JP2023132206A - Substrate processing device and substrate processing method - Google Patents

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オ,ショウジュン
Seungjun Oh
ナム,ジンウ
Jinwoo Nam
リ,ジャンヒ
Janghee Lee
ハク パク,ヤン
Young Hak Park
ウ チョイ,ジン
Jon Woo Choi
ナ ショ,アン
Ahn Na Seo
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Abstract

To provide a substrate processing device and a substrate processing method that effectively perform surface treatment on a substrate, effectively remove impurities remaining on a substrate, and effectively improve substrate surface damage and roughness.SOLUTION: In a substrate processing apparatus including a process chamber, a substrate support portion, a gas supply portion, a microwave application unit, and a controller, a substrate processing method includes a first processing step of processing the substrate by transferring hydrogen radicals to the substrate controlled at a first temperature, and a second processing step of processing the substrate by transmitting hydrogen radicals to the substrate controlled at a second temperature that is different from the first temperature.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に関するものである。 The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method.

半導体素子が高集積化されることによって活性領域の大きさも減少するようになった。これで、活性領域に形成されるMOSトランジスターのチャンネル長さも減るようになった。MOSトランジスターチャンネル長さが小くなれば、短チャンネル効果(Short Channel Effect)によってトランジスターの動作性能を低下させる。これで、基板上に形成される素子らの大きさを縮めながら素子の性能を極大化させるために多様な研究が進行されている。 As semiconductor devices become more highly integrated, the size of active regions also decreases. This also reduces the channel length of the MOS transistor formed in the active region. As the channel length of a MOS transistor becomes smaller, the operating performance of the transistor deteriorates due to a short channel effect. Various research efforts are underway to maximize the performance of devices while reducing the size of devices formed on a substrate.

このうち、代表的なものとしてフィン(fin)構造を有するフィンペット(fin-FET)素子を有することができる。このようなフィンペッ素子は珪素(Si)を含むウェハーなどの基板を蝕刻して形成されることができる。この時、蝕刻過程で発生される基板表面の粗さはトランジスターの性能低下の原因になることがある。これに一般には、ラジカルを基板表面に伝達するアニーリング処理を通じて基板表面損傷と粗さを改善する。しかし、基板に不純物が適切に除去されない状態で基板に対するアニーリング処理を遂行する場合、基板に残っている不純物は半導体素子の性能劣化の原因になる。 Among these, a typical example is a fin-FET element having a fin structure. Such a FinPet element can be formed by etching a substrate such as a wafer containing silicon (Si). At this time, roughness of the substrate surface generated during the etching process may cause deterioration of transistor performance. Generally, damage and roughness on the substrate surface are improved through an annealing process that transfers radicals to the substrate surface. However, if an annealing process is performed on the substrate without properly removing impurities from the substrate, the impurities remaining on the substrate may cause performance deterioration of the semiconductor device.

韓国特許公開第10-2015-0061163号公報Korean Patent Publication No. 10-2015-0061163

本発明は、基板を効率的に基板処理装置及び基板処理方法を提供することを一目的とする。 One object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method that efficiently process a substrate.

また、本発明は、基板に対する表面処理を効果的に遂行することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することを一目的とする。 Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method that can effectively perform surface treatment on a substrate.

また、本発明は、基板に残留する不純物を効果的に除去することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することを一目的とする。 Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method that can effectively remove impurities remaining on a substrate.

また、本発明は、基板表面損傷と粗さを効果的に改善することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することを一目的とする。 Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method that can effectively improve substrate surface damage and roughness.

本発明の効果が上述した効果らに限定されるものではなくて、言及されない効果らは本明細書及び添付された図面らから本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者に明確に理解されることができるであろう。 The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and the effects not mentioned will be clearly understood by a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains from this specification and the attached drawings. be able to be understood.

