KR20140141286A - 플라즈마 발생 장치 및 그를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 발생 장치 및 그를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치는, RF 신호를 제공하는 RF 전원; 상기 RF 신호를 인가받아 챔버에 공급된 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 제 1 플라즈마 소스; 상기 RF 신호를 인가받아 상기 챔버에 공급된 가스로부터 플라즈마를 발생시키며, 상기 제 1 플라즈마 소스에 병렬로 연결된 제 2 플라즈마 소스; 상기 제 1 플라즈마 소스의 입력단과 접지 사이에 연결된 제 1 가변 부하; 상기 제 2 플라즈마 소스의 입력단과 접지 사이에 연결된 제 2 가변 부하; 및 상기 제 1 가변 부하 및 상기 제 2 가변 부하의 임피던스를 조절하는 제어기;를 포함할 수 있다.

Description

플라즈마 발생 장치 및 그를 포함하는 기판 처리 장치{APPARATUS FOR GENERATING PLASMA AND APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 플라즈마 발생 장치 및 그를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정은 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 공정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 제조 공정 중 에칭 또는 애싱 공정에 플라즈마를 생성하는 챔버가 사용될 수 있으며, 기판은 상기 플라즈마를 이용하여 에칭 또는 애싱 처리될 수 있다.
최근에는 이와 같이 플라즈마를 이용하여 처리되는 기판의 사이즈가 커짐에 따라 다수의 플라즈마 소스를 활용하여 챔버 내 플라즈마의 밀도를 조절하는 방법이 개발되고 있다. 하지만, 다수의 플라즈마 소스로 공급되는 전력량을 조절하는 제어 기술은 여전히 그 제어 속도가 느려 플라즈마 밀도를 실시간으로 조절하기 어렵다.
또한, 플라즈마 소스로 공급되는 전력량 조절 시, 부하 임피던스의 변동으로 인해 임피던스 정합 상태에서 벗어남으로써, 플라즈마 발생에 사용되지 못하고 전원으로 반사되어 되돌아가는 반사파가 증가하는 문제가 발생한다.
본 발명의 실시예는, 다수의 플라즈마 소스로 인가되는 전류를 빠르게 조절할 수 있는 플라즈마 발생 장치 및 그를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는, 다수의 플라즈마 소스로 전류를 분배하는 전류 분배기가 임피던스 정합기에 미치는 영향을 최소화시킬 수 있는 플라즈마 발생 장치 및 그를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치는, RF 신호를 제공하는 RF 전원; 상기 RF 신호를 인가받아 챔버에 공급된 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 제 1 플라즈마 소스; 상기 RF 신호를 인가받아 상기 챔버에 공급된 가스로부터 플라즈마를 발생시키며, 상기 제 1 플라즈마 소스에 병렬로 연결된 제 2 플라즈마 소스; 상기 제 1 플라즈마 소스의 입력단과 접지 사이에 연결된 제 1 가변 부하; 상기 제 2 플라즈마 소스의 입력단과 접지 사이에 연결된 제 2 가변 부하; 및 상기 제 1 가변 부하 및 상기 제 2 가변 부하의 임피던스를 조절하는 제어기;를 포함할 수 있다.
상기 제 1 플라즈마 소스 및 상기 제 2 플라즈마 소스 중 적어도 하나는 상기 RF 신호를 이용하여 자기장을 유도하는 코일일 수 있다.
상기 제 1 플라즈마 소스 및 상기 제 2 플라즈마 소스는 상기 챔버의 상부에 설치되는 코일이며, 상기 제 1 플라즈마 소스의 직경은 상기 제 2 플라즈마 소스의 직경보다 더 작을 수 있다.
상기 제 1 플라즈마 소스는 상기 챔버의 상부에 설치되는 코일이며, 상기 제 2 플라즈마 소스는 상기 챔버의 내부에 설치되는 전극일 수 있다.
상기 제 1 가변 부하 및 상기 제 2 가변 부하는 상기 제어기가 출력한 제어 신호에 따라 커패시턴스가 변경되는 가변 커패시터를 포함할 수 있다.
상기 RF 전원의 출력단에서 출력 임피던스와 부하 임피던스를 정합시키는 임피던스 정합기; 및 상기 임피던스 정합기와 상기 제 1 및 제 2 가변 부하의 입력단 사이에 연결된 인덕터;를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 플라즈마 소스 및 상기 제 2 플라즈마 소스 중 임피던스가 작은 플라즈마 소스와 직렬로 연결된 더미 부하를 더 포함할 수 있다.
상기 더미 부하는 상기 임피던스가 작은 플라즈마 소스의 입력단 및 출력단 중 적어도 하나에 연결된 더미 코일을 포함할 수 있다.
상기 더미 코일은 접지된 구조물 내에 배치될 수 있다.
상기 제 1 플라즈마 소스의 입력단 및 출력단 중 적어도 하나에 연결되어 상기 제 1 플라즈마 소스를 지나가는 RF 신호를 감지하는 제 1 센서; 및 상기 제 2 플라즈마 소스의 입력단 및 출력단 중 적어도 하나에 연결되어 상기 제 2 플라즈마 소스를 지나가는 RF 신호를 감지하는 제 2 센서;를 더 포함할 수 있다.
