KR101995762B1 - Substrate treating apparatus and substrate treating method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 챔버; 처리 공간 내에 기판을 지지하는 지지 유닛; 처리 공간 내로 기판을 처리하는데 사용되는 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및 처리 공간 내에 공급된 공정 가스를 여기하여 플라스마를 생성하는 플라스마 소스;를 포함한다. 플라스마 소스는: RF 신호를 공급하는 RF 전원; 및 RF 신호를 공급받아 챔버에 공급된 공정 가스로부터 플라스마를 발생시키는 안테나;를 포함한다. 안테나는 고리 형태의 메인 안테나; 그리고 메인 안테나의 둘레를 따라 형성되는 복수의 보조 안테나;를 포함한다. 복수의 보조 안테나 각각은 메인 안테나에 병렬로 연결된다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method. A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a chamber having a processing space therein; A support unit for supporting the substrate within the processing space; A gas supply unit for supplying a process gas used for processing the substrate into the process space; And a plasma source for generating a plasma by exciting the process gas supplied in the process space. The plasma source includes: an RF power source for supplying an RF signal; And an antenna for receiving the RF signal and generating a plasma from the process gas supplied to the chamber. The antenna includes a ring-shaped main antenna; And a plurality of auxiliary antennas formed along the circumference of the main antenna. Each of the plurality of auxiliary antennas is connected in parallel to the main antenna.

Figure R1020170147133
Figure R1020170147133

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{Substrate treating apparatus and substrate treating method}[0001] DESCRIPTION [0002] Substrate treating apparatus and substrate treating method [

본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method.

반도체 소자를 제조하기 위해서, 기판을 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 가열 영역을 제거하는 공정으로 습식식각과 건식식각이 사용된다. 이 중 건식식각을 위해 플라스마를 이용한 식각 장치가 사용된다. 일반적으로 플라스마를 형성하기 위해서는 챔버의 내부공간에 전자기장을 형성하고, 전자기장은 챔버 내에 제공된 공정가스를 플라스마 상태로 여기 시킨다. 플라스마는 이온이나 전자, 라디칼 등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말한다. 플라스마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성된다. 반도체 소자 제조 공정은 플라스마를 사용하여 식각 공정을 수행한다. 식각 공정은 플라스마에 함유된 이온 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다.In order to manufacture a semiconductor device, a substrate is subjected to various processes such as photolithography, etching, ashing, ion implantation, thin film deposition, and cleaning to form a desired pattern on the substrate. Among them, the wet etching and the dry etching are used for removing the selected heating region from the film formed on the substrate. 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 a process gas provided in the chamber into a plasma state. Plasma is an ionized gas state composed of ions, electrons, radicals, and so on. Plasma is generated by very high temperatures, strong electric fields, or RF electromagnetic fields. The semiconductor device fabrication process employs a plasma to perform the etching process. The etching process is performed by colliding the ion particles contained in the plasma with the substrate.

본 발명은 기판 처리가 행해지는 챔버 내의 영역 별로 전계 분포를 제어할 수 있는 기판 처리 장치 및 이에 의해 수행되는 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is intended to provide a substrate processing apparatus capable of controlling the electric field distribution in a region in a chamber where substrate processing is performed, and a substrate processing method performed thereby.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 처리 공간을 가지는 챔버; 상기 처리 공간 내에 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 처리 공간 내로 상기 기판을 처리하는데 사용되는 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및 상기 처리 공간 내에 공급된 상기 공정 가스를 여기하여 플라스마를 생성하는 플라스마 소스;를 포함하며, 상기 플라스마 소스는: RF 신호를 공급하는 RF 전원; 및 상기 RF 신호를 공급받아 상기 챔버에 공급된 공정 가스로부터 플라스마를 발생시키는 안테나;를 포함하며, 상기 안테나는: 고리 형태의 메인 안테나; 그리고 상기 메인 안테나의 둘레를 따라 형성되는 복수의 보조 안테나;를 포함하고, 상기 복수의 보조 안테나 각각은 상기 메인 안테나에 병렬로 연결되는 기판 처리 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus comprising: a chamber having a processing space therein; A support unit for supporting the substrate in the processing space; A gas supply unit for supplying a process gas used for processing the substrate into the processing space; And a plasma source for exciting the process gas supplied in the process space to generate a plasma, the plasma source comprising: an RF power supply for supplying an RF signal; And an antenna for receiving the RF signal and generating a plasma from the process gas supplied to the chamber, wherein the antenna comprises: a ring-shaped main antenna; And a plurality of auxiliary antennas formed along the periphery of the main antenna, wherein each of the plurality of auxiliary antennas is connected to the main antenna in parallel.

상기 안테나는: 상기 메인 안테나와 상기 복수의 보조 안테나 사이에 각각 구비되는 스위치;를 더 포함할 수 있다.The antenna may further include: a switch provided between the main antenna and the plurality of auxiliary antennas, respectively.

본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 공정 상태에 따라 상기 복수의 보조 안테나 각각의 상기 스위치를 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.The substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a controller for controlling the switch of each of the plurality of auxiliary antennas according to a process state.

상기 메인 안테나는, 고리 형태의 내부 안테나; 그리고 고리 형태의 외부 안테나;를 포함하고, 상기 복수의 보조 안테나는, 상기 내부 안테나의 둘레를 따라 형성되고, 상기 내부 안테나에 병렬로 연결되는 복수의 내부 보조 안테나; 그리고 상기 외부 안테나의 둘레를 따라 형성되고, 상기 외부 안테나에 병렬로 연결되는 복수의 외부 보조 안테나;를 포함할 수 있다.The main antenna includes an annular internal antenna; And a plurality of auxiliary antennas formed along the periphery of the inner antenna and connected in parallel to the inner antenna; And a plurality of external auxiliary antennas formed along the periphery of the external antenna and connected in parallel to the external antenna.

상기 복수의 외부 보조 안테나는 상기 메인 안테나의 중심을 기준으로 상기 복수의 내부 보조 안테나와 대응되는 방위각에 배치될 수 있다.The plurality of external auxiliary antennas may be disposed at azimuth angles corresponding to the plurality of internal auxiliary antennas with respect to the center of the main antenna.

상기 복수의 외부 보조 안테나 중의 적어도 하나는 상기 내부 안테나를 향하는 방향으로 형성되고, 상기 복수의 내부 보조 안테나의 사이에 배치될 수 있다.At least one of the plurality of external auxiliary antennas is formed in a direction toward the internal antenna, and may be disposed between the plurality of internal auxiliary antennas.

본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 상기 외부 안테나의 동일한 방위각 위치의 반경 방향 외측과 내측에 각각 외부 보조 안테나가 형성되고, 상기 외부 안테나의 내측에 형성되는 외부 보조 안테나는 상기 복수의 내부 보조 안테나의 사이에 배치될 수 있다.In the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention, the external auxiliary antenna is formed on the radially outer side and the inward side of the same azimuthal position of the external antenna, and the external auxiliary antenna formed inside the external antenna includes the plurality of internal auxiliary And can be disposed between the antennas.

상기 복수의 외부 보조 안테나의 개수는 상기 복수의 내부 보조 안테나의 개수보다 많을 수 있다.The number of the plurality of external auxiliary antennas may be greater than the number of the plurality of internal auxiliary antennas.

상기 복수의 보조 안테나 중 적어도 하나는 상기 메인 안테나와 동일 평면 상에 배치될 수 있다.At least one of the plurality of auxiliary antennas may be disposed on the same plane as the main antenna.

상기 복수의 보조 안테나 중 적어도 하나는 상기 메인 안테나에 상하 방향으로 꺾인 형태로 배치될 수 있다.At least one of the plurality of auxiliary antennas may be vertically bent in the main antenna.

