KR20150087702A - 플라즈마 발생 장치 - Google Patents

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성덕용
이상헌
전상진
바실리 파쉬코프스키
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 플라즈마 발생 장치는 외부와 격리되는 반응공간을 형성하는 챔버와, 상기 챔버의 하부에 배치되는 웨이퍼 척과, 상기 챔버의 상부에 배치되는 플라즈마 발생부와, 상기 플라즈마 발생부에 RF 전력을 공급하는 제1 RF 전원과, 상기 제1 RF 전원과 상기 플라즈마 발생부 사이에 개재된 제1 정합부와, 상기 웨이퍼 척에 RF 전력을 공급하는 제2 RF 전원과, 상기 제1 RF 전원과 상기 플라즈마 발생부 사이에 개재된 제2 정합부를 포함하며, 상기 제1 RF 전원은 시간에 따라 서로 다른 레벨의 전력을 가지는 제1 레벨 펄스 전력과 제2 레벨 펄스 전력을 공급한다.

Description

플라즈마 발생 장치{Plasma generating apparatus}
본 발명의 기술적 사상은 플라즈마 발생 장치에 관한 것으로, 특히 RF 전력에 의해 동작하는 플라즈마 발생 장치에 관한 것이다.
RF 펄스 플라즈마 발생 장치를 이용해 웨이퍼의 식각, 증착 등의 웨이퍼 처리 공정을 수행하는 경우에는, 지속파(continuous wave, CW) 플라즈마를 이용하는 경우보다 전자 온도를 낮출 수 있어, 주입된 반응성 가스의 분해가 과도하게 이루어져 생기는 웨이퍼 손상 발생률을 낮출 수 있다. 한편, RF 펄스 플라즈마를 반도체 제조 공정에 적용하기 위해서는 반사 전력를 낮춰 재현성이 보장된 안정된 플라즈마를 형성시킬 필요가 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 RF 펄스 플라즈마를 반도체 제조 공정에 이용함에 있어서 안정화된 플라즈마의 펄스 모드 운전을 할 수 있는 플라즈마 발생 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 플라즈마 발생 장치는 외부와 격리되는 반응공간을 형성하는 챔버와, 상기 챔버의 하부에 배치되는 웨이퍼 척과, 상기 챔버의 상부에 배치되는 플라즈마 발생부와, 상기 플라즈마 발생부에 RF 전력을 공급하는 제1 RF 전원과, 상기 제1 RF 전원과 상기 플라즈마 발생부 사이에 개재된 제1 정합부와, 상기 웨이퍼 척에 RF 전력을공급하는 제2 RF 전원과, 상기 제1 RF 전원과 상기 플라즈마 발생부 사이에 개재된 제2 정합부를 포함하며, 상기 제1 RF 전원은 시간에 따라 서로 다른 레벨의 전력을 가지는 제1 레벨 펄스 전력과 제2 레벨 펄스 전력을 공급한다.
일부 실시예에서, 상기 제2 레벨 펄스 전력은 상기 제1 레벨 펄스 전력보다 크다. 상기 제2 레벨 펄스 전력의 지속 시간은 0.1~1ms일 수 있다. 상기 제2 레벨 펄스 전력은 상기 제1 RF 전원이 생성하는 각각의 펄스가 시작된 후 1ms 내에 공급될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제1 RF 전원 및 상기 제2 RF 전원은 서로 동기화되어 동작할 수 있다. 상기 제1 RF 전원 및 상기 제2 RF 전원이 서로 동기화되는 것을 원활하게 하기 위해, 플라즈마 발생 장치는 상기 제1 RF 전원 및 상기 제2 RF 전원을 결합하는 전원 연결부를 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제1 RF 전원은 CCP 소스일 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 제1 RF 전원은 ICP 소스일 수 있다. 한편, 상기 플라즈마 발생부는 제1 정합부를 사이에 두고 제1 RF 전원과 연결되는 안테나를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 양태에 따른 플라즈마 발생 장치는 외부와 격리되는 반응공간을 형성하는 챔버와, 상기 챔버의 하부에 배치된 웨이퍼 척과, 상기 챔버의 상부에 배치되는 플라즈마 발생부와, 상기 플라즈마 발생부에 RF 전력을 공급하는 제1 RF 전원과, 상기 제1 RF 전원과 상기 플라즈마 발생부 사이에 개재된 제1 정합부와, 상기 웨이퍼 척에 RF 전력을공급하는 제2 RF 전원과, 상기 제1 RF 전원과 상기 플라즈마 발생부 사이에 개재된 제2 정합부를 포함하며, 상기 제1 RF 전원은 시간에 따라 서로 다른 값의 주파수를 가지는 제1 주파수 펄스 전력과 제2 주파수 펄스 전력을 공급한다.
