KR20150073691A - 플라즈마 발생 장치, 그를 포함하는 기판 처리 장치, 및 플라즈마 발생 방법 - Google Patents

플라즈마 발생 장치, 그를 포함하는 기판 처리 장치, 및 플라즈마 발생 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150073691A
KR20150073691A KR1020130161680A KR20130161680A KR20150073691A KR 20150073691 A KR20150073691 A KR 20150073691A KR 1020130161680 A KR1020130161680 A KR 1020130161680A KR 20130161680 A KR20130161680 A KR 20130161680A KR 20150073691 A KR20150073691 A KR 20150073691A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
offset
plasma
electrode
substrate
Prior art date
Application number
KR1020130161680A
Other languages
English (en)
Inventor
김인준
이승배
Original Assignee
세메스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세메스 주식회사 filed Critical 세메스 주식회사
Priority to KR1020130161680A priority Critical patent/KR20150073691A/ko
Publication of KR20150073691A publication Critical patent/KR20150073691A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

본 발명은 플라즈마 발생 장치, 그를 포함하는 기판 처리 장치, 및 플라즈마 발생 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치는, RF 신호를 생성하는 RF 전원; 상기 RF 신호와 합성되어 상기 RF 신호를 오프셋시키는 오프셋 신호를 생성하는 오프셋 신호 생성기; 및 상기 오프셋된 RF 신호를 인가받아 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스;를 포함할 수 있다.

Description

플라즈마 발생 장치, 그를 포함하는 기판 처리 장치, 및 플라즈마 발생 방법{PLASMA GENERATING APPARATUS, APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE COMPRISING THE SAME, AND PLASMA GENERATING METHOD}
본 발명은 플라즈마 발생 장치, 그를 포함하는 기판 처리 장치, 및 플라즈마 발생 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정은 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 공정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 제조 공정 중 에칭 공정은 플라즈마를 이용하여 기판 상의 박막을 제거할 수 있다.
에칭 공정의 효율을 높이기 위해 높은 에칭 레이트가 요구된다. 종래에는 CCP(Capacitively Coupled Plasma) 타입의 플라즈마 소스를 이용하는 경우, 챔버에 설치되는 접지 전극의 면적을 증가시켜 RF 전원에 연결되는 전원 전극에서의 셀프 DC 바이어스(self DC bias)를 증가시키거나, 전원 전극에 공급되는 저주파수의 RF 전력을 일정 수준 이상으로 증가시켜 에칭 레이트를 높였다.
하지만, 이와 같은 종래의 방법은 플라즈마 소스에 공급되는 전력 그 자체를 높이거나 챔버의 다른 구조물에 의존하기 때문에 사용에 제약이 따르는 문제가 있었다.
본 발명의 실시예는 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 플라즈마 발생 장치, 그를 포함하는 기판 처리 장치, 및 플라즈마 발생 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 플라즈마에 의해 제거되는 기판 상의 박막 두께를 증가시킬 수 있는 플라즈마 발생 장치, 그를 포함하는 기판 처리 장치, 및 플라즈마 발생 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치는, RF 신호를 생성하는 RF 전원; 상기 RF 신호와 합성되어 상기 RF 신호를 오프셋시키는 오프셋 신호를 생성하는 오프셋 신호 생성기; 및 상기 오프셋된 RF 신호를 인가받아 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스;를 포함할 수 있다.
상기 오프셋 신호 생성기는 직류 신호를 생성할 수 있다.
상기 오프셋 신호 생성기는 크기가 상기 RF 신호의 진폭보다 작거나 같은 음 또는 양의 직류 신호를 생성할 수 있다.
상기 오프셋 신호 생성기는 펄스 신호를 생성할 수 있다.
상기 오프셋 신호 생성기는 음의 직류 신호와 중첩된 펄스 신호를 생성할 수 있다.
상기 음의 직류 신호는 크기가 상기 펄스 신호의 진폭의 절반보다 클 수 있다.
상기 음의 직류 신호와 중첩된 펄스 신호는 양의 진폭이 상기 RF 신호의 진폭보다 크거나 같고, 음의 진폭이 상기 양의 진폭보다 클 수 있다.
상기 음의 직류 신호는 크기가 상기 펄스 신호의 진폭의 절반보다 작을 수 있다.
