(57)【要約】【課題】多数のプラズマチャンバーに一定の電力を正確かつ速やかに伝達できる電力供給装置、電力供給方法及び基板処理装置を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態による電力供給装置１０は、ＲＦ信号を提供するＲＦ電源部１１と、ＲＦ信号が供給される複数の負荷のインピーダンスをマッチングさせるインピーダンスマッチング部１２と、複数の負荷のうち一部の負荷に連結された可変インピーダンス素子１３２及び前記複数の負荷のうち残りの負荷に連結された固定インピーダンス素子１３１を含み、各々の負荷へ供給される電力量を調節する電力調節部１３と、各々の負荷へ印加されるＲＦ信号を感知するセンサー部１４と、センサー部１４の感知データに基づいて可変インピーダンス素子１３２のインピーダンスを制御する制御部１５と、を含む。【選択図】図３
2014207221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦ信号を提供するＲＦ電源部と、
前記ＲＦ信号が供給される複数の負荷のインピーダンスをマッチングさせるインピーダンスマッチング部と、
前記複数の負荷のうち一部の負荷に連結された可変インピーダンス素子及び前記複数の負荷のうち残りの負荷に連結された固定インピーダンス素子を含み、各々の負荷へ供給される電力量を調節する電力調節部と、
各々の負荷へ印加されるＲＦ信号を感知するセンサー部と、
前記センサー部の感知データに基づいて前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを制御する制御部と、
を含む電力供給装置。
【請求項２】
前記負荷は、前記ＲＦ信号を利用してプラズマを生成するプラズマ装置を含む請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項３】
前記複数の負荷は、互いに並列に連結される請求項１または請求項２に記載の電力供給装置。
【請求項４】
前記可変インピーダンス素子は、キャパシタンスが変更される可変キャパシターを含み、
前記固定インピーダンス素子は、キャパシタンスが固定された固定キャパシターを含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力供給装置。
【請求項５】
前記センサー部は、前記ＲＦ信号の電圧、電流及び位相の中で少なくとも１つを感知する請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力供給装置。
【請求項６】
前記インピーダンスマッチング部は、
前記ＲＦ信号の中で前記負荷から反射されて戻ってくる反射波が予め設定された許容範囲内に減少するようにインピーダンスを調節する請求項１〜５のいずれか一項に記載の電力供給装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記インピーダンスマッチング部が前記複数の負荷のインピーダンスをマッチングさせた後、前記感知データに基づいて各々の負荷へ供給される電力量を測定し、前記測定された電力量が予め設定された目標電力範囲内に調節されるように前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを制御する請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項８】
前記インピーダンスマッチング部は、
前記制御部が前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを制御した後、再度、前記複数の負荷のインピーダンスをマッチングさせる請求項７に記載の電力供給装置。
【請求項９】
ＲＦ信号を生成する段階と、
前記ＲＦ信号が印加される複数の負荷のインピーダンスをマッチングする段階と、
各々の負荷へ供給される電力量を測定する段階と、
前記電力量が予め設定された目標電力範囲を外れる場合、前記複数の負荷のうち一部の負荷に連結された可変インピーダンス素子のインピーダンスを調節する段階と、
を含む電力供給方法。
【請求項１０】
前記インピーダンスをマッチングする段階は、
前記ＲＦ信号の中で前記負荷から反射されて戻ってくる反射波を測定する段階と、
前記反射波が予め設定された許容範囲を外れる場合、前記反射波が前記許容範囲内に減少するようにインピーダンスマッチング部のインピーダンスを調節する段階と、
を含む請求項９に記載の電力供給方法。
【請求項１１】
前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを調節する段階の後に、
前記複数の負荷のインピーダンスをマッチングする段階と、
各々の負荷へ供給される電力量を測定する段階と、
前記電力量が前記目標電力範囲を外れる場合、前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを調節する段階と、
を繰り返す請求項９に記載の電力供給方法。
【請求項１２】
ＲＦ電力を供給する電力供給装置と、
前記ＲＦ電力にプラズマを生成して基板を処理する複数のプラズマ装置と、を含み、
前記電力供給装置は、
ＲＦ信号を提供するＲＦ電源部と、
前記複数のプラズマ装置のインピーダンスをマッチングさせるインピーダンスマッチング部と、