상기 적어도 하나의 보조 안테나는 상기 메인 안테나에 대해 하방으로 90° 각도로 배치될 수 있다.The at least one auxiliary antenna may be disposed at an angle of 90 degrees downward with respect to the main antenna.

상기 복수의 보조 안테나는 각각 고리 형태로 제공될 수 있다.Each of the plurality of auxiliary antennas may be provided in a ring shape.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 챔버 내부의 처리 공간에 공정 가스를 공급하고, 상기 처리 공간에 공급된 상기 공정 가스를 안테나에 의해 여기하여 플라스마를 생성하는 단계;를 포함하고, 상기 안테나는 고리 형태의 메인 안테나와, 상기 메인 안테나의 둘레를 따라 형성되고 상기 메인 안테나에 병렬로 연결되는 복수의 보조 안테나와, 상기 메인 안테나와 상기 복수의 보조 안테나 사이에 각각 구비되는 스위치를 포함하고, 상기 플라스마를 생성하는 단계는: 상기 챔버 내의 공정 상태에 따라 상기 복수의 보조 안테나 각각의 상기 스위치를 제어하는 단계;를 포함하는 기판 처리 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a plasma processing apparatus, comprising: supplying a process gas into a process space inside a chamber; and exciting the process gas supplied to the process space with an antenna to generate a plasma, A plurality of auxiliary antennas formed along the circumference of the main antenna and connected in parallel to the main antenna, and a switch provided between the main antenna and the plurality of auxiliary antennas, respectively, The generating step includes: controlling the switch of each of the plurality of auxiliary antennas in accordance with a process state in the chamber.

상기 스위치를 제어하는 단계는, 공정 결과의 피드백(feedback)에 의해 상기 스위치를 제어하여 전류 경로를 제어함으로써 상기 챔버 내의 영역 별 전자장 분포 및 플라스마 밀도 분포를 제어할 수 있다.The step of controlling the switch may control the electric field distribution and the plasma density distribution by region in the chamber by controlling the current path by controlling the switch by feedback of process results.

상기 스위치를 제어하는 단계는, 상기 챔버 내의 전자장 분포 및 플라스마 밀도 분포 중의 적어도 하나를 측정하는 단계; 및 상기 전자장 분포 또는 상기 플라스마 밀도 분포가 균일해지도록 상기 스위치를 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.Wherein controlling the switch comprises: measuring at least one of an electromagnetic field distribution and a plasma density distribution in the chamber; And controlling the switch such that the electromagnetic field distribution or the plasma density distribution becomes uniform.

본 발명의 실시예에 의하면, 기판 처리가 행해지는 챔버 내의 영역 별로 전계 분포를 제어할 수 있는 기판 처리 장치 및 이에 의해 수행되는 기판 처리 장치가 제공된다.According to the embodiment of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus capable of controlling the electric field distribution in an area in a chamber where substrate processing is performed, and a substrate processing apparatus performed thereby.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 안테나의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 안테나의 평면도이다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 안테나의 평면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view of an antenna that constitutes a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view of an antenna constituting a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
4 to 8 are plan views of an antenna constituting a substrate processing apparatus according to still another 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.

이하에서 유도결합형 플라스마(ICP: Inductively Coupled Plasma) 방식으로 플라스마를 생성하여 기판을 식각하는 기판 처리 장치에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 용량결합형 플라스마(CCP: Conductively Coupled Plasma) 방식 또는 리모트 플라스마 방식 등 플라스마를 이용하여 기판을 처리하는 다양한 종류의 장치에 적용 가능하다. 또한 본 발명의 실시예에서는 지지 유닛으로 정전척을 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 지지 유닛은 기계적 클램핑에 의해 기판을 지지하거나, 진공에 의해 기판을 지지할 수 있다.Hereinafter, a substrate processing apparatus for etching a substrate by generating a plasma by an inductively coupled plasma (ICP) method will be described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to various types of apparatuses that process substrates using a plasma, such as a capacitively coupled plasma (CCP) method or a remote plasma method. In the embodiment of the present invention, an electrostatic chuck is described as an example of a supporting unit. However, the present invention is not limited to this, and the support unit can support the substrate by mechanical clamping or support the substrate by vacuum.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 플라스마를 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), 플라스마 소스(400) 및 배기 유닛(500)을 포함한다.1 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a substrate processing apparatus 10 processes a substrate W using a plasma. For example, the substrate processing apparatus 10 may perform an etching process on the substrate W. [ The substrate processing apparatus 10 includes a chamber 100, a support unit 200, a gas supply unit 300, a plasma source 400, and an exhaust unit 500.

챔버(100)는 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가진다. 챔버(100)는 하우징(110), 커버(120), 그리고 라이너(130)를 포함한다. The chamber 100 has a processing space for processing the substrate therein. The chamber 100 includes a housing 110, a cover 120, and a liner 130.

하우징(110)은 내부에 상면이 개방된 공간을 가진다. 하우징(110)의 내부 공간은 기판 처리 공정이 수행되는 처리 공간으로 제공된다. 하우징(110)은 금속 재질로 제공된다. 하우징(110)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 하우징(110)은 접지될 수 있다. 하우징(110)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성된다. 배기홀(102)은 배기 라인(151)과 연결된다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 하우징(110)의 내부 공간에 머무르는 가스는 배기 라인(151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 하우징(110) 내부는 소정 압력으로 감압된다.The housing 110 has a space in which an upper surface is opened. The inner space of the housing 110 is provided to the processing space where the substrate processing process is performed. The housing 110 is made of a metal material. The housing 110 may be made of aluminum. The housing 110 may be grounded. An exhaust hole 102 is formed in the bottom surface of the housing 110. The exhaust hole 102 is connected to the exhaust line 151. The reaction by-products generated in the process and the gas staying in the inner space of the housing 110 can be discharged to the outside through the exhaust line 151. The inside of the housing 110 is decompressed to a predetermined pressure by the exhaust process.

커버(120)는 하우징(110)의 개방된 상면을 덮는다. 커버(120)는 판 형상으로 제공되며, 하우징(110)의 내부 공간을 밀폐시킨다. 커버(120)는 유전체(dielectric substance) 창을 포함할 수 있다.The cover 120 covers the open upper surface of the housing 110. The cover 120 is provided in a plate shape to seal the inner space of the housing 110. The cover 120 may include a dielectric substance window.

