KR20140126518A

KR20140126518A - Substrate processing apparatus

Info

Publication number: KR20140126518A
Application number: KR1020130044774A
Authority: KR
Inventors: 서영수; 한영기; 이준혁
Original assignee: 참엔지니어링(주)
Priority date: 2013-04-23
Filing date: 2013-04-23
Publication date: 2014-10-31

Abstract

The present invention suggests a substrate processing apparatus which includes a reaction chamber which includes a reaction space, a substrate support stand which is formed in the reaction chamber and supports the substrate, a plasma generating unit which faces the substrate support stand and generates the plasma of process gas, and a magnetic field generating unit which is formed in the reaction chamber and generates a magnetic field in the reaction space between the plasma generating unit and the substrate support stand.

Description

[0001] Substrate processing apparatus [

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 특히 플라즈마 데미지를 방지할 수 있는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a substrate processing apparatus capable of preventing plasma damage.

일반적으로, 반도체 소자, 표시 장치, 발광 다이오드 또는 박막 태양 전지 등을 제조하기 위해서는 반도체 공정을 이용한다. 즉, 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막 증착 공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출시키는 포토 공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 패터닝하는 식각 공정 등을 복수 회 반복 실시하여 소정의 적층 구조를 형성하게 된다.Generally, a semiconductor process is used to fabricate semiconductor devices, display devices, light emitting diodes or thin film solar cells. That is, a thin film deposition process for depositing a thin film of a specific material on a substrate, a photolithography process for exposing a selected region of the thin films using a photosensitive material, an etching process for removing a thin film of the selected region and patterning, Thereby forming a laminated structure.

박막 증착 공정으로 화학 기상 증착(Chemical Vapor Phase Deposition: CVD) 방법을 이용할 수 있다. CVD 방법은 챔버 내로 공급된 원료 가스가 기판의 상부 표면에서 화학 반응을 일으켜 박막을 성장시킨다. 또한, 박막의 막질을 향상시키기 위해 플라즈마를 이용하는 PECVD(Plasma Enhanced CVD) 방법을 이용할 수도 있다.Chemical vapor phase deposition (CVD) may be used for the thin film deposition process. In the CVD method, the source gas supplied into the chamber causes a chemical reaction at the upper surface of the substrate to grow the thin film. Further, a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method using a plasma may be used to improve the film quality of the thin film.

그런데, PECVD 장치를 이용하여 박막을 증착할 때 예를 들어 20㎚ 이하의 박막은 플라즈마에 의해 손상을 받게 된다. 이를 해결하기 위해 리모트 플라즈마를 이용한 장치 개발을 진행하고 있다. 또한, 상부에 2중 플라즈마 발생원, 예를 들어 CCP 방식과 헬리콘 방식의 2중 플라즈마 발생원을 가지고 공정을 진행하는 장비 개발을 통해 플라즈마 손상을 최소화하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 이때, 챔버 외부에서 발생된 플라즈마를 활성화하고 챔버 내부로 원활하게 유입시키기 위해 챔버 외부의 상측에 자장 발생 수단을 마련하기도 한다.However, when a thin film is deposited using a PECVD apparatus, for example, a thin film of 20 nm or less is damaged by a plasma. To solve this problem, we are developing device using remote plasma. Further, studies are being conducted to minimize plasma damage through development of a device that processes a double plasma generating source, for example, a CCP method and a helicon type double plasma generating source on the upper part. At this time, magnetic field generating means may be provided on the upper side of the outside of the chamber to activate the plasma generated outside the chamber and smoothly flow into the chamber.

그러나, 자장의 효과는 자장 발생 수단의 주변에서 크지만, 기판이 놓이는 챔버 내부 하측의 기판 지지대까지 도달하는 양은 적다. 따라서, 기판 상의 플라즈마 밀도는 낮고 그에 따라 박막의 막질은 향상되지 못한다.
However, although the effect of the magnetic field is large in the vicinity of the magnetic field generating means, the amount of reaching the substrate support under the chamber inside the chamber where the substrate is placed is small. Thus, the plasma density on the substrate is low and the film quality of the thin film is not improved accordingly.

본 발명은 PECVD 방식에 의해 기판 상에 형성되는 박막의 플라즈마 데미지를 줄일 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다.The present invention provides a substrate processing apparatus capable of reducing plasma damage of a thin film formed on a substrate by a PECVD method.

본 발명은 챔버 내부에 자장 발생 수단을 마련하여 챔버 내부 또는 외부에서 발생된 플라즈마가 기판 상부에 원활하게 공급될 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다.
The present invention provides a substrate processing apparatus in which a magnetic field generating means is provided in a chamber so that plasma generated inside or outside a chamber can be smoothly supplied to an upper portion of the substrate.

본 발명의 일 양태에 따른 기판 처리 장치는 반응 공간이 마련된 반응 챔버; 상기 반응 챔버 내에 마련되어 기판을 지지하는 기판 지지대; 상기 기판 지지대와 대향되어 마련되며 공정 가스의 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부; 및 상기 반응 챔버 내부에 마련되어 상기 기판 지지대와 플라즈마 발생부 사이의 반응 공간에 자장을 발생시키는 자장 발생부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus comprising: a reaction chamber having a reaction space; A substrate support provided in the reaction chamber to support the substrate; A plasma generator facing the substrate support and generating a plasma of a process gas; And a magnetic field generating unit provided inside the reaction chamber and generating a magnetic field in a reaction space between the substrate support and the plasma generating unit.

상기 플라즈마 발생부는 상기 공정 가스의 플라즈마를 상기 반응 챔버의 내부에서 발생하거나, 상기 반응 챔버의 외부에서 발생하여 상기 반응 챔버의 내부로 공급하는 적어도 어느 하나를 포함한다.The plasma generating unit may include at least one of generating the plasma of the process gas inside the reaction chamber or generating outside the reaction chamber to supply the plasma into the reaction chamber.

상기 플라즈마 발생부는 CCP 방식, ICP 방식, 헬리콘 방식, 리모트 플라즈마 방식의 적어도 어느 하나를 포함한다.The plasma generator includes at least one of a CCP system, an ICP system, a helicon system, and a remote plasma system.

상기 자장 발생부는 상기 공정 가스를 분사하는 샤워헤드와 상기 반응 챔버의 덮개 사이에 마련된 제 1 자석과, 상기 기판 지지대 하측에 마련된 제 2 자석을 포함한다.The magnetic field generator includes a showerhead for spraying the process gas, a first magnet provided between the cover of the reaction chamber and a second magnet provided below the substrate support.

상기 자장 발생부는 샤워헤드 내부에 마련된 제 1 자석과, 상기 기판 지지대 하측에 마련된 제 2 자석을 포함한다.The magnetic field generator includes a first magnet provided inside the shower head and a second magnet provided below the substrate support.