前記複数のプラズマ装置のうち一部のプラズマ装置に連結された可変インピーダンス素子及び前記複数のプラズマ装置のうち残りのプラズマ装置に連結された固定インピーダンス素子を含み、各々のプラズマ装置へ供給される電力量を調節する電力調節部と、
各々のプラズマ装置へ印加されるＲＦ信号を感知するセンサー部と、
前記センサー部の感知データに基づいて前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを制御する制御部と、を含み、
前記プラズマ装置は、
内部に基板が配置されて処理工程が遂行される空間を提供する工程処理部と、
プラズマを生成して前記工程処理部へ供給するプラズマ生成部と、
前記工程処理部の内部のガス及び反応副産物を排出する排気部と、を含む基板処理装置。
【請求項１３】
前記複数のプラズマ装置は、前記電力供給装置に並列に連結される請求項１２に記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記可変インピーダンス素子は、キャパシタンスが変更される可変キャパシターを含み、
前記固定インピーダンス素子は、キャパシタンスが固定された固定キャパシターを含む請求項１２または請求項１３に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記センサー部は、前記ＲＦ信号の電圧、電流及び位相の中で少なくとも１つを感知する請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１６】
前記インピーダンスマッチング部は、
前記ＲＦ信号の中で前記プラズマ装置から反射されて戻ってくる反射波が予め設定された許容範囲内に減少するようにインピーダンスが調節される請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１７】
前記制御部は、
前記インピーダンスマッチング部が前記複数のプラズマ装置のインピーダンスをマッチングさせた後、前記感知データに基づいて各々のプラズマ装置に供給される電力量を測定し、前記測定された電力量が既設定された目標電力範囲内に調節されるように前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを制御する請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１８】
前記インピーダンスマッチング部は、
前記制御部が前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを制御した後、再度、前記複数のプラズマ装置のインピーダンスをマッチングさせる請求項１７に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力供給装置、電力供給方法、及びそれを利用する基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体、ディスプレイ、ソーラーセル等を製造する工程にはプラズマを利用して基板を処理する工程が含まれている。例えば、半導体製造工程の中で乾式蝕刻に使用される蝕刻装置又はアッシング（ａｓｈｉｎｇ）に使用されるアッシング装置はプラズマを生成するためのチャンバーを含み、基板は前記プラズマを利用して蝕刻又はアッシング処理され得る。
【０００３】
このような基板処理装置はプラズマを生成するために、チャンバーに設置されたコイルに時変電流を流してチャンバー内に電磁気場を誘導し、誘導された電磁気場を利用してチャンバーに供給されたガスからプラズマを発生させる。また、基板処理装置が多数のプラズマチャンバーを含んで様々なステーションで基板を処理する場合、各々のプラズマチャンバーに同一の電力を伝達することが重要な事項になる。
【０００４】
さらに、工程の進行にしたがってプラズマチャンバーのインピーダンスが変更される場合、各チャンバーで電力量が変動することがあり、このような電力量変動はプラズマチャンバー内のプラズマフリッカ（ｆｌｉｃｋｅｒ）現象の誘発及びインピーダンスマッチング時間増加等を引き起し、工程に影響を及ぼし得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国特許公開第１０−２００７−００４２０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一実施形態は、多数のプラズマチャンバーに一定の電力を正確かつ速やかに伝達できる電力供給装置、電力供給方法及び基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明の一実施形態は、多数のプラズマチャンバーに電力を効率的に伝達できる電力供給装置、電力供給方法及び基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態による電力供給装置は、ＲＦ信号を提供するＲＦ電源部と、前記ＲＦ信号が供給される複数の負荷のインピーダンスをマッチングさせるインピーダンスマッチング部と、前記複数の負荷のうち一部に連結された可変インピーダンス素子及び前記複数の負荷のうち残りの負荷に連結された固定インピーダンス素子を含み、各々の負荷へ供給される電力量を調節する電力調節部と、各々の負荷へ印加されるＲＦ信号を感知するセンサー部と、前記センサー部の感知データに基づいて前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを制御する制御部と、を含むことができる。
