KR101778972B1

KR101778972B1 - Apparatus for supplying power, and apparatus for treating substrate employing the same

Info

Publication number: KR101778972B1
Application number: KR1020150151079A
Authority: KR
Inventors: 하창승; 임두호; 이승배
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2017-09-18
Anticipated expiration: 2035-10-29
Also published as: KR20170050046A

Abstract

본 발명은 다수의 안테나에 공급되는 전류의 위상을 제어하여 플라즈마 공정을 용이하게 수행하기 위한 전력 공급 장치, 및 그를 이용한 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 공급 장치는, 고주파 전력을 제공하는 고주파 전원; 및 상기 고주파 전력을 이용하여 플라즈마를 발생시키는 제1 안테나, 제2 안테나, 및 상기 제1 및 제2 안테나 사이에 연결된 전류 위상 조절부를 포함하는 플라즈마 소스를 포함하며, 상기 전류 위상 조절부는, 상기 제1 안테나에 인가되는 제1 전류 및 상기 제2 안테나에 인가되는 제2 전류의 위상 차가 0° 또는 180°가 되도록 조절할 수 있다. 상기 전류 위상 조절부는, 하나 이상의 가변 소자; 및 상기 가변 소자의 소자 값을 조절하여 상기 제1 전류 및 상기 제2 전류의 위상 차가 0° 또는 180°가 되도록 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply apparatus for controlling a phase of a current supplied to a plurality of antennas to easily perform a plasma process, and a substrate processing apparatus using the same. A power supply apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a high frequency power supply for providing a high frequency power; And a plasma source including a first antenna for generating plasma using the high frequency power, a second antenna, and a current phase adjusting unit connected between the first and second antennas, The phase difference between the first current applied to the first antenna and the second current applied to the second antenna may be adjusted to 0 ° or 180 °. Wherein the current phase adjusting unit comprises: at least one variable element; And a controller for controlling the element value of the variable element to control the phase difference between the first current and the second current to be 0 ° or 180 °.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply apparatus, and a substrate processing apparatus using the same.

본 발명은 전력 공급 장치, 그를 이용하는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수 개의 안테나에 흐르는 전류의 위상 조절을 통해 플라즈마 공정을 효율적으로 제어하기 위한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power supply apparatus and a substrate processing apparatus using the same, and more particularly, to a plasma processing apparatus for efficiently controlling a plasma process by adjusting the phase of currents flowing through a plurality of antennas.

반도체 제조 공정은 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 공정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 제조 공정 중 에칭 또는 애싱 공정에 플라즈마를 생성하는 챔버가 사용될 수 있으며, 기판은 상기 플라즈마를 이용하여 에칭 또는 애싱 처리될 수 있다.The semiconductor manufacturing process may include processing the substrate using plasma. For example, a chamber that produces a plasma in an etching or ashing process during a semiconductor manufacturing process may be used, and the substrate may be etched or ashed using the plasma.

최근에는 이와 같이 플라즈마를 이용하여 처리되는 기판의 사이즈가 커짐에 따라, 대면적의 기판 처리를 위한 플라즈마 처리 장치들이 사용되고 있으나 이러한 플라즈마 처리 장치는 플라즈마의 균일성이 약화되었다. 이를 보완하기 위해서 다수의 플라즈마 소스를 활용하여 챔버 내 플라즈마의 밀도를 조절하는 방법이 개발되고 있으며, 다수의 플라즈마 소스에 공급되는 전력비를 제어하여 플라즈마 밀도를 조절한다. 그러나 장치 내부의 커패시턴스 편차에 의해 정밀한 전력비 제어가 어려워지는 문제가 있다.In recent years, plasma processing apparatuses for processing a large area substrate have been used as the size of the substrate processed using the plasma increases, but the uniformity of the plasma has been reduced in such a plasma processing apparatus. In order to compensate for this, a method of controlling the density of the plasma in the chamber by using a plurality of plasma sources has been developed, and the plasma density is controlled by controlling the power ratio supplied to a plurality of plasma sources. However, there is a problem that it is difficult to control a precise power ratio due to a capacitance variation inside the device.

본 발명은 플라즈마 공정에 있어서 전기장 및 플라즈마의 분포를 용이하게 조절하기 위한 것이다.The present invention is intended to easily control the electric field and plasma distribution in a plasma process.

또한, 본 발명은 플라즈마 공정의 균일성을 추가 장비 없이도 용이하게 개선하기 위한 것이다.The present invention is also intended to facilitate the uniformity of the plasma process without additional equipment.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and the matters not mentioned above can be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and the accompanying drawings .

본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 공급 장치는, 고주파 전력을 제공하는 고주파 전원; 및 상기 고주파 전력을 이용하여 플라즈마를 발생시키는 제1 안테나, 제2 안테나, 및 상기 제1 및 제2 안테나 사이에 연결된 전류 위상 조절부를 포함하는 플라즈마 소스를 포함하며, 상기 전류 위상 조절부는, 상기 제1 안테나에 인가되는 제1 전류 및 상기 제2 안테나에 인가되는 제2 전류의 위상 차가 0° 또는 180°가 되도록 조절할 수 있다.A power supply apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a high frequency power supply for providing a high frequency power; And a plasma source including a first antenna for generating plasma using the high frequency power, a second antenna, and a current phase adjusting unit connected between the first and second antennas, The phase difference between the first current applied to the first antenna and the second current applied to the second antenna may be adjusted to 0 ° or 180 °.

상기 전류 위상 조절부는, 하나 이상의 가변 소자; 및 상기 가변 소자의 소자 값을 조절하여 상기 제1 전류 및 상기 제2 전류의 위상 차가 0° 또는 180°가 되도록 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.Wherein the current phase adjusting unit comprises: at least one variable element; And a controller for controlling the element value of the variable element to control the phase difference between the first current and the second current to be 0 ° or 180 °.

상기 가변 소자는 가변 리액턴스 소자를 포함할 수 있다.The variable element may include a variable reactance element.

상기 소자 값의 가변 영역 내에, 상기 플라즈마 소스의 임피던스가 LC 공진 임피던스가 되도록 하는 공진 소자값이 포함될 수 있다.A resonance element value that allows the impedance of the plasma source to be an LC resonance impedance may be included in the variable region of the element value.

상기 제어기는, 상기 공진 소자값을 기준으로 하여, 상기 가변 소자의 소자값을 상기 공진 소자값보다 작거나 크게 조절할 수 있다.The controller may adjust an element value of the variable element to be smaller or larger than the resonance element value based on the resonance element value.

상기 전류 위상 조절부는 일단이 서로 연결된 제1, 제2, 및 제3 임피던스 소자를 포함하며, 상기 제1 임피던스 소자는 타단이 제1 안테나에 연결되고, 상기 제2 임피던스 소자는 타단이 제2 안테나에 연결되고, 상기 제3 임피던스 소자는 타단이 접지되고, 상기 제1, 제2, 및 제3 임피던스 소자 중 적어도 하나는 가변 리액턴스 소자를 포함할 수 있다.The current phase adjustment unit includes first, second, and third impedance elements, one end of which is connected to the other, the other end of the first impedance element is connected to the first antenna, and the other end of the second impedance element is connected to the second antenna And the other end of the third impedance element is grounded, and at least one of the first, second, and third impedance elements may include a variable reactance element.

