.
ICP 방식을 이용한 기판 처리 장치는, 통상 챔버의 내부 하측에 기판이 탑재되는 하부 전극이 구비되고, 챔버 또는 이 챔버에 결합되는 리드 프레임의 상부에 RF 전원이 인가되는 안테나가 구비되어, 챔버 내에 반응 가스를 공급하면서 플라즈마를 발생시켜 기판의 표면 처리 공정을 수행할 수 있도록 구성된다.A substrate processing apparatus using an ICP method is generally provided with a lower electrode on which a substrate is mounted below the inside of a chamber, and an antenna to which RF power is applied on the chamber or an upper part of a lead frame coupled to the chamber, and reacts in the chamber. It is configured to generate a plasma while supplying a gas to perform a surface treatment process of the substrate.
이러한 ICP 방식을 이용한 기판 처리 장치에서 안테나는, 플라즈마 생성 및 공정 성능에 중요한 영향을 미치게 되는데, 이 때문에 나선형 RF 안테나, 병렬형 RF안테나 등 다양한 종류의 안테나가 개발되고 있으며, 또한 플라즈마 밀도를 균일화하기 위해 안테나의 간격을 조절하거나 유전체판의 두께 및 형상을 변화시키는 방법 등도 연구되고 있다.In the substrate processing apparatus using the ICP method, the antenna has an important influence on plasma generation and process performance. Therefore, various kinds of antennas, such as a spiral RF antenna and a parallel RF antenna, have been developed, and uniformity of plasma density is also achieved. For this purpose, methods of adjusting the spacing of the antenna or changing the thickness and shape of the dielectric plate have been studied.
본 발명은, 챔버 내의 플라즈마 밀도가 균일화도록 하여 공정 성능의 향상을 도모할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of improving the process performance by making the plasma density in the chamber uniform.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 챔버 본체와 상기 챔버 본체의 상부에 결합되는 리드 프레임, 상기 리드 프레임의 중앙부에 구비되는 제1안테나, 상기 제1안테나의 외측에 구비되고 상기 리드 프레임의 에지부에 구비되는 제2안테나, 챔버 내부에서 발생되는 플라즈마 밀도를 측정하는 복수 개의 디텍터, 상기 복수 개의 디텍터로부터 측정된 플라즈마 밀도에 따라 상기 제1안테나 및 제2안테나로 공급되는 전력을 제어하는 전력분배기를 포함하는 기판처리장치를 제공한다.The present invention provides a lead frame coupled to a chamber body and an upper portion of the chamber body, a first antenna provided at a center portion of the lead frame, and an outer side of the first antenna and an edge of the lead frame. A second antenna provided in the unit, a plurality of detectors for measuring the plasma density generated in the chamber, a power divider for controlling the power supplied to the first antenna and the second antenna according to the plasma density measured from the plurality of detectors It provides a substrate processing apparatus comprising a.
이때, 상기 복수 개의 디텍터는 챔버의 중앙부의 플라즈마 밀도를 측정하는 적어도 하나의 센터 디텍터와 챔버의 에지부의 플라즈마 밀도를 측정하는 적어도 하나의 에지 디텍터를 포함할 수 있다.In this case, the plurality of detectors may include at least one center detector measuring the plasma density of the center portion of the chamber and at least one edge detector measuring the plasma density of the edge portion of the chamber.
더불어, 상기 복수 개의 디텍터는 챔버 본체의 벽면에 구비되며, 상기 센터 디텍터는 상기 벽면의 중앙부에 구비되며, 상기 에지 디텍터는 상기 벽면의 에지부에 구비될 수 있다.In addition, the plurality of detectors may be provided on the wall surface of the chamber body, the center detector may be provided on the center portion of the wall surface, the edge detector may be provided on the edge portion of the wall surface.
한편, 상기 전력분배기는 상기 제1안테나 및 제2안테나의 임피던스를 조절하여 상기 제1안테나 및 제2안테나로 공급되는 전력을 제어하는 것이 바람직하다.On the other hand, the power divider preferably controls the power supplied to the first antenna and the second antenna by adjusting the impedance of the first antenna and the second antenna.
