KR20240038036A - 플라즈마 처리 시스템 및 플라즈마 처리 방법 - Google Patents

플라즈마 처리 시스템 및 플라즈마 처리 방법 Download PDF

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겐 타마무시
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

RF 신호의 반사파를 저감시킬 수 있는 플라즈마 처리 시스템을 제공한다. 본 개시와 관련된 플라즈마 처리 시스템은, 제1 주파수를 갖는 제1 RF 신호를 생성하도록 구성되는 제1 RF 신호 생성부와, 상기 제1 RF 신호 생성부에 결합되는 제1 정합 회로와, 상기 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수를 갖는 제2 RF 신호를 생성하도록 구성되는 제2 RF 신호 생성부와, 상기 제2 RF 신호 생성부에 결합되는 제2 정합 회로와, 상기 제2 정합 회로에 결합되며, 상기 제2 정합 회로를 통해 상기 제2 RF 신호 생성부로부터 공급된 상기 제2 RF 신호의 위상을 시프트하도록 구성된 위상 조정 회로와, 상기 제1 정합 회로 및 상기 제2 정합 회로에 결합되는 제1 플라즈마 처리 장치이며, 상기 제1 RF 신호가 상기 제1 정합 회로를 통해 상기 제1 플라즈마 처리 장치에 공급되고, 상기 제2 RF 신호가 상기 제2 정합 회로를 통해 상기 제1 플라즈마 처리 장치에 공급되는, 제1 플라즈마 처리 장치와, 상기 제1 정합 회로 및 상기 위상 조정 회로에 결합되는 제2 플라즈마 처리 장치이며, 상기 제1 RF 신호가 상기 제1 정합 회로를 통해 상기 제2 플라즈마 처리 장치에 공급되고, 상기 위상 조정 회로에서 위상 시프트된 제2 RF 신호가 상기 제2 플라즈마 처리 장치에 공급되는, 제2 플라즈마 처리 장치를 구비한다.

Description

플라즈마 처리 시스템 및 플라즈마 처리 방법
본 개시의 예시적 실시형태는 플라즈마 처리 시스템 및 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.
RF(Radio Frequency)를 매칭하는 기술로서, 특허문헌 1에 기재된 장치가 있다.
국제특허공개 제2020/227028호 공보
본 개시는 RF 신호의 반사파를 저감시킬 수 있는 플라즈마 처리 시스템을 제공한다.
본 개시의 일 예시적 실시형태에서는, 플라즈마 처리 시스템이 제공된다. 플라즈마 처리 시스템은, 제1 주파수를 갖는 제1 RF 신호를 생성하도록 구성되는 제1 RF 신호 생성부와, 상기 제1 RF 신호 생성부에 결합되는 제1 정합 회로와, 상기 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수를 갖는 제2 RF 신호를 생성하도록 구성되는 제2 RF 신호 생성부와, 상기 제2 RF 신호 생성부에 결합되는 제2 정합 회로와, 상기 제2 정합 회로에 결합되며, 상기 제2 정합 회로를 통해 상기 제2 RF 신호 생성부로부터 공급된 상기 제2 RF 신호의 위상을 시프트하도록 구성된 위상 조정 회로와, 상기 제1 정합 회로 및 상기 제2 정합 회로에 결합되는 제1 플라즈마 처리 장치이며, 상기 제1 RF 신호가 상기 제1 정합 회로를 통해 상기 제1 플라즈마 처리 장치에 공급되고, 상기 제2 RF 신호가 상기 제2 정합 회로를 통해 상기 제1 플라즈마 처리 장치에 공급되는, 제1 플라즈마 처리 장치와, 상기 제1 정합 회로 및 상기 위상 조정 회로에 결합되는 제2 플라즈마 처리 장치이며, 상기 제1 RF 신호가 상기 제1 정합 회로를 통해 상기 제2 플라즈마 처리 장치에 공급되고, 상기 위상 조정 회로에서 위상 시프트된 제2 RF 신호가 상기 제2 플라즈마 처리 장치에 공급되는, 제2 플라즈마 처리 장치를 구비한다.
본 개시의 일 예시적 실시형태에 따르면, RF 신호의 반사파를 감소시킬 수 있는 플라즈마 처리 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 일 예시적 실시형태와 관련된 플라즈마 처리 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 일 예시적 실시형태와 관련된 플라즈마 처리 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 플라즈마 처리 장치(1)의 일례를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4a는 위상 조정 회로(60)의 회로 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
도 4b는 위상 조정 회로(60)의 회로 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
5는 일 예시적 실시형태와 관련된 플라즈마 처리 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 6은 일 예시적 실시형태와 관련된 플라즈마 처리 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 소스 RF 신호 및 바이어스 RF 신호의 일례를 나타낸 타이밍 차트이다.
도 8은 소스 RF 신호 및 바이어스 RF 신호의 일례를 나타낸 타이밍 차트이다.
도 9는 바이어스 RF 신호의 위상과 시스 용량 사이의 관계의 일례를 나타낸 도면이다.
도 10은 일 예시적 실시형태와 관련된 플라즈마 처리 시스템의 구성의 일례를 나타낸 블록도이다.
도 11은 제1 RF 생성부(31a) 및 제2 RF 생성부(31b)와, 제1 정합 회로(51a) 및 제2 정합 회로(51b)의 구성의 일례를 나타낸 블록도이다.
도 12는 일 예시적 실시형태와 관련된 플라즈마 처리 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 13은 소스 RF 신호(SR) 및 바이어스 RF 신호(BR1)가 공급되는 기간의 일례를 나타낸 타이밍 차트이다.
도 14는 각 바이어스 RF 신호의 위상의 일례를 나타낸 타이밍 차트이다.
도 15는 일 예시적 실시형태와 관련된 플라즈마 처리 시스템의 구성의 일례를 나타낸 블록도이다.
도 16은 제1 RF 생성부(31a), 제1 DC 생성부(32a) 및 제1 정합 회로(51a)의 구성의 일례를 나타낸 블록도이다.
도 17은 일 예시적 실시형태와 관련된 플라즈마 처리 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 18은 소스 RF 신호(SR) 및 바이어스 DC 신호(BD1)가 공급되는 기간의 일례를 나타낸 타이밍 차트이다.
도 19는 각 바이어스 DC 신호의 위상의 일례를 나타낸 타이밍 차트이다.
이하에서 본 개시의 각 실시형태에 대해 설명한다.
일 예시적 실시형태에서는 플라즈마 처리 시스템이 제공된다. 플라즈마 처리 시스템은, 제1 주파수를 갖는 제1 RF 신호를 생성하도록 구성되는 제1 RF 신호 생성부와, 제1 RF 신호 생성부에 결합되는 제1 정합 회로와, 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수를 갖는 제2 RF 신호를 생성하도록 구성되는 제2 RF 신호 생성부와, 제2 RF 신호 생성부에 결합되는 제2 정합 회로와, 제2 정합 회로에 결합되며, 제2 정합 회로를 통해 제2 RF 신호 생성부로부터 공급된 제2 RF 신호의 위상을 시프트하도록 구성된 위상 조정 회로와, 제1 정합 회로 및 제2 정합 회로에 결합되는 제1 플라즈마 처리 장치이며, 제1 RF 신호가 제1 정합 회로를 통해 제1 플라즈마 처리 장치에 공급되고, 제2 RF 신호가 제2 정합 회로를 통해 제1 플라즈마 처리 장치에 공급되는, 제1 플라즈마 처리 장치와, 제1 정합 회로 및 위상 조정 회로에 결합되는 제2 플라즈마 처리 장치이며, 제1 RF 신호가 제1 정합 회로를 통해 제2 플라즈마 처리 장치에 공급되고, 위상 조정 회로에서 위상 시프트된 제2 RF 신호가 제2 플라즈마 처리 장치에 공급되는, 제2 플라즈마 처리 장치를 구비한다.
일 예시적 실시형태에서 위상 조정 회로는, 적어도 하나의 인덕터 및 적어도 하나의 커패시터를 포함한다.
일 예시적 실시형태에서 위상 조정 회로는, 가변 인덕터 및 가변 커패시터 중 적어도 하나를 포함한다.
일 예시적 실시형태에서는, 제1 RF 신호 생성부와 제1 정합 회로 사이에서 제1 RF 신호를 모니터링하고, 모니터링 결과를 출력하도록 구성된 센서를 추가로 구비하며, 위상 조정 회로는, 모니터링 결과에 기초하여 가변 인덕터의 인덕턴스 및 가변 커패시터의 커패시턴스 중 하나 또는 둘 모두를 조절하도록 구성된다.
일 예시적 실시형태에서 센서는, 제1 RF 신호의 전압과 전류의 위상차를 모니터링하도록 구성된 VI 센서이다.
일 예시적 실시형태에서 센서는, 제1 RF 신호의 반사파를 모니터링하도록 구성된 방향성 결합기이다.
일 예시적 실시형태에서 위상 조정 회로는, 제2 플라즈마 처리 장치에서의 플라즈마 처리 전 또는 후에 가변 인덕터의 인덕턴스 및 가변 커패시터의 커패시턴스 중 하나 또는 둘 모두를 조절하도록 구성된다.
일 예시적 실시형태에서 위상 조정 회로는, 제2 플라즈마 처리 장치에서의 플라즈마 처리 동안에 가변 인덕터의 인덕턴스 및 가변 커패시터의 커패시턴스를 조절하도록 구성된다.
일 예시적 실시형태에서는, 제2 RF 신호와 위상 시프트된 제2 RF 신호 사이의 위상차는 180도이다.
일 예시적 실시형태에서 제1 플라즈마 처리 장치는, 제1 플라즈마 처리 챔버와, 제1 플라즈마 처리 챔버 내에 배치된 제1 기판 지지부와, 제1 기판 지지부 내에 배치되는 하나 이상의 제1 하부 전극과, 제1 기판 지지부의 상방에 배치되는 제1 상부 전극을 포함하고, 제2 플라즈마 처리 장치는, 제2 플라즈마 처리 챔버와, 제2 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되는 제2 기판 지지부와, 제2 기판 지지부 내에 배치되는 하나 이상의 제2 하부 전극과, 제2 기판 지지부의 상방에 배치되는 제2 상부 전극을 포함하고, 제1 정합 회로는, 하나 이상의 제1 하부 전극 또는 제1 상부 전극과, 하나 이상의 제2 하부 전극 또는 제2 상부 전극에 결합되고, 제2 정합 회로는, 하나 이상의 제1 하부 전극에 결합되고, 위상 조정 회로는, 하나 이상의 제2 하부 전극에 결합된다.
일 예시적 실시형태에서 제1 플라즈마 처리 장치는, 제1 플라즈마 처리 챔버와, 제1 플라즈마 처리 챔버 내에 배치된 제1 기판 지지부와, 제1 기판 지지부 내에 배치되는 제1 하부 전극과, 제1 플라즈마 처리 챔버의 상방에 배치되는 제1 안테나를 포함하고, 제2 플라즈마 처리 장치는, 제2 플라즈마 처리 챔버와, 제2 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되는 제2 기판 지지부와, 제2 기판 지지부 내에 배치되는 제2 하부 전극과, 제2 플라즈마 처리 챔버의 상방에 배치되는 제2 안테나를 포함하고, 제1 정합 회로는, 제1 안테나 및 제2 안테나에 결합되고, 제2 정합 회로는, 제1 하부 전극에 결합되고, 위상 조정 회로는, 제2 하부 전극 에 결합된다.
일 예시적 실시형태에서 제1 주파수는, 10MHz 이상 120MHz 이하이다.
일 예시적 실시형태에서 제2 주파수는, 100kHz 이상 20MHz 이하이다.
일 예시적 실시형태에서 제2 주파수는, 400kHz 이상 4MHz 이하이다.
일 예시적 실시형태에서 제1 RF 신호는, 제1 주파수를 갖는 연속파이다.
일 예시적 실시형태에서 제1 RF 신호는, 복수의 제1 전기 펄스를 주기적으로 포함하는 펄스파이며, 복수의 제1 전기 펄스 각각은, 제1 주파수를 갖는 연속파를 포함하도록 구성된다.
일 예시적 실시형태에서 제2 RF 신호는, 제2 주파수를 갖는 연속파이다.
일 예시적 실시형태에서 제2 RF 신호는, 복수의 제2 전기 펄스를 주기적으로 포함하는 펄스파이며, 복수의 제2 전기 펄스 각각은, 제2 주파수를 갖는 연속파를 포함하도록 구성된다.
일 예시적 실시형태에서는, 제1 플라즈마 처리 장치 및 제2 플라즈마 처리 장치를 포함하는 플라즈마 처리 시스템에서 실행되는 플라즈마 처리 방법이 제공된다. 플라즈마 처리 방법은, 제1 주파수를 갖는 제1 RF 신호를 생성하는 단계와, 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수를 갖는 제2 RF 신호를 생성하는 단계와, 제2 RF 신호의 위상을 시프트시키는 단계와, 제1 플라즈마 처리 장치 및 제2 플라즈마 처리 장치에 제1 RF 신호를 공급하는 단계와, 제1 플라즈마 처리 장치에 제2 RF 신호를 공급하는 단계와, 제2 플라즈마 처리 장치에 위상 시프트된 제2 RF 신호를 공급하는 단계를 구비한다.
일 예시적 실시형태에서는 플라즈마 처리 시스템이 제공된다. 플라즈마 처리 시스템은, RF 신호를 생성하도록 구성되는 RF 신호 생성부와, RF 신호 생성부에 결합되는 정합 회로와, 전압 펄스의 시퀀스를 생성하도록 구성되는 전압 펄스 생성부와, 전압 펄스 생성부로부터 공급된 전압 펄스의 시퀀스의 위상을 시프트시키도록 구성된 위상 조정 회로와, 정합 회로 및 전압 펄스 생성부에 결합되는 제1 플라즈마 처리 장치이며, RF 신호가 정합 회로로부터 제1 플라즈마 처리 장치에 공급되고, 전압 펄스의 시퀀스가 전압 펄스 생성부로부터 제1 플라즈마 처리 장치에 공급되는, 제1 플라즈마 처리 장치와, 정합 회로 및 위상 조정 회로에 결합되는 제2 플라즈마 처리 장치이며, RF 신호가 정합 회로로부터 제2 플라즈마 처리 장치에 공급되고, 위상 시프트된 전압 펄스의 시퀀스가 위상 조정 회로로부터 제2 플라즈마 처리 장치에 공급되는, 제2 플라즈마 처리 장치를 구비한다.