상기 가변 리액턴스 소자는 가변 인덕터 및 가변 커패시터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The variable reactance element may include at least one of a variable inductor and a variable capacitor.

본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 내부에 기판을 처리하는 공간을 갖는 챔버; 상기 챔버 내에 위치하며, 상기 기판을 지지하는 기판 지지 어셈블리; 상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및 상기 챔버 내의 가스가 플라즈마 상태로 여기되도록 고주파 전력을 공급하는 전력 공급 유닛을 포함할 수 있다.A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a chamber having a space for processing a substrate therein; A substrate support assembly located within the chamber and supporting the substrate; A gas supply unit for supplying gas into the chamber; And a power supply unit for supplying high-frequency power such that gas in the chamber is excited into a plasma state.

상기 전력 공급 유닛은: 고주파 전력을 제공하는 고주파 전원; 및 상기 고주파 전력을 이용하여 플라즈마를 발생시키는 제1 안테나, 제2 안테나, 및 상기 제1 및 제2 안테나 사이에 연결된 전류 위상 조절부를 포함하는 플라즈마 소스를 포함하며, 상기 전류 위상 조절부는, 상기 제1 안테나에 인가되는 제1 전류 및 상기 제2 안테나에 인가되는 제2 전류의 위상 차가 0° 또는 180°가 되도록 조절할 수 있다.The power supply unit includes: a high frequency power supply for providing a high frequency power; And a plasma source including a first antenna for generating plasma using the high frequency power, a second antenna, and a current phase adjusting unit connected between the first and second antennas, The phase difference between the first current applied to the first antenna and the second current applied to the second antenna may be adjusted to 0 ° or 180 °.

상기 전류 위상 조절부는, 하나 이상의 가변 소자; 및 상기 가변 소자의 소자값을 조절하여 상기 제1 전류 및 상기 제2 전류의 위상 차가 0° 또는 180°가 되도록 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.Wherein the current phase adjusting unit comprises: at least one variable element; And a controller for controlling the element value of the variable element to control the phase difference between the first current and the second current to be 0 ° or 180 °.

제8 항에 있어서, 상기 전류 위상 조절부는 일단이 서로 연결된 제1, 제2, 및 제3 임피던스 소자를 포함하며, 상기 제1 임피던스 소자는 타단이 제1 안테나에 연결되고, 상기 제2 임피던스 소자는 타단이 제2 안테나에 연결되고, 상기 제3 임피던스 소자는 타단이 접지되고, 상기 제1, 제2, 및 제3 임피던스 소자 중 적어도 하나는 가변 리액턴스 소자를 포함할 수 있다.The apparatus of claim 8, wherein the current phase adjuster includes first, second, and third impedance elements, one end of the first impedance element being coupled to the first antenna, the other end of the first impedance element being connected to the first antenna, And the other end of the third impedance element is grounded, and at least one of the first, second, and third impedance elements may include a variable reactance element.

상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나는 상기 챔버의 상부에 위치되며, 상기 챔버의 상부에서 바라볼 때, 상기 제2 안테나는 상기 제1 안테나를 감싸도록 배치될 수 있다.The first antenna and the second antenna may be located on top of the chamber and the second antenna may be arranged to surround the first antenna when viewed from the top of the chamber.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 플라즈마 공정에 있어서 전기장 및 플라즈마의 분포를 용이하게 조절할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the distribution of the electric field and the plasma in the plasma process can be easily controlled.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 플라즈마 공정의 균일성을 추가 장비 없이도 용이하게 개선할 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, the uniformity of the plasma process can be easily improved without additional equipment.

본 발명의 효과가 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and the effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 공급 장치에 의해 위상이 서로 다른 전류가 공급되는 챔버를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 공급 유닛을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 각 안테나에 공급되는 전류의 위상 차가 조절되는 것을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5a 내지 5c는 본 발명의 일 실시 예에 따라 가변 커패시터를 이용한 전력 공급 장치의 일부 구성을 나타낸 도면이다.
도 6a 내지 6c는 본 발명의 일 실시 예에 따라 가변 인덕터를 이용한 전력 공급 장치의 일부 구성을 나타낸 도면이다.1 is an exemplary diagram showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating a chamber to which currents having different phases are supplied by a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary diagram illustrating a power supply unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph for explaining a phase difference of a current supplied to each antenna according to an embodiment of the present invention.
5A to 5C are views showing a configuration of a part of a power supply apparatus using a variable capacitor according to an embodiment of the present invention.
6A to 6C are views illustrating a configuration of a power supply apparatus using a variable inductor according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Other advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.Unless defined otherwise, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by the generic art in the prior art to which this invention belongs. Terms defined by generic dictionaries may be interpreted to have the same meaning as in the related art and / or in the text of this application, and may be conceptualized or overly formalized, even if not expressly defined herein I will not.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms' comprise 'and / or various forms of use of the verb include, for example,' including, '' including, '' including, '' including, Steps, operations, and / or elements do not preclude the presence or addition of one or more other compositions, components, components, steps, operations, and / or components. The term 'and / or' as used herein refers to each of the listed configurations or various combinations thereof.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 예시적인 도면이다.1 is an exemplary diagram showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리한다. 예를 들어, 기판 처리 장치(10)는 기판(W)에 대하여 식각 공정을 수행할 수 있다. 기판 처리 장치(10)는 챔버, 기판 지지 어셈블리(200), 샤워 헤드(300), 가스 공급 유닛(400), 배플 유닛(500) 그리고 전력 공급 유닛(600)을 포함할 수 있다.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 may include a chamber, a substrate support assembly 200, a showerhead 300, a gas supply unit 400, a baffle unit 500 and a power supply unit 600.

챔버는 내부에 기판 처리 공정이 수행되는 처리 공간을 제공할 수 있다. 챔버는 내부에 처리 공간을 가지고, 밀폐된 형상으로 제공될 수 있다. 챔버는 금속 재질로 제공될 수 있다. 챔버는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 챔버는 접지될 수 있다. 챔버의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성될 수 있다. 배기홀(102)은 배기 라인(151)과 연결될 수 있다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 챔버의 내부 공간에 머무르는 가스는 배기 라인(151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 챔버의 내부는 소정 압력으로 감압될 수 있다.The chamber may provide a processing space in which a substrate processing process is performed. The chamber may be provided in a closed configuration with a processing space therein. The chamber may be provided with a metal material. The chamber may be provided with an aluminum material. The chamber may be grounded. An exhaust hole 102 may be formed in the bottom surface of the chamber. The exhaust hole 102 may be connected to the exhaust line 151. The reaction byproducts generated in the process and the gas staying in the inner space of the chamber can be discharged to the outside through the exhaust line 151. The inside of the chamber can be depressurized to a predetermined pressure by the evacuation process.