【０００９】
前記負荷は、前記ＲＦ信号を利用してプラズマを生成するプラズマ装置を含むことができる。
【００１０】
前記複数の負荷は、互いに並列に連結され得る。
【００１１】
前記可変インピーダンス素子は、キャパシタンスが変更される可変キャパシターを含み、前記固定インピーダンス素子は、キャパシタンスが固定された固定キャパシターを含むことができる。
【００１２】
前記センサー部は、前記ＲＦ信号の電圧、電流及び位相の中で少なくとも１つを感知することができる。
【００１３】
前記インピーダンスマッチング部は、前記ＲＦ信号の中で前記負荷から反射されて戻ってくる反射波が予め設定された許容範囲内に減少するようにインピーダンスが調節され得る。
【００１４】
前記制御部は、前記インピーダンスマッチング部が前記複数の負荷のインピーダンスをマッチングさせた後、前記感知データに基づいて各々の負荷へ供給される電力量を測定し、前記測定された電力量が予め設定された目標電力範囲内に調節されるように前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを制御することができる。
【００１５】
前記インピーダンスマッチング部は、前記制御部が前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを制御した後、前記複数の負荷のインピーダンスをマッチングさせることができる。
【００１６】
本発明の一実施形態による電力供給方法は、ＲＦ信号を生成する段階と、前記ＲＦ信号が印加される複数の負荷のインピーダンスをマッチングする段階と、各々の負荷へ供給される電力量を測定する段階と、前記電力量が予め設定された目標電力範囲を外れる場合、前記複数の負荷の中で一部に連結された可変インピーダンス素子のインピーダンスを調節する段階と、を含むことができる。
【００１７】
前記インピーダンスをマッチングする段階は、前記ＲＦ信号の中で前記負荷から反射されて戻ってくる反射波を測定する段階と、前記反射波が予め設定された許容範囲を外れる場合、前記反射波が前記許容範囲内に減少するようにインピーダンスマッチング部のインピーダンスを調節する段階と、を含むことができる。
【００１８】
前記電力供給方法は、前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを調節する段階の後に、前記複数の負荷のインピーダンスをマッチングする段階と、各々の負荷へ供給される電力量を測定する段階と、前記電力量が前記目標電力範囲を外れる場合、前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを調節する段階と、を繰り返すことができる。
【００１９】
本発明の一実施形態による基板処理装置は、ＲＦ電力を供給する電力供給装置と、前記ＲＦ電力にプラズマを生成して基板を処理する複数のプラズマ装置と、を含み、前記電力供給装置は、ＲＦ信号を提供するＲＦ電源部と、前記複数のプラズマ装置のインピーダンスをマッチングさせるインピーダンスマッチング部と、前記複数のプラズマ装置の中で一部に連結された可変インピーダンス素子及び前記複数のプラズマ装置の中で残りのプラズマ装置に連結された固定インピーダンス素子を含み、各々のプラズマ装置へ供給される電力量を調節する電力調節部と、各々のプラズマ装置へ印加されるＲＦ信号を感知するセンサー部と、前記センサー部の感知データに基づいて前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを制御する制御部と、を含み、前記プラズマ装置は、内部に基板が配置されて処理工程が遂行される空間を提供する工程処理部と、プラズマを生成して前記工程処理部へ供給するプラズマ生成部と、前記工程処理部の内部のガス及び反応副産物を排出する排気部と、を含むことができる。
【００２０】
前記複数のプラズマ装置は、前記電力供給装置に並列に連結され得る。
【００２１】
前記可変インピーダンス素子は、キャパシタンスが変更される可変キャパシターを含み、前記固定インピーダンス素子は、キャパシタンスが固定された固定キャパシターを含むことができる。
【００２２】
前記センサー部は、前記ＲＦ信号の電圧、電流及び位相の中で少なくとも１つを感知することができる。
【００２３】
前記インピーダンスマッチング部は、前記ＲＦ信号の中で前記プラズマ装置から反射されて戻ってくる反射波が予め設定された許容範囲内に減少するようにインピーダンスが調節され得る。
【００２４】
前記制御部は、前記インピーダンスマッチング部が前記複数のプラズマ装置のインピーダンスをマッチングさせた後、前記感知データに基づいて各々のプラズマ装置に供給される電力量を測定し、前記測定された電力量が既設定された目標電力範囲内に調節されるように前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを制御することができる。
【００２５】
前記インピーダンスマッチング部は、前記制御部が前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを制御した後、前記複数のプラズマ装置のインピーダンスをマッチングさせ得る。
【００２６】