이때, 상기 전력분배기는 상기 센터 디텍터에 의해 측정된 플라즈마 밀도와 상기 에지 디텍터에 의해 측정된 플라즈마의 밀도의 차이가 기준값을 초과하는 경우 상기 제1안테나 및 제2안테나의 임피던스를 조절하는 것이 바람직하다.In this case, when the difference between the plasma density measured by the center detector and the density of the plasma measured by the edge detector exceeds a reference value, the power divider may adjust the impedances of the first antenna and the second antenna. .
이때, 상기 전력 분배기는, 상기 센터 디텍터에 의해 측정된 플라즈마의 밀도가 상기 에지 디텍터에 의해 측정된 플라즈마의 밀도보다 낮은 경우 상기 제1안테나의 임피던스의 감소 및 상기 제2안테나의 임피던스의 증가 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.The power divider may include at least one of a decrease in the impedance of the first antenna and an increase in the impedance of the second antenna when the density of the plasma measured by the center detector is lower than the density of the plasma measured by the edge detector. You can do one.
또한, 상기 전력 분배기는, 상기 센터 디텍터에 의해 측정된 플라즈마의 밀도가 상기 에지 디텍터에 의해 측정된 플라즈마의 밀도보다 높은 경우 상기 제1안테나의 임피던스의 증가 및 상기 제2안테나의 임피던스의 감소 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.The power divider may include at least one of an increase in the impedance of the first antenna and a decrease in the impedance of the second antenna when the density of the plasma measured by the center detector is higher than the density of the plasma measured by the edge detector. You can do one.
본 발명은, 챔버의 중앙부와 에지부의 플라즈마 밀도를 측정하고 이에 따라 중앙부에 배치되는 제1안테나와 에지부에 배치되는 제2안테나의 전력을 제어하여 챔버 내에서 중앙부와 에지부의 플라즈마 밀도 차이를 제거하고 전체적으로 균일한 플라즈마를 생성시킬 수 있다.The present invention measures the plasma density of the center portion and the edge portion of the chamber, thereby controlling the power of the first antenna disposed in the center portion and the second antenna disposed in the edge portion to remove the plasma density difference in the center portion and the edge portion in the chamber. And overall uniform plasma can be generated.
따라서, 기판 처리 성능의 향상을 도모할 수 있다.Therefore, the substrate processing performance can be improved.
도 1인 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 내부 구성을 나타낸 단면도이다.
도 2는 리드 프레임의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 3은 리드 프레임에서 안테나의 배치를 나타낸 평면도이다.
도 4는 챔버 본체 및 디텍터의 구성을 나타낸 평면 단면도이다.
도 5는 디텍터, 데이터 컬렉터, 메인 컨트롤러 및 전력 분배기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치가 기판을 처리하는 과정의 일부를 나타낸 흐름도이다.1 is a cross-sectional view showing the internal configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing the structure of a lead frame.
3 is a plan view illustrating an arrangement of an antenna in a lead frame.
4 is a plan sectional view showing the configuration of the chamber body and the detector.
5 is a schematic diagram of a detector, a data collector, a main controller, and a power divider.
6 is a flowchart illustrating a part of a process of the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
Hereinafter, with reference to the drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치는, 내부에 공간을 형성하는 챔버 본체(11)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 챔버 본체(11)의 상부에 결합되는 리드 프레임 (Lid Frame)(20)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 리드 프레임(20)은 상기 챔버 본체(11)와 결합하여 기판이 처리되는 공간을 형성한다.Referring to FIG. 1, the substrate processing apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention may include a
또한, 기판처리장치는 상기 리드 프레임(20)의 외측 및 리드 프레임(20)의 내측에 각각 배치되는 복수 개의 안테나(41)(45)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 안테나에 전원을 인가하는 RF 전원 인가부(50)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 복수의 안테나로 공급되는 전력을 분배하는 전력 분배기(90)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 챔버 내부의 플라즈마 밀도를 측정하는 복수 개의 디텍터(71)(72)를 포함할 수 있다. 또한, 챔버 본체(11)와 리드 프레임(20)으로 이루어진 챔버(10)의 내부로 공정 가스를 공급하는 공정가스 공급부(60)를 포함할 수 있다.