일 예시적 실시형태에서는 플라즈마 처리 시스템이 제공된다. 플라즈마 처리 시스템은, 플라즈마 생성용 소스 RF 신호를 생성하도록 구성되는 소스 RF 신호 생성부와, 상기 소스 RF 신호 생성부에 결합되는 제1 정합 회로와, 바이어스 RF 신호를 생성하도록 구성되는 바이어스 RF 신호 생성부와, 상기 바이어스 RF 신호 생성부에 결합되는 제2 정합 회로와, 상기 제1 정합 회로에 대해 병렬로 결합되는 n 개의 플라즈마 처리 장치(n은 2 이상의 정수)와, n-1 개의 위상 조정 회로를 구비하며, 상기 n-1 개의 위상 조정 회로는, 상기 제2 정합 회로와 상기 n 개의 플라즈마 처리 장치 중 제n 상기 플라즈마 처리 장치 사이에서 직렬로 결합되고, 상기 제2 정합 회로를 통해 상기 바이어스 RF 신호 생성부로부터 공급된 상기 바이어스 RF 신호의 위상을 순차적으로 시프트하도록 구성되며, 상기 n-1 개의 위상 조정 회로 중 제k(k는 1 내지 n-1의 정수) 위상 조정 회로는, 상기 n 개의 플라즈마 처리 장치 중의 제k 플라즈마 처리 장치 및 제k+1 상기 플라즈마 처리 장치에 결합되고, 상기 n 개의 플라즈마 처리 장치 중 제1 플라즈마 처리 장치는, 제1 플라즈마 처리 챔버 및 제1 기판 지지부를 포함하며, 상기 제1 기판 지지부는, 상기 제1 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되고, 하나 또는 복수의 제1 하부 전극을 포함하며, 상기 소스 RF 신호가 상기 제1 정합 회로를 통해 상기 제1 플라즈마 처리 장치에 공급되고, 상기 바이어스 RF 신호가 상기 제2 정합 회로를 통해 상기 제1 플라즈마 처리 장치의 상기 하나 또는 복수의 제1 하부 전극 중 적어도 하나에 공급되고, 상기 n 개의 플라즈마 처리 장치 중 제k+1 플라즈마 처리 장치는, 제k+1 플라즈마 처리 챔버 및 제k+1 기판 지지부를 포함하며, 상기 제k+1 기판 지지부는, 상기 제k+1 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되고, 하나 또는 복수의 제k+1 하부 전극을 포함하며, 상기 소스 RF 신호가 상기 제1 정합 회로를 통해 상기 제k+1 플라즈마 처리 장치에 공급되고, 상기 n-1 개의 위상 조정 회로 중 제k 위상 조정 회로에서 위상 시프트된 바이어스 RF 신호가 상기 제k+1 플라즈마 처리 장치의 상기 하나 또는 복수의 제k+1 하부 전극 중 적어도 하나에 공급된다.
일 예시적 실시형태에서 상기 n-1 개의 위상 조정 회로는, 상기 바이어스 RF 신호의 위상을 360도/n씩 순차적으로 시프트하도록 구성된다.
일 예시적 실시형태에서 플라즈마 처리 시스템은, 상기 n 개의 플라즈마 처리 장치 각각과 상기 제1 정합 회로를 결합할지의 여부를 전환하는 n 개의 제1 스위치와, 상기 n 개의 플라즈마 처리 장치 각각과 상기 제2 정합 회로를 결합할지의 여부를 전환하는 n 개의 제2 스위치를 추가로 포함한다.
일 예시적 실시형태에서는 플라즈마 처리 시스템이 제공된다. 플라즈마 처리 시스템은, 플라즈마 생성용 소스 RF 신호를 생성하도록 구성되는 소스 RF 신호 생성부와, 상기 소스 RF 신호 생성부에 결합되는 제1 정합 회로와, n 개(n은 2 이상의 정수)의 전압 펄스의 시퀀스를 생성하도록 구성되는 전압 펄스 생성부로서, 상기 n 개의 전압 펄스의 시퀀스는 서로 위상이 다른, 전압 펄스 생성부와, n 개의 플라즈마 처리 장치를 구비하며, 상기 n 개의 플라즈마 처리 장치 중 제k(k는 1 내지 n의 정수)의 플라즈마 처리 장치는, 제k 플라즈마 처리 챔버 및 제k 기판 지지부를 포함하고, 상기 제k 기판 지지부는, 상기 제k 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되며, 하나 또는 복수의 제1 하부 전극을 포함하고, 상기 소스 RF 신호가 상기 제1 정합 회로를 통해 상기 제k 플라즈마 처리 장치에 공급되고, 상기 n 개의 전압 펄스의 시퀀스 중 제k 전압 펄스들의 시퀀스가 상기 제k 플라즈마 처리 장치의 상기 하나 또는 복수의 제k 하부 전극 중 적어도 하나에 공급된다.
이하에서 도면을 참조하여 본 개시의 각 실시형태에 대해 상세히 설명한다. 아울러 각 도면에서 동일하거나 유사한 요소에는 동일한 부호를 붙였으며, 중복되는 설명은 생략하였다. 달리 언급하지 않는 한, 도면에 나타낸 위치 관계에 기초하여 상하 좌우 등의 위치 관계를 설명한다. 도면의 치수 비율은 실제 비율을 나타내지 않으며, 또한 실제 비율은 도면에 나타낸 비율로 한정되지 않는다.
도 1은 일 예시적 실시형태와 관련된 플라즈마 처리 시스템을 나타낸 블록도이다. 플라즈마 처리 시스템은, 플라즈마 처리 장치(1) 및 제어부(2)를 포함한다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 플라즈마 처리 챔버(10), 기판 지지부(11) 및 플라즈마 생성부(12)를 포함한다. 플라즈마 처리 챔버(10)는, 플라즈마 처리 공간을 갖는다. 또한 플라즈마 처리 챔버(10)는, 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 공간으로 공급하기 위한 적어도 하나의 가스 공급구와, 플라즈마 처리 공간으로부터 가스를 배출하기 위한 적어도 하나의 가스 배출구를 갖는다. 가스 공급구는 후술하는 가스 공급부(20)에 접속되며, 가스 배출구는 후술하는 배기 시스템(40)에 접속된다. 기판 지지부(11)는, 플라즈마 처리 공간 내에 배치되며, 기판을 지지하기 위한 기판 지지면을 갖는다.
플라즈마 생성부(12)는, 플라즈마 처리 공간 내에 공급된 적어도 하나의 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하도록 구성된다. 플라즈마 처리 공간에 형성되는 플라즈마는, 용량 결합 플라즈마(CCP: Capacitively Coupled Plasma), 유도 결합 플라즈마(ICP: Inductively Coupled Plasma), ECR 플라즈마(Electron-Cyclotron-resonance plasma), 헬리콘파 여기 플라즈마(HWP: Helicon Wave Plasma), 또는 표면파 플라즈마(SWP: Surface Wave Plasma) 등일 수도 있다. 또한 AC(Alternating Current) 플라즈마 생성부 및 DC(Direct Current) 플라즈마 생성부를 포함하는, 다양한 종류의 플라즈마 생성부가 사용될 수도 있다. 일 실시형태에서, AC 플라즈마 생성부에서 사용되는 AC 신호(AC 전력)는, 100kHz 내지 10GHz의 범위의 주파수를 갖는다. 따라서 AC 신호는 RF(Radio Frequency) 신호 및 마이크로파 신호를 포함한다. 일 실시형태에서 RF 신호는, 200kHz 내지 150MHz 범위의 주파수를 갖는다.
제어부(2)는, 본 개시에서 설명한 각종 공정을 플라즈마 처리 장치(1)에 실행시키는 컴퓨터로 실행 가능한 명령을 처리한다. 제어부(2)는, 여기에서 설명하는 각종 공정을 실행하도록 플라즈마 처리 장치(1)의 각 요소를 제어하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에서는 제어부(2)의 일부 또는 전부가 플라즈마 처리 장치(1)에 포함될 수 있다. 제어부(2)는 예를 들면 컴퓨터(2a)를 포함할 수 있다. 컴퓨터(2a)는, 예를 들면 처리부(CPU(Central Processing Unit)(2a1), 기억부(2a2), 및 통신 인터페이스(2a3)를 포함할 수 있다. 처리부(2a1)는, 기억부(2a2)에 저장된 프로그램에 기초하여 다양한 제어 동작을 실시하도록 구성될 수 있다. 기억부(2a2)는 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(2a3)는 LAN(Local Area Network) 등의 통신 회선을 통해 플라즈마 처리 장치(1)와의 사이에서 통신할 수 있다.
도 2는 일 예시적 실시형태와 관련된 플라즈마 처리 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다. 플라즈마 처리 시스템은, 제1 플라즈마 처리 장치(1-1) 및 제2 플라즈마 처리 장치(1-2), 전원(30), 임피던스 정합 회로(50), 및 위상 조정 회로(60)를 포함한다. 일 실시형태에서, 제1 플라즈마 처리 장치(1-1)는, 제1 플라즈마 처리 챔버와, 제1 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되는 제1 기판 지지부와, 제1 기판 지지부 내에 배치되는 제1 하부 전극과, 제1 기판 지지부의 상방에 배치되는 제1 상부 전극을 포함한다. 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)는, 제2 플라즈마 처리 챔버와, 제2 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되는 제2 기판 지지부와, 제2 기판 지지부 내에 배치되는 제2 하부 전극과, 제2 기판 지지부의 상방에 배치되는 제2 상부 전극을 포함한다. 이하에서는, 제1 플라즈마 처리 장치(1-1) 및/또는 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)를 총칭하여 '플라즈마 처리 장치(1)'라고도 한다.
도 3은 플라즈마 처리 장치(1)의 일례를 개략적으로 나타낸 도면이다. 이하에서는, 각 도면을 참조하여 플라즈마 처리 장치(1)의 일례로서의 용량 결합 플라즈마 처리 장치의 구성예를 설명한다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 플라즈마 처리 챔버(10), 가스 공급부(20) 및 배기 시스템(40)을 포함한다. 또한 플라즈마 처리 장치(1)는, 기판 지지부(11) 및 가스 도입부를 포함한다. 가스 도입부는, 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 챔버(10) 내로 도입하도록 구성된다. 가스 도입부는 샤워 헤드(13)를 포함한다. 기판 지지부(11)는 플라즈마 처리 챔버(10) 내에 배치된다. 샤워 헤드(13)는 기판 지지부(11)의 상방에 배치된다. 일 예시적 실시형태에서 샤워 헤드(13)는, 플라즈마 처리 챔버(10)의 천장부(ceiling)의 적어도 일부를 구성한다. 플라즈마 처리 챔버(10)는, 샤워 헤드(13), 플라즈마 처리 챔버(10)의 측벽(10a) 및 기판 지지부(11)로 규정된 플라즈마 처리 공간(10s)을 갖는다. 플라즈마 처리 챔버(10)는, 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 공간(10s)으로 공급하기 위한 적어도 하나의 가스 공급구와, 플라즈마 처리 공간으로부터 가스를 배출하기 위한 적어도 하나의 가스 배출구를 갖는다. 측벽(10a)은 접지된다. 샤워 헤드(13) 및 기판 지지부(11)는 플라즈마 처리 챔버(10)의 하우징과 전기적으로 절연된다.
기판 지지부(11)는, 본체부(111) 및 링 어셈블리(112)를 포함한다. 본체부(111)는, 기판(웨이퍼)(W)을 지지하기 위한 중앙 영역(기판 지지면)(111a)과, 링 어셈블리(112)를 지지하기 위한 고리형 영역(링 지지면)(111b)을 갖는다. 본체부(111)의 고리형 영역(111b)은, 평면에서 볼 때 본체부(111)의 중앙 영역(111a)을 둘러싸고 있다. 기판(W)은, 본체부(111)의 중앙 영역(111a) 상에 배치되고, 링 어셈블리(112)는 본체부(111)의 중앙 영역(111a) 상의 기판(W)을 둘러싸도록 본체부(111)의 고리형 영역(111b) 상에 배치된다. 일 실시형태에서 본체부(111)는, 베이스 및 정전 척을 포함한다. 베이스는 도전성 부재를 포함한다. 베이스의 도전성 부재는 하부 전극으로서 기능한다. 정전 척은 베이스 상에 배치된다. 정전 척은 세라믹 부재와 세라믹 부재 내에 배치되는 정전 전극을 포함한다. 세라믹 부재는 중앙 영역(111a)을 갖는다. 일 실시형태에서 세라믹 부재는 고리형 영역도 갖는다. 아울러 고리형 정전 척이나 고리형 절연 부재와 같은, 정전 척을 둘러싸는 다른 부재가 고리형 영역을 가질 수도 있다. 이 경우 링 어셈블리(112)는, 고리형 정전 척 또는 고리형 절연 부재 상에 배치될 수도 있고, 정전 척과 고리형 절연 부재 둘 모두 상에 배치될 수도 있다. 또한 RF 또는 DC 전극이 세라믹 부재 내에 배치될 수도 있는데, 이 경우 RF 또는 DC 전극은 하부 전극으로서 기능할 수 있다. 후술하는 바이어스 RF 신호 또는 DC 신호가 RF 또는 DC 전극에 공급되는 경우, RF 또는 DC 전극은 바이어스 전극이라고도 불린다. 또한 베이스의 도전성 부재와 RF 또는 DC 전극 모두가 하부 전극으로서 기능할 수도 있다. 따라서, 기판 지지부(11)는 하나 이상의 하부 전극을 포함한다. 링 어셈블리(112)는, 하나 또는 복수의 고리형 영역을 포함한다. 하나 또는 복수의 고리형 부재 중 적어도 하나는 엣지 링이다. 또한 도면에는 생략되었으나 기판 지지부(11)는, 정전 척, 링 어셈블리(112) 및 기판 중 적어도 하나를 타겟 온도로 조절하도록 구성되는 온도 조절 모듈을 포함할 수 있다. 온도 조절 모듈은, 히터, 열 전달 매체, 유로, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 유로에는, 염수나 가스와 같은 열 전달 유체가 흐른다. 또한 기판 지지부(11)는, 기판(W)의 이면과 기판 지지면(111a) 사이에 열 전달 가스를 공급하도록 구성된 열 전달 가스 공급부를 포함할 수 있다.
샤워 헤드(13)(도 3 참조)는, 가스 공급부(20)로부터 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 공간(10s) 내로 도입하도록 구성된다. 샤워 헤드(13)는, 적어도 하나의 가스 공급구(13a), 적어도 하나의 가스 확산실(13b) 및 복수의 가스 도입구(13c)를 갖는다. 가스 공급구(13a)에 공급된 처리 가스는, 가스 확산실(13b)를 통과하여 복수의 가스 도입구(13c)로부터 플라즈마 처리 공간(10s) 내로 도입된다. 또한 샤워 헤드(13)는 하나 이상의 상부 전극을 포함한다. 아울러 가스 도입부는, 샤워 헤드(13)와 더불어 측벽(10a)에 형성된 하나 또는 복수의 개구부에 장착되는 하나 또는 복수의 사이드 가스 주입부(SGI: Side Gas Injector)를 포함할 수 있다.
가스 공급부(20)는, 적어도 하나의 가스 소스(21) 및 적어도 하나의 유량 제어기(22)를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서 가스 공급부(20)는, 적어도 하나의 처리 가스를, 각각에 대응되는 가스 소스(21)로부터 각각에 대응되는 유량 제어기(22)를 통해 샤워 헤드(13)로 공급하도록 구성된다. 각 유량 제어기(22)는 예를 들면 질량 유량 제어기 또는 압력 제어식 유량 제어기를 포함할 수 있다. 또한 가스 공급부(20)는, 적어도 하나의 처리 가스의 유량을 변조 또는 펄스화하는 적어도 하나의 유량 변조 디바이스를 포함할 수 있다.
