KR101569904B1 - Electrode assembly and apparatus and method fdr treating substrate - Google Patents
Electrode assembly and apparatus and method fdr treating substrate Download PDFInfo
- Publication number
- KR101569904B1 KR101569904B1 KR1020130129388A KR20130129388A KR101569904B1 KR 101569904 B1 KR101569904 B1 KR 101569904B1 KR 1020130129388 A KR1020130129388 A KR 1020130129388A KR 20130129388 A KR20130129388 A KR 20130129388A KR 101569904 B1 KR101569904 B1 KR 101569904B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode
- substrate
- protection plate
- chamber
- temperature
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 141
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 81
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 17
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 16
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 120
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 27
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 21
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 12
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 5
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 3
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 3
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- -1 electrons Chemical class 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32532—Electrodes
- H01J37/32568—Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32458—Vessel
- H01J37/32522—Temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32532—Electrodes
- H01J37/32559—Protection means, e.g. coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
- H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
- H01J2237/332—Coating
- H01J2237/3321—CVD [Chemical Vapor Deposition]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
- H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
- H01J2237/334—Etching
Abstract
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 가지는 챔버, 상기 챔버 내부에 위치하고, 기판을 지지하는 지지 유닛, 상기 챔버 내부로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛 및 상기 챔버 내부 상면에 상기 지지 유닛과 대향하는 위치에 제공되는 전극 어셈블리를 포함하 되, 상기 전극 어셈블리는 상기 전극 어셈블리의 중앙부에 위치하는 제1 전극, 상기 제1 전극으로부터 일정 간격 이격되고, 상기 제1 전극을 둘러싸는 형태로 제공되는 제2 전극 및 상기 전극 어셈블리에 제공되는 전력, 온도 등을 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 어느 하나 또는 모두에 상기 전력이 인가되도록 제어한다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a substrate processing apparatus using plasma.
A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a chamber having a processing space therein, a support unit disposed inside the chamber, a support unit for supporting the substrate, a gas supply unit for supplying a process gas into the chamber, Wherein the electrode assembly includes a first electrode located at a central portion of the electrode assembly, a first electrode spaced from the first electrode by a predetermined distance, And a controller for controlling power, temperature, and the like provided to the electrode assembly, wherein the controller controls the first electrode and the second electrode so that the power is applied to the first electrode or the second electrode, Respectively.
Description
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a substrate processing apparatus using plasma.
반도체소자를 제조하기 위해서, 기판에 포토리소그라피, 식각, 애싱, 이온주입, 박막증착, 그리고 세정 등 다양한 공정을 수행하여 기판 상에 원하는 패턴을 형성한다. 이 중 식각 공정은 기판 상에 형성된 막 중 선택된 영역을 제거하는 공정으로 습식식각과 건식식각이 사용된다.In order to manufacture a semiconductor device, various processes such as photolithography, etching, ashing, ion implantation, thin film deposition, and cleaning are performed on a substrate to form a desired pattern on the substrate. In the etching process, wet etching and dry etching are used to remove a selected region of the film formed on the substrate.
이 중 건식식각을 위해 플라즈마를 이용한 식각 장치가 사용된다. 일반적으로 플라즈마를 형성하기 위해서는 챔버의 내부공간에 전자기장을 형성하고, 전자기장은 챔버 내에 제공된 공정가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다.Among them, an etching apparatus using a plasma is used for dry etching. Generally, in order to form a plasma, an electromagnetic field is formed in an inner space of a chamber, and an electromagnetic field excites the process gas provided in the chamber into a plasma state.
플라즈마는 이온이나 전자, 라디칼등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말한다. 플라즈마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성된다. 식각 공정은 플라즈마에 함유된 이온 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다.Plasma refers to an ionized gas state composed of ions, electrons, radicals, and the like. Plasma is generated by very high temperatures, strong electric fields, or RF electromagnetic fields. The etching process is performed by colliding the ion particles contained in the plasma with the substrate.
일반적으로, 용량 결합형 플라즈마(CCP: capacitively coupled plasma)를 이용하는 기판 처리 장치는 챔버 내부에 상부 전극과 하부 전극을 가진다. 상부 전극과 하부 전극 사이에 발생하는 전자기장은 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 그러나 여러가지 이유로 챔버 내부에 발생되는 플라즈마의 밀도는 균일하게 제공되지 못한다. 특히 기판의 중앙 영역과 엣지 영역은 발생되는 플라즈마의 밀도 차이로 인하여 기판 처리 공정의 신뢰성이 저하되고, 기판 처리 공정의 효율성이 저하되는 문제점이 있었다.Generally, a substrate processing apparatus using capacitively coupled plasma (CCP) has an upper electrode and a lower electrode in a chamber. The electromagnetic field generated between the upper electrode and the lower electrode excites the process gas into a plasma state. However, the density of the plasma generated in the chamber can not be uniformly provided for various reasons. In particular, the central region and the edge region of the substrate have a problem in that the reliability of the substrate processing process is lowered due to the difference in the density of the generated plasma and the efficiency of the substrate processing process is lowered.
본 발명은 챔버 내부의 영역에 따라 발생되는 플라즈마를 조절할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of controlling plasma generated according to an area inside a chamber.
또한, 본 발명은 챔버 내부의 영역에 따라 발생되는 플라즈마를 조절하여 기판 처리 공정의 신뢰성과 효율성을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of improving the reliability and efficiency of a substrate processing process by controlling plasma generated according to a region inside a chamber.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and the problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description and the accompanying drawings will be.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다.The present invention provides a substrate processing apparatus.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 가지는 챔버, 상기 챔버 내부에 위치하고, 기판을 지지하는 지지 유닛, 상기 챔버 내부로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛 및 상기 챔버 내부 상면에 상기 지지 유닛과 대향하는 위치에 제공되는 전극 어셈블리를 포함하되, 상기 전극 어셈블리는 상기 전극 어셈블리의 중앙부에 위치하는 제1 전극, 상기 제1 전극으로부터 일정 간격 이격되고, 상기 제1 전극을 둘러싸는 형태로 제공되는 제2 전극 및 상기 전극 어셈블리에 제공되는 전력, 온도 등을 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 어느 하나 또는 모두에 상기 전력이 인가되도록 제어한다.A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a chamber having a processing space therein, a support unit disposed inside the chamber, a support unit for supporting the substrate, a gas supply unit for supplying a process gas into the chamber, Wherein the electrode assembly includes a first electrode positioned at a central portion of the electrode assembly, a second electrode spaced from the first electrode by a predetermined distance, and surrounding the first electrode, And a controller for controlling power and temperature provided to the electrode assembly, wherein the controller controls the first electrode and the second electrode so that the power is applied to the first electrode or the second electrode, .
상기 제어기는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 어느 하나는 접지되고, 다른 하나는 전력이 인가되도록 제어할 수 있다.The controller can control one of the first electrode and the second electrode to be grounded and the other to be powered.
상기 제어기는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 상이한 전력이 인가되도록 제어할 수 있다.The controller may control to apply different electric power to the first electrode and the second electrode, respectively.
상기 전극 어셈블리는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 각각의 온도를 제어하는 온도 조절 유닛을 더 포함하되, 상기 온도 조절 유닛은 상기 제1 전극 내부에 위치하는 제1 온도 조절 부재 및 상기 제2 전극 내부에 위치하는 제2 온도 조절 부재를 포함할 수 있다.Wherein the electrode assembly further comprises a temperature control unit for controlling the respective temperatures of the first electrode and the second electrode, wherein the temperature control unit includes a first temperature adjusting member positioned inside the first electrode, And a second temperature adjusting member positioned inside the electrode.
상기 제어기는 상기 제1 온도 조절 부재와 상기 제2 온도 조절 부재가 각각 상이한 온도로 제공되도록 제어할 수 있다.The controller may control the first temperature regulating member and the second temperature regulating member to be provided at different temperatures, respectively.
상기 전극 어셈블리는 상기 제1 전극의 하단부와 상기 제2 전극의 하단부가 상이한 높이로 제공될 수 있다.The electrode assembly may be provided at a different height from a lower end of the first electrode and a lower end of the second electrode.
상기 전극 어셈블리는 상기 제1 전극의 하단부와 상기 지지 유닛 사이의 제1 거리가 상기 제2 전극의 하단부와 상기 지지 유닛 사이의 제2 거리와 상이한 거리로 제공될 수 있다.The electrode assembly may be provided such that a first distance between the lower end of the first electrode and the supporting unit is different from a second distance between the lower end of the second electrode and the supporting unit.
상기 제1 전극은 상기 제1 전극의 하단에 위치하고, 일정한 두께를 가지는 판 형상으로 제공되는 제1 보호판을 포함하고, 상기 제2 전극은 상기 제2 전극 하단에 위치하고, 일정한 두께로 제공되는 제2 보호판을 포함하되, 상기 제1 보호판과 상기 제2 보호판은 각각의 전기 저항률이 상이하게 제공될 수 있다.Wherein the first electrode includes a first protection plate disposed at a lower end of the first electrode and provided in a plate shape having a predetermined thickness, the second electrode is disposed at a lower end of the second electrode, The first protection plate and the second protection plate may be provided with different electrical resistivities, respectively.
상기 제1 보호판과 상기 제2 보호판은 실리콘을 포함할 수 있다.The first protection plate and the second protection plate may include silicon.
상기 제1 보호판과 상기 제2 보호판은 각각 상기 실리콘에 포함된 불순물의 양이 상이하게 제공될 수 있다.The first protection plate and the second protection plate may be provided with different amounts of impurities contained in the silicon, respectively.
또한, 본 발명은 전극 어셈블리를 제공한다.The present invention also provides an electrode assembly.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극 어셈블리는, 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스로 제공되는 전극 어셈블리에 있어서, 상기 전극 어셈블리의 중앙부에 위치하는 제1 전극, 상기 제1 전극으로부터 일정 간격 이격되고, 상기 제1 전극을 둘러싸는 형태로 제공되는 제2 전극 및 상기 전극 어셈블리에 제공되는 전력, 온도 등을 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 어느 하나 또는 모두에 상기 전력이 인가되도록 제어한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an electrode assembly provided as a plasma source for generating a plasma, the electrode assembly comprising: a first electrode positioned at a central portion of the electrode assembly; A second electrode provided in a form surrounding the first electrode, and a controller for controlling power, temperature, and the like provided to the electrode assembly, wherein the controller controls the first electrode, the second electrode, So that power is applied.
