KR20070079797A

KR20070079797A - Substrate Processing System with Multiple Remote Plasma Generators

Info

Publication number: KR20070079797A
Application number: KR1020060010773A
Authority: KR
Inventors: 위순임
Original assignee: 위순임
Priority date: 2006-02-03
Filing date: 2006-02-03
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2026-02-03
Also published as: KR100785163B1

Abstract

A substrate processing system having a multi-remote plasma generator is provided to supply necessary amount of plasma to a batch processing chamber by providing a gas supply unit having a radiative structure corresponding to a radiative array structure of the multi-remote plasma generator. A substrate processing system includes a substrate processing chamber including a plurality of gas inlets, a plurality of remote plasma generators(30) connected to the gas inlets, and a gas supply unit having a plurality of gas supply channels(43) to supply process gas to the plurality of remote plasma generators. The substrate processing chamber is a batch processing chamber for processing one or more substrates by using a batch method. The batch processing chamber includes a substrate supporting part connected electrically through a first impedance matcher to a first power supply source and a plurality of gas shower heads connected through a second impedance matcher to a second power supply source.

Description

SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM HAVING MULTI REMOTE PLASMA GENERATOR}

본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.In order to more fully understand the drawings used in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 원격 플라즈마 발생기를 구비한 배치 처리 챔버의 사시도이다.1 is a perspective view of a batch processing chamber having a multiple remote plasma generator according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 배치 처리 챔버의 상부에 형성된 다수 개의 가스 입구의 구조를 보여주기 위한 평면도이다.FIG. 2 is a plan view illustrating a structure of a plurality of gas inlets formed on an upper portion of the batch processing chamber of FIG. 1.

도 3은 도 1의 배치 처리 챔버의 평면도이다.3 is a top view of the batch processing chamber of FIG. 1.

도 4는 배치 처리 챔버의 내부에 설치된 기판 지지부를 보여주는 평면도이다.4 is a plan view showing a substrate support provided inside the batch processing chamber.

도 5는 도 1의 원격 플라즈마 발생기와 배치 처리 챔버의 연결 구조를 보여주는 부분 단면도이다.5 is a partial cross-sectional view illustrating a connection structure of the remote plasma generator and the batch processing chamber of FIG. 1.

도 6은 다중 원격 플라즈마 발생기의 전기적 연결 구조를 보여주는 도면이다.6 is a view showing an electrical connection structure of a multi-remote plasma generator.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 원격 플라즈마 발생기를 구비한 배치 처리 챔버의 사시도이다.7 is a perspective view of a batch processing chamber having a multiple remote plasma generator according to a second embodiment of the present invention.

도 8은 도 7의 배치 처리 챔버의 평면도이다.8 is a top view of the batch processing chamber of FIG. 7.

도 9는 도 7의 원격 플라즈마 발생기와 배치 처리 챔버의 연결 구조를 보여주는 부분 단면도이다.9 is a partial cross-sectional view illustrating a connection structure of the remote plasma generator and the batch processing chamber of FIG. 7.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10: 배치 처리 챔버 11: 기판 지지대10: batch processing chamber 11: substrate support

12: 가스 샤워 헤드 30: 원격 플라즈마 발생기12: gas shower head 30: remote plasma generator

31: 플라즈마 반응관 32: 링형 페라이트 코어31: plasma reaction tube 32: ring-shaped ferrite core

33: 유도 코일 40: 가스 분배 유닛33: induction coil 40: gas distribution unit

43: 가스 분배 채널43: gas distribution channel

본 발명은 반도체 기판을 플라즈마 처리하는 기판 처리 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 다중 원격 플라즈마 발생기를 구비한 기판 처리 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate processing system for plasma processing a semiconductor substrate, and more particularly, to a substrate processing system having a multiple remote plasma generator.