일 예에 의하면, 챔버 내부에는 라이너(130)가 제공될 수 있다. 라이너(130)는 상면 및 하면이 개방된 원통 형상을 가질 수 있다. 라이너(130)는 챔버의 내측면과 접촉하도록 제공될 수 있다. 라이너(130)는 챔버의 내측벽을 보호하여 챔버의 내측벽이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판 처리 공정 중에 발생한 불순물이 챔버의 내측벽에 증착되는 것을 방지할 수 있다. 선택적으로, 라이너(130)는 제공되지 않을 수도 있다.According to one example, a liner 130 may be provided within the chamber. The liner 130 may have a cylindrical shape with open top and bottom surfaces. The liner 130 may be provided to contact the inner surface of the chamber. The liner 130 protects the inner wall of the chamber to prevent the inner wall of the chamber from being damaged by the arc discharge. It is also possible to prevent the impurities generated during the substrate processing step from being deposited on the inner wall of the chamber. Optionally, the liner 130 may not be provided.

챔버의 내부에는 기판 지지 어셈블리(200)가 위치할 수 있다. 기판 지지 어셈블리(200)는 기판(W)을 지지할 수 있다. 기판 지지 어셈블리(200)는 정전기력을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척(210)을 포함할 수 있다. 이와 달리, 기판 지지 어셈블리(200)는 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 정전 척(210)을 포함하는 기판 지지 어셈블리(200)에 대하여 설명한다.The substrate support assembly 200 may be located within the chamber. The substrate support assembly 200 can support the substrate W. [ The substrate support assembly 200 may include an electrostatic chuck 210 for attracting a substrate W using an electrostatic force. Alternatively, the substrate support assembly 200 may support the substrate W in a variety of ways, such as mechanical clamping. Hereinafter, the substrate support assembly 200 including the electrostatic chuck 210 will be described.

기판 지지 어셈블리(200)는 정전 척(210), 하부 커버(250) 그리고 플레이트(270)를 포함할 수 있다. 기판 지지 어셈블리(200)는 챔버 내부에서 챔버의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치할 수 있다.The substrate support assembly 200 may include an electrostatic chuck 210, a bottom cover 250 and a plate 270. The substrate support assembly 200 may be spaced upwardly from the bottom surface of the chamber within the chamber.

정전 척(210)은 유전판(220), 몸체(230) 그리고 포커스 링(240)을 포함할 수 있다. 정전 척(210)은 기판(W)을 지지할 수 있다. 유전판(220)은 정전 척(210)의 상단에 위치할 수 있다. 유전판(220)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공될 수 있다. 유전판(220)의 상면에는 기판(W)이 놓일 수 있다. 유전판(220)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 때문에, 기판(W)의 가장자리 영역은 유전판(220)의 외측에 위치할 수 있다.The electrostatic chuck 210 may include a dielectric plate 220, a body 230, and a focus ring 240. The electrostatic chuck 210 can support the substrate W. [ The dielectric plate 220 may be positioned at the top of the electrostatic chuck 210. The dielectric plate 220 may be provided as a disk-shaped dielectric substance. The substrate W may be placed on the upper surface of the dielectric plate 220. The upper surface of the dielectric plate 220 may have a smaller radius than the substrate W. [ Therefore, the edge region of the substrate W may be located outside the dielectric plate 220.

유전판(220)은 내부에 제1 전극(223), 히터(225) 그리고 제1 공급 유로(221)를 포함할 수 있다. 제1 공급 유로(221)는 유전판(210)의 상면으로부터 저면으로 제공될 수 있다. 제1 공급 유로(221)는 서로 이격되어 복수 개 형성되며, 기판(W)의 저면으로 열전달 매체가 공급되는 통로로 제공될 수 있다.The dielectric plate 220 may include a first electrode 223, a heater 225, and a first supply path 221 therein. The first supply passage 221 may be provided from the upper surface to the lower surface of the dielectric plate 210. A plurality of first supply passages 221 may be spaced apart from each other and may be provided as a passage through which the heat transfer medium is supplied to the bottom surface of the substrate W.

제1 전극(223)은 제1 전원(223a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전원(223a)은 직류 전원을 포함할 수 있다. 제1 전극(223)과 제1 전원(223a) 사이에는 스위치(223b)가 설치될 수 있다. 제1 전극(223)은 스위치(223b)의 온/오프(ON/OFF)에 의해 제1 전원(223a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치(223b)가 온(ON)되면, 제1 전극(223)에는 직류 전류가 인가될 수 있다. 제1 전극(223)에 인가된 전류에 의해 제1 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 유전판(220)에 흡착될 수 있다.The first electrode 223 may be electrically connected to the first power source 223a. The first power source 223a may include a DC power source. A switch 223b may be provided between the first electrode 223 and the first power source 223a. The first electrode 223 may be electrically connected to the first power source 223a by turning on / off the switch 223b. When the switch 223b is turned on, a direct current can be applied to the first electrode 223. An electrostatic force acts between the first electrode 223 and the substrate W by the current applied to the first electrode 223 and the substrate W can be attracted to the dielectric plate 220 by the electrostatic force.

히터(225)는 제1 전극(223)의 하부에 위치할 수 있다. 히터(225)는 제2 전원(225a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 히터(225)는 제2 전원(225a)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킬 수 있다. 발생한 열은 유전판(220)을 통해 기판(W)으로 전달될 수 있다. 히터(225)에서 발생한 열에 의해 기판(W)은 소정 온도로 유지될 수 있다. 히터(225)는 나선 형상의 코일을 포함할 수 있다.The heater 225 may be positioned below the first electrode 223. The heater 225 may be electrically connected to the second power source 225a. The heater 225 can generate heat by resisting the current applied from the second power source 225a. The generated heat can be transferred to the substrate W through the dielectric plate 220. The substrate W can be maintained at a predetermined temperature by the heat generated in the heater 225. The heater 225 may include a helical coil.

유전판(220)의 하부에는 몸체(230)가 위치할 수 있다. 유전판(220)의 저면과 몸체(230)의 상면은 접착제(236)에 의해 접착될 수 있다. 몸체(230)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 몸체(230)의 상면은 중심 영역이 가장자리 영역보다 높게 위치되도록 위치할 수 있다. 몸체(230)의 상면 중심 영역은 유전판(220)의 저면에 상응하는 면적을 가지며, 유전판(220)의 저면과 접착될 수 있다. 몸체(230)는 내부에 제1 순환 유로(231), 제2 순환 유로(232) 그리고 제2 공급 유로(233)가 형성될 수 있다.The body 230 may be positioned below the dielectric plate 220. The bottom surface of the dielectric plate 220 and the top surface of the body 230 may be adhered by an adhesive 236. The body 230 may be made of aluminum. The upper surface of the body 230 may be positioned such that the central region is located higher than the edge region. The top center region of the body 230 has an area corresponding to the bottom surface of the dielectric plate 220 and can be adhered to the bottom surface of the dielectric plate 220. The body 230 may have a first circulation channel 231, a second circulation channel 232, and a second supply channel 233 formed therein.

제1 순환 유로(231)는 열전달 매체가 순환하는 통로로 제공될 수 있다. 제1 순환 유로(231)는 몸체(230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제1 순환 유로(231)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제1 순환 유로(231)들은 서로 연통될 수 있다. 제1 순환 유로(231)들은 동일한 높이에 형성될 수 있다.The first circulation channel 231 may be provided as a passage through which the heat transfer medium circulates. The first circulation flow path 231 may be formed in a spiral shape inside the body 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 may be formed at the same height.