일부 실시예에서, 상기 제1 RF 전원과 상기 플라즈마 발생부 사이의 임피던스를 정합시키는 시간을 줄이기 위해, 상기 제2 주파수 펄스 전력은 상기 제1 RF 전원에 의해 생성되는 각각의 펄스가 시작되는 순간에 공급될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제2 주파수 펄스 전력이 가지는 주파수는 상기 제1 주파수 펄스 전력이 가지는 주파수보다 높다. 상기 제2 주파수 펄스 전력의 지속 시간은 0.1~1ms일 수 있다. 상기 제1 RF 전원은 시간에 따라 서로 다른 레벨의 전력을 가지는 제1 레벨 펄스 전력과 제2 레벨 펄스 전력을 공급할 수 있다. 상기 제2 주파수 펄스 전력의 지속 시간과 상기 제2 레벨 펄스 전력의 지속 시간은 동일할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 플라즈마 발생 장치는 최근 선폭이 줄어들면서 발생되는 부하효과, 고종횡비에 수반되는 문제들이 발생되는 것을 억제할 수 있으며, 반도체 제조 공정에 펄스 플라즈마를 이용 시 챔버의 임피던스 변화가 심한 경우에도, 반사 전력을 감소시켜 RF 전력을 안정적으로 인가할 수 있다. 이에 따라, 재현성이 보장된 안정된 플라즈마를 형성시켜 미세화된 반도체 제조 공정에서의 원하는 신뢰도를 유지할 수 있다. 또한, 보다 간소화된 플라즈마 발생 장치의 구성을 통해 RF 시스템의 설치 및 운용에 필요한 비용을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상에 의한 플라즈마 발생 장치의 제1 RF 전원이 펄스 모드로 동작하는 일 실시예를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상에 의한 플라즈마 발생 장치의 제1 RF 전원이 펄스 모드로 동작하는 다른 실시예를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 플라즈마 발생 장치의 제1 RF 전원과 제2 RF 전원이 동기화된 펄스 모드로 동작하는 일 실시예를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상에 의한 플라즈마 발생 장치의 제1 RF 전원과 제2 RF 전원이 동기화된 펄스 모드로 동작하는 다른 실시예를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상에 의한 플라즈마 발생 장치의 제1 RF 전원이 펄스 모드로 동작하는 일 실시예를 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 플라즈마 발생 장치의 제1 RF 전원이 펄스 모드로 동작하는 다른 실시예를 도시하는 도면이다.
도 11a 및 도 11b은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치의 펄스 플라즈마 발생 특성이 개선되는 효과를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것으로, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역, 부위, 또는 구성 요소를 다른 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.
첨부 도면에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조 과정에서 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 플라즈마 발생 장치는 RF 전압이 가해지는 지점에 웨이퍼가 배열되는 축전 결합 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma:CCP) 방식, 플라즈마 공간에 자장을 인가하여 이온 발생 확률을 높여서 에칭하는 CCP-MERIE(Magnetically-Enhanced RIE) 방식, 마이크로웨이브 주파수를 입사시켜 공명을 발생시켜서 중성입자들을 이온화시키는 ECR(Electron Cyclotron Resonance) 방식, RF 코일을 사용하되 코일이 공정 챔버의 상부에만 감기는 TCP(Transformer Coupled Plasma) 방식, RF 코일을 사용하되 코일이 공정 챔버의 측면에 감기는 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plama: ICP) 방식, 나선형 형태로 RF 코일을 사용하는 헬리컬 플라즈마(Helical plasma) 방식, 플라즈마를 생성하는 부분과 이온 에너지를 조절하는 부분이 서로 독립적으로 제어되는 HDP(High density plasma) 방식 등을 사용할 수도 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, RF 파워를 펄스 형태로 인가할 수 있는 플라즈마 발생 장치라면 어떤 방식도 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 플라즈마 발생 장치(100)는 웨이퍼 척(112) 및 플라즈마 발생부(114)가 배치되는 챔버(110), 제1 RF 전원(120), 제1 정합부(130), 제2 RF 전원(140) 및 제2 정합부(150)를 포함한다.
챔버(110)는 외부와 격리되는 플라즈마 반응 공간을 제공하는 것으로서, 내부에 일정 크기의 밀폐 공간을 형성하게 되며, 공정이 수행될 웨이퍼의 크기나 공정 특성에 따라 다양한 크기와 형태로 접지되어 구비될 수 있다.
일부 실시예에서, 챔버(110)는 금속, 절연체 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 챔버(110)의 내부는 절연체로 코팅될 수 있다. 챔버(110)는 직육면체 또는 원통형일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일부 실시예에서, 챔버(110)는 가스 배출부(미도시) 및 가스 공급부(미도시)를 포함한다. 가스 공급부(미도시)는 반응가스를 상기 챔버(110)에 공급하고, 가스 배출부(미도시)를 통해 가스를 배기하여 챔버(110)를 진공 상태로 유지할 수 있다.
챔버(110)의 하부에는 웨이퍼 척(wafer chuck: 112)이 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 웨이퍼 척(112)은 정전력에 의해 웨이퍼를 흡착 지지하는 정전 척(Electrostatic Chuck: ESC) 일 수 있다. 다른 실시예에서, 웨이퍼 척(112)은 기계적 클램핑 방식의 척 또는 진공압에 의해 웨이퍼를 흡착 지지하는 진공 척(Vacuum Chuck) 일 수 있다. 도시되지 않았으나, 웨이퍼 척(112)에는 웨이퍼를 공정 온도로 가열하는 히터가 제공될 수 있다.
웨이퍼 척(112)은 반응가스의 플라즈마 발생을 위하여 RF 전력을 인가하는 제2 RF 전원(140)과 연결될 수 있다. 제2 RF 전원(140)이 공급하는 RF 전력은 바이어스 전력(bias power)일 수 있다. 제2 RF 전원(140)으로부터 웨이퍼 척(112)에 RF 전력이 인가됨으로써, 챔버(110) 내부에 확산된 반응가스는 플라즈마 상태로 변환되어 웨이퍼(미도시)와 반응하게 된다.