일반적으로, 반도체 기판을 처리하기 위한 설비는 단일 웨이퍼 처리 방식과 배치식(batch) 웨이퍼 처리 방식의 두 가지 방식을 갖는다. 단일 웨이퍼 처리 방식은 처리를 위한 하나의 단일 웨이퍼가 챔버 내에 위치되어 있는 챔버 구성을 지칭한다. 배치식 웨이퍼 처리 방식은 다수의 웨이퍼가 회전 가능한 기판 지지대 상에 위치되고, 기판 지지대가 회전함에 따라 챔버내의 다양한 위치에서 처리되는 챔 버 구성을 지칭한다. 이와 같은 배치 처리 챔버는 단일 챔버 내에서 일반적으로 4개에서 7개까지의 여러 웨이퍼를 동시에 처리할 수 있다.In general, there are two types of equipment for processing semiconductor substrates: single wafer processing and batch wafer processing. The single wafer processing scheme refers to a chamber configuration in which one single wafer for processing is located in the chamber. Batch wafer processing refers to a chamber configuration in which a plurality of wafers are located on a rotatable substrate support and are processed at various locations within the chamber as the substrate support rotates. Such batch processing chambers can process multiple wafers, typically four to seven, simultaneously in a single chamber.

한편, 반도체 제조 공정에서는 다양한 형태로 플라즈마 처리 공정이 적용되고 있으며, 챔버 세정이나 아싱 공정에서는 주로 원격 플라즈마가 사용되고 있다. 배치 처리 챔버에도 원격 플라즈마 발생기가 탑재되어 있다. 그런데, 기판 사이즈가 증가하면서 배치 처리 챔버의 볼륨도 증가함으로 그만큼 처리 용량을 갖는 원격 플라즈마 발생기가 요구된다.On the other hand, plasma processing processes are applied in various forms in semiconductor manufacturing processes, and remote plasma is mainly used in chamber cleaning and ashing processes. The remote plasma generator is also mounted in the batch processing chamber. However, as the substrate size increases, the volume of the batch processing chamber also increases, so that a remote plasma generator having a processing capacity is required.

따라서 본 발명은 넓은 볼륨을 갖는 기판 처리 챔버에서 요구되는 원격 플라즈마를 제공할 수 있는 다중 원격 플라즈마 발생기를 구비한 기판 처리 시스템을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention provides a substrate processing system having multiple remote plasma generators capable of providing a remote plasma required in a substrate processing chamber having a wide volume.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 배치 처리 챔버를 위한 다중 원격 플라즈마 발생기를 구비하는 기판 처리 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 기판 처리 시스템은: 다수 개의 가스 입구를 구비한 기판 처리 챔버; 다수 개의 가스 입구에 독립적으로 연결되는 다수 개의 원격 플라즈마 발생기; 및 다수 개의 원격 플라즈마 발생기로 공정 가스를 공급하기 위한 다수 개의 가스 공급 채널을 구비한 가스 공급 유닛을 포함한다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem relates to a substrate processing system having a multiple remote plasma generator for a batch processing chamber. The substrate processing system of the present invention comprises: a substrate processing chamber having a plurality of gas inlets; A plurality of remote plasma generators independently connected to the plurality of gas inlets; And a gas supply unit having a plurality of gas supply channels for supplying process gases to the plurality of remote plasma generators.

바람직하게, 상기 기판 처리 챔버는 하나 이상의 기판을 배치 처리하는 배치 처리 챔버이다.Preferably, the substrate processing chamber is a batch processing chamber for batch processing one or more substrates.

바람직하게, 상기 배치 처리 챔버는 챔버 내부에 다수 개의 기판이 방사형으로 배치되어 놓이며 제1 임피던스 정합기를 통하여 제1 전원 공급원에 전기적으로 연결된 기판 지지부; 및 기판의 상부에 정렬되도록 챔버의 내부 천정에 각기 설치되며 제2 임피던스 정합기를 통하여 제2 전원 공급원에 전기적으로 연결된 다수 개의 가스 샤워 헤드를 포함한다.Preferably, the batch processing chamber includes a substrate support having a plurality of substrates disposed radially within the chamber and electrically connected to a first power supply through a first impedance matcher; And a plurality of gas shower heads each installed on an inner ceiling of the chamber to be aligned on top of the substrate and electrically connected to a second power source through a second impedance matcher.