상기 제어기는: 상기 제 1 플라즈마 소스 및 상기 제 2 플라즈마 소스 중 임피던스가 작은 플라즈마 소스에 연결된 가변 부하의 임피던스를 조절한 뒤, 임피던스가 큰 다른 플라즈마 소스에 연결된 가변 부하의 임피던스를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 내부에 기판을 처리하는 공간을 갖는 챔버; 상기 챔버 내에 위치하며, 상기 기판을 지지하는 기판 지지 어셈블리; 상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및 상기 챔버 내의 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 플라즈마 발생 유닛을 포함하며, 상기 플라즈마 발생 유닛은: RF 신호를 제공하는 RF 전원; 상기 RF 신호를 인가받아 상기 챔버에 공급된 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 제 1 플라즈마 소스; 상기 RF 신호를 인가받아 상기 챔버에 공급된 가스로부터 플라즈마를 발생시키며, 상기 제 1 플라즈마 소스에 병렬로 연결된 제 2 플라즈마 소스; 상기 제 1 플라즈마 소스의 입력단과 접지 사이에 연결된 제 1 가변 부하; 상기 제 2 플라즈마 소스의 입력단과 접지 사이에 연결된 제 2 가변 부하; 및 상기 제 1 가변 부하 및 상기 제 2 가변 부하의 임피던스를 조절하는 제어기;를 포함할 수 있다.
상기 제 1 플라즈마 소스 및 상기 제 2 플라즈마 소스는 상기 챔버의 상부에 설치되는 코일이며, 상기 제 1 플라즈마 소스의 직경은 상기 제 2 플라즈마 소스의 직경보다 더 작을 수 있다.
상기 제 1 가변 부하 및 상기 제 2 가변 부하는 상기 제어기가 출력한 제어 신호에 따라 커패시턴스가 변경되는 가변 커패시터를 포함할 수 있다.
상기 RF 전원의 출력단에서 출력 임피던스와 부하 임피던스를 정합시키는 임피던스 정합기; 및 상기 임피던스 정합기와 상기 제 1 및 제 2 가변 부하의 입력단 사이에 연결된 인덕터;를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 플라즈마 소스 및 상기 제 2 플라즈마 소스 중 임피던스가 작은 플라즈마 소스의 입력단 및 출력단 중 적어도 하나에 연결된 더미 코일을 더 포함할 수 있다.
상기 더미 코일은 접지된 구조물 내에 배치될 수 있다.
상기 제 1 플라즈마 소스의 입력단 및 출력단 중 적어도 하나에 연결되어 상기 제 1 플라즈마 소스를 지나가는 RF 신호를 감지하는 제 1 센서; 및 상기 제 2 플라즈마 소스의 입력단 및 출력단 중 적어도 하나에 연결되어 상기 제 2 플라즈마 소스를 지나가는 RF 신호를 감지하는 제 2 센서;를 더 포함할 수 있다.
상기 제어기는: 상기 제 1 플라즈마 소스 및 상기 제 2 플라즈마 소스 중 임피던스가 작은 플라즈마 소스에 연결된 가변 부하의 임피던스를 조절한 뒤, 임피던스가 큰 다른 플라즈마 소스에 연결된 가변 부하의 임피던스를 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 다수의 플라즈마 소스로 인가되는 전류를 빠르고 정밀하게 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전류 분배기와 임피던스 정합기 간의 간섭을 최소화하여 반사파를 줄이고 전력 전달 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에 사용되는 플라즈마 발생 유닛의 회로도를 예시적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 유닛의 회로도를 예시적으로 나타낸다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 유닛의 회로도를 예시적으로 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 정합기의 예시적인 회로도이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리한다. 예를 들어, 기판 처리 장치(10)는 기판(W)에 대하여 식각 공정을 수행할 수 있다. 기판 처리 장치(10)는 챔버(100), 기판 지지 어셈블리(200), 샤워 헤드(300), 가스 공급 유닛(400), 배플 유닛(500) 그리고 플라즈마 발생 유닛(600)을 포함할 수 있다.
챔버(100)는 내부에 기판 처리 공정이 수행되는 처리 공간을 제공할 수 있다. 챔버(100)는 내부에 처리 공간을 가지고, 밀폐된 형상으로 제공될 수 있다. 챔버(100)는 금속 재질로 제공될 수 있다. 챔버(100)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 챔버(100)는 접지될 수 있다. 챔버(100)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성될 수 있다. 배기홀(102)은 배기 라인(151)과 연결될 수 있다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 챔버의 내부 공간에 머무르는 가스는 배기 라인(151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 챔버(100)의 내부는 소정 압력으로 감압될 수 있다.
일 예에 의하면, 챔버(100) 내부에는 라이너(130)가 제공될 수 있다. 라이너(130)는 상면 및 하면이 개방된 원통 형상을 가질 수 있다. 라이너(130)는 챔버(100)의 내측면과 접촉하도록 제공될 수 있다. 라이너(130)는 챔버(100)의 내측벽을 보호하여 챔버(100)의 내측벽이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판 처리 공정 중에 발생한 불순물이 챔버(100)의 내측벽에 증착되는 것을 방지할 수 있다. 선택적으로, 라이너(130)는 제공되지 않을 수도 있다.
챔버(100)의 내부에는 기판 지지 어셈블리(200)가 위치할 수 있다. 기판 지지 어셈블리(200)는 기판(W)을 지지할 수 있다. 기판 지지 어셈블리(200)는 정전기력을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척(210)을 포함할 수 있다. 이와 달리, 기판 지지 어셈블리(200)는 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 정전 척(210)을 포함하는 기판 지지 어셈블리(200)에 대하여 설명한다.