즉 반응가스는 챔버(110) 내에 확산됨과 동시에 웨이퍼 척(112)에 인가되는 RF 전력에 의해 플라즈마 상태로 변환되고, 이 플라즈마가 웨이퍼(미도시) 표면과 접촉되어 물리적 또는 화학적으로 반응하게 된다. 이러한 반응을 통해 플라즈마 어닐링, 식각, 플라즈마 강화 화학적 기상 증착, 물리적 기상 증착, 플라즈마 세정 등의 웨이퍼 처리 공정을 수행할 수 있다.
일부 실시예에서, 챔버(110)의 상부에는 제1 RF 전원(120)이 발생시킨 전력을 챔버로 전달하는 플라즈마 발생부(114)가 배치될 수 있다.
플라즈마 발생부(114)는 반응가스의 플라즈마 발생을 위하여 RF 전력을 인가하는 제1 RF 전원(120)과 연결될 수 있다. 제1 RF 전원(120)이 공급하는 RF 전력은 소스 전력(source power)일 수 있다. 제1 RF 전원(120)으로부터 플라즈마 발생부(114)에 RF 전력이 인가됨으로써, 챔버(110) 내부에 확산된 반응가스는 플라즈마 상태로 변환되어 웨이퍼 척(112)에 배치될 웨이퍼(미도시)와 반응하게 된다.
플라즈마 발생부(114)는 제1 RF 전원(120)과 연결되는 전극(미도시) 또는 안테나(미도시)를 포함할 수 있다. 제1 RF 전원(120)으로부터 전극(미도시) 또는 안테나(미도시)에 공급되는 RF 전력을 통해 반응가스는 챔버(110) 내에서 플라즈마 상태로 변환되며, 이에 대한 보다 상세한 설명은 도 3 및 도 4에서 후술하기로 한다.
제1 RF 전원(120)은 플라즈마 발생부(114)와 연결되어, 플라즈마 발생부(114)에 RF 전력을인가한다. 임피던스 정합을 위해, 제1 RF 전원(120)과 플라즈마 발생부(114) 사이에는 제1 정합부(130)가 개재된다.
제2 RF 전원(140)은 웨이퍼 척(112)과 연결되어, 웨이퍼 척(112)에 RF 전력을 인가한다. 임피던스 정합을 위해, 제1 정합부(130)와 유사하게 제2 RF 전원(140)과 웨이퍼 척(112) 사이에는 제2 정합부(150)가 개재된다.
일부 실시예에서, 플라즈마 발생부(114)에 연결된 제1 RF 전원(120)이 공급하는 RF 전력은 플라즈마를 점화하는 역할을 수행하고, 웨이퍼 척(112)에 연결된 제2 RF 전원(140)이 공급하는 RF 전력은 플라즈마를 제어하는 역할을 수행한다. 즉, RF 전력은 플라즈마 발생부(114) 및 웨이퍼 척(112) 모두에 공급된다.
일부 실시예에서, 제1 RF 전원(120)이 공급하는 RF 전력, 제2 RF 전원(140)이 공급하는 RF 전력 중 적어도 어느 하나는 펄스 모드로 동작될 수 있다. 이렇게 RF 전력을 펄스화하여 인가함으로써 펄스 플라즈마를 형성할 수 있다. 즉, 펄스의 온 주기(on time)에 플라즈마가 생성되며, 오프 주기(off time)에 플라즈마가 소멸된다. 펄스 플라즈마를 웨이퍼 처리 공정에 이용함으로써, 지속파(CW) 플라즈마를 이용하는 경우보다 전자 온도를 낮출 수 있어, 주입된 반응성 가스의 분해가 과도하게 이루어져 생기는 웨이퍼 손상 발생률을 낮출 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 RF 전원(120)은 시간에 따라 제1 레벨 펄스 전력과 제2 레벨 펄스 전력을 공급하고, 제1 레벨 펄스 전력과 제2 레벨 펄스 전력은 서로 다른 레벨의 전력을 가질 수 있다(제1 레벨 펄스 전력과 제2 레벨 펄스 전력에 대한 상세한 설명은 도 5 및 도 6에서 후술하기로 한다).
제1 RF 전원(120)이 시간에 따라 서로 다른 레벨의 전력을 공급함으로써, 웨이퍼 처리 공정에서 수반될 수 있는 부하효과, 고종횡비에 따른 문제들이 발생되는 것을 억제할 수 있으며, 챔버의 임피던스 변화가 심한 경우에도 반사 전력을 감소시켜 RF 전력을 안정적으로 인가할 수 있다. 즉, RF 전원의 펄스 모드 동작 시 수반되는 반사 전력에 의한 각각의 펄스 플라즈마 형성 지연 현상을 억제하여, 재현성이 보장된 안정된 플라즈마 형성이 가능하다.
또한, 하나의 RF 전원으로 시간에 따라 서로 다른 레벨의 전력을 공급함으로써, 안정된 펄스 플라즈마를 형성하기 위해 사용될 수 있는 고주파(예를 들면, 27.12~100 MHz) RF 전원과, 이에 수반되는 펄스 변조기, 자동화된 정합이 가능한 정합기가 별개로 요구되지 않는다. 즉, 보다 간소화된 플라즈마 발생 장치의 구성을 통해 RF 시스템의 설치 및 운용에 필요한 비용을 감소시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 RF 전원(120)은 시간에 따라 제1 주파수 전력과 제2 주파수 전력을 공급하고, 제1 주파수 전력과 제2 주파수 전력은 서로 다른 값의 주파수를 가질 수 있다(제1 주파수 전력과 제2 주파수 전력에 대한 상세한 설명은 도 9 및 도 10에서 후술하기로 한다).