상기 음의 직류 신호와 중첩된 펄스 신호는 음의 진폭이 상기 RF 신호의 진폭보다 크거나 같고, 양의 진폭이 상기 음의 진폭보다 클 수 있다.
상기 음의 직류 신호는 크기가 상기 펄스 신호의 진폭의 절반일 수 있다.
상기 음의 직류 신호와 중첩된 펄스 신호는 진폭이 상기 RF 신호의 진폭보다 크거나 같을 수 있다.
상기 플라즈마 소스는 상기 플라즈마가 발생되는 챔버에 구비되는 코일을 포함할 수 있다.
상기 플라즈마 소스는: 상기 플라즈마가 발생되는 챔버에 구비되며, 상기 플라즈마에 의해 처리되는 타겟을 지지하는 제 1 전극; 및 상기 챔버에 구비되며, 상기 제 1 전극과 마주보는 제 2 전극;을 포함할 수 있다.
상기 RF 전원은: 제 1 RF 신호를 생성하는 제 1 RF 신호 생성기; 제 2 RF 신호를 생성하는 제 2 RF 신호 생성기; 및 제 3 RF 신호를 생성하는 제 3 RF 신호 생성기를 포함하며, 상기 제 1 RF 신호의 주파수는 상기 제 2 RF 신호의 주파수보다 크거나 같고, 상기 제 2 RF 신호의 주파수는 상기 제 3 RF 신호의 주파수보다 크거나 같을 수 있다.
상기 제 1 내지 제 3 RF 신호 생성기는 상기 제 1 전극으로 상기 제 1 내지 제 3 RF 신호를 인가하며, 상기 오프셋 신호 생성기는 상기 오프셋 신호를 생성하여 상기 제 3 RF 신호를 오프셋시킬 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 RF 신호 생성기는 상기 제 1 전극으로 상기 제 1 및 제 2 RF 신호를 인가하고, 상기 제 3 RF 신호 생성기는 상기 제 2 전극으로 상기 제 3 RF 신호를 인가하며, 상기 오프셋 신호 생성기는 상기 오프셋 신호를 생성하여 상기 제 3 RF 신호를 오프셋시킬 수 있다.
상기 RF 전원은 제 4 RF 신호를 생성하는 제 4 RF 신호 생성기를 더 포함하며, 상기 제 4 RF 신호의 주파수는 상기 제 3 RF 신호의 주파수보다 작거나 같을 수 있다.
상기 제 1 내지 제 3 RF 신호 생성기는 상기 제 1 전극으로 상기 제 1 내지 제 3 RF 신호를 인가하고,
상기 제 4 RF 신호 생성기는 상기 제 2 전극으로 상기 제 4 RF 신호를 인가하며,
상기 오프셋 신호 생성기는: 상기 제 3 RF 신호와 합성되어 상기 제 3 RF 신호를 오프셋시키는 제 1 오프셋 신호를 생성하는 제 1 오프셋 신호 생성기; 및 상기 제 4 RF 신호와 합성되어 상기 제 4 RF 신호를 오프셋시키는 제 2 오프셋 신호를 생성하는 제 2 오프셋 신호 생성기;를 포함할 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 생성하는 RF 전원; 상기 RF 신호와 합성되어 상기 RF 신호를 오프셋시키는 오프셋 신호를 생성하는 오프셋 신호 생성기; 및 상기 오프셋된 RF 신호를 인가받아 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 방법은 플라즈마 발생 장치에 의해 수행되며, RF 전원이 RF 신호를 생성하는 단계; 오프셋 신호 생성기가 오프셋 신호를 생성하여 상기 RF 신호를 오프셋시키는 단계; 및 플라즈마 소스가 상기 오프셋된 RF 신호를 인가받아 플라즈마를 발생시키는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 챔버의 다른 구조물에 의존하거나 플라즈마 소스에 공급되는 전력을 증가시키지 않더라도 플라즈마를 이용한 기판 처리 공정의 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 에칭 공정에서 에칭 레이트 또는 애싱 공정에서 애싱 레이트를 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 유닛을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 신호의 파형을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 오프셋된 RF 신호의 파형을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 오프셋된 RF 신호의 파형을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오프셋 신호의 파형을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 오프셋된 RF 신호의 파형을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오프셋 신호의 파형을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 오프셋된 RF 신호의 파형을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오프셋 신호의 파형을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 오프셋된 RF 신호의 파형을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오프셋 신호의 파형을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 오프셋된 RF 신호의 파형을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 유닛을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 유닛을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 유닛을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 유닛을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 방법을 예시적으로 설명하는 흐름도다.