기판 지지 어셈블리(200)는 정전 척(210), 하부 커버(250) 그리고 플레이트(270)를 포함할 수 있다. 기판 지지 어셈블리(200)는 챔버(100) 내부에서 챔버(100)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치할 수 있다.
정전 척(210)은 유전판(220), 몸체(230) 그리고 포커스 링(240)을 포함할 수 있다. 정전 척(210)은 기판(W)을 지지할 수 있다. 유전판(220)은 정전 척(210)의 상단에 위치할 수 있다. 유전판(220)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공될 수 있다. 유전판(220)의 상면에는 기판(W)이 놓일 수 있다. 유전판(220)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 때문에, 기판(W)의 가장자리 영역은 유전판(220)의 외측에 위치할 수 있다.
유전판(220)은 내부에 제 1 전극(223), 히터(225) 그리고 제 1 공급 유로(221)를 포함할 수 있다. 제 1 공급 유로(221)는 유전판(210)의 상면으로부터 저면으로 제공될 수 있다. 제 1 공급 유로(221)는 서로 이격하여 복수 개 형성되며, 기판(W)의 저면으로 열전달 매체가 공급되는 통로로 제공될 수 있다.
제 1 전극(223)은 제 1 전원(223a)과 전기적으로 연결될 수 이다. 제 1 전원(223a)은 직류 전원을 포함할 수 있다. 제 1 전극(223)과 제 1 전원(223a) 사이에는 스위치(223b)가 설치될 수 있다. 제 1 전극(223)은 스위치(223b)의 온/오프(ON/OFF)에 의해 제 1 전원(223a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치(223b)가 온(ON)되면, 제 1 전극(223)에는 직류 전류가 인가될 수 있다. 제 1 전극(223)에 인가된 전류에 의해 제 1 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 유전판(220)에 흡착될 수 있다.
히터(225)는 제 1 전극(223)의 하부에 위치할 수 있다. 히터(225)는 제 2 전원(225a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 히터(225)는 제 2 전원(225a)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킬 수 있다. 발생된 열은 유전판(220)을 통해 기판(W)으로 전달될 수 있다. 히터(225)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 소정 온도로 유지될 수 있다. 히터(225)는 나선 형상의 코일을 포함할 수 있다.
유전판(220)의 하부에는 몸체(230)가 위치할 수 있다. 유전판(220)의 저면과 몸체(230)의 상면은 접착제(236)에 의해 접착될 수 있다. 몸체(230)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 몸체(230)의 상면은 중심 영역이 가장자리 영역보다 높게 위치되도록 단차질 수 있다. 몸체(230)의 상면 중심 영역은 유전판(220)의 저면에 상응하는 면적을 가지며, 유전판(220)의 저면과 접착될 수 있다. 몸체(230)는 내부에 제 1 순환 유로(231), 제 2 순환 유로(232) 그리고 제 2 공급 유로(233)가 형성될 수 있다.
제 1 순환 유로(231)는 열전달 매체가 순환하는 통로로 제공될 수 있다. 제 1 순환 유로(231)는 몸체(230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제 1 순환 유로(231)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제 1 순환 유로(231)들은 서로 연통될 수 있다. 제 1 순환 유로(231)들은 동일한 높이에 형성될 수 있다.
제 2 순환 유로(232)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공될 수 있다. 제 2 순환 유로(232)는 몸체(230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제 2 순환 유로(232)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제 2 순환 유로(232)들은 서로 연통될 수 있다. 제 2 순환 유로(232)는 제 1 순환 유로(231)보다 큰 단면적을 가질 수 있다. 제 2 순환 유로(232)들은 동일한 높이에 형성될 수 있다. 제 2 순환 유로(232)는 제 1 순환 유로(231)의 하부에 위치될 수 있다.
제 2 공급 유로(233)는 제 1 순환 유로(231)부터 상부로 연장되며, 몸체(230)의 상면으로 제공될 수 있다. 제 2 공급 유로(243)는 제 1 공급 유로(221)에 대응하는 개수로 제공되며, 제 1 순환 유로(231)와 제 1 공급 유로(221)를 연결할 수 있다.
제 1 순환 유로(231)는 열전달 매체 공급라인(231b)을 통해 열전달 매체 저장부(231a)와 연결될 수 있다. 열전달 매체 저장부(231a)에는 열전달 매체가 저장될 수 있다. 열전달 매체는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 실시예에 의하면, 열전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함할 수 있다. 헬륨 가스는 공급 라인(231b)을 통해 제 1 순환 유로(231)에 공급되며, 제 2 공급 유로(233)와 제 1 공급 유로(221)를 순차적으로 거쳐 기판(W) 저면으로 공급될 수 있다. 헬륨 가스는 플라즈마에서 기판(W)으로 전달된 열이 정전 척(210)으로 전달되는 매개체 역할을 할 수 있다.
제 2 순환 유로(232)는 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 냉각 유체 저장부(232a)와 연결될 수 있다. 냉각 유체 저장부(232a)에는 냉각 유체가 저장될 수 있다. 냉각 유체 저장부(232a) 내에는 냉각기(232b)가 제공될 수 있다. 냉각기(232b)는 냉각 유체를 소정 온도로 냉각시킬 수 있다. 이와 달리, 냉각기(232b)는 냉각 유체 공급 라인(232c) 상에 설치될 수 있다. 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 제 2 순환 유로(232)에 공급된 냉각 유체는 제 2 순환 유로(232)를 따라 순환하며 몸체(230)를 냉각할 수 있다. 몸체(230)는 냉각되면서 유전판(220)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킬 수 있다.