전원(30)은, 적어도 하나의 임피던스 정합 회로(50)를 통해 플라즈마 처리 챔버(10)에 결합되는 RF 전원(31)을 포함한다. RF 전원(31)은, 소스 RF 신호 및 바이어스 RF 신호와 같은 적어도 하나의 RF 신호(RF 전력)를, 하나 이상의 하부 전극 및/또는 하나 이상의 상부 전극에 공급하도록 구성된다. 이에 따라, 플라즈마 처리 공간(10s)에 공급된 적어도 하나의 처리 가스로부터 플라즈마가 형성된다. 따라서 RF 전원(31)은 플라즈마 생성부(12)의 적어도 일부로서 기능할 수 있다. 또한 바이어스 RF 신호를 하나 이상의 하부 전극에 공급함으로써, 기판(W)에 바이어스 전위가 발생하여, 형성된 플라즈마 중의 이온 성분을 기판(W)으로 인입할 수 있다.
일 실시형태에서 RF 전원(31)은, 제1 RF 생성부(31a) 및 제2 RF 생성부(31b)를 포함한다. 제1 RF 생성부(31a)는, 적어도 하나의 정합 회로(51a)를 통해 하나 이상의 하부 전극 및/또는 하나 이상의 상부 전극과 결합하여, 플라즈마 생성용 소스 RF 신호(소스 RF 전력)를 생성하도록 구성된다. 제1 RF 생성부(31a)는, 소스 RF 신호 생성부의 일례이다. 일 실시형태에서 소스 RF 신호는, 10 MHz 내지 150 MHz 범위의 주파수를 갖는 RF를 포함하도록 구성되는 연속파 또는 펄스파이다. 일 실시형태에서 제1 RF 생성부(31a)는, 상이한 주파수를 갖는 복수의 소스 RF 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 생성된 하나 또는 복수의 소스 RF 신호는, 하나 이상의 하부 전극 및/또는 하나 이상의 상부 전극에 공급된다. 일 실시형태에서 제1 RF 생성부(31a)는, 소스 RF 신호로서 제1 주파수를 갖는 제1 연속적 또는 펄스화 RF 신호를 생성하도록 구성된다.
제1 정합 회로(51a)는 제1 RF 생성부(31a)에 결합된다. 또한 제1 플라즈마 처리 장치(1-1) 및 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)는, 제1 정합 회로(51a)에 결합된다. 즉, 제1 정합 회로(51a)는, 제1 플라즈마 처리 장치(1-1)의 하나 이상의 상부 전극 또는 하나 이상의 하부 전극에 결합되며, 또한 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)의 하나 이상의 상부 전극 또는 하나 이상의 하부 전극에 결합된다. 따라서 생성된 제1 소스 RF 신호는, 제1 정합 회로(51a)를 통해 제1 플라즈마 처리 장치(1-1)의 하나 이상의 하부 전극 또는 하나 이상의 상부 전극과, 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)의 하나 이상의 하부 전극 또는 하나 이상의 상부 전극에 공급된다. 즉, 소스 RF 신호는, 제1 정합 회로(51a)로부터 제1 플라즈마 처리 장치(1-1)의 하나 이상의 하부 전극 또는 하나 이상의 상부 전극과, 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)의 하나 이상의 하부 전극 또는 하나 이상의 상부 전극에 공급된다.
제2 RF 생성부(31b)는, 적어도 하나의 정합 회로(51b)를 통해 하나 이상의 하부 전극과 결합하여, 바이어스 RF 신호(바이어스 RF 전력)를 생성하도록 구성된다. 제2 RF 생성부(31b)는, 바이어스 RF 신호 생성부의 일례이다. 하나 이상의 하부 전극이 두 개의 하부전극을 포함하는 경우에는, 한쪽의 하부 전극이 정합 회로(51a)를 통해 제1 RF 생성부(31a)에 결합되고, 다른 쪽의 하부 전극이 정합 회로(51b)를 통해 제2 RF 생성부(31b)에 결합될 수도 있다. 일례로, 당해 한쪽의 하부전극은 베이스일 수 있으며, 또한 당해 다른 쪽의 하부전극은 바이어스 전극일 수 있다.
일 실시형태에서, 바이어스 RF 신호는, 소스 RF 신호보다 낮은 주파수를 갖는다. 일 실시형태에서 바이어스 RF 신호는, 100kHz 내지 60MHz 범위의 주파수를 갖는 RF를 포함하여 구성되는 연속파 또는 펄스파이다. 일 실시형태에서 제2 RF 생성부(31b)는, 상이한 주파수를 갖는 복수의 바이어스 RF 신호를 생성하도록 구성될 수도 있다. 생성된 하나 또는 복수의 바이어스 RF 신호는 하나 이상의 하부 전극에 공급된다. 또한 다양한 실시형태에서, 소스 RF 신호 및 바이어스 RF 신호 중 적어도 하나가 펄스화될 수도 있다. 일 실시형태에서 제2 RF 생성부(31b)는, 바이어스 RF 신호로서 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수를 갖는 제2 연속적 또는 펄스화 RF 신호를 생성하도록 구성된다.
제2 정합 회로(51b)는 제2 RF 생성부(31b)에 결합된다. 또한 제1 플라즈마 처리 장치(1-1) 및 위상 조정 회로(60)는 제2 정합 회로 (51b)에 결합되며, 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)는 위상 조정 회로(60)에 결합된다. 즉, 제2 정합 회로(51b)는, 제1 플라즈마 처리 장치(1-1)의 하나 이상의 하부 전극에 결합된다. 따라서 생성된 바이어스 RF 신호는, 제2 정합 회로(51b)를 통해 제1 플라즈마 처리 장치(1-1)의 하나 이상의 하부 전극 및 위상 조정 회로(60)에 공급된다. 즉, 바이어스 RF 신호는, 제2 정합 회로(51b)로부터 제1 플라즈마 처리 장치(1-1)의 하나 이상의 하부 전극 및 위상 조정 회로(60)에 공급된다. 그리고 제2 정합 회로(51b)를 통해 제2 RF 생성부(31b)로부터 위상 조정 회로(60)에 공급된 바이어스 RF 신호의 위상은, 위상 조정 회로(60)에서 시프트된다. 위상 조정 회로(60)는, 제2 플라즈마 처리 장치(1-2), 즉 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)의 하나 이상의 하부 전극에 결합된다. 따라서 위상 시프트된 바이어스 RF 신호는, 위상 조정 회로(60)로부터 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)의 하나 이상의 하부 전극에 공급된다.
또한 전원(30)은, 플라즈마 처리 챔버(10)에 결합되는 DC 전원(32)을 포함할 수도 있다. DC 전원(32)은 제1 DC 생성부(32a) 및 제2 DC 생성부(32b)를 포함한다. 일 실시형태에서 제1 DC 생성부(32a)는, 하나 이상의 하부 전극에 접속되어, 제1 DC 신호를 생성하도록 구성된다. 생성된 제1 DC 신호는, 하나 이상의 하부 전극에 인가된다. 일 실시형태에서는, 제1 DC 신호가 정전 척 내의 전극과 같은 다른 전극에 인가될 수 있다.
일 실시형태에서 제2 DC 생성부(32b)는, 하나 이상의 상부 전극에 접속되어, 제2 DC 신호를 생성하도록 구성된다. 생성된 제2 DC 신호는 하나 이상의 상부 전극에 인가된다.
다양한 실시형태에서는 제1 및 제2 DC 신호가 펄스화될 수 있다. 이 경우, 전압 펄스의 시퀀스가 하나 이상의 하부 전극 및/또는 하나 이상의 상부 전극에 인가된다. 전압 펄스는 직사각형, 사다리꼴, 삼각형 또는 이들의 조합의 펄스 파형을 가질 수 있다. 일 실시형태에서는 DC 신호로부터 전압 펄스의 시퀀스를 생성하기 위한 파형 생성부가 제1 DC 생성부(32a)와 하나 이상의 하부 전극 사이에 접속된다. 따라서 제1 DC 생성부(32a) 및 파형 생성부는, 전압 펄스 생성부를 구성한다. 제2 DC 생성부(32b) 및 파형 생성부가 전압 펄스 생성부를 구성하는 경우, 전압 펄스 생성부는 하나 이상의 상부 전극에 접속된다.
전압 펄스는 양의 극성을 가질 수도 있고 음의 극성을 가질 수도 있다. 또한 전압 펄스의 시퀀스는, 하나의 주기 내에 하나 또는 복수의 양극성 전압 펄스와 하나 또는 복수의 음극성 전압 펄스를 포함할 수도 있다. 아울러 제1 DC 생성부(32a) 및 제2 DC 생성부(32b)는, RF 전원(31)과 더불어 설치될 수도 있고, 제1 DC 생성부(32a)가 제2 RF 생성부(31b) 대신 설치될 수도 있다. 후자의 경우, 도 5와 같이, 정합 회로를 수반하지 않고 제1 DC 신호 생성부(32a)를 포함하는 전압 펄스 생성부와 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)의 하나 이상의 하부 전극 사이에 위상 조정 회로(60)가 접속된다. 일 실시형태에서 제1 DC 신호 생성부(32a)를 포함하는 전압 펄스 생성부는, 제1 플라즈마 처리 장치(1-1)의 하나 이상의 하부 전극 및 위상 조정 회로(60)에 결합된다. 따라서 제1 DC 신호 생성부(32a)를 포함하는 전압 펄스 생성부에 의해 생성된 전압 펄스의 시퀀스는, 제1 플라즈마 처리 장치(1-1)의 하나 이상의 하부 전극 및 위상 조정 회로(60)에 공급된다. 그리고 제1 DC 신호 생성부(32a)를 포함하는 전압 펄스 생성부로부터 위상 조정 회로(60)에 공급된 전압 펄스의 시퀀스의 위상은, 위상 조정 회로(60)에서 시프트된다. 위상 조정 회로(60)는, 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)의 하나 이상의 하부 전극에 결합된다. 따라서 위상 시프트된 전압 펄스의 시퀀스는, 위상 조정 회로(60)로부터 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)의 하나 이상의 하부 전극에 공급된다.
임피던스 정합 회로(50)는, 제1 정합 회로(51a) 및 제2 정합 회로(51b)를 갖는다. 제1 정합 회로(51a)는 입력 단자 및 출력 단자를 갖는다. 당해 입력 단자는 제1 RF 생성부(31a)에 전기적으로 결합된다. 또한 당해 출력 단자는 제1 플라즈마 처리 장치(1-1)에 설치된 기판 지지부(11) 또는 샤워 헤드(13), 및 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)에 설치된 기판 지지부(11) 또는 샤워 헤드(13)에 전기적으로 결합된다. 제1 정합 회로(51a)는, 입력 단자의 임피던스에 대한 출력 단자의 임피던스를 조정한다. 일례로 제1 정합 회로(51a)는, 입력 단자의 임피던스와 출력 단자의 임피던스를 정합시킨다. 입력 단자의 임피던스는, 제1 RF 생성부(31a)의 출력 임피던스일 수 있다. 또한 출력 단자의 임피던스는, 제1 플라즈마 처리 장치(1-1) 및 제2 플라즈마 처리 장치(1-2) 내에서 각각 생성된 플라즈마의 부하를 포함할 수 있다. 제2 정합 회로(51b)는, 입력 단자 및 출력 단자를 갖는다. 당해 입력 단자는 제2 RF 생성부(31b)에 전기적으로 결합된다. 또한 당해 출력 단자는 제1 플라즈마 처리 장치(1-1)에 설치된 기판 지지부(11) 및 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)에 설치된 기판 지지부(11)에 전기적으로 결합된다. 제2 정합 회로(51b)는 입력 단자의 임피던스에 대한 출력 단자의 임피던스를 조정한다. 일례로 제2 정합 회로(51b)는, 입력 단자의 임피던스와 출력 단자의 임피던스를 정합시킨다. 입력 단자의 임피던스는 제2 RF 생성부(31b)의 출력 임피던스일 수 있다. 또한 출력 단자의 임피던스는 제1 플라즈마 처리 장치(1-1) 및 제2 플라즈마 처리 장치(1-2) 내에서 각각 생성된 플라즈마의 부하를 포함할 수 있다.
위상 조정 회로(60)는, 제2 정합 회로(51b)를 통해 제2 RF 생성부(31b)로부터 제1 바이어스 RF 신호를 수신한다. 위상 조정 회로(60)는, 제1 바이어스 RF 신호의 위상을 시프트하여, 제1 바이어스 RF 신호와 위상차를 갖는 제2 바이어스 RF 신호를 생성한다.
도 4A 및 도 4B는 위상 조정 회로(60)의 회로 구성의 일례를 나타낸 도면이다. 위상 조정 회로(60)는, 입력 단자(61), 출력 단자(62), 하나 이상의 인덕터(63) 및 하나 이상의 커패시터(64)를 포함하여 구성된다. 위상 조정 회로(60)는, 입력 단자(61)에서 제2 정합 회로(51b)의 출력 단자와 전기적으로 결합된다. 또한 위상 조정 회로(60)는, 출력 단자(62)에서 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)에 포함되는 하부 전극 또는 하부 전극으로서 기능하는 도전성 부재에 전기적으로 결합된다. 위상 조정 회로(60)는, 도 4A 및 도 4B에 나타낸 두 개의 회로 중 하나 또는 둘 모두가, 직렬로 복수의 단이 연결된 회로일 수 있다.
도 4a에 나타낸 위상 조정 회로(60)는, 하나의 인덕터(63)와 두 개의 커패시터(64-1 및 64-2)를 갖도록 구성된다. 인덕터(63)는 그 일단이 입력 단자(61)에 전기적으로 결합되며, 타단은 출력 단자(62)에 전기적으로 결합된다. 캐패시터(64-1)는, 그 일단이 입력 단자(61) 및 인덕터(63)의 일단에 전기적으로 결합되며, 타단은 접지된다. 또한 커패시터(64-2)는, 그 일단이 출력 단자(62) 및 인덕터(63)의 타단에 전기적으로 결합되며, 그 타단은 접지된다.
도 4B에 나타낸 위상 조정 회로(60)는, 두 개의 인덕터(63-1 및 63-2)와, 하나의 커패시터(64)를 갖도록 구성된다. 인덕터(63-1 및 63-2)는, 입력 단자(61)와 출력 단자(62) 사이에 직렬로 설치된다. 즉 인덕터(63-1)는, 그 일단이 입력 단자(61)에 전기적으로 결합되며, 타단은 인덕터(63-2)의 일단과 전기적으로 결합된다. 또한 인덕터(63-2)는, 그 타단이 출력 단자(62)에 전기적으로 결합된다. 캐패시터(64)는, 그 일단이 인덕터(63-1)의 타단 및 인덕터(63-2)의 일단에 전기적으로 결합되며, 그 타단은 접지된다.
