KR20240034496A - Substrate treating apparatus - Google Patents

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KR20240034496A
KR20240034496A KR1020220113573A KR20220113573A KR20240034496A KR 20240034496 A KR20240034496 A KR 20240034496A KR 1020220113573 A KR1020220113573 A KR 1020220113573A KR 20220113573 A KR20220113573 A KR 20220113573A KR 20240034496 A KR20240034496 A KR 20240034496A
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안찬용
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세메스 주식회사
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Abstract

고조파의 영향력을 감소시키고 플라즈마 공정 균일도를 상승시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다. 상기 기판 처리 장치는, 공정 챔버; 공정 챔버의 내부에 배치되며, 기판을 처리하기 위한 플라즈마를 발생시키는 제1 전극 및 제2 전극; 제1 전극에 고주파를 인가하는 제1 고주파 전원; 제1 고주파 전원과 제1 전극을 연결하는 제1 전송 선로; 및 제1 전송 선로 상에 설치되는 제1 매칭 네트워크를 포함하며, 제1 매칭 네트워크는 고주파와 관련된 고조파 또는 플라즈마와 관련된 고조파에 대하여 공진을 생성하는 공진 회로를 포함하고, 공진 회로는 지정된 주파수 대역의 고주파와 관련된 고조파에 대해 공진을 생성한다.Provided is a substrate processing device that can reduce the influence of harmonics and increase plasma process uniformity. The substrate processing apparatus includes a process chamber; A first electrode and a second electrode disposed inside the process chamber and generating plasma for processing the substrate; a first high-frequency power supply for applying high frequency to the first electrode; a first transmission line connecting the first high-frequency power source and the first electrode; and a first matching network installed on the first transmission line, wherein the first matching network includes a resonance circuit that generates resonance for harmonics related to high frequencies or harmonics related to plasma, and the resonance circuit has a specified frequency band. It creates resonance for harmonics associated with high frequencies.

Description

기판 처리 장치 {Substrate treating apparatus}Substrate treating apparatus {Substrate treating apparatus}

본 발명은 반도체를 제조하기 위해 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for processing substrates to manufacture semiconductors. More specifically, it relates to a device for processing a substrate using plasma.

반도체 제조 공정은 반도체 제조 설비 내에서 연속적으로 수행될 수 있으며, 전공정 및 후공정으로 구분될 수 있다. 반도체 제조 설비는 반도체를 제조하기 위해 팹(Fab)으로 정의되는 반도체 제조 공장 내에 설치될 수 있다.The semiconductor manufacturing process can be performed continuously within a semiconductor manufacturing facility and can be divided into pre-process and post-process. Semiconductor manufacturing facilities may be installed within a semiconductor manufacturing plant, defined as a fab, to manufacture semiconductors.

전공정은 웨이퍼(Wafer) 상에 회로 패턴을 형성하여 칩(Chip)을 완성하는 공정을 말한다. 전공정은 웨이퍼 상에 박막을 형성하는 증착 공정(Deposition Process), 포토 마스크(Photo Mask)를 이용하여 박막 상에 포토 레지스트(Photo Resist)를 전사하는 사진 공정(Photo Lithography Process), 웨이퍼 상에 원하는 회로 패턴을 형성하기 위해 화학 물질이나 반응성 가스를 이용하여 필요 없는 부분을 선택적으로 제거하는 식각 공정(Etching Process), 식각 후에 남아있는 포토 레지스트를 제거하는 에싱 공정(Ashing Process), 회로 패턴과 연결되는 부분에 이온을 주입하여 전자 소자의 특성을 가지도록 하는 이온 주입 공정(Ion Implantation Process), 웨이퍼 상에서 오염원을 제거하는 세정 공정(Cleaning Process) 등을 포함할 수 있다.The preprocess refers to the process of completing a chip by forming a circuit pattern on a wafer. The pre-process is a deposition process that forms a thin film on a wafer, a photo lithography process that transfers photo resist onto a thin film using a photo mask, and a desired circuit on the wafer. Etching Process, which selectively removes unnecessary parts using chemicals or reactive gases to form a pattern, Ashing Process, which removes photoresist remaining after etching, and parts connected to the circuit pattern. It may include an ion implantation process to obtain the characteristics of an electronic device by implanting ions into the wafer, and a cleaning process to remove contaminants from the wafer.

후공정은 전공정을 통해 완성된 제품의 성능을 평가하는 공정을 말한다. 후공정은 웨이퍼 상의 각각의 칩에 대해 동작 여부를 검사하여 양품과 불량을 선별하는 1차 검사 공정, 다이싱(Dicing), 다이 본딩(Die Bonding), 와이어 본딩(Wire Bonding), 몰딩(Molding), 마킹(Marking) 등을 통해 각각의 칩을 절단 및 분리하여 제품의 형상을 갖추도록 하는 패키지 공정(Package Process), 전기적 특성 검사, 번인(Burn In) 검사 등을 통해 제품의 특성과 신뢰성을 최종적으로 검사하는 최종 검사 공정 등을 포함할 수 있다.Post-process refers to the process of evaluating the performance of a product completed through the pre-process. The post-process is the primary inspection process that checks the operation of each chip on the wafer to select good and defective products, including dicing, die bonding, wire bonding, and molding. The final product characteristics and reliability are determined through the package process, which cuts and separates each chip through marking, etc. to form the product, electrical characteristics inspection, and burn-in inspection. It may include the final inspection process, etc.

반도체를 제조하기 위해 식각 공정을 이용하여 기판(예를 들어, 웨이퍼)을 처리하는 경우, CCP(Capacitively Coupled Plasma), ICP(Inductively Coupled Plasma) 등의 플라즈마 장비가 사용될 수 있다.When processing a substrate (eg, a wafer) using an etching process to manufacture a semiconductor, plasma equipment such as capacitively coupled plasma (CCP) or inductively coupled plasma (ICP) may be used.

플라즈마 장비는 공정 챔버 내에 유입된 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시키기 위해 상부 전극 또는 하부 전극에 고주파 전원을 인가하며, 이를 통해 공정 챔버의 내부 공간에 전자기장을 형성할 수 있다.The plasma equipment applies high-frequency power to the upper or lower electrode to excite the process gas introduced into the process chamber into a plasma state, thereby forming an electromagnetic field in the internal space of the process chamber.

그런데 전극에 인가되는 전력이 증가함에 따라 고주파 전원을 인가할 때 발생하는 고조파(Harmonics) 성분의 진폭(Amplitude)이 상승할 수 있으며, 이로 인해 기판의 서로 다른 영역 간 식각량의 비균일성이 초래될 수 있다.However, as the power applied to the electrode increases, the amplitude of harmonic components generated when high-frequency power is applied may increase, resulting in non-uniformity in the amount of etching between different areas of the substrate. It can be.

본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는, 고조파의 영향력을 감소시키고 플라즈마 공정 균일도를 상승시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a substrate processing device that can reduce the influence of harmonics and increase plasma process uniformity.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 장치의 일 면(Aspect)은, 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 내부에 배치되며, 기판을 처리하기 위한 플라즈마를 발생시키는 제1 전극 및 제2 전극; 상기 제1 전극에 고주파를 인가하는 제1 고주파 전원; 상기 제1 고주파 전원과 상기 제1 전극을 연결하는 제1 전송 선로; 및 상기 제1 전송 선로 상에 설치되는 제1 매칭 네트워크를 포함하며, 상기 제1 매칭 네트워크는 상기 고주파와 관련된 고조파 또는 상기 플라즈마와 관련된 고조파에 대하여 공진을 생성하는 공진 회로를 포함하고, 상기 공진 회로는 지정된 주파수 대역의 고주파와 관련된 고조파에 대해 공진을 생성한다.One aspect of the substrate processing apparatus of the present invention for achieving the above technical problem is a process chamber; a first electrode and a second electrode disposed inside the process chamber and generating plasma for processing a substrate; a first high frequency power supply for applying high frequency to the first electrode; a first transmission line connecting the first high-frequency power source and the first electrode; and a first matching network installed on the first transmission line, wherein the first matching network includes a resonance circuit that generates resonance for harmonics related to the high frequency or harmonics related to the plasma, and the resonance circuit creates resonance for harmonics associated with high frequencies in a specified frequency band.

상기 공진 회로는 가변 소자를 포함하며, 상기 가변 소자는 상기 제1 고주파 전원에 병렬로 연결될 수 있다.The resonance circuit includes a variable element, and the variable element may be connected in parallel to the first high-frequency power supply.

상기 가변 소자는 상기 공정 챔버에서의 전력 효율을 기초로 가변 제어될 수 있다.The variable element may be variably controlled based on power efficiency in the process chamber.

상기 가변 소자는 상기 공정 챔버의 내부로 유입되는 공정 가스의 종류나 양, 상기 제1 전극에 인가되는 전력량, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 간 갭(Gap), 상기 공정 챔버의 부피 및 상기 기판을 둘러싸는 링 어셈블리의 상기 공정 챔버 내 설치 여부 중 적어도 하나의 요소를 기초로 가변 제어될 수 있다.The variable element includes the type or amount of process gas flowing into the process chamber, the amount of power applied to the first electrode, the gap between the first electrode and the second electrode, the volume of the process chamber, and the It may be variably controlled based on at least one factor of whether the ring assembly surrounding the substrate is installed in the process chamber.

상기 지정된 주파수 대역은 60MHz 주파수 대역일 수 있다.The designated frequency band may be a 60 MHz frequency band.

상기 제1 고주파 전원은 시간 경과에 따라 전력량을 변화시키지 않을 수 있다.The first high-frequency power source may not change its power amount over time.

상기 제1 전극은 상기 기판을 지지하는 정전 척일 수 있다.The first electrode may be an electrostatic chuck that supports the substrate.