상기 제 1 및 제 2 자석은 서로 반대 극성을 가지며, 상기 기판과 같거나 큰 사이즈를 갖는다.The first and second magnets have polarities opposite to each other, and have a size equal to or larger than that of the substrate.

상기 플라즈마 발생부와 상기 기판 지지대 사이에 마련되어 상기 공정 가스의 플라즈마의 일부를 차단하는 필터부를 더 포함한다.
And a filter unit provided between the plasma generating unit and the substrate support to block a part of the plasma of the process gas.

본 발명의 실시 예들의 기판 처리 장치는 반응 챔버 내부의 상부 및 하부에 자장 발생부를 마련한다. 예를 들어, 반응 챔버 내부의 샤워헤드 상측과 기판 지지대 하측에 극성이 서로 다른 자석을 마련한다.The substrate processing apparatus according to the embodiments of the present invention includes magnetic field generators at upper and lower portions inside the reaction chamber. For example, a magnet having a different polarity is provided on the upper side of the showerhead in the reaction chamber and on the lower side of the substrate support.

본 발명에 의하면, 반응 챔버 내부에서 플라즈마를 활성화시킬 수 있고, 모든 영역에서 플라즈마 밀도를 거의 동일하게 향상시킬 수 있다. 즉, 반응 챔버 내부의 기판 상부에도 플라즈마를 활성화시킬 수 있다. 따라서, 기판 상에 증착되는 박막의 막질을 향상시킬 수 있다.
According to the present invention, the plasma can be activated inside the reaction chamber, and the plasma density can be substantially improved in all regions. That is, the plasma can be activated also on the substrate inside the reaction chamber. Therefore, the film quality of the thin film deposited on the substrate can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 단면도.
도 3은 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 단면도.1 is a cross-sectional view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention;

이하, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of other various forms of implementation, and that these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know completely.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 개략 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 소정의 반응 공간이 마련된 반응 챔버(100)와, 반응 챔버(100) 내의 하부에 마련되어 기판(10)을 지지하는 기판 지지대(200)와, 반응 챔버(100) 내에 마련되어 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생부(300)와, 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급부(400)와, 반응 챔버(100) 내부에 마련되어 플라즈마를 활성화시키기 위한 자장을 발생시키는 자장 발생부(500)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a reaction chamber 100 having a predetermined reaction space, a substrate support (not shown) provided at a lower portion of the reaction chamber 100 to support the substrate 10 A plasma generator 300 provided in the reaction chamber 100 for generating plasma, a process gas supply unit 400 for supplying a process gas, and a plasma generator 300 provided in the reaction chamber 100 for activating the plasma And a magnetic field generator 500 for generating a magnetic field.

반응 챔버(100)는 소정의 반응 영역을 마련하고, 이를 기밀하게 유지시킨다. 반응 챔버(100)는 대략 원형의 평면부 및 평면부로부터 상향 연장된 측벽부를 포함하여 소정의 공간을 가지는 반응부(100a)와, 대략 원형으로 반응부(100a) 상에 위치하여 반응 챔버(100)를 기밀하게 유지하는 덮개(100b)를 포함할 수 있다. 물론, 반응부(100a) 및 덮개(100b)는 원형 이외에 다양한 형상으로 제작될 수 있는데, 예를 들어 기판(10) 형상에 대응하는 형상으로 제작될 수 있다. 반응 챔버(100)의 하면의 측부에는 배기관(110)이 연결되고, 배기관(110)에는 배기 장치(미도시)가 연결된다. 이때, 배기 장치는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프가 사용될 수 있으며, 이에 따라 반응 챔버(100) 내부를 소정의 감압 분위기, 예를 들어 0.1mTorr 이하의 소정의 압력까지 진공 흡입할 수 있도록 구성된다. 배기관(110)은 반응 챔버(100)의 하면 뿐만 아니라 기판 지지부(200) 하측의 반응 챔버(100) 측면에 설치될 수도 있다. 또한, 배기되는 시간을 줄이기 위해 다수개의 배기관(110) 및 그에 따른 배기 장치가 더 설치될 수도 있다.The reaction chamber 100 provides a predetermined reaction zone and keeps it confidential. The reaction chamber 100 includes a reaction part 100a having a substantially circular planar part and a side wall part extending upward from the planar part and having a predetermined space and a reaction chamber 100a positioned on the reaction part 100a in a substantially circular shape, (Not shown). Of course, the reaction part 100a and the lid 100b may be formed in various shapes other than the circular shape, for example, a shape corresponding to the shape of the substrate 10. An exhaust pipe 110 is connected to a side of the lower surface of the reaction chamber 100, and an exhaust device (not shown) is connected to the exhaust pipe 110. At this time, a vacuum pump such as a turbo molecular pump can be used as the exhaust device, and the inside of the reaction chamber 100 can be vacuum-sucked up to a predetermined reduced pressure atmosphere, for example, a predetermined pressure of 0.1 mTorr or less. The exhaust pipe 110 may be installed not only on the lower surface of the reaction chamber 100 but also on the side of the reaction chamber 100 below the substrate support 200. In addition, a plurality of exhaust pipes 110 and corresponding exhaust devices may be further provided to reduce the exhaust time.