제2 순환 유로(232)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공될 수 있다. 제2 순환 유로(232)는 몸체(230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제2 순환 유로(232)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제2 순환 유로(232)들은 서로 연통될 수 있다. 제2 순환 유로(232)는 제1 순환 유로(231)보다 큰 단면적을 가질 수 있다. 제2 순환 유로(232)들은 동일한 높이에 형성될 수 있다. 제2 순환 유로(232)는 제1 순환 유로(231)의 하부에 위치될 수 있다.The second circulation flow passage 232 may be provided as a passage through which the cooling fluid circulates. The second circulation flow path 232 may be formed in a spiral shape inside the body 230. Alternatively, the second circulation flow path 232 may be arranged so that the ring-shaped flow paths having different radii have the same center. And each of the second circulation flow paths 232 can communicate with each other. The second circulation channel 232 may have a larger cross-sectional area than the first circulation channel 231. The second circulation flow paths 232 may be formed at the same height. The second circulation flow passage 232 may be positioned below the first circulation flow passage 231.

제2 공급 유로(233)는 제1 순환 유로(231)부터 상부로 연장되며, 몸체(230)의 상면으로 제공될 수 있다. 제2 공급 유로(243)는 제1 공급 유로(221)에 대응하는 개수로 제공되며, 제1 순환 유로(231)와 제1 공급 유로(221)를 연결할 수 있다.The second supply passage 233 extends upward from the first circulation passage 231 and may be provided on the upper surface of the body 230. The second supply passage 243 is provided in a number corresponding to the first supply passage 221 and can connect the first circulation passage 231 and the first supply passage 221.

제1 순환 유로(231)는 열전달 매체 공급라인(231b)을 통해 열전달 매체 저장부(231a)와 연결될 수 있다. 열전달 매체 저장부(231a)에는 열전달 매체가 저장될 수 있다. 열전달 매체는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 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 공급될 수 있다. 헬륨 가스는 플라즈마에서 기판(W)으로 전달된 열이 정전 척(210)으로 전달되는 매개체 역할을 할 수 있다.The first circulation channel 231 may be connected to the heat transfer medium storage unit 231a through the heat transfer medium supply line 231b. The heat transfer medium storage unit 231a may store the heat transfer medium. The heat transfer medium may include an inert gas. According to one embodiment, the heat transfer medium may comprise helium (He) gas. The helium gas may be supplied to the first circulation channel 231 through the supply line 231b and may be supplied to the bottom surface of the substrate W sequentially through the second supply channel 233 and the first supply channel 221 . The helium gas may act as a medium through which heat transferred from the plasma to the substrate W is transferred to the electrostatic chuck 210.

제2 순환 유로(232)는 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 냉각 유체 저장부(232a)와 연결될 수 있다. 냉각 유체 저장부(232a)에는 냉각 유체가 저장될 수 있다. 냉각 유체 저장부(232a) 내에는 냉각기(232b)가 제공될 수 있다. 냉각기(232b)는 냉각 유체를 소정 온도로 냉각시킬 수 있다. 이와 달리, 냉각기(232b)는 냉각 유체 공급 라인(232c) 상에 설치될 수 있다. 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 제2 순환 유로(232)에 공급된 냉각 유체는 제2 순환 유로(232)를 따라 순환하며 몸체(230)를 냉각할 수 있다. 몸체(230)는 냉각되면서 유전판(220)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킬 수 있다.The second circulation channel 232 may be connected to the cooling fluid storage 232a through the cooling fluid supply line 232c. The cooling fluid may be stored in the cooling fluid storage portion 232a. A cooler 232b may be provided in the cooling fluid storage portion 232a. The cooler 232b may cool 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 circulates along the second circulation channel 232 and can cool the body 230. [ The body 230 is cooled and the dielectric plate 220 and the substrate W are cooled together to maintain the substrate W at a predetermined temperature.

몸체(230)는 금속판을 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 몸체(230) 전체가 금속판으로 제공될 수 있다.The body 230 may include a metal plate. According to one example, the entire body 230 may be provided as a metal plate.

포커스 링(240)은 정전 척(210)의 가장자리 영역에 배치될 수 있다. 포커스 링(240)은 링 형상을 가지며, 유전판(220)의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 포커스 링(240)의 상면은 외측부(240a)가 내측부(240b)보다 높도록 위치할 수 있다. 포커스 링(240)의 상면 내측부(240b)는 유전판(220)의 상면과 동일 높이에 위치될 수 있다. 포커스 링(240)의 상면 내측부(240b)는 유전판(220)의 외측에 위치된 기판(W)의 가장자리 영역을 지지할 수 있다. 포커스 링(240)의 외측부(240a)는 기판(W)의 가장자리 영역을 둘러싸도록 제공될 수 있다. 포커스 링(240)은 기판(W)의 전체 영역에서 플라즈마의 밀도가 균일하게 분포하도록 전자기장을 제어할 수 있다. 이에 의해, 기판(W)의 전체 영역에 걸쳐 플라즈마가 균일하게 형성되어 기판(W)의 각 영역이 균일하게 식각될 수 있다.The focus ring 240 may be disposed at the edge region of the electrostatic chuck 210. The focus ring 240 has a ring shape and may be disposed along the periphery of the dielectric plate 220. The upper surface of the focus ring 240 may be positioned such that the outer portion 240a is higher than the inner portion 240b. The upper surface inner side portion 240b of the focus ring 240 may be positioned at the same height as the upper surface of the dielectric plate 220. [ The upper surface inner side portion 240b of the focus ring 240 can support the edge region of the substrate W positioned outside the dielectric plate 220. [ The outer side portion 240a of the focus ring 240 may be provided so as to surround the edge region of the substrate W. [ The focus ring 240 can control the electromagnetic field so that the density of the plasma is evenly distributed over the entire area of the substrate W. [ Thereby, plasma is uniformly formed over the entire region of the substrate W, so that each region of the substrate W can be uniformly etched.

하부 커버(250)는 기판 지지 어셈블리(200)의 하단부에 위치할 수 있다. 하부 커버(250)는 챔버의 바닥면에서 상부로 이격하여 위치할 수 있다. 하부 커버(250)는 상면이 개방된 공간(255)이 내부에 형성될 수 있다. 하부 커버(250)의 외부 반경은 몸체(230)의 외부 반경과 동일한 길이로 제공될 수 있다. 하부 커버(250)의 내부 공간(255)에는 반송되는 기판(W)을 외부의 반송 부재로부터 정전 척(210)으로 이동시키는 리프트 핀 모듈(미도시) 등이 위치할 수 있다. 리프트 핀 모듈(미도시)은 하부 커버(250)로부터 일정 간격 이격하여 위치할 수 있다. 하부 커버(250)의 저면은 금속 재질로 제공될 수 있다. 하부 커버(250)의 내부 공간(255)은 공기가 제공될 수 있다. 공기는 절연체보다 유전율이 낮으므로 기판 지지 어셈블리(200) 내부의 전자기장을 감소시키는 역할을 할 수 있다.The lower cover 250 may be located at the lower end of the substrate support assembly 200. The lower cover 250 may be spaced upwardly from the bottom surface of the chamber. The lower cover 250 may have a space 255 in which the upper surface thereof is opened. The outer radius of the lower cover 250 may be provided with a length equal to the outer radius of the body 230. A lift pin module (not shown) for moving the substrate W to be transferred from an external carrying member to the electrostatic chuck 210 may be positioned in the inner space 255 of the lower cover 250. The lift pin module (not shown) may be spaced apart from the lower cover 250 by a predetermined distance. The bottom surface of the lower cover 250 may be made of a metal material. The inner space 255 of the lower cover 250 may be provided with air. Air may have a lower dielectric constant than the insulator and may serve to reduce the electromagnetic field inside the substrate support assembly 200.