위상 조정 회로(60)에 포함되는 인덕터(63), 커패시터(64) 및/또는 기타 소자는 그 특성이 가변적이도록 구성될 수도 있다. 도 4A 및 도 4B의 위상 조정 회로(60)에 포함되는 커패시터(64)는, 그 용량이 가변적인 가변 커패시터이다. 또한 인덕터(63)는, 그 인덕턴스가 가변적인 가변 인덕터일 수 있다. 위상 조정 회로(60)가 가변 커패시터나 가변 인덕터 등의 가변 소자를 포함하는 경우, 제어부(2)(도 1 참조)는 가변 소자의 특성을 제어하여, 위상 조정 회로(60)가 생성하는 제1 바이어스 RF 신호에 대한 제2 바이어스 RF 신호의 위상차를 조정할 수 있다. 일례로 플라즈마 처리 시스템은, 제1 RF 생성부(31a)와 제1 정합 회로(51a) 사이에 전기적으로 결합된 센서를 구비하며, 제어부(2)는 당해 센서의 측정값에 기초하여 가변 소자의 특성을 제어할 수 있다. 일례로 당해 센서는, 소스 RF 신호의 전압과 전류의 위상차를 측정하는 센서나 방향성 결합기를 사용하여 소스 RF 신호의 반사파의 전력을 측정하는 센서일 수 있다. 일 실시형태에서 센서는, 제1 RF 생성부(31a)와 제1 정합 회로(51a) 사이에서 소스 RF 신호의 파라미터를 모니터링하고, 모니터링 결과를 출력하도록 구성된다. 센서는 VI 센서일 수도 있고 방향성 결합기일 수도 있다. VI 센서는 소스 RF 신호의 전압과 전류의 위상차를 모니터링하도록 구성된다. 방향성 결합기는 소스 RF 신호의 반사파를 모니터링하도록 구성된다. 그리고 위상 조정 회로(60)는, 센서에 의해 출력된 모니터링 결과에 기초하여 가변 인덕터 및/또는 가변 커패시터를 조정하도록 구성된다. 위상 조정 회로(60)는, 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)에서의 플라즈마 처리 이전 또는 이후에 가변 인덕터 및/또는 가변 커패시터를 조정하도록 구성된다. 아울러 위상 조정 회로(60)는, 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)에서의 플라즈마 처리 동안 가변 인덕터 및/또는 가변 커패시터를 조정하도록 구성될 수도 있다.
배기 시스템(40)(도 3 참조)은, 예를 들면 플라즈마 처리 챔버(10)의 바닥부에 설치된 가스 배출구(10e)에 접속될 수 있다. 배기 시스템(40)은, 압력 조정 밸브 및 진공 펌프를 포함할 수 있다. 압력 조정 밸브에 의해 플라즈마 처리 공간(10s) 내의 압력이 조정된다. 진공 펌프는 터보 분자 펌프, 드라이 펌프 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
도 6은 일 예시적 실시형태와 관련된 플라즈마 처리 방법(이하, '본 처리 방법'이라고 하는 경우도 있음)을 나타낸 흐름도이다. 도 7 및 도 8은, 본 처리 방법에서 소스 RF 신호와 제1 바이어스 RF 신호 및 제2 바이어스 RF 신호가 공급되는 기간의 일례를 나타낸 타이밍 차트이다. 도 7에서 가로축은 시간을 나타낸다. 또한 도 7에서 세로축은, 소스 RF 신호와 제1 바이어스 RF 신호 및 제2 바이어스 RF 신호의 각 전력 레벨(일례로 소스 RF 신호와 제1 바이어스 RF 신호 및 제2 바이어스 RF 신호의 각 전력의 실효값)을 나타낸다. 각 신호 'L1'은, 각 신호가 공급되지 않았거나(즉 전력 레벨이 0W이거나) 또는 'H1'으로 표시된 전력 레벨보다 낮음을 나타낸다.
도 6에 나타낸 것처럼 본 처리 방법은, 기판을 배치하는 공정(ST1), 처리 가스를 공급하는 공정(ST2), 소스 RF 신호를 공급하는 공정(ST3) 및 바이어스 RF 신호를 공급하는 공정(ST4)을 포함한다. 또한 바이어스 RF 신호를 공급하는 공정(ST4)은, 제1 바이어스 RF 신호를 생성하는 공정(ST41), 제1 바이어스 RF 신호를 공급하는 공정(ST42), 제2 바이어스 RF 신호를 생성하는 공정(ST43) 및 제2 바이어스 RF 신호를 공급하는 공정(ST44)을 포함한다. 이하에서는, 본 처리 방법의 각 공정에 대해 설명하는데, '플라즈마 처리 챔버(10)'에 관한 설명은, 달리 설명하지 않는 한 제1 플라즈마 처리 장치(1-1) 및 제2 플라즈마 처리 장치(1-2) 모두에 관한 설명이다.
공정 ST1에서는 기판 지지부(11)에 기판(W)이 배치된다. 기판(W)은, 예를 들면 실리콘 웨이퍼 상에, 베이스막, 본 처리 방법에 의해 에칭되는 에칭막, 소정의 패턴을 갖는 마스크막 등이 적층된 기판일 수 있다. 에칭막은, 예를 들면 유전막, 반도체막, 금속막 등일 수 있다.
공정 ST2에서는 처리 가스가 플라즈마 처리 챔버(10) 내에 공급된다. 처리 가스는 기판(W)에 형성된 에칭막을 에칭하기 위해 사용되는 가스이다. 처리 가스의 종류는, 에칭막의 재료, 마스크막의 재료, 베이스막의 재료, 마스크막이 갖는 패턴, 에칭의 깊이 등에 기초하여 적절히 선택될 수 있다.
공정 ST3 및 ST4에서는, 소스 RF 신호와 제1 바이어스 RF 신호 및 제2 바이어스 RF 신호가 플라즈마 처리 챔버(10)에 공급된다. 아울러 공정 ST3 및 공정 ST4는, 동시에 시작될 수도 있고 다른 타이밍에 시작될 수도 있다. 또한 공정 ST3 및 공정 ST4가 다른 타이밍에 시작되는 경우, 그 순서는 임의여도 무방하다. 또한 제1 바이어스 RF 신호 및 제2 바이어스 RF 신호를 총칭하여 '바이어스 RF 신호'라고 하는 경우도 있다.
공정 ST3에서는 먼저 제1 RF 생성부(31a)가 소스 RF 신호를 생성한다. 도 7 및 도 8에 나타낸 것처럼 소스 RF 신호는, 일례로 H 기간 동안 전기 펄스를 포함하는 펄스파이다. 즉 소스 RF 신호는, 당해 소스 RF 신호를 구성하는 제1 RF의 전력 레벨이 0인 L 기간과 당해 전력 레벨이 높은 기간인 H 기간을 번갈아 반복하는 신호이다. 소스 RF 신호의 전기 펄스를 구성하는 제1 RF의 주파수는, 예를 들면 10MHz 이상 120MHz 이하이다. 또한 제1 RF의 전력 레벨은, L 기간 동안 0보다 크고 H1보다 작은 전력 레벨일 수 있다. 또한 소스 RF 신호는, 펄스파가 아닌 연속파일 수 있다. 즉 소스 RF 신호는, 제1 RF가 연속하는 신호일 수 있다.
또한 제1 RF 생성부(31a)는, 생성된 소스 RF 신호를 제1 정합 회로(51a)를 통해 제1 플라즈마 처리 장치(1-1) 및 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)에 공급한다. 일례로 제1 RF 생성부(31a)는, 제1 플라즈마 처리 장치(1-1)의 기판 지지부(11)에 소스 RF 신호를 공급할 뿐만 아니라, 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)의 기판 지지부(11)에 소스 RF 신호를 공급한다. 이로써 제1 플라즈마 처리 장치(1-1) 및 제2 플라즈마 처리 장치(1-2) 모두에서, 챔버 내에 공급되는 처리 가스에 의해 플라즈마가 생성된다.
공정 ST4에서는 바이어스 RF 신호가 플라즈마 처리 챔버(10)에 공급된다. 먼저, 공정 ST41에서는 제2 RF 생성부(31b)가 제1 바이어스 RF 신호를 생성한다. 도 7 및 도 8에 나타낸 것처럼 제1 바이어스 RF 신호는, 일례로 H 기간 동안 전기 펄스를 포함하는 펄스파이다. 즉 제1 바이어스 RF 신호는, 당해 제1 바이어스 RF 신호를 구성하는 제2 RF의 전력 레벨이 0인 L 기간과 당해 전력 레벨이 높은 기간인 H 기간을 번갈아 반복하는 신호이다. 제1 바이어스 RF 신호를 구성하는 제2 RF는, 소스 RF 신호를 구성하는 제1 RF보다 낮은 주파수를 갖는다. 제2 RF의 주파수는 예를 들면 100kHz 이상 20MHz 이하이다. 제2 RF의 주파수는 400kHz 이상 4MHz 이하일 수 있다. 또한 바이어스 RF 신호는 펄스파가 아닌 연속파일 수 있다. 즉 제1 바이어스 RF 신호는, 제2 RF가 연속하는 신호일 수 있다. 예를 들어, 소스 RF 신호 및 제1 바이어스 RF 신호(및 제2 바이어스 RF 신호)는 모두 연속파일 수도 있고, 또 하나는 연속파이고 다른 하나는 펄스파일 수도 있다.
공정 ST41에서 제1 바이어스 RF 신호가 생성되면, 공정 ST42에서는 위상 조정 회로(60)가 제2 바이어스 RF 신호를 생성한다. 위상 조정 회로(60)는, 제1 RF 생성부(31a)로부터 제1 바이어스 RF 신호를 수신하고, 그 위상을 시프트하여 제2 바이어스 RF 신호를 생성한다. 즉 도 8에 나타낸 것처럼, H 기간 동안 제2 바이어스 RF 신호를 구성하는 제3 RF는, 제1 바이어스 RF 신호의 전기 펄스를 구성하는 제2 RF에 대한 위상차 Δθ를 갖는다. 일 실시형태에서 위상차 Δθ는 180도이다.
위상차 Δθ는 제1 RF 신호의 특성의 측정값에 기초하여 설정될 수 있다. 당해 특성은, 일례로 제1 RF 신호의 전압과 전류의 위상차나 제1 RF 신호의 반사파의 전력일 수 있다. 일례로 제1 RF 생성부(31a)와 제1 정합 회로(51a) 사이에 전기적으로 결합된 센서가, 제1 RF 신호의 특성을 측정하고, 제어부(2)가 당해 특성의 측정값에 기초하여 위상 조정 회로(60)에 포함되는 가변 소자의 특성을 제어할 수 있다. 제어부(2)는, 기판(W)에 대해 플라즈마 처리(예를 들면 에칭 처리)를 실행하기 전에, 위상차 Δθ를 미리 정할 수도 있다. 그리고 제어부(2)는, 위상 조정 회로(60)에 포함되는 가변 소자의 특성을 일정하게 유지함으로써, 플라즈마 처리의 실행 중에 위상차 Δθ를 일정하게 유지하여, 기판(W)에 대해 플라즈마 처리를 실행할 수 있다. 또한 제어부(2)는, 플라즈마 처리의 실행 중에 위상차 Δθ를 동적으로 제어할 수도 있다. 일례로 제1 RF 생성부(31a)와 제1 정합 회로(51a) 사이에 전기적으로 결합된 센서가, 플라즈마 처리의 실행 중에 제1 RF 신호의 특성을 측정하고, 제어부(2)가 당해 특성의 측정값에 기초하여 위상 조정 회로(60)에 포함되는 가변 소자의 특성을, 플라즈마 처리의 실행 중에 동적으로 제어할 수 있다.
공정 ST41 및 공정 ST42에서 제1 바이어스 RF 신호 및 제2 바이어스 RF 신호가 생성되면, 공정 ST43에서는 제1 바이어스 RF 신호가 제1 플라즈마 처리 장치(1-1)에 공급되고, 또한 제2 바이어스 RF 신호가 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)에 공급된다. 일례로 제1 바이어스 RF 신호 및 제2 바이어스 RF 신호는, 각각 제1 플라즈마 처리 장치(1-1) 및 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)의 기판 지지부(11)에 포함되는 바이어스 전극에 공급된다. 이로써 제1 바이어스 RF 신호의 위상에 기초하여, 제1 플라즈마 처리 장치(1-1)에서 기판(W)을 플라즈마와의 사이에 생성되는 제1 시스가 갖는 용량(이하, '제1 시스 용량')이 변화한다. 또한 제2 바이어스 RF 신호의 위상에 기초하여, 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)에서 기판(W)과 플라즈마 사이에 생성되는 제2 시스가 갖는 용량(이하, '제2 시스 용량')이 변화한다. 따라서 제1 플라즈마 처리 장치(1-1) 및 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)를 포함하는 플라즈마 처리 시스템에서 실행되는 플라즈마 처리 방법은, 제1 단계 내지 제6 단계를 포함한다. 제1 단계에서는 제1 주파수를 갖는 제1 RF 신호를 생성한다. 제2 단계에서는 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수를 갖는 제2 RF 신호를 생성한다. 제3 단계에서는 제2 RF 신호의 위상을 시프트시킨다. 제4 단계에서는 제1 플라즈마 처리 장치(1-1) 및 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)에 제1 RF 신호를 공급한다. 제5 단계에서는 제1 플라즈마 처리 장치(1-1)에 제2 RF 신호를 공급한다. 제6 단계에서는 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)에 위상 시프트된 제2 RF 신호를 공급한다.
도 9는 바이어스 RF 신호의 위상과 시스 용량 사이의 관계의 일례를 나타낸 도면이다. 도 9에서 제1 바이어스 RF 신호의 파형도는, 제1 바이어스 RF 신호에 포함되는 제2 RF의 1주기를 나타낸 파형도이다. 또한 제2 바이어스 RF 신호의 파형도는, 제2 바이어스 RF 신호에 포함되는 제3 RF의 1주기를 나타낸 파형도이다. 제1 시스 용량의 그래프는, 제1 바이어스 RF 신호의 각 위상에 대한 제1 시스 용량을 나타낸 그래프이다. 또한 제2 시스 용량의 그래프는, 제2 바이어스 RF 신호의 각 위상에 대한 제2 시스 용량을 나타낸 그래프이다. 도 9의 예에서, 제1 바이어스 RF 신호와 제2 바이어스 RF 신호의 위상차 Δθ는 180도이다.
본 실시형태에서 제1 정합 회로(51a)는, 제1 시스 용량 및 제2 시스 용량이 각각 용량 C가 될 때, 제1 정합 회로(51a)의 입력 단자의 임피던스가 출력 단자의 임피던스와 정합하도록 구성된다. 즉, 제1 시스 용량 및 제2 시스 용량이 용량 C인 경우, 제1 플라즈마 처리 장치(1-1) 및 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)의 임피던스는 정합 임피던스가 된다. 한편, 제1 시스 용량 및 제2 시스 용량이 용량 C 이외인 경우, 제1 플라즈마 처리 장치(1-1) 및 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)의 임피던스는 정합 임피던스에서 벗어난다. 즉, 제1 시스 용량 및 제2 시스 용량과 용량 C의 차(도 9의 사선 부분)에 기초하여, 임피던스 부정합이 발생할 수 있다.
한편, 도 9에 나타낸 것처럼 본 실시형태에 따르면, 제1 바이어스 RF 신호와 제2 바이어스 RF 신호 사이에 위상차를 마련했다. 이 때문에 제1 플라즈마 처리 장치(1-1) 및 제2 플라즈마 처리 장치(1-2) 중 한쪽의 임피던스 부정합이 커질 때, 다른 쪽의 임피던스 부정합이 작아진다. 이에 따라 제1 플라즈마 처리 장치(1-1) 및 제2 플라즈마 처리 장치(1-2) 중 한쪽의 임피던스 부정합이 큰 경우에도, 임피던스 부정합이 작은 다른 쪽의 플라즈마 처리 챔버에, 소스 RF 신호의 전력이 더욱 많이 공급된다. 예를 들면, 도 9에 나타낸 기간 A(바이어스 RF 신호의 반주기) 동안, 제2 시스 용량 쪽이, 제1 시스 용량보다 용량 C에서 크게 벗어난다. 따라서, 기간 A 동안에는 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)보다 제1 플라즈마 처리 장치(1-1)에, 소스 RF 신호의 전력이 많이 공급된다. 또한 기간 B(바이어스 RF 신호의 반주기) 동안에는, 마찬가지로 제1 플라즈마 처리 장치(1-1)보다 제2 플라즈마 처리 장치(1-2)에, 소스 RF 신호의 전력이 많이 공급된다. 이에 따라 소스 RF 신호의 반사파의 발생을 저감시킬 수 있기 때문에, 소스 RF 신호의 전력 손실을 억제할 수가 있다. 또한 제1 RF 생성부(31a)에서 본 부하의 변동을 저감시킬 수 있다.