本発明は、基板を処理する装置を提供する。基板を処理する装置は、処理空間を有する工程チャンバと、前記処理空間で基板を支持し、前記基板の温度を調節するヒーターを有する基板支持部と、前記処理空間に工程ガスを供給するガス供給部と、前記工程ガスを励起させてラジカルを発生させるガス励起部と、及び制御機を含み、前記制御機は前記処理空間に前記工程ガスを供給し、前記ラジカルを発生させるように前記ガス供給部、そして、前記ガス励起部を制御し、前記基板に前記ラジカルが伝達される間、前記基板の温度を第1温度で調節し、以後前記基板の温度を前記第1温度と相異な温度である第2温度で調節するように前記基板支持部を制御することができる。 The present invention provides an apparatus for processing a substrate. An apparatus for processing a substrate includes a process chamber having a process space, a substrate support part having a heater that supports the substrate in the process space and adjusts the temperature of the substrate, and a gas supply supplying a process gas to the process space. a gas excitation unit that excites the process gas to generate radicals; and a controller, the controller supplies the process gas to the processing space and controls the gas supply to generate the radicals. and controlling the gas excitation unit to adjust the temperature of the substrate at a first temperature while the radicals are transferred to the substrate, and thereafter adjust the temperature of the substrate at a temperature different from the first temperature. The substrate support can be controlled to adjust at a certain second temperature.

一実施例によれば、前記制御機は、前記第2温度が前記第1温度より高い温度になるように前記基板支持部を制御することができる。 According to one embodiment, the controller may control the substrate support so that the second temperature is higher than the first temperature.

一実施例によれば、前記制御機は、前記第1温度が50度乃至300度の間の温度になるように前記基板支持部を制御することができる。 According to one embodiment, the controller may control the substrate support so that the first temperature is between 50 degrees and 300 degrees.

一実施例によれば、前記制御機は、前記第2温度が400度乃至700度の間の温度になるように前記基板支持部を制御することができる。 According to one embodiment, the controller may control the substrate support so that the second temperature is between 400 degrees and 700 degrees.

一実施例によれば、前記工程チャンバには前記処理空間を排気する排気ラインと連結される排気ホールが少なくとも一つ以上形成され、前記制御機は、前記処理空間の圧力が10mTorr乃至4Torrの間の圧力になるように前記排気ラインと連結された減圧部材を制御することができる。 According to one embodiment, at least one exhaust hole is formed in the process chamber and is connected to an exhaust line for exhausting the process space, and the controller controls the process chamber so that the pressure in the process space is between 10 mTorr and 4 Torr. A pressure reducing member connected to the exhaust line can be controlled so that the pressure becomes .

一実施例によれば、前記ラジカルによって処理される前記基板には、ゲルマニウム(Ge)を含む不純物が付着され、前記基板は珪素(Si)を含む素材で提供されることができる。 According to one embodiment, impurities including germanium (Ge) may be attached to the substrate to be treated with the radicals, and the substrate may be made of a material including silicon (Si).

一実施例によれば、前記ガス供給部が供給する前記工程ガスは、水素、そして、非活性ガスのうちで選択される少なくとも一つのガスを含むことができる。 According to an embodiment, the process gas supplied by the gas supply unit may include at least one gas selected from hydrogen and an inert gas.

一実施例によれば、前記ガス励起部は、マイクロ波電源と、及び前記マイクロ波電源が印加する電源の伝達を受けて前記処理空間にマイクロ波を印加するマイクロ波アンテナを含むことができる。 According to one embodiment, the gas excitation unit may include a microwave power source and a microwave antenna that receives the power applied by the microwave power source and applies microwaves to the processing space.

また、ゲルマニウム(Ge)が付着された基板の表面を処理する基板処理装置を提供する。基板処理装置は処理空間を有する工程チャンバと、前記処理空間で基板を支持して前記基板の温度を調節する温度調節部材を有する基板支持部と、前記処理空間で水素を含む工程ガスを供給するガス供給部と、前記工程ガスを励起させて水素ラジカルを発生させるガス励起部と、及び制御機を含み、前記制御機は前記水素ラジカルを前記基板に伝達して前記ゲルマニウムを除去する第1処理段階と、及び前記水素ラジカルを前記基板に伝達して前記基板の表面粗さを改善する第2処理段階を遂行するように前記ガス供給部、前記ガス励起部を制御することができる。 The present invention also provides a substrate processing apparatus that processes the surface of a substrate to which germanium (Ge) is attached. The substrate processing apparatus includes a process chamber having a process space, a substrate support part having a temperature control member that supports a substrate in the process space and adjusts the temperature of the substrate, and supplies a process gas containing hydrogen in the process space. The controller includes a gas supply unit, a gas excitation unit that excites the process gas to generate hydrogen radicals, and a controller, and the controller transfers the hydrogen radicals to the substrate to remove the germanium. The gas supply unit and the gas excitation unit may be controlled to perform a second treatment step of transferring the hydrogen radicals to the substrate to improve surface roughness of the substrate.