상기 제어기는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 상이한 전력이 인가되도록 제어할 수 있다.The controller may control to apply different electric power to the first electrode and the second electrode, respectively.
상기 전극 어셈블리는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 각각의 온도를 제어하는 온도 조절 유닛을 더 포함하되, 상기 온도 조절 유닛은 상기 제1 전극 내부에 위치하는 제1 온도 조절 부재 및 상기 제2 전극 내부에 위치하는 제2 온도 조절 부재를 포함할 수 있다.Wherein the electrode assembly further comprises a temperature control unit for controlling the respective temperatures of the first electrode and the second electrode, wherein the temperature control unit includes a first temperature adjusting member positioned inside the first electrode, And a second temperature adjusting member positioned inside the electrode.
상기 제어기는 상기 제1 온도 조절 부재와 상기 제2 온도 조절 부재가 각각 상이한 온도로 제공되도록 제어할 수 있다.The controller may control the first temperature regulating member and the second temperature regulating member to be provided at different temperatures, respectively.
상기 전극 어셈블리는 상기 제1 전극의 하단부와 상기 지지 유닛 사이의 제1 거리가 상기 제2 전극의 하단부와 상기 지지 유닛 사이의 제2 거리와 상이한 거리로 제공될 수 있다.The electrode assembly may be provided such that a first distance between the lower end of the first electrode and the supporting unit is different from a second distance between the lower end of the second electrode and the supporting unit.
상기 제1 전극은 상기 제1 전극의 하단에 위치하고, 일정한 두께를 가지는 판 형상으로 제공되는 제1 보호판을 포함하고, 상기 제2 전극은 상기 제2 전극 하단에 위치하고, 일정한 두께로 제공되는 제2 보호판을 포함하되, 상기 제1 보호판과 상기 제2 보호판은 각각의 전기 저항률이 상이하게 제공될 수 있다.Wherein the first electrode includes a first protection plate disposed at a lower end of the first electrode and provided in a plate shape having a predetermined thickness, the second electrode is disposed at a lower end of the second electrode, The first protection plate and the second protection plate may be provided with different electrical resistivities, respectively.
상기 제1 보호판과 상기 제2 보호판은 실리콘을 포함할 수 있다.The first protection plate and the second protection plate may include silicon.
또한, 본 발명은 기판 처리 방법을 제공한다.The present invention also provides a substrate processing method.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은, 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 방법에 있어서, 상기 기판은 복수개의 영역을 포함하고, 상기 기판의 각각의 영역마다 각각 상이한 전위차를 제공하여, 상기 각각의 영역마다 발생되는 플라즈마의 밀도를 조절한다.A substrate processing method according to an embodiment of the present invention is a substrate processing method for processing a substrate by using a plasma, wherein the substrate includes a plurality of regions, and a different potential difference is provided for each region of the substrate , And controls the density of the plasma generated in each of the regions.
상기 플라즈마를 발생시키는 플라스마 소스는 상부 전극과 하부 전극을 포함하고, 상기 상부 전극은 상기 기판의 중앙 영역의 상측에 위치하는 제1 전극, 상기 제1 전극으로부터 일정 간격 이격되고, 상기 제1 전극을 둘러싸는 형태로 제공되는 제2 전극을 포함하되, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극으로 각각 상이한 전력을 제공하여 상기 기판의 중앙 영역과 엣지 영역에 상이한 전위차가 제공될 수 있다.Wherein the plasma source for generating the plasma includes an upper electrode and a lower electrode, the upper electrode includes a first electrode located on an upper side of a central region of the substrate, a first electrode spaced from the first electrode by a predetermined distance, The first electrode and the second electrode may be provided with different electric powers so that different potential differences may be provided in the central region and the edge region of the substrate.
상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 제공되는 저항의 크기를 조절하여 상기 기판의 중앙 영역과 엣지 영역에 상이한 전위차가 제공될 수 있다.A different potential difference may be provided between the center region and the edge region of the substrate by adjusting the magnitude of the resistance provided to the first electrode and the second electrode.
상기 기판의 상기 중앙 영역과 상기 엣지 영역은 각각 상기 상부 전극과 상기 하부 전극의 거리를 상이하게 제공하여 기판의 중앙 영역과 엣지 영역에 상이한 전위차가 제공될 수 있다.The center region and the edge region of the substrate may be provided with different potential distances in the central region and the edge region of the substrate by providing different distances between the upper electrode and the lower electrode, respectively.
상기 플라즈마를 발생시키는 플라스마 소스는 상부 전극과 하부 전극을 포함하고, 상기 상부 전극은 상기 기판의 중앙 영역의 상측에 위치하는 제1 전극, 상기 제1 전극으로부터 일정 간격 이격되고, 상기 제1 전극을 둘러싸는 형태로 제공되는 제2 전극을 포함하되, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 각각 상이한 온도로 제공될 수 있다.Wherein the plasma source for generating the plasma includes an upper electrode and a lower electrode, the upper electrode includes a first electrode located on an upper side of a central region of the substrate, a first electrode spaced from the first electrode by a predetermined distance, And a second electrode provided in a surrounding form, wherein the first electrode and the second electrode may be provided at different temperatures, respectively.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 챔버 내부의 영역에 따라 발생되는 플라즈마를 조절할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the plasma generated according to the region inside the chamber can be controlled.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면 챔버 내부의 영역에 따라 발생되는 플라즈마를 조절하여 기판 처리 공정의 신뢰성과 효율성을 향상시킬 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, plasma generated according to a region inside the chamber can be controlled to improve reliability and efficiency of a substrate processing process.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and the effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and attached drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 전극 어셈블리의 일 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 전극 어셈블리의 변형예를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 전극 어셈블리를 포함하는 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 2의 전극 어셈블리의 다른 변형예를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5의 전극 어셈블리를 포함하는 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 방법을 보여주는 순서도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing an embodiment of an electrode assembly of the substrate processing apparatus of FIG.
FIG. 3 is a view showing a modification of the electrode assembly of FIG. 2. FIG.
FIG. 4 is a view showing a substrate processing apparatus including the electrode assembly of FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a view showing another modification of the electrode assembly of FIG. 2. FIG.
6 is a view showing a substrate processing apparatus including the electrode assembly of FIG.
7 is a flowchart illustrating a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention can be modified into various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. This embodiment is provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Thus, the shape of the elements in the figures has been exaggerated to emphasize a clearer description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리한다. 예를 들어, 기판 처리 장치(10)는 기판(W)에 대하여 식각 공정을 수행할 수 있다. 기판 처리 장치(10)는 챔버(100), 지지 유닛(200), 가스 공급 유닛(300), 플라즈마 소스, 그리고 배플 유닛(500)을 포함한다. Referring to Fig. 1, a
챔버(100)는 내부에 기판 처리 공정이 수행되는 처리 공간을 제공한다. 챔버(100)는 내부의 처리 공간을 가지고, 밀폐된 형상으로 제공된다. 챔버(100)는 금속 재질로 제공된다. 챔버(100)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 챔버(100)는 접지될 수 있다. 챔버(100)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성된다. 배기홀(102)은 배기 라인(151)과 연결된다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 챔버의 내부 공간에 머무르는 가스는 배기 라인(151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 챔버(100)의 내부는 소정 압력으로 감압된다. The
일 예에 의하면, 챔버(100) 내부에는 라이너(130)가 제공될 수 있다. 라이너(130)는 상면 및 하면이 개방된 원통 형상을 가진다. 라이너(130)는 챔버(100)의 내측면과 접촉하도록 제공될 수 있다. 라이너(130)는 챔버(100)의 내측벽을 보호하여 챔버(100)의 내측벽이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지한다. 또한, 기판 처리 공정 중에 발생한 불순물이 챔버(100)의 내측벽에 증착되는 것을 방지한다. 선택적으로, 라이너(130)는 제공되지 않을 수도 있다.According to one example, a
챔버(100)의 내부에는 지지 유닛(200)이 위치한다. 지지 유닛(200)은 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(200)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척(210)을 포함할 수 있다. 이와 달리, 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 정전 척(210)을 포함하는 지지 유닛(200)에 대하여 설명한다.The
지지 유닛(200)은 정전 척(210), 하부 커버(250) 그리고 플레이트(270)를 포함한다. 지지 유닛(200)은 챔버(100) 내부에서 챔버(100)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치한다. The