도 10은 일 예시적 실시형태와 관련된 플라즈마 처리 시스템의 구성의 일례를 나타낸 블록도이다. 본 실시형태와 관련된 플라즈마 처리 시스템은, n 개의 플라즈마 처리 장치, 즉 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n)를 구비한다. n은 2 이상의 정수이다. 또한 플라즈마 처리 시스템은, 전원(30), 임피던스 정합 회로(50) 및 n-1 개의 위상 조정 회로(60-1 내지 60-n-1)를 포함한다. 일 실시형태에서 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n) 각각은, 도 3의 플라즈마 처리 장치(1)와 유사한 구성을 가질 수 있다.
제1 정합 회로(51a)는 제1 RF 생성부(31a)에 결합된다. 또한 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n)는, 제1 정합 회로(51a)에 병렬로 결합된다. 구체적으로는, 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n)에 배치된, 하나 이상의 상부 전극의 각각 또는 하나 이상의 하부 전극의 각각은, 제1 정합 회로(51a)에 결합된다. 따라서, 제1 RF 생성부(31a)에서 생성된 소스 RF 신호(SR)는, 제1 정합 회로(51a)를 통해 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n)의 하나 이상의 상부 전극 또는 하나 이상의 하부 전극에 공급된다.
제2 정합 회로(51b)는 제2 RF 생성부(31b)에 결합된다. 또한 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n)는, 제2 정합 회로(51b)에 병렬로 결합된다. 구체적으로 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n)에 배치된 하나 이상의 하부 전극의 각각은, 제2 정합 회로(51b)에 결합된다. 따라서, 제2 RF 생성부(31b)에서 생성된 바이어스 RF 신호는, 제2 정합 회로(51b)를 통해 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n)의 하나 이상의 하부 전극에 공급된다.
위상 조정 회로(60-1 내지 60-n-1)는, 제2 정합 회로(51b)와 플라즈마 처리 장치(1-n) 사이에 직렬로 결합된다. 구체적으로 위상 조정 회로(60-1)는, 제2 정합 회로(51b) 및 위상 조정 회로(60-2)에 결합된다. 또한 위상 조정 회로(60-2)는, 위상 조정 회로(60-1) 및 위상 조정 회로(60-3)에 결합된다. 또한 위상 조정 회로(60-n-1)는, 위상 조정 회로(60-n-2) 및 플라즈마 처리 장치(1-n)에 결합된다.
위상 조정 회로(60-1 내지 60-n-1) 중 k 번째의 위상 조정 회로(60-k)는, 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n) 중 k 번째의 플라즈마 처리 장치(1-k) 및 k+1 번째의 플라즈마 처리 장치(1-k+1)에 결합된다(k는 1 내지 n-1의 정수). 구체적으로 플라즈마 처리 장치(1-k)는, 위상 조정 회로(60-k)의 입력 단자에 결합되고, 플라즈마 처리 장치(1-k+1)는, 위상 조정 회로(60-k)의 출력 단자에 결합된다.
위상 조정 회로(60-1 내지 60-n-1)는, 제2 RF 생성부(31b)에서 생성된 바이어스 RF 신호를 제2 정합 회로 (51b)를 통해 수신하고, 당해 바이어스 RF 신호의 위상을 순차적으로 시프트한다(이하, 제2 RF 생성부(31b)에서 생성된 바이어스 신호를 '바이어스 RF 신호(BR1)'라고 하기도 하며, 위상 조정 회로(60-k)에 의해 위상이 시프트된 바이어스 RF 신호를 '바이어스 RF 신호(BRk+1)'이라고 하기도 한다. 또한 바이어스 RF 신호(BR1 내지 BRn)를 총칭하여 '바이어스 RF 신호'라고 하기도 한다. 또한 바이어스 RF 신호(BR1 내지 BRn) 중 하나를 '바이어스 RF 신호'라고 하는 경우도 있다). 또한 바이어스 RF 신호(BRk)는 플라즈마 처리 장치(1-k)에 공급된다. 예를 들어 제2 RF 생성부(31b)에서 생성된 바이어스 RF 신호(BR1)는, 제2 정합 회로(51b)를 통해 플라즈마 처리 장치(1-1) 및 위상 조정 회로(60-1)에 공급된다. 또한 위상 조정 회로(60-1)는, 바이어스 RF 신호(BR1)의 위상을 시프트하여 바이어스 RF 신호(BR2)를 생성한다. 바이어스 RF 신호(BR2)는, 플라즈마 처리 장치(1-2) 및 위상 조정 회로(60-2)에 공급된다. 그리고 위상 조정 회로(60-n-1)는, 바이어스 RF 신호(BRn-1)의 위상을 시프트하여 바이어스 RF 신호(BRn)를 생성한다. 바이어스 RF 신호(BRn)는 플라즈마 처리 장치(1-n)에 공급된다. 아울러 위상 조정 회로(60-1 내지 60-n-1)는, 각각 도 4A 및 도 4B에서 설명한 위상 조정 회로(60)와 동일한 구성 및/또는 기능을 가질 수 있다.
본 실시형태에서 플라즈마 처리 시스템은, 스위치(SWa1 내지 Swan) 및 스위치(SWb1 내지 SWbn)를 갖는다. 스위치(SWa1 내지 Swan)는, 제1 정합 회로 (51a)와 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n)에 결합된다. 그리고 스위치(SWa1 내지 SWan)는, 각각 제1 RF 생성부(31a)에서 생성된 소스 RF 신호(SR)를 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n)에 공급할지의 여부를 전환한다. 또한 스위치(SWb1 내지 SWbn)는, 제2 정합 회로(51b) 또는 위상 조정 회로(60-1 내지 60-n-1)와 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n)에 결합된다. 그리고 스위치(SWb1 내지 SWbn)는, 바이어스 RF 신호(BR1 내지 BRn)를 각각 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n)에 공급할지의 여부를 전환한다.
도 11은 제1 RF 생성부(31a) 및 제2 RF 생성부(31b)와, 제1 정합 회로(51a) 및 제2 정합 회로(51b)의 구성의 일례를 나타낸 블록도이다. 제1 RF 생성부(31a)는 제어 회로(311) 및 증폭 회로(312)를 갖는다. 제2 RF 생성부(31b)는 제어 회로(313) 및 증폭 회로(314)를 갖는다. 제1 정합 회로(51a)는, 제어 회로(511), VI 센서(512), 정합 회로(513) 및 전압 센서(514)를 갖는다. 제2 정합 회로(51b)는, 제어 회로(515), VI 센서(516), 정합 회로(517), 로우패스 필터(518) 및 전압 센서(519)를 갖는다.
도 12는 본 실시형태와 관련된 플라즈마 처리 방법(이하, '본 처리 방법'이라고 하는 경우도 있음)의 일례를 나타낸 흐름도이다. 도 13은 본 처리 방법에서, 소스 RF 신호(SR) 및 바이어스 RF 신호(BR1)가 공급되는 기간의 일례를 나타낸 타이밍 차트이다. 도 14는 각 바이어스 RF 신호의 위상의 일례를 나타낸 타이밍 차트이다. 이하에서는, 도 10 내지 도 14를 참조하여 본 처리 방법의 일례를 설명한다.
도 12에 나타낸 것처럼, 본 처리 방법은 기판을 배치하는 공정(ST1), 처리 가스를 공급하는 공정(ST2), 소스 RF 신호를 생성하는 공정(ST3) 및 바이어스 RF 신호를 생성하는 공정(ST4)를 포함한다. 이하에서, 본 처리 방법에 포함되는 공정 T의 일부 또는 전부는, 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n)에서 병행하여 실행될 수 있다. 도 12에 나타낸 예에서 적어도 공정 ST3 및 공정 ST4는, 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n)에서 병행하여 실행될 수 있다. 또한 본 처리 방법에서 공정 ST2 내지 공정 ST4는, 동시에 실행될 수도 있다. 또한 공정 ST2 내지 ST4는 이하에서 설명하는 순서와 다른 순서로 실행될 수 있다.
먼저 공정 ST1에서는, 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n) 각각에서 기판 지지부(11)에 기판(W)이 배치된다. 그리고 공정 ST2에서는, 플라즈마 처리 챔버(10)에 처리 가스가 공급된다.
다음으로 공정 ST3에서는, 제1 RF 생성부(31a)가 소스 RF 신호(SR)를 생성한다. 소스 RF 신호(SR)는, 도 13에 나타낸 것처럼 H 기간 동안 전기 펄스를 포함하는 펄스파이다. 일례로, 소스 RF 신호(SR)는 이하와 같이 생성된다. 즉 먼저 제1 RF 생성부(31a)에서, 제어 회로(311)가 타이밍 신호(TS)를 생성한다(도 11 및 도 13 참조). 타이밍 신호(TS)는, 소스 RF 신호 및/또는 바이어스 RF 신호의 H 기간 및 L 기간을 나타내는 신호이다. 즉 타이밍 신호(TS)는, 그 전압이 높은 기간(이하, '온'이라고도 함) 및 낮은 기간(이하, '오프'라고도 함)을 갖는 신호이다. 그리고 타이밍 신호(TS)가 온인 기간에서, 소스 RF 신호 및/또는 바이어스 RF 신호가 H 기간이 된다. 또한 타이밍 신호(TS)가 오프인 기간에서, 소스 RF 신호 및/또는 바이어스 RF 신호가 L 기간이 된다.
도 13에 나타낸 것처럼, 시각 t1에서 타이밍 신호(TS)가 오프에서 온이 되면, 증폭 회로(312)는 RF를 생성한다. 이에 따라, 도 13에 나타낸 것처럼, 시각 t1에서 소스 RF 신호(SR)에 전기 펄스가 생성된다. 이처럼 증폭 회로(312)가, 타이밍 신호(TS)에 기초하여 주기적으로 전기 펄스를 생성함으로써, 소스 RF 신호(SR)가 생성된다. 생성된 소스 RF 신호(SR)는 제1 정합 회로(51a)에 공급된다.
다음으로 공정 ST4에서는, 제2 RF 생성부(31b)가 바이어스 RF 신호(BR1)를 생성한다. 바이어스 RF 신호(BR1)는, 제1 RF 생성부(31a)의 제어 회로(311)가 생성한 타이밍 신호(TS)에 기초하여 생성된다. 즉 먼저 제어 회로(311)는, 타이밍 신호(TS)를 제2 RF 생성부(31b)의 제어 회로(313)에 공급한다. 그리고 시각 t1에서 타이밍 신호(TS)가 온이 되면, 증폭 회로(314)는 제어 회로(313)로부터의 지시에 기초하여 RF를 생성한다. 이에 따라 도 13에 나타낸 것처럼 시각 t1에서, 바이어스 RF 신호(BR1)에 전기 펄스가 생성된다. 이와 같이 증폭 회로(314)가 타이밍 신호(TS)에 기초하여 주기적으로 전기 펄스를 생성함으로써 바이어스 RF 신호(BR1)가 생성된다. 생성된 바이어스 RF 신호(BR1)는 제2 정합 회로(51b)에 공급된다.
바이어스 RF 신호(BR1)가 제2 정합 회로(51b)에 공급되면, 제2 정합 회로(51b)는 제2 정합 회로(51b)의 입력 단자의 임피던스(이하, '입력 임피던스')와 출력 단자의 임피던스(이하, '출력 임피던스')를 정합시킨다. 구체적으로는, 먼저 VI 센서(516)가, 제2 RF 생성부(31b)로부터 공급된 바이어스 RF 신호(BR1)의 전압 및 전류를 측정한다. 그리고 제어 회로(515)는, 측정된 전압 및 전류에 기초하여 정합 회로(517)를 제어하여, 제2 정합 회로(51b)의 입력 임피던스와 출력 임피던스를 정합시킨다.
바이어스 RF 신호(BR1)는, 정합 회로(51b)를 통과한 후, 로우패스 필터 (518)를 통과하여 플라즈마 처리 장치(1-1) 및 위상 조정 회로(60-1)에 공급된다. 또한 제2 정합 회로(51b)에서 전압 센서(519)는, 로우패스 필터를 통과한 바이어스 RF 신호(BR1)의 전압을 측정한다. 전압 센서(519)에서 측정된 전압은, 제어 회로(515) 및 제1 RF 생성부(31a)의 제어 회로(311)에 공급된다.
전압 센서(519)에서 측정된 전압이 제어 회로(311)에 공급되면, 제어 회로(311)는 당해 전압에 기초하여 게이트 신호(GS)를 생성한다. 일례에서 제어 회로(311)는, 도 13에 나타낸 것처럼 바이어스 RF 신호(BR1)의 전압이 피크가 되는 타이밍에 게이트 신호(GS)에서 펄스를 생성할 수 있다. 즉 게이트 신호(GS)는 주기적으로 펄스를 포함하는 신호로, 각 펄스가 바이어스 RF 신호(BR1)의 전압이 피크가 되는 타이밍에서 나타나는 신호일 수 있다. 또한 제어 회로(311)는, 생성한 게이트 신호(GS)를 제1 정합 회로(51a)의 제어 회로(511)에 공급한다.
또한 제1 정합 회로(51a)는, 게이트 신호(GS)에 기초하여 제1 정합 회로(51a)의 입력 임피던스와 출력 임피던스를 정합시킨다. 입력 임피던스는 제1 RF 생성부(31a)의 출력 임피던스를 포함할 수 있다. 또한 제1 정합 회로(51a)의 출력 임피던스는, 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n)의 부하 임피던스를 포함할 수 있다. 일례로 제1 정합 회로(51a)는, 게이트 신호(GS)에서 펄스가 나타나는 타이밍에 입력 임피던스와 출력 임피던스를 정합한다. 예를 들면, 게이트 신호(GS)에서 펄스가 나타나는 타이밍에서 VI 센서(512)로 측정된 소스 RF 신호(SR)의 전압 및 전류에 기초하여 정합 회로(513)를 제어하여, 제1 정합 회로(51a)의 입력 임피던스와 출력 임피던스를 정합시킬 수 있다. 즉 제1 정합 회로(51a)는, 바이어스 RF 신호(BR1)의 전압이 피크가 되는 타이밍에서, 제1 정합 회로(51a)의 입력 임피던스와 출력 임피던스를 정합시킬 수 있다.