라이너(130)는 하우징(110) 내부에 제공된다. 라이너(130)는 상면 및 하면이 개방된 내부 공간을 가진다. 라이너(130)는 원통 형상으로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110)의 내측면에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110)의 내측면을 따라 제공된다. 라이너(130)의 상단에는 지지 링(131)이 형성된다. 지지 링(131)은 링 형상의 판으로 제공되며, 라이너(130)의 둘레를 따라 라이너(130)의 외측으로 돌출된다. 지지 링(131)은 하우징(110)의 상단에 놓이며, 라이너(130)를 지지한다. 라이너(130)는 하우징(110)과 동일한 재질로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110) 내측면을 보호한다. 예를 들면, 공정 가스가 여기되는 과정에서 챔버(100) 내부에는 아크(Arc) 방전이 발생될 수 있다. 아크 방전은 주변 장치들을 손상시킨다. 라이너(130)는 하우징(110)의 내측면을 보호하여 하우징(110)의 내측면이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지한다. 또한, 기판 처리 공정 중에 발생한 반응 부산물이 하우징(110)의 내측벽에 증착되는 것을 방지한다. 라이너(130)는 하우징(110)에 비하여 비용이 저렴하고, 교체가 용이하다. 따라서, 아크 방전으로 라이너(130)가 손상될 경우, 작업자는 새로운 라이너(130)로 교체할 수 있다.The liner 130 is provided inside the housing 110. The liner 130 has an inner space with open top and bottom surfaces. The liner 130 may be provided in a cylindrical shape. The liner 130 may have a radius corresponding to the inner surface of the housing 110. The liner 130 is provided along the inner surface of the housing 110. At the upper end of the liner 130, a support ring 131 is formed. The support ring 131 is provided in the form of a ring and projects outwardly of the liner 130 along the periphery of the liner 130. The support ring 131 rests on the top of the housing 110 and supports the liner 130. The liner 130 may be provided in the same material as the housing 110. The liner 130 may be made of aluminum. The liner 130 protects the inside surface of the housing 110. For example, in the process of exciting the process gas, an arc discharge may be generated inside the chamber 100. Arc discharge damages peripheral devices. The liner 130 protects the inner surface of the housing 110 to prevent the inner surface of the housing 110 from being damaged by the arc discharge. In addition, reaction byproducts generated during the substrate processing process are prevented from being deposited on the inner wall of the housing 110. The liner 130 is less expensive than the housing 110 and is easier to replace. Thus, if the liner 130 is damaged by an arc discharge, the operator can replace the new liner 130.

지지 유닛(200)은 챔버(100) 내부의 처리 공간 내에서 기판을 지지한다. 예를 들면, 지지 유닛(200)은 하우징(110)의 내부에 배치된다. 지지 유닛(200)은 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(200)은 정전기력(electrostatic force)을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전척 방식으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 정전척 방식으로 제공된 지지 유닛(200)에 대하여 설명한다.The support unit 200 supports the substrate within the processing space inside the chamber 100. For example, the support unit 200 is disposed inside the housing 110. The support unit 200 supports the substrate W. [ The support unit 200 may be provided in an electrostatic chucking manner for attracting the substrate W using an electrostatic force. Alternatively, the support unit 200 may support the substrate W in various manners, such as mechanical clamping. Hereinafter, the support unit 200 provided in an electrostatic chucking manner will be described.

지지 유닛(200)은 지지판(220), 정전 전극(223), 유로 형성판(230), 포커스 링(240), 절연 플레이트(250) 및 하부 커버(270)를 포함한다. 지지 유닛(200)은 챔버(100) 내부에서 하우징(110)의 바닥면에서 상부로 이격되어 제공될 수 있다.The support unit 200 includes a support plate 220, an electrostatic electrode 223, a flow path forming plate 230, a focus ring 240, an insulating plate 250, and a lower cover 270. The support unit 200 may be provided to be spaced apart from the bottom surface of the housing 110 inside the chamber 100.

지지판(220)은 지지 유닛(200)의 상단부에 위치한다. 지지판(220)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공된다. 지지판(220)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 지지판(220)에는 기판(W)의 저면으로 열 전달 가스가 공급되는 통로로 이용되는 제1 공급 유로(221)가 형성된다.The support plate 220 is located at the upper end of the support unit 200. The support plate 220 is provided as a disk-shaped dielectric substance. A substrate W is placed on the upper surface of the support plate 220. The support plate 220 is formed with a first supply passage 221 used as a passage through which heat transfer gas is supplied to the bottom surface of the substrate W.

정전 전극(223)은 지지판(220) 내에 매설된다. 정전 전극(223)은 제1 하부 전원(223a)과 전기적으로 연결된다. 정전 전극(223)에 인가된 전류에 의해 정전 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 지지판(220)에 흡착된다.The electrostatic electrode 223 is buried in the support plate 220. The electrostatic electrode 223 is electrically connected to the first lower power source 223a. An electrostatic force is applied between the electrostatic electrode 223 and the substrate W by the current applied to the electrostatic electrode 223 and the substrate W is attracted to the support plate 220 by the electrostatic force.

유로 형성판(230)은 지지판(220)의 하부에 위치된다. 지지판(220)의 저면과 유로 형성판(230)의 상면은 접착제(236)에 의해 접착될 수 있다. 유로 형성판(230)에는 제1 순환 유로(231), 제2 순환 유로(232), 그리고 제2 공급 유로(233)가 형성된다. 제1 순환 유로(231)는 열 전달 가스가 순환하는 통로로 제공된다. 제2 순환 유로(232)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공된다. 제2 공급 유로(233)는 제1 순환 유로(231)와 제1 공급 유로(221)를 연결한다. 제1 순환 유로(231)는 열 전달 가스가 순환하는 통로로 제공된다. 제1 순환 유로(231)는 유로 형성판(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 flow path forming plate 230 is positioned below the support plate 220. The bottom surface of the support plate 220 and the upper surface of the flow path plate 230 can be adhered by an adhesive agent 236. [ A first circulation channel 231, a second circulation channel 232, and a second supply channel 233 are formed in the flow path plate 230. The first circulation passage 231 is provided as a passage through which the heat transfer gas circulates. The second circulation flow passage 232 is provided as a passage through which the cooling fluid circulates. The second supply passage 233 connects the first circulation passage 231 with the first supply passage 221. The first circulation passage 231 is provided as a passage through which the heat transfer gas circulates. The first circulation flow path 231 may be formed in a spiral shape inside the flow path forming plate 230. Alternatively, the first circulation flow path 231 may be arranged so that the ring-shaped flow paths having different radii have the same center. Each of the first circulation flow paths 231 can communicate with each other. The first circulation flow paths 231 are formed at the same height.

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. 열전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함할 수 있다. 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 기판(W)과 지지판(220) 간에 열 교환을 돕는 매개체 역할을 한다. 따라서 기판(W)은 전체적으로 온도가 균일하게 된다.The first circulation channel 231 is connected to the heat transfer medium storage unit 231a through the heat transfer medium supply line 231b. The heat transfer medium is stored in the heat transfer medium storage unit 231a. The heat transfer medium includes an inert gas. The heat transfer medium may include helium (He) gas. The helium gas is supplied to the first circulation channel 231 through the supply line 231b and is supplied to the bottom surface of the substrate W through the second supply channel 233 and the first supply channel 221 in sequence. The helium gas serves as a medium for assisting heat exchange between the substrate W and the support plate 220. Therefore, the temperature of the substrate W becomes uniform throughout.

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 유로 형성판(230)을 냉각한다. 유로 형성판(230)은 냉각되면서 지지판(220)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킨다. 상술한 바와 같은 이유로, 일반적으로, 포커스 링(240)의 하부는 상부에 비해 낮은 온도로 제공된다.The second circulation channel 232 is connected to the cooling fluid storage 232a through the cooling fluid supply line 232c. The cooling fluid is stored in the cooling fluid storage part 232a. A cooler 232b may be provided in the cooling fluid storage portion 232a. The cooler 232b cools the cooling fluid to a predetermined temperature. Alternatively, the cooler 232b may be installed on the cooling fluid supply line 232c. The cooling fluid supplied to the second circulation channel 232 through the cooling fluid supply line 232c is circulated along the second circulation channel 232 to cool the flow path formation plate 230. The flow path forming plate 230 is cooled and the support plate 220 and the substrate W are cooled together to maintain the substrate W at a predetermined temperature. For the reasons described above, generally, the lower portion of the focus ring 240 is provided at a lower temperature than the upper portion.