정전 척(210)은 유전판(220), 몸체(230) 그리고 포커스 링(240)을 포함한다. 정전 척(210)은 기판(W)을 지지한다.The electrostatic chuck 210 includes a
유전판(220)은 정전 척(210)의 상단에 위치한다. 유전판(220)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공된다. 유전판(220)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 유전판(220)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 갖는다. 때문에, 기판(W) 엣지 영역은 유전판(220)의 외측에 위치한다. The
유전판(220)은 내부에 제1 하부 전극(223), 히터(225) 그리고 제1 공급 유로(221)를 포함한다. 제1 공급 유로(221)는 유전판(210)의 상면으로부터 저면으로 제공된다. 제1 공급 유로(221)는 서로 이격하여 복수개 형성되며, 기판(W)의 저면으로 열전달 매체가 공급되는 통로로 제공된다.The
제1 하부 전극(223)은 제1 하부 전원(223a)과 전기적으로 연결된다. 제1 하부 전원(223a)은 직류 전원을 포함한다. 제1 하부 전극(223)과 제1 하부 전원(223a) 사이에는 스위치(223b)가 설치된다. 제1 하부 전극(223)은 스위치(223b)의 온/오프(ON/OFF)에 의해 제1 하부 전원(223a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치(223b)가 온(ON) 되면, 제1 하부 전극(223)에는 직류 전류가 인가된다. 제1 하부 전극(223)에 인가된 전류에 의해 제1 하부 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 유전판(220)에 흡착된다.The first
히터(225)는 제1 하부 전극(223)의 하부에 위치한다. 히터(225)는 제2 하부 전원(225a)과 전기적으로 연결된다. 히터(225)는 제2 하부 전원(225a)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 유전판(220)을 통해 기판(W)으로 전달된다. 히터(225)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 소정 온도로 유지된다. 히터(225)는 나선 형상의 코일을 포함한다. The
유전판(220)의 하부에는 몸체(230)가 위치한다. 유전판(220)의 저면과 몸체(230)의 상면은 본딩 유닛(236)에 의해 접착될 수 있다. 몸체(230)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 몸체(230)의 상면은 중심 영역이 엣지 영역보다 높게 위치되도록 단차질 수 있다. 몸체(230)의 상면 중심 영역은 유전판(220)의 저면에 상응하는 면적을 가지며, 유전판(220)의 저면과 접착된다. 몸체(230)는 내부에 제1 순환 유로(231), 제2 순환 유로(232) 그리고 제2 공급 유로(233)가 형성된다.The
제1 순환 유로(231)는 열전달 매체가 순환하는 통로로 제공된다. 제1 순환 유로(231)는 몸체(230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제1 순환 유로(231)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제1 순환 유로(231)들은 서로 연통될 수 있다. 제1 순환 유로(231)들은 동일한 높이에 형성된다.The
제2 순환 유로(232)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공된다. 제2 순환 유로(232)는 몸체(230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제2 순환 유로(232)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제2 순환 유로(232)들은 서로 연통될 수 있다. 제2 순환 유로(232)는 제1 순환 유로(231)보다 큰 단면적을 가질 수 있다. 제2 순환 유로(232)들은 동일한 높이에 형성된다. 제2 순환 유로(232)는 제1 순환 유로(231)의 하부에 위치될 수 있다.The second
제2 공급 유로(233)는 제1 순환 유로(231)부터 상부로 연장되며, 몸체(230)의 상면으로 제공된다. 제2 공급 유로(243)는 제1 공급 유로(221)에 대응하는 개수로 제공되며, 제1 순환 유로(231)와 제1 공급 유로(221)를 연결한다.The
제1 순환 유로(231)는 열전달 매체 공급라인(231b)을 통해 열전달 매체 저장부(231a)와 연결된다. 열전달 매체 저장부(231a)에는 열전달 매체가 저장된다. 열전달 매체는 불활성 가스를 포함한다. 실시예에 의하면, 열전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함한다. 헬륨 가스는 공급 라인(231b)을 통해 제1 순환 유로(231)에 공급되며, 제2 공급 유로(233)와 제1 공급 유로(221)를 순차적으로 거쳐 기판(W) 저면으로 공급된다. 헬륨 가스는 플라즈마에서 기판(W)으로 전달된 열이 정전 척(210)으로 전달되는 매개체 역할을 한다.The
제2 순환 유로(232)는 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 냉각 유체 저장부(232a)와 연결된다. 냉각 유체 저장부(232a)에는 냉각 유체가 저장된다. 냉각 유체 저장부(232a) 내에는 냉각기(232b)가 제공될 수 있다. 냉각기(232b)는 냉각 유체를 소정 온도로 냉각시킨다. 이와 달리, 냉각기(232b)는 냉각 유체 공급 라인(232c) 상에 설치될 수 있다. 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 제2 순환 유로(232)에 공급된 냉각 유체는 제2 순환 유로(232)를 따라 순환하며 몸체(230)를 냉각한다. 몸체(230)는 냉각되면서 유전판(220)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킨다. The
몸체(230)는 금속판을 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 몸체(230) 전체가 금속판으로 제공될 수 있다. 몸체(230)는 제3 하부 전원(235a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 하부 전원(235a)은 고주파 전력을 발생시키는 고주파 전원으로 제공될 수 있다. 고주파 전원은 RF 전원으로 제공될 수 있다. 몸체(230)는 제3 하부 전원(235a)으로부터 고주파 전력을 인가 받는다. 이로 인하여 몸체(230)는 전극으로서 기능할 수 있다. 일 예에 의하면, 몸체(230)는 전극 어셈블리(400)와 대향하는 위치에 제공된다. 몸체(230)와 전극 어셈블리(400)에 각각 전력이 공급되면, 몸체(230)와 전극 어셈블리(400)는 마주하는 한 쌍의 전극으로 제공될 수 있다. 이를 통해, 몸체(230)와 전극 어셈블리(400) 사이에 전기장이 발생될 수 있다.The
포커스 링(240)은 정전 척(210)의 엣지 영역에 배치된다. 포커스 링(240)은 링 형상을 가지며, 유전판(220)의 둘레를 따라 배치된다. 포커스 링(240)의 상면은 외측부(240a)가 내측부(240b)보다 높도록 단차질 수 있다. 포커스 링(240)의 상면 내측부(240b)는 유전판(220)의 상면과 동일 높이에 위치된다. 포커스 링(240)의 상면 내측부(240b)는 유전판(220)의 외측에 위치된 기판(W)의 엣지 영역을 지지한다. 포커스 링(240)의 외측부(240a)는 기판(W) 엣지 영역을 둘러싸도록 제공된다. 포커스 링(240)은 기판(W)의 전체 영역에서 플라즈마의 밀도가 균일하게 분포하도록 전자기장을 제어한다. 이에 의해, 기판(W)의 전체 영역에 걸쳐 플라즈마가 균일하게 형성되어 기판(W)의 각 영역이 균일하게 식각될 수 있다.The
하부 커버(250)는 지지 유닛(200)의 하단부에 위치한다. 하부 커버(250)는 챔버(100)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치한다. 하부 커버(250)는 상면이 개방된 공간이 내부에 형성된다. 하부 커버(250)의 외부 반경은 몸체(230)의 외부 반경과 동일한 길이로 제공될 수 있다. 하부 커버(250)의 내부 공간에는 반송되는 기판(W)을 외부의 반송 부재로부터 정전 척(210)으로 이동시키는 리프트 핀 모듈(미도시) 등이 위치할 수 있다. 하부 커버(250)의 저면은 금속 재질로 제공될 수 있다. The
하부 커버(250)는 연결 부재(253)를 갖는다. 연결 부재(253)는 하부 커버(250)의 외측면과 챔버(100)의 내측벽을 연결한다. 연결 부재(253)는 하부 커버(250)의 외측면에 일정한 간격으로 복수개 제공될 수 있다. 연결 부재(253)는 지지 유닛(200)을 챔버(100) 내부에서 지지한다. 또한, 연결 부재(253)는 챔버(100)의 내측벽과 연결됨으로써 하부 커버(250)가 전기적으로 접지(grounding)되도록 한다. 제1 하부 전원(223a)과 연결되는 제1 전원라인(223c), 제2 하부 전원(225a)과 연결되는 제2 전원라인(225c), 제3 하부 전원(235a)과 연결되는 제3 전원라인(235c), 열전달 매체 저장부(231a)와 연결된 열전달 매체 공급라인(231b) 그리고 냉각 유체 저장부(232a)와 연결된 냉각 유체 공급 라인(232c)등은 연결 부재(253)의 내부 공간을 통해 하부 커버(250) 내부로 연장된다.The
정전 척(210)과 하부 커버(250)의 사이에는 플레이트(270)가 위치한다. 플레이트(270)는 하부 커버(250)의 상면을 덮는다. 플레이트(270)는 몸체(230)에 상응하는 단면적으로 제공된다. 플레이트(270)는 절연체를 포함할 수 있다. 플레이트(270)는 몸체(230)와 하부 커버(250)를 전기적으로 절연시킨다. A
가스 공급 유닛(300)은 챔버(100) 내부의 처리 공간으로 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(300)은 전극 어셈블리(400)의 상면과 연결된다. 가스 공급 유닛(300)은 가스 공급 노즐(310), 가스 공급 라인(320), 가스 조절 밸브(330), 그리고 가스 저장부(350)를 포함한다. 가스 공급 노즐(310)은 전극 어셈블리(400)의 상면 중앙부에 설치될 수 있다. 가스 공급 노즐(310)의 저면에는 분사구가 형성된다. 분사구는 전극 어셈블리(400) 내부로 공정 가스를 공급한다. 일 예에 의하면, 가스 공급 노즐(310)은 2개의 가스 공급 노즐(311, 312)을 포함한다. 제1 가스 공급 노즐(311)은 가스 분산판(480)의 엣지 영역에 위치하고, 제2 가스 공급 노즐(312)은 가스 분산판(480)의 중앙 영역에 위치할 수 있다. 제1 가스 공급 노즐(311)과 제2 가스 공급 노즐(312)은 가스 분산판(480)의 별도의 공간으로 각각 공정 가스를 제공할 수 있다. The
가스 공급 라인(320)은 가스 공급 노즐(310)과 가스 저장부(350)를 연결한다. 가스 공급 라인(320)은 가스 저장부(350)에 저장된 공정 가스를 가스 공급 노즐(310)에 공급한다. 가스 공급 라인(320)에는 가스 조절 밸브(330)가 설치된다. 가스 조절 밸브(330)는 가스 공급 라인(320)을 개폐하며, 가스 공급 라인(320)을 통해 공급되는 공정 가스를 조절한다. 일 예에 의하면, 가스 공급 라인(320)은 복수개 제공될 수 있다. 도 1과 같이 가스 저장부(350)가 2개 제공되는 경우에 가스 공급 라인(320)은 4개 제공될 수 있다. 구체적으로, 제1 가스 공급 라인(321)은 제1 가스 저장부(351)와 제1 가스 공급 노즐(311)을 연결한다. 제2 가스 공급 라인(322)은 제1 가스 저장부(351)와 제2 가스 공급 노즐(312)을 연결한다. 제3 가스 공급 라인(325)은 제2 가스 저장부(352)와 제1 가스 공급 노즐(311)을 연결한다. 제4 가스 공급 라인(326)은 제2 가스 저장부(352)와 제2 가스 공급 노즐(312)을 연결한다. 각각의 가스 공급 라인(321, 322, 325, 326)에는 가스 유량 조절 밸브(331, 332, 335, 336)가 제공된다. 가스 유량 조절 밸브(331, 332, 335, 336)는 각 가스 공급 라인(321, 322, 325, 326)을 따라 공급되는 공정 가스의 유량을 조절한다.The gas supply line 320 connects the gas supply nozzle 310 and the gas storage unit 350. The gas supply line 320 supplies the process gas stored in the gas storage unit 350 to the gas supply nozzle 310. The gas supply line 320 is provided with a gas control valve 330. The gas control valve 330 opens and closes the gas supply line 320 and regulates the process gas supplied through the gas supply line 320. According to one example, a plurality of gas supply lines 320 may be provided. As shown in FIG. 1, when two gas storage units 350 are provided, four gas supply lines 320 may be provided. Specifically, the first
가스 저장부(350)는 복수개 제공될 수 있다. 가스 저장부(350)는 제1 가스 저장부(351)와 제2 가스 저장부(352)를 포함할 수 있다. 제1 가스 저장부(351)와 제2 가스 저장부(352)는 각각 다른 종류의 공정 가스를 공급할 수 있다. 일 예에 의하면, 제1 가스 저장부(351)는 복수개의 혼합된 공정 가스를 제공하고, 제2 가스 저장부(352)는 단일한 공정 가스를 제공할 수 있다. A plurality of gas storage units 350 may be provided. The gas storage part 350 may include a first
플라즈마 소스는 챔버(100) 내의 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 본 발명의 일 실시예에서는, 플라즈마 소스로 용량 결합형 플라즈마(CCP: capacitively coupled plasma)가 사용된다. 용량 결합형 플라즈마는 챔버(100)의 내부에 상부 전극 및 하부 전극을 포함할 수 있다. 상부 전극 및 하부 전극은 챔버(100)의 내부에서 서로 평행하게 상하로 배치될 수 있다. 양 전극 중 어느 하나의 전극은 고주파 전력을 인가하고, 다른 전극은 접지될 수 있다. 양 전극 간의 공간에는 전자기장이 형성되고, 이 공간에 공급되는 공정 가스는 플라즈마 상태로 여기될 수 있다. 이 플라즈마를 이용하여 기판 처리 공정이 수행된다. 일 예에 의하면, 상부 전극은 전극 어셈블리(400)로 제공되고, 하부 전극은 몸체(230)로 제공될 수 있다. 하부 전극에는 고주파 전력이 인가되고, 상부 전극은 접지될 수 있다. 이와 달리, 상부 전극과 하부 전극에 모두 고주파 전력이 인가될 수 있다. 이로 인하여 상부 전극과 하부 전극 사이에 전자기장이 발생된다. 발생된 전자기장은 챔버(100) 내부로 제공된 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기 시킨다.The plasma source excites the process gas in the
이하에서는 상부 전극으로 제공되는 전극 어셈블리(400)에 대하여 설명한다.Hereinafter, an
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 전극 어셈블리의 일 실시예를 보여주는 단면도이다. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of an electrode assembly of the substrate processing apparatus of FIG.