바람직하게, 상기 원격 플라즈마 발생기는: 토로이달형의 플라즈마 방전관; 다수 개의 가스 공급 채널 중 어느 하나와 플라즈마 방전관에 연결되어 공정 가스를 받아들이는 가스 입구; 기판 처리 챔버의 다수 개의 가스 입구들 중 어느 하나에 연결되어 기판 처리 챔버의 내부로 플라즈마 가스를 배출하는 가스 출구; 플라즈마 방전관에 장착되는 하나 이상의 링형 페라이트 코어; 및 링형 페라이트 코어에 감기고 제3 임피던스 정합기를 통하여 제3 전원 공급원에 전기적으로 연결되는 유도 코일을 포함한다.Preferably, the remote plasma generator comprises: a toroidal plasma discharge tube; A gas inlet connected to one of the plurality of gas supply channels and the plasma discharge tube to receive the process gas; A gas outlet connected to any one of a plurality of gas inlets of the substrate processing chamber to discharge plasma gas into the substrate processing chamber; One or more ring-shaped ferrite cores mounted to the plasma discharge tube; And an induction coil wound around the ring ferrite core and electrically connected to the third power source through the third impedance matcher.

바람직하게, 상기 원격 플라즈마 발생기는: 토로이달형의 플라즈마 방전관; 다수 개의 가스 공급 채널 중 어느 하나와 플라즈마 방전관을 연결되어 공정 가스를 받아들이는 가스 입구; 기판 처리 챔버의 다수 개의 가스 입구들 중 어느 하나에 연결되어 기판 처리 챔버의 내부로 플라즈마 가스가 유입되도록 하는 가스 출구; 서로 이웃하는 두 개의 플라즈마 방전관에 공통으로 장착되는 적어도 하나의 링형 페라이트 코어; 및 링형 페라이트 코어에 감기고 제3 임피던스 정합기를 통하여 제3 전원 공급원에 전기적으로 연결되는 유도 코일을 포함한다.Preferably, the remote plasma generator comprises: a toroidal plasma discharge tube; A gas inlet connecting one of the plurality of gas supply channels and the plasma discharge tube to receive the process gas; A gas outlet connected to any one of a plurality of gas inlets of the substrate processing chamber to allow plasma gas to flow into the substrate processing chamber; At least one ring-shaped ferrite core commonly mounted in two adjacent plasma discharge tubes; And an induction coil wound around the ring ferrite core and electrically connected to the third power source through the third impedance matcher.

바람직하게, 상기 다수 개의 원격 플라즈마 발생기의 유도 코일들은 제3 전 원 공급원에 직렬, 병렬, 직렬과 병렬의 혼합 방식 중 어느 하나의 방식으로 연결된다.Preferably, the induction coils of the plurality of remote plasma generators are connected to a third power source in any one of a series, parallel, a combination of series and parallel.

바람직하게, 상기 다수 개의 원격 플라즈마 발생기의 유도 코일들은 각기 독립적으로 다수 개의 전원 공급원에 각기 연결된다.Preferably, the induction coils of the plurality of remote plasma generators are each independently connected to a plurality of power sources.

바람직하게, 상기 토로이달형의 플라즈마 방전관은 냉각수 공급 라인을 포함한다.Preferably, the toroidal plasma discharge tube includes a cooling water supply line.

바람직하게, 상기 토로이달형의 플라즈마 방전관은 전도성 금속과 방전관내에 전기적 불연속성을 형성하는 하나 이상의 유전체 영역을 포함한다.Preferably, the toroidal plasma discharge vessel includes a conductive metal and at least one dielectric region that forms an electrical discontinuity in the discharge vessel.

바람직하게, 상기 유전체 영역은 플라즈마 방전관을 둘 이상의 영역으로 분리한다.Preferably, the dielectric region separates the plasma discharge tube into two or more regions.

