KR102427378B1

KR102427378B1 - Plasma processing device

Info

Publication number: KR102427378B1
Application number: KR1020160030741A
Authority: KR
Inventors: 조남기; 김학영; 송인철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2016-03-15
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2022-07-29
Also published as: KR20170107167A

Abstract

플라즈마 처리 장치가 제공된다. 플라즈마 처리 장치는, 용기 본체와 상기 용기 본체 상의 상부판을 포함하는 반응 챔버, 상기 반응 챔버 내에, 상기 용기 본체의 일면 상에 배치되고, 자기장을 투과시키는 윈도우(window), 및 상기 윈도우 내에 배치되는 펠티어(peltier) 소자를 포함한다.A plasma processing apparatus is provided. The plasma processing apparatus includes a reaction chamber including a container body and an upper plate on the container body, in the reaction chamber, a window disposed on one surface of the container body and transmitting a magnetic field, and disposed in the window It includes a Peltier element.

Description

플라즈마 처리 장치{Plasma processing device}Plasma processing device

본 발명은 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma processing apparatus.

플라즈마 처리 공정(예를 들면, 플라즈마 식각 공정)이 수행되는 반응 챔버의 내부에 형성된 윈도우의 온도를 제어하는 것은, 윈도우 내부의 열적 스트레스(thermal stress) 및 공정 산포와 관련된 중요한 이슈이다. 또한 이러한 열적 스트레스 및 공정 산포는 수율에 영향을 미칠 수 있는 이슈들이다.Controlling the temperature of a window formed inside a reaction chamber in which a plasma treatment process (eg, a plasma etching process) is performed is an important issue related to thermal stress and process dispersion inside the window. Also, such thermal stress and process dispersion are issues that can affect yield.

일반적으로 플라즈마 처리 공정이 수행되는 반응 챔버의 윈도우는, 가장자리 대비 중심 지역에서 더 높은 온도가 감지될 수 있다. 반응 챔버의 윈도우 내부의 열적 스트레스 및 공정 산포를 적절하게 제어하고자 한다면, 윈도우의 중심부와 가장자리부 간 온도 편차를 줄이는 것이 중요하다는 점에서 이에 대한 연구의 필요성이 대두되고 있다.In general, the window of the reaction chamber in which the plasma treatment process is performed, a higher temperature may be sensed in the central region compared to the edge. In order to properly control the thermal stress and process dispersion inside the window of the reaction chamber, it is important to reduce the temperature deviation between the center and the edge of the window, so the need for research on this is emerging.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 윈도우 내부에 배치된 펠티어 소자를 이용하여 윈도우의 온도를 가열시킴으로써 윈도우의 온도를 제어하는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus for controlling the temperature of the window by heating the temperature of the window using a Peltier element disposed inside the window.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 윈도우 내부에 배치된 펠티어 소자를 이용하여 윈도우의 온도를 냉각시킴으로써 윈도우의 온도를 제어하는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것이다.Another object to be solved by the present invention is to provide a plasma processing apparatus for controlling the temperature of the window by cooling the temperature of the window using a Peltier element disposed inside the window.

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

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 플라즈마 처리 장치의 일 실시예는, 용기 본체와 상기 용기 본체 상의 상부판을 포함하는 반응 챔버, 상기 반응 챔버 내에, 상기 용기 본체의 일면 상에 배치되고, 자기장을 투과시키는 윈도우(window), 및 상기 윈도우 내에 배치되는 펠티어(peltier) 소자를 포함한다.One embodiment of the plasma processing apparatus according to the technical idea of the present invention for solving the above problems is a reaction chamber including a container body and an upper plate on the container body, in the reaction chamber, disposed on one surface of the container body and a window that transmits a magnetic field, and a Peltier element disposed in the window.

본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에서, 상기 윈도우와 상기 상부판 사이에 배치되고, 상기 자기장을 제공하는 안테나를 더 포함하고, 상기 윈도우는 상기 펠티어 소자가 배치되는 제1 영역과, 상기 제1 영역 사이에 상기 안테나와 중첩되는 제2 영역을 포함할 수 있다.In some embodiments according to the inventive concept, it is disposed between the window and the upper plate, and further comprises an antenna providing the magnetic field, wherein the window includes a first region in which the Peltier element is disposed, and the second A second area overlapping the antenna may be included between one area.

본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에서, 상기 펠티어 소자는, 상기 제2 영역의 제1 측에 배치되는 제1 펠티어 소자와, 상기 제2 영역의 상기 제1 측과 대향하는 제2 측에 배치되는 제2 펠티어 소자를 포함하되, 상기 제1 펠티어 소자와 상기 제2 펠티어 소자는 각각 독립적으로 제어될 수 있다.In some embodiments according to the inventive concept, the Peltier device includes a first Peltier device disposed on a first side of the second region, and a second side opposite to the first side of the second region. Including a second Peltier element disposed, the first Peltier element and the second Peltier element can be controlled independently of each other.

본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에서, 복수의 상기 제1 펠티어 소자는 서로 이격되고, 각각 독립적으로 제어될 수 있다.In some embodiments according to the spirit of the present invention, a plurality of the first Peltier element is spaced apart from each other, each can be independently controlled.

본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에서, 상기 펠티어 소자를 제어하여 상기 윈도우의 온도를 제어하는 제어부와, 상기 윈도우의 온도를 감지하여 상기 제어부에 제공하는 온도 감지부를 더 포함할 수 있다.In some embodiments according to the technical spirit of the present invention, the control unit for controlling the temperature of the window by controlling the Peltier element, and a temperature sensing unit for sensing the temperature of the window and providing it to the control unit may be further included.

본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에서, 상기 펠티어 소자는 상기 윈도우의 표면으로부터 노출될 수 있다.In some embodiments according to the spirit of the present invention, the Peltier device may be exposed from the surface of the window.

본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에서, 상기 윈도우를 가열하는 히터를 더 포함할 수 있다.In some embodiments according to the spirit of the present invention, a heater for heating the window may be further included.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 플라즈마 처리 장치의 다른 실시예는, 자기장을 투과시키는 윈도우(window), 상기 윈도우 상에 배치되고, 상기 자기장을 제공하는 제1 안테나, 상기 윈도우 상에 배치되고, 상기 자기장을 제공하고, 상기 제1 안테나와 이격된 제2 안테나, 및 상기 윈도우 내에 배치되고, 상기 제1 및 제2 안테나 사이의 영역과 중첩되는 펠티어(peltier) 소자를 포함한다.Another embodiment of the plasma processing apparatus according to the technical idea of the present invention for solving the above problems is a window through which a magnetic field is transmitted, a first antenna disposed on the window and providing the magnetic field, on the window and a second antenna that is disposed on, provides the magnetic field, and is spaced apart from the first antenna, and a Peltier element that is disposed within the window and overlaps a region between the first and second antennas.