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)를 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 유닛을 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 있다. 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. 몸체(230)는 제 3 전원(235a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제 3 전원(235a)은 고주파 전력을 발생시키는 고주파 전원으로 제공될 수 있다. 고주파 전원은 RF 전원을 포함할 수 있다. 몸체(230)는 제 3 전원(235a)으로부터 고주파 전력을 인가받을 수 있다. 이로 인하여 몸체(230)는 전극으로서 기능할 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), 제 3 전원(235a)과 연결되는 제 3 전원라인(235c), 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. 가스 분산판(310)은 제 4 전원(351)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제 4 전원(351)은 고주파 전원으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 가스 분산판(310)은 전기적으로 접지될 수도 있다. 가스 분산판(310)은 제 4 전원(351)과 전기적으로 연결되거나, 접지되어 전극으로서 기능할 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 유닛은 챔버(100) 내 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킬 수 있다. 상기 플라즈마 발생 유닛은 용량 결합형 플라즈마(CCP: capacitively coupled plasma) 타입의 플라즈마 소스를 사용할 수 있다. CCP 타입의 플라즈마 소스가 사용되는 경우, 챔버(100)의 내부에 상부 전극 및 하부 전극이 포함될 수 있다. 상부 전극 및 하부 전극은 챔버(100)의 내부에서 서로 평행하게 상하로 배치될 수 있다. 양 전극 중 어느 하나의 전극은 고주파 전력을 인가하고, 다른 전극은 접지될 수 있다. 양 전극 간의 공간에는 전자기장이 형성되고, 이 공간에 공급되는 공정 가스는 플라즈마 상태로 여기될 수 있다. 이 플라즈마를 이용하여 기판 처리 공정이 수행될 수 있다. 일 예에 의하면, 상부 전극은 샤워 헤드(300)로 제공되고, 하부 전극은 몸체(230)로 제공될 수 있다. 하부 전극에는 고주파 전력이 인가되고, 상부 전극은 접지될 수 있다. 이와 달리, 상부 전극과 하부 전극에 모두 고주파 전력이 인가될 수도 있다. 이로 인하여 상부 전극과 하부 전극 사이에 전자기장이 발생될 수 있다. 발생된 전자기장은 챔버(100) 내부로 제공된 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킬 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. 제 3 전원(235a)에서 생성된 고주파 전력은 하부 전극으로 제공되는 몸체(230)에 인가될 수 있다. 상부 전극으로 제공되는 샤워 헤드의 분사판(310)은 접지될 수 있다. 상부 전극과 하부 전극 사이에는 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 1에 도시된 기판 처리 장치(10)는 CCP(Capacitively Coupled Plasma) 타입의 플라즈마 소스(예컨대, 챔버 내에 설치된 전극)를 이용하여 챔버(100) 내에 전기장을 생성함으로써 플라즈마를 생성하였다. 하지만, 기판 처리 장치(10)는 이에 제한되지 않고 실시예에 따라 ICP(Inductively Coupled Plasma) 타입의 플라즈마 소스(예컨대, 챔버의 외부 또는 내부에 설치되는 코일)를 이용하여 전자기장을 유도함으로써 플라즈마를 생성할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 유닛(600)을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 발생 유닛(600)은 RF 전원(610), 오프셋 신호 생성기(620) 및 플라즈마 소스(630)를 포함할 수 있다.
상기 RF 전원(610)은 RF 신호를 생성할 수 있다. 상기 오프셋 신호 생성기(620)는 상기 RF 신호와 합성되어 상기 RF 신호를 오프셋시키는 오프셋 신호를 생성할 수 있다. 상기 플라즈마 소스(630)는 상기 오프셋된 RF 신호를 인가받아 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 RF 전원(610)은 기 설정된 주파수를 갖는 정현파를 생성할 수 있다. 그러나, 상기 RF 전원(610)이 생성하는 신호의 파형은 이에 제한되지 않고 톱니파, 삼각파 등 다양한 파형을 가질 수 있다.