하부 커버(250)는 연결 부재(253)를 가질 수 있다. 연결 부재(253)는 하부 커버(250)의 외측면과 챔버의 내측벽을 연결할 수 있다. 연결 부재(253)는 하부 커버(250)의 외측면에 일정한 간격으로 복수 개 제공될 수 있다. 연결 부재(253)는 기판 지지 어셈블리(200)를 챔버 내부에서 지지할 수 있다. 또한, 연결 부재(253)는 챔버의 내측벽과 연결됨으로써 하부 커버(250)가 전기적으로 접지되도록 할 수 있다. 제1 전원(223a)과 연결되는 제1 전원라인(223c), 제2 전원(225a)과 연결되는 제2 전원라인(225c), 열전달 매체 저장부(231a)와 연결된 열전달 매체 공급라인(231b) 그리고 냉각 유체 저장부(232a)와 연결된 냉각 유체 공급 라인(232c) 등은 연결 부재(253)의 내부 공간(255)을 통해 하부 커버(250) 내부로 연장될 수 있다.The lower cover 250 may have a connecting member 253. The connecting member 253 can connect the outer surface of the lower cover 250 and the inner wall of the chamber. A plurality of connecting members 253 may be provided on the outer surface of the lower cover 250 at regular intervals. The connecting member 253 can support the substrate support assembly 200 inside the chamber. Also, the connection member 253 may be connected to the inner wall of the chamber so that the lower cover 250 is electrically grounded. A first power supply line 223c connected to the first power supply 223a, a second power supply line 225c connected to the second power supply 225a, a heat transfer medium supply line 231b connected to the heat transfer medium storage 231a, And the cooling fluid supply line 232c connected to the cooling fluid reservoir 232a may extend into the lower cover 250 through the inner space 255 of the connection member 253. [

정전 척(210)과 하부 커버(250)의 사이에는 플레이트(270)가 위치할 수 있다. 플레이트(270)는 하부 커버(250)의 상면을 덮을 수 있다. 플레이트(270)는 몸체(230)에 상응하는 단면적으로 제공될 수 있다. 플레이트(270)는 절연체를 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 플레이트(270)는 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 플레이트(270)는 몸체(230)와 하부 커버(250)의 전기적 거리를 증가시키는 역할을 할 수 있다.A plate 270 may be positioned between the electrostatic chuck 210 and the lower cover 250. The plate 270 may cover the upper surface of the lower cover 250. The plate 270 may be provided with a cross-sectional area corresponding to the body 230. The plate 270 may comprise an insulator. According to one example, one or a plurality of plates 270 may be provided. The plate 270 may serve to increase the electrical distance between the body 230 and the lower cover 250.

샤워 헤드(300)는 챔버 내부에서 기판 지지 어셈블리(200)의 상부에 위치할 수 있다. 샤워 헤드(300)는 기판 지지 어셈블리(200)와 대향하게 위치할 수 있다.The showerhead 300 may be located at the top of the substrate support assembly 200 within the chamber. The showerhead 300 may be positioned opposite the substrate support assembly 200.

샤워 헤드(300)는 가스 분산판(310)과 지지부(330)를 포함할 수 있다. 가스 분산판(310)은 챔버의 상면에서 하부로 일정거리 이격되어 위치할 수 있다. 가스 분산판(310)과 챔버의 상면은 그 사이에 일정한 공간이 형성될 수 있다. 가스 분산판(310)은 두께가 일정한 판 형상으로 제공될 수 있다. 가스 분산판(310)의 저면은 플라즈마에 의한 아크 발생을 방지하기 위하여 그 표면이 양극화 처리될 수 있다. 가스 분산판(310)의 단면은 기판 지지 어셈블리(200)와 동일한 형상과 단면적을 가지도록 제공될 수 있다. 가스 분산판(310)은 복수 개의 분사홀(311)을 포함할 수 있다. 분사홀(311)은 가스 분산판(310)의 상면과 하면을 수직 방향으로 관통할 수 있다. 가스 분산판(310)은 금속 재질을 포함할 수 있다.The showerhead 300 may include a gas distributor 310 and a support 330. The gas distribution plate 310 may be spaced apart from the upper surface of the chamber by a predetermined distance. A certain space may be formed between the gas distribution plate 310 and the upper surface of the chamber. The gas distribution plate 310 may be provided in a plate shape having a constant thickness. The bottom surface of the gas distribution plate 310 may be polarized on its surface to prevent arcing by plasma. The cross-section of the gas distribution plate 310 may be provided to have the same shape and cross-sectional area as the substrate support assembly 200. The gas distribution plate 310 may include a plurality of ejection holes 311. The injection hole 311 can penetrate the upper and lower surfaces of the gas distribution plate 310 in the vertical direction. The gas distribution plate 310 may include a metal material.

지지부(330)는 가스 분산판(310)의 측부를 지지할 수 있다. 지지부(330)는 상단이 챔버의 상면과 연결되고, 하단이 가스 분산판(310)의 측부와 연결될 수 있다. 지지부(330)는 비금속 재질을 포함할 수 있다.The support portion 330 can support the side of the gas distributor plate 310. The upper end of the support part 330 may be connected to the upper surface of the chamber, and the lower end may be connected to the side of the gas distribution plate 310. The support portion 330 may include a non-metallic material.

가스 공급 유닛(400)은 챔버 내부에 공정 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 유닛(400)은 가스 공급 노즐(410), 가스 공급 라인(420), 그리고 가스 저장부(430)를 포함할 수 있다. 가스 공급 노즐(410)은 챔버의 상면 중앙부에 설치될 수 있다. 가스 공급 노즐(410)의 저면에는 분사구가 형성될 수 있다. 분사구는 챔버 내부로 공정 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 라인(420)은 가스 공급 노즐(410)과 가스 저장부(430)를 연결할 수 있다. 가스 공급 라인(420)은 가스 저장부(430)에 저장된 공정 가스를 가스 공급 노즐(410)에 공급할 수 있다. 가스 공급 라인(420)에는 밸브(421)가 설치될 수 있다. 밸브(421)는 가스 공급 라인(420)을 개폐하며, 가스 공급 라인(420)을 통해 공급되는 공정 가스의 유량을 조절할 수 있다.The gas supply unit 400 can supply the process gas into the chamber. The gas supply unit 400 may include a gas supply nozzle 410, a gas supply line 420, and a gas storage unit 430. The gas supply nozzle 410 may be installed at the center of the upper surface of the chamber. A jetting port may be formed on the bottom surface of the gas supply nozzle 410. The injection port can supply the process gas into the chamber. The gas supply line 420 may connect the gas supply nozzle 410 and the gas storage unit 430. The gas supply line 420 may supply the process gas stored in the gas storage unit 430 to the gas supply nozzle 410. A valve 421 may be installed in the gas supply line 420. The valve 421 opens and closes the gas supply line 420 and can control the flow rate of the process gas supplied through the gas supply line 420.