제2 정합 회로(51b)로부터 출력된 바이어스 RF 신호(BR1)는, 플라즈마 처리 장치(1-1) 및 위상 조정 회로(60-1)에 공급된다. 위상 조정 회로(60-1)는, 바이어스 RF 신호(BR1)의 위상을 시프트시켜 바이어스 RF 신호(BR2)를 생성한다. 또한 위상 조정 회로(60-1)는, 바이어스 RF 신호(BR2)를 플라즈마 처리 장치(1-2) 및 위상 조정 회로(60-2)에 공급한다. 위상 조정 회로(60-2 내지 60-n-1)는, 수신된 바이어스 RF 신호(BR2 내지 BRn-1)의 위상을 순차적으로 시프트하여 각각 바이어스 RF 신호(BR3 내지 BRn)를 생성한다. 위상 조정 회로(60-1 내지 60-n-1)는, 각각 수신된 바이어스 RF 신호의 위상을, 플라즈마 처리 장치(1)의 개수 n에 기초하여 시프트시킨다. 본 예에서 위상 조정 회로(60-1 내지 60-n-1)는, 수신된 바이어스 RF 신호의 위상을 360°/n, 즉 360°를 플라즈마 처리 장치(1)의 대수로 나눈 각도만큼 시프트시킨다. 또한 위상 조정 회로(60-2 내지 60-n-1)는, 바이어스 RF 신호(BR3 내지 BRn)를 각각 플라즈마 처리 장치(1-3 내지 1-n)에 공급한다. 또한 위상 조정 회로(60-2 내지 60-n-2)는, 바이어스 RF 신호(BR3 내지 BRn-1)를 위상 조정 회로(60-3 내지 60-n-1)에 공급한다.
도 14는 바이어스 RF 신호(BR1)의 1주기 동안의 바이어스 RF 신호(BR1 내지 BR4)의 위상의 일례를 나타낸 타이밍 차트이다. 도 14에서는 n=4, 즉 제1 정합 회로(51a)에 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-4)가 결합된 예를 나타낸다. 즉, 도 14의 예에서는, 제2 정합 회로(51b)와 플라즈마 처리 장치(1-4) 사이에는 위상 조정 회로(60-1 내지 60-3)가 직렬로 결합된다. 도 14에서 가로축은 시간 또는 위상을 나타낸다. Tbias는 바이어스 RF 신호(BR1)의 1주기이다.
도 14에 나타낸 것처럼, 바이어스 RF 신호(BR2)는 바이어스 RF 신호(BR1)에 대해 위상이 360°/4, 즉 90° 시프트된다. 마찬가지로, 바이어스 RF 신호(BR3)는 바이어스 RF 신호(BR2)에 대해 위상이 90° 시프트된다. 또한 바이어스 RF 신호(BR4)는, 바이어스 RF 신호(BR3)에 대해 위상이 90° 시프트된다. 그리고 본 예에서 제1 정합 회로(51a)는, 시각 t1에서 위상적으로 Δθ 지연된 타이밍, 즉 바이어스 RF 신호(BR1)의 위상이 90°가 되는 타이밍에서 임피던스를 정합시킨다. 그러면 도 9에서 설명한 것처럼, 제1 정합 회로(51a)에서 본 임피던스 부정합은, 플라즈마 처리 장치(1-3)가 가장 크고, 플라즈마 처리 장치(1-2 및 1-4)가 다음으로 크고, 플라즈마 처리 장치(1-1)가 가장 작아진다. 따라서, 소스 RF 신호(SR)의 전력은 플라즈마 처리 장치(1-1)에 많이 공급된다. 그리고 위상이 추가로 90° 진행되면, 임피던스의 부정합은 플라즈마 처리 장치(1-2)가 가장 작아지고, 소스 RF 신호(SR)의 전력은 플라즈마 처리 장치(1-2)에 많이 공급된다. 또한 위상이 추가로 90° 진행되면, 임피던스의 부정합은 플라즈마 처리 장치(1-3)가 가장 작아져, 소스 RF 신호 (SR)의 전력은 플라즈마 처리 장치(1-3)에 많이 공급된다. 또한 위상이 추가로 90° 진행되면, 임피던스의 부정합은 플라즈마 처리 장치(1-4)가 가장 작아져, 소스 RF 신호(SR)의 전력은 플라즈마 처리 장치(1-4)에 많이 공급된다. 즉, 바이어스 RF 신호의 1주기에 걸쳐, 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-4) 중 어느 하나에 소스 RF 신호(SR)의 전력이 많이 공급되게 된다. 이에 따라, 소스 RF 신호(SR)의 반사의 발생을 저감시킬 수 있기 때문에, 소스 RF 신호(SR)의 전력의 손실을 억제할 수 있다.
아울러 제1 정합 회로(51a)가 임피던스 정합을 수행하는 타이밍은, 바이어스 RF 신호(BR1)의 전압의 피크에 한정되지 않는다. 일례에서 당해 타이밍은, 도 9에 나타낸 기간 A 중 어느 하나일 수 있다. 또한 당해 타이밍은. 도 9에 나타낸 기간 A 중 복수의 타이밍일 수 있다. 또한 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n)의 임피던스가 서로 겹치지 않는 타이밍일 수 있다. 일 예에서는, n=4인 경우, 당해 타이밍은 바이어스 RF 신호(BR1 내지 BR4)의 위상이 30° 및 150°가 되는 타이밍일 수 있다.
또한 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n) 중 하나 이상을, 스위치(SWa1 내지 Swan) 및 스위치(SWb1 내지 SWbn)에 의해, 임피던스 정합 회로(50)로부터 분리하여 플라즈마 처리 시스템을 동작시킬 수도 있다. 당해 하나 이상의 플라즈마 처리 장치는, 예를 들면 정지(down) 상태 또는 쉬는(idle) 상태에 있는 플라즈마 처리 장치일 수 있다. 이 경우, 위상 조정 회로(60-1 내지 60-n-1)는, 임피던스 정합 회로(50)에 결합된 플라즈마 처리 장치의 수에 따라, 위상 시프트량을 조정할 수 있다. 예를 들어 도 14에 나타낸 예에서, 플라즈마 처리 장치(1-4)가 정지 상태 또는 쉬는 상태에 있는 경우, 위상 조정 회로(60-1 및 60-2)는 n=3으로 간주되어, 360°/3, 즉 120°씩 위상을 시프트할 수 있다.
도 13을 참조하여 시각 t2에서 타이밍 신호(TS)가 온에서 오프가 되면, 제1 RF 생성부(31a) 및 제2 RF 생성부(31b)는, 소스 RF 신호(SR) 및 바이어스 DC 신호(BD1)의 생성을 정지한다. 그리고 시각 t3에서 타이밍 신호(TS)가 오프에서 온이 되면, 제1 RF 생성부(31a) 및 제2 RF 생성부(31b)는 다시 소스 RF 신호(SR) 및 바이어스 DC 신호(BD1)의 생성을 개시한다. 이상의 동작을 반복함으로써, 플라즈마 처리 챔버(10) 내에서 처리 가스로부터 플라즈마가 생성되며, 기판(W)에 대해 플라즈마 처리(예를 들면 에칭 처리)가 실행된다.
도 15는 하나의 예시적 실시형태와 관련된 플라즈마 처리 시스템의 구성의 일례를 나타낸 블록도이다. 본 실시형태와 관련된 플라즈마 처리 시스템은, 주로 바이어스 신호로서, 바이어스 DC 신호가 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n)에 공급된다는 점에서, 도 10에 나타낸 플라즈마 처리 시스템과 다르다. 즉, 본 실시형태에서 제1 DC 생성부(32a)는, 바이어스 DC 신호(BD1 내지 BDn)를 생성하고, 바이어스 DC 신호(BD1 내지 BDn)는 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n)에 공급된다.
도 16은 제1 RF 생성부(31a), 제1 DC 생성부(32a) 및 제1 정합 회로(51a)의 구성의 일례를 나타낸 블록도이다. 제1 DC 생성부(32a)는, DC 생성부(321) 및 DC 제어부(322)를 갖는다. DC 생성부(321)는, 제어 회로(323) 및 증폭 회로(324)를 갖는다. DC 제어부(322)는, 제어 회로(325), 펄스 발생 회로(326), 전압 센서(327) 및 로우패스 필터(328-1 내지 328-n)를 갖는다.
도 17은 본 실시형태와 관련된 플라즈마 처리 방법(이하, '본 처리 방법'이라고 하는 경우도 있음)의 일례를 나타낸 흐름도이다. 도 18은 본 처리 방법에서, 소스 RF 신호(SR) 및 바이어스 DC 신호(BD1)가 공급되는 기간의 일례를 나타낸 타이밍 차트이다. 도 19는 각 바이어스 DC 신호의 위상의 일례를 나타낸 타이밍 차트이다. 이하에서는, 도 15 내지 도 19를 참조하여 본 처리 방법의 일례를 설명한다.
도 17에 나타낸 것처럼 본 처리 방법은, 기판을 배치하는 공정(ST1), 처리 가스를 공급하는 공정(ST2), 소스 RF 신호를 생성하는 공정(ST3) 및 바이어스 DC 신호를 생성하는 공정(ST4)을 포함한다. 아울러 본 처리 방법에 포함되는 공정 T의 일부 또는 전부는, 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n)에서 병행하여 실행될 수 있다. 도 17에 나타낸 예에서 적어도 공정 ST3 및 공정 ST4는, 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n)에서 병행하여 실행될 수 있다. 또한 본 처리 방법에서 공정 ST2 내지 공정 ST4는, 동시에 실행될 수 있다. 또한 공정 ST2 내지 공정 ST4는 이하에서 설명하는 순서와 다른 순서로 실행될 수 있다.
먼저 공정 ST1에서는, 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-n) 각각에서 기판 지지부(11)에 기판(W)이 배치된다. 그리고 공정 ST2에서 플라즈마 처리 챔버(10)에 처리 가스가 공급된다.
다음으로 공정 ST3에서는 제1 RF 생성부(31a)가 소스 RF 신호(SR)를 생성한다. 도 18에 나타낸 것처럼 시각 t1에서, 타이밍 신호(TS)가 오프에서 온이 되면, 소스 RF 신호(SR)가 생성된다. 생성된 소스 RF 신호(SR)는 제1 정합 회로(51a)에 공급된다.
다음으로 공정 ST4에서는 제1 DC 생성부(32a)가 바이어스 DC 신호(BD1)를 생성한다. 바이어스 DC 신호(BD1)는 타이밍 신호(TS)에 기초하여 생성된다. 즉, 먼저 제1 RF 생성부(31a)의 제어 회로(311)는, 타이밍 신호(TS)를 DC 제어부(322)의 제어 회로(313)에 공급한다. 그리고 시각 t1에서 타이밍 신호(TS)가 온이 되면, 펄스 발생 회로(326)는 DC 생성부(321)에서 생성된 DC 전압으로부터 전압 펄스의 시퀀스를 생성한다. 생성된 전압 펄스의 시퀀스는, 로우패스 필터(328-1)를 통과하여 바이어스 DC 신호(BD1)로서 제1 DC 생성부(32a)에서 출력된다. 또한 DC 제어부(322)에서 전압 센서(327)는, 펄스 발생 회로(326)가 생성한 전압 펄스의 시퀀스의 전압을 생성한다. 전압 센서(327)에서 측정된 전압은, 제어 회로(325) 및 제1 RF 생성부(31a)의 제어 회로(311)에 공급된다.
전압 센서(327)에서 측정된 전압이 제어 회로(311)에 공급되면, 제어 회로(311)는 당해 전압에 기초하여 게이트 신호(GS)를 생성한다. 일례에서 제어 회로(311)는, 도 18에 나타낸 것처럼 전압 펄스의 전압값이 대략 일정해지는 타이밍에 게이트 신호(GS)에서 펄스를 생성할 수 있다. 게이트 신호(GS)에 펄스가 나타나는 타이밍은, 전압 펄스의 펄스폭의 반값 부근일 수 있다. 제1 정합 회로(51a)는, 게이트 신호(GS)에 기초하여 제1 정합 회로(51a)의 입력 임피던스와 출력 임피던스를 정합시킨다.
펄스 생성 회로(326)는, 바이어스 DC 신호 BD1에 대해 위상을 시프트시킨 바이어스 DC 신호(BD2 내지 BDn)를 생성한다. 바이어스 DC 신호(BD2 내지 BDn)는, 바이어스 DC 신호(BD1)와 마찬가지로 전압 펄스의 시퀀스를 포함하도록 구성된다. 펄스 발생 회로(326)는, 바이어스 DC 신호(BD2 내지 BDn)의 위상을 플라즈마 처리 장치(1)의 개수 n에 기초하여 시프트시킨다. 본 예에서 펄스 생성 회로(326)는, 바이어스 DC 신호(BD1 내지 BDn)의 위상을 각각 Tbias/n, 즉 바이어스 DC 신호(BD1 내지 BDn)의 1주기를 플라즈마 처리 장치(1)의 대수로 나눈 시간만큼 시프트시킨다.
도 19는 바이어스 DC 신호(BD1)의 1주기 동안의 바이어스 DC 신호(BD1 내지 BD4)의 위상의 일례를 나타낸 타이밍 차트이다. 도 19는 n=4, 즉 제1 정합 회로(51a)에 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-4)가 결합된 예를 나타낸다. 도 19에서 가로축은 시간 또는 위상을 나타낸다. Tbias는 바이어스 DC 신호(BD1)의 1주기이다.
도 19에 나타낸 것처럼 바이어스 DC 신호(BD2)는, 바이어스 DC 신호(BD1)에 대해 위상이 Tbias/4, 즉 1/4주기 시프트한다. 마찬가지로, 바이어스 DC 신호(BD3)는 바이어스 DC 신호(BD2)에 대해 위상이 1/4주기 시프트된다. 또한 바이어스 DC 신호(BD4)는, 바이어스 DC 신호(BD3)에 대해 위상이 1/4주기 시프트된다. 그리고 본 예에서 제1 정합 회로(51a)는, 시각 t1 부터 Δt, 즉 Tbias/8 지연된 타이밍에서 임피던스를 정합시킨다. 이와 같이 바이어스 DC 신호(BD1 내지 BDn)의 전압 펄스가 온인 타이밍에서, 제1 정합 회로(51a)에서 본 임피던스 부정합은, 당해 전압 펄스가 공급되는 플라즈마 처리 장치에서 가장 작아진다. 예를 들면, 바이어스 DC 신호(BD1)의 전압 펄스가 온인 타이밍에서, 제1 정합 회로(51a)에서 본 임피던스 부정합은 플라즈마 처리 장치(1-1)에서 가장 작아지고, 소스 RF 신호(SR)의 전력은 플라즈마 처리 장치(1-1)에 많이 공급된다. 이에 따라 바이어스 DC 신호의 1주기에 걸쳐, 플라즈마 처리 장치(1-1 내지 1-4) 중 어느 하나에, 소스 RF 신호(SR)의 전력이 많이 공급된다. 이로써, 소스 RF 신호(SR)의 반사의 발생을 저감시킬 수 있기 때문에, 소스 RF 신호(SR)의 전력의 손실을 억제할 수 있다. 아울러 바이어스 DC 신호(BD1 내지 BDn) 각각에 포함되는 전압 펄스는, 시간적으로 서로 겹치지 않도록 생성될 수 있다. 일례에서는 도 19에 나타낸 것처럼, 펄스 전압이 온이 되는 기간인 tON이 Tbias/n보다 짧을 수 있다.
이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적이지 않다고 보아야 할 것이다. 상기 실시형태는, 첨부된 청구의 범위 및 그 요지를 벗어나지 않는 한 다양한 형태로 생략, 치환, 변경될 수 있다. 예를 들어, 상기 실시형태에서는 용량 결합형 플라즈마 장치를 예로 들어 설명했으나 이에 한정되지 않으며, 다른 플라즈마 장치에 적용될 수도 있다.