제1 RF 전원(120)이 시간에 따라 서로 다른 값의 주파수를 가지는 전력을 공급함으로써, 제1 RF 전원(120)과 상기 플라즈마 발생부(114) 사이의 임피던스를 정합시키는 시간을 줄일 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 캐패시터의 임피던스(Zc)는 수학식 1과 같이 주파수(f)및 캐패시턴스(C)와 반비례 관계에 있음을 알 수 있다. 여기서 j는 허수단위이고, j2 = -1 이다.
<수학식 1>
Figure pat00001
임피던스를 정합시키기 위해, 캐패시턴스(C)를 모터 동력을 이용하여 조절하는 방식을 사용할 경우, 모터의 물리적 한계에 따라 임피던스를 빠른 시간에 정합시키는 데에는 제한이 있다. 따라서 제1 RF 전원(120)이 펄스의 온 주기(on time)에서 시간에 따라 서로 다른 값의 주파수, 즉 임피던스가 정합되는데 요구되는 주파수(f)를 가지는 펄스 전력을 공급함으로써, 제1 RF 전원(120)과 상기 플라즈마 발생부(114) 사이의 임피던스를 정합시키는 시간을 줄일 수 있다.
제1 정합부(130)는 제1 RF 전원(120)과 플라즈마 발생부(114)의 임피던스 정합을 위해, 제1 RF 전원(120)과 플라즈마 발생부(114) 사이에 개재된다. 유사하게, 제2 정합부(150)는 제2 RF 전원(140)과 웨이퍼 척(112)의 임피던스 정합을 위해 제2 RF 전원(140)과 웨이퍼 척(112) 사이에 개재된다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 도시한 구성도이다. 도 2에 있어서, 도 1에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 설명의 간략화를 위하여 이들에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 2를 참조하면, 플라즈마 발생 장치(200)는 웨이퍼 척(112) 및 플라즈마 발생부(114)가 배치되는 챔버(110), 제1 RF 전원(220), 제1 정합부(130), 제2 RF 전원(240), 제2 정합부(150) 및 전원 연결부(260)를 포함한다.
제1 RF 전원(220) 및 제2 RF 전원(240)은 서로 동기화되어 동작할 수 있다. 일부 실시예에서, 플라즈마 발생 장치(200)는 제1 RF 전원(220) 및 제2 RF 전원(240)이 서로 동기화되는 것을 원활하게 하기 위해, 제1 RF 전원(220) 및 제2 RF 전원(240)을 결합하는 전원 연결부(260)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 전원 연결부(260)는 제1 RF 전원(220)에 내장되도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 전원 연결부(260)는 제2 RF 전원(240)에 내장되도록 구성될 수 있다.
제1 RF 전원(220) 및 제2 RF 전원(240) 중 어느 하나의 RF 전원은 리드(lead) 또는 마스터(master) RF 전원일 수 있는 반면에, 제1 RF 전원(220) 및 제2 RF 전원(240) 중 다른 하나의 RF 전원은 후속(follow) 또는 슬레이브(slave) RF 전원일 수 있다.
전원 연결부(260)를 통해 제1 RF 전원(220) 및 제2 RF 전원(240)의 펄스 전력이 완전히 동기화되도록 하거나(도 7 참조), 목표된 위상 차이를 갖도록(도 8 참조) 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 도시한 구성도이다. 도 3에 있어서, 도 1 및 도 2에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 설명의 간략화를 위하여 이들에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 3을 참조하면, 플라즈마 발생 장치(300)는 챔버(310), 제1 RF 전원(320), 제1 정합부(130), 제2 RF 전원(240), 제2 정합부(150) 및 전원 연결부(260)를 포함한다.
챔버(310)의 하부에는 웨이퍼 척(112)이 배치되며, 챔버(310)의 상부에는 플라즈마 발생부(370)가 배치될 수 있다.
일부 실시예에서, 플라즈마 발생부(370)는 가스 공급부(372), 노즐(374) 및 소스 전극(376)을 포함한다.
도시된 바와 같이, 가스 공급부(372)는 소스 전극(376)과 일체형으로 형성될 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 가스 공급부(372)는 소스 전극(376)과 별개로 챔버(310) 외측에 형성될 수 있다.
가스 공급부(372)는 노즐(374)을 통해 반응가스를 챔버(110)에 공급하고, 챔버(310)에 형성된 가스 배출부(380)를 통해 가스를 배기하여 챔버(110)를 진공 상태로 유지할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 RF 전원(320)은 축전 결합 플라즈마(CCP) 소스일 수 있다.
소스 전극(376)은 제1 RF 전원(320)으로부터 제1 정합부(130)를 통하여 RF 전력을 공급받아, 챔버(310)의 내부에 축전 결합 플라즈마를 형성한다.
구체적으로, 축전 결합 플라즈마 발생 장치(300)의 소스 전극(376)에 RF 전력을인가하고, 웨이퍼 척(112)에 RF 전력을 인가하면, 소스 전극(376) 및 웨이퍼 척(112) 사이에는 전기장이 유도된다. 이와 동시에 챔버(310)의 상부에 설치된 가스 주입구(372)를 통해 반응가스가 챔버(310) 내부로 주입되면, 챔버(310)의 내부에 유도된 전기장에 의해 반응가스가 플라즈마 상태로 변형된다. 상기 생성된 플라즈마에 의해 웨이퍼(미도시)에 대한 식각 또는 박막 증착 공정 등의 웨이퍼 처리 공정이 이루어진다. 여기서, RF 전력이 펄스 모드로 인가되는 경우 플라즈마가 펄스 주파수에 따라 켜지고 꺼짐을 반복되어 챔버의 임피던스의 변화가 생긴다. 챔버의 임피던스 변화에 따라 생기는 반사 전력을 감소시키기 위해, 제1 RF 전원(320)은 시간에 따라 서로 다른 레벨의 전력을 가지는 제1 레벨 펄스 전력과 제2 레벨 펄스 전력을 공급한다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치를 도시한 구성도이다. 도 4에 있어서, 도 1 내지 도 3에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 설명의 간략화를 위하여 이들에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 플라즈마 발생 장치(400)는 챔버(410), 제1 RF 전원(420), 제1 정합부(130), 제2 RF 전원(240), 제2 정합부(150) 및 전원 연결부(260)를 포함한다.