상기 제1 고주파 전원은 복수이며, 복수의 제1 고주파 전원은 상기 제1 전극에 병렬로 연결되고 서로 다른 주파수 전력을 상기 제1 전극에 인가할 수 있다.There may be a plurality of first high-frequency power sources, and the plurality of first high-frequency power sources may be connected in parallel to the first electrode and apply different frequency powers to the first electrode.

상기 제1 매칭 네트워크는 지정된 범위의 주파수를 통과시키는 필터를 더 포함할 수 있다.The first matching network may further include a filter that passes frequencies in a specified range.

또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 장치의 다른 면은, 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 내부에 배치되며, 기판을 지지하는 정전 척; 상기 공정 챔버의 내부에 배치되며, 상기 기판을 처리하기 위한 공정 가스를 유입시키는 샤워 헤드 유닛; 상기 정전 척에 고주파를 인가하는 제1 고주파 전원; 상기 제1 고주파 전원과 상기 정전 척을 연결하는 제1 전송 선로; 및 상기 제1 전송 선로 상에 설치되는 제1 매칭 네트워크를 포함하며, 상기 정전 척은 상기 고주파가 인가되면 상기 기판을 처리하기 위한 플라즈마를 발생시키기 위한 하부 전극으로 기능하고, 상기 샤워 헤드 유닛은 접지 전극(GND)과 연결되어 상기 플라즈마를 발생시키기 위한 상부 전극으로 기능하고, 상기 제1 매칭 네트워크는 상기 고주파와 관련된 고조파 또는 상기 플라즈마와 관련된 고조파에 대하여 공진을 생성하는 공진 회로를 포함하고, 상기 공진 회로는 지정된 주파수 대역의 고주파와 관련된 고조파에 대해 공진을 생성한다.In addition, another aspect of the substrate processing apparatus of the present invention for achieving the above technical problem is a process chamber; an electrostatic chuck disposed inside the process chamber and supporting a substrate; a shower head unit disposed inside the process chamber and introducing process gas for processing the substrate; a first high frequency power supply for applying high frequency to the electrostatic chuck; a first transmission line connecting the first high-frequency power source and the electrostatic chuck; and a first matching network installed on the first transmission line, wherein the electrostatic chuck functions as a lower electrode for generating plasma for processing the substrate when the high frequency is applied, and the shower head unit is grounded. It is connected to an electrode (GND) and functions as an upper electrode for generating the plasma, and the first matching network includes a resonance circuit that generates resonance for harmonics related to the high frequency or harmonics related to the plasma, and the resonance circuit The circuit creates resonance for harmonics associated with high frequencies in a specified frequency band.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 내부 구조를 예시적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치의 내부 구조를 예시적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 전극에 인가되는 전력과 고조파 주파수의 전류 밀도 간 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 제1 매칭 네트워크를 포함하는 기판 처리 장치의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 제1 예시도이다.
도 5는 공진 회로가 가변 소자를 포함하여 구성되는 경우의 예시도이다.
도 6은 주파수별 플라즈마 균일성 차이를 보여주는 그래프이다.
도 7은 제1 매칭 네트워크를 포함하는 기판 처리 장치의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 제2 예시도이다.
1 is a cross-sectional view exemplarily showing the internal structure of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view exemplarily showing the internal structure of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram to explain the relationship between the power applied to the electrode and the current density of the harmonic frequency.
4 is a first example diagram schematically showing the internal structure of a substrate processing device including a first matching network.
Figure 5 is an example diagram of a resonance circuit including a variable element.
Figure 6 is a graph showing the difference in plasma uniformity by frequency.
FIG. 7 is a second exemplary diagram schematically showing the internal structure of a substrate processing device including a first matching network.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions thereof are omitted.

본 발명은 기판 처리를 위한 플라즈마 장비에서 고주파 전원을 인가하는 경우 발생되는 고조파(Harmonics)의 영향력을 감소시키고 플라즈마 밀도 및 플라즈마 공정 균일도를 높일 수 있는 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다. 이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명하기로 한다.The present invention relates to a substrate processing device and method that can reduce the influence of harmonics generated when high-frequency power is applied to plasma equipment for substrate processing and increase plasma density and plasma process uniformity. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 내부 구조를 예시적으로 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view exemplarily showing the internal structure of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1에 따르면, 기판 처리 장치(100)는 공정 챔버(110), 기판 지지 유닛(120), 세정 가스 공급 유닛(130), 공정 가스 공급 유닛(140), 샤워 헤드 유닛(150), 플라즈마 생성 유닛(160), 라이너 유닛(170) 및 배플 유닛(180)을 포함하여 구성될 수 있다.According to FIG. 1, the substrate processing apparatus 100 includes a process chamber 110, a substrate support unit 120, a cleaning gas supply unit 130, a process gas supply unit 140, a shower head unit 150, and a plasma generation unit. It may be configured to include a unit 160, a liner unit 170, and a baffle unit 180.

기판 처리 장치(100)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)(예를 들어, 웨이퍼(Wafer))을 처리하는 장치이다. 기판 처리 장치(100)는 진공(Vacuum) 환경에서 식각 공정(Etching Process)을 이용하여 기판(W)을 처리할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 기판 처리 장치(100)는 진공 환경에서 증착 공정(Deposition Process)을 이용하여 기판(W)을 처리하는 것도 가능하다. 또는, 기판 처리 장치(100)는 건식 세정 공정(Dry Cleaning Process)을 이용하여 기판(W)을 처리하는 것도 가능하다.The substrate processing apparatus 100 is a device that processes a substrate W (eg, a wafer) using plasma. The substrate processing apparatus 100 may process the substrate W using an etching process in a vacuum environment. However, this embodiment is not limited to this. The substrate processing apparatus 100 is also capable of processing the substrate W using a deposition process in a vacuum environment. Alternatively, the substrate processing apparatus 100 may process the substrate W using a dry cleaning process.

공정 챔버(Process Chamber; 110)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리하는 공정 즉, 플라즈마 공정(Plasma Process)이 실행되는 공간을 제공하는 것이다. 이러한 공정 챔버(110)는 그 하부에 배기 홀(111)을 구비할 수 있다.The process chamber 110 provides a space where a process for processing the substrate W using plasma, that is, a plasma process, is performed. This process chamber 110 may have an exhaust hole 111 at its lower portion.

배기 홀(111)은 펌프(112)가 장착된 배기 라인(113)과 연결될 수 있다. 배기 홀(111)은 배기 라인(113)을 통해 플라즈마 공정 중에 발생된 반응 부산물과 공정 챔버(110)의 내부에 잔여하는 가스를 공정 챔버(110)의 외부로 배출할 수 있다. 이 경우, 공정 챔버(110)의 내부 공간은 소정의 압력으로 감압될 수 있다.The exhaust hole 111 may be connected to the exhaust line 113 on which the pump 112 is mounted. The exhaust hole 111 may discharge reaction by-products generated during the plasma process and gas remaining inside the process chamber 110 to the outside of the process chamber 110 through the exhaust line 113. In this case, the internal space of the process chamber 110 may be depressurized to a predetermined pressure.

공정 챔버(110)는 그 측벽에 개구부(114)가 형성될 수 있다. 개구부(114)는 공정 챔버(110)의 내부로 기판(W)이 출입하는 통로로써 기능할 수 있다. 개구부(114)는 예를 들어, 도어 어셈블리(115)에 의해 자동으로 개폐되도록 구성될 수 있다.The process chamber 110 may have an opening 114 formed on its side wall. The opening 114 may function as a passage through which the substrate W enters and exits the process chamber 110 . The opening 114 may be configured to be automatically opened and closed by, for example, the door assembly 115.

도어 어셈블리(115)는 외측 도어(115a) 및 도어 구동기(115b)를 포함하여 구성될 수 있다. 외측 도어(115a)는 공정 챔버(110)의 외벽에 제공되는 것이다. 이러한 외측 도어(115a)는 도어 구동기(115b)를 통해 기판 처리 장치(100)의 높이 방향 즉, 제3 방향(30)으로 이동될 수 있다. 도어 구동기(115b)는 모터, 유압 실린더 및 공압 실린더 중에서 선택되는 어느 하나를 이용하여 작동할 수 있다.The door assembly 115 may include an outer door 115a and a door driver 115b. The outer door 115a is provided on the outer wall of the process chamber 110. This outer door 115a may be moved in the height direction of the substrate processing apparatus 100, that is, in the third direction 30, through the door driver 115b. The door driver 115b may operate using any one selected from a motor, hydraulic cylinder, and pneumatic cylinder.

기판 지지 유닛(120)은 공정 챔버(110)의 내부 하측 영역에 설치되는 것이다. 이러한 기판 지지 유닛(120)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 지지할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 기판 지지 유닛(120)은 기계적 클램핑(Mechanical Clamping), 진공(Vacuum) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 기판(W)을 지지하는 것도 가능하다.The substrate support unit 120 is installed in the inner lower area of the process chamber 110. This substrate support unit 120 can support the substrate W using electrostatic force. However, this embodiment is not limited to this. The substrate support unit 120 can also support the substrate W using various methods such as mechanical clamping and vacuum.

기판 지지 유닛(120)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 지지하는 경우, 베이스(121) 및 정전 척(ESC; Electro Static Chuck, 122)을 포함하여 구성될 수 있다.When supporting the substrate W using electrostatic force, the substrate support unit 120 may include a base 121 and an electrostatic chuck (ESC) 122.

정전 척(122)은 정전기력을 이용하여 그 상부에 안착되는 기판(W)을 지지하는 기판 지지 부재이다. 이러한 정전 척(122)은 베이스(121) 상에 배치되며, 세라믹 재질로 제공될 수 있다.The electrostatic chuck 122 is a substrate support member that supports the substrate W placed on it using electrostatic force. This electrostatic chuck 122 is placed on the base 121 and may be made of a ceramic material.