몸체(230)는 금속판을 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 몸체(230) 전체가 금속판으로 제공될 수 있다.
포커스 링(240)은 정전 척(210)의 가장자리 영역에 배치될 수 있다. 포커스 링(240)은 링 형상을 가지며, 유전판(220)의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 포커스 링(240)의 상면은 외측부(240a)가 내측부(240b)보다 높도록 단차질 수 있다. 포커스 링(240)의 상면 내측부(240b)는 유전판(220)의 상면과 동일 높이에 위치될 수 있다. 포커스 링(240)의 상면 내측부(240b)는 유전판(220)의 외측에 위치된 기판(W)의 가장자리 영역을 지지할 수 있다. 포커스 링(240)의 외측부(240a)는 기판(W)의 가장자리 영역을 둘러싸도록 제공될 수 있다. 포커스 링(240)은 기판(W)의 전체 영역에서 플라즈마의 밀도가 균일하게 분포하도록 전자기장을 제어할 수 있다. 이에 의해, 기판(W)의 전체 영역에 걸쳐 플라즈마가 균일하게 형성되어 기판(W)의 각 영역이 균일하게 식각될 수 있다.
하부 커버(250)는 기판 지지 어셈블리(200)의 하단부에 위치할 수 있다. 하부 커버(250)는 챔버(100)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치할 수 있다. 하부 커버(250)는 상면이 개방된 공간(255)이 내부에 형성될 수 있다. 하부 커버(250)의 외부 반경은 몸체(230)의 외부 반경과 동일한 길이로 제공될 수 있다. 하부 커버(250)의 내부 공간(255)에는 반송되는 기판(W)을 외부의 반송 부재로부터 정전 척(210)으로 이동시키는 리프트 핀 모듈(미도시) 등이 위치할 수 있다. 리프트 핀 모듈(미도시)은 하부 커버(250)로부터 일정 간격 이격되어 위치할 수 있다. 하부 커버(250)의 저면은 금속 재질로 제공될 수 있다. 하부 커버(250)의 내부 공간(255)은 공기가 제공될 수 있다. 공기는 절연체보다 유전율이 낮으므로 기판 지지 어셈블리(200) 내부의 전자기장을 감소시키는 역할을 할 수 있다.
하부 커버(250)는 연결 부재(253)를 가질 수 있다. 연결 부재(253)는 하부 커버(250)의 외측면과 챔버(100)의 내측벽을 연결할 수 있다. 연결 부재(253)는 하부 커버(250)의 외측면에 일정한 간격으로 복수 개 제공될 수 있다. 연결 부재(253)는 기판 지지 어셈블리(200)를 챔버(100) 내부에서 지지할 수 있다. 또한, 연결 부재(253)는 챔버(100)의 내측벽과 연결됨으로써 하부 커버(250)가 전기적으로 접지되도록 할 수 있다. 제 1 전원(223a)과 연결되는 제 1 전원라인(223c), 제 2 전원(225a)과 연결되는 제 2 전원라인(225c), 열전달 매체 저장부(231a)와 연결된 열전달 매체 공급라인(231b) 그리고 냉각 유체 저장부(232a)와 연결된 냉각 유체 공급 라인(232c) 등은 연결 부재(253)의 내부 공간(255)을 통해 하부 커버(250) 내부로 연장될 수 있다.
정전 척(210)과 하부 커버(250)의 사이에는 플레이트(270)가 위치할 수 있다. 플레이트(270)는 하부 커버(250)의 상면을 덮을 수 있다. 플레이트(270)는 몸체(230)에 상응하는 단면적으로 제공될 수 있다. 플레이트(270)는 절연체를 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 플레이트(270)는 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 플레이트(270)는 몸체(230)와 하부 커버(250)의 전기적 거리를 증가시키는 역할을 할 수 있다.
샤워 헤드(300)는 챔버(100) 내부에서 기판 지지 어셈블리(200)의 상부에 위치할 수 있다. 샤워 헤드(300)는 기판 지지 어셈블리(200)와 대향하도록 위치할 수 있다.
샤워 헤드(300)는 가스 분산판(310)과 지지부(330)를 포함할 수 있다. 가스 분산판(310)은 챔버(100)의 상면에서 하부로 일정거리 이격되어 위치할 수 있다. 가스 분산판(310)과 챔버(100)의 상면은 그 사이에 일정한 공간이 형성될 수 있다. 가스 분산판(310)은 두께가 일정한 판 형상으로 제공될 수 있다. 가스 분산판(310)의 저면은 플라즈마에 의한 아크 발생을 방지하기 위하여 그 표면이 양극화 처리될 수 있다. 가스 분산판(310)의 단면은 기판 지지 어셈블리(200)와 동일한 형상과 단면적을 가지도록 제공될 수 있다. 가스 분산판(310)은 복수 개의 분사홀(311)을 포함할 수 있다. 분사홀(311)은 가스 분산판(310)의 상면과 하면을 수직 방향으로 관통할 수 있다. 가스 분산판(310)은 금속 재질을 포함할 수 있다.
지지부(330)는 가스 분산판(310)의 측부를 지지할 수 있다. 지지부(330)는 상단이 챔버(100)의 상면과 연결되고, 하단이 가스 분산판(310)의 측부와 연결될 수 있다. 지지부(330)는 비금속 재질을 포함할 수 있다.