상기 오프셋 신호 생성기(620)는 상기 RF 신호를 오프셋시키기 위한 오프셋 신호를 생성할 수 있다. 상기 오프셋 신호는 RF 신호와 중첩되어 상기 RF 신호의 파형을 변형시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 오프셋 신호 생성기(620)는 오프셋 신호로 직류 신호를 생성할 수 있다. 그 결과, 상기 직류 신호와 중첩되는 RF 신호는 상기 직류 신호의 크기만큼 오프셋될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 신호의 파형을 예시적으로 나타내는 도면이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 오프셋된 RF 신호의 파형을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 RF 전원(610)은 소정의 주파수를 갖는 RF 신호를 생성할 수 있다. 상기 RF 신호의 진폭은 VRF +이며, 상기 RF 신호의 평균 전압은 0이다. 다시 말해, 상기 RF 신호를 시간 t에 걸쳐 적분한 값은 0이다.
일 실시예에 따르면, 상기 오프셋 신호 생성기(620)는 기 설정된 방향으로 흐르는 직류 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 오프셋 신호 생성기(620)는 음의 전압 Voffset -을 갖는 직류 신호를 생성할 수 있다. 이 경우, 상기 직류 신호의 크기는 상기 RF 신호의 진폭보다 작거나 같을 수 있다. 다시 말해, ｜Voffset -｜≤｜VRF -｜일 수 있다.
그 결과, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 음의 직류 신호와 합성된 RF 신호는 Voffset -만큼 오프셋될 수 있다. 이 경우, 상기 오프셋된 RF 신호의 평균 전압은 Voffset-이다.
다른 실시예에 따르면, 상기 오프셋 신호 생성기(620)는 양의 전압 Voffset +을 갖는 직류 신호를 생성할 수 있다. 이 경우, 상기 직류 신호의 크기는 상기 RF 신호의 진폭보다 작거나 같을 수 있다. 다시 말해, Voffset + ≤ VRF +일 수 있다.
그 결과, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 양의 직류 신호와 합성된 RF 신호는 Voffset + 만큼 오프셋될 수 있다. 이 경우, 상기 오프셋된 RF 신호의 평균 전압은 Voffset+ 이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오프셋 신호의 파형을 예시적으로 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 오프셋된 RF 신호의 파형을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 오프셋 신호 생성기(620)는 RF 신호의 오프셋을 위해 펄스 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 상기 펄스 신호는 진폭이 Vpulse이며, 기 설정된 주기, 펄스 폭 및 위상을 가질 수 있다.
상기 펄스 신호의 진폭 Vpulse은 상기 RF 신호의 진폭 VRF +보다 작거나 같을 수 있다. 다시 말해, Vpulse ≤ VRF +일 수 있다.
그 결과, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 펄스 신호와 합성된 RF 신호는 일부 구간, 즉 펄스 신호가 온이 되는 구간에서 Vpulse만큼 오프셋될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오프셋 신호의 파형을 예시적으로 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 오프셋된 RF 신호의 파형을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 오프셋 신호 생성기(620)는 음의 직류 신호와 중첩된 펄스 신호를 생성할 수 있다.
이 경우, 상기 음의 직류 신호는 크기가 상기 펄스 신호의 진폭의 절반보다 클 수 있다. 다시 말해, ｜Voffset｜> Vpulse/2일 수 있다.
그 결과, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 음의 직류 신호와 중첩된 펄스 신호는 양의 진폭 Vpulse'이 음의 진폭인 ｜Voffset｜보다 작아진다.
실시예에 따라, 상기 음의 직류 신호와 중첩된 펄스 신호는 양의 진폭 Vpulse'이 상기 RF 신호의 진폭 VRF +보다 크거나 같고, 음의 진폭 ｜Voffset｜이 상기 양의 진폭 Vpulse'보다 클 수 있다.