도1 및 도 2를 참조하면, 전극 어셈블리(400)는 챔버(100) 상면에서 지지 유닛(200)의 상부에 위치한다. 전극 어셈블리(400)는 지지 유닛(200)과 대향하는 위치에 제공될 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the
전극 어셈블리(400)는 제1 전극(410), 제2 전극(420), 보호판(430), 온도 조절 유닛(440), 절연부(450, 460), 가스 분산판(480), 그리고 제어기(미도시)를 포함한다. The
제1 전극(410)은 전극 어셈블리(400)의 중앙부에 위치한다. 제1 전극(410)은 원통 형상으로 제공될 수 있다. 제1 전극(410)은 금속 재질을 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 제1 전극(410)은 알루미늄을 포함할 수 있다. 제1 전극(410)은 제1 상부 전원(419)과 연결된다. 제1 전극(410)은 제1 상부 전원(419)으로부터 전력을 제공받는다. 제1 전극(410)은 교류 또는 직류 전류가 연결될 수 있다. 이와 달리, 제1 전극(410)은 접지될 수도 있다. 제1 전극(410)은 기판 처리 공정에 따라 교류 또는 직류 전류가 연결되거나, 접지되어 기판 처리 공정을 조절할 수 있다. The
제1 전극(410)은 내부에 복수개의 제2 가스 이동홀(413)을 가진다. 제2 가스 이동홀(413)은 제1 전극(410)의 상단과 하단을 연결한다. 제2 가스 이동홀(413)은 가스 분산판(480)으로부터 챔버(100) 내부의 처리 공간으로 공정 가스가 이동되는 통로로서 제공된다.The
제2 전극(420)은 제1 전극(410)을 둘러싸는 형태로 제공된다. 제2 전극(420)은 상면과 하면이 개방된 원통 형상으로 제공될 수 있다. 제2 전극(420)은 제1 전극(410)으로부터 일정간격 이격되어 위치한다. 제2 전극(420)은 제1 전극(410)과 전기적으로 절연되도록 제공된다. 제2 전극(420)은 금속 재질을 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 제2 전극(420)은 알루미늄을 포함할 수 있다. 제2 전극(420)은 제2 상부 전원(429)과 연결된다. 제2 전극(420)은 제2 상부 전원(429)으로부터 전력을 제공받는다. 제2 전극(420)은 교류 또는 직류 전류가 연결될 수 있다. 이와 달리, 제2 전극(420)은 접지될 수도 있다. 제2 전극(420)은 기판 처리 공정에 따라 교류 또는 직류 전류가 연결되거나, 접지되어 기판 처리 공정을 조절할 수 있다.The
보호판(430)은 제1 전극(410)과 제2 전극(420)의 하단부에 각각 제공될 수 있다. 보호판(430)은 제1 보호판(431)과 제2 보호판(432)을 포함할 수 있다.The protection plate 430 may be provided at the lower ends of the
제1 보호판(431)은 제1 전극(410)의 하단에 위치할 수 있다. 일 예에 의하면, 제1 보호판(431)은 실리콘(Si)을 포함할 수 있다. 제1 보호판(431)은 실리콘 외에 다른 반도체를 포함할 수도 있다. 제1 보호판(431)에 포함되는 실리콘(Si)은 각각의 기판 처리 공정에 따라 불순물의 양이 상이하게 제공될 수 있다. 제1 보호판(431)은 제1 전극(410)의 저항으로 역할을 할 수 있다. 선택적으로, 제1 보호판(431)은 제공되지 않을 수도 있다. The
제2 보호판(432)은 제2 전극(420)의 하단에 위치할 수 있다. 일 예에 의하면, 제2 보호판(432)은 실리콘(Si)을 포함할 수 있다. 제2 보호판(432)은 실리콘 외의 반도체를 포함할 수 있다. 제2 보호판(432)에 포함되는 실리콘(Si)은 각각의 기판 처리 공정에 따라 불순물의 양이 상이하게 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 제2 보호판(432)은 제1 보호판(431)과 실리콘 내부에 포함된 불순물의 양이 상이하게 제공될 수 있다. 이와 달리, 제2 보호판(432)은 제1 보호판(431)과 실리콘 내부에 포함된 불순물의 양이 동일하게 제공될 수도 있다. 제2 보호판(432)은 제2 전극(420)의 저항으로 역할을 할 수 있다. 선택적으로, 제2 보호판(432)은 제공되지 않을 수도 있다.The
온도 조절 유닛(440)은 제1 전극(410)과 제2 전극(410)의 내부에 위치할 수 있다. 온도 조절 유닛(440)은 제1 온도 조절 부재(441)와 제2 온도 조절 부재(442)를 포함할 수 있다. The temperature control unit 440 may be located inside the
제1 온도 조절 부재(441)는 제1 전극(410)의 내부에 위치할 수 있다. 제1 온도 조절 부재(441)는 냉각 부재(441a)와 가열 부재(441b)를 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 냉각 부재(441a)는 가열 부재(441b)보다 상부에 위치할 수 있다. 제1 온도 조절 부재(441)는 제1 전극(410)의 온도를 조절할 수 있다. The first
제2 온도 조절 부재(442)는 제2 전극(420) 내부에 위치할 수 있다. 제2 온도 조절 부재(442)는 히터를 포함할 수 있다. 제2 온도 조절 부재(442)는 제2 전극(420)의 온도를 조절할 수 있다. The second
온도 조절 유닛(440)은 제1 온도 조절 부재(441)와 제2 온도 조절 부재(442)가 각각 제1 전극(410)과 제2 전극(420) 내부에 위치하므로, 제1 전극(410)과 제2 전극(420)의 온도를 별도로 조절할 수 있다. 따라서, 제1 전극(410)과 제2 전극(420)의 온도가 상이하게 제공될 수 있다. 이와 달리, 제1 전극(410)과 제2 전극(420)의 온도가 동일하게 제공될 수도 있다.Since the first
제1 절연부(450)는 제1 전극(410)과 제2 전극(420)의 사이에 위치한다. 제1 절연부(450)는 제1 전극(410)을 감싸는 형상으로 제공될 수 있다. 제1 절연부(450)는 상면과 하면이 개방된 원통형상으로 제공될 수도 있다. 제1 절연부(450)는 절연체를 포함한다. 일 예에 의하면, 제1 절연부(450)는 쿼츠(quartz)를 포함할 수 있다. 제1 절연부(450)는 제1 전극(410)과 제2 전극(420)을 전기적으로 절연시킨다. 선택적으로 제1 절연부(450)는 제공되지 않을 수도 있다.The
제2 절연부(460)는 챔버(100)와 제1 전극(410) 또는 제2 전극(420) 사이에 위치한다. 제2 절연부(460)의 내측면은 제1 전극(410) 또는 제2 전극(420)과 접촉된다. 제2 절연부(460)의 외측면은 챔버(100)와 접촉된다. 제2 절연부(460)는 절연체를 포함한다. 일 예에 의하면, 제2 절연부(460)는 세라믹 재질을 포함할 수 있다. 제2 절연부(460)는 제1 전극(410) 또는 제2 전극(420)과 챔버(100)를 전기적으로 절연시킬 수 있다. 선택적으로, 제2 절연부(460)는 제공되지 않을 수도 있다.The second insulating
가스 분산판(480)은 전극 어셈블리(400) 상단에 위치한다. 가스 분산판(480)은 내부에 버퍼 공간을 가지는 판 형상으로 제공될 수 있다. 가스 분산판(480)의 상면은 가스 공급 유닛(300)과 연결된다. 가스 분산판(480)의 하면은 제1 전극(410)과 접촉된다. 가스 분산판(480)은 하면에 복수개의 제1 가스 이동홀(483)을 가진다. 제1 가스 이동홀(483)은 제2 가스 이동홀(413)과 연결된다. 가스 공급 유닛(200)으로부터 제공된 공정 가스는 버퍼 공간에서 제1 가스 이동홀(483)로 이동되면서 챔버(100) 내부 공간으로 균일하게 분배된다. The
일 예에 의하면, 가스 분산판(480)은 격벽(489)을 가진다. 격벽(489)은 버퍼 공간을 2개로 분리한다. 일 예에 의하면, 격벽(489)은 가스 분산판(480)의 저면과 상면을 수직으로 연결한다. 격벽(489)은 상부에서 바라보면 버퍼 공간보다 지름이 작고, 상면과 하면이 개방된 원통 형상으로 제공될 수 있다. 격벽(489)은 버퍼 공간을 중앙 영역과 엣지 영역으로 분리한다. 일 예에 의하면, 버퍼 공간의 엣지 영역은 제1 가스 공급 노즐(311)이 연결되어 공정 가스가 공급된다. 버퍼 공간의 중앙 영역은 제2 가스 공급 노즐(312)이 연결되어 공정 가스가 공급된다.According to one example, the
제어기(미도시)는 전극 어셈블리(400)에 제공되는 전력, 전극 어셈블리(400)의 온도를 조절할 수 있다. 제어기(미도시)는 제1 전극(410)과 제2 전극(420)에 제공되는 전력을 상이하게 제공할 수 있다. 이와 달리, 제어기(미도시)는 제1 전극(410)과 제2 전극(420)에 제공되는 전력을 동일하게 제공할 수도 있다.A controller (not shown) may adjust the power supplied to the
또한, 제어기(미도시)는 온도 조절 유닛(440)을 조절할 수 있다. 제어기(미도시)는 제1 온도 조절 부재(441)와 제2 온도 조절 부재(442)를 각각 제어하여 제1 전극(410)과 제2 전극(420)의 온도가 상이하게 제공되도록 조절할 수 있다. 이와 달리, 제어기(미도시)는 제1 전극(410)과 제2 전극(420)의 온도가 동일하게 제공되도록 조절할 수 있다.In addition, a controller (not shown) may adjust the temperature control unit 440. The controller may control the first
상술한 기판 처리 장치(10)에서는 가스 분산판(480)이 하나만 제공되는 것으로 설명되었다. 이와 달리, 가스 분산판(480)은 전극 어셈블리(400) 내부에 복수개가 제공될 수도 있다.In the above-described
도 3은 도 2의 전극 어셈블리의 변형예를 보여주는 도면이고, 도 4는 도 3의 전극 어셈블리를 포함하는 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.FIG. 3 is a view showing a modification of the electrode assembly of FIG. 2, and FIG. 4 is a view illustrating a substrate processing apparatus including the electrode assembly of FIG.