本発明の一実施形態による電力供給方法は、コンピューターで実行され得るプログラムとして具現されて、コンピューターで読み出すことができる記録媒体に記録され得る。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の一実施形態によれば、多数のプラズマチャンバーに一定の電力を正確かつ速やかに伝達することができる。
【００２８】
本発明の一実施形態によれば、多数のプラズマチャンバーに電力を効率的に伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態による基板処理装置を概略的に示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態によるプラズマ装置を概略的に示す図面である。
【図３】本発明の一実施形態による電力供給装置を例示的に示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態による電力調節部の例示的な構成を示す回路図である。
【図５】本発明の一実施形態による電力調節部の他の例示的な構成を示す回路図である。
【図６】本発明の一実施形態による電力供給方法を例示的に説明する図面である。
【図７】本発明の一実施形態によるインピーダンスマッチング過程を例示的に説明する図面である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の他の長所及び特徴、そしてそれらを達成する方法は添付される図面と共に詳細に後述される実施形態を参照すれば、明確になる。しかし、本発明は以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態に具現でき、単に本実施形態は本発明の開示が完全になるようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項の範疇によって定義されるだけである。
【００３１】
もし定義されていなくとも、ここで使用されるすべての用語（技術或いは科学用語を含む）はこの発明が属する従来技術で普遍的な技術によって一般的に収容されることと同じ意味を有する。一般的な辞書によって定義された用語は関連された技術及び／或いは本出願の本文に意味することと同一な意味を有することと解釈され得り、そしてここで明確に定義された表現ではなくても概念化されるか、或いは過度に形式的に解釈されないべきである。
【００３２】
本明細書で使用された用語は実施形態を説明するためのことであり、本発明を制限しようとすることではない。本明細書で単数形は文句で特別に言及しない限り、複数形も含む。明細書で使用される‘含む’及び／又はこの動詞の多様な活用形、例えば ‘含み’等は言及された造成、成分、構成要素、段階、動作及び／又は素子は１つ以上の他の造成、成分、構成要素、段階、動作及び／又は素子の存在又は追加を排除しない。本明細書で‘及び／又は’という用語は羅列された構成の各々又はこれらの多様な組合を示す。
【００３３】
以下、本明細書に添付された図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００３４】
図１は本発明の一実施形態による基板処理装置を概略的に示すブロック図である。
【００３５】
図１に示したように、基板処理装置１は電力供給装置１０及び複数のプラズマ装置２１、２２を含む。電力供給装置１０はプラズマ装置２１、２２にＲＦ電力を供給できる。プラズマ装置２１、２２はＲＦ電力によってプラズマを生成して基板を処理できる。
【００３６】
図１で基板処理装置１は２つのプラズマ装置２１、２２を含むことと図示されたが、基板処理装置１に含まれるプラズマ装置の個数はこれに制限されなく、３つ又はそれ以上になり得る。
【００３７】
プラズマ装置２１、２２は電力供給装置１０に対して負荷として作用することができる。また、複数のプラズマ装置２１、２２は電力供給装置１０に並列に連結され得る。
【００３８】
図２は本発明の一実施形態によるプラズマ装置２１、２２を概略的に示す図面である。
【００３９】
図２に示したように、プラズマ装置２１、２２は工程処理部（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｐａｒｔ）１００、プラズマ生成部（ｐｌａｓｍａ  ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ  ｐａｒｔ）２００及び排気部（ｅｘｈａｕｓｔｉｎｇ  ｐａｒｔ）３００を含む。工程処理部１００はアッシング工程（ａｓｈｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ）、エッチング工程（ｅｔｃｈｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ：蝕刻工程）等のような基板処理工程を遂行する。プラズマ生成部２００は基板工程に必要であるプラズマを生成して工程処理部１００へ供給することができる。排気部３００は工程処理部１００の内部のガス及び反応副産物等を外部へ排出する。
【００４０】
具体的に、工程処理部１００は工程チャンバー１１０、第１及び第２チャック（ｃｈｕｃｋ）１２０ａ、１２０ｂ、密閉カバー１４０、第１及び第２シャワーヘッド（ｓｈｏｗｅｒ  ｈｅａｄ）１５０ａ、１５０ｂを含む。
【００４１】