그 결과, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 중첩된 펄스 신호 중 양의 진폭을 갖는 구간에서 RF 신호는 Vpulse'만큼 오프셋되고, 음의 진폭을 갖는 구간에서 RF 신호는 Voffset만큼 오프셋될 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오프셋 신호의 파형을 예시적으로 나타내는 도면이고, 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 오프셋된 RF 신호의 파형을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 오프셋 신호 생성기(620)는 음의 직류 신호와 중첩된 펄스 신호를 생성하되, 상기 음의 직류 신호는 크기가 상기 펄스 신호의 진폭의 절반보다 작을 수 있다. 다시 말해, ｜Voffs et｜< Vpulse/2일 수 있다.
그 결과, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 음의 직류 신호와 중첩된 펄스 신호는 양의 진폭 Vpulse'이 음의 진폭인 ｜Voffset｜보다 커진다.
실시예에 따라, 상기 음의 직류 신호와 중첩된 펄스 신호는 음의 진폭 ｜Voffset｜이 상기 RF 신호의 진폭 ｜VRF -｜보다 크거나 같고, 양의 진폭 Vpulse'이 상기 음의 진폭 ｜Voffset｜보다 클 수 있다.
그 결과, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 중첩된 펄스 신호 중 양의 진폭을 갖는 구간에서 RF 신호는 Vpulse'만큼 오프셋되고, 음의 진폭을 갖는 구간에서 RF 신호는 Voffset만큼 오프셋될 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오프셋 신호의 파형을 예시적으로 나타내는 도면이고, 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 오프셋된 RF 신호의 파형을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 오프셋 신호 생성기(620)는 음의 직류 신호와 중첩된 펄스 신호를 생성하되, 상기 음의 직류 신호는 크기가 상기 펄스 신호의 진폭의 절반일 수 있다. 다시 말해, ｜Voffset｜= Vpulse/2일 수 있다.
그 결과, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 음의 직류 신호와 중첩된 펄스 신호는 양의 진폭 Vpulse'과 음의 진폭인 ｜Voffset｜가 동일해진다.
실시예에 따라, 상기 음의 직류 신호와 중첩된 펄스 신호는 진폭 Vpulse'이 상기 RF 신호의 진폭 VRF +보다 크거나 같을 수 있다.
그 결과, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 중첩된 펄스 신호 중 양의 진폭을 갖는 구간에서 RF 신호는 Vpulse'만큼 오프셋되고, 음의 진폭을 갖는 구간에서 RF 신호는 Voffset만큼 오프셋될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 플라즈마 소스(630)는 CCP 타입으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 플라즈마 소스(630)는, 플라즈마가 발생되는 챔버(100)에 구비되며, 상기 플라즈마에 의해 처리되는 타겟(예컨대, 기판(W))을 지지하는 제 1 전극(631); 및 상기 챔버(100)에 구비되며, 상기 제 1 전극(631)과 마주보는 제 2 전극(632)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 RF 전원(610)은 RF 신호를 상기 제 1 전극(631)으로 인가할 수 있으나, 실시예에 따라 상기 RF 신호는 제 2 전극(632)으로 인가될 수도 있다.
실시예에 따라, 상기 플라즈마 발생 유닛(600)은 전원 측의 출력 임피던스와 부하 측의 입력 임피던스를 정합시키는 임피던스 정합기(640)를 더 포함할 수 있다.
도 2에서 오프셋 신호 생성기(620)는 RF 전원(610)과 임피던스 정합기(640) 사이에 연결되었으나, 상기 오프셋 신호 생성기(620)의 위치는 이에 제한되지 않고, 플라즈마 소스(630)에 오프셋된 RF 신호를 인가할 수 있는 임의의 위치에 연결될 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 유닛(600)을 예시적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 플라즈마 발생 유닛(600)은 다수의 RF 신호 생성기를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 발생 유닛(600)은 제 1 RF 신호를 생성하는 제 1 RF 신호 생성기(611), 제 2 RF 신호를 생성하는 제 2 RF 신호 생성기(612), 및 제 3 RF 신호를 생성하는 제 3 RF 신호 생성기(613)를 포함할 수 있다.
이 실시예에 따르면, 상기 제 1 RF 신호의 주파수 f1는 상기 제 2 RF 신호의 주파수 f2보다 크거나 같을 수 있다. 그리고, 상기 제 2 RF 신호의 주파수 f2는 상기 제 3 RF 신호의 주파수 f3보다 크거나 같을 수 있다. 다시 말해, f1 ≥ f2 ≥ f3일 수 있다.