포커스 링(240)은 지지 유닛(200)의 가장자리 영역에 배치된다. 포커스 링(240)은 링 형상을 가지며, 지지판(220)을 둘러싸도록 제공된다. 예를 들면, 포커스 링(240)은 지지판(220)의 둘레를 따라 배치되어 기판(W)의 외측 영역을 지지한다.The focus ring 240 is disposed in the edge area of the support unit 200. The focus ring 240 has a ring shape and is provided so as to surround the support plate 220. For example, the focus ring 240 is disposed along the periphery of the support plate 220 to support the outer region of the substrate W.

절연 플레이트(250)는 유로 형성판(230)의 하부에 위치한다. 절연 플레이트(250)는 절연 재질로 제공되며, 유로 형성판(230)과 하부 커버(270)를 전기적으로 절연시킨다. 하부 커버(270)는 지지 유닛(200)의 하단부에 위치한다. 하부 커버(270)는 하우징(110)의 바닥면에서 상부로 이격 되어 위치한다. 하부 커버(270)는 상면이 개방된 공간이 내부에 형성된다. 하부 커버(270)의 상면은 절연 플레이트(250)에 의해 덮어진다. 따라서 하부 커버(270)의 단면의 외부 반경은 절연 플레이트(250)의 외부 반경과 동일한 길이로 제공될 수 있다. 하부 커버(270)의 내부 공간에는 반송되는 기판(W)을 외부의 반송 부재로부터 전달받아 지지판으로 안착시키는 리프트 핀 등이 위치할 수 있다.The insulating plate 250 is positioned below the flow path plate 230. The insulating plate 250 is provided as an insulating material and electrically isolates the flow path plate 230 from the lower cover 270. The lower cover 270 is located at the lower end of the support unit 200. The lower cover 270 is spaced upwardly from the bottom surface of the housing 110. The lower cover 270 has a space in which an upper surface is opened. The upper surface of the lower cover 270 is covered with an insulating plate 250. The outer radius of the cross section of the lower cover 270 may be provided with a length equal to the outer radius of the insulating plate 250. [ A lift pin or the like may be positioned in the inner space of the lower cover 270 to allow the substrate W to be conveyed to be received from an external conveying member to be received as a supporting plate.

하부 커버(270)는 연결 부재(273)를 갖는다. 연결 부재(273)는 하부 커버(270)의 외측면과 하우징(110)의 내측벽을 연결한다. 연결 부재(273)는 하부 커버(270)의 외측면에 일정한 간격으로 복수개 제공될 수 있다. 연결 부재(273)는 지지 유닛(200)을 챔버(100) 내부에서 지지한다. 또한, 연결 부재(273)는 하우징(110)의 내측벽과 연결됨으로써 하부 커버(270)가 전기적으로 접지(grounding)되도록 한다.The lower cover 270 has a connecting member 273. The connecting member 273 connects the outer side surface of the lower cover 270 and the inner side wall of the housing 110. A plurality of connecting members 273 may be provided on the outer surface of the lower cover 270 at regular intervals. The connecting member 273 supports the support unit 200 inside the chamber 100. Further, the connecting member 273 is connected to the inner wall of the housing 110, so that the lower cover 270 is electrically grounded.

제1 하부 전원(223a)과 연결되는 제1 전원라인(223c), 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(273)의 내부 공간을 통해 하부 커버(270) 내부로 연장된다.A first power supply line 223c connected to the first lower power supply 223a, a heat transfer medium supply line 231b connected to the heat transfer medium storage 231a and a cooling fluid supply line 232c connected to the cooling fluid storage 232a And the like extend into the lower cover 270 through the inner space of the connecting member 273.

가스 공급 유닛(300)은 챔버(100) 내부의 처리 공간에 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(300)이 공급하는 가스는 기판의 처리에 사용되는 공정 가스를 포함한다. 또한, 가스 공급 유닛(300)은 챔버(100) 내측을 세정하는데 사용되는 세정 가스를 공급할 수 있다.The gas supply unit 300 supplies gas to the processing space inside the chamber 100. The gas supplied by the gas supply unit 300 includes a process gas used for processing the substrate. Further, the gas supply unit 300 can supply the cleaning gas used for cleaning the inside of the chamber 100.

가스 공급 유닛(300)은 가스 공급 노즐(310), 가스 공급 라인(320), 그리고 가스 저장부(330)를 포함한다. 가스 공급 노즐(310)은 커버(120)의 중앙부에 설치된다. 가스 공급 노즐(310)의 저면에는 분사구가 형성된다. 분사구는 커버(120)의 하부에 위치하며, 챔버(100) 내부로 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(320)은 가스 공급 노즐(310)과 가스 저장부(330)를 연결한다. 가스 공급 라인(320)은 가스 저장부(330)에 저장된 가스를 가스 공급 노즐(310)에 공급한다. 가스 공급 라인(320)에는 밸브(321)가 설치된다. 밸브(321)는 가스 공급 라인(320)을 개폐하며, 가스 공급 라인(320)을 통해 공급되는 가스의 유량을 조절한다.The gas supply unit 300 includes a gas supply nozzle 310, a gas supply line 320, and a gas storage unit 330. The gas supply nozzle 310 is installed at the center of the cover 120. A jetting port is formed on the bottom surface of the gas supply nozzle 310. The injection port is located under the cover 120 and supplies gas into the chamber 100. The gas supply line 320 connects the gas supply nozzle 310 and the gas storage unit 330. The gas supply line 320 supplies the gas stored in the gas storage part 330 to the gas supply nozzle 310. A valve 321 is installed in the gas supply line 320. The valve 321 opens and closes the gas supply line 320 and regulates the flow rate of the gas supplied through the gas supply line 320.

플라스마 소스(400)는 챔버(100) 내부의 처리 공간 내에 공급된 가스로부터 플라스마를 생성한다. 플라스마 소스(400)는 챔버(100)의 처리 공간의 외부에 제공된다. 일 실시예에 따르면, 플라스마 소스(400)로는 유도결합형 플라스마(ICP: inductively coupled plasma) 소스가 사용될 수 있다. 플라스마 소스(400)는 안테나 실(410), 안테나(420), 그리고 RF(Radio Frequency, 고주파) 전원(430)을 포함한다. 안테나 실(410)은 하부가 개방된 원통 형상으로 제공된다. 안테나 실(410)은 내부에 공간이 제공된다. 안테나 실(410)은 챔버(100)와 대응되는 직경을 가지도록 제공된다. 안테나 실(410)의 하단은 커버(120)에 탈착 가능하도록 제공된다. 안테나(420)는 안테나 실(410)의 내부에 배치된다. 안테나(420)는 복수 회 감기는 나선 형상의 코일로 제공되고, RF 전원(430)과 연결된다. 안테나(420)는 RF 전원(430)으로부터 전력을 인가받는다. RF 전원(430)은 챔버(100) 외부에 위치할 수 있다. 전력이 인가된 안테나(420)는 챔버(100)의 처리공간에 전자기장을 형성할 수 있다. 공정가스는 전자기장에 의해 플라스마 상태로 여기 된다.The plasma source 400 generates a plasma from the gas supplied into the processing space inside the chamber 100. The plasma source 400 is provided outside the processing space of the chamber 100. According to one embodiment, an inductively coupled plasma (ICP) source may be used as the plasma source 400. The plasma source 400 includes an antenna chamber 410, an antenna 420, and a radio frequency (RF) power source 430. The antenna chamber 410 is provided in a cylindrical shape with its bottom opened. The antenna chamber 410 is provided with a space therein. The antenna chamber 410 is provided so as to have a diameter corresponding to the chamber 100. The lower end of the antenna chamber 410 is detachably attached to the cover 120. The antenna 420 is disposed inside the antenna chamber 410. The antenna 420 is provided in a spirally wound coil having a plurality of turns, and is connected to the RF power source 430. The antenna 420 receives power from the RF power supply 430. The RF power source 430 may be located outside the chamber 100. The powered antenna 420 may form an electromagnetic field in the processing space of the chamber 100. The process gas is excited into a plasma state by an electromagnetic field.