一実施例によれば、前記制御機は、前記第1処理段階で前記基板の温度が第1温度になって、前記第2処理段階で前記基板の温度が前記第1温度と相異な第2温度になるように前記基板支持部を制御することができる。 According to an embodiment, the controller may control the temperature of the substrate to be a first temperature in the first processing step, and the temperature of the substrate to be a second temperature different from the first temperature in the second processing step. The substrate support may be controlled to have a temperature.

一実施例によれば、前記制御機は、前記第2温度が前記第1温度より高い温度になるように前記基板支持部を制御することができる。 According to one embodiment, the controller may control the substrate support so that the second temperature is higher than the first temperature.

一実施例によれば、前記制御機は、前記第1温度が50度乃至300度の間の温度になって、前記第2温度が400度乃至700度の間の温度になるように前記基板支持部を制御することができる。 According to one embodiment, the controller controls the substrate so that the first temperature is between 50 degrees and 300 degrees, and the second temperature is between 400 degrees and 700 degrees. The support can be controlled.

一実施例によれば、前記基板は、珪素(Si)を含む素材で提供されることができる。 According to one embodiment, the substrate may be made of a material containing silicon (Si).

また、本発明は、基板を処理する方法を提供する。基板処理方法は、第1温度で調節された基板に水素ラジカルを伝達して前記基板を処理する第1処理段階と、及び前記第1温度と相異な温度である第2温度で調節された前記基板に前記水素ラジカルを伝達して前記基板を処理する第2処理段階を含むことができる。 The invention also provides a method of processing a substrate. The substrate processing method includes a first processing step of transferring hydrogen radicals to the substrate, which is controlled at a first temperature, and processing the substrate, and a second processing step, which is controlled at a second temperature that is different from the first temperature. The method may include a second treatment step of transmitting the hydrogen radicals to the substrate to treat the substrate.

一実施例によれば、前記第2温度は、前記第1温度より高い温度であることができる。 According to one embodiment, the second temperature may be higher than the first temperature.

一実施例によれば、前記第1温度は、50度以上、そして、300度以下であることがある。 According to one embodiment, the first temperature may be greater than or equal to 50 degrees and less than or equal to 300 degrees.

一実施例によれば、前記第2温度は、400度以上、そして700度以下であることがある。 According to one embodiment, the second temperature may be greater than or equal to 400 degrees and less than or equal to 700 degrees.

一実施例によれば、前記基板が処理される空間を提供する真空チャンバ内の圧力は10mTorr以上、そして、4Torr以下であることがある。 According to one embodiment, the pressure within a vacuum chamber providing a space in which the substrate is processed may be greater than or equal to 10 mTorr and less than or equal to 4 Torr.

一実施例によれば、前記第1処理段階には、前記基板上に付着されたゲルマニウム(Ge)を含む不純物を除去して前記第2処理段階は前記第1処理段階以後に遂行されるが珪素(Si)を含む素材で提供されることができる。 According to an embodiment, the first treatment step may include removing impurities including germanium (Ge) deposited on the substrate, and the second treatment step may be performed after the first treatment step. It can be provided with a material containing silicon (Si).

一実施例によれば、前記水素ラジカルを含むプラズマはダイレクトプラズマ、そして、リモートプラズマのうちで何れか一つであることができる。 According to an embodiment, the plasma containing hydrogen radicals may be one of direct plasma and remote plasma.