챔버(410)의 하부에는 웨이퍼 척(112)이 배치되며, 챔버(410)의 상부에는 플라즈마 발생부(470)가 배치될 수 있다.
일부 실시예에서, 플라즈마 발생부(470)는 가스 공급부(472), 노즐(474),절연판(476) 및 안테나(471)를 포함한다.
도시된 바와 같이, 가스 공급부(472)는 절연판(476)과 일체형으로 형성될 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 가스 공급부(472)는 절연판(476)과 별개로 챔버(410) 외측에 형성될 수 있다. 가스 공급부(472)는 노즐(474)을 통해 반응가스를 챔버(410)에 공급하고, 챔버(410)에 형성된 가스 배출부(380)를 통해 가스를 배기하여 챔버(410)를 진공 상태로 유지할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 RF 전원(420)은 유도 결합 플라즈마(ICP) 소스일 수 있다.
안테나(471)는 제1 RF 전원(420)으로부터 제1 정합부(130)를 통하여 RF 전력을 공급받아, 챔버(410)의 내부에 유도 결합 플라즈마를 형성한다.
본 실시예에 따른 유도 결합형 플라즈마 발생 장치(400)의 구체적인 플라즈마 생성 방법은 다음과 같다.
챔버(410)는 가스 배출부(380)에 의해 진공화되도록 배기된 후, 가스 공급부(472)로부터 챔버(410)에 플라즈마를 발생하기 위한 반응가스가 공급된다. 이어서, 제1 RF 전원(420)으로부터의 RF 전력이 안테나(471)에 인가된다. RF 전력이 안테나(471)에 인가됨에 따라 안테나(471)의 주변으로 자기력선(미도시)이 형성된다. 이러한 자기력선으로 인하여, 챔버(410) 내부에 유도 전기장이 형성되고, 유도 전기장은 전자를 가열하여 유도 결합 플라즈마(ICP)가 발생하게 된다. 플라즈마 상태에서 전자들은 주변의 중성 기체 입자들과 충돌하여 이온 및 라디칼(radical) 등을 생성하고, 생성된 이온 및 라디칼 등은 웨이퍼(미도시)를 식각하거나, 웨이퍼에 증착된다. 여기서, RF 전력이 펄스 모드로 인가되는 경우 플라즈마가 펄스 주파수에 따라 켜지고 꺼짐을 반복한다. 특히 유도 결합 플라즈마의 경우 챔버의 임피던스의 변화가 심하여 반사 전력의 안정화가 더욱 요구되어, 제1 RF 전원(420)은 시간에 따라 서로 다른 레벨의 전력을 가지는 제1 레벨 펄스 전력과 제2 레벨 펄스 전력을 공급한다.
일부 실시예에서, 절연판(476)은 안테나(471)와웨이퍼 척(112) 사이에 설치된다. 절연판(476)은 안테나(471)와플라즈마(미도시) 사이의 용량성 결합(Capacitive Coupling)을 감소시킴으로써, 제1 RF 전원(420)으로부터 공급받은 에너지가 유도성 결합(Inductive Coupling)에 의해 플라즈마로 전달되는 것을 돕는다.
안테나(471)는 평면도 상으로 볼 때, 하나 이상의 나선 코일 형태(Spiral Coil Shape)를 가질 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 안테나(471)의 형상은 나선 코일 형태 이외에도 다양한 형상으로 구비될 수 있다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상에 의한 플라즈마 발생 장치의 제1 RF 전원이 펄스 모드로 동작하는 일 실시예를 도시하는 도면이다. 도 5에 있어서, X 축은 시간(t)을 나타내며, Y 축은 전력(P)을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 제1 RF 전원(120, 도 1 참조)은 RF 전력을 펄스 모드로 인가한다. 즉, 펄스 온 주기(To) 동안에 RF 전력을 공급하며, 펄스 오프 주기(Tf) 동안은 RF 전력이 공급되지 않는다. 이에 따라, 펄스 온 주기(To)에 플라즈마가 생성되며, 펄스 오프 주기(Tf)에는 플라즈마가 소멸된다.
펄스 온 주기(To) 동안 제1 RF 전원(120, 도 1 참조) 및 제2 RF 전원(140, 도 1 참조)이 공급하는 RF 전력의 주파수는, 대략 13.56MHz일 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 펄스 온 주기(To) 동안 제1 RF 전원(120, 도 1 참조) 및 제2 RF 전원(140, 도 1 참조)이 공급하는 RF 전력의 주파수는 1MHz 이상 100MHz 이하 범위에서 선택될 수 있다. 또한, 펄스 온 주기(To) 동안 제1 RF 전원(120, 도 1 참조) 및 제2 RF 전원(140, 도 1 참조)이 공급하는 RF 전력의 주파수는 시간에 따라 다른 값을 가질 수 있으며, 이에 대한 자세한 내용은 도 9 및 도 10에서 후술하기로 한다.