예를 들면, 용량 결합형 플라즈마 장치 대신 유도 결합형 플라즈마(Inductively-coupled plasma: ICP) 장치를 사용할 수도 있다. 이 경우, 유도 결합형 플라즈마 장치는 안테나 및 하부 전극을 포함한다. 안테나는 플라즈마 처리 챔버의 상부 또는 상방에 배치되고, 하부 전극은 기판 지지부 내에 배치된다. 일 실시형태에서 제1 플라즈마 처리 장치는, 제1 플라즈마 처리 챔버와, 제1 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되는 제1 기판 지지부와, 제1 기판 지지부 내에 배치되는 제1 하부 전극과, 제1 플라즈마 처리 챔버의 상방에 배치되는 제1 안테나를 포함한다. 또한 제2 플라즈마 처리 장치는, 제2 플라즈마 처리 챔버와, 제2 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되는 제2 기판 지지부와, 제2 기판 지지부 내에 배치되는 제2 하부 전극과, 제2 플라즈마 처리 챔버의 상방에 배치되는 제2 안테나를 포함한다. 그리고 제1 정합 회로는 제1 안테나 및 제2 안테나에 결합되고, 제2 정합 회로는 제1 하부 전극에 결합되고, 위상 조정 회로는 제2 하부 전극에 결합된다. 따라서, 제1 플라즈마 처리 장치는 제1 정합 회로 및 제2 정합 회로에 결합되며, 제2 플라즈마 처리 장치는 제1 정합 회로 및 위상 조정 회로에 결합된다.
또한, 본 개시의 실시형태는 이하의 양태를 포함할 수 있다.
(부기 1)
플라즈마 생성용 소스 RF 신호를 생성하도록 구성되는 소스 RF 신호 생성부와,
상기 소스 RF 신호 생성부에 결합되는 제1 정합 회로와,
바이어스 RF 신호를 생성하도록 구성되는 바이어스 RF 신호 생성부와,
상기 바이어스 RF 신호 생성부에 결합되는 제2 정합 회로와,
상기 제2 정합 회로에 결합되며, 상기 제2 정합 회로를 통해 상기 바이어스 RF 신호 생성부로부터 공급된 상기 바이어스 RF 신호의 위상을 시프트시키도록 구성된 위상 조정 회로와,
제1 플라즈마 처리 챔버 및 제1 기판 지지부를 포함하는 제1 플라즈마 처리 장치로, 상기 제1 기판 지지부는, 상기 제1 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되며, 하나 또는 복수의 제1 하부 전극을 포함하고, 상기 소스 RF 신호가 상기 제1 정합 회로를 통해 상기 제1 플라즈마 처리 장치에 공급되며, 상기 바이어스 RF 신호가 상기 제2 정합 회로를 통해 상기 제1 플라즈마 처리 장치의 상기 하나 또는 복수의 제1 하부 전극 중 적어도 하나에 공급되는, 제1 플라즈마 처리 장치와,
제2 플라즈마 처리 챔버 및 제2 기판 지지부를 포함하는 제2 플라즈마 처리 장치로, 상기 제2 기판 지지부는, 상기 제2 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되며, 하나 또는 복수의 제2 하부 전극을 포함하고, 상기 소스 RF 신호가 상기 제1 정합 회로를 통해 상기 제2 플라즈마 처리 장치에 공급되며, 상기 위상 조정 회로에서 위상 시프트된 바이어스 RF 신호가 상기 제2 플라즈마 처리 장치의 상기 하나 또는 복수의 제2 하부 전극 중 적어도 하나에 공급되는, 제2 플라즈마 처리 장치를 구비하는, 플라즈마 처리 시스템.
(부기 2)
부기 1에 있어서,
상기 위상 조정 회로는, 적어도 하나의 인덕터 및 적어도 하나의 커패시터를 포함하는, 플라즈마 처리 시스템.
(부기 3)
부기 2에 있어서,
상기 위상 조정 회로는, 가변 인덕터 및 가변 커패시터 중 적어도 하나를 포함하는, 플라즈마 처리 시스템.
(부기 4)
부기 3에 있어서,
상기 소스 RF 신호 생성부와 상기 제1 정합 회로 사이에서 상기 소스 RF 신호를 모니터링하고, 모니터링 결과를 출력하도록 구성된 센서를 추가로 구비하며,
상기 위상 조정 회로는, 상기 모니터링 결과에 기초하여 상기 가변 인덕터의 인덕턴스 및 상기 가변 커패시터의 커패시턴스 중 하나 또는 둘 모두를 조절하도록 구성되는, 플라즈마 처리 시스템.
(부기 5)
부기 4에 있어서,
상기 센서는. 상기 소스 RF 신호의 전압과 전류의 위상차를 모니터링하도록 구성된 VI 센서인, 플라즈마 처리 시스템.
(부기 6)
부기 4에 있어서,
상기 센서는, 상기 소스 RF 신호의 반사파를 모니터링하도록 구성된 방향성 결합기인, 플라즈마 처리 시스템.
(부기 7)
부기 3 내지 6 중 어느 하나에 있어서,
상기 위상 조정 회로는, 상기 제2 플라즈마 처리 장치에서의 플라즈마 처리 전 또는 후에 상기 가변 인덕터의 인덕턴스 및 상기 가변 커패시터의 커패시턴스 중 하나 또는 둘 모두를 조절하도록 구성되는, 플라즈마 처리 시스템.
(부기 8)
부기 3 내지 6 중 어느 하나에 있어서,
상기 위상 조정 회로는, 상기 제2 플라즈마 처리 장치에서의 플라즈마 처리 동안에 상기 가변 인덕터의 인덕턴스 및 상기 가변 커패시터의 커패시턴스를 조절하도록 구성되는, 플라즈마 처리 시스템.
(부기 9)
부기 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서,
상기 바이어스 RF 신호와 상기 위상 시프트된 바이어스 RF 신호 사이의 위상차는 180도인, 플라즈마 처리 시스템.
(부기 10)
부기 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서,
상기 제1 플라즈마 처리 장치는,
상기 제1 기판 지지부의 상방에 배치되는 제1 상부 전극을 포함하고,
상기 제2 플라즈마 처리 장치는,
상기 제2 기판 지지부의 상방에 배치되는 제2 상부 전극을 포함하며,
상기 제1 정합 회로는, 상기 하나 또는 복수의 제1 하부 전극 중 적어도 하나 또는 상기 제1 상부 전극과, 상기 하나 또는 복수의 제2 하부 전극 중 적어도 하나 또는 상기 제2 상부 전극에 결합되고,
상기 제2 정합 회로는, 상기 하나 또는 복수의 제1 하부 전극 중 적어도 하나에 결합되며,
상기 위상 조정 회로는, 상기 하나 또는 복수의 제2 하부 전극 중 적어도 하나에 결합되는, 플라즈마 처리 시스템.
(부기 11)
부기 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서,
상기 제1 플라즈마 처리 장치는,
상기 제1 플라즈마 처리 챔버의 상방에 배치되는 제1 안테나를 포함하고,
상기 제2 플라즈마 처리 장치는,
상기 제2 플라즈마 처리 챔버의 상방에 배치되는 제2 안테나를 포함하며,
상기 제1 정합 회로는, 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나에 결합되고,
상기 제2 정합 회로는, 상기 하나 또는 복수의 제1 하부 전극 중 적어도 하나에 결합되며,
상기 위상 조정 회로는, 상기 하나 또는 복수의 제2 하부 전극 중 적어도 하나에 결합되는, 플라즈마 처리 시스템.
(부기 12)
부기 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서,
상기 소스 RF 신호는, 10MHz 내지 120MHz의 범위에 있는 주파수를 갖는, 플라즈마 처리 시스템.
(부기 13)
부기 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서,
상기 바이어스 RF 신호는, 100kHz 내지 20MHz의 범위에 있는 주파수를 갖는, 플라즈마 처리 시스템.
(부기 14)
부기 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서,
상기 바이어스 RF 신호는, 400kHz 내지 4MHz의 범위에 있는 주파수를 갖는, 플라즈마 처리 시스템.
(부기 15)
부기 1 내지 14 중 어느 하나에 있어서,
상기 소스 RF 신호는 제1 주파수를 갖는 연속파인, 플라즈마 처리 시스템.
(부기 16)
부기 1 내지 14 중 어느 하나에 있어서,
상기 소스 RF 신호는, 복수의 제1 전기 펄스를 주기적으로 포함하는 펄스파이며,
상기 복수의 제1 전기 펄스 각각은, 제1 주파수를 갖는 연속파로 구성되는, 플라즈마 처리 시스템.
(부기 17)
부기 1 내지 16 중 어느 하나에 있어서,
상기 바이어스 RF 신호는 제2 주파수를 갖는 연속파인, 플라즈마 처리 시스템.
(부기 18)
부기 1 내지 16 중 어느 하나에 있어서,
상기 바이어스 RF 신호는, 복수의 제2 전기 펄스를 주기적으로 포함하는 펄스파이며,
상기 복수의 제2 전기 펄스 각각은, 제2 주파수를 갖는 연속파로 구성되는, 플라즈마 처리 시스템.
(부기 19)
제1 플라즈마 처리 장치 및 제2 플라즈마 처리 장치를 포함하는 플라즈마 처리 시스템에서 실행되는 플라즈마 처리 방법으로,
제1 주파수를 갖는 제1 RF 신호를 생성하는 단계와,
상기 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수를 갖는 제2 RF 신호를 생성하는 단계와,
상기 제2 RF 신호의 위상을 시프트시키는 단계와,
상기 제1 플라즈마 처리 장치 및 상기 제2 플라즈마 처리 장치에 상기 제1 RF 신호를 공급하는 단계와,
상기 제1 플라즈마 처리 장치에 상기 제2 RF 신호를 공급하는 단계와,
상기 제2 플라즈마 처리 장치에 위상 시프트된 제2 RF 신호를 공급하는 단계를 구비한, 플라즈마 처리 방법.
(부기 20)
RF 신호를 생성하도록 구성되는 RF 신호 생성부와,
상기 RF 신호 생성부에 결합되는 정합 회로와,
전압 펄스의 시퀀스를 생성하도록 구성되는 전압 펄스 생성부와,
상기 전압 펄스 생성부로부터 공급된 상기 전압 펄스의 시퀀스의 위상을 시프트시키도록 구성된 위상 조정 회로와,
제1 플라즈마 처리 챔버 및 제1 기판 지지부를 포함하는 제1 플라즈마 처리 장치로, 상기 제1 기판 지지부는, 상기 제1 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되며, 하나 또는 복수의 제1 하부 전극을 포함하고, 상기 RF 신호가 상기 정합 회로를 통해 상기 제1 플라즈마 처리 장치에 공급되며, 상기 전압 펄스의 시퀀스가 상기 전압 펄스 생성부로부터 상기 제1 플라즈마 처리 장치의 상기 하나 또는 복수의 제1 하부 전극에 공급되는, 제1 플라즈마 처리 장치와,
제2 플라즈마 처리 챔버 및 제2 기판 지지부를 포함하는 제2 플라즈마 처리 장치로, 상기 제2 기판 지지부는, 상기 제2 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되며, 하나 또는 복수의 제2 하부 전극을 포함하고, 상기 RF 신호가 상기 정합 회로를 통해 상기 제2 플라즈마 처리 장치에 공급되며, 상기 위상 조정 회로에서 위상 시프트된 전압 펄스의 시퀀스가 상기 제2 플라즈마 처리 장치의 상기 하나 또는 복수의 제2 하부 전극 중 적어도 하나에 공급되는, 제2 플라즈마 처리 장치를 구비하는, 플라즈마 처리 시스템.
(부기 21)
플라즈마 생성용 소스 RF 신호를 생성하도록 구성되는 소스 RF 신호 생성부와,
상기 소스 RF 신호 생성부에 결합되는 제1 정합 회로와,
바이어스 RF 신호를 생성하도록 구성되는 바이어스 RF 신호 생성부와,
상기 바이어스 RF 신호 생성부에 결합되는 제2 정합 회로와,
상기 제1 정합 회로에 대해 병렬로 결합되는 n 개의 플라즈마 처리 장치(n은 2 이상의 정수)와,
n-1 개의 위상 조정 회로를 구비하며,
상기 n-1 개의 위상 조정 회로는, 상기 제2 정합 회로와 상기 n 개의 플라즈마 처리 장치 중 제n 상기 플라즈마 처리 장치 사이에서 직렬로 결합되고, 상기 제2 정합 회로를 통해 상기 바이어스 RF 신호 생성부로부터 공급된 상기 바이어스 RF 신호의 위상을 순차적으로 시프트하도록 구성되며,
상기 n-1 개의 위상 조정 회로 중 제k(k는 1 내지 n-1의 정수) 위상 조정 회로는, 상기 n 개의 플라즈마 처리 장치 중 제k 플라즈마 처리 장치 및 제k+1 상기 플라즈마 처리 장치에 결합되고,
상기 n 개의 플라즈마 처리 장치 중 제1 플라즈마 처리 장치는, 제1 플라즈마 처리 챔버 및 제1 기판 지지부를 포함하며, 상기 제1 기판 지지부는, 상기 제1 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되고, 하나 또는 복수의 제1 하부 전극을 포함하며, 상기 소스 RF 신호가 상기 제1 정합 회로를 통해 상기 제1 플라즈마 처리 장치에 공급되고, 상기 바이어스 RF 신호가 상기 제2 정합 회로를 통해 상기 제1 플라즈마 처리 장치의 상기 하나 또는 복수의 제1 하부 전극 중 적어도 하나에 공급되고,
상기 n 개의 플라즈마 처리 장치 중 제k+1 플라즈마 처리 장치는, 제k+1 플라즈마 처리 챔버 및 제k+1 기판 지지부를 포함하며, 상기 제k+1 기판 지지부는, 상기 제k+1 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되고, 하나 또는 복수의 제k+1 하부 전극을 포함하며, 상기 소스 RF 신호가 상기 제1 정합 회로를 통해 상기 제k+1 플라즈마 처리 장치에 공급되고, 상기 n-1 개의 위상 조정 회로 중 제k 위상 조정 회로에서 위상 시프트된 바이어스 RF 신호가 상기 제k+1 플라즈마 처리 장치의 상기 하나 또는 복수의 제k+1 하부 전극 중 적어도 하나에 공급되는, 플라즈마 처리 시스템.
(부기 22)
부기 21에 있어서,
상기 n-1 개의 위상 조정 회로는, 상기 바이어스 RF 신호의 위상을 360도/n씩 순차적으로 시프트하도록 구성되는, 플라즈마 처리 시스템.
(부기 23)
부기 21 또는 22에 있어서,
상기 n 개의 플라즈마 처리 장치 각각과 상기 제1 정합 회로를 결합할지의 여부를 전환하는 n 개의 제1 스위치와,
상기 n 개의 플라즈마 처리 장치 각각과 상기 제2 정합 회로를 결합할지의 여부를 전환하는 n 개의 제2 스위치를 추가로 구비하는, 플라즈마 처리 시스템.