기판 지지대(200)는 반응 챔버(100)의 내부에 마련되며, 플라즈마 발생부(300)와 대향하는 위치에 설치된다. 예를 들어, 기판 지지부(200)는 반응 챔버(100) 내부의 하측에 마련되고, 플라즈마 발생부(300)는 반응 챔버(100) 내부의 상측에 마련될 수 있다. 기판 지지대(200)는 반응 챔버(100) 내로 유입된 기판(10)이 안착될 수 있도록 예를 들어 정전척 등이 마련되어 기판(10)을 정전력에 의해 흡착 유지할 수 있다. 이때, 정전력 외에 진공 흡착이나 기계적 힘에 의해 기판(10)을 유지할 수도 있다. 또한, 기판 지지대(200)는 대략 원형으로 마련될 수 있으나, 기판(10) 형상과 대응되는 형상으로 마련될 수 있으며, 기판(10)보다 크게 제작될 수 있다. 기판 지지대(200) 하부에는 기판 지지대(200)를 승하강 이동시키는 기판 승강기(210)가 마련된다. 기판 승강기(210)는 기판 지지대(200)의 적어도 일 영역, 예를 들어 중앙 영역을 지지하도록 마련되고, 기판 지지대(200) 상에 기판(10)이 안착되면 기판 지지대(200)를 플라즈마 발생부(300)와 근접하도록 이동시킨다. 또한, 기판 지지대(200) 내부에는 히터(미도시)가 장착될 수 있다. 히터는 소정 온도로 발열하여 기판(10)을 가열함으로써 박막 증착 공정 등이 기판(10) 상에 용이하게 실시되도록 한다. 히터는 할로겐 램프를 이용할 수 있으며, 기판 지지대(200)를 중심으로 기판 지지대(200)의 둘레 방향에 설치될 수 있다. 이때, 발생되는 에너지는 복사 에너지로 기판 지지대(200)를 가열하여 기판(10)의 온도를 상승시키게 된다. 한편, 기판 지지대(200) 내부에는 히터 이외에 냉각관(미도시)이 더 마련될 수 있다. 냉각관은 기판 지지대(200) 내부에 냉매가 순환되도록 함으로써 냉열이 기판 지지대(200)를 통해 기판(10)에 전달되어 기판(10)의 온도를 원하는 온도로 제어할 수 있다. 물론, 히터 및 냉각관은 기판 지지대(200)에 마련되지 않고 반응 챔버(100) 외측에 마련될 수도 있다. 이렇게 기판 지지대(200) 내부 또는 반응 챔버(100) 외부에 마련되는 히터에 의해 기판(10)이 가열될 수 있으며, 히터의 장착 개수를 조절하여 50℃∼800℃로 가열할 수 있다. 한편, 기판 지지대(200)에는 바이어스 전원(220)이 접속되며, 바이어스 전원(220)에 의해 기판(10)에 입사되는 이온의 에너지를 제어할 수 있다.The substrate support 200 is provided inside the reaction chamber 100 and is disposed at a position facing the plasma generator 300. For example, the substrate supporting part 200 may be provided on the lower side of the reaction chamber 100, and the plasma generating part 300 may be provided on the upper side of the reaction chamber 100. The substrate support 200 may be provided with an electrostatic chuck or the like so that the substrate 10 introduced into the reaction chamber 100 can be seated, thereby holding the substrate 10 by electrostatic force. At this time, the substrate 10 may be held by vacuum attraction or mechanical force in addition to the electrostatic force. The substrate support 200 may be provided in a substantially circular shape, but may be formed in a shape corresponding to the shape of the substrate 10, and may be made larger than the substrate 10. A substrate elevator 210 is provided below the substrate support 200 to move the substrate support 200 up and down. The substrate lift 210 is provided to support at least one area of the substrate support 200, for example, a central area, and when the substrate 10 is placed on the substrate support 200, (300). A heater (not shown) may be mounted inside the substrate support 200. The heater generates heat at a predetermined temperature to heat the substrate 10, thereby facilitating a thin film deposition process or the like on the substrate 10. The heater may use a halogen lamp, and may be installed in the circumferential direction of the substrate support 200 about the substrate support 200. At this time, the generated energy increases the temperature of the substrate 10 by heating the substrate support 200 with radiation energy. In addition, a cooling pipe (not shown) may be further provided inside the substrate support 200 in addition to the heater. The cooling tube circulates the coolant inside the substrate support 200 so that the cool heat is transferred to the substrate 10 through the substrate support 200 to control the temperature of the substrate 10 to a desired temperature. Of course, the heater and the cooling pipe may not be provided in the substrate support 200, but may be provided outside the reaction chamber 100. The substrate 10 can be heated by a heater provided inside the substrate support 200 or outside the reaction chamber 100, and the substrate 10 can be heated to 50 ° C to 800 ° C by controlling the number of mounting the heater. A bias power source 220 is connected to the substrate support 200 and the energy of ions incident on the substrate 10 can be controlled by the bias power source 220.

플라즈마 발생부(300)는 반응 챔버(100) 내에 공정 가스를 공급하고 이를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 이러한 플라즈마 발생부(300)는 반응 챔버(100) 내에 증착 가스, 식각 가스 등의 공정 가스를 분사하는 샤워헤드(310)와, 샤워헤드(310)에 고주파 전원을 인가하는 전원 공급부(320)를 포함한다. 샤워헤드(310)는 반응 챔버(100) 내의 상부에 기판 지지대(200)와 대향하는 위치에 설치되며, 공정 가스를 반응 챔버(100)의 하측으로 분사한다. 샤워헤드(310)는 내부에 소정의 공간이 마련되며, 상측은 공정 가스 공급부(400)와 연결되고, 하측에는 기판(10)에 공정 가스를 분사하기 위한 복수의 분사홀(312)이 형성된다. 샤워헤드(310)는 기판(10) 형상에 대응되는 형상으로 제작되는데, 대략 원형으로 제작될 수 있다. 또한, 샤워헤드(310) 내부에는 공정 가스 공급부(400)로부터 공급되는 공정 가스를 고르게 분포시키기 위한 분배판(314)이 더 마련될 수 있다. 분배판(314)은 공정 가스 공급부(400)와 연결되어 공정 가스가 유입되는 가스 유입부에 인접하게 마련되고, 소정의 판 형상으로 마련될 수 있다. 즉, 분배판(314)는 샤워헤드(310)의 상측면과 소정 간격 이격되어 마련될 수 있다. 또한, 분배판(314)은 판 상에 복수의 관통홀이 형성될 수도 있다. 이렇게 분배판(314)이 마련됨으로써 공정 가스 공급부(400)로부터 공급되는 공정 가스는 샤워헤드(310) 내부에 고르게 분포될 수 있고, 그에 따라 샤워헤드(310)의 분사홀(312)을 통해 하측으로 고르게 분사될 수 있다. 또한, 샤워헤드(310)는 알루미늄 등의 도전 물질을 이용하여 제작될 수 있고, 반응 챔버(100)의 측벽부(214) 및 덮개(220)와 소정 간격 이격되어 마련될 수 있다. 샤워헤드(310)와 반응 챔버(100)의 측벽 및 덮개(100b) 사이에는 절연체(330)가 마련되어 샤워헤드(310)와 반응 챔버(100)를 절연시킨다. 샤워헤드(310)가 도전 물질로 제작됨으로써 샤워헤드(310)는 전원 공급부(320)로부터 고주파 전원을 공급받아 플라즈마 발생부(300)의 상부 전극으로 이용될 수 있다. 전원 공급부(320)는 반응 챔버(100)의 측벽부 및 절연체(340)를 관통하여 샤워헤드(310)와 연결되고, 샤워헤드(310)에 플라즈마를 발생시키기 위한 고주파 전원을 공급한다. 이러한 전원 공급부(320)는 고주파 전원(미도시) 및 정합기(미도시)를 포함할 수 있다. 고주파 전원은 예를 들어 13.56㎒의 고주파 전원을 생성하고, 정합기는 챔버(200)의 임피던스를 검출하여 임피던스의 허수 성분과 반대 위상의 임피던스 허수 성분을 생성함으로써 임피던스가 실수 성분인 순수 저항과 동일하도록 챔버(200) 내에 최대 전력을 공급하고, 그에 따라 최적의 플라즈마를 발생시키도록 한다. 한편, 플라즈마 발생부(300)가 챔버(200) 상측에 마련되고 샤워헤드(310)에 고주파 전원이 인가되므로 반응 챔버(100)가 접지되어 반응 챔버(100) 내부에 공정 가스의 플라즈마가 생성될 수 있다.The plasma generator 300 supplies a process gas into the reaction chamber 100 and excites the process gas into a plasma state. The plasma generating unit 300 includes a shower head 310 for spraying a process gas such as a deposition gas and an etching gas into the reaction chamber 100 and a power supply unit 320 for applying a high frequency power to the showerhead 310 . The showerhead 310 is installed at an upper portion in the reaction chamber 100 at a position opposite to the substrate support 200 and injects the process gas into the lower side of the reaction chamber 100. The showerhead 310 is provided with a predetermined space therein and the upper side thereof is connected to the process gas supply unit 400 and the lower side thereof is formed with a plurality of injection holes 312 for injecting the process gas into the substrate 10 . The showerhead 310 is formed in a shape corresponding to the shape of the substrate 10, and may be formed in a substantially circular shape. The shower head 310 may further include a distribution plate 314 for uniformly distributing the process gas supplied from the process gas supply unit 400. The distribution plate 314 is connected to the process gas supply unit 400 and is provided adjacent to the gas inlet to which the process gas flows, and may be provided in a predetermined plate shape. That is, the distribution plate 314 may be spaced apart from the upper surface of the shower head 310 by a predetermined distance. Further, the distribution plate 314 may have a plurality of through holes formed on the plate. The process gas supplied from the process gas supply unit 400 can be uniformly distributed inside the shower head 310 by the provision of the distribution plate 314 so that the process gas supplied from the process gas supply unit 400 through the injection hole 312 of the shower head 310 As shown in FIG. The shower head 310 may be made of a conductive material such as aluminum or may be spaced apart from the side wall 214 and the cover 220 of the reaction chamber 100 by a predetermined distance. An insulator 330 is provided between the showerhead 310 and the side wall of the reaction chamber 100 and the lid 100b to insulate the showerhead 310 from the reaction chamber 100. The shower head 310 is made of a conductive material so that the showerhead 310 can be used as an upper electrode of the plasma generating part 300 by receiving a high frequency power from the power supplying part 320. The power supply unit 320 is connected to the shower head 310 through the side wall of the reaction chamber 100 and the insulator 340 and supplies a high frequency power for generating plasma to the showerhead 310. The power supply unit 320 may include a high frequency power source (not shown) and a matching unit (not shown). The high frequency power source generates, for example, a high frequency power of 13.56 MHz, and the matching unit detects the impedance of the chamber 200 to generate an imaginary imaginary component of the opposite phase to the imaginary component of the impedance so that the impedance becomes equal to the real resistance Thereby supplying the maximum power into the chamber 200, thereby generating an optimum plasma. Since the plasma generator 300 is provided on the upper side of the chamber 200 and the high frequency power is applied to the showerhead 310, the reaction chamber 100 is grounded to generate a plasma of the process gas in the reaction chamber 100 .