링 어셈블리(123)는 정전 척(122)의 외측 테두리 영역을 둘러싸도록 제공되는 것이다. 이러한 링 어셈블리(123)는 포커스 링(Focus Ring; 123a) 및 에지 링(Edge Ring; 123b)을 포함하여 구성될 수 있다.The ring assembly 123 is provided to surround the outer edge area of the electrostatic chuck 122. This ring assembly 123 may include a focus ring (123a) and an edge ring (123b).

포커스 링(123a)은 에지 링(123b)의 내측에 형성되며, 정전 척(122)의 외측 영역을 둘러싸도록 제공될 수 있다. 포커스 링(123a)은 공정 챔버(110)의 내부에서 플라즈마 공정이 진행되는 경우 이온을 기판(W) 상에 집중시키는 역할을 할 수 있으며, 실리콘 재질로 제공될 수 있다.The focus ring 123a is formed inside the edge ring 123b and may be provided to surround the outer area of the electrostatic chuck 122. The focus ring 123a may serve to focus ions on the substrate W when a plasma process is performed inside the process chamber 110, and may be made of a silicon material.

에지 링(123b)은 포커스 링(123a)의 외측에 형성되며, 포커스 링(123a)의 외측 영역을 둘러싸도록 제공될 수 있다. 에지 링(123b)은 플라즈마에 의해 정전 척(122)의 측면이 손상되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있으며, 절연체 물질, 예를 들어 쿼츠(Quartz) 재질로 제공될 수 있다.The edge ring 123b is formed on the outside of the focus ring 123a and may be provided to surround the outer area of the focus ring 123a. The edge ring 123b may serve to prevent the side of the electrostatic chuck 122 from being damaged by plasma, and may be made of an insulating material, for example, quartz.

가열 부재(124) 및 냉각 부재(125)는 공정 챔버(110)의 내부에서 기판 처리 공정이 진행되는 경우, 기판(W)을 공정 온도로 유지시키기 위해 제공되는 것이다. 가열 부재(124)는 기판(W)의 온도를 상승시키기 위해 열선으로 제공될 수 있으며, 예를 들어 정전 척(122)의 내부에 설치될 수 있다. 가열 부재(124)는 기판 지지 유닛(120) 내에 마련되지 않을 수도 있다.The heating member 124 and the cooling member 125 are provided to maintain the substrate W at the process temperature when a substrate processing process is performed inside the process chamber 110. The heating member 124 may be provided as a heating wire to increase the temperature of the substrate W, and may be installed, for example, inside the electrostatic chuck 122. The heating member 124 may not be provided within the substrate support unit 120.

냉각 부재(125)는 기판(W)의 온도를 하강시키기 위해 냉매가 흐르는 냉각 라인으로 제공될 수 있으며, 예를 들어 베이스(121)의 내부에 설치될 수 있다. 냉각 부재(125)는 냉각 장치(Chiller; 126)를 이용하여 냉매를 공급받을 수 있다. 냉각 장치(126)는 공정 챔버(110)의 외부에 별도로 설치될 수 있다.The cooling member 125 may be provided as a cooling line through which a coolant flows to lower the temperature of the substrate W, and may be installed, for example, inside the base 121. The cooling member 125 may be supplied with refrigerant using a cooling device (Chiller; 126). The cooling device 126 may be installed separately outside the process chamber 110.

세정 가스 공급 유닛(130)은 정전 척(122)이나 링 어셈블리(123)에 잔류하는 이물질을 제거하기 위해 세정 가스를 제공하는 것이다. 세정 가스 공급 유닛(130)은 예를 들어 질소 가스(N2 Gas)를 세정 가스로 제공할 수 있으며, 세정 가스 공급원(131) 및 세정 가스 공급 라인(132)을 포함할 수 있다.The cleaning gas supply unit 130 provides cleaning gas to remove foreign substances remaining in the electrostatic chuck 122 or the ring assembly 123. The cleaning gas supply unit 130 may provide, for example, nitrogen gas (N2 Gas) as a cleaning gas, and may include a cleaning gas source 131 and a cleaning gas supply line 132.

세정 가스 공급 라인(132)은 세정 가스 공급원(131)에 의해 공급되는 세정 가스를 이송하는 것이다. 이러한 세정 가스 공급 라인(132)은 정전 척(122)과 포커스 링(123a) 사이의 공간으로 연결될 수 있으며, 세정 가스는 상기 공간을 통해 이동하여 정전 척(122)의 테두리 부분이나 링 어셈블리(123)의 상부 등에 잔류하는 이물질을 제거할 수 있다.The cleaning gas supply line 132 transports the cleaning gas supplied by the cleaning gas supply source 131. This cleaning gas supply line 132 may be connected to the space between the electrostatic chuck 122 and the focus ring 123a, and the cleaning gas moves through the space to the edge portion of the electrostatic chuck 122 or the ring assembly 123. ) can remove foreign substances remaining on the upper part of the machine.

공정 가스 공급 유닛(140)은 공정 챔버(110)의 내부 공간으로 공정 가스를 제공하는 것이다. 이러한 공정 가스 공급 유닛(140)은 공정 챔버(110)의 상부 덮개를 관통하여 형성된 홀을 통해 공정 가스를 제공하거나, 공정 챔버(110)의 측벽을 관통하여 형성된 홀을 통해 공정 가스를 제공할 수 있다. 공정 가스 공급 유닛(140)은 공정 가스 공급원(141) 및 공정 가스 공급 라인(142)을 포함할 수 있다.The process gas supply unit 140 supplies process gas to the internal space of the process chamber 110. This process gas supply unit 140 may provide process gas through a hole formed through the upper cover of the process chamber 110, or may provide process gas through a hole formed through the side wall of the process chamber 110. there is. The process gas supply unit 140 may include a process gas source 141 and a process gas supply line 142.

공정 가스 공급원(141)은 기판(W)을 처리하는 데에 이용되는 가스를 공정 가스로 제공할 수 있으며, 기판 처리 장치(100) 내에 적어도 하나 마련될 수 있다. 공정 가스 공급원(141)이 기판 처리 장치(100) 내에 복수 개 마련되는 경우, 복수 개의 공정 가스 공급원(141)은 동일한 종류의 공정 가스를 공급하여 많은 양의 가스를 짧은 시간 내에 제공하는 효과를 얻을 수 있으며, 서로 다른 종류의 공정 가스를 공급하는 것도 가능하다.At least one process gas source 141 may provide a gas used to process the substrate W as a process gas, and may be provided in the substrate processing apparatus 100 . When a plurality of process gas sources 141 are provided in the substrate processing apparatus 100, the plurality of process gas sources 141 supply the same type of process gas to obtain the effect of providing a large amount of gas in a short time. It is also possible to supply different types of process gases.

공정 가스 공급 라인(142)은 공정 가스 공급원(141)에 의해 제공되는 공정 가스를 샤워 헤드 유닛(150)으로 이송하는 것이다. 공정 가스 공급 라인(142)은 이를 위해 공정 가스 공급원(141)과 샤워 헤드 유닛(150)을 연결하도록 마련될 수 있다.The process gas supply line 142 transports the process gas provided by the process gas source 141 to the shower head unit 150. The process gas supply line 142 may be provided to connect the process gas source 141 and the shower head unit 150 for this purpose.

한편, 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 공정 가스 공급 유닛(140)은 샤워 헤드 유닛(150)이 복수 개의 모듈로 분할되는 경우, 샤워 헤드 유닛(150)의 각각의 모듈로 공정 가스를 분배하기 위한 공정 가스 분배기 및 공정 가스 분배 라인을 더 포함할 수 있다. 공정 가스 분배기는 공정 가스 공급 라인(142) 상에 설치되며, 공정 가스 공급원(141)으로부터 공급되는 공정 가스를 샤워 헤드 유닛(150)의 각각의 모듈로 분배할 수 있다. 공정 가스 분배 라인은 공정 가스 분배기와 샤워 헤드 유닛(150)의 각각의 모듈을 연결하도록 구성되며, 공정 가스 분배기에 의해 분배된 공정 가스를 샤워 헤드 유닛(150)의 각각의 모듈로 이송할 수 있다.Meanwhile, although not shown in FIG. 1, the process gas supply unit 140 is used to distribute process gas to each module of the shower head unit 150 when the shower head unit 150 is divided into a plurality of modules. It may further include a process gas distributor and a process gas distribution line. The process gas distributor is installed on the process gas supply line 142 and can distribute the process gas supplied from the process gas source 141 to each module of the shower head unit 150. The process gas distribution line is configured to connect the process gas distributor and each module of the shower head unit 150, and can transfer the process gas distributed by the process gas distributor to each module of the shower head unit 150. .

샤워 헤드 유닛(150)은 공정 챔버(110)의 내부 공간에 배치되며, 복수 개의 가스 분사 홀(Gas Feeding Hole)을 포함할 수 있다. 여기서, 복수 개의 가스 분사 홀은 샤워 헤드 유닛(150)의 몸체 표면을 관통하여 형성되며, 상기 몸체 상에 일정한 간격으로 형성될 수 있다. 이러한 샤워 헤드 유닛(150)은 공정 가스 공급 유닛(140)을 통해 공급되는 공정 가스를 공정 챔버(110) 내 기판(W) 상으로 균일하게 분사할 수 있다.The shower head unit 150 is disposed in the internal space of the process chamber 110 and may include a plurality of gas feeding holes. Here, a plurality of gas injection holes are formed penetrating the body surface of the shower head unit 150, and may be formed at regular intervals on the body. This shower head unit 150 can uniformly spray the process gas supplied through the process gas supply unit 140 onto the substrate W within the process chamber 110 .

샤워 헤드 유닛(150)은 공정 챔버(110) 내에서 정전 척(122)과 상하 방향(제3 방향(30))으로 대향하도록 설치될 수 있다. 이 경우, 샤워 헤드 유닛(150)은 정전 척(122)보다 더 큰 직경을 가지도록 제공될 수 있으며, 정전 척(122)과 동일한 직경을 가지도록 제공될 수도 있다. 샤워 헤드 유닛(150)은 실리콘 재질로 제공되거나, 금속 재질로 제공될 수 있다.The shower head unit 150 may be installed to face the electrostatic chuck 122 in the vertical direction (third direction 30) within the process chamber 110. In this case, the shower head unit 150 may be provided to have a larger diameter than the electrostatic chuck 122, or may be provided to have the same diameter as the electrostatic chuck 122. The shower head unit 150 may be made of silicone or metal.