가스 공급 유닛(400)은 챔버(100) 내부에 공정 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 유닛(400)은 가스 공급 노즐(410), 가스 공급 라인(420), 그리고 가스 저장부(430)를 포함할 수 있다. 가스 공급 노즐(410)은 챔버(100)의 상면 중앙부에 설치될 수 있다. 가스 공급 노즐(410)의 저면에는 분사구가 형성될 수 있다. 분사구는 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 라인(420)은 가스 공급 노즐(410)과 가스 저장부(430)를 연결할 수 있다. 가스 공급 라인(420)은 가스 저장부(430)에 저장된 공정 가스를 가스 공급 노즐(410)에 공급할 수 있다. 가스 공급 라인(420)에는 밸브(421)가 설치될 수 있다. 밸브(421)는 가스 공급 라인(420)을 개폐하며, 가스 공급 라인(420)을 통해 공급되는 공정 가스의 유량을 조절할 수 있다.
배플 유닛(500)은 챔버(100)의 내측벽과 기판 지지 어셈블리(200)의 사이에 위치될 수 있다. 배플(510)은 환형의 링 형상으로 제공될 수 있다. 배플(510)에는 복수의 관통홀(511)들이 형성될 수 있다. 챔버(100) 내에 제공된 공정 가스는 배플(510)의 관통홀(511)들을 통과하여 배기홀(102)로 배기될 수 있다. 배플(510)의 형상 및 관통홀(511)들의 형상에 따라 공정 가스의 흐름이 제어될 수 있다.
플라즈마 발생 유닛(600)은 챔버(100) 내 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 플라즈마 발생 유닛(600)은 유도 결합형 플라즈마(ICP: inductively coupled plasma) 타입으로 구성될 수 있다. 이 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 플라즈마 발생 유닛(600)은 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원(610), 고주파 전원에 전기적으로 연결되어 고주파 전력을 인가받는 제 1 코일(621) 및 제 2 코일(622)을 포함할 수 있다.
제 1 코일(621) 및 제 2 코일(622)은 기판(W)에 대향하는 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 코일(621) 및 제 2 코일(622)은 챔버(100)의 상부에 설치될 수 있다. 제 1 코일(621)의 직경은 제 2 코일(622)의 직경보다 작아 챔버(100) 상부의 안쪽에 위치하고, 제 2 코일(622)은 챔버(100) 상부의 바깥쪽에 위치할 수 있다. 제 1 코일(621) 및 제 2 코일(622)은 고주파 전원(610)으로부터 고주파 전력을 인가받아 챔버에 시변 자기장을 유도할 수 있으며, 그에 따라 챔버(100)에 공급된 공정 가스는 플라즈마로 여기될 수 있다.
이하, 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 설명하도록 한다.
기판 지지 어셈블리(200)에 기판(W)이 놓이면, 제 1 전원(223a)으로부터 제 1 전극(223)에 직류 전류가 인가될 수 있다. 제 1 전극(223)에 인가된 직류 전류에 의해 제 1 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 정전 척(210)에 흡착될 수 있다.
기판(W)이 정전 척(210)에 흡착되면, 가스 공급 노즐(410)을 통하여 챔버(100) 내부에 공정 가스가 공급될 수 있다. 공정 가스는 샤워 헤드(300)의 분사홀(311)을 통하여 챔버(100)의 내부 영역으로 균일하게 분사될 수 있다. 고주파 전원에서 생성된 고주파 전력은 플라즈마 소스에 인가될 수 있으며, 그로 인해 챔버(100) 내에 전자기력이 발생할 수 있다. 전자기력은 기판 지지 어셈블리(200)와 샤워 헤드(300) 사이의 공정 가스를 플라즈마로 여기시킬 수 있다. 플라즈마는 기판(W)으로 제공되어 기판(W)을 처리할 수 있다. 플라즈마는 식각 공정을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)에 사용되는 플라즈마 발생 유닛(600)의 회로도를 예시적으로 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 발생 유닛(600)은 RF 전원(610), 제 1 플라즈마 소스(621), 제 2 플라즈마 소스(622), 제 1 가변 부하(631), 제 2 가변 부하(632) 및 제어기(640)를 포함할 수 있다.
상기 RF 전원(610)은 RF 신호를 생성하여 제 1 및 제 2 플라즈마 소스(621, 622)로 제공할 수 있다. 상기 RF 전원(610)은 RF 신호를 통해 고주파 전력을 전달할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 RF 전원(610)은 정현파 형태의 RF 신호를 생성하여 플라즈마 소스로 제공할 수 있으나, 상기 RF 신호는 이에 제한되지 않고 톱니파, 삼각파, 펄스파 등 다양한 파형을 가질 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 플라즈마 소스(621, 622)는 RF 신호를 인가받아 챔버(100)에 공급된 가스로부터 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 플라즈마 소스(621)와 상기 제 2 플라즈마 소스(622)는 병렬로 연결될 수 있다.
도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 소스(621, 622) 중 적어도 하나는 RF 신호를 이용하여 자기장을 유도하는 코일일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 코일은 챔버(100)의 상부에 설치될 수 있다.
상기 제 1 플라즈마 소스(621)에 해당하는 코일의 직경은 상기 제 2 플라즈마 소스(622)에 해당하는 코일의 직경보다 더 작을 수 있다. 그 결과, 상기 제 1 플라즈마 소스(621)에 해당하는 코일은 상기 제 2 플라즈마 소스(622)에 해당하는 코일의 안쪽에 배치될 수 있다.