공정 가스 공급부(400)는 복수의 공정 가스를 각각 공급하는 공정 가스 공급원(미도시)과, 공정 가스 공급원으로부터 공정 가스를 샤워헤드(310)에 공급하는 공정 가스 공급관을 포함한다. 공정 가스는 예를 들어 식각 가스와 박막 증착 가스 등을 포함할 수 있으며, 식각 가스는 NH₃, NF₃ 등을 포함할 수 있고, 박막 증착 가스는 SiH₄, PH₃ 등을 포함할 수 있다. 또한, 식각 가스와 박막 증착 가스와 더불어 H₂, Ar 등의 불활성 가스가 공급될 수 있다. 또한, 공정 가스 공급원과 공정 가스 공급관 사이에는 공정 가스의 공급을 제어하는 밸브 및 질량 흐름기 등이 마련될 수 있다.The process gas supply unit 400 includes a process gas supply source (not shown) for supplying a plurality of process gases, respectively, and a process gas supply pipe for supplying the process gas from the process gas supply source to the showerhead 310. The process gas may include, for example, an etching gas and a thin film deposition gas, and the etching gas may include NH ₃ , NF ₃ , and the like. The thin film deposition gas may include SiH ₄ , PH ₃ , and the like. Further, in addition to the etching gas and the thin film deposition gas, inert gases such as H ₂ and Ar can be supplied. Between the process gas supply source and the process gas supply line, a valve and a mass flow controller for controlling the supply of the process gas may be provided.