배기 유닛(500)은 하우징(110)의 내측벽과 지지 유닛(200)의 사이에 위치된다. 배기 유닛(500)은 관통홀(511)이 형성된 배기판(510)을 포함한다. 배기판(510)은 환형의 링 형상으로 제공된다. 배기판(510)에는 복수의 관통홀(511)들이 형성된다. 하우징(110) 내에 제공된 공정가스는 배기판(510)의 관통홀(511)들을 통과하여 배기홀(102)로 배기된다. 배기판(510)의 형상 및 관통홀(511)들의 형상에 따라 공정가스의 흐름이 제어될 수 있다.The exhaust unit 500 is positioned between the inner wall of the housing 110 and the support unit 200. The exhaust unit 500 includes an exhaust plate 510 having a through-hole 511 formed therein. The exhaust plate 510 is provided in an annular ring shape. A plurality of through holes 511 are formed in the exhaust plate 510. The process gas provided in the housing 110 passes through the through holes 511 of the exhaust plate 510 and is exhausted to the exhaust hole 102. The flow of the process gas can be controlled according to the shape of the exhaust plate 510 and the shape of the through holes 511. [

지지판(220) 내에는 히터(225)가 매설된다. 히터(225)는 정전 전극(223)의 하부에 위치한다. 히터(225)는 히터 케이블(225c)로부터 인가되는 발열 전원(전류)에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 지지판(220)을 통해 기판(W)으로 전달된다. 히터(225)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 소정 온도로 유지된다.A heater 225 is embedded in the support plate 220. The heater 225 is located below the electrostatic electrode 223. The heater 225 generates heat by resisting the exothermic power source (current) applied from the heater cable 225c. The generated heat is transferred to the substrate W through the support plate 220. The substrate W is maintained at a predetermined temperature by the heat generated in the heater 225.

히터 전원 공급부(225a)는 히터(225)에 발열 전원을 인가하기 위해 제공된다. 히터 전원 공급부(225a)와 히터(225) 사이에는 히터 전원 공급부(225a)로 고주파가 유입되는 것을 차단하기 위한 필터부(도시 생략)가 제공될 수 있다. 일 실시예로, 플라스마 소스(400)에 의해 13.56MHz 고주파 전원이 인가되어 플라스마가 생성되는 경우, 필터부는 예를 들어 60Hz 교류(AC) 전원인 발열 전원을 히터 케이블(225c)로 통과시키고, 히터 전원 공급부(225a)로 13.56MHz RF가 유입되는 것을 차단하도록 설계될 수 있다. 필터부는 커패시터, 인덕터 등의 소자들로 제공될 수 있다.The heater power supply part 225a is provided for applying the heating power to the heater 225. [ A filter unit (not shown) may be provided between the heater power supply unit 225a and the heater 225 to block the introduction of high frequency waves into the heater power supply unit 225a. In one embodiment, when a 13.56 MHz high frequency power is applied by the plasma source 400 to generate a plasma, the filter unit passes a heating power, for example, a 60 Hz AC power, through a heater cable 225c, May be designed to block the introduction of 13.56 MHz RF into the power supply 225a. The filter portion may be provided with elements such as a capacitor, an inductor, and the like.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 안테나의 평면도이다. 도 2를 참조하면, 안테나(420)는 고리 형태의 메인 안테나(422a, 422b)와, 메인 안테나(422a, 422b)의 둘레를 따라 형성되는 복수의 보조 안테나(424a, 424b)와, 복수의 스위치(426) 및 제어부(428)를 포함한다. 메인 안테나(422a, 422b)는 급전점(421a, 421b)을 통해 RF 전원을 공급받아 전계장을 형성할 수 있다.2 is a plan view of an antenna that constitutes a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 2, the antenna 420 includes annular main antennas 422a and 422b, a plurality of auxiliary antennas 424a and 424b formed around the main antennas 422a and 422b, (426) and a control unit (428). The main antennas 422a and 422b can receive the RF power through the feed points 421a and 421b to form an electric field.

복수의 보조 안테나(424a, 424b) 각각은 메인 안테나(422a, 422b)에 병렬로 연결된다. 이에 따라, 메인 안테나(422a, 422b)에 흐르는 전류의 일부가 보조 안테나(424a, 424b)에 흐를 수 있다. 보조 안테나(424a, 424b)는 메인 안테나(422a, 422b)의 급전점(421a, 421b) 영역을 제외한 영역에 연결될 수 있다. 복수의 스위치(426)는 메인 안테나(422a, 422b)와, 복수의 보조 안테나(424a, 424b) 사이에 각각 구비된다. 일 실시예에서, 스위치(426)는 MOSFET 소자로 제공될 수 있다.Each of the plurality of auxiliary antennas 424a and 424b is connected to the main antennas 422a and 422b in parallel. Accordingly, a part of the current flowing through the main antennas 422a and 422b can flow through the auxiliary antennas 424a and 424b. The auxiliary antennas 424a and 424b may be connected to areas of the main antennas 422a and 422b except for the feeding points 421a and 421b. A plurality of switches 426 are provided between the main antennas 422a and 422b and the plurality of auxiliary antennas 424a and 424b, respectively. In one embodiment, switch 426 may be provided as a MOSFET device.

메인 안테나(422a, 422b)는 고리 형태의 내부 안테나(422a)와, 고리 형태로 내부 안테나(422a)를 감싸며 내부 안테나(422a)와 동축으로 배열되는 외부 안테나(422b)를 포함할 수 있다. 복수의 보조 안테나(424a, 424b)는 복수의 내부 보조 안테나(424a)와, 복수의 외부 보조 안테나(424b)를 포함할 수 있다. 복수의 내부 보조 안테나(424a) 및 복수의 외부 보조 안테나(424b)는 각각 고리 형태로 제공될 수 있다.The main antennas 422a and 422b may include an annular internal antenna 422a and an external antenna 422b surrounding the internal antenna 422a in a ring shape and arranged coaxially with the internal antenna 422a. The plurality of auxiliary antennas 424a and 424b may include a plurality of inner auxiliary antennas 424a and a plurality of outer auxiliary antennas 424b. The plurality of inner auxiliary antennas 424a and the plurality of outer auxiliary antennas 424b may be provided in the form of a ring, respectively.

내부 보조 안테나(424a)는 내부 안테나(422a)의 반경 방향 외측에 연결되고, 외부 보조 안테나(424b)는 외부 안테나(422b)의 반경 방향 외측에 연결될 수 있다. 도시된 예에서, 내부 보조 안테나(424a)와 외부 보조 안테나(424b)는 메인 안테나(422a, 422b)의 둘레 방향으로 동일한 방위각을 갖도록 메인 안테나(422a, 422b)에 연결된다. 도시된 예에서, 메인 안테나(422a, 422b)에는 각각 3개의 보조 안테나(424a, 424b)가 연결되어 있으나, 보조 안테나의 개수는 메인 안테나(422a, 422b)의 반경 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다.The inner auxiliary antenna 424a is connected to the radially outer side of the inner antenna 422a and the outer auxiliary antenna 424b can be connected to the radially outer side of the external antenna 422b. In the illustrated example, the internal auxiliary antenna 424a and the external auxiliary antenna 424b are connected to the main antennas 422a and 422b so as to have the same azimuth angle in the circumferential direction of the main antennas 422a and 422b. In the illustrated example, three auxiliary antennas 424a and 424b are connected to the main antennas 422a and 422b, respectively, but the number of auxiliary antennas may be variously changed according to the radius of the main antennas 422a and 422b .