본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에서, 상기 윈도우를 냉각시키는 냉각기를 더 포함할 수 있다.In some embodiments according to the spirit of the present invention, it may further include a cooler for cooling the window.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.

도 1은 본 발명의 기술적 사상에 따른 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 윈도우 상에서 안테나와 펠티어 소자의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에 사용되는 펠티어 소자의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 따른 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상에 따른 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 윈도우 상에서 안테나와 펠티어 소자의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에서 윈도우를 가열하여 윈도우의 온도를 제어하는 방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.
도 7은 도 6의 윈도우 온도 제어 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에서 윈도우를 냉각하여 윈도우의 온도를 제어하는 방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.
도 9는 도 8의 윈도우 온도 제어 방법을 설명하기 위한 그래프이다.1 is a cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment of the inventive concept.
FIG. 2 is a view for explaining the arrangement of an antenna and a Peltier element on the window of FIG. 1 .
3 is a view for explaining the operation of the Peltier device used in the plasma processing apparatus according to some embodiments according to the technical idea of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to another exemplary embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining the arrangement of an antenna and a Peltier element on a window of a plasma processing apparatus according to another embodiment according to the technical idea of the present invention.
6 is a flowchart sequentially illustrating a method of controlling a temperature of a window by heating a window in a plasma processing apparatus according to some embodiments of the present invention.
7 is a graph for explaining the window temperature control method of FIG. 6 .
8 is a flowchart sequentially illustrating a method of controlling a temperature of a window by cooling a window in a plasma processing apparatus according to some embodiments of the present invention.
9 is a graph for explaining the window temperature control method of FIG. 8 .

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 표시된 구성요소의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Sizes and relative sizes of components indicated in the drawings may be exaggerated for clarity of description. Like reference numerals refer to like elements throughout.

하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.When an element is referred to as “connected to” or “coupled to” with another element, it means that it is directly connected or coupled to another element, or with the other element intervening. including all cases. On the other hand, when one element is referred to as “directly connected to” or “directly coupled to” with another element, it indicates that another element is not interposed therebetween. Like reference numerals refer to like elements throughout. “And/or” includes each and every combination of one or more of the recited items.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.Reference to an element or layer “on” or “on” another element or layer includes not only directly on the other element or layer, but also with intervening other layers or other elements. include all On the other hand, reference to an element "directly on" or "directly on" indicates that no intervening element or layer is interposed.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.Spatially relative terms "below", "beneath", "lower", "above", "upper", etc. It can be used to easily describe a correlation between an element or components and other elements or components. The spatially relative terms should be understood as terms including different orientations of the device during use or operation in addition to the orientation shown in the drawings. For example, when an element shown in the figures is turned over, an element described as "beneath" or "beneath" another element may be placed "above" the other element. Accordingly, the exemplary term “below” may include both directions below and above. The device may also be oriented in other orientations, and thus spatially relative terms may be interpreted according to orientation.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural, unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the stated components.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자나 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자나 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자나 구성요소를 다른 소자나 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자나 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자나 구성요소 일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various elements or elements, these elements or elements are not limited by these terms, of course. These terms are only used to distinguish one element or component from another. Accordingly, it goes without saying that the first element or component mentioned below may be the second element or component within the spirit of the present invention.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.

이하에서, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 기술적 사상에 따른 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 설명한다.Hereinafter, a plasma processing apparatus according to an embodiment according to the inventive concept will be described with reference to FIGS. 1 and 2 .

도 1은 본 발명의 기술적 사상에 따른 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 단면도이다. 도 2는 도 1의 윈도우 상에서 안테나와 펠티어 소자의 배치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment of the inventive concept. FIG. 2 is a view for explaining the arrangement of an antenna and a Peltier element on the window of FIG. 1 .

도 1 및 도 2를 참조하면, 플라즈마 처리 장치(100)는 용기 본체(10), 상부판(20), 정전척(30), 윈도우(window)(110), 제1 펠티어(peltier) 소자(120), 제2 펠티어 소자(130), 제1 안테나(140), 제2 안테나(150), 온도 감지부(160) 및 제어부(170)을 포함한다.1 and 2 , the plasma processing apparatus 100 includes a container body 10 , an upper plate 20 , an electrostatic chuck 30 , a window 110 , and a first peltier element ( 120 ), a second Peltier element 130 , a first antenna 140 , a second antenna 150 , a temperature sensing unit 160 , and a control unit 170 .

반응 챔버는 용기 본체(10)와 상부판(20)을 포함할 수 있다. 반응 챔버의 내부에서는 플라즈마 처리 공정이 수행될 수 있고, 구체적으로, 플라즈마를 이용한 건식 식각 공정 및 화학적 기상 증착(CVD) 공정이 수행될 수 있다.The reaction chamber may include a container body 10 and an upper plate 20 . A plasma treatment process may be performed inside the reaction chamber, and specifically, a dry etching process using plasma and a chemical vapor deposition (CVD) process may be performed.

구체적으로, 플라즈마를 이용한 건식 식각 공정이 진행되는 반응 챔버는 플라즈마를 형성하는 방법에 따라 RIE(Reactive Ion Etching), MERIE(Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching), CDE(Chemical Downstrem Etching), ECR(Electron Cyclotron Resonance), TCP(Transformer Coupled Plasma) 등으로 나눌수 있다. 그러한 구별 외에 크게 CCP(Capacitive Coupled plasma) 타입과 ICP(Inductive Coupled Plasma: 유도 결합 플라즈마) 타입으로 나눌 수도 있다.Specifically, the reaction chamber in which the dry etching process using plasma is performed is RIE (Reactive Ion Etching), MERIE (Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching), CDE (Chemical Downstrem Etching), ECR (Electron Cyclotron Resonance), depending on the method of forming the plasma. ) and TCP (Transformer Coupled Plasma). In addition to such a distinction, it may be largely divided into a capacitive coupled plasma (CCP) type and an inductive coupled plasma (ICP) type.

여기에서, CCP 타입은 반응 챔버의 내부에 설치된 다수의 전극에 선택적으로 고주파 전원(RF power)을 인가할 수 있다. 이로 인해, 반응 가스는 형성된 전기장에 의해 플라즈마 상태로 변형될 수 있다.Here, the CCP type may selectively apply RF power to a plurality of electrodes installed inside the reaction chamber. Due to this, the reaction gas may be transformed into a plasma state by the formed electric field.