(부기 24)
플라즈마 생성용 소스 RF 신호를 생성하도록 구성되는 소스 RF 신호 생성부와,
상기 소스 RF 신호 생성부에 결합되는 제1 정합 회로와,
n 개(n은 2 이상의 정수)의 전압 펄스의 시퀀스를 생성하도록 구성되는 전압 펄스 생성부로서, 상기 n 개의 전압 펄스의 시퀀스는 서로 위상이 다른, 전압 펄스 생성부와,
n 개의 플라즈마 처리 장치를 구비하며,
상기 n 개의 플라즈마 처리 장치 중 제k(k는 1 내지 n의 정수)의 플라즈마 처리 장치는, 제k 플라즈마 처리 챔버 및 제k 기판 지지부를 포함하고, 상기 제k 기판 지지부는, 상기 제k 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되며, 하나 또는 복수의 제1 하부 전극을 포함하고, 상기 소스 RF 신호가 상기 제1 정합 회로를 통해 상기 제k 플라즈마 처리 장치에 공급되고, 상기 n 개의 전압 펄스의 시퀀스 중 제k 전압 펄스들의 시퀀스가 상기 제k 플라즈마 처리 장치의 상기 하나 또는 복수의 제k 하부 전극 중 적어도 하나에 공급되는, 플라즈마 처리 시스템.
1: 플라즈마 처리 장치,
2: 제어부,
10: 플라즈마 처리 챔버,
11: 기판 지지부,
13: 샤워 헤드,
30: 전원,
31: RF 전원,
31a: 제1 RF 생성부,
31b: 제2 RF 생성부,
32: DC 전원,
32a: 제1 DC 생성부,
32b: 제2 DC 생성부,
50: 임피던스 정합 회로,
51a: 제1 정합 회로,
51b: 제2 정합 회로,
60: 위상 조정 회로,
63: 인덕터,
64: 커패시터,
W: 기판

Claims (24)

  1. 플라즈마 생성용 소스 RF 신호를 생성하도록 구성되는 소스 RF 신호 생성부와,
    상기 소스 RF 신호 생성부에 결합되는 제1 정합 회로와,
    바이어스 RF 신호를 생성하도록 구성되는 바이어스 RF 신호 생성부와,
    상기 바이어스 RF 신호 생성부에 결합되는 제2 정합 회로와,
    상기 제2 정합 회로에 결합되며, 상기 제2 정합 회로를 통해 상기 바이어스 RF 신호 생성부로부터 공급된 상기 바이어스 RF 신호의 위상을 시프트시키도록 구성된 위상 조정 회로와,
    제1 플라즈마 처리 챔버 및 제1 기판 지지부를 포함하는 제1 플라즈마 처리 장치로, 상기 제1 기판 지지부는, 상기 제1 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되며, 하나 또는 복수의 제1 하부 전극을 포함하고, 상기 소스 RF 신호가 상기 제1 정합 회로를 통해 상기 제1 플라즈마 처리 장치에 공급되며, 상기 바이어스 RF 신호가 상기 제2 정합 회로를 통해 상기 제1 플라즈마 처리 장치의 상기 하나 또는 복수의 제1 하부 전극 중 적어도 하나에 공급되는, 제1 플라즈마 처리 장치와,
    제2 플라즈마 처리 챔버 및 제2 기판 지지부를 포함하는 제2 플라즈마 처리 장치로, 상기 제2 기판 지지부는, 상기 제2 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되며, 하나 또는 복수의 제2 하부 전극을 포함하고, 상기 소스 RF 신호가 상기 제1 정합 회로를 통해 상기 제2 플라즈마 처리 장치에 공급되며, 상기 위상 조정 회로에서 위상 시프트된 바이어스 RF 신호가 상기 제2 플라즈마 처리 장치의 상기 하나 또는 복수의 제2 하부 전극 중 적어도 하나에 공급되는, 제2 플라즈마 처리 장치를 구비하는,
    플라즈마 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위상 조정 회로는, 적어도 하나의 인덕터 및 적어도 하나의 커패시터를 포함하는, 플라즈마 처리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 위상 조정 회로는, 가변 인덕터 및 가변 커패시터 중 적어도 하나를 포함하는, 플라즈마 처리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 소스 RF 신호 생성부와 상기 제1 정합 회로 사이에서 상기 소스 RF 신호를 모니터링하고, 모니터링 결과를 출력하도록 구성된 센서를 추가로 구비하며,
    상기 위상 조정 회로는, 상기 모니터링 결과에 기초하여 상기 가변 인덕터의 인덕턴스 및 상기 가변 커패시터의 커패시턴스 중 하나 또는 둘 모두를 조절하도록 구성되는, 플라즈마 처리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센서는. 상기 소스 RF 신호의 전압과 전류의 위상차를 모니터링하도록 구성된 VI 센서인, 플라즈마 처리 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 센서는, 상기 소스 RF 신호의 반사파를 모니터링하도록 구성된 방향성 결합기인, 플라즈마 처리 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 위상 조정 회로는, 상기 제2 플라즈마 처리 장치에서의 플라즈마 처리 전 또는 후에 상기 가변 인덕터의 인덕턴스 및 상기 가변 커패시터의 커패시턴스 중 하나 또는 둘 모두를 조절하도록 구성되는, 플라즈마 처리 시스템.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 위상 조정 회로는, 상기 제2 플라즈마 처리 장치에서의 플라즈마 처리 동안에 상기 가변 인덕터의 인덕턴스 및 상기 가변 커패시터의 커패시턴스를 조절하도록 구성되는, 플라즈마 처리 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 바이어스 RF 신호와 상기 위상 시프트된 바이어스 RF 신호 사이의 위상차는 180도인, 플라즈마 처리 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 플라즈마 처리 장치는,
    상기 제1 기판 지지부의 상방에 배치되는 제1 상부 전극을 포함하고,
    상기 제2 플라즈마 처리 장치는,
    상기 제2 기판 지지부의 상방에 배치되는 제2 상부 전극을 포함하며,
    상기 제1 정합 회로는, 상기 하나 또는 복수의 제1 하부 전극 중 적어도 하나 또는 상기 제1 상부 전극과, 상기 하나 또는 복수의 제2 하부 전극 중 적어도 하나 또는 상기 제2 상부 전극에 결합되고,
    상기 제2 정합 회로는, 상기 하나 또는 복수의 제1 하부 전극 중 적어도 하나에 결합되며,
    상기 위상 조정 회로는, 상기 하나 또는 복수의 제2 하부 전극 중 적어도 하나에 결합되는, 플라즈마 처리 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 플라즈마 처리 장치는,
    상기 제1 플라즈마 처리 챔버의 상방에 배치되는 제1 안테나를 포함하고,
    상기 제2 플라즈마 처리 장치는,
    상기 제2 플라즈마 처리 챔버의 상방에 배치되는 제2 안테나를 포함하며,
    상기 제1 정합 회로는, 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나에 결합되고,
    상기 제2 정합 회로는, 상기 하나 또는 복수의 제1 하부 전극 중 적어도 하나에 결합되며,
    상기 위상 조정 회로는, 상기 하나 또는 복수의 제2 하부 전극 중 적어도 하나에 결합되는, 플라즈마 처리 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 소스 RF 신호는, 10MHz 내지 120MHz의 범위에 있는 주파수를 갖는, 플라즈마 처리 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 바이어스 RF 신호는, 100kHz 내지 20MHz의 범위에 있는 주파수를 갖는, 플라즈마 처리 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 바이어스 RF 신호는, 400kHz 내지 4MHz의 범위에 있는 주파수를 갖는, 플라즈마 처리 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 소스 RF 신호는 제1 주파수를 갖는 연속파인, 플라즈마 처리 시스템.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 소스 RF 신호는, 복수의 제1 전기 펄스를 주기적으로 포함하는 펄스파이며,
    상기 복수의 제1 전기 펄스 각각은, 제1 주파수를 갖는 연속파로 구성되는, 플라즈마 처리 시스템.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 바이어스 RF 신호는 제2 주파수를 갖는 연속파인, 플라즈마 처리 시스템.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 바이어스 RF 신호는, 복수의 제2 전기 펄스를 주기적으로 포함하는 펄스파이며,
    상기 복수의 제2 전기 펄스 각각은, 제2 주파수를 갖는 연속파로 구성되는, 플라즈마 처리 시스템.
  19. 제1 플라즈마 처리 장치 및 제2 플라즈마 처리 장치를 포함하는 플라즈마 처리 시스템에서 실행되는 플라즈마 처리 방법으로서,
    제1 주파수를 갖는 제1 RF 신호를 생성하는 단계와,
    상기 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수를 갖는 제2 RF 신호를 생성하는 단계와,　
    상기 제2 RF 신호의 위상을 시프트시키는 단계와,
    상기 제1 플라즈마 처리 장치 및 상기 제2 플라즈마 처리 장치에 상기 제1 RF 신호를 공급하는 단계와,
    상기 제1 플라즈마 처리 장치에 상기 제2 RF 신호를 공급하는 단계와,
    상기 제2 플라즈마 처리 장치에 위상 시프트된 제2 RF 신호를 공급하는 단계를 구비한,
    플라즈마 처리 방법.
  20. RF 신호를 생성하도록 구성되는 RF 신호 생성부와,
    상기 RF 신호 생성부에 결합되는 정합 회로와,
    전압 펄스의 시퀀스를 생성하도록 구성되는 전압 펄스 생성부와,
    상기 전압 펄스 생성부로부터 공급된 상기 전압 펄스의 시퀀스의 위상을 시프트시키도록 구성된 위상 조정 회로와,
    제1 플라즈마 처리 챔버 및 제1 기판 지지부를 포함하는 제1 플라즈마 처리 장치로, 상기 제1 기판 지지부는, 상기 제1 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되며, 하나 또는 복수의 제1 하부 전극을 포함하고, 상기 RF 신호가 상기 정합 회로를 통해 상기 제1 플라즈마 처리 장치에 공급되며, 상기 전압 펄스의 시퀀스가 상기 전압 펄스 생성부로부터 상기 제1 플라즈마 처리 장치의 상기 하나 또는 복수의 제1 하부 전극에 공급되는, 제1 플라즈마 처리 장치와,
    제2 플라즈마 처리 챔버 및 제2 기판 지지부를 포함하는 제2 플라즈마 처리 장치로, 상기 제2 기판 지지부는, 상기 제2 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되며, 하나 또는 복수의 제2 하부 전극을 포함하고, 상기 RF 신호가 상기 정합 회로를 통해 상기 제2 플라즈마 처리 장치에 공급되며, 상기 위상 조정 회로에서 위상 시프트된 전압 펄스의 시퀀스가 상기 제2 플라즈마 처리 장치의 상기 하나 또는 복수의 제2 하부 전극 중 적어도 하나에 공급되는, 제2 플라즈마 처리 장치를 구비하는,
    플라즈마 처리 시스템.
  21. 플라즈마 생성용 소스 RF 신호를 생성하도록 구성되는 소스 RF 신호 생성부와,
    상기 소스 RF 신호 생성부에 결합되는 제1 정합 회로와,
    바이어스 RF 신호를 생성하도록 구성되는 바이어스 RF 신호 생성부와,
    상기 바이어스 RF 신호 생성부에 결합되는 제2 정합 회로와,
    상기 제1 정합 회로에 대해 병렬로 결합되는 n 개의 플라즈마 처리 장치(n은 2 이상의 정수)와,
    n-1 개의 위상 조정 회로를 구비하며,
    상기 n-1 개의 위상 조정 회로는, 상기 제2 정합 회로와 상기 n 개의 플라즈마 처리 장치 중 제n 상기 플라즈마 처리 장치 사이에서 직렬로 결합되고, 상기 제2 정합 회로를 통해 상기 바이어스 RF 신호 생성부로부터 공급된 상기 바이어스 RF 신호의 위상을 순차적으로 시프트하도록 구성되며,
    상기 n-1 개의 위상 조정 회로 중 제k(k는 1 내지 n-1의 정수) 위상 조정 회로는, 상기 n 개의 플라즈마 처리 장치 중 제k 플라즈마 처리 장치 및 제k+1 상기 플라즈마 처리 장치에 결합되고,
    상기 n 개의 플라즈마 처리 장치 중 제1 플라즈마 처리 장치는, 제1 플라즈마 처리 챔버 및 제1 기판 지지부를 포함하며, 상기 제1 기판 지지부는, 상기 제1 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되고, 하나 또는 복수의 제1 하부 전극을 포함하며, 상기 소스 RF 신호가 상기 제1 정합 회로를 통해 상기 제1 플라즈마 처리 장치에 공급되고, 상기 바이어스 RF 신호가 상기 제2 정합 회로를 통해 상기 제1 플라즈마 처리 장치의 상기 하나 또는 복수의 제1 하부 전극 중 적어도 하나에 공급되고,
    상기 n 개의 플라즈마 처리 장치 중 제k+1 플라즈마 처리 장치는, 제k+1 플라즈마 처리 챔버 및 제k+1 기판 지지부를 포함하며, 상기 제k+1 기판 지지부는, 상기 제k+1 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되고, 하나 또는 복수의 제k+1 하부 전극을 포함하며, 상기 소스 RF 신호가 상기 제1 정합 회로를 통해 상기 제k+1 플라즈마 처리 장치에 공급되고, 상기 n-1 개의 위상 조정 회로 중 제k 위상 조정 회로에서 위상 시프트된 바이어스 RF 신호가 상기 제k+1 플라즈마 처리 장치의 상기 하나 또는 복수의 제k+1 하부 전극 중 적어도 하나에 공급되는,
    플라즈마 처리 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 n-1 개의 위상 조정 회로는, 상기 바이어스 RF 신호의 위상을 360도/n씩 순차적으로 시프트하도록 구성되는, 플라즈마 처리 시스템.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 n 개의 플라즈마 처리 장치 각각과 상기 제1 정합 회로를 결합할지의 여부를 전환하는 n 개의 제1 스위치와,
    상기 n 개의 플라즈마 처리 장치 각각과 상기 제2 정합 회로를 결합할지의 여부를 전환하는 n 개의 제2 스위치를 추가로 구비하는, 플라즈마 처리 시스템.
  24. 플라즈마 생성용 소스 RF 신호를 생성하도록 구성되는 소스 RF 신호 생성부와,
    상기 소스 RF 신호 생성부에 결합되는 제1 정합 회로와,
    n 개(n은 2 이상의 정수)의 전압 펄스의 시퀀스를 생성하도록 구성되는 전압 펄스 생성부로서, 상기 n 개의 전압 펄스의 시퀀스는 서로 위상이 다른, 전압 펄스 생성부와,
    n 개의 플라즈마 처리 장치를 구비하며,
    상기 n 개의 플라즈마 처리 장치 중 제k(k는 1 내지 n의 정수)의 플라즈마 처리 장치는, 제k 플라즈마 처리 챔버 및 제k 기판 지지부를 포함하고, 상기 제k 기판 지지부는, 상기 제k 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되며, 하나 또는 복수의 제1 하부 전극을 포함하고, 상기 소스 RF 신호가 상기 제1 정합 회로를 통해 상기 제k 플라즈마 처리 장치에 공급되고, 상기 n 개의 전압 펄스의 시퀀스 중 제k 전압 펄스들의 시퀀스가 상기 제k 플라즈마 처리 장치의 상기 하나 또는 복수의 제k 하부 전극 중 적어도 하나에 공급되는,
    플라즈마 처리 시스템.
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