또한, 메인 안테나(422a, 422b)는 하나의 고리 형태의 안테나로 제공되거나, 3개 이상의 고리 형태의 안테나들로 제공될 수도 있다. 메인 안테나(422a, 422b)는 여러 개의 분할된 링들로 구성될 수도 있으며, 각각의 분할된 링들에 RF 전원을 공급하도록 제공될 수도 있다. 도시된 예에서 보조 안테나(424a, 424b)는 메인 안테나(422a, 422b)와 동일한 평면 상에 설치되어 있으나, 메인 안테나(422a, 422b)의 평면에 대해 소정 각도만큼 경사지도록 보조 안테나(424a, 424b)를 설치하는 것도 가능하다.In addition, the main antennas 422a and 422b may be provided as a single ring-shaped antenna, or may be provided as three or more ring-shaped antennas. The main antennas 422a and 422b may be composed of a plurality of divided rings, or may be provided to supply RF power to each of the divided rings. In the illustrated example, the auxiliary antennas 424a and 424b are provided on the same plane as the main antennas 422a and 422b, but the auxiliary antennas 424a and 424b are inclined by a predetermined angle with respect to the plane of the main antennas 422a and 422b. ) Can be installed.

복수의 내부 보조 안테나(424a)는 내부 안테나(422a)의 둘레를 따라 형성되고, 내부 안테나(422a)에 병렬로 연결된다. 복수의 외부 보조 안테나(424b)는 외부 안테나(422b)의 둘레를 따라 형성되고, 외부 안테나(422b)에 병렬로 연결된다. 복수의 스위치(426)는 복수의 내부 보조 안테나(424a)에 흐르는 전류를 제어하기 위한 다수의 제1 스위치(426a)와, 복수의 외부 보조 안테나(424b)에 흐르는 전류를 제어하기 위한 다수의 제2 스위치(426b)를 포함할 수 있다.A plurality of internal auxiliary antennas 424a are formed around the internal antenna 422a and are connected in parallel to the internal antenna 422a. A plurality of external auxiliary antennas 424b are formed along the periphery of the external antenna 422b and are connected in parallel to the external antenna 422b. The plurality of switches 426 includes a plurality of first switches 426a for controlling the current flowing through the plurality of internal auxiliary antennas 424a and a plurality of switches 426b for controlling the currents flowing through the plurality of external auxiliary antennas 424b. 2 switch 426b.

제어부(428)는 공정 상태에 따라 복수의 보조 안테나(424a, 424b) 각각의 스위치(426)를 제어한다. 제어부(428)에 의해 보조 안테나(424a, 424b)는 선택적으로 구동되며, 공정 결과의 피드백(feedback)으로 안테나의 전류 경로를 제어함으로써 챔버 내의 영역 별 전자장 분포 및 플라스마 밀도 분포를 제어할 수 있다.The control unit 428 controls the switches 426 of each of the plurality of auxiliary antennas 424a and 424b according to the process state. The auxiliary antennas 424a and 424b are selectively driven by the control unit 428 and can control the electromagnetic field distribution and the plasma density distribution in the chamber by controlling the current path of the antenna by feedback of the process results.

일 실시예에서, 공정 결과의 피드백(feedback)에 의해 스위치(426)를 제어하여 챔버 내의 영역 별로 전류 경로를 제어함으로써 전자장 분포 및 플라스마 밀도 분포를 제어할 수 있다. 일 실시예로, 공정 중에 챔버 내의 전자장 분포 및/또는 플라스마 밀도 분포를 측정하여, 전자장 분포 또는 플라스마 밀도 분포가 균일해지도록 스위치를 제어할 수 있다.In one embodiment, the switch 426 may be controlled by feedback of process results to control the electric field distribution and the plasma density distribution by controlling the current path for each region within the chamber. In one embodiment, the electromagnetic field distribution and / or the plasma density distribution in the chamber during the process can be measured to control the switch such that the electromagnetic field distribution or the plasma density distribution is uniform.

예를 들어, 전자장 세기 및/또는 플라스마 밀도가 기준값 미만인 영역에 대응되는 스위치를 개방하여 해당 영역의 전자장 세기 및 플라스마 밀도를 증가시킬 수 있다. 상기 기준값은 예를 들어, 미리 설정된 값이거나, 측정된 전자장 분포 및/또는 플라스마 밀도의 평균값 또는 상기 평균값을 기반으로 산출되는 값일 수 있다.For example, the electromagnetic field intensity and / or the plasma density of the corresponding region may be increased by opening a switch corresponding to a region where the electromagnetic field intensity and / or the plasma density is less than the reference value. The reference value may be, for example, a predetermined value, a mean value of the measured electromagnetic field distribution and / or a plasma density, or a value calculated based on the average value.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 안테나의 평면도이다. 도 3의 실시예, 그리고 이하에서 설명되는 다른 실시예들을 설명함에 있어서, 동일하거나 상응하는 구성요소에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용되며, 중복되는 설명은 생략될 수 있다. 도 3의 실시예에 따른 안테나(420)는 메인 안테나(422a, 422b)가 코일 형태로 권선된 구조로 제공되는 점에서 앞서 설명한 실시예와 차이가 있다.3 is a plan view of an antenna constituting a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention. In describing the embodiment of FIG. 3 and the other embodiments described below, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant descriptions may be omitted. The antenna 420 according to the embodiment of FIG. 3 differs from the embodiment described above in that the main antennas 422a and 422b are provided in a coiled configuration.

도 4 내지 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 안테나의 평면도이다. 도 4의 실시예에 따른 안테나(420)는 외부 보조 안테나(424b)가 외부 안테나(422b)의 반경 방향 내측에 연결되고, 내부 안테나(422a)에는 보조 안테나가 연결되지 않는 점에서, 앞서 설명한 실시예와 차이가 있다.4 to 8 are plan views of an antenna constituting a substrate processing apparatus according to still another embodiment of the present invention. The antenna 420 according to the embodiment of FIG. 4 is configured such that the external auxiliary antenna 424b is connected to the inside of the external antenna 422b in the radial direction and the auxiliary antenna is not connected to the internal antenna 422a. There is a difference from the example.

도 5의 실시예에 따른 안테나(420)는 내부 안테나(422a) 보다 반경이 큰 외부 안테나(422b)에 내부 보조 안테나(424a)보다 많은 개수의 외부 보조 안테나(424b)가 연결되는 점에서, 앞서 설명한 실시예와 차이가 있다. 본 실시예에 의하면, 외부 안테나(422b) 주변의 전계장과 플라스마 밀도를 보다 세밀하게 제어할 수 있다.The antenna 420 according to the embodiment of FIG. 5 is different from the antenna 420 of FIG. 5 in that a larger number of external auxiliary antennas 424b than the internal auxiliary antenna 424a are connected to the external antenna 422b having a larger radius than the internal antenna 422a There is a difference from the described embodiment. According to this embodiment, the electric field around the external antenna 422b and the plasma density can be more finely controlled.

도 6의 실시예에 따른 안테나(420)는 외부 안테나(422b)의 반경 방향 외측과 내측에 번갈아 외부 보조 안테나(424b)가 연결되는 점에서 앞서 설명한 실시예와 차이가 있다. 외부 안테나(422b)의 반경 방향 내측에 연결되는 외부 보조 안테나(424b)는 내부 안테나(422a)에 연결되는 내부 보조 안테나들(424a)과 간섭되지 않는 위치, 예를 들어 내부 보조 안테나들(424a)의 중간에 해당하는 방위각 위치에 형성될 수 있다.The antenna 420 according to the embodiment of FIG. 6 differs from the previously described embodiment in that the external auxiliary antenna 424b is alternately connected to the outside and inside of the external antenna 422b in the radial direction. The external auxiliary antenna 424b connected to the radially inner side of the external antenna 422b is connected to the internal auxiliary antenna 424a at a position which does not interfere with the internal auxiliary antennas 424a connected to the internal antenna 422a, In the direction perpendicular to the plane of FIG.