ICP 타입은 반응 챔버의 외측에 감겨진 코일과 반응 챔버의 내측에 설치된 다수의 전극에 선택적으로 고주파 전원(RF power)을 인가할 수 있다. 이로 인해, 반응 가스는 형성된 자기장 및 전기장에 의해서 플라즈마 상태로 변형될 수 있다.The ICP type may selectively apply RF power to a coil wound outside the reaction chamber and a plurality of electrodes installed inside the reaction chamber. Due to this, the reaction gas may be transformed into a plasma state by the formed magnetic and electric fields.

용기 본체(10)는 반응 챔버의 하부 외벽을 형성할 수 있다. 용기 본체(10)의 내부에서는 플라즈마 처리 공정이 수행될 수 있다.The vessel body 10 may form a lower outer wall of the reaction chamber. A plasma treatment process may be performed inside the container body 10 .

용기 본체(10)는 금속성 물질을 포함할 수 있다. 이로 인해, 안테나(140, 150)에서 생성된 자기장이 용기 본체(10)의 외부로 유출되는 것을 차단할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 용기 본체(10)는 자기장이 투과될 수 있는 물질을 포함할 수 있다.The container body 10 may include a metallic material. For this reason, it is possible to block the magnetic field generated by the antennas 140 and 150 from flowing out of the container body 10 . However, the technical spirit of the present invention is not limited thereto. That is, in some other embodiments, the container body 10 may include a material through which a magnetic field can be transmitted.

상부판(20)은 용기 본체(10) 상에 배치되어 반응 챔버의 상부 외벽을 형성할 수 있다. 상부판(20)은 용기 본체(10)와 함께 반응 챔버를 외부로부터 밀폐시킬 수 있다.The upper plate 20 may be disposed on the vessel body 10 to form an upper outer wall of the reaction chamber. The upper plate 20 may seal the reaction chamber together with the container body 10 from the outside.

상부판(20)은 금속성 물질을 포함할 수 있다. 이로 인해, 안테나(140, 150)에서 생성된 자기장이 상부판(20)의 외부로 유출되는 것을 차단할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 상부판(20)은 자기장이 투과될 수 있는 물질을 포함할 수 있다.The upper plate 20 may include a metallic material. For this reason, it is possible to block the magnetic field generated by the antennas 140 and 150 from leaking out of the upper plate 20 . However, the technical spirit of the present invention is not limited thereto. That is, in some other embodiments, the upper plate 20 may include a material through which a magnetic field can be transmitted.

정전척(ESC; ElectroStatic Chuck)(30)은 용기 본체(10)의 내부에 배치되어 플라즈마 처리 공정이 진행될 웨이퍼(W)의 위치를 고정시킬 수 있다.An electrostatic chuck (ESC) 30 may be disposed inside the container body 10 to fix a position of the wafer W to be subjected to a plasma processing process.

구체적으로, 정전척(30)은 하부에 전극(미도시)을 포함하고 있고, 전극(미도시)에서 발생된 정전기를 이용하여 정전척(30)의 상부에 위치한 웨이퍼(W)의 위치를 유지하거나 웨이퍼(W)를 수평상태로 고정시킬 수 있다.Specifically, the electrostatic chuck 30 includes an electrode (not shown) at a lower portion and maintains the position of the wafer W located on the electrostatic chuck 30 by using static electricity generated from the electrode (not shown). Alternatively, the wafer W may be fixed in a horizontal state.

윈도우(110)는 반응 챔버의 내부에 배치될 수 있다. 윈도우(110)는 용기 본체(10)의 내측면 및 상부판(20)의 내측면과 접할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 윈도우(110)는 상부판(20)의 내측면과 접하지 않을 수 있다.The window 110 may be disposed inside the reaction chamber. The window 110 may be in contact with the inner surface of the container body 10 and the inner surface of the upper plate 20 . However, the technical spirit of the present invention is not limited thereto. That is, in some other embodiments, the window 110 may not be in contact with the inner surface of the upper plate 20 .

윈도우(110)와 용기 본체(10)는 용기 본체(10)의 내부를 밀폐시킬 수 있다. 이로 인해, 용기 본체(10)의 내부는 진공 상태를 유지할 수 있다.The window 110 and the container body 10 may seal the inside of the container body 10 . For this reason, the inside of the container body 10 can maintain a vacuum state.

윈도우(110)는 유전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 윈도우(110)는 유전 물질은 Al₂O₃를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되지 않는다.The window 110 may include a dielectric material. For example, the dielectric material of the window 110 may include Al2O3. However, the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

윈도우(110)는 안테나(140, 150)에서 생성된 유도 자기장을 용기 본체(10) 내부로 투과시킬 수 있고, 투과된 자기장은 용기 본체(10) 내부의 가스와 반응하여 플라즈마를 형성할 수 있다.The window 110 may transmit the induced magnetic field generated by the antennas 140 and 150 into the container body 10, and the transmitted magnetic field may react with the gas inside the container body 10 to form plasma. .

윈도우(110)는 플라즈마 처리 공정이 진행되면서 용기 본체(10) 내부에서 발생한 플라즈마 등에 의해 온도가 상승하다가 일정 온도에서 포화될 수 있다. 플라즈마 처리 공정은 온도가 상승하는 동안 그 결과가 일정하지 않은 경우가 발생할 수 있다. 본 발명의 기술적 사상에 따른 플라즈마 처리 장치는 윈도우의 온도를 일정하게 유지하도록 할 수 있다. 상세한 설명은 후술한다.The window 110 may be saturated at a predetermined temperature while the temperature rises due to plasma generated inside the container body 10 while the plasma treatment process is in progress. The plasma treatment process may have non-constant results while the temperature rises. The plasma processing apparatus according to the inventive concept may maintain a constant temperature of the window. Detailed description will be given later.

제1 안테나(140)는 윈도우(110)와 상부판(20) 사이에 배치될 수 있다. 제1 안테나(140)는 윈도우(110)에 형성된 제1 영역(R1) 상에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 안테나(140)는 제1 안테나(140)와 마주보는 윈도우(110)에 형성된 제1 영역(R1)과 중첩될 수 있다.The first antenna 140 may be disposed between the window 110 and the upper plate 20 . The first antenna 140 may be disposed on the first area R1 formed in the window 110 . Specifically, the first antenna 140 may overlap the first region R1 formed in the window 110 facing the first antenna 140 .

제1 안테나(140)는 도 2에 보는 바와 같이, 원판 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.As shown in FIG. 2 , the first antenna 140 may have a disk shape. However, the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

제1 안테나(140)는 자기장(예를 들어, 유도 자기장)을 생성하여 용기 본체(10)의 내부에 제공할 수 있다. 자기장은 윈도우(110)를 투과할 수 있고, 용기 본체(10)의 내부에 존재하는 가스와 반응하여 플라즈마를 형성할 수 있다.The first antenna 140 may generate a magnetic field (eg, an induced magnetic field) and provide it to the inside of the container body 10 . The magnetic field may pass through the window 110 , and may react with the gas present in the container body 10 to form plasma.