일 예로, 상기 제 1 RF 신호의 주파수 f1는 40.68 내지 300 MHz일 수 있다. 상기 제 2 RF 신호의 주파수 f2는 13.56 내지 40.68 MHz일 수 있다. 상기 제 3 RF 신호의 주파수 f3는 300 KHz 내지 13.56 MHz일 수 있다.
상기 제 1 내지 제 3 RF 신호 생성기(611, 612, 613)는 상기 제 1 전극(631)으로 상기 제 1 내지 제 3 RF 신호를 인가할 수 있다. 이 경우, 상기 제 2 전극(632)은 접지될 수 있다.
상기 오프셋 신호 생성기(620)는 오프셋 신호를 생성하여 복수의 RF 신호 중 가장 낮은 주파수의 RF 신호, 예컨대 상기 제 3 RF 신호를 오프셋시킬 수 있다.
이 실시예에 따르면, 제 1 전극(631)에 인가되는 DC 바이어스가 증가하여 기판(W)에 입사되는 이온의 에너지가 증가하게 된다. 그 결과, 플라즈마에 의해 제거되는 박막의 두께가 증가하여 에칭 레이트 또는 애싱 레이트가 증가할 수 있다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 유닛(600)을 예시적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 발생 유닛(600)은 제 1 전극(631)과 제 2 전극(632) 둘 모두에 RF 신호를 인가할 수 있다.
예를 들어, 도 15에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 RF 신호 생성기(611, 612)는 상기 제 1 전극(631)으로 제 1 및 제 2 RF 신호를 인가하고, 제 3 RF 신호 생성기(613)는 상기 제 2 전극(632)으로 제 3 RF 신호를 인가할 수 있다.
일 예로, 상기 제 1 RF 신호의 주파수 f1는 40.68 내지 300 MHz일 수 있다. 상기 제 2 RF 신호의 주파수 f2는 13.56 내지 40.68 MHz일 수 있다. 상기 제 3 RF 신호의 주파수 f3는 100 Hz 내지 450 KHz일 수 있다.
상기 오프셋 신호 생성기(620)는 오프셋 신호를 생성하여 상기 제 2 전극(632)에 인가되는 RF 신호, 즉 상기 제 3 RF 신호를 오프셋시킬 수 있다.
이 실시예에 따르면, 상기 제 2 전극(632)에 제공되는 음의 포텐셜이 증가되어, 챔버(100) 내에 생성되는 플라즈마의 밀도를 향상시킬 수 있다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 유닛(600)을 예시적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 발생 유닛(600)은 제 1 RF 신호를 생성하는 제 1 RF 신호 생성기(611), 제 2 RF 신호를 생성하는 제 2 RF 신호 생성기(612), 제 3 RF 신호를 생성하는 제 3 RF 신호 생성기(613), 및 제 4 RF 신호를 생성하는 제 4 RF 신호 생성기(614)를 포함할 수 있다.
이 실시예에 따르면, 상기 제 1 RF 신호의 주파수 f1는 상기 제 2 RF 신호의 주파수 f2보다 크거나 같을 수 있다. 그리고, 상기 제 2 RF 신호의 주파수 f2는 상기 제 3 RF 신호의 주파수 f3보다 크거나 같을 수 있다. 그리고, 상기 제 3 RF 신호의 주파수 f3는 상기 제 4 RF 신호의 주파수 f4보다 크거나 같을 수 있다. 다시 말해, f1 ≥ f2 ≥ f3 ≥ f4일 수 있다.
일 예로, 상기 제 1 RF 신호의 주파수 f1는 40.68 내지 300 MHz일 수 있다. 상기 제 2 RF 신호의 주파수 f2는 13.56 내지 40.68 MHz일 수 있다. 상기 제 3 RF 신호의 주파수 f3는 300 KHz 내지 13.56 MHz일 수 있다. 상기 제 4 RF 신호의 주파수 f4는 100 Hz 내지 300 KHz일 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제 4 RF 신호의 주파수 f4는 상기 제 3 RF 신호의 주파수 f3에 관계없이 100 Hz 내지 450 KHz로 설정될 수 있다.