도 7의 실시예에 따른 안테나(420)는 외부 안테나(422b)의 동일한 방위각 위치의 반경 방향 외측과 내측에 각각 외부 보조 안테나(424b)가 연결되는 점에서 앞서 설명한 실시예와 차이가 있다. 내부 보조 안테나들(424a)은 외부 안테나(422b)의 반경 방향 내측에 연결되는 외부 보조 안테나들(424b)과 간섭되지 않는 방위각 위치에 형성될 수 있다. 도 6 및 도 7의 실시예에 의하면, 내부 안테나(422a)와 외부 안테나(422b) 사이 공간의 전계장과 플라스마 밀도를 보다 세밀하게 제어할 수 있다.The antenna 420 according to the embodiment of FIG. 7 differs from the previously described embodiment in that the external auxiliary antenna 424b is connected to the outside and inside of the same azimuthal position of the external antenna 422b in the radial direction. The inner auxiliary antennas 424a may be formed at azimuth positions that do not interfere with the outer auxiliary antennas 424b connected to the radially inner side of the outer antenna 422b. 6 and 7, it is possible to more finely control the electric field and the plasma density in the space between the internal antenna 422a and the external antenna 422b.

도 8의 실시예에 따른 안테나(420)는 보조 안테나(424a, 424b)가 메인 안테나(422a, 422b)에 상하 방향으로 꺾인 형태로 배치되는 점에서 앞서 설명한 실시예들과 차이가 있다. 일 실시예에서, 보조 안테나(424a, 424b)는 메인 안테나(422a, 422b)에 대해 90° 각도로 배치될 수 있다. 도 8의 실시예에 의하면, 보조 안테나(424a, 424b)에 의한 전계장 분포를 메인 안테나(422a, 422b)와 상이한 방향으로 제어할 수 있다.The antenna 420 according to the embodiment of FIG. 8 differs from the above-described embodiments in that the auxiliary antennas 424a and 424b are vertically bent on the main antennas 422a and 422b. In one embodiment, the auxiliary antennas 424a and 424b may be disposed at 90 degrees to the main antennas 422a and 422b. According to the embodiment of Fig. 8, the electric field distribution by the auxiliary antennas 424a and 424b can be controlled in a direction different from that of the main antennas 422a and 422b.

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 such other embodiments.

100: 챔버 200: 지지 유닛
300: 가스 공급 유닛 400: 플라스마 소스
420: 안테나 422a: 내부 안테나
422b: 외부 안테나 424a: 내부 보조 안테나
424b: 외부 보조 안테나 426: 스위치
428: 제어부 430: RF 전원100: chamber 200: support unit
300: gas supply unit 400: plasma source
420: antenna 422a: internal antenna
422b: external antenna 424a: internal auxiliary antenna
424b: external auxiliary antenna 426: switch
428: control unit 430: RF power source

Claims (16)