도 1에는 도시되어 있지 않지만, 샤워 헤드 유닛(150)은 복수 개의 모듈로 분할될 수 있다. 예를 들어, 샤워 헤드 유닛(150)은 제1 모듈, 제2 모듈, 제3 모듈 등 세 개의 모듈로 분할될 수 있다. 제1 모듈은 기판(W)의 센터 영역(Center Zone)에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 제2 모듈은 제1 모듈의 외측을 둘러싸도록 배치되며, 기판(W)의 미들 영역(Middle Zone)에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 제3 모듈은 제2 모듈의 외측을 둘러싸도록 배치되며, 기판(W)의 에지 영역(Edge Zone)에 대응하는 위치에 배치될 수 있다.Although not shown in FIG. 1, the shower head unit 150 may be divided into a plurality of modules. For example, the shower head unit 150 may be divided into three modules, such as a first module, a second module, and a third module. The first module may be placed at a location corresponding to the center zone of the substrate W. The second module is arranged to surround the outside of the first module, and may be arranged in a position corresponding to the middle zone of the substrate W. The third module is arranged to surround the outside of the second module, and may be arranged at a position corresponding to the edge zone of the substrate W.

플라즈마 생성 유닛(160)은 방전 공간에 잔류하는 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 것이다. 여기서, 방전 공간은 공정 챔버(110)의 내부 공간 중에서 기판(W)의 상부에 위치하는 공간을 의미한다.The plasma generation unit 160 generates plasma from gas remaining in the discharge space. Here, the discharge space refers to a space located above the substrate W among the internal spaces of the process chamber 110.

플라즈마 생성 유닛(160)은 용량 결합형 플라즈마 소스 즉, CCP(Capacitively Coupled Plasma) 소스를 이용하여 공정 챔버(110) 내부의 방전 공간에 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 플라즈마 생성 유닛(160)은 예를 들어, 정전 척(122)을 제1 전극(하부 전극)으로 이용하고 샤워 헤드 유닛(150)을 제2 전극(상부 전극)으로 이용하여 공정 챔버(110) 내부의 방전 공간에 플라즈마를 발생시킬 수 있다.The plasma generation unit 160 may generate plasma in the discharge space inside the process chamber 110 using a capacitively coupled plasma (CCP) source. For example, the plasma generating unit 160 uses the electrostatic chuck 122 as a first electrode (lower electrode) and the shower head unit 150 as a second electrode (upper electrode) to be installed inside the process chamber 110. Plasma can be generated in the discharge space.

그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 플라즈마 생성 유닛(160)은 유도 결합형 플라즈마 소스 즉, ICP(Inductively Coupled Plasma) 소스를 이용하여 공정 챔버(110) 내부의 방전 공간에 플라즈마를 발생시키는 것도 가능하다. 플라즈마 생성 유닛(160)은 예를 들어, 정전 척(122)을 제1 전극(하부 전극)으로 이용하고 안테나 유닛을 제2 전극(상부 전극)으로 이용하여 공정 챔버(110) 내부의 방전 공간에 플라즈마를 발생시킬 수도 있다.However, this embodiment is not limited to this. The plasma generation unit 160 may generate plasma in the discharge space inside the process chamber 110 using an inductively coupled plasma (ICP) source. For example, the plasma generation unit 160 uses the electrostatic chuck 122 as a first electrode (lower electrode) and the antenna unit as a second electrode (upper electrode) to form a discharge space inside the process chamber 110. Plasma can also be generated.

한편, 도 1 및 후술하는 도 2에서는 제1 전극이 정전 척(122) 내에 마련되는 것으로 설명하고 있으나, 본 실시예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제1 전극은 정전 척(122)의 하부에 배치되는 베이스(121) 내에 마련되는 것도 가능하다.Meanwhile, in FIG. 1 and FIG. 2 described later, it is explained that the first electrode is provided in the electrostatic chuck 122, but the present embodiment is not necessarily limited thereto. That is, the first electrode may be provided in the base 121 disposed below the electrostatic chuck 122.

플라즈마 생성 유닛(160)은 제1 고주파 전원(161), 제1 전송 선로(162) 및 제2 전송 선로(164)를 포함하여 구성될 수 있다.The plasma generation unit 160 may be configured to include a first high-frequency power source 161, a first transmission line 162, and a second transmission line 164.

제1 고주파 전원(161)은 제1 전극에 RF 전력을 인가하는 것이다. 제1 고주파 전원(161)은 기판 처리 장치(100) 내에서 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스 역할을 할 수 있다.The first high-frequency power source 161 applies RF power to the first electrode. The first high-frequency power source 161 may serve as a plasma source that generates plasma within the substrate processing apparatus 100.

제1 고주파 전원(161)은 기판 처리 장치(100) 내에 단수 개 마련될 수 있지만, 복수 개 마련되는 것도 가능하다. 제1 고주파 전원(161)이 기판 처리 장치(100) 내에 복수 개 마련되는 경우, 제1 전송 선로(162) 상에 병렬로 배치될 수 있다.A single first high-frequency power source 161 may be provided in the substrate processing apparatus 100, but a plurality of first high-frequency power sources 161 may also be provided. When a plurality of first high-frequency power sources 161 are provided in the substrate processing apparatus 100, they may be arranged in parallel on the first transmission line 162.

도 1에는 도시되어 있지 않지만, 제1 고주파 전원(161)이 기판 처리 장치(100) 내에 복수 개 마련되는 경우, 플라즈마 생성 유닛(160)은 복수 개의 제1 고주파 전원과 전기적으로 연결되는 제1 매칭 네트워크를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제1 매칭 네트워크는 각각의 제1 고주파 전원으로부터 상이한 크기의 주파수 전력들이 입력되는 경우, 상기 주파수 전력들을 매칭시켜 제1 전극에 인가하는 역할을 할 수 있다.Although not shown in FIG. 1, when a plurality of first high-frequency power sources 161 are provided in the substrate processing apparatus 100, the plasma generation unit 160 is a first matching unit electrically connected to the plurality of first high-frequency power sources. Additional networks may be included. Here, when frequency powers of different sizes are input from each first high-frequency power source, the first matching network may serve to match the frequency powers and apply them to the first electrode.

제1 전송 선로(162)는 제1 전극과 GND를 연결하는 것이다. 제1 고주파 전원(161)은 이러한 제1 전송 선로(162) 상에 설치될 수 있다.The first transmission line 162 connects the first electrode and GND. The first high-frequency power source 161 may be installed on this first transmission line 162.

한편, 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 제1 고주파 전원(161)과 제1 전극을 연결하는 제1 전송 선로(162) 상에는 임피던스 정합을 목적으로 제1 임피던스 정합 회로가 마련될 수 있다. 제1 임피던스 정합 회로는 무손실 수동 회로로 작용하여 제1 고주파 전원(161)에서 제1 전극으로 전기 에너지가 최대로 전달되도록 할 수 있다.Meanwhile, although not shown in FIG. 1, a first impedance matching circuit may be provided on the first transmission line 162 connecting the first high frequency power source 161 and the first electrode for the purpose of impedance matching. The first impedance matching circuit may act as a lossless passive circuit to maximize the transfer of electrical energy from the first high-frequency power source 161 to the first electrode.

한편, 제2 전송 선로(164)는 제2 전극과 GND를 연결할 수 있다.Meanwhile, the second transmission line 164 may connect the second electrode and GND.

도 1에는 도시되어 있지 않지만, 플라즈마 생성 유닛(160)은 제2 고주파 전원을 더 포함하여 구성되는 것도 가능하다. 제2 고주파 전원은 제2 전송 선로(164) 상에 설치될 수 있으며, 보다 자세한 설명은 도 2를 참조하여 후술하기로 한다.Although not shown in FIG. 1, the plasma generation unit 160 may be configured to further include a second high-frequency power source. The second high-frequency power source may be installed on the second transmission line 164, and a more detailed description will be provided later with reference to FIG. 2.

라이너 유닛(Liner Unit or Wall Liner; 170)은 공정 가스가 여기되는 과정에서 발생하는 아크 방전이나, 기판 처리 공정 중에 발생되는 불순물 등으로부터 공정 챔버(110)의 내부를 보호하기 위한 것이다. 라이너 유닛(170)은 이를 위해 공정 챔버(110)의 내측벽을 커버하도록 형성될 수 있다.The liner unit (Liner Unit or Wall Liner) 170 is used to protect the inside of the process chamber 110 from arc discharge generated when process gas is excited or impurities generated during the substrate processing process. The liner unit 170 may be formed to cover the inner wall of the process chamber 110 for this purpose.

라이너 유닛(170)은 그 상부에 지지 링(171)을 포함할 수 있다. 지지 링(171)은 라이너 유닛(170)의 상부에서 외측 방향(즉, 제1 방향(10))으로 돌출 형성되며, 라이너 유닛(170)을 공정 챔버(110)에 고정시키는 역할을 할 수 있다.The liner unit 170 may include a support ring 171 on its upper portion. The support ring 171 protrudes from the top of the liner unit 170 in an outward direction (i.e., in the first direction 10) and may serve to secure the liner unit 170 to the process chamber 110. .