바람직하게, 상기 기판 처리 챔버의 다수 개의 가스 입구와 다수 개의 원격 플라즈마 발생기는 상기 기판 처리 챔버의 천정 외측에 방사형으로 배치되고, 상기 가스 공급 유닛은: 가스 공급원에 연결되는 가스 입력관; 및 일단이 가스 입력관에 공통으로 연결되고 타단이 다수 개의 원격 플라즈마 발생기의 가스 입구에 각기 연결되어 방사형 배치 구조를 갖는 다수 개의 가스 공급 채널을 포함한다.Preferably, the plurality of gas inlets and the plurality of remote plasma generators of the substrate processing chamber are disposed radially outside the ceiling of the substrate processing chamber, the gas supply unit comprising: a gas input tube connected to a gas supply source; And a plurality of gas supply channels, one end of which is commonly connected to the gas input pipe and the other end of which is respectively connected to the gas inlets of the plurality of remote plasma generators, having a radial arrangement.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의하여야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성 에 대한 상세한 기술은 생략된다.DETAILED DESCRIPTION In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the embodiments of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings. In understanding the drawings, it should be noted that like parts are intended to be represented by the same reference numerals as much as possible. And a detailed description of known functions and configurations that are determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention is omitted.

(실시예)(Example)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 배치 처리 챔버를 위한 다중 원격 플라즈마 발생기를 구비하는 기판 처리 시스템을 상세히 설명한다. 본 실시예의 설명에서 기판 처리 챔버는 다수 개(예를 들어 여섯 개)의 기판을 배치 처리하는 배치 처리 챔버를 예로 하여 설명한다. 그러나 단일 챔버에서 하나의 기판을 처리하는 매엽식 기판 처리 챔버도 적용이 가능함은 자명하다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a description will be given of a substrate processing system having multiple remote plasma generators for a batch processing chamber of the present invention, by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. In the description of this embodiment, the substrate processing chamber will be described using an example of a batch processing chamber for batch processing a plurality of substrates (for example, six). However, it is obvious that the single wafer processing chamber which processes one substrate in a single chamber can also be applied.

도 1을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 시스템은 배치 처리 챔버(10)를 위한 다수 개의 원격 플라즈마 발생기(30)를 구비한다. 배치 처리 챔버(10)의 내부에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 다수 개(예를 들어 여섯 개)의 기판(W)이 방사형으로 배치되어 놓이는 기판 지지부(11)가 구비되고, 기판 지지부(11)가 회전하며 다양한 위치에서 다수 개의 기판(W)이 배치 처리된다. 배치 처리 챔버(10)의 천정 외측에는 다수 개(예를 들어, 여섯 개)의 원격 플라즈마 발생기(30) 예를 들어, 여섯 개가 방사형으로 배치되어 장착된다. 그리고 가스 공급 유닛(40)이 다수 개의 원격 플라즈마 발생기(30)로 공정 가스를 공급하도록 연결된다.Referring to FIG. 1, the substrate processing system according to the first embodiment of the present invention includes a plurality of remote plasma generators 30 for the batch processing chamber 10. Inside the batch processing chamber 10, as shown in FIG. 4, a substrate support 11 is provided in which a plurality of substrates W (eg, six) are disposed radially, and a substrate support ( 11 is rotated and a plurality of substrates W are disposed in various positions. Outside the ceiling of the batch processing chamber 10, a plurality (eg six) of remote plasma generators 30, for example six, are radially arranged and mounted. The gas supply unit 40 is then connected to supply process gas to the plurality of remote plasma generators 30.