제1 안테나(140)는 예를 들면, ICP(Inductively coupled plasma) 안테나를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The first antenna 140 may include, for example, an inductively coupled plasma (ICP) antenna. However, the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

제2 안테나(150)는 윈도우(110)와 상부판(20) 사이에 배치될 수 있다. 제2 안테나(150)는 윈도우(110)와 평행한 방향으로 제1 안테나(140)와 이격될 수 있다. 제2 안테나(150)는 윈도우(110)에 형성된 제2 영역(R2) 상에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 안테나(150)는 제2 안테나(150)와 마주보는 윈도우(110)에 형성된 제2 영역(R2)과 중첩될 수 있다.The second antenna 150 may be disposed between the window 110 and the upper plate 20 . The second antenna 150 may be spaced apart from the first antenna 140 in a direction parallel to the window 110 . The second antenna 150 may be disposed on the second region R2 formed in the window 110 . Specifically, the second antenna 150 may overlap the second region R2 formed in the window 110 facing the second antenna 150 .

제2 안테나(150)는 도 2에 보는 바와 같이, 고리 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The second antenna 150 may have a ring shape, as shown in FIG. 2 . However, the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

제2 안테나(150)는 자기장(예를 들어, 유도 자기장)을 생성하여 용기 본체(10)의 내부에 제공할 수 있다. 자기장은 윈도우(110)를 투과할 수 있고, 용기 본체(10)의 내부에 존재하는 가스와 반응하여 플라즈마를 형성할 수 있다.The second antenna 150 may generate a magnetic field (eg, an induced magnetic field) and provide it to the inside of the container body 10 . The magnetic field may pass through the window 110 , and may react with the gas present in the container body 10 to form plasma.

제2 안테나(150)는 예를 들면, ICP(Inductively coupled plasma) 안테나를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The second antenna 150 may include, for example, an inductively coupled plasma (ICP) antenna. However, the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

제1 펠티어 소자(120)는 윈도우(110) 내에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 펠티어 소자(120)의 일부는 윈도우(110) 내에 삽입될 수 있고, 제1 펠티어 소자(120)의 나머지 일부는 윈도우(110)의 표면으로부터 노출될 수 있다.The first Peltier element 120 may be disposed in the window 110 . Specifically, a portion of the first Peltier element 120 may be inserted into the window 110 , and the remaining portion of the first Peltier element 120 may be exposed from the surface of the window 110 .

제1 펠티어 소자(120)는 도 2에 보는 바와 같이, 고리 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The first Peltier element 120 may have a ring shape, as shown in FIG. 2 . However, the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

제1 펠티어 소자(120)는 윈도우(110) 내부의 제3 영역(R3)에 배치될 수 있다. 제3 영역(R3)은 제1 안테나(140)와 중첩되는 윈도우(110) 내부의 제1 영역(R1)의 양측에 형성될 수 있다. 또한, 제3 영역(R3)은 제1 안테나(140)와 중첩되는 윈도우(110) 내부의 제1 영역(R1)과 제2 안테나(150)와 중첩되는 윈도우(110) 내부의 제2 영역(R2) 사이에 형성될 수 있다. 제3 영역(R3)은 제1 영역(R1) 및 제2 영역(R2)과 중첩되지 않는다.The first Peltier device 120 may be disposed in the third region R3 inside the window 110 . The third region R3 may be formed on both sides of the first region R1 inside the window 110 overlapping the first antenna 140 . In addition, the third area R3 includes a first area R1 inside the window 110 overlapping the first antenna 140 and a second area inside the window 110 overlapping the second antenna 150 . R2) may be formed between. The third region R3 does not overlap the first region R1 and the second region R2 .

제1 펠티어 소자(120)는 윈도우(110)를 가열시키거나 또는 윈도우(110)를 냉각시킴으로써 윈도우(110)의 온도를 조절할 수 있다.The first Peltier element 120 may control the temperature of the window 110 by heating the window 110 or cooling the window 110 .

제2 펠티어 소자(130)는 윈도우(110) 내에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 펠티어 소자(130)의 일부는 윈도우(110) 내에 삽입될 수 있고, 제2 펠티어 소자(130)의 나머지 일부는 윈도우(110)의 표면으로부터 노출될 수 있다.The second Peltier device 130 may be disposed in the window 110 . Specifically, a portion of the second Peltier element 130 may be inserted into the window 110 , and the remaining portion of the second Peltier element 130 may be exposed from the surface of the window 110 .

제2 펠티어 소자(130)는 도 2에 보는 바와 같이, 고리 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The second Peltier element 130 may have a ring shape, as shown in FIG. 2 . However, the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

제2 펠티어 소자(130)는 윈도우(110) 내부의 제4 영역(R4)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제 4 영역(R4)은 제3 영역(R3)이 형성되는 제2 영역(R2)의 제1 측과 대향하는 제2 영역(R2)의 제2 측에 형성될 수 있다. 제2 안테나(150)와 중첩되는 윈도우(110) 내부의 제2 영역(R2)은 제3 영역(R3)과 제4 영역(R4) 사이에 형성될 수 있다. 제4 영역(R4)은 제2 영역(R2)과 중첩되지 않는다.The second Peltier device 130 may be disposed in the fourth region R4 inside the window 110 . Specifically, the fourth region R4 may be formed on a second side of the second region R2 opposite to the first side of the second region R2 where the third region R3 is formed. The second region R2 inside the window 110 overlapping the second antenna 150 may be formed between the third region R3 and the fourth region R4 . The fourth region R4 does not overlap the second region R2 .

제2 펠티어 소자(130)는 윈도우(110)를 가열시키거나 또는 윈도우(110)를 냉각시킴으로써 윈도우(110)의 온도를 조절할 수 있다.The second Peltier element 130 may control the temperature of the window 110 by heating the window 110 or cooling the window 110 .

제1 펠티어 소자(120)와 제2 펠티어 소자(130)는 각각 독립적으로 제어될 수 있고, 이로 인해, 윈도우(110) 중앙의 온도와 가장자리의 온도를 독립적으로 제어할 수 있다.The first Peltier element 120 and the second Peltier element 130 may be controlled independently, respectively, and thus, the temperature of the center and the temperature of the edge of the window 110 may be independently controlled.

온도 감지부(160)는 도 2에 보는 바와 같이, 반응 챔버의 외부에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 않는다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 온도 감지부(160)는 반응 챔버의 내부에 배치될 수 있다.As shown in FIG. 2 , the temperature sensing unit 160 may be disposed outside the reaction chamber. However, the technical spirit of the present invention is not limited thereto. That is, in some other embodiments, the temperature sensing unit 160 may be disposed inside the reaction chamber.