배플 유닛(Baffle Unit; 180)은 플라즈마의 공정 부산물, 미반응 가스 등을 배기하는 역할을 한다. 이러한 배플 유닛(180)은 공정 챔버(110)의 내측벽과 기판 지지 유닛(120) 사이의 공간에 설치될 수 있으며, 환형의 링 형상으로 제공될 수 있다. 배플 유닛(180)은 공정 가스의 흐름을 제어하기 위해 상하 방향(즉, 제3 방향(30))으로 관통되는 복수 개의 관통 홀을 구비할 수 있다.The baffle unit (180) serves to exhaust plasma process by-products, unreacted gases, etc. This baffle unit 180 may be installed in the space between the inner wall of the process chamber 110 and the substrate support unit 120, and may be provided in an annular ring shape. The baffle unit 180 may be provided with a plurality of through holes penetrating in an upward and downward direction (i.e., in the third direction 30) to control the flow of process gas.

앞서 설명하였지만, 플라즈마 생성 유닛(160)은 CCP 소스를 이용하여 공정 챔버(110) 내 방전 공간에 플라즈마를 발생시킬 수 있을 뿐만 아니라, ICP 소스를 이용하여 공정 챔버(110) 내 방전 공간에 플라즈마를 발생시킬 수도 있다. 이하에서는 후자의 경우에 대하여 설명하기로 한다.As described above, the plasma generation unit 160 can not only generate plasma in the discharge space within the process chamber 110 using a CCP source, but also generate plasma in the discharge space within the process chamber 110 using an ICP source. It may occur. Below, the latter case will be explained.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치의 내부 구조를 예시적으로 도시한 단면도이다. 이하 설명은 도 2를 참조하며, 도 1과 중복되는 부분에 대해서는 그 설명을 생략한다.Figure 2 is a cross-sectional view exemplarily showing the internal structure of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention. The following description refers to FIG. 2, and description of parts overlapping with FIG. 1 is omitted.

플라즈마 생성 유닛(160)은 제1 고주파 전원(161), 제1 전송 선로(162), 제2 고주파 전원(163) 및 제2 전송 선로(164)를 포함하여 구성될 수 있다.The plasma generation unit 160 may be configured to include a first high-frequency power source 161, a first transmission line 162, a second high-frequency power source 163, and a second transmission line 164.

제2 고주파 전원(163)은 제2 전극에 RF 전력을 인가하는 것이다. 제2 고주파 전원(163)은 기판 처리 장치(100) 내에서 플라즈마의 특성을 제어하는 역할을 할 수 있다. 예를 들면, 제2 고주파 전원(163)은 기판 처리 장치(100) 내에서 이온 충격 에너지(Ion Bombardment Energy)를 조절하는 역할을 할 수 있다.The second high frequency power source 163 applies RF power to the second electrode. The second high-frequency power source 163 may serve to control the characteristics of plasma within the substrate processing apparatus 100. For example, the second high-frequency power source 163 may play a role in controlling ion bombardment energy within the substrate processing apparatus 100.

제2 고주파 전원(163)은 기판 처리 장치(100) 내에 단수 개 마련될 수 있지만, 복수 개 마련되는 것도 가능하다. 제2 고주파 전원(163)이 기판 처리 장치(100) 내에 복수 개 마련되는 경우, 제2 전송 선로(164) 상에 병렬로 배치될 수 있다.A single second high-frequency power source 163 may be provided in the substrate processing apparatus 100, but a plurality of second high-frequency power sources 163 may also be provided. When a plurality of second high-frequency power sources 163 are provided in the substrate processing apparatus 100, they may be arranged in parallel on the second transmission line 164.

도 2에는 도시되어 있지 않지만, 제2 고주파 전원(163)이 기판 처리 장치(100) 내에 복수 개 마련되는 경우, 플라즈마 생성 유닛(160)은 복수 개의 제2 고주파 전원과 전기적으로 연결되는 제2 매칭 네트워크를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제2 매칭 네트워크는 각각의 제2 고주파 전원으로부터 상이한 크기의 주파수 전력들이 입력되는 경우, 상기 주파수 전력들을 매칭시켜 제2 전극에 인가하는 역할을 할 수 있다.Although not shown in FIG. 2, when a plurality of second high-frequency power sources 163 are provided in the substrate processing apparatus 100, the plasma generation unit 160 is a second matching device electrically connected to the plurality of second high-frequency power sources. Additional networks may be included. Here, when frequency powers of different sizes are input from each second high-frequency power source, the second matching network may serve to match the frequency powers and apply them to the second electrode.

한편, 도 2에는 도시되어 있지 않지만, 제2 고주파 전원(163)과 제2 전극을 연결하는 제2 전송 선로(164) 상에는 임피던스 정합을 목적으로 제2 임피던스 정합 회로가 마련될 수 있다. 제2 임피던스 정합 회로는 무손실 수동 회로로 작용하여 제2 고주파 전원(163)에서 제2 전극으로 전기 에너지가 최대로 전달되도록 할 수 있다.Meanwhile, although not shown in FIG. 2, a second impedance matching circuit may be provided on the second transmission line 164 connecting the second high frequency power source 163 and the second electrode for the purpose of impedance matching. The second impedance matching circuit may act as a lossless passive circuit to ensure maximum transfer of electrical energy from the second high-frequency power source 163 to the second electrode.

제2 고주파 전원(163)이 제2 전송 선로(164) 상에 설치되면, 플라즈마 생성 유닛(160)은 기판 처리 장치(100)에 다중 주파수(Multi Frequency)를 적용하는 것이 가능해지며, 이에 따라 기판 처리 장치(100)의 기판 처리 효율을 향상시킬 수 있다.When the second high-frequency power source 163 is installed on the second transmission line 164, the plasma generation unit 160 can apply multi-frequency to the substrate processing apparatus 100, and thus the substrate The substrate processing efficiency of the processing device 100 can be improved.

한편, 제2 고주파 전원(163)과 마찬가지로, 제1 고주파 전원(161)도 플라즈마의 특성을 제어하는 역할을 할 수도 있다.Meanwhile, like the second high-frequency power source 163, the first high-frequency power source 161 may also play a role in controlling the characteristics of plasma.

안테나 유닛(Antenna Unit; 190)은 공정 챔버(110)의 내부에 자기장 및 전기장을 발생시켜 공정 가스를 플라즈마로 여기시키는 역할을 한다. 안테나 유닛(190)은 이를 위해 코일을 이용하여 폐루프를 형성하도록 제공되는 안테나(191)를 포함할 수 있으며, 제2 고주파 전원(163)으로부터 공급되는 RF 전력을 이용할 수 있다.The antenna unit 190 serves to excite the process gas into plasma by generating a magnetic field and an electric field inside the process chamber 110. For this purpose, the antenna unit 190 may include an antenna 191 provided to form a closed loop using a coil, and may use RF power supplied from the second high-frequency power source 163.

안테나 유닛(190)은 공정 챔버(110)의 상부면에 설치될 수 있다. 이 경우, 안테나(191)는 공정 챔버(110)의 폭 방향(제1 방향(10))을 길이 방향으로 하여 설치될 수 있으며, 공정 챔버(110)의 직경에 대응하는 크기를 가지도록 제공될 수 있다.The antenna unit 190 may be installed on the upper surface of the process chamber 110. In this case, the antenna 191 may be installed with the width direction (first direction 10) of the process chamber 110 in the longitudinal direction, and may be provided to have a size corresponding to the diameter of the process chamber 110. You can.

안테나 유닛(190)은 평판형 구조(Planar Type)를 가지도록 형성될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 안테나 유닛(190)은 원통형 구조(Cylindrical Type)를 가지도록 형성되는 것도 가능하다. 이 경우, 안테나 유닛(190)은 공정 챔버(110)의 외측벽을 둘러싸도록 설치될 수 있다.The antenna unit 190 may be formed to have a planar type structure. However, this embodiment is not limited to this. The antenna unit 190 can also be formed to have a cylindrical type. In this case, the antenna unit 190 may be installed to surround the outer wall of the process chamber 110.

한편, 안테나 유닛(190)은 윈도우 모듈(192)을 포함할 수 있다. 윈도우 모듈(192)은 공정 챔버(110)의 상부가 개방되면 이를 커버하여, 공정 챔버(110)의 내부 공간을 밀폐시키는 공정 챔버(110)의 상부 덮개 역할을 할 수 있다.Meanwhile, the antenna unit 190 may include a window module 192. The window module 192 may serve as an upper cover of the process chamber 110 that covers the upper part of the process chamber 110 when it is opened and seals the internal space of the process chamber 110.

윈도우 모듈(192)은 절연성 물질(예를 들어, 알루미나(Al2O3))을 소재로 하여 유전체 창(Dielectric Window)으로 형성될 수 있다. 윈도우 모듈(192)은 플라즈마 공정이 공정 챔버(110)의 내부에서 진행될 때 파티클(Particle)이 발생하는 것을 억제하기 위해 표면에 코팅막을 포함하여 형성될 수도 있다.The window module 192 may be formed as a dielectric window using an insulating material (eg, alumina (Al 2 O 3 )). The window module 192 may be formed to include a coating film on its surface to suppress particles from being generated when the plasma process proceeds inside the process chamber 110.

랑뮤어 프로브(LP; Langmuir Probe)를 사용하여 공정 챔버(110) 내 플라즈마를 측정하여 보면, 도 3에 도시된 바와 같이 하부 전극(제1 전극)에 입력되는 주파수 전력(Input Power)이 증가할수록 고조파(Harmonics) 주파수의 전류 밀도(Current Density)가 높아지는 것을 확인할 수 있다. 도 3에서 (a)는 60MHz 주파수의 경우를 나타낸 것이고, (b)는 120MHz 주파수의 경우를 나타낸 것이며, (c)는 180MHz 주파수의 경우를 나타낸 것이다. 도 3은 전극에 인가되는 전력과 고조파 주파수의 전류 밀도 간 관계를 설명하기 위한 도면이다.When measuring plasma in the process chamber 110 using a Langmuir probe (LP), as shown in FIG. 3, as the frequency power (Input Power) input to the lower electrode (first electrode) increases, It can be seen that the current density of the harmonic frequency increases. In Figure 3, (a) shows the case of 60 MHz frequency, (b) shows the case of 120 MHz frequency, and (c) shows the case of 180 MHz frequency. Figure 3 is a diagram to explain the relationship between the power applied to the electrode and the current density of the harmonic frequency.