상기 제 1 내지 제 3 RF 신호 생성기(611, 612, 613)는 상기 제 1 전극(631)으로 상기 제 1 내지 제 3 RF 신호를 인가할 수 있다. 그리고, 상기 제 4 RF 신호 생성기(614)는 상기 제 2 전극(632)으로 상기 제 4 RF 신호를 인가할 수 있다.
이 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 발생 유닛(600)은 복수의 오프셋 신호 생성기를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 발생 유닛(600)은 상기 제 1 전극(631)에 인가되는 RF 신호들 중 가장 낮은 주파수의 RF 신호, 예컨대 상기 제 3 RF 신호를 오프셋시키는 제 1 오프셋 신호를 생성하는 제 1 오프셋 신호 생성기(621); 및 상기 제 2 전극(632)에 인가되는 RF 신호, 즉 상기 제 4 RF 신호를 오프셋시키는 제 2 오프셋 신호를 생성하는 제 2 오프셋 신호 생성기(622)를 포함할 수 있다.
이 실시예에 따르면, 제 1 전극(631)에 인가되는 DC 바이어스가 증가하여 기판(W)에 입사되는 이온의 에너지가 커지게 되며, 그 결과 플라즈마를 이용한 기판 처리 공정의 효율이 향상될 수 있다. 그와 동시에, 제 2 전극(632)에 제공되는 음의 포텐셜이 증가되어 챔버(100) 내에 생성되는 플라즈마의 밀도가 증가될 수 있다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 유닛(600)을 예시적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 발생 유닛(600)은 ICP 타입의 플라즈마 소스를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 발생 유닛(600)은 챔버(100)에 구비되는 코일(633)을 포함할 수 있다. 이 경우, RF 전원(610)은 상기 코일(633)에 RF 신호를 인가하고, 상기 오프셋 신호 생성기(620)는 오프셋 신호를 생성하여 상기 RF 신호를 오프셋시킬 수 있다.
도 17에서 상기 코일(633)은 챔버(100)의 측면에 배치되었으나, 실시예에 따라 상기 코일(633)은 상기 챔버(100)의 상면에 배치되거나, 상면과 측면 둘 모두에 배치될 수도 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 방법(700)을 예시적으로 설명하는 흐름도다.
상기 플라즈마 발생 방법(700)은 전술한 플라즈마 발생 유닛(600)에 의해 수행될 수 있다. 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 발생 방법(700)은, RF 전원(610)이 RF 신호를 생성하는 단계(S710), 오프셋 신호 생성기(620)가 오프셋 신호를 생성하여 상기 RF 신호를 오프셋시키는 단계(S720), 및 플라즈마 소스(630)가 상기 오프셋된 RF 신호를 인가받아 플라즈마를 발생시키는 단계(S730)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 RF 신호를 생성하는 단계(S710)는 기 설정된 주파수를 갖는 정현파를 생성하는 단계를 포함할 수 있으나, 상기 RF 신호의 파형은 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에 따르면, 상기 RF 신호를 오프셋시키는 단계(S720)는 오프셋 신호로 직류 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 직류 신호를 생성하는 단계는 크기가 상기 RF 신호의 진폭보다 작거나 같은 음 또는 양의 직류 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 RF 신호를 오프셋시키는 단계(S720)는 오프셋 신호로 펄스 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 펄스 신호를 생성하는 단계는 음의 직류 신호와 중첩된 펄스 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 음의 직류 신호는 크기가 상기 펄스 신호의 진폭의 절반보다 클 수 있다. 이 경우, 상기 음의 직류 신호와 중첩된 펄스 신호는 양의 진폭이 상기 RF 신호의 진폭보다 크거나 같고, 음의 진폭이 양의 진폭보다 클 수 있다.
다른 예로, 상기 음의 직류 신호는 크기가 상기 펄스 신호의 진폭의 절반보다 작을 수 있다. 이 경우, 상기 음의 직류 신호와 중첩된 펄스 신호는 음의 진폭이 상기 RF 신호의 진폭보다 크거나 같고, 양의 진폭이 음의 진폭보다 클 수 있다.
또 다른 예로, 상기 음의 직류 신호는 크기가 상기 펄스 신호의 진폭의 절반일 수 있다. 이 경우, 상기 음의 직류 신호와 중첩된 펄스 신호는 진폭이 상기 RF 신호의 진폭보다 크거나 같을 수 있다.