온도 감지부(160)는 윈도우(110)와 전기적으로 연결되어 윈도우(110)의 온도를 감지할 수 있다. 온도 감지부(160)는 윈도우(110)의 온도를 감지하여 제어부(170)로 온도에 관한 정보를 제공할 수 있다.The temperature sensing unit 160 may be electrically connected to the window 110 to sense the temperature of the window 110 . The temperature sensing unit 160 may sense the temperature of the window 110 and provide information about the temperature to the control unit 170 .

제어부(170)는 도 2에 보는 바와 같이, 반응 챔버의 외부에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 않는다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 제어부(170)는 반응 챔버의 내부에 배치될 수 있다.As shown in FIG. 2 , the control unit 170 may be disposed outside the reaction chamber. However, the technical spirit of the present invention is not limited thereto. That is, in some other embodiments, the control unit 170 may be disposed inside the reaction chamber.

제어부(170)는 제1 펠티어 소자(120) 및 제2 펠티어 소자(130)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제어부(170)는 제1 펠티어 소자(120) 및 제2 펠티어 소자(130)를 제어하여 윈도우(110)의 온도를 제어할 수 있다.The controller 170 may be electrically connected to the first Peltier element 120 and the second Peltier element 130 . The controller 170 may control the temperature of the window 110 by controlling the first Peltier element 120 and the second Peltier element 130 .

또한, 제어부(170)는 온도 감지부(160)와 전기적으로 연결되어 온도 감지부(160)가 감지한 윈도우(110)의 온도에 관한 정보를 수신할 수 있다.In addition, the control unit 170 may be electrically connected to the temperature sensing unit 160 to receive information about the temperature of the window 110 sensed by the temperature sensing unit 160 .

제어부(170)에 의한 윈도우(110)의 온도 제어 동작에 대한 상세한 설명은 후술한다.A detailed description of the temperature control operation of the window 110 by the controller 170 will be described later.

이하에서, 도 3을 참조하여, 본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에 사용되는 펠티어 소자의 동작에 대해 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 3, an operation of the Peltier element used in the plasma processing apparatus according to some embodiments according to the inventive concept will be described.

도 3은 본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에 사용되는 펠티어 소자의 동작을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the operation of the Peltier device used in the plasma processing apparatus according to some embodiments according to the technical idea of the present invention.

제1 펠티어 소자(120)와 제2 펠티어 소자(130)는 서로 동일한 구조와 동일한 동작을 하므로 제2 펠티어 소자(130)에 대한 설명은 생략한다.Since the first Peltier element 120 and the second Peltier element 130 have the same structure and the same operation as each other, a description of the second Peltier element 130 will be omitted.

도 3을 참조하면, 제1 펠티어 소자(120)는 전원(121), 제1 극판(122), 제2 극판(123), 제3 극판(124), N형 반도체(125) 및 P형 반도체(126)를 포함한다.Referring to FIG. 3 , the first Peltier device 120 includes a power source 121 , a first electrode plate 122 , a second electrode plate 123 , a third electrode plate 124 , an N-type semiconductor 125 , and a P-type semiconductor. (126).

제1 펠티어 소자(120)는 펠티어 효과, 즉 양 단면이 접하는 서로 다른 구 금속에 전기적 부하를 걸었을 때 금속의 양 단면에 발열과 냉각 효과가 일어나는 현상을 이용한다.The first Peltier element 120 uses the Peltier effect, that is, a phenomenon in which heat and cooling effects occur on both end surfaces of the metal when an electrical load is applied to different spherical metals in contact with both end surfaces.

전원(121)은 제1 극판(122) 및 제3 극판(124) 중 어느 하나에 전류를 공급할 수 있다.The power source 121 may supply current to any one of the first electrode plate 122 and the third electrode plate 124 .

제1 극판(122)은 윈도우(110) 내에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 극판(122)의 상면은 윈도우(110)의 표면으로부터 노출될 수 있고, 제1 극판(122)의 하면은 윈도우(110) 내부에 삽입될 수 있다.The first electrode plate 122 may be disposed in the window 110 . Specifically, the upper surface of the first electrode plate 122 may be exposed from the surface of the window 110 , and the lower surface of the first electrode plate 122 may be inserted into the window 110 .

제1 극판(122)은 전원(121)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 극판(122)의 하면은 N형 반도체(125)와 접촉할 수 있다.The first electrode plate 122 may be electrically connected to the power source 121 . A lower surface of the first electrode plate 122 may be in contact with the N-type semiconductor 125 .

제2 극판(123)은 윈도우(110) 내에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 극판(123)의 상면은 N형 반도체(125) 및 P형 반도체(126)와 접촉할 수 있고, 제2 극판(123)의 하면은 윈도우(110)와 접촉할 수 있다.The second electrode plate 123 may be disposed in the window 110 . Specifically, the upper surface of the second electrode plate 123 may contact the N-type semiconductor 125 and the P-type semiconductor 126 , and the lower surface of the second electrode plate 123 may contact the window 110 .

제3 극판(124)은 윈도우(110) 내에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제3 극판(124)의 상면은 윈도우(110)의 표면으로부터 노출될 수 있고, 제3 극판(124)의 하면은 윈도우(110) 내부에 삽입될 수 있다. 제3 극판(124)은 제1 극판(122)과 이격되어 배치된다.The third electrode plate 124 may be disposed in the window 110 . Specifically, the upper surface of the third electrode plate 124 may be exposed from the surface of the window 110 , and the lower surface of the third electrode plate 124 may be inserted into the window 110 . The third electrode plate 124 is disposed to be spaced apart from the first electrode plate 122 .

제3 극판(124)은 전원(121)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 극판(124)의 하면은 P형 반도체(126)와 접촉할 수 있다.The third electrode plate 124 may be electrically connected to the power source 121 . A lower surface of the third electrode plate 124 may be in contact with the P-type semiconductor 126 .

전원(121)로부터 공급된 전류가 제1 방향(D1)으로 흐르는 경우, 제1 극판(122) 및 제3 극판(124)은 냉각될 수 있고, 제2 극판(123)은 가열될 수 있다. 이로 인해, 제2 극판(123)과 접촉된 윈도우(110)는 가열될 수 있다.When the current supplied from the power source 121 flows in the first direction D1 , the first electrode plate 122 and the third electrode plate 124 may be cooled, and the second electrode plate 123 may be heated. Due to this, the window 110 in contact with the second electrode plate 123 may be heated.

반면에, 전원(121)으로부터 공급된 전류가 제2 방향(D2)으로 흐르는 경우, 제1 극판(122) 및 제3 극판(124)은 가열될 수 있고, 제2 극판(123)은 냉각될 수 있다. 이로 인해, 제2 극판(123)과 접촉된 윈도우(110)는 냉각될 수 있다.On the other hand, when the current supplied from the power source 121 flows in the second direction D2, the first electrode plate 122 and the third electrode plate 124 may be heated, and the second electrode plate 123 may be cooled. can Due to this, the window 110 in contact with the second electrode plate 123 may be cooled.