듀티 비(duty ratio)는 예를 들면, 50% 이상일 수 있다. 듀티 비란, 플라즈마의 펄스 온 주기와 펄스 오프 주기의 비를 의미하며, 예컨대, 듀티 비가 60%인 경우 펄스 플라즈마의 펄스 온 주기가 60%, 펄스 오프 주기가 40%인 것을 의미하며, 듀티 비가 50%인 경우 펄스 플라즈마의 펄스 온 주기와 펄스 오프 주기가 동일하다는 것을 의미한다.
듀티 비는 요구되는 웨이퍼 처리 공정에 따라 달라질 수 있으며, 듀티 비가 달라질 경우 생성되는 펄스 플라즈마의 특성에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 듀티 비(To/(To+Tf))가 달라질 경우, 제1 레벨 펄스 전력(Po), 제2 레벨 펄스 전력(Po + P') 및 제2 레벨 펄스 전력의 지속 시간(T5)이 달라질 수 있다.
펄스 온 주기(To) 동안, 제1 RF 전원은 시간에 따라 서로 다른 레벨의 전력을 가지는 제1 레벨 펄스 전력(Po)과 제2 레벨 펄스 전력(Po + P')을 공급한다.
구체적으로, 각각의 펄스가 시작되는 순간부터 제2 레벨 펄스 전력(Po + P')이 공급되며, T5의 시간이 지나고 난 후 제1 레벨 펄스 전력(Po)이 공급된다. 즉, 제2 레벨 펄스 전력(Po + P')은 T5 시간 동안 지속된다.
제2 레벨 펄스 전력의 지속 시간(T5)은 0.1~1ms일 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 레벨 펄스 전력(Po + P')은 제1 레벨 펄스 전력(Po)보다 큰 전력을 가질 수 있다. 즉, P' > 0 일 수 있다.
상기와 같이, 각 펄스가 시작되는 순간부터 T5 시간 동안 제1 레벨 펄스 전력(Po)보다 큰 전력을 갖는 제2 레벨 펄스 전력(Po + P')을 인가하여, 펄스 초기에 챔버 내부까지 전달되는 실질적인 전압을 증가시킴으로써 각 펄스 플라즈마의 발생 지연을 감소시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상에 의한 플라즈마 발생 장치의 제1 RF 전원이 펄스 모드로 동작하는 다른 실시예를 도시하는 도면이다. 도 6에 있어서, X 축은 시간(t)을 나타내며, Y 축은 전력(P)을 나타낸다. 여기서는 설명의 간략화를 위하여 도 5와 동일한 사항에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 제1 RF 전원은 RF 전력을 펄스 모드로 인가한다. 이에 따라, 펄스 온 주기(To)에 플라즈마가 생성되며, 펄스 오프 주기(Tf)에는 플라즈마가 소멸된다.
펄스 온 주기(To) 동안에, 제1 RF 전원은 시간에 따라 서로 다른 레벨의 전력을 가지는 제1 레벨 펄스 전력(Po)과 제2 레벨 펄스 전력(Po + P')을 공급한다.
구체적으로, 각각의 펄스가 시작된 순간부터 t'(s)까지 제1 레벨 펄스 전력(Po)이 공급되며, t'(s) 이후 제2 레벨 펄스 전력(Po + P')이 공급되고, t' + T5(s) 이후부터는 다시 제1 레벨 펄스 전력(Po)이 공급된다.
제2 레벨 펄스 전력(Po + P')은 T5 시간 동안 지속된다. 제2 레벨 펄스 전력의 지속 시간(T5)은 0.1~1ms일 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 레벨 펄스 전력(Po + P')은 각각의 펄스가 시작된 후 1ms 내에 공급될 수 있다.
상기와 같이, 각각의 펄스가 시작된 후 1ms 내에 제1 레벨 펄스 전력(Po)보다 큰 전력을 갖는 제2 레벨 펄스 전력(Po + P')을 인가하여, 펄스 초기에 챔버 내부까지 전달되는 실질적인 전압을 증가시킴으로써 각 펄스 플라즈마의 발생 지연을 감소시킬 수 있다. 각각의 펄스가 시작된 후 제2 레벨 펄스 전력(Po + P')이 시작되는 시간(t')은 처리하고자 하는 공정의 종류, 웨이퍼의 종류 등에 따라 임으로 선택될 수 있다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 플라즈마 발생 장치의 제1 RF 전원(120, 도 1 참조)과 제2 RF 전원(140, 도 1 참조)이 동기화된 펄스 모드로 동작하는 일 실시예를 도시하는 도면이다. 도 7에 있어서, X 축은 시간(t)을 나타내며, Y 축은 전력(P)을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 제1 RF 전원이 공급하는 RF 전력(S)과 제2 RF 전원이 공급하는 RF 전력(B)은 펄스 모드로 동작한다. 즉, 펄스 온 주기 동안에 RF 전력을 공급하며, 펄스 오프 주기 동안은 RF 전력이 공급되지 않는다.
도 5 및 도 6에서 상술한 바와 같이, 펄스 온 주기(To) 동안에 제1 RF 전원은 시간에 따라 서로 다른 레벨의 전력을 가지는 제1 레벨 펄스 전력과 제2 레벨 펄스 전력을 공급한다(도 5 및 도 6 참조).