本発明の一実施例によれば、基板を効率的に処理することができる。 According to one embodiment of the present invention, substrates can be processed efficiently.

また、本発明の一実施例によれば、基板の周辺領域で発生される電気場を調節して基板に不純物が伝達されることを最小化することができる。
本発明の効果は、前記した効果に限定されるものではなくて、本発明の詳細な説明、または、特許請求範囲に記載された発明の構成から推論可能なすべての効果を含むことで理解されなければならない。
Further, according to an embodiment of the present invention, the electric field generated in the peripheral region of the substrate may be adjusted to minimize the transfer of impurities to the substrate.
It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, but include all effects that can be inferred from the detailed description of the present invention or the structure of the invention described in the claims. There must be.

本発明の一実施例による基板処理装置を見せてくれる図面である。1 is a diagram showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による基板処理方法を見せてくれるフローチャートである。1 is a flowchart showing a method for processing a substrate according to an embodiment of the present invention. 図2の第1処理段階を遂行する基板処理装置の姿を見せてくれる図面である。3 is a diagram illustrating a substrate processing apparatus that performs a first processing step of FIG. 2; FIG. 図2の第2処理段階が遂行された以後基板の姿を見せてくれる図面である。3 is a diagram showing the appearance of a substrate after the second processing step of FIG. 2 is performed; FIG. 図2の第2処理段階を遂行する基板処理装置の姿を見せてくれる図面である。3 is a diagram illustrating a substrate processing apparatus that performs a second processing step of FIG. 2. FIG. 図2の第2処理段階が遂行された以後基板の姿を見せてくれる図面である。3 is a diagram showing the appearance of a substrate after the second processing step of FIG. 2 is performed; FIG. 基板の温度によって基板上に付着された不純物がラジカルによって除去される効率を示すグラフである。5 is a graph showing the efficiency with which impurities attached to a substrate are removed by radicals depending on the temperature of the substrate. 基板にフィンが形成された場合、第1処理段階が遂行される基板の姿を見せてくれる図面である。2 is a diagram illustrating a substrate on which a first processing step is performed when fins are formed on the substrate. 基板にフィンが形成された場合、第1処理段階が遂行された基板の姿を見せてくれる図面である。5 is a diagram showing a substrate after a first processing step is performed when fins are formed on the substrate. 基板にフィンが形成された場合、第2処理段階が遂行される基板の姿を見せてくれる図面である。5 is a diagram illustrating a substrate subjected to a second processing step when fins are formed on the substrate. 基板にフィンが形成された場合、第2処理段階が遂行された基板の姿を見せてくれる図面である。FIG. 7 is a diagram showing a substrate after a second processing step is performed when fins are formed on the substrate. FIG. 基板にシート(Sheet)構造が形成された場合、第1処理段階が遂行される基板の姿を見せてくれる図面である。1 is a diagram showing a substrate on which a first processing step is performed when a sheet structure is formed on the substrate. 基板にシート(Sheet)構造が形成された場合、第1処理段階が遂行された基板の姿を見せてくれる図面である。FIG. 2 is a diagram showing a substrate after a first processing step is performed when a sheet structure is formed on the substrate. FIG. 基板にシート(Sheet)構造が形成された場合、第2処理段階が遂行される基板の姿を見せてくれる図面である。FIG. 2 is a diagram showing a substrate on which a second processing step is performed when a sheet structure is formed on the substrate. FIG. 基板にシート(Sheet)構造が形成された場合、第2処理段階が遂行された基板の姿を見せてくれる図面である。FIG. 2 is a diagram showing a substrate after a second processing step is performed when a sheet structure is formed on the substrate. FIG.

以下では添付した図面を参照にして本発明の実施例に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明はいろいろ相異な形態で具現されることができるし、ここで説明する実施例で限定されない。また、本発明の望ましい実施例を詳細に説明するにおいて、関連される公知機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曇ることがあると判断される場合にはその詳細な説明を略する。また、類似機能及び作用をする部分に対しては図面全体にかけて等しい符号を使用する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention can be implemented in various forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in describing the preferred embodiments of the present invention in detail, if it is determined that a specific explanation of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed explanation will be omitted. The explanation will be omitted. Further, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and actions.