도 2는 도 1의 배치 처리 챔버의 상부에 형성된 다수 개의 가스 입구의 구조 를 보여주기 위한 평면도이고, 도 3은 도 1의 배치 처리 챔버의 평면도이다.FIG. 2 is a plan view illustrating a structure of a plurality of gas inlets formed on the upper part of the batch processing chamber of FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view of the batch processing chamber of FIG. 1.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 배치 처리 챔버(10)의 천정에는 다수 개(예를 들어 여섯 개)의 가스 입구(13)가 방사형으로 형성되어 있다. 다수 개의 가스 입구(13)에는 다수 개의 원격 플라즈마 발생기(30)의 각각의 가스 출구(36)가 연결된다. 그럼으로 다수 개의 원격 플라즈마 발생기(30) 또한 방사형 배치 구조를 갖는다.As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality (eg six) gas inlets 13 are radially formed on the ceiling of the batch processing chamber 10. Each gas outlet 36 of the plurality of remote plasma generators 30 is connected to the plurality of gas inlets 13. The plurality of remote plasma generators 30 thus also have a radial arrangement.

가스 공급 유닛(40)은 가스 공급원(미도시)에 연결되는 가스 입력관(42)과 다수 개(예를 들어, 여섯 개)의 가스 공급 채널(43)로 구성된다. 가스 공급 채널(43)은 선형 튜브 구조를 갖도록 할 수 있으며, 일단은 가스 입력관(42)에 공통으로 연결되고 타단은 다수 개의 원격 플라즈마 발생기(30)의 가스 입구(34)에 각기 연결되어 전체적으로 방사형 배치 구조를 갖는다. 가스 입력관(42)은 다수 개의 가스 공급 채널(43)이 공통으로 연결하기 용이하도록 하부가 좀 더 넓은 구조(41)를 갖도록 할 수 있다.The gas supply unit 40 is composed of a gas input pipe 42 connected to a gas supply source (not shown) and a plurality of gas supply channels 43 (for example, six). The gas supply channel 43 may have a linear tube structure, one end of which is commonly connected to the gas input pipe 42 and the other end of which is respectively connected to the gas inlets 34 of the plurality of remote plasma generators 30. It has a radial arrangement structure. The gas input pipe 42 may have a structure 41 having a wider lower portion so that the plurality of gas supply channels 43 may be easily connected in common.

도 5를 참조하여, 다수 개의 원격 플라즈마 발생기(30)는 토로이달형의 플라즈마 방전관(31)을 구비한다. 플라즈마 방전관(31)은 가스 입구(34)와 가스 출구(35)를 구비한다. 가스 입구(34)는 다수 개의 가스 공급 채널 중 어느 하나와 연결되어 공정 가스를 받아들이며, 가스 출구(36)는 배치 처리 챔버(10)의 다수 개의 가스 입구(13)들 중 어느 하나에 연결되어 배치 처리 챔버(10)의 내부로 플라즈마 가스를 배출한다. 플라즈마 방전관(31)에는 유도 코일(33)이 감긴 하나 이상의 링형 페라이트 코어(32)가 장착된다.Referring to FIG. 5, the plurality of remote plasma generators 30 includes a toroidal plasma discharge tube 31. The plasma discharge tube 31 has a gas inlet 34 and a gas outlet 35. The gas inlet 34 is connected to any one of the plurality of gas supply channels to receive the process gas, and the gas outlet 36 is connected to any one of the plurality of gas inlets 13 of the batch processing chamber 10. Plasma gas is discharged into the processing chamber 10. The plasma discharge tube 31 is equipped with one or more ring-shaped ferrite cores 32 in which the induction coil 33 is wound.

배치 처리 챔버(10)의 내부에는 다수 개의 기판(W)들에 대응되는 상부 영역에 각기 가스 샤워 헤드(12)가 구비되며, 가스 샤워 헤드(12)는 가스 입구(13)를 통해서 가스를 유입 받는다.Inside the batch processing chamber 10, a gas shower head 12 is provided in an upper region corresponding to the plurality of substrates W, and the gas shower head 12 introduces gas through the gas inlet 13. Receive.