In addition, the substrate processing apparatus may include a plurality of
상기 챔버 본체(11)는 상부가 개방되며, 상기 리드 프레임(20)과 결합하여 내부에 기판이 처리되는 소정의 공간을 형성한다. 상기 챔버 본체(11)의 하부에는 기판(S)이 탑재되는 하부 전극(17)이 구비된다.The
상기 복수 개의 디텍터(71)(72)는 챔버 내부에서 발생되는 플라즈마 밀도를 측정한다. 상기 복수 개의 디텍터(71)(72)는 챔버의 중앙부의 플라즈마 밀도를 측정하는 적어도 하나의 센터 디텍터(center detector)(71)와 챔버의 에지부(edge portion)의 플라즈마 밀도를 측정하는 적어도 하나의 에지 디텍터(edge detector)(72)를 포함할 수 있다.The plurality of
상기 전력 분배기(90)는 상기 복수 개의 디텍터(71)(72)로부터 측정된 플라즈마 밀도에 따라 상기 제1안테나(41) 및 제2안테나(45)로 공급되는 전력을 제어한다. 즉, 상기 전력 분배기(90)는 상기 RF 전원 인가부(50)로부터 공급되는 일정한 전력을 제1안테나(41) 및 제2안테나(45)로 분배하여 공급한다. 이때, 제1안테나(41) 및 제2안테나(45)로 공급되는 전력의 양은 상기 디텍터(41)(42)로부터 측정된 플라즈마 밀도에 따라 달라질 수 있다.The
상기 전력 분배기(90) 및 디텍터(41)(42)에 대해서는 후에 상술한다.
The
상기 리드 프레임(20)은 상부가 개방된 챔버 본체(11)의 상부에 결합될 수 있도록 구성되는데, 이러한 리드 프레임(20)은 챔버(10)가 중간 부분에서 상부 챔버와 하부 챔버로 분할되어 구성된 경우에 상부 챔버일 수 있다. 상부 챔버도 이하 설명되는 리드 프레임(20) 구조를 이용하여 용이하게 실시할 수 있으므로, 이하에서는 리드 프레임(20) 구조를 중심으로 설명한다.
The
도 2 및 도 3을 참조하면, 리드 프레임(20)은 적어도 두 개의 안테나 그룹을 포함할 수 있다. 이하, 설명에서는 상기 리드 프레임(20)이 두 개의 안테나 그룹으로 구성된 예를 설명한다.2 and 3, the
안테나 그룹 중 하나는 챔버의 외측에 구비되며, 다른 하나는 챔버(10)의 내측에 구비될 수 있다. 이하 두 그룹 중 챔버(10)의 내측에 위치되는 안테나는 제1안테나(41), 챔버(10)의 외측에 위치되는 안테나는 제2안테나(45)로 통일하여 설명한다. 상기 리프 프레임(20)을 상부에서 보면, 상기 제1안테나(41)는 리드 프레임(20)의 중앙부에 배치되며, 상기 제2안테나(45)는 리드 프레임(20)의 에지(edge)부에 배치된다.One of the antenna groups may be provided outside the chamber and the other may be provided inside the
상기 제1안테나(41)는 상기 챔버(10)의 상부 중앙인 리드 프레임(20)의 중앙부에 구비된다. 더불어, 제2안테나(45)는 리드 프레임(20)에서 제1안테나(41)의 설치 부분을 중심으로 바깥쪽에 위치된다.The
이와 같은 안테나 설치 구조를 실현하기 위한 리드 프레임(20)은, 전체적으로 사각 플레이트 구조로 형성될 수 있고, 평면으로 보았을 때 중앙부에 상기 제1안테나(41)가 설치되는 제1설치부(21)가 구비된다. 또한, 상기 제1설치부(21)의 외측으로 제2안테나(45)가 설치되는 제2설치부(25)가 구비된다. 상기 제2설치부(25)는 제1설치부(21)를 감싸는 형태일 수 있다. 즉, 제2설치부(25)의 내부에 제1설치부(21)가 구비될 수 있다. 따라서, 제2안테나(45)의 내측의 중앙부에 제1안테나(41)가 구비될 수 있다.