자장 발생부(500)는 반응 챔버(100) 내부에 마련되고, 반응 챔버(100) 내부에 자장을 발생시킨다. 이러한 자장 발생부(500)는 예를 들어, 샤워헤드(310) 상측에 마련된 제 1 자석(510)과, 기판 지지대(200) 하측에 마련된 제 2 자석(520)을 포함할 수 있다. 즉, 제 1 자석(510)은 샤워헤드(310)와 반응 챔버(100)의 덮개(100b) 사이에 마련될 수 있고, 제 2 자석(520)은 기판 지지대(200) 하측의 반응 챔버(100) 내부 바닥면에 마련될 수 있다. 그러나, 제 1 및 제 2 자석(510, 520)의 위치는 플라즈마가 발생되는 영역, 즉 샤워헤드(310)의 하측과 기판 지지대(200)의 상측 영역 외측의 어느 부분에 마련되는 것도 가능하다. 예를 들어, 제 1 자석(510)이 샤워헤드(310) 내부의 상측에 마련될 수 있고, 제 2 자석(520)이 기판 지지대(200)와 반응 챔버(100) 바닥면 사이에 마련될 수 있다. 또한, 제 1 자석(510) 및 제 2 지석(520)은 극성이 서로 다르게 마련될 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 자석(510, 520)이 각각 N극 및 S극을 갖는 단일 자석으로 마련되거나, 각각 S극 및 N극을 갖는 단일 자석으로 마련될 수도 있다. 이러한 제 1 및 제 2 자석(510, 520)은 영구 자석, 전자석 등으로 마련될 수 있고, 이들이 내부에 마련되고 이를 외측에서 감싸도록 케이스가 마련될 수 있다. 즉, 소정의 내부 공간을 가지는 케이스 내에 영구 자석, 전자석 등을 마련하여 제 1 및 제 2 자석(510, 520)을 제작할 수 있다. 이때, 케이스는 예를 들어 알루미늄 재질로 제작될 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 자석(510, 520)은 단일 자석으로 마련되며, 기판(10)의 형상 및 사이즈로 마련될 수 있다. 한편, 제 1 자석(510)은 공정 가스 공급부(400)로부터 공정 가스가 유입되는 부분에 개구가 형성될 수 있으며, 제 2 자석(520)은 소정 영역에 기판 승강기(210)가 승하강하도록 개구가 형성될 수 있다. 이렇게 서로 다른 극성을 갖는 제 1 및 제 2 자석(510, 520)이 반응 챔버(100)의 상측 및 하측에 각각 마련되므로 반응 챔버(100) 내부의 상하 방향으로 자장이 발생된다. 이렇게 상하 방향으로 발생된 자장에 의해 플라즈마를 활성화시킬 수 있고, 그에 따라 플라즈마 밀도를 향상시킬 수 있다. 즉, 반응 챔버(100)의 상측 뿐만 아니라 하측에도 거의 동일한 밀도로 플라즈마가 발생될 수 있다. 따라서, 기판(10) 상의 플라즈마 밀도를 높게 유지할 수 있어 기판(10) 상에 증착되는 박막의 막질을 향상시킬 수 있고 박막의 식각율을 향상시킬 수 있다.
The magnetic field generator 500 is provided inside the reaction chamber 100 and generates a magnetic field inside the reaction chamber 100. The magnetic field generator 500 may include a first magnet 510 disposed on the shower head 310 and a second magnet 520 disposed on the lower side of the substrate support 200. That is, the first magnet 510 may be provided between the shower head 310 and the cover 100b of the reaction chamber 100, and the second magnet 520 may be provided between the reaction chamber 100 ) Inner bottom surface. However, the positions of the first and second magnets 510 and 520 may be provided in a region where the plasma is generated, that is, the lower side of the shower head 310 and the upper side region of the substrate support 200. For example, a first magnet 510 may be provided above the interior of the showerhead 310, and a second magnet 520 may be provided between the substrate support 200 and the bottom of the reaction chamber 100 have. Also, the first magnet 510 and the second grindstone 520 may be provided with different polarities. That is, the first and second magnets 510 and 520 may be provided as a single magnet having N poles and S poles respectively, or may be provided as a single magnet having S poles and N poles, respectively. The first and second magnets 510 and 520 may be made of a permanent magnet, an electromagnet, or the like, and they may be provided inside and a case may be provided to surround the magnet. That is, the first and second magnets 510 and 520 can be manufactured by providing a permanent magnet, an electromagnet, or the like in a case having a predetermined internal space. At this time, the case may be made of aluminum material, for example. In addition, the first and second magnets 510 and 520 are provided as a single magnet, and may be provided in the shape and size of the substrate 10. An opening may be formed in a portion of the first magnet 510 through which the process gas is introduced from the process gas supply unit 400 and the second magnet 520 may be provided in a predetermined region such that the substrate elevator 210 moves up and down Can be formed. Since the first and second magnets 510 and 520 having different polarities are provided on the upper and lower sides of the reaction chamber 100, a magnetic field is generated in the vertical direction inside the reaction chamber 100. The plasma can be activated by the magnetic field generated in the vertical direction, thereby improving the plasma density. That is, the plasma can be generated at substantially the same density on the upper side as well as on the lower side of the reaction chamber 100. Therefore, the plasma density on the substrate 10 can be kept high, the film quality of the thin film deposited on the substrate 10 can be improved, and the etching rate of the thin film can be improved.

상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 반응 챔버(100) 내부에 자장 발생부(500)를 마련한다. 자장 발생부(500)는 서로 다른 극성을 갖는 제 1 및 제 2 자석(510, 520)을 포함할 수 있고, 제 1 및 제 2 자석(510, 520)은 플라즈마가 발생되는 반응 공간의 상측 및 하측에 각각 마련된다. 따라서, 반응 챔버(100) 내부에 상하 방향으로 자장이 발생되고, 그에 따라 플라즈마를 활성화시킬 수 있어 플라즈마 밀도를 향상시킬 수 있다. 즉, 반응 챔버(100)의 상측 뿐만 아니라 하측에도 거의 동일한 밀도로 플라즈마가 발생될 수 있다. 따라서, 기판(10) 상의 플라즈마 밀도를 높게 유지할 수 있어 기판(10) 상에 증착되는 박막의 막질을 향상시킬 수 있고 박막의 식각율을 향상시킬 수 있다.
The substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention as described above includes a magnetic field generating unit 500 in the reaction chamber 100. The magnetic field generator 500 may include first and second magnets 510 and 520 having different polarities and the first and second magnets 510 and 520 may be disposed on the upper side of the reaction space where the plasma is generated and / Respectively. Accordingly, a magnetic field is generated in the reaction chamber 100 in the up and down direction, thereby activating the plasma, thereby improving the plasma density. That is, the plasma can be generated at substantially the same density on the upper side as well as on the lower side of the reaction chamber 100. Therefore, the plasma density on the substrate 10 can be kept high, the film quality of the thin film deposited on the substrate 10 can be improved, and the etching rate of the thin film can be improved.

상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 반응 챔버(100) 내부에 자장 발생부(500)를 마련하여 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 모든 기판 처리 장치에 적용할 수 있다. 즉, CCP 방식 뿐만 아니라, ICP 방식, 헬리콘 방식, 리모트 플라즈마 방식 또는 이들의 적어도 두 방식을 결합하여 플라즈마를 발생시키는 기판 처리 장치에 모두 적용할 있다. 이러한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 도 2를 이용하여 설명하면 다음과 같다.As described above, the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention can be applied to all substrate processing apparatuses that process a substrate using a plasma by providing a magnetic field generating unit 500 in a reaction chamber 100. That is, the present invention can be applied not only to a CCP system but also to a substrate processing apparatus that generates plasma by combining an ICP system, a helicon system, a remote plasma system, or at least two of these systems. A substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 소정의 반응 공간이 마련된 반응 챔버(100)와, 반응 챔버(100) 내의 하부에 마련되어 기판(10)을 지지하는 기판 지지대(200)와, 반응 챔버(100) 내에 마련되어 제 1 공정 가스의 플라즈마를 발생시키기 위한 제 1 플라즈마 발생부(300)와, 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급부(400)와, 반응 챔버(100) 내부에 마련된 자장 발생 수단(500)과, 반응 챔버(100) 내에 마련되어 제 2 공정 가스의 플라즈마를 발생시키기 위한 제 2 플라즈마 발생부(600)를 포함할 수 있다.2, a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention includes a reaction chamber 100 provided with a predetermined reaction space, a substrate support (not shown) provided under the reaction chamber 100 to support the substrate 10 A first plasma generating part 300 provided in the reaction chamber 100 for generating a plasma of the first process gas, a process gas supplying part 400 for supplying the process gas, And a second plasma generator 600 provided in the reaction chamber 100 to generate a plasma of a second process gas.