기판 지지대(11)는 제1 임피던스 정합기(55)를 통하여 제1 전원 공급원(54)에 전기적으로 연결된다. 다수개의 가스 샤워 헤드(12)는 제2 임피던스 정합기(53)를 통하여 제2 전원 공급원(52)에 전기적으로 연결된다. 제1 및 제2 전원 공급원(54)(52)은 무선 주파수를 발생하며, 제1 전원 공급원(54)은 제2 전원 공급원(52) 보다 상대적으로 낮은 주파수의 전원을 발생한다.The substrate support 11 is electrically connected to the first power source 54 through the first impedance matcher 55. The plurality of gas shower heads 12 are electrically connected to the second power source 52 through the second impedance matcher 53. The first and second power sources 54, 52 generate a radio frequency, and the first power source 54 generates a power of a frequency lower than the second power source 52.

도 6을 참조하여, 다수개의 원격 플라즈마 발생기(30)의 링형 페라이트 코어(32)에 감겨진 유도 코일(33)은 직렬, 병렬, 직렬과 병렬의 혼합 방식 중 어느 하나의 방식으로 연결되며, 제3 임피던스 정합기(51)를 통하여 제3 전원 공급원(50)에 전기적으로 연결된다. 제3 전원 공급원(50)은 무선 주파수 예를 들어 400khz의 중간 주파수를 발생한다. 또는, 다수 개의 원격 플라즈마 발생기(30)의 유도 코일(33)들은 각기 독립적으로 다수 개의 전원 공급원(미도시)에 각기 연결되도록 할 수도 있다.Referring to FIG. 6, the induction coils 33 wound around the ring-shaped ferrite cores 32 of the plurality of remote plasma generators 30 are connected in one of a series, parallel, and a combination of series and parallel manners. The third impedance matcher 51 is electrically connected to the third power supply 50. The third power source 50 generates an intermediate frequency of radio frequency, for example 400 kHz. Alternatively, the induction coils 33 of the plurality of remote plasma generators 30 may be independently connected to a plurality of power sources (not shown), respectively.

도면에는 구체적으로 미도시 되었으나, 플라즈마 방전관(31)은 냉각수 공급 라인(미도시)을 포함하며, 외부로부터 냉각수를 공급받아 플라즈마 방전관(31)이 과열되는 것을 방지한다. 플라즈마 방전관(31)은 전도성 금속과 방전관내에 전기적 불연속성을 형성하는 하나 이상의 유전체 영역을 포함한다. 상기 유전체 영역은 플라즈마 방전관을 둘 이상의 영역으로 분리한다. 즉, 플라즈마 방전관(31)을 두 개 이상의 전도성 금속 조립체로 구성하고, 조립체 사이에 유전체 예를 들어, 세라믹 재질의 접합 부재를 사용할 수 있을 것이다. 그리고 진공 결합을 위하여 오링이 삽입된다.Although not specifically illustrated in the drawing, the plasma discharge tube 31 includes a cooling water supply line (not shown), and prevents the plasma discharge tube 31 from being overheated by receiving the cooling water from the outside. The plasma discharge vessel 31 includes a conductive metal and one or more dielectric regions that form electrical discontinuities in the discharge vessel. The dielectric region separates the plasma discharge tube into two or more regions. That is, the plasma discharge tube 31 may be composed of two or more conductive metal assemblies, and a bonding member made of a dielectric material, for example, ceramic material, may be used between the assemblies. And an O-ring is inserted for vacuum coupling.

다시 도 1 및 도 5를 참조하여, 가스 공급원(미도시)으로부터 공정 가스 예를 들어, NF₃, C₂F₆, C₃F₈과 같은 CxFx 계열의 가스, SF₆과 같은 SFx 계열의 가스, CF₄, CHF₃, O₂등이 가스 공급 유닛(40)으로 입력된다. 그리고 점화 가스 예를 들어 Ar 등이 사용된다.Referring again to FIGS. 1 and 5, process gases from a gas source (not shown), for example, CxFx-based gas such as NF ₃ , C ₂ F ₆ , C ₃ F _8, and SFx-based gas such as SF ₆ , CF ₄ , CHF ₃ , O _2, and the like are input to the gas supply unit 40. And ignition gases such as Ar and the like are used.