배플 유닛(500)은 챔버의 내측벽과 기판 지지 어셈블리(200)의 사이에 위치될 수 있다. 배플(510)은 환형의 링 형상으로 제공될 수 있다. 배플(510)에는 복수의 관통홀(511)들이 형성될 수 있다. 챔버 내에 제공된 공정 가스는 배플(510)의 관통홀(511)들을 통과하여 배기홀(102)로 배기될 수 있다. 배플(510)의 형상 및 관통홀(511)들의 형상에 따라 공정 가스의 흐름이 제어될 수 있다.The baffle unit 500 may be positioned between the inner wall of the chamber and the substrate support assembly 200. The baffle 510 may be provided in an annular ring shape. A plurality of through holes 511 may be formed in the baffle 510. The process gas provided in the chamber may be exhausted to the exhaust hole 102 through the through holes 511 of the baffle 510. [ The flow of the process gas can be controlled according to the shape of the baffle 510 and the shape of the through holes 511. [

전력 공급 유닛(600)은 챔버 내 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킬 수 있도록 고주파 전력을 공급할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 전력 공급 유닛(600)은 유도 결합형 플라즈마(ICP: inductively coupled plasma) 타입으로 구성될 수 있다. 이 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 전력 공급 유닛(600)은 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원(610), 고주파 전원에 전기적으로 연결되어 고주파 전력을 인가받는 플라즈마 소스(621, 622)를 포함할 수 있다. 상기 플라즈마 소스는 제1 안테나(621) 및 제2 안테나(622)를 포함할 수 있다. 상기 안테나(621, 622)는 복수 회 감기는 나선 형상의 코일로 제공될 수 있다.The power supply unit 600 may supply high frequency power to excite the process gas in the chamber to a plasma state. According to an embodiment of the present invention, the power supply unit 600 may be configured as an inductively coupled plasma (ICP) type. 1, the power supply unit 600 includes a high frequency power source 610 for supplying high frequency power, and plasma sources 621 and 622 for receiving high frequency power electrically connected to the high frequency power source can do. The plasma source may include a first antenna 621 and a second antenna 622. The antennas 621 and 622 may be provided in a spirally wound coil.

제1 안테나(621) 및 제2 안테나(622)는 기판(W)에 대향하는 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나(621) 및 제2 안테나(622)는 챔버의 상부에 설치될 수 있다. 제1 안테나(621)의 직경은 제2 안테나(622)의 직경보다 작아 챔버 상부의 안쪽에 위치하고, 제2 안테나(622)는 챔버 상부의 바깥쪽에 위치할 수 있다. 제1 안테나(621) 및 제2 안테나(622)는 고주파 전원(610)으로부터 고주파 전력을 인가받아 챔버에 시변 자기장을 유도할 수 있으며, 그에 따라 챔버에 공급된 공정 가스는 플라즈마로 여기될 수 있다.The first antenna 621 and the second antenna 622 may be disposed at positions opposite to the substrate W. [ For example, the first antenna 621 and the second antenna 622 may be installed on top of the chamber. The diameter of the first antenna 621 may be smaller than the diameter of the second antenna 622 and may be located inside the upper portion of the chamber and the second antenna 622 may be located outside the upper portion of the chamber. The first antenna 621 and the second antenna 622 can receive a high frequency power from the high frequency power source 610 to induce a time varying magnetic field in the chamber so that the process gas supplied to the chamber can be excited with plasma .

이하, 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 설명하도록 한다.Hereinafter, a process of processing a substrate using the above-described substrate processing apparatus will be described.

기판 지지 어셈블리(200)에 기판(W)이 놓이면, 제1 전원(223a)으로부터 제1 전극(223)에 직류 전류가 인가될 수 있다. 제1 전극(223)에 인가된 직류 전류에 의해 제1 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 정전 척(210)에 흡착될 수 있다.When the substrate W is placed on the substrate support assembly 200, a direct current may be applied from the first power source 223a to the first electrode 223. An electrostatic force is applied between the first electrode 223 and the substrate W by the DC current applied to the first electrode 223 and the substrate W can be attracted to the electrostatic chuck 210 by the electrostatic force.

기판(W)이 정전 척(210)에 흡착되면, 가스 공급 노즐(410)을 통하여 챔버 내부에 공정 가스가 공급될 수 있다. 공정 가스는 샤워 헤드(300)의 분사홀(311)을 통하여 챔버의 내부 영역으로 균일하게 분사될 수 있다. 고주파 전원에서 생성된 고주파 전력은 플라즈마 소스에 인가될 수 있으며, 그로 인해 챔버 내에 전자기력이 발생할 수 있다. 전자기력은 기판 지지 어셈블리(200)와 샤워 헤드(300) 사이의 공정 가스를 플라즈마로 여기시킬 수 있다. 플라즈마는 기판(W)으로 제공되어 기판(W)을 처리할 수 있다. 플라즈마는 식각 공정을 수행할 수 있다.When the substrate W is attracted to the electrostatic chuck 210, the process gas can be supplied into the chamber through the gas supply nozzle 410. The process gas can be uniformly injected into the interior region of the chamber through the injection hole 311 of the showerhead 300. [ The high frequency power generated from the high frequency power source can be applied to the plasma source, thereby generating an electromagnetic force in the chamber. The electromagnetic force may excite the plasma of the process gas between the substrate support assembly 200 and the showerhead 300. The plasma may be provided to the substrate W to process the substrate W. [ The plasma may be subjected to an etching process.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 공급 유닛(600)에 의해 챔버로 위상이 서로 다른 전류가 공급된다. 예를 들어, 제1 안테나(621)에는 Φ₁의 위상을 갖는 전류 I_in이 공급되고, 제2 안테나(622)에는 Φ₂의 위상을 갖는 전류 I_out이 공급될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 공급 유닛(600)은, 상기 제1 안테나(621) 및 제2 안테나(622)에 흐르는 전류의 위상차(ΔΦ=Φ₂-Φ₁)를 조절하여, 플라즈마 공정을 제어할 수 있다.Referring to FIG. 2, currents having different phases are supplied to the chamber by the power supply unit 600 according to an embodiment of the present invention. For example, a current I _in having a phase of? ₁ may be supplied to the first antenna 621, and a current I _out having a phase of? ₂ may be supplied to the second antenna 622. The power supply unit 600 according to an embodiment of the present invention adjusts the phase difference ?? =? _{2 -} ? ₁ of the current flowing through the first antenna 621 and the second antenna 622, Can be controlled.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(10)에 사용되는 전력 공급 유닛(600)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a configuration of a power supply unit 600 used in the substrate processing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 상기 전력 공급 유닛(600)은 고주파 전원(610), 및 플라즈마 소스를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 소스는 제1 안테나(621), 제2 안테나(622), 및 전류 위상 조절부(623)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the power supply unit 600 may include a high frequency power source 610, and a plasma source. As shown in FIG. 3, the plasma source may include a first antenna 621, a second antenna 622, and a current phase adjuster 623.