도 3 및 도 4를 참조하면, 전극 어셈블리(4100)는 제1 전극(4110), 제2 전극(4120), 보호판(4130), 온도 조절 유닛(4140), 절연부(4150, 4160), 가스 분산판(4180), 그리고 제어기(미도시)를 포함할 수 있다. 3 and 4, the
전극 어셈블리(4100)는 도 2의 전극 어셈블리(400)와 비교하여 제1 전극(4110)과 제2 전극(4120)의 상대적인 위치가 차이가 있다. 그 외에는 전극 어셈블리(4100)는 도 2의 전극 어셈블리(400)와 형상 및 기능이 동일하거나 유사하므로 이에 대한 설명은 생략한다. The
전극 어셈블리(4100)에서 제1 전극(4110)은 제2 전극(4120)보다 낮은 위치에 제공된다. 제1 전극(4110)의 저면은 제2 전극(4120)의 저면보다 낮게 위치할 수 있다. 이에 따라, 전극 어셈블리(4100)와 대응하여 전자기장을 형성하는 하부 전극 과의 거리를 조절할 수 있다. 일 예에 의하면, 전극 어셈블리(4100)에 대응하는 하부 전극은 몸체(230)로 제공될 수 있다. 이때 하부 전극과 제1 전극(4110)의 수직 거리(h1)가 하부 전극과 제2 전극(4120)의 수직 거리(h2)보다 짧게 제공될 수 있다. 이러한 수직 거리를 조절함으로써, 플라즈마를 이용한 기판 처리 공정 중에서 챔버(100) 내부 영역별로 발생되는 플라즈마의 밀도를 조절할 수 있다. In the
도 5는 도 2의 전극 어셈블리의 다른 변형예를 보여주는 도면이고, 도 6은 도 5의 전극 어셈블리를 포함하는 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.FIG. 5 is a view showing another modification of the electrode assembly of FIG. 2, and FIG. 6 is a view illustrating a substrate processing apparatus including the electrode assembly of FIG.
도 5 및 도 6을 참조하면, 전극 어셈블리(4200)는 제1 전극(4210), 제2 전극(4320), 보호판(4230), 온도 조절 유닛(4240), 절연부(4250, 4260), 가스 분산판(4280), 그리고 제어기(미도시)를 포함할 수 있다.5 and 6, the
전극 어셈블리(4200)는 도 2의 전극 어셈블리(400)와 비교하여 제1 전극(4210)과 제2 전극(4220)의 상대적인 위치가 차이가 있다. 그 외에는 전극 어셈블리(4200)는 도 2의 전극 어셈블리(400)와 형상 및 기능이 동일하거나 유사하므로 이에 대한 설명은 생략한다.The
전극 어셈블리(4200)에서 제1 전극(4210)은 제2 전극(4220)보다 높은 위치에 제공된다. 제1 전극(4210)의 저면은 제2 전극(4220)의 저면보다 높이 위치할 수 있다. 이에 따라, 전극 어셈블리(4200)와 대응하여 전자기장을 형성하는 하부 전극 과의 거리를 조절할 수 있다. 일 예에 의하면, 전극 어셈블리(4200)에 대응하는 하부 전극은 몸체(230)로 제공될 수 있다. 이때 하부 전극과 제1 전극(4210)의 수직 거리(h3)가 하부 전극과 제2 전극(4220)의 수직 거리(h4)보다 길게 제공될 수 있다. 이러한 수직 거리를 조절함으로써, 플라즈마를 이용한 기판 처리 공정 중에서 챔버(100) 내부 영역별로 발생되는 플라즈마의 밀도를 조절할 수 있다. In the
다시 도 1을 참조하면, 배플 유닛(500)은 챔버(100)의 내측벽과 지지 유닛(200)의 사이에 위치된다. 배플(510)은 환형의 링 형상으로 제공된다. 배플(510)에는 복수의 관통홀(511)들이 형성된다. 챔버(100) 내에 제공된 공정 가스는 배플(510)의 관통홀(511)들을 통과하여 배기홀(102)로 배기된다. 배플(510)의 형상 및 관통홀(511)들의 형상에 따라 공정 가스의 흐름이 제어될 수 있다.Referring again to FIG. 1, the
이하, 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판 처리 방법을 설명한다. Hereinafter, a substrate processing method using the above-described substrate processing apparatus will be described.
일반적으로, 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 경우에 여러가지 원인에 의해 기판의 중앙 영역과 엣지 영역의 플라즈마 밀도의 차이가 발생한다. 이러한 플라즈마 밀도의 차이로 인하여 플라즈마를 이용한 기판 처리가 불균일하게 될 수 있다. 또한, 기판 처리 공정마다 기판의 엣지 영역과 중앙 영역의 플라즈마 밀도를 각각 조절할 수 없었다. 이로 인하여, 기판 처리 공정의 신뢰도가 떨어지고, 기판 처리 공정의 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.In general, when the process gas is excited into a plasma state, a plasma density difference occurs between the central region and the edge region of the substrate for various reasons. Due to the difference in the plasma density, the substrate processing using the plasma may become uneven. Further, the plasma density at the edge region and the central region of the substrate can not be adjusted for each substrate processing step. As a result, the reliability of the substrate processing process is lowered and the efficiency of the substrate processing process is lowered.
본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 방법은 기판의 영역마다 발생되는 플라즈마의 밀도를 조절할 수 있다. 일 예에 의하면, 기판 처리 방법은 기판의 중앙 영역과 엣지 영역에 제공되는 플라즈마의 밀도를 각각 조절할 수 있다. The substrate processing method according to an embodiment of the present invention can control the density of plasma generated in each region of the substrate. According to one example, the substrate processing method can control the density of the plasma provided in the central region and the edge region of the substrate, respectively.
이를 위하여 본 발명의 일 실시예에서는 상부 전극으로 제공되는 전극 어셈블리가 제1 전극과 제2 전극을 가진다. 중앙 영역에 위치하는 제1 전극과 엣지 영역에 위치하는 제2 전극은 전기적으로 분리되도록 제공된다. 상술한 단계를 통하여 챔버 내부의 처리 공간에서 발생하는 플라즈마의 밀도를 영역별로 제어할 수 있다. 이를 통하여 기판 처리 공정의 신뢰도를 향상시키고 기판 처리 공정의 효율성을 도모할 수 있다.For this, an electrode assembly provided as an upper electrode has a first electrode and a second electrode in an embodiment of the present invention. The first electrode located in the central region and the second electrode located in the edge region are provided to be electrically separated. Through the above-described steps, the density of the plasma generated in the processing space inside the chamber can be controlled for each region. Accordingly, reliability of the substrate processing process can be improved and the efficiency of the substrate processing process can be improved.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 방법을 보여주는 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 기판 처리 방법은 기판이 챔버 내부로 반송되어 고정되는 제1 단계(S10), 챔버 내부로 공정 가스가 공급되는 제2 단계(S20), 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 제3 단계(S30) 및 플라즈마를 이용하여 기판 처리 공정이 수행되는 제4 단계(S40)를 포함한다.Referring to FIG. 7, a substrate processing method includes a first step (S10) of transferring and fixing a substrate into a chamber, a second step (S20) of supplying a process gas into the chamber, a step of exciting a process gas into a plasma state A third step (S30), and a fourth step (S40) in which a substrate processing process is performed using plasma.