이와 같이 하부 전극(제1 전극)에 인가되는 주파수 전력이 증가함에 따라 고조파 성분의 진폭도 상승할 수 있으며, 이로 인해 기판(W)의 센터 영역과 에지 영역 간, 또는 서로 다른 에지 영역 간에 균일하지 않은 식각이 발생할 수 있다.As the frequency power applied to the lower electrode (first electrode) increases, the amplitude of the harmonic component may also increase, resulting in non-uniformity between the center area and the edge area of the substrate W or between different edge areas. Undesirable etching may occur.

본 실시예에서는 상기 문제점을 해결하기 위해 매칭 네트워크(Matching Network)에 병렬 공진 회로를 추가하여, 고조파의 영향력을 감소시키고 플라즈마 밀도(Plasma Density) 및 플라즈마 공정 균일도를 상승시킬 수 있다. 이하에서는 이에 대해 자세하게 설명하기로 한다.In this embodiment, in order to solve the above problem, a parallel resonance circuit is added to the matching network, thereby reducing the influence of harmonics and increasing plasma density and plasma process uniformity. Below, this will be explained in detail.

도 4는 제1 매칭 네트워크를 포함하는 기판 처리 장치의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 제1 예시도이다. 이하 설명은 도 4를 참조한다.4 is a first example diagram schematically showing the internal structure of a substrate processing device including a first matching network. The following description refers to FIG. 4.

앞서 설명하였지만, 제1 매칭 네트워크(210)는 제1 고주파 전원(161)과 하부 전극(220)을 연결하는 제1 전송 선로(162) 상에 설치될 수 있다. 공진 회로(Resonance Circuit; 230)는 이러한 제1 매칭 네트워크(210)에 포함되어 구성될 수 있다. 상기에서, 하부 전극(220)은 앞서 설명한 제1 전극으로, 본 실시예에서는 정전 척(122)일 수 있다.As described above, the first matching network 210 may be installed on the first transmission line 162 connecting the first high-frequency power source 161 and the lower electrode 220. A resonance circuit (Resonance Circuit) 230 may be included in the first matching network 210. In the above, the lower electrode 220 is the first electrode described above, and in this embodiment, it may be the electrostatic chuck 122.

제1 고주파 전원(161)은 하부 전극(220)에 서로 다른 크기의 주파수 전력을 인가할 수 있도록 복수로 설치될 수 있다. 복수의 제1 고주파 전원(161)은 하부 전극(220)에 병렬로 연결될 수 있다. 이하에서는 세 개의 제1 고주파 전원(240a, 240b, 240c)을 예로 들어 설명할 것이나, 본 실시예에서 제1 고주파 전원(161)의 개수가 이에 한정되지 않음은 물론이다.A plurality of first high-frequency power sources 161 may be installed to apply power of different frequencies to the lower electrode 220 . A plurality of first high-frequency power sources 161 may be connected to the lower electrode 220 in parallel. Hereinafter, the three first high-frequency power sources 240a, 240b, and 240c will be described as an example, but of course, the number of first high-frequency power sources 161 in this embodiment is not limited to this.

제a 고주파 전원(240a) 내지 제c 고주파 전원(240c)은 서로 다른 주파수 전력을 하부 전극(220)에 인가할 수 있다. 예를 들어, 제a 고주파 전원(240a)은 제1 주파수 전력을 하부 전극(220)에 인가할 수 있고, 제b 고주파 전원(240b)은 제2 주파수 전력을 하부 전극(220)에 인가할 수 있고, 제c 고주파 전원(240c)은 제3 주파수 전력을 하부 전극(220)에 인가할 수 있다.The a-th high-frequency power source 240a to the c-th high-frequency power source 240c may apply different frequency powers to the lower electrode 220. For example, the a-th high-frequency power source 240a may apply a first frequency power to the lower electrode 220, and the b-th high-frequency power source 240b may apply a second-frequency power to the lower electrode 220. And, the c high frequency power source 240c can apply the third frequency power to the lower electrode 220.

상기에서, 제1 주파수 전력은 제2 주파수 전력보다 큰 값을 가질 수 있고, 제2 주파수 전력은 제3 주파수 전력보다 큰 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 주파수 전력은 수 MHz 내지 수십 MHz 범위의 주파수를 갖는 RF 파워일 수 있고, 제2 주파수 전력은 수백 kHz 내지 수 MHz 범위의 주파수를 갖는 RF 파워일 수 있고, 제3 주파수 전력은 수십 kHz 내지 수백 kHz 범위의 주파수를 갖는 RF 파워일 수 있다.In the above, the first frequency power may have a value greater than the second frequency power, and the second frequency power may have a value greater than the third frequency power. For example, the first frequency power may be RF power with a frequency ranging from several MHz to several tens of MHz, the second frequency power may be RF power with a frequency ranging from hundreds of kHz to several MHz, and the third frequency power May be RF power with a frequency ranging from tens of kHz to hundreds of kHz.

공진 회로(230)는 고조파에 대한 공진(Resonance)을 생성하는 것이다. 공진 회로(230)는 플라즈마의 비선형 특성에 따라 발생되는 고조파에 대해 공진을 생성함으로써, 플라즈마를 제어할 수 있으며 쉬스(Sheath)에 대한 제어도 가능하다. 본 실시예에서는 이와 같은 공진 회로(230)의 역할에 따라 고조파의 영향력을 감소시킬 수 있으며, 플라즈마 밀도와 플라즈마 공정 균일도를 상승시키는 효과를 얻을 수 있다.The resonance circuit 230 generates resonance for harmonics. The resonance circuit 230 can control plasma and sheath by generating resonance for harmonics generated according to the non-linear characteristics of plasma. In this embodiment, the influence of harmonics can be reduced according to the role of the resonance circuit 230, and the effect of increasing plasma density and plasma process uniformity can be obtained.

앞서 설명하였지만, 공진 회로(230)는 제1 매칭 네트워크(210)에 포함될 수 있다. 공진 회로(230)는 제1 매칭 네트워크(210) 내에서 병렬 공진 회로의 형태로 마련될 수 있다. 공진 회로(230)는 예를 들어, LC 병렬 공진 회로 또는 RLC 병렬 공진 회로의 형태로 제1 매칭 네트워크(210) 내에 마련될 수 있다.As described above, the resonance circuit 230 may be included in the first matching network 210. The resonance circuit 230 may be provided in the form of a parallel resonance circuit within the first matching network 210. The resonance circuit 230 may be provided in the first matching network 210 in the form of, for example, an LC parallel resonance circuit or an RLC parallel resonance circuit.

공진 회로(230)는 가변 소자를 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우, 공진 회로(230)는 가변 소자의 가변 특성을 통해 복수의 고조파 각각에 대한 공진을 생성할 수 있다. 공진 회로(230)는 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 가변 커패시터(230a)를 포함하여 제1 매칭 네트워크(210) 내에 마련될 수 있다. 가변 커패시터(230a)는 하부 전극(220)에 대해 병렬로 연결될 수 있다. 도 5는 공진 회로가 가변 소자를 포함하여 구성되는 경우의 예시도이다.The resonance circuit 230 may be configured to include a variable element. In this case, the resonance circuit 230 may generate resonance for each of a plurality of harmonics through the variable characteristics of the variable element. For example, the resonance circuit 230 may be provided in the first matching network 210 including a variable capacitor 230a as shown in FIG. 5 . The variable capacitor 230a may be connected in parallel with the lower electrode 220. Figure 5 is an example diagram of a resonance circuit including a variable element.

공진 회로(230)는 기판 처리 장치(100)의 전체적인 회로 특성에 따라 다양한 회로 구조를 가질 수 있다. 즉, 공진 회로(230)는 하부 전극(220)뿐만 아니라 제1 매칭 네트워크(210), 제1 전송 선로(162) 등의 임피던스 특성에 따라 복수의 고조파 각각에 대해 공진을 생성하는 회로 구조를 가질 수 있다. 공진 회로(230)는 해당 주파수에 대하여 임피던스가 최소값을 가지도록 해당 주파수에 대해 공진을 생성할 수 있다.The resonance circuit 230 may have various circuit structures depending on the overall circuit characteristics of the substrate processing apparatus 100. That is, the resonance circuit 230 has a circuit structure that generates resonance for each of a plurality of harmonics according to the impedance characteristics of the lower electrode 220 as well as the first matching network 210 and the first transmission line 162. You can. The resonance circuit 230 may generate resonance for a corresponding frequency so that the impedance has a minimum value for that frequency.

한편, 본 실시예에서는 제1 매칭 네트워크(210)가 플라즈마와 쉬스를 제어하기 위해 공진 회로(230) 이외에 다른 회로 구조를 포함하는 것도 가능하다. 본 실시예에서는 공정 챔버(110) 내의 임피던스를 최소화하고 플라즈마 분포의 균일화를 효과적으로 제어할 수 있다면, 그 어떠한 형태의 회로 구조도 제1 매칭 네트워크(210) 내에 채용될 수 있음은 물론이다.Meanwhile, in this embodiment, the first matching network 210 may include a circuit structure other than the resonance circuit 230 to control plasma and sheath. In this embodiment, it goes without saying that any type of circuit structure can be employed in the first matching network 210 as long as the impedance within the process chamber 110 can be minimized and the uniformity of plasma distribution can be effectively controlled.