내부에 처리 공간을 가지는 챔버;
상기 처리 공간 내에 기판을 지지하는 지지 유닛;
상기 처리 공간 내로 상기 기판을 처리하는데 사용되는 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및
상기 처리 공간 내에 공급된 상기 공정 가스를 여기하여 플라스마를 생성하는 플라스마 소스;를 포함하며,
상기 플라스마 소스는:
RF 신호를 공급하는 RF 전원; 및
상기 RF 신호를 공급받아 상기 챔버에 공급된 공정 가스로부터 플라스마를 발생시키는 안테나;를 포함하며,
상기 안테나는:
고리 형태의 메인 안테나;
상기 메인 안테나의 둘레를 따라 형성되는 복수의 보조 안테나;
상기 메인 안테나와 상기 복수의 보조 안테나 사이에 각각 구비되는 스위치; 그리고
공정 상태에 따라 상기 복수의 보조 안테나 각각의 상기 스위치를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 복수의 보조 안테나 각각은 상기 메인 안테나에 병렬로 연결되는 기판 처리 장치.A chamber having a processing space therein;
A support unit for supporting the substrate in the processing space;
A gas supply unit for supplying a process gas used for processing the substrate into the processing space; And
And a plasma source for exciting the process gas supplied in the process space to generate a plasma,
Wherein the plasma source comprises:
An RF power supply for supplying an RF signal; And
And an antenna for receiving the RF signal and generating a plasma from the process gas supplied to the chamber,
The antenna comprising:
A ring-shaped main antenna;
A plurality of auxiliary antennas formed along the periphery of the main antenna;
A switch provided between the main antenna and the plurality of auxiliary antennas; And
And a control unit for controlling the switch of each of the plurality of auxiliary antennas according to a process state,
Wherein each of the plurality of auxiliary antennas is connected to the main antenna in parallel. 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 보조 안테나는, 서로 이격되게 배치되는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of auxiliary antennas are disposed apart from each other. 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 보조 안테나는,
상기 스위치가 온 되면 전류가 상기 메인 안테나와 상기 복수의 보조 안테나로 동시에 흐르도록 제공되고, 상기 스위치가 오프 되면 전류가 상기 메인 안테나와 상기 복수의 보조 안테나 중 상기 메인 안테나에만 흐르도록 제공되는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of auxiliary antennas includes:
Wherein when the switch is turned on, a current is provided so as to flow simultaneously to the main antenna and the plurality of auxiliary antennas, and when the switch is turned off, a current is supplied to flow only through the main antenna among the main antenna and the plurality of auxiliary antennas Device. 내부에 처리 공간을 가지는 챔버;
상기 처리 공간 내에 기판을 지지하는 지지 유닛;
상기 처리 공간 내로 상기 기판을 처리하는데 사용되는 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및
상기 처리 공간 내에 공급된 상기 공정 가스를 여기하여 플라스마를 생성하는 플라스마 소스;를 포함하며,
상기 플라스마 소스는:
RF 신호를 공급하는 RF 전원; 및
상기 RF 신호를 공급받아 상기 챔버에 공급된 공정 가스로부터 플라스마를 발생시키는 안테나;를 포함하며,
상기 안테나는:
고리 형태의 메인 안테나; 그리고
상기 메인 안테나의 둘레를 따라 형성되는 복수의 보조 안테나;를 포함하고,
상기 복수의 보조 안테나 각각은 상기 메인 안테나에 병렬로 연결되며,
상기 메인 안테나는,
고리 형태의 내부 안테나; 그리고
고리 형태의 외부 안테나;를 포함하고,
상기 복수의 보조 안테나는,
상기 내부 안테나의 둘레를 따라 형성되고, 상기 내부 안테나에 병렬로 연결되는 복수의 내부 보조 안테나; 그리고
상기 외부 안테나의 둘레를 따라 형성되고, 상기 외부 안테나에 병렬로 연결되는 복수의 외부 보조 안테나;를 포함하는 기판 처리 장치.A chamber having a processing space therein;
A support unit for supporting the substrate in the processing space;
A gas supply unit for supplying a process gas used for processing the substrate into the processing space; And
And a plasma source for exciting the process gas supplied in the process space to generate a plasma,
Wherein the plasma source comprises:
An RF power supply for supplying an RF signal; And
And an antenna for receiving the RF signal and generating a plasma from the process gas supplied to the chamber,
The antenna comprising:
A ring-shaped main antenna; And
And a plurality of auxiliary antennas formed along the periphery of the main antenna,
Wherein each of the plurality of auxiliary antennas is connected to the main antenna in parallel,
The main antenna includes:
A ring-shaped internal antenna; And
An external antenna in the form of a ring,
Wherein the plurality of auxiliary antennas includes:
A plurality of internal auxiliary antennas formed along the periphery of the internal antenna and connected in parallel to the internal antenna; And
And a plurality of external auxiliary antennas formed along the periphery of the external antenna and connected in parallel to the external antenna. 제 4 항에 있어서,
상기 복수의 외부 보조 안테나는 상기 메인 안테나의 중심을 기준으로 상기 복수의 내부 보조 안테나와 대응되는 방위각에 배치되는 기판 처리 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the plurality of external auxiliary antennas are disposed at azimuth angles corresponding to the plurality of internal auxiliary antennas with respect to the center of the main antenna. 제 4 항에 있어서,
상기 복수의 외부 보조 안테나 중의 적어도 하나는 상기 내부 안테나를 향하는 방향으로 형성되고, 상기 복수의 내부 보조 안테나의 사이에 배치되는 기판 처리 장치.5. The method of claim 4,
Wherein at least one of the plurality of external auxiliary antennas is formed in a direction toward the internal antenna, and is disposed between the plurality of internal auxiliary antennas. 제 4 항에 있어서,
상기 외부 안테나의 동일한 방위각 위치의 반경 방향 외측과 내측에 각각 외부 보조 안테나가 형성되고, 상기 외부 안테나의 내측에 형성되는 외부 보조 안테나는 상기 복수의 내부 보조 안테나의 사이에 배치되는 기판 처리 장치.5. The method of claim 4,
Wherein external auxiliary antennas are formed on the outside and inside of the same azimuthal position of the external antennas, respectively, and external auxiliary antennas formed inside the external antennas are disposed between the plurality of internal auxiliary antennas. 제 4 항에 있어서,
상기 복수의 외부 보조 안테나의 개수는 상기 복수의 내부 보조 안테나의 개수보다 많은 기판 처리 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the number of the plurality of external auxiliary antennas is greater than the number of the plurality of internal auxiliary antennas. 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 보조 안테나 중 적어도 하나는 상기 메인 안테나와 동일 평면 상에 배치되는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein at least one of the plurality of auxiliary antennas is disposed on the same plane as the main antenna. 내부에 처리 공간을 가지는 챔버;
상기 처리 공간 내에 기판을 지지하는 지지 유닛;
상기 처리 공간 내로 상기 기판을 처리하는데 사용되는 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및
상기 처리 공간 내에 공급된 상기 공정 가스를 여기하여 플라스마를 생성하는 플라스마 소스;를 포함하며,
상기 플라스마 소스는:
RF 신호를 공급하는 RF 전원; 및
상기 RF 신호를 공급받아 상기 챔버에 공급된 공정 가스로부터 플라스마를 발생시키는 안테나;를 포함하며,
상기 안테나는:
고리 형태의 메인 안테나; 그리고
상기 메인 안테나의 둘레를 따라 형성되는 복수의 보조 안테나;를 포함하고,
상기 복수의 보조 안테나 각각은 상기 메인 안테나에 병렬로 연결되며,
상기 복수의 보조 안테나 중 적어도 하나는 상기 메인 안테나에 상하 방향으로 꺾인 형태로 배치되는 기판 처리 장치.A chamber having a processing space therein;
A support unit for supporting the substrate in the processing space;
A gas supply unit for supplying a process gas used for processing the substrate into the processing space; And
And a plasma source for exciting the process gas supplied in the process space to generate a plasma,
Wherein the plasma source comprises:
An RF power supply for supplying an RF signal; And
And an antenna for receiving the RF signal and generating a plasma from the process gas supplied to the chamber,
The antenna comprising:
A ring-shaped main antenna; And
And a plurality of auxiliary antennas formed along the periphery of the main antenna,
Wherein each of the plurality of auxiliary antennas is connected to the main antenna in parallel,
Wherein at least one of the plurality of auxiliary antennas is vertically bent in the main antenna. 제 10 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 보조 안테나는 상기 메인 안테나에 대해 하방으로 90° 각도로 배치되는 기판 처리 장치.11. The method of claim 10,
Wherein the at least one auxiliary antenna is disposed at a 90 DEG angle downward with respect to the main antenna. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 보조 안테나는 각각 고리 형태로 제공되는 기판 처리 장치.12. The method according to any one of claims 1 to 11,
Wherein the plurality of auxiliary antennas are each provided in a ring shape. 챔버 내부의 처리 공간에 공정 가스를 공급하고, 상기 처리 공간에 공급된 상기 공정 가스를 안테나에 의해 여기하여 플라스마를 생성하는 단계;를 포함하고,
상기 안테나는 고리 형태의 메인 안테나와, 상기 메인 안테나의 둘레를 따라 형성되고 상기 메인 안테나에 병렬로 연결되는 복수의 보조 안테나와, 상기 메인 안테나와 상기 복수의 보조 안테나 사이에 각각 구비되는 스위치를 포함하고,
상기 플라스마를 생성하는 단계는:
상기 챔버 내의 공정 상태에 따라 상기 복수의 보조 안테나 각각의 상기 스위치를 제어하는 단계;를 포함하는 기판 처리 방법.Supplying a process gas into a process space inside the chamber and exciting the process gas supplied to the process space with an antenna to generate a plasma,
The antenna includes a ring-shaped main antenna, a plurality of auxiliary antennas formed around the main antenna and connected in parallel to the main antenna, and a switch provided between the main antenna and the plurality of auxiliary antennas, respectively and,
Wherein generating the plasma comprises:
And controlling the switch of each of the plurality of auxiliary antennas according to a process state in the chamber. 제 13 항에 있어서,
상기 스위치를 제어하는 단계는,
공정 결과의 피드백(feedback)에 의해 상기 스위치를 제어하여 전류 경로를 제어함으로써 상기 챔버 내의 영역 별 전자장 분포 및 플라스마 밀도 분포를 제어하는 기판 처리 방법.14. The method of claim 13,
Wherein the step of controlling the switch comprises:
And controlling the current path by controlling the switch by feedback of process results to control the field distribution and the plasma density distribution by region in the chamber. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 스위치를 제어하는 단계는,
상기 챔버 내의 전자장 분포 및 플라스마 밀도 분포 중의 적어도 하나를 측정하는 단계; 및
상기 전자장 분포 또는 상기 플라스마 밀도 분포가 균일해지도록 상기 스위치를 제어하는 단계;를 포함하는 기판 처리 방법.The method according to claim 13 or 14,
Wherein the step of controlling the switch comprises:
Measuring at least one of an electromagnetic field distribution and a plasma density distribution in the chamber; And
And controlling the switch such that the electromagnetic field distribution or the plasma density distribution is uniform. 제 13 항에 있어서,
상기 복수의 보조 안테나는,
상기 스위치가 온 되면 전류가 상기 메인 안테나와 상기 복수의 보조 안테나로 동시에 흐르도록 제공되고, 상기 스위치가 오프 되면 전류가 상기 메인 안테나와 상기 복수의 보조 안테나 중 상기 메인 안테나에만 흐르도록 제공되는 기판 처리 방법.14. The method of claim 13,
Wherein the plurality of auxiliary antennas includes:
Wherein when the switch is turned on, a current is provided so as to flow simultaneously to the main antenna and the plurality of auxiliary antennas, and when the switch is turned off, a current is supplied to flow only through the main antenna among the main antenna and the plurality of auxiliary antennas Way.
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