工程チャンバー１１０は基板処理工程を遂行する空間を提供する。例えば、図１に示したように、工程チャンバー１１０の内部空間は第１空間ＦＳ及び第２空間ＳＳに区画され、基板処理工程の時、第１空間ＦＳ及び第２空間ＳＳに各々基板Ｗがローディングされて第１及び第２空間ＦＳ、ＳＳの各々で工程が行われる。
【００４２】
工程チャンバー１１０の側壁には基板Ｗの出入が成される基板出入口１１２ａが提供され、基板出入口１１２ａはスリットドア（ｓｌｉｔ  ｄｏｏｒ）（図示せず）のような開閉部材によって開閉可能である。工程チャンバー１１０の底面１１１には排気口１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃが提供される。排気口１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃは工程チャンバー１１０の内部のガスや反応副産物を排出でき、第１及び第２チャック１２０ａ、１２０ｂの周囲に形成され、排気部３００と連結される。
【００４３】
工程チャンバー１１０の内部には第１及び第２チャック１２０ａ、１２０ｂが設置される。第１チャック１２０ａは第１空間ＦＳに設置され、第２チャック１２０ｂは第２空間ＳＳに設置される。工程の時、第１及び第２チャック１２０ａ、１２０ｂには各々基板Ｗが安着され、基板がＷは第１及び第２チャック１２０ａ、１２０ｂに安着された状態で処理される。ここで、第１及び第２チャック１２０ａ、１２０ｂは靜電チャック（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ｃｈｕｃｋ）であるが、これに制限されない。
【００４４】
また、第１及び第２チャック１２０ａ、１２０ｂは工程の時、安着された基板Ｗを予め設定された工程温度に加熱できる。このために、第１及び第２チャック１２０ａ、１２０ｂは基板Ｗのローディング及びアンローディングのためのリフトピン（ｌｉｆｔ  ｐｉｎ）及び少なくとも１つのヒーター（ｈｅａｔｅｒ）を各々含む。第１及び第２チャック１２０ａ、１２０ｂは本発明の一実施形態による電力供給装置１０からＲＦ信号を受信することができ、電力供給装置１０は予め設定された大きさのバイアス電力を連結されたチャック１２０ａ、１２０ｂに供給する。
【００４５】
一方、第１及び第２チャック１２０ａ、１２０ｂの上部には密閉カバー１４０と第１及び第２シャワーヘッド１５０ａ、１５０ｂとが設置される。密閉カバー１４０は工程チャンバー１１０の上部に具備され、工程チャンバー１１０と結合して第１及び第２空間ＦＳ、ＳＳを密閉させることができる。言い換えれば、密閉カバー１４０は第１及び第２空間ＦＳ、ＳＳに一対一に対応するように形成された第１カバー部１４１と第２カバー部１４２とからなる。第１及び第２カバー部１４１、１４２は各々プラズマ生成ユニット２００と結合でき、プラズマ生成ユニット２００からプラズマが流れ込まされる流入口が形成される。第１及び第２カバー部１４１、１４２の内部には流入口を通じて流入されたプラズマを第１及び第２シャワーヘッド１５０ａ、１５０ｂへ提供するための誘導空間ＧＳ１、ＧＳ２が第１及び第２チャック１２０ａ、１２０ｂに一対一に対応するように形成される。本発明の一例として、各誘導空間ＧＳ１、ＧＳ２は逆漏斗（ｉｎｖｅｒｔｅｄ  ｆｕｎｎｅｌ）形状に形成され得る。
【００４６】
第１カバー部１４１の下には第１シャワーヘッド１５０ａが設置され、第２カバー部１４２の下には第２シャワーヘッド１５０ｂが設置される。第１シャワーヘッド１５０ａは第１チャック１２０ａの上部に設置され、第１カバー部１４１の誘導空間ＧＳ１に流入されたプラズマを第１チャック１２０ａに安着された基板Ｗに向かって噴射することができる。第２シャワーヘッド１５０ｂは第２チャック１２０ｂの上部に設置され、第２カバー部１４２の誘導空間ＧＳ２に流入されたプラズマを第２チャック１２０ｂに安着された基板Ｗに向かって噴射することができる。
【００４７】
一方、第１及び第２カバー部１４１、１４２の上部にはプラズマ生成部２００が設置され得る。プラズマ生成部２００は各々プラズマを生成する第１及び第２遠隔プラズマ生成ユニット２１０、２２０を含む。第１遠隔プラズマ生成ユニット２１０は第１カバー部１４１の上部に設置され、プラズマを生成して第１カバー部１４１内の誘導空間ＧＳ１へ提供できる。第２遠隔プラズマ生成ユニット２２０は第２カバー部１４２の上部に設置され、プラズマを生成して第２カバー部１４２内の誘導空間ＧＳ２へ提供できる。
【００４８】
具体的に、第１及び第２遠隔プラズマ生成部２１０、２２０はマグネトロン２１１、２２１、導波管２１２、２２２、プラズマソース部２１３、２２３及びガス供給管２１４、２２４を含むことができる。
【００４９】
具体的に、前記マグネトロン２１１、２２１はプラズマ生成のためのマイクロ波（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ）を発生させることができ、導波管２１２、２２２は連結されたマグネトロン２１１、２２１で生成されたマイクロ波をプラズマソース部２１３、２２３へ誘導できる。ガス供給管２１４、２２４はプラズマソース部２１３、２２３に連結され、プラズマ生成に必要である反応ガスを連結されたプラズマソース部２１３、２２３に供給することができる。
【００５０】
プラズマソース部２１３、２２３の内ではガス供給管２１４、２２４からの反応ガスとマグネトロン２１１、２２１とからのマイクロ波によってプラズマが生成され得る。
【００５１】