공진 회로(230)는 초단파의 고조파들에 대해 공진을 생성할 수 있다. 예를 들어, 공진 회로(230)는 60MHz의 초단파를 기본파로 하여 2차부터 5차까지의 고조파들에 대해 공진을 생성할 수 있다. 즉, 공진 회로(230)는 60MHz의 제1 고조파, 120MHz의 제2 고조파, 180MH의 제3 고조파, 240MHz의 제4 고조파, 300MHz의 제5 고조파 등에 대해 공진을 생성할 수 있다.The resonance circuit 230 may generate resonance for harmonics of ultra-short waves. For example, the resonance circuit 230 can generate resonance for harmonics from the 2nd to the 5th order using a 60 MHz microwave as a fundamental wave. That is, the resonance circuit 230 can generate resonance for the first harmonic of 60 MHz, the second harmonic of 120 MHz, the third harmonic of 180 MHz, the fourth harmonic of 240 MHz, and the fifth harmonic of 300 MHz.

도 6은 주파수별 플라즈마 균일성 차이를 보여주는 그래프이다. 도 6의 그래프는 하부 전극(220)으로 인가되는 복수의 주파수 전력 중에서 초단파의 고조파들이 공정 챔버(110) 내에서 플라즈마 분포에 어떠한 영향을 미치고 있는지를 나타내고 있다. 도 6에서 x축은 공정 챔버(110) 내에서 기판(W)의 반지름 방향으로의 거리를 나타내고, y축은 전기장의 세기를 나타낸다. 여기서, 전기장의 세기는 정규화된 값으로 표시될 수 있다.Figure 6 is a graph showing the difference in plasma uniformity by frequency. The graph of FIG. 6 shows how ultrashort harmonics among the plurality of frequency powers applied to the lower electrode 220 affect plasma distribution within the process chamber 110. In FIG. 6 , the x-axis represents the distance in the radial direction of the substrate W within the process chamber 110, and the y-axis represents the strength of the electric field. Here, the electric field strength can be expressed as a normalized value.

도 6에서 (a)는 60MHz의 제1 고조파에 대한 기판(W) 위치별 전기장의 세기를 나타내고 있고, (b)는 120MHz의 제1 고조파에 대한 기판(W) 위치별 전기장의 세기를 나타내고 있고, (c)는 180MHz의 제1 고조파에 대한 기판(W) 위치별 전기장의 세기를 나타내고 있고, (d)는 240MHz의 제1 고조파에 대한 기판(W) 위치별 전기장의 세기를 나타내고 있고, (e)는 300MHz의 제1 고조파에 대한 기판(W) 위치별 전기장의 세기를 나타내고 있다.In Figure 6, (a) shows the electric field strength for each position of the substrate (W) for the first harmonic of 60 MHz, and (b) shows the electric field strength for each position of the substrate (W) for the first harmonic of 120 MHz, , (c) shows the intensity of the electric field for each position of the substrate (W) for the first harmonic of 180 MHz, (d) shows the strength of the electric field for each position of the substrate (W) for the first harmonic of 240 MHz, ( e) shows the intensity of the electric field for each position of the substrate (W) for the first harmonic of 300 MHz.

도 6에서 각각의 고조파에 대한 공정 챔버(110) 내 위치별 전기장의 세기를 참조하면, 센터 영역에서의 전기장의 세기와 에지 영역에서의 전기장의 세기 간 차이값으로부터 플라즈마 분포가 공정 챔버(110) 내에서 불균일하게 나타난다는 것을 알 수 있다. 따라서 고조파의 영향력을 감소시키면, 플라즈마 밀도 및 플라즈마 공정 균일도를 상승시키는 것이 가능해질 수 있다.Referring to the electric field intensity at each location in the process chamber 110 for each harmonic in FIG. 6, the plasma distribution is calculated from the difference value between the electric field intensity in the center area and the electric field intensity in the edge area in the process chamber 110. It can be seen that it appears unevenly within. Therefore, by reducing the influence of harmonics, it may be possible to increase plasma density and plasma process uniformity.

도 3을 참조하여 앞서 설명하였지만, 랑뮤어 프로브(LP)를 사용하여 공정 챔버(110) 내 플라즈마를 측정한 결과에 따르면, 하부 전극(220)에 입력되는 주파수 전력이 증가할수록 고조파의 전류 밀도가 상승할 수 있으며, 플라즈마 균일도(Plasma Uniformity)에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 실시예에서는 복수의 제1 고주파 전원(161)으로부터 인가되는 파워를 높이지 않고, 공진 회로(230)를 이용하여 전력 효율만 높임으로써, 플라즈마 밀도 및 플라즈마 공정 균일도를 상승시킬 수 있다.As described above with reference to FIG. 3, according to the results of measuring plasma in the process chamber 110 using a Langmuir probe (LP), as the frequency power input to the lower electrode 220 increases, the current density of harmonics increases. It may rise and affect plasma uniformity. Therefore, in this embodiment, the plasma density and plasma process uniformity can be increased by only increasing power efficiency using the resonance circuit 230 without increasing the power applied from the plurality of first high-frequency power sources 161.

공진 회로(230)는 특정 주파수 대역의 고조파에 대해 공진을 생성할 수 있다. 예를 들어, 공진 회로(230)는 60MHz의 제1 고조파에 대해 공진을 생성할 수 있다. 공진 회로(230)는 특정 주파수 대역의 전력 효율만 상승시킴으로써, 고조파 주파수의 영향 없이 임피던스를 독립적으로 제어하는 효과를 얻을 수 있다.The resonance circuit 230 may generate resonance for harmonics in a specific frequency band. For example, the resonance circuit 230 may generate resonance for the first harmonic of 60 MHz. The resonance circuit 230 increases the power efficiency of only a specific frequency band, thereby achieving the effect of independently controlling impedance without the influence of harmonic frequencies.

공진 회로(230)는 가변 커패시터(230a) 등의 가변 소자를 이용하여 공진을 생성하는 경우, 특정 주파수 대역과 관련된 전력 효율만 증가할 수 있도록 상기 가변 소자를 제어할 수 있다. 즉, 가변 소자는 공정 챔버(110)에서의 전력 효율을 기초로 가변 제어될 수 있다.When resonance is generated using a variable element such as the variable capacitor 230a, the resonance circuit 230 may control the variable element to increase only the power efficiency related to a specific frequency band. That is, the variable element can be variably controlled based on the power efficiency in the process chamber 110.

가변 소자는 공정 가스에 대한 조건, 복수의 고주파 전력에 대한 조건, 공정 챔버(110)에 대한 조건 등을 기초로 가변 제어될 수도 있다. 여기서, 공정 가스에 대한 조건은 플라즈마 생성을 위해 샤워 헤드 유닛(150)을 통해 공정 챔버(110)의 내부로 유입되는 공정 가스와 관련된 것으로서, 예를 들어 공정 가스의 종류나 양 등이 이에 해당될 수 있다. 또한, 복수의 고주파 전력에 대한 조건은 플라즈마 생성을 위해 복수의 제1 고주파 전원(161)으로부터 하부 전극(220)에 인가되는 고주파 전력과 관련된 것으로서, 예를 들어 전력량 등이 이에 해당될 수 있다. 또한, 공정 챔버(110)에 대한 조건은 예를 들어 상부 전극과 하부 전극(220) 사이의 갭(Gap), 공정 챔버(110)의 부피(Volume), 공정 챔버(110) 내 링 어셈블리(123)의 설치 여부 등이 이에 해당될 수 있다.The variable element may be variably controlled based on conditions for the process gas, conditions for a plurality of high frequency powers, conditions for the process chamber 110, etc. Here, the conditions for the process gas are related to the process gas flowing into the process chamber 110 through the shower head unit 150 for plasma generation. For example, the type or amount of the process gas may be applicable. You can. In addition, the conditions for the plurality of high-frequency powers are related to the high-frequency power applied to the lower electrode 220 from the plurality of first high-frequency power sources 161 for plasma generation, and may include, for example, the amount of power. In addition, the conditions for the process chamber 110 include, for example, the gap between the upper and lower electrodes 220, the volume of the process chamber 110, and the ring assembly 123 within the process chamber 110. ) may be installed or not.

본 실시예에서 기판 처리 장치(100)는 고조파의 영향력을 감소시키기 위해 도 7에 도시된 바와 같이 제1 매칭 네트워크(210) 내에 필터(250)를 더 포함할 수 있다. 도 7은 제1 매칭 네트워크를 포함하는 기판 처리 장치의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 제2 예시도이다.In this embodiment, the substrate processing apparatus 100 may further include a filter 250 in the first matching network 210 as shown in FIG. 7 to reduce the influence of harmonics. FIG. 7 is a second exemplary diagram schematically showing the internal structure of a substrate processing device including a first matching network.

필터(250)는 제1 매칭 네트워크(210)로부터 출력된 RF 파워의 주파수들 중 특정 범위의 주파수만 통과시키는 필터링 기능을 할 수 있다. 예를 들어, 필터(250)는 로우 패스 필터(LPF; Low Pass Filter)와 하이 패스 필터(HPF; High Pass Filter) 중 적어도 하나의 유형의 필터를 포함하여 구성될 수 있다.The filter 250 may perform a filtering function that passes only frequencies within a specific range among the frequencies of the RF power output from the first matching network 210. For example, the filter 250 may be configured to include at least one type of filter among a low pass filter (LPF) and a high pass filter (HPF).

필터(250)는 로우 패스 필터를 포함하는 경우, RF 파워의 주파수들 각각의 고조파 성분들을 차단할 수 있다. 로우 패스 필터는 제1 고주파 전원(161)에 대해 직렬로 연결될 수 있다.When the filter 250 includes a low-pass filter, it can block harmonic components of each frequency of RF power. The low-pass filter may be connected in series to the first high-frequency power supply 161.

필터(250)는 하이 패스 필터를 포함하는 경우, 공진 회로(230)가 공정 챔버(110) 내 플라즈마의 비선형성 특성에 의해 발생하는 고조파에 대해 공진을 생성하는 데에 기여할 수 있다. 하이 패스 필터는 공진 회로(230)와 함께 배치될 수 있으며, 제1 고주파 전원(161)에 대해 병렬로 연결될 수 있다.When the filter 250 includes a high-pass filter, the resonance circuit 230 may contribute to generating resonance for harmonics generated by the non-linear characteristics of the plasma in the process chamber 110. The high-pass filter may be arranged together with the resonance circuit 230 and may be connected in parallel with the first high-frequency power source 161.