The
제1설치부(21)는 리드 프레임(20)의 중앙부에 개방된 홀 구조로 형성된다. 이때 제1설치부(21)는 통상 챔버(10)가 육면체 구조로 형성됨에 따라 사각 홀 구조로 형성되는 것이 바람직하다.The
제1설치부(21)의 안쪽에는 수평 방향으로 제1안테나(41)가 배치되고, 제1안테나(41)의 하부에는 윈도우(30)가 구성되는데, 윈도우(30)는 세라믹 재질 등의 절연체(31)로 이루어지는 것이 바람직하다.The
상기 제1안테나(41)는 윈도우(30)를 기준으로 챔버(10)의 바깥쪽에 위치되도록 하여, 제1안테나(41)에 의해 챔버(10) 내에 유도 결합 플라즈마가 생성된다.
The
제2설치부(25)는 챔버(10)의 안쪽인 리드 프레임(20)의 밑면에 홈 구조로 형성된다. 이때 제2설치부(25)는 사각 홀 구조의 제1설치부(21) 둘레에 설치됨에 따라 사각 링 구조의 홈으로 형성되는 것이 바람직하다. The
제2설치부(25) 내에는 수평 방향으로 제2안테나(45)가 설치된다. 상기 제2안테나(45)의 하부에는 윈도우(30)가 구비된다. 상기 윈도우(30)는 세라믹 재질 등의 절연체로 이루어지는 것이 바람직하다.The
한편, 상기 제2설치부(25)도 제1설치부(21)와 마찬가지로 상부가 개방될 수 있다. 즉, 제2설치부(25)도 개방된 홀 구조로 구성될 수 있다.
On the other hand, the second mounting
상기 제1안테나(41)와 제2안테나(45)에는 상기 제1안테나(41) 및 제2안테나(45)로 전력을 공급하는 전력라인이 각각 구비된다. 상기 제1안테나(41)에는 제1전력라인(91)이 연결되며, 상기 제2안테나(45)에는 제2전력라인(92)이 연결된다. 상기 제1전력라인(91) 및 제2전력라인(92)은 상기 전력 분배기(90)에 연결된다. 상기 전력 분배기(90)는 상기 RF 전원 인가부(50)로부터 인가되는 전력을 상기 제1안테나(41) 및 제2안테나(45)로 분배한다.The
상기 제1전력라인(91)의 일단은 상기 제1안테나(41)에 연결되며, 타단은 상기 전력 분배기(90)에 연결된다. 또한, 상기 제2전력라인(92)의 일단은 상기 제2안테나(45)에 연결되며 타단은 상기 전력 분배기(90)에 연결된다.One end of the
따라서, 상기 전력 분배기(90)는 상기 제1전력라인(91)을 통해 제1안테나(41)로 전력을 공급하며, 상기 제2전력라인(92)을 통해 제2안테나(45)로 전력을 공급한다.
Accordingly, the
한편, 리드 프레임(20)의 상부에는 소켓 구조물(55)이 설치되고, 이 소켓 구조물(55)에는 제2전력라인(92)과 연결된 커넥터부(57)가 결합될 수 있도록 구성될 수 있다. 이와 같은 제2안테나(45)의 연결 구조는 리드 프레임(20)의 상부에서 커넥팅 구조로 연결됨에 따라 점검 및 수리가 용이하고, 또한 전원 인가 시에 발생할 수 있는 RF 노이즈를 현저히 줄일 수 있게 된다.Meanwhile, a
한편, 상기 제1설치부(21)와 제2설치부(25) 사이에는 사각 링 구조로 배치되어 공정 가스가 분사되는 샤워헤드(61)가 구비될 수 있다.On the other hand, between the first mounting
이때, 샤워헤드(61)는 하측 방향(수직 방향)의 분사구와 챔버(10)의 센터 방향(수평 방향) 분사구를 모두 갖도록 구성될 수 있다. 물론, 하측 방향의 분사구만 갖도록 구성하는 것도 가능하다.