가스 공급 유닛(40)은 가스 공급원으로부터 입력되는 가스를 가스 공급 채널(43)을 통해서 다수 개의 원격 플라즈마 발생기(30)로 분리 공급한다. 각각의 원격 플라즈마 발생기(30)가 동작하여 플라즈마를 발생시키며, 발생된 플라즈마 가스는 배치 처리 챔버(10)의 가스 샤워 헤드(12)를 통해서 내부로 분사되어 진다.The gas supply unit 40 separately supplies the gas input from the gas supply source to the plurality of remote plasma generators 30 through the gas supply channel 43. Each remote plasma generator 30 is operated to generate plasma, which is injected into the interior through the gas shower head 12 of the batch processing chamber 10.

이상과 같은 본 발명의 기판 처리 시스템은 반도체 제조 공정에서 배치 처리 챔버의 클리닝 공정에 유용하게 적용될 수 있다. 본 발명의 독특한 구조인 다수 개의 원격 플라즈마 발생기(40)의 방사형 배치 구조와 이들로 공정 가스를 공급하기 위한 방사형 구조를 갖는 가스 공급 유닛(40)이 제공됨으로서 배치 처리 챔버 (10)의 큰 볼륨에 적합하게 원격 플라즈마를 발생하여 공급할 수 있게 된다.The substrate processing system of the present invention as described above can be usefully applied to the cleaning process of a batch processing chamber in a semiconductor manufacturing process. A gas supply unit 40 having a radial arrangement of a plurality of remote plasma generators 40, which is a unique structure of the present invention, and a radial structure for supplying a process gas thereto, is provided so that a large volume of the batch processing chamber 10 is provided. Suitably, the remote plasma can be generated and supplied.

상술한 바와 같은 본 발명의 제1 실시예예서 배치 처리 챔버(10)가 원통형 구조를 갖고, 기판 지지대(11)가 원반형 구조를 갖으며 그 위에 방사형으로 다수 개의 기판(W)이 놓이는 구조로 예시하였다. 그러나 이는 본 발명에서 한정적인 구조는 아니며 다양한 구조로 변형이 가능하다. 그리고 이에 따라 가스 공급 유닛(40)의 구조도 적절히 변형할 수 있다. 후술되는 본 발명의 제2 실시예의 경우도 동일하다.In the first embodiment of the present invention as described above, the batch processing chamber 10 has a cylindrical structure, the substrate support 11 has a disk structure, and a plurality of substrates W are disposed radially thereon. It was. However, this is not a limited structure in the present invention and may be modified in various structures. And accordingly, the structure of the gas supply unit 40 can also be modified suitably. The same applies to the second embodiment of the present invention described later.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 원격 플라즈마 발생기를 구비한 배치 처리 챔버의 사시도이고, 도 8은 도 7의 배치 처리 챔버의 평면도이다. 그리고 도 9는 도 7의 원격 플라즈마 발생기와 배치 처리 챔버의 연결 구조를 보여주는 부분 단면도이다.7 is a perspective view of a batch processing chamber with a multi-remote plasma generator according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a plan view of the batch processing chamber of FIG. 9 is a partial cross-sectional view illustrating a connection structure of the remote plasma generator and the batch processing chamber of FIG. 7.

본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 설명에 있어서 상술한 제1 실시예와 동일한 모두 동일한 구성을 갖는다. 그럼으로 반복된 설명은 생략한다. 그러나 제2 실시예에서 다수개의 원격 플라즈마 발생기(30)는 링형 페라이트 코어(32)가 서로 이웃하는 플라즈마 방전관(31)에 공통으로 장착되는 매우 독특한 구조를 취하고 있다. 이와 같이 링형 페라이트 코어(32)가 공통으로 장착됨으로서 에너지 손실이 보다 낮아짐으로 에너지 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.In the description of the substrate processing system according to the second embodiment of the present invention, all have the same configuration as those of the first embodiment described above. Therefore, repeated descriptions are omitted. However, in the second embodiment, the plurality of remote plasma generators 30 has a very unique structure in which the ring-shaped ferrite cores 32 are commonly mounted in the neighboring plasma discharge tubes 31. As such, since the ring-type ferrite core 32 is commonly installed, the energy loss is lowered, thereby increasing energy efficiency.