이상 도 1 내지 도 7을 참조하여 제1 고주파 전원(161)과 하부 전극(220)을 연결하는 제1 전송 선로(162) 상에 설치되는 제1 매칭 네트워크(210)와 그에 포함되는 공진 회로(230) 및 기판 처리 장치(100)에 대하여 설명하였다.Referring to FIGS. 1 to 7, the first matching network 210 installed on the first transmission line 162 connecting the first high frequency power source 161 and the lower electrode 220 and the resonance circuit included therein ( 230) and the substrate processing device 100 have been described.

본 실시예에서는 매칭 네트워크에 병렬 공진 회로를 추가하여 특정 주파수 대역(예를 들어, 60MHz)의 전력 전달만을 제어할 수 있다. 본 실시예에서는 이를 통해 HF 인가 주파수에 대한 효율 특성을 향상시킬 수 있으며, 부가적인 고조파 성분 생성을 억제하면서 동시에 플라즈마 밀도를 상승시킬 수 있다.In this embodiment, by adding a parallel resonance circuit to the matching network, only power delivery in a specific frequency band (for example, 60 MHz) can be controlled. In this embodiment, through this, the efficiency characteristics for the HF applied frequency can be improved, the generation of additional harmonic components can be suppressed, and the plasma density can be increased at the same time.

본 실시예에서는 플라즈마 밀도 상승을 위해 HF Power를 높이지 않고, 60MHz 전력 효율만 상승시켜, Harmonic 주파수의 영향성 없이 독립적으로 제어 가능할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 전력 효율 및 플라즈마 밀도를 높이기 위해 가변 소자(예를 들어, 가변 커패시터)가 하부 전극과 병렬로 삽입될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 HF 주파수의 공진 회로를 이용하여 특정 주파수의 플라즈마 저항 및 플라즈마 밀도를 상승시킬 수 있다. 상기 공진 회로가 가변 커패시터를 포함하는 경우, 가변 커패시터의 값을 변화시킴으로써 HF 주파수의 저항을 변화시킬 수 있다.In this embodiment, the HF Power is not increased to increase the plasma density, but only the 60 MHz power efficiency is increased, so that it can be controlled independently without the influence of the harmonic frequency. Additionally, in this embodiment, a variable element (eg, variable capacitor) may be inserted in parallel with the lower electrode to increase power efficiency and plasma density. Additionally, in this embodiment, the plasma resistance and plasma density of a specific frequency can be increased by using a resonance circuit of HF frequency. When the resonance circuit includes a variable capacitor, the resistance of the HF frequency can be changed by changing the value of the variable capacitor.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the attached drawings, the present invention is not limited to the above embodiments and can be manufactured in various different forms, and can be manufactured in various different forms by those skilled in the art. It will be understood by those who understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.

100: 기판 처리 장치 110: 공정 챔버
120: 기판 지지 유닛 122: 정전 척
123: 링 어셈블리 130: 세정 가스 공급 유닛
140: 공정 가스 공급 유닛 150: 샤워 헤드 유닛
160: 플라즈마 생성 유닛 161: 제1 고주파 전원
162: 제1 전송 선로 170: 라이너 유닛
180: 배플 유닛 190: 안테나 유닛
210: 제1 매칭 네트워크 220: 하부 전극
230: 공진 회로 230a: 가변 커패시터
240a: 제a 고주파 전원 240b: 제b 고주파 전원
240c: 제c 고주파 전원 250: 필터
100: substrate processing device 110: process chamber
120: substrate support unit 122: electrostatic chuck
123: Ring assembly 130: Cleaning gas supply unit
140: Process gas supply unit 150: Shower head unit
160: Plasma generation unit 161: First high frequency power source
162: first transmission line 170: liner unit
180: Baffle unit 190: Antenna unit
210: first matching network 220: lower electrode
230: resonance circuit 230a: variable capacitor
240a: A high frequency power supply 240b: B high frequency power supply
240c: C high frequency power 250: Filter

Claims (10)

공정 챔버;
상기 공정 챔버의 내부에 배치되며, 기판을 처리하기 위한 플라즈마를 발생시키는 제1 전극 및 제2 전극;
상기 제1 전극에 고주파를 인가하는 제1 고주파 전원;
상기 제1 고주파 전원과 상기 제1 전극을 연결하는 제1 전송 선로; 및
상기 제1 전송 선로 상에 설치되는 제1 매칭 네트워크를 포함하며,
상기 제1 매칭 네트워크는 상기 고주파와 관련된 고조파 또는 상기 플라즈마와 관련된 고조파에 대하여 공진을 생성하는 공진 회로를 포함하고,
상기 공진 회로는 지정된 주파수 대역의 고주파와 관련된 고조파에 대해 공진을 생성하는 기판 처리 장치.
process chamber;
a first electrode and a second electrode disposed inside the process chamber and generating plasma for processing a substrate;
a first high frequency power supply for applying high frequency to the first electrode;
a first transmission line connecting the first high-frequency power source and the first electrode; and
It includes a first matching network installed on the first transmission line,
The first matching network includes a resonance circuit that generates resonance for harmonics associated with the high frequency or harmonics associated with the plasma,
A substrate processing device wherein the resonance circuit generates resonance for harmonics associated with high frequencies in a designated frequency band.
제 1 항에 있어서,
상기 공진 회로는 가변 소자를 포함하며,
상기 가변 소자는 상기 제1 고주파 전원에 병렬로 연결되는 기판 처리 장치.
According to claim 1,
The resonance circuit includes a variable element,
A substrate processing device wherein the variable element is connected in parallel to the first high-frequency power supply.
제 2 항에 있어서,
상기 가변 소자는 상기 공정 챔버에서의 전력 효율을 기초로 가변 제어되는 기판 처리 장치.
According to claim 2,
A substrate processing device in which the variable element is variably controlled based on power efficiency in the process chamber.
제 3 항에 있어서,
상기 가변 소자는 상기 공정 챔버의 내부로 유입되는 공정 가스의 종류나 양, 상기 제1 전극에 인가되는 전력량, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 간 갭(Gap), 상기 공정 챔버의 부피 및 상기 기판을 둘러싸는 링 어셈블리의 상기 공정 챔버 내 설치 여부 중 적어도 하나의 요소를 기초로 가변 제어되는 기판 처리 장치.
According to claim 3,
The variable element includes the type or amount of process gas flowing into the process chamber, the amount of power applied to the first electrode, the gap between the first electrode and the second electrode, the volume of the process chamber, and the A substrate processing device that is variably controlled based on at least one factor of whether a ring assembly surrounding a substrate is installed in the process chamber.
제 1 항에 있어서,
상기 지정된 주파수 대역은 60MHz 주파수 대역인 기판 처리 장치.
According to claim 1,
A substrate processing device in which the specified frequency band is a 60 MHz frequency band.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 고주파 전원은 시간 경과에 따라 전력량을 변화시키지 않는 기판 처리 장치.
According to claim 1,
A substrate processing device in which the first high-frequency power source does not change the amount of power over time.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 전극은 상기 기판을 지지하는 정전 척인 기판 처리 장치.
According to claim 1,
The first electrode is an electrostatic chuck that supports the substrate.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 고주파 전원은 복수이며,
복수의 제1 고주파 전원은 상기 제1 전극에 병렬로 연결되고 서로 다른 주파수 전력을 상기 제1 전극에 인가하는 기판 처리 장치.
According to claim 1,
The first high frequency power source is plural,
A substrate processing device wherein a plurality of first high-frequency power sources are connected in parallel to the first electrode and apply different frequency powers to the first electrode.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 매칭 네트워크는 지정된 범위의 주파수를 통과시키는 필터를 더 포함하는 기판 처리 장치.
According to claim 1,
The first matching network further includes a filter that passes frequencies in a specified range.
공정 챔버;
상기 공정 챔버의 내부에 배치되며, 기판을 지지하는 정전 척;
상기 공정 챔버의 내부에 배치되며, 상기 기판을 처리하기 위한 공정 가스를 유입시키는 샤워 헤드 유닛;
상기 정전 척에 고주파를 인가하는 제1 고주파 전원;
상기 제1 고주파 전원과 상기 정전 척을 연결하는 제1 전송 선로; 및
상기 제1 전송 선로 상에 설치되는 제1 매칭 네트워크를 포함하며,
상기 정전 척은 상기 고주파가 인가되면 상기 기판을 처리하기 위한 플라즈마를 발생시키기 위한 하부 전극으로 기능하고,
상기 샤워 헤드 유닛은 접지 전극(GND)과 연결되어 상기 플라즈마를 발생시키기 위한 상부 전극으로 기능하고,
상기 제1 매칭 네트워크는 상기 고주파와 관련된 고조파 또는 상기 플라즈마와 관련된 고조파에 대하여 공진을 생성하는 공진 회로를 포함하고,
상기 공진 회로는 지정된 주파수 대역의 고주파와 관련된 고조파에 대해 공진을 생성하는 기판 처리 장치.
process chamber;
an electrostatic chuck disposed inside the process chamber and supporting a substrate;
a shower head unit disposed inside the process chamber and introducing process gas for processing the substrate;
a first high frequency power supply for applying high frequency to the electrostatic chuck;
a first transmission line connecting the first high-frequency power source and the electrostatic chuck; and
It includes a first matching network installed on the first transmission line,
The electrostatic chuck functions as a lower electrode to generate plasma for processing the substrate when the high frequency is applied,
The shower head unit is connected to a ground electrode (GND) and functions as an upper electrode for generating the plasma,
The first matching network includes a resonance circuit that generates resonance for harmonics associated with the high frequency or harmonics associated with the plasma,
A substrate processing device wherein the resonance circuit generates resonance for harmonics associated with high frequencies in a designated frequency band.
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