결과적으로, 전원(121)으로부터 인가되는 전류의 방향을 조절함으로써 윈도우(110)의 온도를 조절할 수 있다.As a result, the temperature of the window 110 may be adjusted by adjusting the direction of the current applied from the power source 121 .

이하에서, 도 4를 참조하여, 본 발명의 기술적 사상에 따른 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 설명한다. 도 1의 플라즈마 처리 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.Hereinafter, a plasma processing apparatus according to another embodiment according to the technical spirit of the present invention will be described with reference to FIG. 4 . Differences from the plasma processing apparatus of FIG. 1 will be mainly described.

도 4는 본 발명의 기술적 사상에 따른 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 플라즈마 처리 장치(200)는 용기 본체(10), 상부판(20), 정전척(30), 윈도우(210), 제1 펠티어 소자(220), 제2 펠티어 소자(230), 제1 안테나(240), 제2 안테나(250), 온도 감지부(260), 제어부(270), 히터(280) 및 냉각기(290)를 포함한다.Referring to FIG. 4 , the plasma processing apparatus 200 includes a container body 10 , an upper plate 20 , an electrostatic chuck 30 , a window 210 , a first Peltier element 220 , and a second Peltier element 230 . ), a first antenna 240 , a second antenna 250 , a temperature sensing unit 260 , a control unit 270 , a heater 280 , and a cooler 290 .

도 4의 플라즈마 처리 장치(200)는 도 1의 플라즈마 처리 장치(100)와 달리, 히터(280) 및 냉각기(290)를 더 포함한다.Unlike the plasma processing apparatus 100 of FIG. 1 , the plasma processing apparatus 200 of FIG. 4 further includes a heater 280 and a cooler 290 .

히터(280)는 반응 챔버 내부의 윈도우(210) 하부에 배치되어 윈도우(210)와 접촉할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 히터(280)는 윈도우(210)의 상부에 배치될 수 있고, 또 다른 몇몇 실시예에서, 히터(280)는 반응 챔버 외부에 배치될 수 있다.The heater 280 may be disposed under the window 210 inside the reaction chamber to contact the window 210 . However, the technical spirit of the present invention is not limited thereto. That is, in some other embodiments, the heater 280 may be disposed on top of the window 210 , and in some other embodiments, the heater 280 may be disposed outside the reaction chamber.

히터(280)는 윈도우(210)를 가열하여 윈도우(210)의 온도를 증가시킬 수 있다. 이로 인해, 히터(280)는 제1 및 제2 펠티어 소자(220, 230)와 함께 윈도우(210)의 온도를 조절할 수 있다.The heater 280 may increase the temperature of the window 210 by heating the window 210 . For this reason, the heater 280 may adjust the temperature of the window 210 together with the first and second Peltier elements 220 and 230 .

냉각기(290)는 반응 챔버 내부의 윈도우(210) 상부에 배치되어 윈도우(210)와 접촉할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 냉각기(290)는 윈도우(210)의 하부에 배치될 수 있고, 또 다른 몇몇 실시예에서, 냉각기(290)는 반응 챔버 외부에 배치될 수 있다.The cooler 290 may be disposed above the window 210 in the reaction chamber to contact the window 210 . However, the technical spirit of the present invention is not limited thereto. That is, in some other embodiments, the cooler 290 may be disposed under the window 210 , and in some other embodiments, the cooler 290 may be disposed outside the reaction chamber.

냉각기(290)는 윈도우(210)를 냉각하여 윈도우(210)의 온도를 감소시킬 수 있다. 이로 인해, 냉각기(290)는 제1 및 제2 펠티어 소자(220, 230)와 함께 윈도우(210)의 온도를 조절할 수 있다.The cooler 290 may reduce the temperature of the window 210 by cooling the window 210 . Due to this, the cooler 290 may adjust the temperature of the window 210 together with the first and second Peltier elements 220 and 230 .

이하에서, 도 5를 참조하여, 본 발명의 기술적 사상에 따른 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 설명한다. 도 1의 플라즈마 처리 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.Hereinafter, a plasma processing apparatus according to another exemplary embodiment according to the inventive concept will be described with reference to FIG. 5 . Differences from the plasma processing apparatus of FIG. 1 will be mainly described.

도 5는 본 발명의 기술적 사상에 따른 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 윈도우 상에서 안테나와 펠티어 소자의 배치를 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining the arrangement of an antenna and a Peltier element on a window of a plasma processing apparatus according to another embodiment according to the technical idea of the present invention.

도 1 및 도 5를 참조하면, 도 5의 플라즈마 처리 장치는 도 1의 플라즈마 처리 장치(100)와 달리, 제1 펠티어 소자(320)는 복수의 펠티어 소자를 포함할 수 있고, 제2 펠티어 소자(330)는 복수의 펠티어 소자를 포함할 수 있다.1 and 5 , the plasma processing apparatus of FIG. 5 is different from the plasma processing apparatus 100 of FIG. 1 , the first Peltier element 320 may include a plurality of Peltier elements, and the second Peltier element 330 may include a plurality of Peltier elements.

구체적으로, 복수의 제1 펠티어 소자(320)는 제3 영역(R3)에서 서로 이격되도록 배치될 수 있고, 복수의 제2 펠티어 소자(330)는 제4 영역(R4)에서 서로 이격되도록 배치될 수 있다.Specifically, the plurality of first Peltier devices 320 may be disposed to be spaced apart from each other in the third region R3 , and the plurality of second Peltier devices 330 may be disposed to be spaced apart from each other in the fourth region R4 . can

복수의 제1 펠티어 소자(320)는 각각 독립적으로 제어될 수 있다. 또한, 복수의 제2 펠티어 소자(330)도 각각 독립적으로 제어될 수 있다. 이로 인해, 도 5의 플라즈마 처리 장치는 윈도우(310)의 온도를 부분적으로 제어할 수 있는 이점이 있다.Each of the plurality of first Peltier elements 320 may be independently controlled. In addition, each of the plurality of second Peltier elements 330 may be independently controlled. For this reason, the plasma processing apparatus of FIG. 5 has the advantage of partially controlling the temperature of the window 310 .

이하에서, 도 1, 도 6 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에서 윈도우의 온도를 제어하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of controlling the temperature of a window in a plasma processing apparatus according to some embodiments according to the inventive concept will be described with reference to FIGS. 1 and 6 to 9 .