상술한 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains have various modifications and equivalent embodiments. You can see that it is possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

상술한 바와 같은 본 발명의 배치 처리 챔버를 위한 다중 원격 플라즈마 발생기를 구비하는 기판 처리 시스템에 의하면 다수 개의 원격 플라즈마 발생기(40)의 방사형 배치 구조와 이들로 공정 가스를 공급하기 위한 방사형 구조를 갖는 가스 공급 유닛(40)이 제공됨으로서 배치 처리 챔버(10)의 큰 볼륨에 적합하게 원격 플라즈마를 발생하여 배치 처리 챔버(10)로 공급할 수 있게 된다.According to the substrate processing system having the multiple remote plasma generators for the batch processing chamber of the present invention as described above, the gas having the radial arrangement of the plurality of remote plasma generators 40 and the radial structure for supplying the process gas thereto are provided. The supply unit 40 is provided so that the remote plasma can be generated and supplied to the batch processing chamber 10 to suit the large volume of the batch processing chamber 10.

Claims

A substrate processing chamber having a plurality of gas inlets;

A plurality of remote plasma generators independently connected to the plurality of gas inlets; And

A substrate processing system comprising a gas supply unit having a plurality of gas supply channels for supplying process gases to a plurality of remote plasma generators.

The substrate processing system of claim 1, wherein the substrate processing chamber is a batch processing chamber that batch processes one or more substrates.

The apparatus of claim 2, wherein the batch processing chamber comprises: a substrate support having a plurality of substrates disposed radially within the chamber and electrically connected to a first power supply through a first impedance matcher; And

And a plurality of gas shower heads each mounted on an interior ceiling of the chamber to be aligned on top of the substrate and electrically connected to a second power source through a second impedance matcher.

The method of claim 1, wherein the remote plasma generator:

A toroidal plasma discharge tube;

A gas inlet connected to one of the plurality of gas supply channels and the plasma discharge tube to receive the process gas;

A gas outlet connected to any one of a plurality of gas inlets of the substrate processing chamber to discharge plasma gas into the substrate processing chamber;

One or more ring-shaped ferrite cores mounted to the plasma discharge tube; And

And an induction coil wound around the ring ferrite core and electrically connected to the third power source through the third impedance matcher.

The method of claim 1, wherein the remote plasma generator:

A toroidal plasma discharge tube;

A gas inlet connecting one of the plurality of gas supply channels and the plasma discharge tube to receive the process gas;

A gas outlet connected to any one of a plurality of gas inlets of the substrate processing chamber to allow plasma gas to flow into the substrate processing chamber;

At least one ring-shaped ferrite core commonly mounted in two adjacent plasma discharge tubes; And

6. The substrate processing system of claim 4 or 5, wherein the induction coils of the plurality of remote plasma generators are connected to a third power source in any one of a series, parallel, series and parallel mixed manner. .

6. The substrate processing system of claim 4 or 5, wherein induction coils of the plurality of remote plasma generators are each independently connected to a plurality of power sources.

6. The substrate processing system according to any one of claims 4 and 5, wherein the toroidal plasma discharge tube includes a cooling water supply line.

6. The substrate processing system of claim 4 or 5, wherein the toroidal plasma discharge tube includes at least one dielectric region that forms an electrical discontinuity in the discharge tube with the conductive metal.

The substrate processing system of claim 9, wherein the dielectric region separates the plasma discharge tube into two or more regions.

The method of claim 1, wherein the plurality of gas inlets and the plurality of remote plasma generators of the substrate processing chamber are disposed radially outside the ceiling of the substrate processing chamber,

The gas supply unit comprises: a gas input tube connected to a gas supply source; And a plurality of gas supply channels, one end of which is commonly connected to the gas input pipe and the other end of which is respectively connected to the gas inlets of the plurality of remote plasma generators, having a radial arrangement.