제3 단계(S30)는 기판 처리 장치 내부의 처리 공간에 전자기장이 제공된다. 전자기장은 상부 전극과 하부 전극 사이의 전위차로 인해 발생된다. 발생된 전자기장은 처리 공간에 위치하는 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다.In a third step S30, an electromagnetic field is provided in the processing space inside the substrate processing apparatus. The electromagnetic field is generated due to the potential difference between the upper electrode and the lower electrode. The generated electromagnetic field excites the process gas located in the process space into a plasma state.
일 예에 의하면, 제3 단계(S30)는 챔버 내부의 영역에 따라 플라즈마의 밀도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다. 제3 단계(S30)는 기판의 중앙 영역과 엣지 영역에 제공되는 전위차를 각각 조절하는 단계(S31), 기판의 중앙 영역과 엣지 영역의 온도를 각각 조절하는 단계(S32), 기판의 중앙 영역과 엣지 영역에서 상부 전극과 하부 전극 사이의 거리를 조절하는 단계(S33), 그리고 상부 전극의 중앙 영역과 엣지 영역에 제공되는 저항을 각각 조절하는 단계(S34)를 포함할 수 있다.According to one example, the third step S30 may include adjusting the density of the plasma according to the region inside the chamber. The third step S30 includes the steps of adjusting the potential difference provided to the central region and the edge region of the substrate S31, respectively adjusting the temperature of the central region and the edge region of the substrate S32, Adjusting the distance between the upper electrode and the lower electrode in the edge region (S33), and adjusting the resistance provided in the central region and the edge region of the upper electrode, respectively (S34).
기판의 중앙 영역과 엣지 영역에 제공되는 전위차를 각각 조절하는 단계(S31)에서는 상부 전극의 중앙 영역과 엣지 영역에 각각 상이한 전력이 제공될 수 있다. 이를 위하여, 상부 전극은 중앙 영역의 제1 전극과 엣지 영역의 제2 전극이 제공될 수 있다. 제1 전극과 제2 전극은 서로 전기적으로 절연되도록 제공될 수 있다. 제1 전극과 제2 전극은 각각 상이한 전력이 공급될 수 있다. 이로 인하여 상부 전극과 하부 전극 사이에 발생되는 전자기장이 기판의 중앙 영역과 엣지 영역에서 상이하게 제공될 수 있다. 상부 전극과 하부 전극 사이의 전위차가 크게 제공되면 발생되는 전자기장의 밀도가 증가할 수 있다. 발생되는 전자기장의 밀도에 따라 챔버 내부의 공정 가스가 플라즈마 상태로 여기되는 양이 달라지게 된다. 따라서, 상부 전극의 제1 전극과 제2 전극에 제공되는 전력을 조절하여 기판의 중앙 영역과 엣지 영역에 제공되는 플라즈마의 양을 조절할 수 있다. In the step S31 of adjusting the potential difference provided to the central region and the edge region of the substrate, respectively, different powers may be provided to the central region and the edge region of the upper electrode. To this end, the upper electrode may be provided with a first electrode in the central region and a second electrode in the edge region. The first electrode and the second electrode may be provided to be electrically isolated from each other. The first electrode and the second electrode may be supplied with different powers, respectively. Accordingly, the electromagnetic field generated between the upper electrode and the lower electrode can be provided differently in the central region and the edge region of the substrate. If the potential difference between the upper electrode and the lower electrode is large, the density of the electromagnetic field generated may increase. The amount of excitation of the process gas in the chamber into the plasma state varies depending on the density of the generated electromagnetic field. Therefore, the power supplied to the first electrode and the second electrode of the upper electrode can be adjusted to control the amount of plasma provided to the central region and the edge region of the substrate.
예를 들어, 엣지 영역의 플라즈마 밀도를 높게 제공하기 위하여는 중앙 영역보다 엣지 영역에서 상부 전극과 하부 전극 사이의 전위차를 크게 제공할 수 있다. 이로 인하여, 엣지 영역에서 발생되는 전자기장이 증가될 수 있다. 증가된 전자기장은 공정 가스에서 여기되는 플라즈마의 양을 증가하도록 제공할 수 있다.For example, to provide a high plasma density of the edge region, it is possible to provide a large potential difference between the upper electrode and the lower electrode in the edge region than in the central region. As a result, the electromagnetic field generated in the edge region can be increased. An increased electromagnetic field can be provided to increase the amount of plasma excited in the process gas.
이와 달리, 엣지 영역의 플라즈마 밀도를 낮게 제공하기 위하여는 중앙 영역보다 엣지 영역에서 상부 전극과 하부 전극 사이의 전위차를 작게 제공할 수 있다. 이로 인하여, 엣지 영역에서 발생되는 전자기장이 감소될 수 있다. 감소된 전자기장은 공정 가스에서 여기되는 플라즈마의 양이 감소되도록 제공될 수 있다.In contrast, in order to provide a low plasma density in the edge region, a potential difference between the upper electrode and the lower electrode can be provided at a smaller edge region than the central region. Due to this, the electromagnetic field generated in the edge region can be reduced. The reduced electromagnetic field can be provided to reduce the amount of plasma excited in the process gas.
기판의 중앙 영역과 엣지 영역에 제공되는 전위차를 각각 조절하는 단계(S31)는 기판 처리 공정이 진행되는 도중에도 각 영역별로 전위차를 조절할 수 있다. 이와 달리, 기판 처리 공정의 시작 전에 기판의 각 영역별 전위차가 조절될 수도 있다.The step S31 of adjusting the potential difference provided to the central region and the edge region of the substrate may control the potential difference for each region even during the substrate processing process. Alternatively, the potential difference may be adjusted for each region of the substrate before the start of the substrate processing process.
상부 전극의 중앙 영역과 엣지 영역의 온도를 각각 조절하는 단계(S32)에서는 상부 전극의 중앙 영역과 엣지 영역이 각각 상이한 온도로 제공될 수 있다. 이를 위하여, 상부 전극의 제1 전극과 제2 전극에는 별도의 온도 조절 부재가 제공된다. 일 예에 의하면, 제1 전극에는 제1 온도 조절 부재가 제공되고, 제2 전극에는 제2 온도 조절 부재가 제공될 수 있다. 이로 인하여, 제1 전극과 제2 전극은 서로 독립적으로 온도를 제어할 수 있다. 기판 처리 장치에서 상부 전극과 지지 유닛의 거리가 근접되어 제공되므로, 상부 전극의 온도를 조절하여 기판의 온도를 제어할 수 있다. 따라서, 기판의 중앙 영역과 엣지 영역의 온도를 독립적으로 제어할 수 있다.In the step S32 of adjusting the temperature of the center region and the edge region of the upper electrode, respectively, the central region and the edge region of the upper electrode may be provided at different temperatures. To this end, a separate temperature control member is provided for the first electrode and the second electrode of the upper electrode. According to one example, the first electrode may be provided with a first temperature regulating member, and the second electrode may be provided with a second temperature regulating member. Accordingly, the temperature of the first electrode and the temperature of the second electrode can be controlled independently of each other. Since the distance between the upper electrode and the supporting unit is provided in the substrate processing apparatus, the temperature of the substrate can be controlled by adjusting the temperature of the upper electrode. Therefore, the temperature of the central region and the edge region of the substrate can be independently controlled.
플라즈마를 이용한 기판 처리 공정에서 기판의 온도가 높으면 기판에 폴리머가 증착되기 어렵다. 이와 달리, 기판의 온도가 낮으면 상대적으로 기판에 폴리머가 쉽게 증착되게 된다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상부 전극에서 중앙 영역과 엣지 영역의 온도를 조절하여 기판의 중앙 영역과 엣지 영역에서 폴리머가 증착되는지를 제어할 수 있다.When the temperature of the substrate is high in the substrate processing process using plasma, the polymer is hardly deposited on the substrate. In contrast, when the temperature of the substrate is low, the polymer is easily deposited on the substrate. According to an embodiment of the present invention, it is possible to control the deposition of the polymer in the central region and the edge region of the substrate by adjusting the temperature of the center region and the edge region in the upper electrode.
상부 전극의 중앙 영역과 엣지 영역의 온도를 각각 조절하는 단계(S32)는 기판 처리 공정이 진행되는 도중에도 각 영역별로 온도를 조절할 수 있다. 이와 달리, 기판 처리 공정의 시작 전에 기판의 각 영역별 온도가 조절될 수도 있다.In the step S32 of adjusting the temperature of the central region and the edge region of the upper electrode, the temperature can be adjusted for each region even during the substrate processing process. Alternatively, the temperature of each region of the substrate may be adjusted prior to the start of the substrate processing process.
기판의 중앙 영역과 엣지 영역에서 상부 전극과 하부 전극 사이의 거리를 조절하는 단계(S33)에서는 상부 전극과 하부 전극 사이의 거리를 조절하여 발생되는 전자기장의 세기를 제어할 수 있다. 기판의 중앙 영역과 엣지 영역에서 상부 전극과 하부 전극 사이의 거리를 조절하는 단계(S33)는 상술한 전위차를 각각 조절하는 단계(S31) 및 온도를 각각 조절하는 단계(S32)와 달리 기판 처리 공정의 시작 전에만 조절할 수 있다.In the step S33 of adjusting the distance between the upper electrode and the lower electrode in the central region and the edge region of the substrate, the intensity of the electromagnetic field generated by adjusting the distance between the upper electrode and the lower electrode can be controlled. The step S33 of adjusting the distance between the upper electrode and the lower electrode in the central region and the edge region of the substrate is different from the step S31 of adjusting the potential difference and the step of adjusting the temperature S32, Can be adjusted only before the start of.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상부 전극의 제1 전극과 제2 전극의 하단의 높이를 상이하게 제공할 수 있다. 이를 통하여 중앙 영역과 엣지 영역에서 상부 전극과 하부 전극의 거리를 상이하게 할 수 있다. 중앙 영역과 엣지 영역에서의 상부 전극과 하부 전극의 거리를 조절하여 중앙 영역과 엣지 영역에서 발생되는 플라즈마의 양을 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the height of the lower ends of the first electrode and the second electrode of the upper electrode can be differently provided. The distance between the upper electrode and the lower electrode can be made different in the central region and the edge region. The distance between the upper electrode and the lower electrode in the central region and the edge region can be controlled to control the amount of plasma generated in the central region and the edge region.