상기 고주파 전원(610)은 고주파 전력을 생성하여 챔버에 구비된 플라즈마 소스에 제공할 수 있다. 상기 고주파 전원(610)은 RF 신호를 통해 고주파 전력을 전달할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 고주파 전원(610)은 정현파 형태의 RF 신호를 생성하여 플라즈마 소스로 제공할 수 있으나, 상기 RF 신호는 이에 제한되지 않고 톱니파, 삼각파, 펄스파 등 다양한 파형을 가질 수 있다.The high-frequency power source 610 may generate high-frequency power and provide the high-frequency power to a plasma source provided in the chamber. The high frequency power source 610 may transmit high frequency power through an RF signal. According to an embodiment of the present invention, the RF power source 610 may generate a sinusoidal RF signal and provide it as a plasma source, but the RF signal is not limited thereto and may include various waveforms such as sawtooth, triangle, Lt; / RTI >

상기 플라즈마 소스는 고주파 전력을 이용하여 챔버에 공급된 가스로부터 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 소스는 복수의 안테나(621, 622)를 포함할 수 있으며, 복수의 안테나는 병렬로 연결될 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 상기 안테나는 코일을 포함할 수 있다. 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 안테나 중 적어도 하나는 고주파 전력을 이용하여 자기장을 유도하는 코일일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 안테나는 챔버의 상부에 설치될 수 있다.The plasma source can generate plasma from the gas supplied to the chamber using high frequency power. 1 to 3, the plasma source may include a plurality of antennas 621 and 622, and a plurality of antennas may be connected in parallel. In one embodiment, the antenna may comprise a coil. As described with reference to FIG. 1, at least one of the antennas may be a coil that induces a magnetic field using high-frequency power. According to one embodiment, the antenna may be installed at the top of the chamber.

상기 제1 안테나(621)의 직경은 상기 제2 안테나(622)의 직경보다 더 작을 수 있다. 그 결과, 상기 제1 안테나(621)는 상기 제2 안테나(622)의 안쪽에 배치될 수 있다. 이와 같은 직경 차이로 인해, 제1 안테나(621)의 인덕턴스 L1은 제2 안테나(622)의 인덕턴스 L2보다 작을 수 있다.The diameter of the first antenna 621 may be smaller than the diameter of the second antenna 622. As a result, the first antenna 621 may be disposed inside the second antenna 622. Because of this difference in diameter, the inductance L1 of the first antenna 621 may be smaller than the inductance L2 of the second antenna 622. [

상기 전류 위상 조절부(623)는 상기 제1 안테나(621) 및 제2 안테나(622) 사이에 연결되며, 상기 제1 안테나(621)에 공급되는 제1 전류 및 상기 제2 안테나(622)에 공급되는 제2 전류의 위상 차를 조절할 수 있다. 전류 위상 조절부(623)는 제1 전류 및 제2 전류의 위상 차가 0° 또는 180°가 되도록, 즉 제1 전류 및 제2 전류가 동상 또는 역상이 되도록 조절할 수 있다.The current phase adjustment unit 623 is connected between the first antenna 621 and the second antenna 622 and includes a first current supplied to the first antenna 621 and a second current supplied to the second antenna 622 The phase difference of the supplied second current can be adjusted. The current phase adjustment unit 623 can adjust the phase difference between the first current and the second current to be 0 ° or 180 °, that is, the first current and the second current to be in-phase or reverse-phase.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전류 위상 조절부(623)은 하나 이상의 가변 소자, 및 제어기(624)를 포함할 수 있다. 상기 제어기(624)는 상기 가변 소자의 소자값을 조절하여 상기 제1 전류 및 상기 제2 전류의 위상 차가 0° 또는 180°가 되도록 제어할 수 있다. 도 3을 참조하면, 전력 공급 유닛(600)은 임피던스 매칭부를 더 포함할 수 있다. 상기 임피던스 매칭부에 의해 제1 안테나(621) 및 제2 안테나(3, the current phase adjuster 623 may include one or more variable elements, and a controller 624. [ The controller 624 may control the element value of the variable element so that the phase difference between the first current and the second current becomes 0 ° or 180 °. Referring to FIG. 3, the power supply unit 600 may further include an impedance matching unit. The impedance matching unit converts the impedance of the first antenna 621 and the second antenna 621

상기 가변 소자는 가변 리액턴스 소자를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 전류 위상 조절부(623)의 가변 리액턴스 소자는, 소자값의 가변 영역 내에 상기 플라즈마 소스의 임피던스가 LC 공진 임피던스가 되도록 하는 공진 소자값을 포함할 수 있다. 플라즈마 소스의 임피던스는, 도 3에 도시된 A단에서 측정한 임피던스일 수 있다. 이하에서 도 4의 그래프를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따라 각 안테나에 흐르는 전류를 동상 또는 역상으로 조절하는 방법에 대해 설명한다.The variable element may include a variable reactance element. According to one embodiment, the variable reactance element of the current phase adjuster 623 may include a resonant element value such that the impedance of the plasma source becomes the LC resonant impedance in the variable region of the element value. The impedance of the plasma source may be the impedance measured at the stage A shown in Fig. Hereinafter, a method of controlling the current flowing in each antenna to either in-phase or reverse-phase according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the graph of FIG.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 각 안테나에 공급되는 전류의 위상 차가 조절되는 것을 설명하기 위한 그래프이다. X축은 가변 리액턴스 소자의 소자값을 나타내며, Y축은 그에 따른 제1 전류와 제2 전류의 전류비를 나타낸다.FIG. 4 is a graph for explaining a phase difference of a current supplied to each antenna according to an embodiment of the present invention. The X-axis represents the element value of the variable reactance element, and the Y-axis represents the current ratio between the first current and the second current.

앞서 설명한 바와 같이, 가변 리액턴스 소자는 소자값의 가변 영역 내에 공진 소자값을 포함할 수 있다. 제어기(624)는 가변 리액턴스 소자의 소자값을 소자값보다 작거나 크게 조절할 수 있다. 상기 가변 리액턴스 소자를 포함하는 회로는, 상기 공진 소자값을 기준으로 유도성 회로(inductive circuit) 또는 용량성 회로(conductive circuit)가 될 수 있다.As described above, the variable reactance element can include the resonant element value in the variable region of the element value. The controller 624 can adjust the element value of the variable reactance element to be smaller or larger than the element value. The circuit including the variable reactance element may be an inductive circuit or a conductive circuit based on the value of the resonant element.

일 실시 예에 있어서, 가변 리액턴스 소자값이 공진 소자값보다 작은 경우 유도성 회로이고, 공진 소자값보다 큰 경우 용량성 회로일 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 가변 리액턴스 소자값이 공진 소자값보다 작은 경우 용량성 회로이고, 공진 소자값보다 큰 경우 유도성 회로일 수 있다.In one embodiment, the variable reactance element value is an inductive circuit when the value is smaller than the resonant element value, and may be a capacitive circuit when the value is larger than the resonant element value. In another embodiment, it may be a capacitive circuit when the variable reactance element value is smaller than the resonant element value, or an inductive circuit when the variable reactance element value is larger than the resonant element value.