이상에서 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 위 실시예는 단지 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것으로 이에 한정되지 않는다. 통상의 기술자는 전술한 실시예에 다양한 변형이 가해질 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 해석을 통해서만 정해진다.
10: 기판 처리 장치
100: 챔버
200: 기판 지지 어셈블리
300: 샤워 헤드
400: 가스 공급 유닛
500: 배플 유닛
600: 플라즈마 발생 유닛
610: RF 전원
620: 오프셋 신호 생성기
630: 플라즈마 소스
640: 임피던스 정합기
611: 제 1 RF 전원
612: 제 2 RF 전원
613: 제 3 RF 전원
614: 제 4 RF 전원
621: 제 1 오프셋 신호 생성기
622: 제 2 오프셋 신호 생성기
631: 제 1 전극
632: 제 2 전극
633: 코일
641: 제 1 임피던스 정합기
642: 제 2 임피던스 정합기
643: 제 3 임피던스 정합기
644: 제 4 임피던스 정합기

Claims (2)

  1. RF 신호를 생성하는 RF 전원;
    상기 RF 신호와 합성되어 상기 RF 신호를 오프셋시키는 오프셋 신호를 생성하는 오프셋 신호 생성기; 및
    상기 오프셋된 RF 신호를 인가받아 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스;
    를 포함하는 플라즈마 발생 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오프셋 신호 생성기는 직류 신호 또는 펄스 신호를 생성하는 플라즈마 발생 장치.
KR1020130161680A 2013-12-23 2013-12-23 플라즈마 발생 장치, 그를 포함하는 기판 처리 장치, 및 플라즈마 발생 방법 KR20150073691A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130161680A KR20150073691A (ko) 2013-12-23 2013-12-23 플라즈마 발생 장치, 그를 포함하는 기판 처리 장치, 및 플라즈마 발생 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130161680A KR20150073691A (ko) 2013-12-23 2013-12-23 플라즈마 발생 장치, 그를 포함하는 기판 처리 장치, 및 플라즈마 발생 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150073691A true KR20150073691A (ko) 2015-07-01

Family

ID=53787165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130161680A KR20150073691A (ko) 2013-12-23 2013-12-23 플라즈마 발생 장치, 그를 포함하는 기판 처리 장치, 및 플라즈마 발생 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20150073691A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107919263B (zh) 基板支撑单元、包括其的基板处理装置及其控制方法
KR101773448B1 (ko) 안테나 및 그를 이용하는 기판 처리 장치
KR101842127B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101980203B1 (ko) 지지 유닛 및 그를 포함하는 기판 처리 장치
KR101817210B1 (ko) 플라즈마 발생 장치, 그를 포함하는 기판 처리 장치, 및 그 제어 방법
KR101471549B1 (ko) 플라즈마 발생 장치 및 그를 포함하는 기판 처리 장치
KR20140118670A (ko) 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
US11587770B2 (en) Apparatus and method for treating substrate
KR101522892B1 (ko) 플라즈마 발생 유닛 및 그를 포함하는 기판 처리 장치
KR101430745B1 (ko) 정전 척 및 기판 처리 장치
KR20150073691A (ko) 플라즈마 발생 장치, 그를 포함하는 기판 처리 장치, 및 플라즈마 발생 방법
KR102281888B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101754563B1 (ko) 이온 빔 생성 장치, 그를 이용한 기판 처리 장치, 및 이온 빔 제어 방법
KR102290910B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102201886B1 (ko) 기판 처리 장치 및 플라즈마 발생 방법
KR102189873B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101464205B1 (ko) 기판 지지 어셈블리 및 기판 처리 장치
KR101842122B1 (ko) 전기장 발생 장치, 및 그를 포함하는 기판 처리 장치
KR101951375B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101885564B1 (ko) 플라즈마 소스, 그를 포함하는 기판 처리 장치, 및 그 제어 방법
KR20160026264A (ko) 기판 처리 장치
KR20220070850A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102201881B1 (ko) Rf 신호 생성기 및 그를 포함하는 기판 처리 장치
KR20230006250A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20150077532A (ko) 플라즈마 발생 장치 및 그를 포함하는 기판 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X601 Decision of rejection after re-examination