이와 같은 제 1 플라즈마 소스(621)와 제 2 플라즈마 소스(622)의 직경 차이로 인해, 제 1 플라즈마 소스(621)의 인덕턴스 L1은 제 2 플라즈마 소스(622)의 인덕턴스 L2보다 작을 수 있다. 일 예로, 상기 제 1 플라즈마 소스(621)의 인덕턴스 L1은 0.46 μH이며, 상기 제 2 플라즈마 소스(622)의 인덕턴스 L2는 7.2 μH일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
실시예에 따라, 상기 플라즈마 소스는 ICP 타입이 아닌 CCP 타입으로 구성될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 유닛(600)의 회로도를 예시적으로 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제 1 플라즈마 소스(621)는 챔버(100)의 상부에 설치되는 코일인 반면, 상기 제 2 플라즈마 소스(622)는 챔버(100)의 내부에 설치되는 전극일 수 있다.
이 경우, 상기 제 2 플라즈마 소스(622)는 도 1에 도시된 몸체(230)에 해당할 수 있다. 상기 몸체(230)는 고주파 전원에 전기적으로 연결되어 고주파 전력을 인가받을 수 있다. 이로 인하여 상기 몸체(230)는 전극으로서 기능할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 유닛(600)의 회로도를 예시적으로 나타낸다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제 1 플라즈마 소스(621)는 챔버(100)의 상부에 설치되는 전극이며, 제 2 플라즈마 소스(622)는 챔버(100)의 내부에 설치되는 전극일 수 있다.
이 경우, 상기 제 1 플라즈마 소스(621)는 도 1에 도시된 가스 분산판(310)에 해당하고, 상기 제 2 플라즈마 소스(622)는 도 1에 도시된 몸체(230)에 해당할 수 있다. 상기 가스 분산판(310) 및 상기 몸체(230)는 고주파 전원에 전기적으로 연결되어 고주파 전력을 인가받을 수 있다. 이로 인하여, 상기 가스 분산판(310) 및 상기 몸체(230)는 전극으로서 기능하여 CCP 타입의 플라즈마 소스로 이용될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 플라즈마 소스(621, 622)는 RF 전원(610)으로부터 RF 신호를 인가받아 챔버(100) 내에 전자장을 형성할 수 있으며, 챔버(100)에 공급된 공정 가스는 플라즈마로 여기될 수 있다.
제 1 가변 부하(631)는 제 1 플라즈마 소스(621)의 입력단과 접지 사이에 연결되고, 제 2 가변 부하(632)는 제 2 플라즈마 소스(622)의 입력단과 접지 사이에 연결될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 가변 부하(631, 632)는 제어기(640)가 출력한 제어 신호에 따라 커패시턴스 C1, C2가 변경되는 가변 커패시터를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 가변 인덕터 등 다양한 가변 소자가 사용될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생 유닛(600)은, 제 1 및 제 2 플라즈마 소스(621, 622) 각각에 제 1 및 제 2 가변 부하(631, 632)를 연결하고, 각각의 플라즈마 소스에 인가하고자 하는 목표 전류의 비(I1:I2)에 따라 상기 가변 부하의 임피던스를 조절함으로써, 플라즈마 소스로 인가되는 전류를 보다 신속하게 조절할 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 가변 부하(631, 632)가 각각 제 1 및 제 2 플라즈마 소스(621, 622)와 병렬로 연결됨으로써, 직렬로 연결되는 구조에 비해 과전류 인가로 인한 센서(671, 672)의 파손을 줄일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 발생 유닛(600)은 임피던스 정합기(650), 및 상기 임피던스 정합기(650)와 제 1 및 제 2 가변 부하(631, 632)의 입력단 사이에 연결된 인덕터(660)를 더 포함할 수 있다.
상기 임피던스 정합기(650)는 RF 전원(610)의 출력단에서 출력 임피던스와 부하 임피던스를 정합시킬 수 있다. 다시 말해, 상기 임피던스 정합기(650)는 RF 전원(610)의 출력단에서 전원 쪽을 바라본 출력 임피던스와 부하 쪽을 바라본 부하 임피던스를 매칭시킴으로써 반사 손실을 최소화할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 정합기(650)의 예시적인 회로도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 임피던스 정합기(650)는 가변 커패시터와 인덕터를 포함하여 구성될 수 있다. 임피던스 정합기(650)에 포함된 가변 커패시터의 커패시턴스 C3, C4가 조절됨으로써, RF 전원(610)의 출력단에서 바라본 출력 임피던스와 부하 임피던스가 매칭될 수 있다. 실시예에 따라, 상기 임피던스 정합기(650)는 가변 인덕터를 포함할 수도 있다.
상기 인덕터(660)는 임피던스 정합기(650)와 제 1 및 제 2 가변 부하(631, 632)의 입력단 사이에 연결될 수 있다. 상기 인덕터(660)는 제 1 및 제 2 플라즈마 소스(621, 622)로 인가되는 전류량을 제어하기 위해 제 1 및 제 2 가변 부하(631, 632)의 임피던스가 변경되는 경우, 임피던스 정합기(650)에 포함된 가변 소자의 소자값이 안정되지 못하고 수시로 변동되는 현상을 막아준다.