At this time, the
도 3을 참조하면, 제1안테나(41) 및 제2안테나(45)는 복수 개의 안테나가 조합되어 전체적으로 코일형 구조로 배치되어 구성될 수 있는데, 도면에 예시된 실시예에서는 제1안테나(41)는 2개의 안테나로 구성되고, 제2안테나(45)는 분기된 구조를 갖는 4개의 안테나가 반시계방향으로 규칙적으로 배치된 구성을 보여준다.Referring to FIG. 3, the
이와 같은 안테나 조합 구조 외에도 실시 조건에 따라 다양한 형상과 조합으로 배치하여 구성할 수 있음은 물론이다.
In addition to the antenna combination structure as described above, it can be configured to be arranged in various shapes and combinations according to the implementation conditions.
상기 복수 개의 디텍터(71)(72)는 챔버 내에 발생하는 플라즈마의 밀도를 측정한다. 도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 디텍터(71)(72)는 챔버 내의 중앙부에 발생하는 플라즈마 밀도를 측정하는 센터 디텍터(71)와 챔버 내의 에지부에 발생하는 플라즈마 밀도를 측정하는 에지 디텍터(72)를 포함할 수 있다.The plurality of
한편, 상기 디텍터(71)(72)는 상기 챔버 본체(11)의 적어도 하나의 벽면에 구비되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 센터 디텍터(71)는 챔버 본체(11)의 벽면의 중앙부에 구비되며, 상기 에지 디텍터(72)는 챔버 본체(11)의 벽면의 에지부에 구비될 수 있다. 여기서 에지부는 상기 중앙부에서 일정간격 이격된 위치를 의미하며, 챔버 본체(11)의 벽면의 가장자리 부근을 의미한다.On the other hand, the
도 1을 참조하면, 상기 센터 디텍터(71)와 에지 디텍터(72)는 벽면의 세로 방향의 중앙부에 구비되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 1, the
더불어, 도 4에서는 챔버 본체(11)의 하나의 벽면에 상기 디텍터(71)(72)가 구비되는 것을 도시하였으나, 복수의 벽면에 구비될 수 있다. 또한, 하나의 벽면에 에지 디텍터(72)가 하나만 구비된 것을 도시하였으나, 하나의 벽면에 센터 디텍터(71)의 양측으로 복수 개의 디텍터(71)(72)가 구비될 수 있음은 물론이다.
In addition, although FIG. 4 illustrates that the
본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치는 상기 디텍터(71)(72)로부터 측정된 플라즈마 밀도 정보를 수집하는 데이터 컬렉터(data collector)(81)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 데이터 컬렉터(81)로부터 플라즈마 밀도 정보를 수신하여 이에 따라 상기 전력 분배기(90)로 제어신호를 전송하는 메인 컨트롤러(main controller)(82)를 더 포함할 수 있다.
The substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a
도 5를 참조하면, 상기 디텍터(71)(72)가 측정한 플라즈마 밀도는 상기 데이터 컬렉터(81)로 전송된다. 상기 데이터 컬렉터(81)는 상기 디텍터(71)(72)가 측정한 플라즈마 밀도 정보를 수집하는 기능을 한다. 더불어, 상기 데이터 컬렉터(81)는 상기 디텍터(71)(72)가 측정한 플라즈마 밀도 정보를 메인 컨트롤러(82)로 전송한다. 상기 메인 컨트롤러(82)는 상기 센터 디텍터(71) 및 에지 디텍터(72)가 측정한 플라즈마 밀도에 따라 상기 전력 분배기(90)로 서로 다른 제어신호를 전송한다.Referring to FIG. 5, the plasma density measured by the
보다 상세하게는, 상기 메인 컨트롤러(82)는 상기 센터 디텍터(71) 또는 에지 디텍터(72)가 측정한 플라즈마 밀도에 따라 제1안테나(41) 또는 제2안테나(45)의 임피던스(impedance)를 감소 또는 증가시키는 제어신호를 상기 전력 분배기(90)로 전송한다.More specifically, the
상기 메인 컨트롤러(82)는 상기 센터 디텍터(71)가 측정한 플라즈마 밀도가 에지 디텍터(72)가 측정한 플라즈마 밀도보다 낮을 경우 제1안테나(41)의 임피던스를 감소시키는 제어신호를 상기 전력 분배기(90)로 전송한다. 또한, 상기 메인 컨트롤러(82)는 상기 에지 디텍터(72)가 측정한 플라즈마 밀도가 센터 디텍터(71)가 측정한 플라즈마 밀도보다 낮을 경우 제2안테나(45)의 임피던스를 감소시키는 제어신호를 상기 전력 분배기(90)로 전송한다.The
상기 전력 분배기(90)는 상기 디텍터(71)(72)로부터 측정된 플라즈마 밀도에 따라 상기 제1안테나(41) 및 제2안테나(45)로 공급되는 전력을 제어한다. 보다 상세하게는, 상기 메인 컨트롤러(82)로부터 수신한 제어신호에 따라 제1안테나(41) 및 제2안테나(45)의 임피던스를 조절하여 제1안테나(41) 및 제2안테나(45)로 공급되는 전력을 제어한다. 제1안테나(41) 및 제2안테나(45)의 임피던스에 따라 상기 제1안테나(41) 및 제2안테나(45)에 흐르는 전류의 양이 변화하며, 각 안테나에 흐르는 전류의 양은 각 안테나에 의해 발생되는 전자기장의 변화를 발생시킨다. 상기 전자기장의 변화는 상기 제1안테나(41) 또는 제2안테나(45)에 의해 발생되는 플라즈마의 양을 변화시키며 챔버 내의 플라즈마 밀도를 변화시킨다.The
예를 들어, 센터 디텍터(71)에 의해 측정된 플라즈마 밀도가 에지 디텍터(72)에 의해 측정된 플라즈마 밀도 보다 낮은 경우 상기 메인 컨트롤러(82)는 제1안테나(41)의 임피던스를 감소시키는 제어신호를 상기 전력 분배기(90)로 전송한다. 이에, 상기 전력 분배기(90)는 제1안테나(41)의 임피던스를 감소시켜 제1안테나(41)로 흐르는 전류를 증가시킨다. 따라서, 상기 제1안테나(41)로 공급되는 전력이 증가된다. 상기 제1안테나(41)는 공급되는 전력의 증가에 따라 전자기장의 세기가 증가하며, 챔버 내에서 상기 제1안테나(41)에 의해 발생되는 플라즈마가 증가한다.
For example, when the plasma density measured by the
이하 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치가 기판을 처리하는 과정에 대해 설명한다.Hereinafter, a process of processing a substrate by a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6.
먼저, 복수 개의 디텍터(71)(72)가 챔버 내부에서 발생되는 플라즈마 밀도를 측정한다.(S10) 이때, 복수 개의 디텍터(71)(72)는 챔버의 중앙부의 플라즈마 밀도를 측정하는 적어도 하나의 센터 디텍터(71)와 챔버의 에지부의 플라즈마 밀도를 측정하는 적어도 하나의 에지 디텍터(72)를 포함한다. 즉, 상기 센터 디텍터(71)는 챔버의 중앙부의 플라즈마 밀도를 측정하며, 상기 에지 디텍터(72)는 챔버의 에지부의 플라즈마 밀도를 측정한다.First, the plurality of