プラズマソース部２１３、２２３は第１及び第２カバー部１４１、１４２に結合され、プラズマソース部２１３、２２３で生成されたプラズマは第１及び第２カバー部１４１、１４２の誘導空間ＧＳ１、ＧＳ２へ提供され、第１及び第２シャワーヘッド１５０ａ、１５０ｂを通じて第１及び第２空間ＦＳ、ＳＳへ提供され得る。
【００５２】
一方、工程処理部１００の下には排気部３００が設置される。排気部３００は第１及び第２空間ＦＳ、ＳＳの圧力調節及び内部空気の排気を遂行できる。排気部３００はメーン排気部３１０、補助排気部３２０ａ、３２０ｂ及びバルブユニット３３０を含む。
【００５３】
具体的に、メーン排気部３１０は工程チャンバー１１０の底面１１１に形成されたメーン排気ホール１１１ａと連通される。メーン排気ホール１１１ａは第１チャック１２０ａと第２チャック１２０ｂとの間の領域に位置し、メーン排気部３１０はメーン排気ホール１１１ａを通じて流入された第１及び第２空間ＦＳ、ＳＳ内のガス及び反応副産物を排気できる。サブ排気部３２０ａ、３２０ｂは工程チャンバー１１０の底面１１１に形成されたサブ排気ホール１１１ｂ、１１１ｃと連通され得る。サブ排気ホール１１１ｂ、１１１ｃは工程チャンバー１１０の側壁１１２と隣接するように位置し、サブ排気部３２０ａ、３２０ｂはサブ排気ホール１１１ｂ、１１１ｃを通じて流入された第１及び第２空間ＦＳ、ＳＳ内のガス及び反応副産物を排気できる。サブ排気部３２０ａ、３２０ｂの出力端はメーン排気部３１０に連結され得る。
【００５４】
メーン排気部３１０は工程チャンバー１１０の底面１１１に連結された第１排気ライン３１１、第１排気ライン３１１に連結された第２排気ライン３１２、及び第２排気ライン３１２に連結された第３排気ライン３１３を含む。
【００５５】
第１排気ライン３１１は工程チャンバー１１０の底面１１１に形成されたメーン排気ホール１１１ａと連通され、地面に対して略垂直に延長され得る。第２排気ライン３１２は入力端が第１排気ライン３１１に連結され、第１排気ライン３１１から地面に対して傾くように延長される。第３排気ライン３１３は入力端が第２排気ライン３１２に連結され、地面に対して第２排気ライン３１２と反対方向に傾くように延長される。第３排気ライン３１３は真空ポンプ３４０と連結される。真空ポンプ３４０はメーン排気部３１０及びサブ排気部３２０を通じて第１及び第２空間ＦＳ、ＳＳ内のガスを強制吸入して工程チャンバー１１０の内部圧力を調節し、第１及び第２空間ＦＳ、ＳＳ内の反応副産物をまた強制吸入して外部へ排気できる。
【００５６】
一方、第２排気ライン３１２内には真空ポンプ４０からの真空圧が第１及び第２空間ＦＳ、ＳＳへ提供されることをオン／オフするバルブユニット３３０が設置され得る。バルブユニット３３０は第２排気ライン３１２と第３排気ライン３１３とが連結される地点に対応するように設置され、第２排気ライン３１２と第３排気ライン３１３との間を連通及び遮断させる。
【００５７】
図２を参照して説明されたプラズマ装置２１、２２はＣＣＰ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）タイプのプラズマ装置であるが、本発明の一実施形態による基板処理装置１はＣＣＰタイプ以外にも多様なタイプのプラズマ装置を含むことができる。
【００５８】
図３は本発明の一実施形態による電力供給装置１０を例示的に示すブロック図である。
【００５９】
図３に示したように、電力供給装置１０はＲＦ電源部１１、インピーダンスマッチング部１２、電力調節部１３、センサー部１４、及び制御部１５を含む。
【００６０】
ＲＦ電源部１１はＲＦ信号を提供できる。インピーダンスマッチング部１２はＲＦ信号が供給される複数の負荷のインピーダンスをマッチングさせることができる。電力調節部１３は複数の負荷のうち一部の負荷に連結された可変インピーダンス素子１３２及び複数の負荷のうち残りの負荷に連結された固定インピーダンス素子１３１を含み、各々の負荷へ供給される電力量を調節できる。センサー部１４は各々の負荷へ印加されるＲＦ信号を感知できる。制御部１５はセンサー部１４の感知データに基づいて可変インピーダンス素子１３２のインピーダンスを制御できる。
【００６１】
ＲＦ電源部１１はＲＦ信号を生成して負荷へ出力することができる。ＲＦ電源部１１はＲＦ信号を通じて負荷へ電力を伝達できる。一実施形態によれば、ＲＦ電源部１１は正弦波形態のＲＦ信号を生成して出力するが、ＲＦ信号はこれに制限されず、球形波、三角波、鋸歯波、パルス波等の多様な波形を有することができる。
【００６２】
本発明の一実施形態によれば、負荷はＲＦ信号を利用してプラズマを生成するプラズマ装置２１、２２を含む。また、複数の負荷はＲＦ電源部１１に並列に連結され得る。
【００６３】
インピーダンスマッチング部１２はＲＦ電源部１１の出力端に連結されて、ＲＦ電源部１１の出力インピーダンスと負荷の入力インピーダンスとをマッチングさせることができる。一実施形態によれば、インピーダンスマッチング部１２は可変キャパシターを含んで構成される。この場合、インピーダンスマッチング部１２は可変キャパシターのキャパシタンスを調節してインピーダンスマッチングを具現できる。
【００６４】