제2 RF 전원이 공급하는 RF 전력(B)은 본 실시예에서 도시한 바와 같이, 펄스 온 주기(To) 동안에 동일한 레벨의 전력을 공급할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 제2 RF 전원이 공급하는 RF 전력(B)은 제1 RF 전원이 공급하는 RF 전력(S)과 유사하게 시간에 따라 서로 다른 레벨의 전력을 가지는 제1 레벨 펄스 전력과 제2 레벨 펄스 전력을 공급할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 RF 전원이 공급하는 RF 전력(S)의 듀티 비와 제2 RF 전원이 공급하는 RF 전력(B)의 듀티 비는 동일할 수 있다. 또한 제1 RF 전원이 공급하는 RF 전력(S)과 제2 RF 전원이 공급하는 RF 전력(B)은 전원 연결부(260, 도2 참조)를 통해 서로 동기화되어 동작할 수 있다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상에 의한 플라즈마 발생 장치의 제1 RF 전원과 제2 RF 전원이 동기화된 펄스 모드로 동작하는 다른 실시예를 도시하는 도면이다. 도 8에 있어서, 도 7에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 설명의 간략화를 위하여 이들에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 제1 RF 전원이 공급하는 RF 전력(S)과 제2 RF 전원이 공급하는 RF 전력(B)은 전원 연결부(260, 도2 참조)를 통해 서로 동기화되어 동작할 수 있다.
도시된 바와 같이, 제2 RF 전원이 공급하는 RF 전력(B)은 제1 RF 전원이 공급하는 RF 전력(S)에 후속할 수 있다. 다시 말하면, 제2 RF 전원이 공급하는 RF 전력(B)은 제1 RF 전원이 공급하는 RF 전력(S) 보다 T8(s) 만큼 지연되어 동작할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 제1 RF 전원이 공급하는 RF 전력(S)은 제2 RF 전원이 공급하는 RF 전력(B)에 후속할 수 있다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상에 의한 플라즈마 발생 장치의 제1 RF 전원이 펄스 모드로 동작하는 일 실시예를 도시하는 도면이다. 도 8에 있어서, X 축은 시간(t)을 나타내며, Y 축은 주파수(f)를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 제1 RF 전원은 RF 전력을 펄스 모드로 인가한다. 즉, 펄스 온 주기(To) 동안에 RF 전력을 공급하며, 펄스 오프 주기(Tf) 동안은 RF 전력이 공급되지 않는다.
펄스 온 주기(To) 동안에, 제1 RF 전원은 시간에 따라 서로 다른 값의 주파수를 가지는 제1 주파수(fo) 펄스 전력과 제2 주파수(fo + f') 펄스 전력을 공급한다.
제2 주파수(fo + f') 펄스 전력은 각각의 펄스가 시작되는 순간에 공급된다. 구체적으로, 각각의 펄스가 시작되는 순간부터 제2 주파수(fo + f') 펄스 전력이 공급되며, 제2 주파수(fo + f') 펄스 전력은 T9(s) 동안 지속된다. 제2 주파수 펄스 전력의 지속 시간(T9)은 0.1~1ms일 수 있다. 제2 주파수 펄스 전력의 지속 시간(T9) 이후의 펄스 온 주기(To) 동안에, 제1 주파수(fo) 펄스 전력이 공급될 수 있다.
일부 실시예에서, 펄스 온 주기(To) 동안 제1 RF 전원은 동일한 레벨의 펄스 전력을 공급할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 RF 전원은 시간에 따라 서로 다른 레벨의 전력을 공급할 수 있다(상술한 도 5 및 도 6 참조). 이 경우, 제2 주파수 펄스 전력의 지속 시간(T9)은 제2 레벨 펄스 전력의 지속 시간(T5, 도 5 참조)과 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 주파수(fo)는 대략 13.56MHz일 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 제1 주파수(fo)는 1MHz 이상100MHz 이하 범위에서 선택될 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 주파수(fo + f')는 제1 주파수(fo)보다 큰 값을 가질 수 있다. 즉, f' > 0 일 수 있다.
상기와 같이, 각 펄스가 시작되는 순간부터 T9 시간 동안 제1 주파수(fo) 펄스 전력보다 큰 주파수를 갖는 제2 주파수(fo + f') 펄스 전력을 인가하여, 제1 RF 전원(120, 도 1 참조)과 플라즈마 발생부(114, 도 1 참조) 사이의 임피던스를 정합시키는 시간을 단축할 수 있다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 플라즈마 발생 장치의 제1 RF 전원이 펄스 모드로 동작하는 다른 실시예를 도시하는 도면이다. 도 10에 있어서, 도 9에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 설명의 간략화를 위하여 이들에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 펄스 온 주기(To) 동안에, 제1 RF 전원은 시간에 따라 서로 다른 값의 주파수를 가지는 RF 전력을 공급한다.
제1 구간(T10) 동안, 제1 RF 전원은 1Hz 이상 제2 주파수(fo + f') 이하의 주파수를 갖는 RF 전력을 공급할 수 있다. 제2 주파수(fo + f')는 13.56MHz 이상 100MHz 이하 범위에서 선택될 수 있다.
제1 구간(T10)의 길이는 대략 0~1ms일 수 있다. 제1 구간(T10) 이후의 펄스 온 주기(To) 동안에, 제1 주파수(fo) 펄스 전력이 공급될 수 있다. 제1 구간(T10) 동안의 주파수 변화 형태는 임피던스가 정합되는데 요구되는 주파수에 따라 달라질 수 있으며, 이는 처리하고자 하는 공정의 종류, 웨이퍼의 종류 등에 따라 상이할 수 있다.