반응 챔버(100)는 대략 원형의 평면부 및 평면부로부터 상향 연장된 측벽부를 포함하여 소정의 공간을 가지는 반응부(100a)와, 대략 원형으로 반응부(100a) 상에 위치하여 반응 챔버(100)를 기밀하게 유지하는 덮개(100b)를 포함하여 소정의 반응 영역을 마련하고, 이를 기밀하게 유지시킨다. 반응 챔버(100)의 측면 하부, 예를 들어 기판 지지대(200)보다 하측에는 배기관(110)이 연결되고, 배기관(110)에는 배기 장치(미도시)가 연결된다.The reaction chamber 100 includes a reaction part 100a having a substantially circular planar part and a side wall part extending upward from the planar part and having a predetermined space and a reaction chamber 100a positioned on the reaction part 100a in a substantially circular shape, And a lid 100b that keeps the airtightness of the airtight container 100b in a confined manner. An exhaust pipe 110 is connected to a lower side of the reaction chamber 100, for example, below the substrate support 200, and an exhaust device (not shown) is connected to the exhaust pipe 110.

기판 지지대(200)는 반응 챔버(100)의 하부에 마련되며, 제 1 및 제 2 플라즈마 발생부(300, 600)와 대향하는 위치에 설치된다. 기판 승강기(210)는 기판 지지대(200) 상에 기판(10)이 안착되면 기판 지지대(200)를 제 1 및 제 2 플라즈마 발생부(300, 400)와 근접하도록 이동시킨다.The substrate support 200 is provided at a lower portion of the reaction chamber 100 and is installed at a position facing the first and second plasma generators 300 and 600. The substrate elevator 210 moves the substrate support 200 closer to the first and second plasma generators 300 and 400 when the substrate 10 is placed on the substrate support 200.

제 1 플라즈마 발생부(300)는 반응 챔버(100) 내에 제 1 공정 가스를 공급하고 이를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 이러한 제 1 플라즈마 발생부(300)는 반응 챔버(100) 내에 제 1 공정 가스를 분사하는 샤워헤드(310)와, 샤워헤드(310)에 제 1 고주파 전원을 인가하는 제 1 전원 공급부(320)와, 샤워헤드(310)와 소정 간격 이격된 접지 플레이트(340)를 포함한다. 접지 플레이트(340)는 샤워헤드(310)와 소정 간격 이격되어 마련되고, 반응 챔버(100)의 측면과 연결될 수 있다. 반응 챔버(100)가 접지 단자와 연결되고, 그에 따라 접지 플레이트(340) 또한 접지 전위를 유지하게 된다. 한편, 샤워헤드(310)와 접지 플레이트(340) 사이의 공간은 샤워헤드(310)를 통해 분사되는 제 1 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시키기 위한 제 1 반응 공간(S1)이 된다. 즉, 샤워헤드(310)를 통해 제 1 공정 가스가 분사되고 샤워헤드(310)에 고주파 전원이 인가되면 접지 플레이트(340)가 접지 상태를 유지하므로 이들 사이에 전위차가 발생되고, 그에 따라 제 1 반응 공간(S1)에서 공정 가스가 플라즈마 상태로 여기된다. 이때, 샤워헤드(310)와 접지 플레이트(340) 사이의 간격, 즉 제 1 반응 공간(S1)의 상하 간격은 플라즈마가 여기될 수 있는 최소한의 간격 이상을 유지하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 3㎜ 이상의 간격을 유지할 수 있다. 이렇게 제 1 반응 공간(S1)에서 여기된 공정 가스는 기판(10) 상으로 분사되어야 하는데, 이를 위해 접지 플레이트(340)는 상하를 관통하는 복수의 홀(342)이 형성된 소정의 판 형상으로 마련된다. 이렇게 접지 플레이트(340)가 마련됨으로써 제 1 반응 공간(S1)에서 발생된 플라즈마가 기판(10) 상에 직접 닿는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 기판(10)의 플라즈마 데미지를 감소시킬 수 있다. 또한, 접지 플레이트(340)는 제 1 반응 공간(S1)에 플라즈마를 가두어 전자 온도를 낮추는 역할을 한다.The first plasma generating part 300 supplies a first process gas into the reaction chamber 100 and excites the first process gas into a plasma state. The first plasma generating unit 300 includes a showerhead 310 for injecting a first process gas into the reaction chamber 100 and a first power supply unit 320 for applying a first high frequency power to the showerhead 310. [ And a ground plate 340 spaced apart from the shower head 310 by a predetermined distance. The ground plate 340 is spaced apart from the shower head 310 by a predetermined distance and can be connected to a side surface of the reaction chamber 100. The reaction chamber 100 is connected to the ground terminal, so that the ground plate 340 also maintains the ground potential. Meanwhile, the space between the shower head 310 and the ground plate 340 becomes a first reaction space S1 for exciting the first process gas injected through the shower head 310 into the plasma state. That is, when the first process gas is injected through the showerhead 310 and the RF power is applied to the showerhead 310, the ground plate 340 maintains the ground state, so that a potential difference is generated therebetween, In the reaction space S1, the process gas is excited into a plasma state. At this time, it is preferable that the interval between the showerhead 310 and the ground plate 340, that is, the interval between the upper and lower parts of the first reaction space S1, is maintained to be equal to or greater than the minimum interval at which the plasma can be excited. For example, an interval of 3 mm or more can be maintained. The process gas excited in the first reaction space S1 is sprayed onto the substrate 10. For this purpose, the ground plate 340 is formed in a predetermined plate shape having a plurality of holes 342 passing through the top and bottom thereof do. The provision of the ground plate 340 prevents the plasma generated in the first reaction space S1 from directly contacting the substrate 10, thereby reducing the plasma damage of the substrate 10. [ Further, the ground plate 340 serves to lower the electron temperature by confining the plasma in the first reaction space S1.

공정 가스 공급부(400)는 복수의 공정 가스를 각각 공급하는 공정 가스 공급원(미도시)과, 공정 가스 공급원으로부터 공정 가스를 샤워헤드(310) 및 방전관(610)에 각각 공급하는 공정 가스 공급관을 포함한다. The process gas supply unit 400 includes a process gas supply source (not shown) for supplying a plurality of process gases, and a process gas supply pipe for supplying the process gas from the process gas supply source to the showerhead 310 and the discharge tube 610, respectively do.

자장 발생부(500)는 반응 챔버(100) 내부에 마련되고, 반응 챔버(100) 내부에 자장을 발생시킨다. 이러한 자장 발생부(500)는 예를 들어, 샤워헤드(310) 내부의 상측에 마련된 제 1 자석(510)과, 기판 지지대(200) 하측에 마련된 제 2 자석(520)을 포함할 수 있다. 또한, 제 1 자석(510) 및 제 2 지석(520)은 극성이 서로 다르게 마련될 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 자석(510, 520)이 각각 N극 및 S극을 갖는 단일 자석으로 마련되거나, 각각 S극 및 N극을 갖는 단일 자석으로 마련될 수도 있다.The magnetic field generator 500 is provided inside the reaction chamber 100 and generates a magnetic field inside the reaction chamber 100. The magnetic field generator 500 may include a first magnet 510 disposed on the upper side of the shower head 310 and a second magnet 520 disposed on the lower side of the substrate support 200, for example. Also, the first magnet 510 and the second grindstone 520 may be provided with different polarities. That is, the first and second magnets 510 and 520 may be provided as a single magnet having N poles and S poles respectively, or may be provided as a single magnet having S poles and N poles, respectively.