일 실시예에 따르면, 상기 인덕터(660)는 인덕턴스 L3가 1 μH 이상일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 제 1 플라즈마 소스(621) 및 상기 제 2 플라즈마 소스(622) 중 임피던스가 작은 플라즈마 소스는 더미(dummy) 부하와 직렬로 연결될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제 1 플라즈마 소스(621)에 해당하는 코일이 제 2 플라즈마 소스(622)에 해당하는 코일보다 직경이 작은 경우, 제 1 플라즈마 소스(621)의 임피던스는 제 2 플라즈마 소스(622)의 임피던스보다 작다. 이 경우, 상기 제 1 플라즈마 소스(621)는 입력단과 출력단 중 적어도 하나에 더미 부하로 더미 코일(6211, 6212)이 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 플라즈마 소스(621)의 인덕턴스 L1가 0.46 μH이고, 제 2 플라즈마 소스(622)의 인덕턴스 L2가 7.2 μH인 경우, 제 1 플라즈마 소스(621)의 입력단에 연결된 더미 코일(6211)의 인덕턴스 LD1은 0.4 μH이고, 출력단에 연결된 더미 코일(6212)의 인덕턴스 LD2는 0.51 μH일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
상기 더미 부하는 다수의 플라즈마 소스 중 임피던스가 작은 플라즈마 소스에 직렬로 연결됨으로써, 서로 병렬로 연결된 다수의 플라즈마 소스에 대한 전류 분배가 효과적으로 수행될 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 더미 코일(6211, 6212)은 접지된 구조물 내에 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 더미 코일(6211, 6212)은 플라즈마 소스에 대한 전류 분배를 돕기 위해 연결되는 것이지만, 상기 더미 코일에 RF 신호가 인가되면 자기장이 유도되어 챔버(100) 내 플라즈마 생성에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예는 더미 코일(6211, 6212)을 접지된 구조물 내에 배치함으로써 더미 코일로부터 유도되는 자기장을 차폐시킬 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 플라즈마 발생 유닛(600)은 제 1 센서(671) 및 제 2 센서(672)를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 센서(671)는 제 1 플라즈마 소스(621)의 입력단 및 출력단 중 적어도 하나에 연결되어 상기 제 1 플라즈마 소스(621)를 지나가는 RF 신호를 감지할 수 있다. 상기 제 2 센서(672)는 제 2 플라즈마 소스(622)의 입력단 및 출력단 중 적어도 하나에 연결되어 상기 제 2 플라즈마 소스(622)를 지나가는 RF 신호를 감지할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 센서(671, 672)는 RF 신호의 전압, 전류 및 위상을 측정할 수 있으며, 측정한 데이터를 제어기(640)로 전송할 수 있다.
상기 제어기(640)는 제 1 및 제 2 센서(671, 672)로부터 수신한 데이터를 이용하여 제 1 및 제 2 가변 부하(631, 632)의 임피던스를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어기(640)는 제 1 플라즈마 소스(621) 및 제 2 플라즈마 소스(622) 중 임피던스가 작은 플라즈마 소스에 연결된 가변 부하의 임피던스를 먼저 조절한 뒤, 임피던스가 큰 다른 플라즈마 소스에 연결된 가변 부하의 임피던스를 나중에 조절할 수 있다.
예를 들어, 전술한 바와 같이, 제 1 플라즈마 소스(621)의 인덕턴스 L1가 제 2 플라즈마 소스(622)의 인덕턴스 L2보다 작은 경우, 상기 제어기(640)는 제 1 가변 부하(631)의 임피던스를 목표값으로 변경한 뒤, 제 2 가변 부하(632)의 임피던스를 목표값으로 변경할 수 있다. 이와 같이, 임피던스가 작은 플라즈마 소스에 대하여 먼저 전류를 분배하고, 그 다음으로 임피던스가 큰 나머지 플라즈마 소스에 대하여 전류를 분배함으로써, 전류 분배에 걸리는 시간을 단축시킬 수 있다.
이상, 복수의 플라즈마 소스 각각에 가변 부하를 연결하고, 제어기를 통해 각각의 플라즈마 소스로 인가하고자 하는 목표 전류의 비율에 따라 상기 가변 부하의 임피던스를 조절하는 플라즈마 발생 장치 및 그를 포함하는 기판 처리 장치가 설명되었다. 상기 플라즈마 발생 장치 및 기판 처리 장치에 따르면, 플라즈마 소스에 인가되는 전류를 보다 빠르게 제어할 수 있으며, 전류 제어 시 임피던스 정합기에 미치는 영향을 최소화함으로써 전력 전달 효율을 향상시킬 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 일 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 일 양태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 기판 처리 장치
100: 챔버
200: 기판 지지 어셈블리
300: 샤워 헤드
400: 가스 공급 유닛
500: 배플 유닛
600: 플라즈마 소스
610: RF 전원
621: 제 1 플라즈마 소스
6211, 6212: 더미 코일
622: 제 2 플라즈마 소스
631: 제 1 가변 부하
632: 제 2 가변 부하
640: 제어기
650: 임피던스 정합기
660: 인덕터
671: 제 1 센서
672: 제 2 센서

Claims (19)

  1. RF 신호를 제공하는 RF 전원;
    상기 RF 신호를 인가받아 챔버에 공급된 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 제 1 플라즈마 소스;
    상기 RF 신호를 인가받아 상기 챔버에 공급된 가스로부터 플라즈마를 발생시키며, 상기 제 1 플라즈마 소스에 병렬로 연결된 제 2 플라즈마 소스;
    상기 제 1 플라즈마 소스의 입력단과 접지 사이에 연결된 제 1 가변 부하;
    상기 제 2 플라즈마 소스의 입력단과 접지 사이에 연결된 제 2 가변 부하; 및
    상기 제 1 가변 부하 및 상기 제 2 가변 부하의 임피던스를 조절하는 제어기;