따라서 전류 위상 조절부는, 상기 가변 리액턴스 소자의 소자값을 공진 소자값보다 작거나 크게 조절하여 제1 전류 및 제2 전류를 동상 또는 역상으로 선택할 수 있다. 이와 같이 복수 개의 안테나에 흐르는 전류를 동상 또는 역상으로 선택하는 것은 전류의 위상 차에 의한 전기장의 변화를 용이하게 제어할 수 있다. 나아가, 이와 같이 전류를 동상 또는 역상으로 조절하는 것은 플라즈마 공정을 용이하게 제어할 수 있도록 하며 플라즈마 식각 공정의 균일성을 개선할 수 있다.Therefore, the current phase adjuster can select either the first current or the second current as the in-phase or the reverse-phase by adjusting the element value of the variable reactance element to be smaller or larger than the resonant element value. Selecting the current flowing in the plurality of antennas in the in-phase or the reverse-phase in this way can easily control the change of the electric field due to the phase difference of the current. Further, adjusting the current in the in-phase or the reverse phase in this manner makes it possible to easily control the plasma process and improve the uniformity of the plasma etching process.

도 5a 내지 5c는 본 발명의 일 실시 예에 따라 가변 커패시터를 이용한 전력 공급 장치의 일부 구성을 나타낸 도면이다. 도 6a 내지 6c는 본 발명의 일 실시 예에 따라 가변 인덕터를 이용한 전력 공급 장치의 일부 구성을 나타낸 도면이다.5A to 5C are views showing a configuration of a part of a power supply apparatus using a variable capacitor according to an embodiment of the present invention. 6A to 6C are views illustrating a configuration of a power supply apparatus using a variable inductor according to an embodiment of the present invention.

상기 전류 위상 조절부(623)는 제1 전류 및 제2 전류가 동상 또는 역상으로 인가되도록 조절할 수 있는 회로를 포함할 수 있다. 몇몇 실시 예에 있어서, 상기 회로는 도 5a 내지 6c에 도시된 형태일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.The current phase adjuster 623 may include a circuit that can adjust the first current and the second current to be applied in the same phase or opposite phase. In some embodiments, the circuit may be of the type shown in Figures 5A-6C, but is not limited thereto.

도 5a 내지 6c에 도시된 바와 같이, 상기 회로는 일단이 서로 연결된 제1, 제2, 및 제3 임피던스 소자를 포함할 수 있다. 상기 제1 임피던스 소자는 타단이 제1 안테나에 연결되고, 상기 제2 임피던스 소자는 타단이 제2 안테나에 연결되고, 상기 제3 임피던스 소자는 타단이 접지될 수 있다. 제1 내지 제3 임피던스 소자 중 적어도 하나는 가변 리액턴스 소자일 수 있다. 도 5a 내지 5c에 도시된 바와 같이, 상기 가변 리액턴스 소자는 가변 커패시터일 수 있다. 도 6a 내지 6c에 도시된 바와 같이, 상기 가변 리액턴스 소자는 가변 인덕터일 수 있다.As shown in Figs. 5A to 6C, the circuit may include first, second, and third impedance elements, one end of which is connected to another. The other end of the first impedance element may be connected to the first antenna, the other end of the second impedance element may be connected to the second antenna, and the other end of the third impedance element may be grounded. At least one of the first to third impedance elements may be a variable reactance element. 5A to 5C, the variable reactance element may be a variable capacitor. As shown in Figs. 6A to 6C, the variable reactance element may be a variable inductor.

본 발명에 따른 전력 공급 유닛(600)에 포함되는 전류 위상 조절부는 도 5a 내지 6c에 도시된 바와 같이 가변 리액턴스 소자 1개를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않으며 2개 이상의 가변 리액턴스 소자를 포함할 수 있다. 또한, 전류 위상 조절부는 가변 인덕터 및 가변 커패시터를 동시에 포함할 수 있다.The current phase adjuster included in the power supply unit 600 according to the present invention may include one variable reactance element as shown in FIGS. 5A to 6C, but is not limited thereto and may include two or more variable reactance elements . In addition, the current phase adjustment section may include a variable inductor and a variable capacitor at the same time.

결과적으로, 상기와 같은 전류 위상 조절부는 복수 개의 안테나에 흐르는 전류의 위상을 제어할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 공급 유닛은, 2 이상의 안테나에 흐르는 전류가 서로 동상 또는 역상이 되도록 제어함으로써 플라즈마 공정을 용이하게 수행하도록 할 수 있다.As a result, the current phase adjuster as described above can control the phases of the currents flowing through the plurality of antennas. In addition, the power supply unit according to an embodiment of the present invention can easily perform the plasma process by controlling the currents flowing through the two or more antennas to be in the same phase or in opposite phases.

10 : 기판 처리 장치
600 : 전력 공급 장치
610 : 고주파 전원
620 : 플라즈마 소스
621 : 제1 안테나
622 : 제2 안테나
623 : 전류 위상 조절부
624 : 제어기10: substrate processing apparatus
600: Power supply
610: High frequency power source
620: Plasma source
621: First antenna
622: Second antenna
623: current phase adjustment section
624:

Claims

A high frequency power supply for providing a high frequency power; And
And a plasma source including a first antenna for generating a plasma using the high frequency power, a second antenna, and a current phase adjusting unit connected between the first and second antennas,
Wherein the current phase adjusting unit adjusts a phase difference between a first current applied to the first antenna and a second current applied to the second antenna to be 0 ° or 180 °,
A first, a second, and a third impedance element,
The other end of the first impedance element is connected to the first antenna, the other end of the second impedance element is connected to the second antenna, the other end of the third impedance element is grounded,
Wherein at least one of the first, second and third impedance elements is a variable inductor.

delete

The method according to claim 1,
Wherein a resonant element value is included in a variable region of an element value of the variable inductor so that an impedance of the plasma source becomes an LC resonant impedance.

5. The method of claim 4,
Wherein the current phase adjuster comprises:
And adjusts the element value of the variable inductor to be smaller or larger than the resonance element value based on the resonance element value.

delete

A chamber having a space for processing the substrate therein;
A substrate support assembly located within the chamber and supporting the substrate;
A gas supply unit for supplying gas into the chamber; And
And a power supply unit for supplying high-frequency power such that gas in the chamber is excited into a plasma state, the power supply unit comprising:
A high frequency power supply for providing a high frequency power; And
And a plasma source including a first antenna for generating a plasma using the high frequency power, a second antenna, and a current phase adjusting unit connected between the first and second antennas,
Wherein the current phase adjusting unit adjusts a phase difference between a first current applied to the first antenna and a second current applied to the second antenna to be 0 ° or 180 °,
A first, a second, and a third impedance element,
The other end of the first impedance element is connected to the first antenna, the other end of the second impedance element is connected to the second antenna, the other end of the third impedance element is grounded,
Wherein at least one of the first, second, and third impedance elements is a variable inductor.

delete

9. The method of claim 8,
Wherein a resonant element value is included in a variable region of an element value of the variable inductor so that an impedance of the plasma source becomes an LC resonant impedance.

12. The method of claim 11,
Wherein the current phase adjuster comprises:
And adjusts the element value of the variable inductor to be smaller or larger than the resonance element value based on the resonance element value.

delete

9. The method of claim 8,
Wherein the first antenna and the second antenna are located on top of the chamber,
Wherein the second antenna is disposed to surround the first antenna when viewed from the top of the chamber.