本発明の一実施形態によれば、インピーダンスマッチング部１２はステッピングモーターとギヤ端結合された駆動手段を利用して可変キャパシターを構成する導電体との間の間隔を調節することによってキャパシタンスを変更することができる。他の実施形態によれば、インピーダンスマッチング部１２は多数のキャパシター及び多数のキャパシターを負荷に連結させる多数のスイッチングを含んで構成されることができる。この実施形態で、インピーダンスマッチング部１２は各々のキャパシターに連結されたスイッチングをオン或いはオフすることによって、全体のキャパシタンス値を調節できる。
【００６５】
本発明の一実施形態によれば、インピーダンスマッチング部１２はＲＦ電源部１１から負荷に提供されるＲＦ信号の中で負荷から反射されて戻ってくる反射波を測定し、反射波が既設定された許容範囲を外れる場合、反射波が許容範囲内に減少するようにインピーダンスマッチング部１２のインピーダンスを調節できる。
【００６６】
電力調節部１３は各々の負荷へ供給される電力量を調節できる。
【００６７】
本発明の一実施形態によれば、電力調節部１３は複数の負荷のうち一部の負荷に連結された可変インピーダンス素子１３２、及び複数の負荷のうち残りの負荷に連結された固定インピーダンス素子１３１を含むことができる。
【００６８】
例えば、図３に示したように、電力調節部１３は２つのプラズマ装置の中で第１プラズマ装置に連結された固定インピーダンス素子１３１と、第２プラズマ装置に連結された可変インピーダンス素子１３２とを含んで構成されることができる。
【００６９】
図４は本発明の一実施形態による電力調節部１３の例示的な構成を示す回路図である。
【００７０】
図４に示したように、本発明の一実施形態によれば、可変インピーダンス素子１３２はキャパシタンスが変更され得る可変キャパシターを含むことができ、固定インピーダンス素子１３１はキャパシタンスが固定された固定キャパシターを含むことができる。可変キャパシター１３２は後述するように制御部１５が出力する制御信号にしたがってキャパシタンスが変更可能である。
【００７１】
実施形態にしたがって、図５に示したように、可変インピーダンス素子１３２はインダクタンスが変更されることができる可変インダクタを含むこともあり得るが、可変インピーダンス素子の種類はこれに制限されなく、素子値が変更されてインピーダンスが変わることができる任意の素子を含む。
【００７２】
同様に、図５に示したように、固定インピーダンス素子１３１はインダクタンスが固定された固定インダクタを含むこともあり得るが、固定インピーダンス素子の種類はこれに制限されず、一定の素子値を有してインピーダンスが固定される任意の素子を含む。
【００７３】
実施形態にしたがって、可変インピーダンス素子１３２は可変素子を有して２つ以上の素子に構成された回路ブロックであることもあり得、固定インピーダンス素子１３１は２以上の固定素子に構成された回路ブロックであることもあり得る。
【００７４】
前述したように、複数の負荷の全てに可変インピーダンス素子が連結される代わりに、複数の負荷のうち一部のみに可変インピーダンス素子が連結され、残りの負荷には素子値が固定された固定インピーダンス素子が連結される場合、各負荷に目標電力を容易に分配することができ、インピーダンスマッチング及び電力分配に掛かる時間を短縮させ得る。
【００７５】
再び図３を参照すれば、センサー部１４は各々の負荷の入力端に連結されて負荷へ印加されるＲＦ信号を感知できる。本発明の一実施形態によれば、センサー部１４は各々の負荷へ印加されるＲＦ信号の電圧、電流、及び位相の中で少なくとも１つを感知できる。感知されたＲＦ信号に関するデータは制御部１５へ伝達されて、負荷へ供給される電力量を制御するために使用され得る。
【００７６】
制御部１５はセンサー部１４から受信した感知データに基づいて可変インピーダンス素子１３２のインピーダンスを制御できる。
【００７７】
本発明の一実施形態によれば、制御部１５はインピーダンスマッチング部１２が複数の負荷のインピーダンスをマッチングさせた後、感知データに基づいて各々の負荷へ供給される電力量を測定できる。その後、制御部１５は測定された電力量が予め設定された目標電力範囲内に調節されるように可変インピーダンス素子１３２のインピーダンスを制御できる。言い換えれば、制御部１５の電力量調節動作は、インピーダンスマッチング部１２のインピーダンスマッチング動作が完了された後に遂行されることができる。
【００７８】
例えば、先に説明したように、インピーダンスマッチング部１２はＲＦ電源部１１から負荷へ提供されるＲＦ信号の中で、負荷から反射されて戻ってくる反射波が予め設定された許容範囲を超過する場合、反射波が許容範囲内に減少するようにインピーダンスマッチング部に含まれた可変キャパシターのキャパシタンスを調節できる。
【００７９】
その後、インピーダンスマッチング部１２のインピーダンスマッチング動作が完了されれば、制御部１５はセンサー部１４から各負荷へ印加されるＲＦ信号に関する感知データを受信できる。受信された感知データに基づいて制御部１５は各負荷へ供給される電力量を測定し、測定された電力量が予め設定された目標電力範囲内に進入するように電力調節部１３に含まれた可変キャパシター１３２のキャパシタンスを調節できる。
【００８０】
一実施形態によれば、制御部１５は各負荷へ同一の電力量が供給されるように電力を分配することができるが、これに制限されなく、実施形態にしたがって制御部１５は各負荷毎に異なる電力量が供給されるように電力を分配することもあり得る。例えば、制御部１５は、固定インピーダンス素子１３１が連結された第１プラズマ装置には１００Ｗの電力が供給され、可変インピーダンス素子１３２が連結された第２プラズマ装置には３００Ｗの電力が供給されるように、電力を分配することができる。