상기 복수 개의 디텍터(71)(72)에 의해 측정된 플라즈마 밀도 정보는 데이터 컬렉터(81)로 수집되며, 다시 데이터 컬렉터(81)는 이를 메인 컨트롤러(82)로 전송한다.The plasma density information measured by the plurality of
메인 컨트롤러(82)는 상기 센터 디텍터(71)에 의해 측정된 챔버의 중앙부의 플라즈마 밀도(이하, 중앙밀도)와 상기 에지 디텍터(72)에 의해 측정된 챔버의 에지부의 플라즈마 밀도(이하, 에지밀도)의 차이의 절대값이 기준값을 초과하는 경우(S20) 제1안테나(41)와 제2안테나(45)로 공급되는 전력을 변화시키는 제어신호를 발생시킨다.The
먼저, 상기 메인 컨트롤러(82)는 상기 중앙밀도가 에지밀도 미만인 경우 제1안테나(41)의 전력을 증가시키는 제어신호를 발생시킨다. 이때, 상기 메인 컨트롤러(82)는 상기 제1안테나(41)의 전력을 증가시키기 위해, 제1안테나(41)의 임피던스를 감소시키는 제어신호를 발생시킬 수 있다. First, the
상기 메인 컨트롤러(82)는 상기 중앙밀도가 에지밀도를 초과하는 경우(S30) 제2안테나(45)의 전력을 증가시키는 제어신호를 발생시킨다. 이때, 상기 메인 컨트롤러(82)는 상기 제2안테나(45)의 전력을 증가시키기 위해, 제2안테나(45)의 임피던스를 감소시키는 제어신호를 발생시킬 수 있다.The
상기 메인 컨트롤러(82)에 의해 발생된 제어신호는 상기 전력 분배기(90)로 전송된다. 상기 전력 분배기(90)는 상기 메인 컨트롤러(82)로부터 수신한 제어신호에 따라 상기 제1안테나(41) 및 제2안테나(45)로 공급되는 전력을 제어한다.The control signal generated by the
상기 전력 분배기(90)는 상기 메인 컨트롤러(82)로부터 상기 중앙밀도가 에지밀도 미만인 경우(S30) 제1안테나(41)의 전력을 증가시킨다. 이때, 전력 분배기(90)는 제1안테나(41)의 임피던스를 감소시킴으로써 제1안테나(41)의 전력을 증가시킬 수 있다.(S40)The
상기 메인 컨트롤러(82)로부터 상기 중앙밀도가 에지밀도를 초과하는 경우(S30) 제2안테나(45)의 전력을 증가시킨다. 이때, 전력 분배기(90)는 제2안테나(45)의 임피던스를 감소시킴으로써 제1안테나(41)의 전력을 증가시킬 수 있다.(S50)
When the median density exceeds the edge density from the main controller 82 (S30), the power of the
한편, 상기 전력 분배기(90)는 상기 RF 전원 인가부(50)로부터 공급되는 일정한 전력을 상기 제1안테나(41)와 제2안테나(45)로 분배한다. On the other hand, the
상술한 실시예에서는 제1안테나(41) 또는 제2안테나(45)의 전력을 증가시키 위해서 제1안테나(41) 또는 제2안테나(45)의 임피던스를 감소시켰으나 반드시 이에 한정되지는 않는다. In the above-described embodiment, the impedance of the
즉, 상기 전력 분배기(90)는 상기 센터 디텍터(71)에 의해 측정된 플라즈마의 밀도가 상기 에지 디텍터(72)에 의해 측정된 플라즈마의 밀도보다 낮은 경우 상기 제1안테나(41)의 임피던스의 감소 및 상기 제2안테나(45)의 임피던스의 증가 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 전력 분배기(90)는 제1안테나(41)의 전력을 증가시키기 위해서 제1안테나(41)의 임피던스를 감소시키거나 제2안테나(45)의 임피던스를 증가시킬 수 있다. 또는 제1안테나(41)의 임피던스를 감소시킴과 동시에 제2안테나(45)의 임피던스를 증가시킬 수 있다. That is, the
또는, 상기 전력 분배기(90)는, 상기 센터 디텍터(71)에 의해 측정된 플라즈마의 밀도가 상기 에지 디텍터(72)에 의해 측정된 플라즈마의 밀도보다 높은 경우 상기 제1안테나(41)의 임피던스의 증가 및 상기 제2안테나(45)의 임피던스의 감소 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 예컨대, 제2안테나(45)의 전력을 증가시키기 위해서는 제2안테나(45)의 임피던스를 감소시키거나 제1안테나(41)의 임피던스를 증가시킬 수 있다. 또는 제2안테나(45)의 임피던스를 감소시킴과 동시에 제1안테나(41)의 임피던스를 증가시킬 수 있다.