    를 포함하는 플라즈마 발생 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 플라즈마 소스 및 상기 제 2 플라즈마 소스 중 적어도 하나는 상기 RF 신호를 이용하여 자기장을 유도하는 코일인 플라즈마 발생 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 플라즈마 소스 및 상기 제 2 플라즈마 소스는 상기 챔버의 상부에 설치되는 코일이며,
    상기 제 1 플라즈마 소스의 직경은 상기 제 2 플라즈마 소스의 직경보다 더 작은 플라즈마 발생 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 플라즈마 소스는 상기 챔버의 상부에 설치되는 코일이며,
    상기 제 2 플라즈마 소스는 상기 챔버의 내부에 설치되는 전극인 플라즈마 발생 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 가변 부하 및 상기 제 2 가변 부하는 상기 제어기가 출력한 제어 신호에 따라 커패시턴스가 변경되는 가변 커패시터를 포함하는 플라즈마 발생 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 RF 전원의 출력단에서 출력 임피던스와 부하 임피던스를 정합시키는 임피던스 정합기; 및
    상기 임피던스 정합기와 상기 제 1 및 제 2 가변 부하의 입력단 사이에 연결된 인덕터;
    를 더 포함하는 플라즈마 발생 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 플라즈마 소스 및 상기 제 2 플라즈마 소스 중 임피던스가 작은 플라즈마 소스와 직렬로 연결된 더미 부하를 더 포함하는 플라즈마 발생 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 더미 부하는 상기 임피던스가 작은 플라즈마 소스의 입력단 및 출력단 중 적어도 하나에 연결된 더미 코일을 포함하는 플라즈마 발생 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 더미 코일은 접지된 구조물 내에 배치되는 플라즈마 발생 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 플라즈마 소스의 입력단 및 출력단 중 적어도 하나에 연결되어 상기 제 1 플라즈마 소스를 지나가는 RF 신호를 감지하는 제 1 센서; 및
    상기 제 2 플라즈마 소스의 입력단 및 출력단 중 적어도 하나에 연결되어 상기 제 2 플라즈마 소스를 지나가는 RF 신호를 감지하는 제 2 센서;
    를 더 포함하는 플라즈마 발생 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는:
    상기 제 1 플라즈마 소스 및 상기 제 2 플라즈마 소스 중 임피던스가 작은 플라즈마 소스에 연결된 가변 부하의 임피던스를 조절한 뒤, 임피던스가 큰 다른 플라즈마 소스에 연결된 가변 부하의 임피던스를 조절하는 플라즈마 발생 장치.
  12. 내부에 기판을 처리하는 공간을 갖는 챔버;
    상기 챔버 내에 위치하며, 상기 기판을 지지하는 기판 지지 어셈블리;
    상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및
    상기 챔버 내의 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 플라즈마 발생 유닛을 포함하며, 상기 플라즈마 발생 유닛은:
    RF 신호를 제공하는 RF 전원;
    상기 RF 신호를 인가받아 상기 챔버에 공급된 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 제 1 플라즈마 소스;
    상기 RF 신호를 인가받아 상기 챔버에 공급된 가스로부터 플라즈마를 발생시키며, 상기 제 1 플라즈마 소스에 병렬로 연결된 제 2 플라즈마 소스;
    상기 제 1 플라즈마 소스의 입력단과 접지 사이에 연결된 제 1 가변 부하;
    상기 제 2 플라즈마 소스의 입력단과 접지 사이에 연결된 제 2 가변 부하; 및
    상기 제 1 가변 부하 및 상기 제 2 가변 부하의 임피던스를 조절하는 제어기;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 플라즈마 소스 및 상기 제 2 플라즈마 소스는 상기 챔버의 상부에 설치되는 코일이며,
    상기 제 1 플라즈마 소스의 직경은 상기 제 2 플라즈마 소스의 직경보다 더 작은 기판 처리 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 가변 부하 및 상기 제 2 가변 부하는 상기 제어기가 출력한 제어 신호에 따라 커패시턴스가 변경되는 가변 커패시터를 포함하는 기판 처리 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 RF 전원의 출력단에서 출력 임피던스와 부하 임피던스를 정합시키는 임피던스 정합기; 및
    상기 임피던스 정합기와 상기 제 1 및 제 2 가변 부하의 입력단 사이에 연결된 인덕터;
    를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 플라즈마 소스 및 상기 제 2 플라즈마 소스 중 임피던스가 작은 플라즈마 소스의 입력단 및 출력단 중 적어도 하나에 연결된 더미 코일을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 더미 코일은 접지된 구조물 내에 배치되는 기판 처리 장치.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 플라즈마 소스의 입력단 및 출력단 중 적어도 하나에 연결되어 상기 제 1 플라즈마 소스를 지나가는 RF 신호를 감지하는 제 1 센서; 및
    상기 제 2 플라즈마 소스의 입력단 및 출력단 중 적어도 하나에 연결되어 상기 제 2 플라즈마 소스를 지나가는 RF 신호를 감지하는 제 2 센서;
    를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어기는:
    상기 제 1 플라즈마 소스 및 상기 제 2 플라즈마 소스 중 임피던스가 작은 플라즈마 소스에 연결된 가변 부하의 임피던스를 조절한 뒤, 임피던스가 큰 다른 플라즈마 소스에 연결된 가변 부하의 임피던스를 조절하는 기판 처리 장치.
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