제 2 플라즈마 발생부(600)는 제 1 플라즈마 발생부(300)보다 높은 밀도의 플라즈마를 발생시킨다. 이러한 제 2 플라즈마 발생부(600)는 적어도 하나의 방전관(610)과, 방전관(610)을 감싸도록 마련된 안테나(620)와, 방전관(610) 주위에 마련된 자계 발생용 코일(630)과, 안테나(620)와 접속된 제 2 고주파 전원(640)을 포함한다. 방전관(610)은 사파이어, 퀄츠, 세라믹 등의 재질로 제작될 수 있으며, 소정의 통 향상으로 마련된다. 이러한 방전관(610)은 반응 챔버(100)의 상측 외부로부터 반응 챔버(100)의 덮개(100b), 제 1 플라즈마 발생부(300)의 샤워헤드(310) 및 접지 플레이트(340)를 관통하여 마련된다. 즉, 방전관(610)은 상측이 공정 가스 공급부(400)와 연결되고 하측이 제 1 플라즈마 발생부(300)의 접지 플레이트(340)와 기판 지지대(200) 사이의 공간, 즉 제 2 반응 공간(S2)으로 마련된다. 또한, 방전관(610)은 공정 가스 공급부(400)로부터 제 2 공정 가스를 공급받고, 그 내부에서 제 2 공정 가스가 플라즈마 상태로 여기된다. 안테나(620)는 반응 챔버(100)의 상측 외부에서 방전관(610)을 감싸도록 마련되며, 제 2 고주파 전원(640)으로부터 제 2 고주파 전원을 공급받아 방전관(610) 내에서 제 2 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 안테나(620)는 소정의 관 형상으로 마련되고 내부에 냉각수가 흐를 수 있도록 하여 제 2 고주파 전원 인가 시 온도 상승을 방지할 수 있다. 또한, 자계 발생용 코일(630)은 방전관(610)에서 플라즈마에 의해 생성된 라디칼들이 기판(10)까지 원활하게 도달되도록 하기 위해 방전관(610) 주위에 마련된다. 이러한 제 2 플라즈마 발생부(600)는 공정 가스 공급부(400)로부터 제 2 공정 가스가 도입되고 배기에 의해 방전관(610) 내부를 적당한 압력으로 유지하면서 제 2 고주파 전원(640)에 의해 안테나(620)에 제 2 고주파 전원을 인가하면 방전관(610)에 플라즈마가 발생된다. 또한, 자계 생성용 코일(630)에는 서로 반대 방향으로 전류를 흐르게 하여 방전관(610) 근처 공간에 자계를 가두어둘 수 있다. 예를 들어, 방전관(610) 안쪽의 코일(630)에는 기판(10)으로 향하는 자계가 발생하도록 전류를 흘리고, 바깥쪽의 코일(630)에는 기판(10)과 반대 방향으로 향하는 자계가 발생하도록 전류를 흘리게 되면, 자계를 방전관(610)의 근처 공간에서 가둘 수 있다. 따라서, 방전관(610)과 기판(10)과의 거리가 짧아도 기판(10) 근처에는 자계가 비교적 작아지고, 그에 따라 비교적 고진공에서 고밀도 플라즈마를 발생할 수 있고, 낮은 손상으로 기판(10)을 처리할 수 있다.The second plasma generating unit 600 generates a plasma having a density higher than that of the first plasma generating unit 300. The second plasma generating unit 600 includes at least one discharge tube 610, an antenna 620 provided to surround the discharge tube 610, a magnetic field generating coil 630 provided around the discharge tube 610, And a second high frequency power source 640 connected to the second high frequency power source 620. The discharge tube 610 may be made of sapphire, quartz, ceramics, or the like, and is provided with a predetermined tube improvement. The discharge tube 610 penetrates through the cover 100b of the reaction chamber 100, the showerhead 310 of the first plasma generator 300 and the ground plate 340 from the outside of the reaction chamber 100 do. That is, the discharge tube 610 is connected to the process gas supply unit 400 on the upper side and the lower side is connected to the space between the ground plate 340 of the first plasma generating unit 300 and the substrate support 200, S2. Further, the discharge tube 610 is supplied with the second process gas from the process gas supply unit 400, and the second process gas is excited into a plasma state therein. The antenna 620 is provided to surround the discharge tube 610 from the outside of the reaction chamber 100. The second RF power supply 640 supplies the second RF power to the antenna 620, And excited into a plasma state. The antenna 620 is provided in a predetermined tube shape and allows the cooling water to flow therein, thereby preventing a rise in temperature when the second high frequency power is applied. The magnetic field generating coil 630 is provided around the discharge tube 610 so that the radicals generated by the plasma in the discharge tube 610 can reach the substrate 10 smoothly. The second plasma generating unit 600 is connected to the antenna 620 by the second RF power supply 640 while the second process gas is introduced from the process gas supply unit 400 and the inside of the discharge tube 610 is maintained at a proper pressure by the exhaust. The plasma is generated at the discharge tube 610. [ In addition, a magnetic field can be confined in the space near the discharge tube 610 by flowing a current in a direction opposite to that of the magnetic field generating coil 630. For example, a current is supplied to the coil 630 inside the discharge tube 610 so as to generate a magnetic field directed to the substrate 10, and a magnetic field in the direction opposite to the substrate 10 is generated in the outer coil 630 When the electric current is passed, the magnetic field can be confined in the space near the discharge tube 610. Therefore, even if the distance between the discharge tube 610 and the substrate 10 is short, the magnetic field is relatively small in the vicinity of the substrate 10, and accordingly, a high density plasma can be generated in a relatively high vacuum, .