【００８１】
本発明の一実施形態によれば、各負荷へ供給される電力量が目標電力範囲を外れて制御部１５によって可変インピーダンス素子１３２のインピーダンスが調節された場合、インピーダンスマッチング部１２は制御部１５のインピーダンス制御動作が完了された後、再び複数の負荷のインピーダンスマッチング動作を遂行できる。
【００８２】
その後、インピーダンスマッチング部１２のインピーダンスマッチング動作が完了されれば、制御部１５は再び各負荷へ供給される電力量を測定して目標電力範囲と比較し、負荷へ供給される電力量が目標電力範囲に当たれば、制御動作を終了することができる。しかし、負荷へ供給される電力量が前記目標電力範囲を外れた場合、再び制御部１５による可変インピーダンス素子１３２のインピーダンス調節動作とインピーダンスマッチング部１２によるインピーダンスマッチング動作とを反複することができる。
【００８３】
図６は本発明の一実施形態による電力供給方法を例示的に説明する図面である。
【００８４】
図６に示したように、電力供給方法４００はＲＦ信号を生成する段階（Ｓ４１）、ＲＦ信号が印加される複数の負荷のインピーダンスをマッチングする段階（Ｓ４２）、各々の負荷へ供給される電力量を測定する段階（Ｓ４３）、及び電力量が既設定された目標電力範囲を外れる場合（Ｓ４４でいいえ）、複数の負荷の中で一部に連結された可変インピーダンス素子のインピーダンスを調節する段階（Ｓ４５）を含むことができる。
【００８５】
本発明の一実施形態による電力供給方法４００は前述した本発明の一実施形態による電力供給装置１０によって遂行できる。
【００８６】
図７は本発明の一実施形態によるインピーダンスマッチング過程（Ｓ４２）を例示的に説明する図面である。
【００８７】
図７に示したように、インピーダンスをマッチングする段階（Ｓ４２）は、ＲＦ信号の中で負荷から反射されて戻ってくる反射波を測定する段階（Ｓ４２１）、及び反射波が予め設定された許容範囲を外れる場合（Ｓ４２２でいいえ）、反射波が許容範囲内に減少するようにインピーダンスマッチング部１２のインピーダンスを調節する段階（Ｓ４２３）を含むことができる。
【００８８】
インピーダンスマッチング部１２のインピーダンスを調節する段階（Ｓ４２３）はインピーダンスマッチング部１２に含まれた可変キャパシターのキャパシタンスを調節する段階を含むことができる。
【００８９】
このようなインピーダンスマッチング部１２のマッチング動作によって反射波が許容範囲内に進入した場合、制御部１５は各々の負荷へ供給される電力量を測定し、電力量が目標電力範囲に該当するか否かを判断することができる。
【００９０】
負荷へ供給される電力量が目標電力範囲に該当することと判断された場合、本発明の一実施形態による電力供給方法は終了し、各プラズマ装置で基板を処理する工程が遂行できる。
【００９１】
しかし、負荷へ供給される電力量が目標電力範囲を外れることと判断された場合、制御部１５は負荷へ連結された可変インピーダンス素子１３２のインピーダンスを調節して電力量が目標電力範囲内に入るように制御できる。
【００９２】
その後、図６に示したように、可変インピーダンス素子のインピーダンス調節過程が完了されれば、負荷のインピーダンスをマッチングさせる過程が遂行され、インピーダンスマッチングが完了されれば、再び電力量測定及び比較過程が遂行される。
【００９３】
本発明の一実施形態によれば、前述したインピーダンスマッチング過程（Ｓ４２）、電力量測定過程（Ｓ４３）、電力量比較過程（Ｓ４４）及びインピーダンス調節過程（Ｓ４５）は、インピーダンスマッチングが完了された直後に測定された各負荷の電力量が目標電力範囲内に該当することと決定される時まで（Ｓ４４ではい）反複して遂行されることができる。
【００９４】
本発明の一実施形態によれば、負荷はＲＦ電力にプラズマを生成して基板を処理するプラズマ装置２１、２２を含むことができる。一実施形態によれば、プラズマ装置は内部に基板が配置されてプラズマ処理が遂行される空間を提供する工程ユニット１００、工程ユニットの内部から工程ガス及び反応副産物を排出し、工程ユニット内の圧力を設定圧力に維持する排気ユニット３００、及び工程ガスからプラズマを発生させて工程ユニットにプラズマを供給するプラズマ発生ユニット２００を含むことができる。
【００９５】
以上、複数の負荷へ電力を供給する電力供給装置、電力供給方法及びそれを利用する基板処理装置が説明された。電力供給装置、電力供給方法及び基板処理装置によれば、複数のプラズマ装置に所定の電力を正確かつ速やかに伝達し、電力伝達効率を向上させることによって、プラズマフリッカ現像を防止し、反応器の間の工程偏差を改善させ得る。
【符号の説明】
【００９６】
１  基板処理装置、
１０  電力供給装置、
１１  ＲＦ電源部、
１２  インピーダンスマッチング部、
１３  電力調節部、
１４  センサー部、
１５  制御部、
２１、２２  プラズマ装置。
【図１】
2014207221.tif 000003
【図２】
2014207221.tif 000004
【図３】
2014207221.tif 000005
【図４】
2014207221.tif 000006
【図５】
2014207221.tif 000007
【図６】
2014207221.tif 000008
【図７】
2014207221.tif 000009