상부 전극과 하부 전극의 거리가 감소하면, 그 사이에 발생되는 전위차도 크게 제공된다. 전위차가 크게 제공되면 발생되는 전자기장이 증가하게 된다. 발생된 전자기장이 증가되면 공정 가스가 플라즈마 상태로 여기되는 양도 증가하게 된다.When the distance between the upper electrode and the lower electrode is reduced, a potential difference generated therebetween is also provided. When the potential difference is large, the generated electromagnetic field is increased. When the generated electromagnetic field is increased, the amount of excitation of the process gas into the plasma state is increased.
상부 전극과 하부 전극의 거리가 증가하면, 그 사이에 발생되는 전위차가 작게 제공된다. 전위차가 작게 제공되면 발생되는 전자기장이 감소하게 된다. 발생된 전자기장이 감소되면 공정 가스가 플라즈마 상태로 여기되는 양도 감소하게 된다.When the distance between the upper electrode and the lower electrode is increased, a potential difference generated therebetween is provided to be small. When the potential difference is small, the generated electromagnetic field is reduced. When the generated electromagnetic field is reduced, the amount of excitation of the process gas into the plasma state is also reduced.
상부 전극의 중앙 영역과 엣지 영역에 제공되는 저항을 각각 조절하는 단계(S34)에서는 상부 전극의 중앙 영역과 엣지 영역에 각각 상이한 저항을 제공하여 발생되는 전자기장의 세기를 제어할 수 있다. 상부 전극의 중앙 영역과 엣지 영역에 제공되는 저항을 각각 조절하는 단계(S34)는 상술한 전위차를 각각 조절하는 단계(S31) 및 온도를 각각 조절하는 단계(S32)와 달리 기판 처리 공정의 시작 전에만 조절할 수 있다.In the step S34 of adjusting the resistances provided in the central region and the edge region of the upper electrode, respectively, different resistances may be provided in the central region and the edge region of the upper electrode, thereby controlling the intensity of the generated electromagnetic field. The step S34 of adjusting the resistances provided in the central region and the edge region of the upper electrode, respectively, differs from the step S31 of adjusting the potential difference and the step S32 of adjusting the temperature, Can only be adjusted.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상부 전극의 제1 전극과 제2 전극의 저항이 상이하게 제공될 수 있다. 상부 전극에 저항이 크게 제공되면 상부 전극에 제공되는 전류가 감소하게 된다. 이에 따라, 상부 전극과 하부 전극 사이의 전위차가 감소하게 된다. 따라서, 발생되는 전자기장이 감소하게 되고, 이에 의해 공정 가스가 플라즈마로 여기되는 양이 감소하게 된다.According to an embodiment of the present invention, the resistance of the first electrode and the second electrode of the upper electrode may be different. If a large resistance is provided to the upper electrode, the current supplied to the upper electrode is reduced. Accordingly, the potential difference between the upper electrode and the lower electrode is reduced. Therefore, the electromagnetic field generated is reduced, thereby reducing the amount of the process gas excited by the plasma.
상부 전극의 제1 전극과 제2 전극의 저항을 상이하게 제공하여 기판의 중앙 영역과 엣지 영역에서 발생되는 플라즈마의 양을 조절할 수 있다. 일 예에 의하면, 상부 전극 하단에 제공되는 실리콘에 포함되는 불순물의 양을 조절하여 저항의 크기를 제어할 수 있다.The resistance of the first electrode and the second electrode of the upper electrode may be different from each other to control the amount of plasma generated in the central region and the edge region of the substrate. According to an example, the amount of the impurity contained in the silicon provided at the lower end of the upper electrode may be controlled to control the resistance.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description is illustrative of the present invention. In addition, the foregoing is intended to illustrate and explain the preferred embodiments of the present invention, and the present invention may be used in various other combinations, modifications and environments. That is, it is possible to make changes or modifications within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, within the scope of the disclosure, and / or within the skill and knowledge of the art. The embodiments described herein are intended to illustrate the best mode for implementing the technical idea of the present invention and various modifications required for specific applications and uses of the present invention are also possible. Accordingly, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. It is also to be understood that the appended claims are intended to cover further embodiments.
10: 기판 처리 장치 100: 챔버
200: 지지 유닛 300: 가스 공급 유닛
400: 전극 어셈블리 410: 제1 전극
420: 제2 전극 430: 보호판
440: 온도 조절 유닛 480: 가스 분산판
500: 배플 유닛10: substrate processing apparatus 100: chamber
200: support unit 300: gas supply unit
400: electrode assembly 410: first electrode
420: second electrode 430: shield plate
440: Temperature control unit 480: Gas distribution plate
500: Baffle unit
Claims (22)
상기 챔버 내부에 위치하고, 기판을 지지하는 지지 유닛;
상기 챔버 내부로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및
상기 챔버 내부 상면에 상기 지지 유닛과 대향하는 위치에 제공되는 전극 어셈블리를 가지는 플라즈마 소스;를 포함하되,
상기 전극 어셈블리는
상기 전극 어셈블리의 중앙부에 위치하는 제1 전극;
상기 제1 전극으로부터 일정 간격 이격되고, 상기 제1 전극을 둘러싸는 형태로 제공되는 제2 전극;
상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 각각의 온도를 제어하는 온도 조절 유닛; 및
상기 전극 어셈블리에 제공되는 전력, 온도 등을 제어하는 제어기;를 포함하되,
상기 온도 조절 유닛은
상기 제1 전극 내부에 위치하는 제1 온도 조절 부재; 및
상기 제2 전극 내부에 위치하는 제2 온도 조절 부재;를 포함하고,
상기 제어기는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 어느 하나 또는 모두에 상기 전력이 인가되도록하고, 상기 제1 온도 조절 부재와 상기 제2 온도 조절 부재가 각각 상이한 온도로 제공되도록 제어하는 기판 처리 장치.A chamber having a processing space therein;
A support unit positioned inside the chamber and supporting the substrate;
A gas supply unit for supplying a process gas into the chamber; And
And a plasma source having an electrode assembly provided on a top surface of the chamber at a position opposite to the supporting unit,
The electrode assembly
A first electrode located at a central portion of the electrode assembly;
A second electrode spaced apart from the first electrode by a predetermined distance, the second electrode being provided to surround the first electrode;
Wherein the first electrode and the second electrode each have a temperature control unit for controlling the temperature thereof; And
And a controller for controlling power, temperature, and the like provided to the electrode assembly,
The temperature control unit
A first temperature regulating member positioned inside the first electrode; And
And a second temperature control member disposed inside the second electrode,
Wherein the controller applies the electric power to either or both of the first electrode and the second electrode and controls the first temperature control member and the second temperature control member to be provided at different temperatures, .
상기 제어기는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 어느 하나는 접지되고, 다른 하나는 전력이 인가되도록 제어하는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the controller controls one of the first electrode and the second electrode to be grounded and the other to be powered.
상기 제어기는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 상이한 전력이 인가되도록 제어하는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the controller controls to apply different electric power to the first electrode and the second electrode, respectively.
상기 전극 어셈블리는
상기 제1 전극의 하단부와 상기 제2 전극의 하단부가 상이한 높이로 제공되는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
The electrode assembly
Wherein a lower end of the first electrode and a lower end of the second electrode are provided at different heights.
상기 전극 어셈블리는
상기 제1 전극의 하단부와 상기 지지 유닛 사이의 제1 거리가 상기 제2 전극의 하단부와 상기 지지 유닛 사이의 제2 거리와 상이한 거리로 제공되는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
The electrode assembly
Wherein a first distance between the lower end of the first electrode and the support unit is provided at a distance different from a second distance between the lower end of the second electrode and the support unit.
상기 제1 전극은
상기 제1 전극의 하단에 위치하고, 일정한 두께를 가지는 판 형상으로 제공되는 제1 보호판;을 포함하고,
상기 제2 전극은
상기 제2 전극 하단에 위치하고, 일정한 두께로 제공되는 제2 보호판;을 포함하되,
상기 제1 보호판과 상기 제2 보호판은 각각의 전기 저항률이 상이하게 제공되는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
The first electrode
And a first protection plate disposed at a lower end of the first electrode and provided in a plate shape having a predetermined thickness,
The second electrode
And a second protection plate disposed at a lower end of the second electrode and provided at a constant thickness,
Wherein the first protection plate and the second protection plate have different electrical resistivities.
상기 제1 보호판과 상기 제2 보호판은 실리콘을 포함하는 기판 처리 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the first protection plate and the second protection plate comprise silicon.
상기 챔버 내부에 위치하고, 기판을 지지하는 지지 유닛;
상기 챔버 내부로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및
상기 챔버 내부 상면에 상기 지지 유닛과 대향하는 위치에 제공되는 전극 어셈블리를 가지는 플라즈마 소스;를 포함하되,
상기 전극 어셈블리는
상기 전극 어셈블리의 중앙부에 위치하는 제1 전극;
상기 제1 전극으로부터 일정 간격 이격되고, 상기 제1 전극을 둘러싸는 형태로 제공되는 제2 전극; 및
상기 전극 어셈블리에 제공되는 전력, 온도 등을 제어하는 제어기;를 포함하되,
상기 제어기는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 어느 하나 또는 모두에 상기 전력이 인가되도록 제어하고,
상기 제1 전극은,
상기 제1 전극의 하단에 위치하고, 일정한 두께를 가지는 판 형상으로 제공되는 제1 보호판;을 포함하고,
상기 제2 전극은,
상기 제2 전극 하단에 위치하고, 일정한 두께로 제공되는 제2 보호판;을 포함하되,
상기 제1 보호판과 상기 제2 보호판은 각각의 전기 저항률이 상이하게 제공되며,
상기 제1 보호판과 상기 제2 보호판은 실리콘을 포함하고,
상기 제1 보호판과 상기 제2 보호판은 각각 상기 실리콘에 포함된 불순물의 양이 상이하게 제공되는 기판 처리 장치.