Alternatively, the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to explain, and the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.
11 챔버 본체 17 하부 전극
20 리드 프레임 21 제1설치부
25 제2설치부 30 윈도우
41 제1안테나 45 제2안테나
50 RF 전원 인가부 60 공정가스 공급부
71 센터 디텍터 72 에지 디텍터
81 데이터 컬렉터 82 메인 컨트롤러
90 전력 분배기
20
25
41
50
71
81
90 power splitter
Claims (7)
상기 리드 프레임의 중앙부에 구비되는 제1안테나;
상기 제1안테나의 외측에 구비되고 상기 리드 프레임의 에지부에 구비되는 제2안테나;
챔버 내부에서 발생되는 플라즈마 밀도를 측정하는 복수 개의 디텍터;
상기 복수 개의 디텍터로부터 측정된 플라즈마 밀도에 따라 상기 제1안테나 및 제2안테나로 공급되는 전력을 제어하는 전력분배기;를 포함하는 기판처리장치.A lead frame coupled to a chamber body and an upper portion of the chamber body;
A first antenna provided at a center portion of the lead frame;
A second antenna provided at an outer side of the first antenna and provided at an edge portion of the lead frame;
A plurality of detectors measuring a plasma density generated inside the chamber;
And a power divider for controlling the power supplied to the first and second antennas according to the plasma densities measured from the plurality of detectors.
상기 복수 개의 디텍터는 챔버의 중앙부의 플라즈마 밀도를 측정하는 적어도 하나의 센터 디텍터와 챔버의 에지부의 플라즈마 밀도를 측정하는 적어도 하나의 에지 디텍터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.The method of claim 1,
The plurality of detectors include at least one center detector for measuring the plasma density of the center portion of the chamber and at least one edge detector for measuring the plasma density of the edge portion of the chamber.
상기 디텍터는 챔버 본체의 벽면에 구비되며,
상기 센터 디텍터는 상기 벽면의 중앙부에 구비되며, 상기 에지 디텍터는 상기 벽면의 에지부에 구비되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.The method of claim 2,
The detector is provided on the wall of the chamber body,
And the center detector is provided at the center of the wall, and the edge detector is provided at the edge of the wall.
상기 전력분배기는 상기 제1안테나 및 제2안테나의 임피던스를 조절하여 상기 제1안테나 및 제2안테나로 공급되는 전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.The method of claim 1,
And the power divider controls the power supplied to the first and second antennas by adjusting impedances of the first and second antennas.
상기 전력분배기는 상기 센터 디텍터에 의해 측정된 플라즈마 밀도와 상기 에지 디텍터에 의해 측정된 플라즈마의 밀도의 차이가 기준값을 초과하는 경우 상기 제1안테나 및 제2안테나의 임피던스를 조절하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.5. The method of claim 4,
The power divider adjusts the impedance of the first antenna and the second antenna when the difference between the plasma density measured by the center detector and the density of the plasma measured by the edge detector exceeds a reference value. Processing unit.
상기 전력 분배기는, 상기 센터 디텍터에 의해 측정된 플라즈마의 밀도가 상기 에지 디텍터에 의해 측정된 플라즈마의 밀도보다 낮은 경우
상기 제1안테나의 임피던스의 감소 및 상기 제2안테나의 임피던스의 증가 중 적어도 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.The method of claim 5,
The power divider, when the density of the plasma measured by the center detector is lower than the density of the plasma measured by the edge detector
And at least one of reducing the impedance of the first antenna and increasing the impedance of the second antenna.
상기 전력 분배기는, 상기 센터 디텍터에 의해 측정된 플라즈마의 밀도가 상기 에지 디텍터에 의해 측정된 플라즈마의 밀도보다 높은 경우
상기 제1안테나의 임피던스의 증가 및 상기 제2안테나의 임피던스의 감소 중 적어도 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.The method of claim 5,
The power divider, when the density of the plasma measured by the center detector is higher than the density of the plasma measured by the edge detector
And at least one of increasing the impedance of the first antenna and decreasing the impedance of the second antenna.
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