도 11a 및 도 11b은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치의 펄스 플라즈마 발생 특성이 개선되는 효과를 설명하기 위한 도면이다. 도 11a 및 도 11b에 있어서, X 축은 시간(t)을 나타내며, Y 축은 전력(P)을 나타낸다.
도 11a를 참조하면, 제1 RF 전원이 공급하는 RF 전력(S)은 펄스 온 주기 동안에 동일한 레벨의 펄스 전력을 공급한다. 펄스 전력에 의해 공급된 에너지를 통해, 펄스 플라즈마(P)가 발생한다.
이 경우, 각각의 펄스 플라즈마가 발생되는 시간(tp)은 반사 전력에 의하여 각각의 RF 펄스 전력 발생 시간(ts)보다 늦어지게 된다. 즉, 플라즈마의 발생 지연 현상이 발생하게 되고, 이로 인해 웨이퍼 처리 공정상 효율이 감소하게 된다. 플라즈마의 발생과 소멸 여부는 챔버(110, 도 1 참조) 내부의 빛 발광 여부를 통해 유추할 수 있으며, 챔버 내부의 빛 발광 여부는 챔버의 뷰 포트(viewport, 미도시)를 통해 나오는 빛을 광학발광분석기(Optical Emission Spectroscopy: OES)로 측정하여 알 수 있다.
도 11b를 참조하면, 제1 RF 전원이 공급하는 RF 전력(S)은 시간에 따라 다른 레벨의 전력을 공급한다. 구체적으로, 각각의 펄스가 시작되는 순간부터 제2 레벨 펄스 전력이 공급되며, 그 후 제1 레벨 펄스 전력이 공급된다(도 5 참조).
상기와 같이, 각 펄스 초기에 보다 큰 전력을 인가하여, 펄스 초기에 챔버 내부까지 전달되는 실질적인 전압을 증가시킴으로써 펄스 초기 발생하는 반사 전력을 감소시킬 수 있고, 반사 전력이 감소함에 따라 각 펄스 플라즈마의 발생 지연을 감소시킬 수 있다. 즉, 각각의 펄스 플라즈마가 발생되는 시간(tp')을 각각의 RF 펄스 전력 발생 시간(ts)과 더욱 근접하도록 하여, 안정된 펄스 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
100: 플라즈마 발생 장치
110: 챔버
112: 웨이퍼 척
114, 370, 470: 플라즈마 발생부
120: 제1 RF 전원
130: 제1 정합부
140: 제2 RF 전원
150: 제2 정합부
260: 전원 연결부
372: 가스 주입부
374: 노즐
376: 소스 전극
380: 가스 배출부
471: 안테나
476: 절연판

Claims (10)

  1. 외부와 격리되는 반응공간을 형성하는 챔버와,
    상기 챔버의 하부에 배치되는 웨이퍼 척과,
    상기 챔버의 상부에 배치되는 플라즈마 발생부와,
    상기 플라즈마 발생부에 RF 전력을 공급하는 제1 RF 전원과,
    상기 제1 RF 전원과 상기 플라즈마 발생부 사이에 개재된 제1 정합부와,
    상기 웨이퍼 척에 RF 전력을 공급하는 제2 RF 전원과,
    상기 제1 RF 전원과 상기 플라즈마 발생부 사이에 개재된 제2 정합부를
    포함하며,
    상기 제1 RF 전원은 시간에 따라 서로 다른 레벨의 전력을 가지는 제1 레벨 펄스 전력과 제2 레벨 펄스 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 레벨 펄스 전력은 상기 제1 레벨 펄스 전력보다 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 레벨 펄스 전력의 지속 시간은 0.1~1ms인 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 레벨 펄스 전력은 상기 제1 RF 전원이 생성하는 각각의 펄스가 시작된 후 1ms 내에 공급되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 RF 전원 및 상기 제2 RF 전원은 서로 동기화되어 동작하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 RF 전원 및 상기 제2 RF 전원이 서로 동기화되는 것을 원활하게 하기 위해, 상기 제1 RF 전원 및 상기 제2 RF 전원을 결합하는 전원 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치.
  7. 외부와 격리되는 반응공간을 형성하는 챔버와,
    상기 챔버의 하부에 배치된 웨이퍼 척과,
    상기 챔버의 상부에 배치되는 플라즈마 발생부와,
    상기 플라즈마 발생부에 RF 전력을 공급하는 제1 RF 전원과,
    상기 제1 RF 전원과 상기 플라즈마 발생부 사이에 개재된 제1 정합부와,
    상기 웨이퍼 척에 RF 전력을 공급하는 제2 RF 전원과,
    상기 제1 RF 전원과 상기 플라즈마 발생부 사이에 개재된 제2 정합부를
    포함하며,
    상기 제1 RF 전원은 시간에 따라 서로 다른 값의 주파수를 가지는 제1 주파수 펄스 전력과 제2 주파수 펄스 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 RF 전원과 상기 플라즈마 발생부 사이의 임피던스를 정합시키는 시간을 줄이기 위해, 상기 제2 주파수 펄스 전력은 상기 제1 RF 전원에 의해 생성되는 각각의 펄스가 시작되는 순간에 공급되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 주파수 펄스 전력이 가지는 주파수는 상기 제1 주파수 펄스 전력이 가지는 주파수보다 높은 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생 장치.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 RF 전원은 시간에 따라 제1 레벨 펄스 전력과 제2 레벨 펄스 전력을 공급하고,
    상기 제1 레벨 펄스 전력과 상기 제2 레벨 펄스 전력은 서로 다른 레벨의 전력을 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치.
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