도 6은 본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에서 윈도우를 가열하여 윈도우의 온도를 제어하는 방법을 순차적으로 도시한 순서도이다. 도 7은 도 6의 윈도우 온도 제어 방법을 설명하기 위한 그래프이다. 도 8은 본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에서 윈도우를 냉각하여 윈도우의 온도를 제어하는 방법을 순차적으로 도시한 순서도이다. 도 9는 도 8의 윈도우 온도 제어 방법을 설명하기 위한 그래프이다.6 is a flowchart sequentially illustrating a method of controlling a temperature of a window by heating a window in a plasma processing apparatus according to some embodiments of the present invention. 7 is a graph for explaining the window temperature control method of FIG. 6 . 8 is a flowchart sequentially illustrating a method of controlling a temperature of a window by cooling a window in a plasma processing apparatus according to some embodiments of the present invention. 9 is a graph for explaining the window temperature control method of FIG. 8 .

도 1, 도 7 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상에 따른 플라즈마 처리 장치(100)를 사용하기 전(Before)에는, 윈도우(110)는 플라즈마 처리 공정이 진행될수록(즉, 플라즈마 처리되는 웨이퍼의 수가 증가할수록) 반응 챔버 내부에서 발생한 플라즈마 등에 의해 온도가 서서히 올라가게 되고, 결국 제1 온도(T1)로 포화(saturation)될 수 있다. 즉, 첫 번째 웨이퍼를 플라즈마 처리할 때의 윈도우(110)와 마지막(예를 들면, 열 번째) 웨이퍼를 플라즈마 처리할 때의 윈도우(110) 사이의 온도 차이가 크다는 것을 알 수 있다.1, 7, and 9 , before using the plasma processing apparatus 100 according to the technical idea of the present invention, the window 110 increases as the plasma processing process proceeds (ie, plasma processing). As the number of wafers increases), the temperature is gradually increased by plasma or the like generated inside the reaction chamber, and may eventually be saturated to the first temperature T1. That is, it can be seen that the temperature difference between the window 110 when the first wafer is plasma-processed and the window 110 when the last (eg, tenth) wafer is plasma-processed is large.

도 1, 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 기술적 사상에 따른 플라즈마 처리 장치(100)를 사용한 후(After)에는, 제1 및 제2 펠티어 소자(120, 130)를 이용하여 윈도우(110)를 가열함으로써, 첫 번째 웨이퍼를 플라즈마 처리할 때부터 윈도우(110)의 온도를 포화 온도인 제1 온도(T1)로 조절할 수 있다. 이어서 마지막(예를 들면, 열 번째) 웨이퍼를 플라즈마 처리할 때까지 윈도우(110)의 온도를 제1 온도(T1)로 유지할 수 있다.1, 6, and 7, after using the plasma processing apparatus 100 according to the technical idea of the present invention (After), using the first and second Peltier elements 120 and 130 windows ( By heating the 110 , the temperature of the window 110 may be adjusted to the first temperature T1 , which is the saturation temperature, from when the first wafer is plasma-processed. Subsequently, the temperature of the window 110 may be maintained at the first temperature T1 until the last (eg, tenth) wafer is plasma-processed.

첫 번째 웨이퍼를 플라즈마 처리하기 전에, 제어부(170)는 제1 및 제2 펠티어 소자(120, 130)를 이용하여 윈도우(110)를 포화 온도인 제1 온도(T1)로 가열할 수 있다(S110).Before plasma-processing the first wafer, the controller 170 may heat the window 110 to a first temperature T1 that is a saturation temperature using the first and second Peltier elements 120 and 130 ( S110 ). ).

이어서, 각각의 웨이퍼에 대하여 플라즈마 처리 반응을 진행할 수 있다(S120). 각각의 웨이퍼에 대한 플라즈마 처리 반응이 진행되는 동안, 윈도우(110)의 온도를 제1 온도(T1)로 유지하기 위해, 제어부(170)는 플라즈마 처리 반응에 따른 윈도우(110)의 온도 증가량을 고려하여 제1 및 제2 펠티어 소자(120, 130)를 제어함으로써 윈도우(110)의 온도를 제1 온도(T1)로 유지할 수 있다(S130).Subsequently, a plasma treatment reaction may be performed for each wafer ( S120 ). During the plasma treatment reaction for each wafer, in order to maintain the temperature of the window 110 at the first temperature T1 , the controller 170 considers an increase in the temperature of the window 110 according to the plasma treatment reaction. Thus, by controlling the first and second Peltier elements 120 and 130, the temperature of the window 110 may be maintained at the first temperature T1 (S130).

도 1, 도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상에 따른 플라즈마 처리 장치(100)를 사용한 후(After)에는, 제1 및 제2 펠티어 소자(120, 130)를 이용하여 윈도우(110)를 냉각함으로써, 첫 번째 웨이퍼를 플라즈마 처리할 때부터 윈도우(110)의 온도를 플라즈마 처리 반응 전인 제2 온도(T2)로 조절할 수 있다. 이어서 마지막(예를 들면, 열 번째) 웨이퍼를 플라즈마 처리할 때까지 윈도우(110)의 온도를 제2 온도(T2)로 유지할 수 있다.1, 8 and 9, after using the plasma processing apparatus 100 according to the technical idea of the present invention (After), using the first and second Peltier elements 120 and 130 windows ( By cooling the 110 , the temperature of the window 110 may be adjusted to the second temperature T2 before the plasma treatment reaction from the time the first wafer is plasma-treated. Subsequently, the temperature of the window 110 may be maintained at the second temperature T2 until the last (eg, tenth) wafer is plasma-processed.

첫 번째 웨이퍼에 대하여 플라즈마 처리 반응을 진행할 수 있다(S210). 첫 번째 웨이퍼에 대한 플라즈마 처리 반응이 진행되는 동안, 윈도우(110)의 온도를 제2 온도(T2)온도로 냉각시킬 수 있다(S220).A plasma treatment reaction may be performed on the first wafer (S210). While the plasma treatment reaction for the first wafer is in progress, the temperature of the window 110 may be cooled to a second temperature T2 ( S220 ).

윈도우(110)의 온도를 제2 온도(T2)로 유지하기 위해, 제어부(170)는 플라즈마 처리 반응에 따른 윈도우(110)의 온도 증가량을 고려하여 제1 및 제2 펠티어 소자(120, 130)를 제어함으로써 윈도우(110)의 온도를 제2 온도(T2)로 유지할 수 있다(S230).In order to maintain the temperature of the window 110 at the second temperature T2, the controller 170 considers the increase in the temperature of the window 110 according to the plasma treatment reaction, the first and second Peltier elements 120 and 130. By controlling , the temperature of the window 110 may be maintained at the second temperature T2 (S230).