한편, 제 1 플라즈마 발생부(300)의 샤워헤드(310)와 제 2 플라즈마 발생부(600)의 방전관(610) 내로 각각 공급되는 제 1 및 제 2 공정 가스는 기판(10)에 증착되는 박막의 종류 및 식각 종류에 따라 이종 또는 동일의 공정 가스를 이용할 수 있다. 예를 들어, 기판(10) 상에 실리콘 옥사이드(SiO2) 박막을 형성하기 위해 샤워헤드(310)에는 제 1 공정 가스로서 O2 또는 N20 가스를 공급하여 플라즈마를 형성하며, 방전관(610)에는 제 2 공정 가스로서 SiH4 또는 TEOS 가스를 주입하여 플라즈마를 형성한다. 또한, 식각 공정의 경우 샤워헤드(310)와 방전관(610) 내로 XF 계열 가스(NF3, F2, C3F8, SF6 등)와 O2 등 동일 가스를 공급할 수 있다. 물론, 샤워헤드(310)에 XF 계열의 가스를 공급하고 방전관(610)에 O2 가스를 공급할 수도 있다. 또한, 불활성 가스인 He, Ar, N2 등도 샤워헤드(310)와 방전관(610) 내로 동일한 가스를 공급할 수 있다.The first and second process gases supplied to the showerhead 310 of the first plasma generator 300 and the discharge tube 610 of the second plasma generator 600 are supplied to the substrate 10, The same or different process gases may be used depending on the kind of the etchant and the kind of etchant. For example, in order to form a silicon oxide (SiO2) thin film on the substrate 10, O2 or N2O gas is supplied to the showerhead 310 as a first process gas to form a plasma, and a discharge tube 610 is provided with a second SiH4 or TEOS gas is injected as a process gas to form a plasma. In the etching process, XF series gases (NF 3, F 2, C 3 F 8, SF 6, etc.) and O 2 can be supplied into the shower head 310 and the discharge tube 610. Of course, it is also possible to supply the XF series gas to the shower head 310 and supply the O2 gas to the discharge tube 610. [ In addition, He, Ar, N2, etc., which are inert gases, can supply the same gas into the showerhead 310 and the discharge tube 610.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 소정의 반응 공간이 마련된 반응 챔버(100)와, 반응 챔버(100) 내의 하부에 마련되어 기판(10)을 지지하는 기판 지지대(200)와, 반응 챔버(100) 내에 마련되어 제 1 플라즈마를 발생시키기 위한 제 1 플라즈마 발생부(300)와, 반응 챔버(100) 내에 마련되어 제 2 플라즈마를 발생시키기 위한 제 2 플라즈마 발생부(600)와, 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급부(400)와, 반응 챔버(100) 내부에 마련되어 자장을 발생시키기 위한 자장 발생부(500)와, 기판 지지부(200)와 제 1 및 제 2 플라즈마 발생부(300, 600) 사이에 마련된 필터부(700)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention includes a reaction chamber 100 having a predetermined reaction space, a substrate support 100 provided below the reaction chamber 100 to support the substrate 10, A first plasma generator 300 provided in the reaction chamber 100 to generate a first plasma and a second plasma generator 600 provided in the reaction chamber 100 for generating a second plasma, A magnetic field generator 500 provided in the reaction chamber 100 to generate a magnetic field; a substrate supporter 200; a first and a second plasma generator 400; And a filter unit 700 provided between the units 300 and 600.

필터부(700)는 제 1 플라즈마 발생부(300)의 접지 플레이트(340)와 기판 지지대(200) 사이에 마련되며, 측면이 반응 챔버(100)의 측벽과 연결된다. 따라서, 필터부(700)는 접지 전위를 유지할 수 있다. 이러한 필터부(700)는 제 1 및 제 2 플라즈마 발생부(300, 600)로부터 발생된 플라즈마의 이온, 전자 및 빛을 필터링한다. 즉, 제 1 및 제 2 플라즈마 발생부(300, 600)에 의해 발생된 플라즈마가 필터부(700)를 거치게 되면 이온, 전자 및 빛이 차단되어 반응종만이 기판(10)과 반응되도록 한다. 이러한 필터부(700)는 플라즈마가 적어도 한번은 필터부(700)에 부딪힌 다음 기판(10)에 인가되도록 한다. 이를 통해 플라즈마가 접지 전위의 필터부(700)에 부딪힐 경우, 에너지가 큰 이온 및 전자가 흡수될 수 있다. 또한, 플라즈마의 빛은 필터부(700)에 부딪히게 되어 투과하지 못하게 된다. 이러한 필터부(700)는 다양한 형상으로 마련될 수 있는데, 예를 들어 복수의 홀(710)이 형성된 단일 판으로 형성하거나, 홀(710)이 형성된 판을 다층으로 배치시키고 각 판을 다층으로 배치시키고 각 판의 홀(710)이 서로 어긋나게 형성하거나, 다수의 홀(710)이 소정의 굴절된 경로를 갖는 판 형상으로 형성할 수도 있다.
The filter unit 700 is provided between the ground plate 340 of the first plasma generating unit 300 and the substrate support 200 and has a side surface connected to the side wall of the reaction chamber 100. Therefore, the filter portion 700 can maintain the ground potential. The filter unit 700 filters ions, electrons, and light of plasma generated from the first and second plasma generating units 300 and 600. That is, when the plasma generated by the first and second plasma generators 300 and 600 passes through the filter unit 700, ions, electrons, and light are interrupted to allow only reactive species to react with the substrate 10. This filter unit 700 allows the plasma to be applied to the substrate 10 at least once after it hits the filter unit 700. When the plasma hits the filter unit 700 at the ground potential, ions and electrons having high energy can be absorbed. Further, the light of the plasma collides with the filter unit 700 and is not transmitted. The filter unit 700 may be formed in various shapes, for example, a single plate having a plurality of holes 710, or a plate having holes 710 arranged in multiple layers, The holes 710 of each plate may be formed to be shifted from each other, or a plurality of holes 710 may be formed in a plate shape having a predetermined bent path.

본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
Although the technical idea of the present invention has been specifically described according to the above embodiments, it should be noted that the above embodiments are for explanation purposes only and not for the purpose of limitation. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

100 : 반응 챔버 200 : 기판 지지대
300 : 플라즈마 발생부 400 : 공정 가스 공급부
500 : 자장 발생부100: reaction chamber 200: substrate support
300: plasma generating part 400: process gas supplying part
500: magnetic field generator

Claims

A reaction chamber provided with a reaction space;
A substrate support provided in the reaction chamber to support the substrate;
A plasma generator facing the substrate support and generating a plasma of a process gas; And
And a magnetic field generating unit provided inside the reaction chamber and generating a magnetic field in a reaction space between the substrate support and the plasma generating unit.

The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the plasma generating unit includes at least one of generating plasma of the process gas inside the reaction chamber, or supplying plasma generated inside the reaction chamber outside the reaction chamber.

The substrate processing apparatus according to claim 2, wherein the plasma generating unit includes at least one of a CCP method, an ICP method, a helicon method, and a remote plasma method.

4. The substrate processing apparatus according to claim 3, wherein the magnetic field generating portion comprises: a first magnet provided between a showerhead for spraying the process gas and a cover of the reaction chamber; and a second magnet provided below the substrate support.

4. The substrate processing apparatus according to claim 3, wherein the magnetic field generating section includes: a first magnet provided inside the showerhead; and a second magnet provided below the substrate support.

The substrate processing apparatus according to claim 4 or 5, wherein the first and second magnets have opposite polarities and have a size equal to or larger than that of the substrate.

7. The apparatus of claim 6, further comprising a filter portion provided between the plasma generating portion and the substrate support to block a part of the plasma of the process gas.