A chamber having a processing space therein;
A support unit positioned inside the chamber and supporting the substrate;
A gas supply unit for supplying a process gas into the chamber; And
And a plasma source having an electrode assembly provided on a top surface of the chamber at a position opposite to the supporting unit,
The electrode assembly
A first electrode located at a central portion of the electrode assembly;
A second electrode spaced apart from the first electrode by a predetermined distance, the second electrode being provided to surround the first electrode; And
And a controller for controlling power, temperature, and the like provided to the electrode assembly,
Wherein the controller controls the power to be applied to one or both of the first electrode and the second electrode,
Wherein the first electrode comprises:
And a first protection plate disposed at a lower end of the first electrode and provided in a plate shape having a predetermined thickness,
Wherein the second electrode comprises:
And a second protection plate disposed at a lower end of the second electrode and provided at a constant thickness,
The first protection plate and the second protection plate are provided with different electrical resistivities,
Wherein the first protection plate and the second protection plate comprise silicon,
Wherein the first protection plate and the second protection plate are provided with different amounts of impurities contained in the silicon, respectively.
상기 전극 어셈블리는,
상기 전극 어셈블리의 중앙부에 위치하는 제1 전극;
상기 제1 전극으로부터 일정 간격 이격되고, 상기 제1 전극을 둘러싸는 형태로 제공되는 제2 전극;
상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 각각의 온도를 제어하는 온도 조절 유닛; 및
상기 전극 어셈블리에 제공되는 전력, 온도 등을 제어하는 제어기;를 포함하되,
상기 온도 조절 유닛은,
상기 제1 전극 내부에 위치하는 제1 온도 조절 부재; 및
상기 제2 전극 내부에 위치하는 제2 온도 조절 부재;를 포함하고,
상기 제어기는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 어느 하나 또는 모두에 상기 전력이 인가되도록하고, 상기 제1 온도 조절 부재와 상기 제2 온도 조절 부재가 각각 상이한 온도로 제공되도록 제어하는 전극 어셈블리.1. An electrode assembly provided as a plasma source for generating a plasma,
The electrode assembly includes:
A first electrode located at a central portion of the electrode assembly;
A second electrode spaced apart from the first electrode by a predetermined distance, the second electrode being provided to surround the first electrode;
Wherein the first electrode and the second electrode each have a temperature control unit for controlling the temperature thereof; And
And a controller for controlling power, temperature, and the like provided to the electrode assembly,
The temperature control unit includes:
A first temperature regulating member positioned inside the first electrode; And
And a second temperature control member disposed inside the second electrode,
Wherein the controller applies the electric power to one or both of the first electrode and the second electrode, and controls the first temperature adjusting member and the second temperature adjusting member to be provided at different temperatures, respectively.
상기 제어기는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 상이한 전력이 인가되도록 제어하는 전극 어셈블리.12. The method of claim 11,
Wherein the controller controls the first electrode and the second electrode such that different powers are applied to the first electrode and the second electrode, respectively.
상기 제1 전극은
상기 제1 전극의 하단에 위치하고, 일정한 두께를 가지는 판 형상으로 제공되는 제1 보호판;을 포함하고,
상기 제2 전극은
상기 제2 전극 하단에 위치하고, 일정한 두께로 제공되는 제2 보호판;을 포함하되,
상기 제1 보호판과 상기 제2 보호판은 각각의 전기 저항률이 상이하게 제공되는 전극 어셈블리.12. The method of claim 11,
The first electrode
And a first protection plate disposed at a lower end of the first electrode and provided in a plate shape having a predetermined thickness,
The second electrode
And a second protection plate disposed at a lower end of the second electrode and provided at a constant thickness,
Wherein the first protection plate and the second protection plate have different electrical resistivities.
상기 제1 보호판과 상기 제2 보호판은 실리콘을 포함하는 전극 어셈블리.17. The method of claim 16,
Wherein the first protection plate and the second protection plate comprise silicon.
상기 기판은 복수개의 영역을 포함하고,
상기 기판의 각각의 영역마다 각각 상이한 전위차 및 상이한 온도를 제공하여, 상기 각각의 영역마다 발생되는 플라즈마의 밀도를 조절하는 기판 처리 방법.A substrate processing method for processing a substrate using plasma using the substrate processing apparatus of claim 1,
Wherein the substrate comprises a plurality of regions,
Providing a different potential difference and a different temperature for each of the regions of the substrate to control the density of the plasma generated in each of the regions.
상기 플라즈마를 발생시키는 플라스마 소스는 상기 전극 어셈블리인 상부 전극과 하부 전극을 포함하고,
상기 제1 전극은 상기 기판의 중앙 영역의 상측에 위치하고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극으로 각각 상이한 전력을 제공하여 상기 기판의 중앙 영역과 엣지 영역에 상이한 전위차가 제공되는 기판 처리 방법.19. The method of claim 18,
Wherein the plasma source for generating plasma includes an upper electrode and a lower electrode as the electrode assembly,
The first electrode is located on the upper side of the central region of the substrate,
Wherein different electric potentials are provided to the first electrode and the second electrode to provide a different potential difference between the center region and the edge region of the substrate.
상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 제공되는 저항의 크기를 조절하여 상기 기판의 중앙 영역과 엣지 영역에 상이한 전위차가 제공되는 기판 처리 방법.20. The method of claim 19,
Wherein a difference in potential between the central region and the edge region of the substrate is controlled by adjusting a resistance of the first electrode and the second electrode.
상기 기판의 상기 중앙 영역과 상기 엣지 영역은 각각 상기 상부 전극과 상기 하부 전극의 거리를 상이하게 제공하여 기판의 중앙 영역과 엣지 영역에 상이한 전위차가 제공되는 기판 처리 방법.20. The method of claim 19,
Wherein the central region and the edge region of the substrate provide different distances between the upper electrode and the lower electrode, respectively, so that different potential differences are provided in the central region and the edge region of the substrate.
상기 플라즈마를 발생시키는 플라스마 소스는 상기 전극 어셈블리인 상부 전극과 하부 전극을 포함하고,
상기 제1 전극은 상기 기판의 중앙 영역의 상측에 위치하고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 각각 상이한 온도로 제공되는 기판 처리 방법.19. The method of claim 18,
Wherein the plasma source for generating plasma includes an upper electrode and a lower electrode as the electrode assembly,
The first electrode is located on the upper side of the central region of the substrate,
Wherein the first electrode and the second electrode are provided at different temperatures, respectively.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20130017632 | 2013-02-19 | ||
| KR1020130017632 | 2013-02-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140104891A KR20140104891A (en) | 2014-08-29 |
| KR101569904B1 true KR101569904B1 (en) | 2015-11-19 |
Family
ID=51748561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130129388A KR101569904B1 (en) | 2013-02-19 | 2013-10-29 | Electrode assembly and apparatus and method fdr treating substrate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101569904B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11646179B2 (en) | 2020-09-24 | 2023-05-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102250368B1 (en) * | 2019-08-07 | 2021-05-11 | 세메스 주식회사 | Apparatus for treating substate and method for treating substrate |
| KR102583263B1 (en) * | 2020-12-30 | 2023-10-04 | 세메스 주식회사 | Substrate treating apparatus |
| WO2023076321A1 (en) * | 2021-10-29 | 2023-05-04 | Lam Research Corporation | Modulating thermal conductivity to control cooling of showerhead |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3726477B2 (en) * | 1998-03-16 | 2005-12-14 | 株式会社日立製作所 | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
-
2013
- 2013-10-29 KR KR1020130129388A patent/KR101569904B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3726477B2 (en) * | 1998-03-16 | 2005-12-14 | 株式会社日立製作所 | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11646179B2 (en) | 2020-09-24 | 2023-05-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20140104891A (en) | 2014-08-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101909479B1 (en) | Substrate support unit, substrate treating apparauts including the same, and method for controlling the same | |
| KR102039969B1 (en) | Supporting unit and substrate treating apparatus including the same | |
| KR101980203B1 (en) | Support unit and substrate treating apparatus including the same | |
| US11127573B2 (en) | Support unit, apparatus and method for treating a substrate | |
| KR101569904B1 (en) | Electrode assembly and apparatus and method fdr treating substrate | |
| KR101817210B1 (en) | Apparatus for generating plasma, apparatus for treating substrate comprising the same, and method for controlling the same | |
| KR20200072933A (en) | A substrate processing apparatus | |
| KR101664840B1 (en) | Apparatus for treating substrate | |
| KR102323320B1 (en) | Apparatus and method for treating substrate comprising the same | |
| KR20160081264A (en) | Support unit and apparatus for treating a substrate with the support unit | |
| KR20160113370A (en) | Apparatus and method for treating substrate | |
| KR20140118670A (en) | Supporting unit and substrate treating apparatus including the same | |
| KR101430745B1 (en) | Electrostatic chuck and substrate treating apparatus | |
| KR101569886B1 (en) | Substrate supporting unit and substrate treating apparatus including the same | |
| KR20130037525A (en) | Apparatus for treating substrate | |
| KR101927937B1 (en) | Support unit and apparatus for treating substrate comprising the same | |
| KR101885569B1 (en) | Apparatus for treating substrate | |
| KR101502853B1 (en) | Supporting unit and apparatus for treating substrate | |
| KR20160002191A (en) | Apparatus and method for treating substrate | |
| KR102262107B1 (en) | Substrate treating apparatus | |
| KR102290909B1 (en) | Apparatus for treating substrate and method for cleaning chamber | |
| KR101464205B1 (en) | Substrate supporting assembly and substrate treating apparatus | |
| KR101842122B1 (en) | Apparatus for generating electric field, and apparatus for treating substrate comprising the same | |
| KR101605722B1 (en) | Feeder and substrate treating apparatus | |
| KR101664839B1 (en) | Apparatus and method for treating substrate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181113 Year of fee payment: 4 |