본 발명의 기술적 사상에 따른 플라즈마 처리 장치는, 펠티어 소자를 이용하여 윈도우의 온도를 제어함으로써, 첫 번째 웨이퍼를 플라즈마 처리할 때의 윈도우와 마지막 웨이퍼를 플라즈마 처리할 때의 윈도우 간 온도 편차를 감소시킬 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 기술적 사상에 따른 플라즈마 처리 장치는, 윈도우 내부의 열적 스트레스 및 공정 산포를 적절하게 제어함으로써, 처음에 플라즈마 처리를 받은 웨이퍼의 식각 간격(즉, 플라즈마 식각으로 인해 생긴 트렌치의 간격)과 마지막에 플라즈마 처리를 받은 웨이퍼의 식각 간격 간의 차이를 허용 오차 범위 내로 줄일 수 있다.Plasma processing apparatus according to the technical idea of the present invention, by controlling the temperature of the window using a Peltier element, to reduce the temperature difference between the window when plasma processing the first wafer and the window when plasma processing the last wafer can For this reason, the plasma processing apparatus according to the technical idea of the present invention appropriately controls the thermal stress and process distribution inside the window, so that the etch interval of the wafer initially subjected to the plasma treatment (ie, the interval of the trench caused by the plasma etching) ) and the etch interval of the last plasma-treated wafer can be reduced within the tolerance range.

또한, 본 발명의 기술적 사상에 따른 플라즈마 처리 장치는, 펠티어 소자의 장착 패턴에 따라 윈도우 영역별 온도를 제어함으로써 새로운 공정 변수를 도입할 수 있고, 이로 인해 기존 공정을 미세 조정할 수 있다.In addition, the plasma processing apparatus according to the technical idea of the present invention can introduce a new process variable by controlling the temperature for each window area according to the mounting pattern of the Peltier element, thereby fine-tuning the existing process.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments according to the technical idea of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, but may be manufactured in a variety of different forms, and is common in the technical field to which the present invention pertains. Those skilled in the art will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

10: 용기 본체 20: 상부판
30: 정전척 110: 윈도우
120: 제1 펠티어 소자 130: 제2 펠티어 소자
140: 제1 안테나 150: 제2 안테나
160: 온도 감지부 170: 제어부
280: 히터 290: 냉각기10: container body 20: top plate
30: electrostatic chuck 110: window
120: first peltier element 130: second peltier element
140: first antenna 150: second antenna
160: temperature sensing unit 170: control unit
280: heater 290: cooler

Claims

용기 본체와 상기 용기 본체 상의 상부판을 포함하는 반응 챔버;
상기 상부판에 배치되고, 자기장을 상기 용기 본체 내에 제공하는 안테나;
상기 상부판의 내부와 상기 용기 본체의 내부 사이를 분리하고, 상기 안테나로부터 제공된 상기 자기장을 투과시키는 윈도우(window); 및
상기 윈도우 내에 삽입되고, 상기 윈도우를 가열 또는 냉각시키는 펠티어(peltier) 소자를 포함하는 플라즈마 처리 장치.a reaction chamber comprising a vessel body and an upper plate on the vessel body;
an antenna disposed on the upper plate and providing a magnetic field within the container body;
a window separating the inside of the upper plate and the inside of the container body and transmitting the magnetic field provided from the antenna; and
and a Peltier element inserted into the window and configured to heat or cool the window.

제 1항에 있어서,
상기 윈도우는 상기 펠티어 소자가 배치되는 제1 영역과, 상기 제1 영역 사이에 상기 안테나와 중첩되는 제2 영역을 포함하는 플라즈마 처리 장치.The method of claim 1,
The window includes a first area in which the Peltier element is disposed, and a second area overlapping the antenna between the first area.

제 2항에 있어서,
상기 펠티어 소자는,
상기 제2 영역의 제1 측에 배치되는 제1 펠티어 소자와,
상기 제2 영역의 상기 제1 측과 대향하는 제2 측에 배치되는 제2 펠티어 소자를 포함하되,
상기 제1 펠티어 소자와 상기 제2 펠티어 소자는 각각 독립적으로 제어되는 플라즈마 처리 장치.3. The method of claim 2,
The Peltier element,
a first Peltier element disposed on a first side of the second region;
a second Peltier element disposed on a second side opposite to the first side of the second region,
The first Peltier element and the second Peltier element are each independently controlled plasma processing apparatus.

제 3항에 있어서,
복수의 상기 제1 펠티어 소자는 서로 이격되고, 각각 독립적으로 제어되는 플라즈마 처리 장치.4. The method of claim 3,
A plurality of the first Peltier elements are spaced apart from each other, and are each independently controlled plasma processing apparatus.

제 1항에 있어서,
상기 펠티어 소자를 제어하여 상기 윈도우의 온도를 제어하는 제어부와,
상기 윈도우의 온도를 감지하여 상기 제어부에 제공하는 온도 감지부를 더 포함하는 플라즈마 처리 장치.The method of claim 1,
And a control unit for controlling the temperature of the window by controlling the Peltier element;
The plasma processing apparatus further comprising a temperature sensing unit to sense the temperature of the window and provide it to the control unit.

제 1항에 있어서,
상기 펠티어 소자의 상면은 상기 윈도우의 표면으로부터 노출되는 플라즈마 처리 장치.The method of claim 1,
A plasma processing apparatus in which an upper surface of the Peltier element is exposed from a surface of the window.

제 1항에 있어서,
상기 윈도우를 가열하는 히터를 더 포함하는 플라즈마 처리 장치.The method of claim 1,
Plasma processing apparatus further comprising a heater for heating the window.

웨이퍼가 위치되는 정전척;
상기 정전척 상에 배치되고, 자기장을 투과시키는 윈도우(window);
상기 윈도우 상에 배치되고, 상기 자기장을 상기 정전척 상으로 제공하는 제1 안테나;
상기 윈도우 상에 배치되고, 상기 자기장을 상기 정전척 상으로 제공하고, 상기 제1 안테나와 이격된 제2 안테나; 및
상기 윈도우 내에 삽입되고, 상기 윈도우를 가열 또는 냉각시키고, 상기 제1 및 제2 안테나 사이의 영역과 중첩되는 펠티어(peltier) 소자를 포함하는 플라즈마 처리 장치.an electrostatic chuck on which the wafer is placed;
a window disposed on the electrostatic chuck and transmitting a magnetic field;
a first antenna disposed on the window and configured to provide the magnetic field onto the electrostatic chuck;
a second antenna disposed on the window, providing the magnetic field onto the electrostatic chuck, and spaced apart from the first antenna; and
and a peltier element inserted into the window, heating or cooling the window, and overlapping an area between the first and second antennas.

제 8항에 있어서,
상기 윈도우를 냉각시키는 냉각기를 더 포함하는 플라즈마 처리 장치.9. The method of claim 8,
Plasma processing apparatus further comprising a cooler for cooling the window.