ある構成要素を‘包含'するということは、特別に反対される記載がない限り他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。具体的に,“含む”または“有する”などの用語は明細書上に記載した特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとすることであって、一つまたはその以上の他の特徴らや数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものとして理解されなければならない。 'Including' an element does not exclude other elements unless specifically stated to the contrary, but means that the other elements can also be included. Specifically, the words "comprising" and "having" are used to indicate the presence of features, numbers, steps, acts, components, parts, or combinations thereof described in the specification. However, it is to be understood that this does not exclude in advance the existence or possibility of addition of one or more other features, figures, steps, acts, components, parts or combinations thereof.

単数の表現は文脈上明白に異なるように志さない限り、複数表現を含む。また、図面で要素らの形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。 The singular term includes the plural term unless the context clearly dictates otherwise. In addition, the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer explanation.

第1、第2などの用語は多様な構成要素らを説明するのに使用されることができるが、前記構成要素らは前記用語によって限定されてはいけない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的で使用されることができる。例えば、本発明の権利範囲から離脱されないまま第1構成要素は第2構成要素で命名されることができるし、類似第2構成要素も第1構成要素に命名されることができる。 Although terms such as first and second may be used to describe various components, the components should not be limited by the terms. These terms can be used to distinguish one component from another component. For example, a first component can be named a second component, and a similar second component can also be named a first component without departing from the scope of the present invention.

ある構成要素が異なる構成要素に“連結されて”いるか、または“接続されて”いると言及された時には、その他の構成要素に直接的に連結されているか、または接続されていることもあるが、中間に他の構成要素が存在することもあると理解されなければならないであろう。反面に、ある構成要素が異なる構成要素に“直接連結されて”いるか、または“直接接続されて”いると言及された時には、中間に他の構成要素が存在しないことで理解されなければならないであろう。構成要素らとの関係を説明する他の表現ら、すなわち“~間に”と“すぐ~間に”または“~に隣合う”と“~に直接隣合う”なども同じく解釈されなければならない。 When a component is referred to as being "coupled" or "connected" to a different component, it may also be directly coupled or connected to other components. , it should be understood that there may be other components in between. On the other hand, when a component is referred to as being "directly coupled" or "directly connected" to a different component, it must be understood that there are no intervening components. Probably. Other expressions describing relationships with components, such as “between” and “immediately between” or “adjacent to” and “directly adjacent to,” should be interpreted similarly. .

異なるように定義されない限り、技術的であるか科学的な用語を含んでここで使用されるすべての用語らは、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者によって一般的に理解されることと等しい意味である。一般に使用される前もって定義されているもののような用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味であることで解釈されなければならないし、本出願で明白に定義しない限り、理想的や過度に形式的な意味で解釈されない。 Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, are defined as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention pertains. It means the same thing. Terms such as those commonly used and previously defined shall be construed with meanings consistent with the meanings they have in the context of the relevant art, and unless expressly defined in this application, terms such as ideal or overly is not interpreted in a formal sense.

以下、図1乃至図15を参照して本発明の実施例を詳しく説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 15.

図1は、本発明の一実施例による基板処理装置を見せてくれる図面である。 FIG. 1 is a diagram showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

図1を参照すれば、基板処理装置は基板(W)に対してプラズマ工程処理を遂行する。基板処理装置は工程チャンバ100、基板支持部200、ガス供給部300、マイクロ波印加ユニット400、そして、制御機500を含む。 Referring to FIG. 1, a substrate processing apparatus performs a plasma process on a substrate (W). The substrate processing apparatus includes a process chamber 100, a substrate support part 200, a gas supply part 300, a microwave application unit 400, and a controller 500.

工程チャンバ100は処理空間101を有することができる。処理空間101は基板(W)が処理される空間であることができる。工程チャンバ100の一側壁には開口(図示せず)が形成されることができる。開口は基板(W)が工程チャンバ100内部に出入りすることができる通路で提供される。開口は、ドア(図示せず)によって開閉される。工程チャンバ100の底面には排気ホール102が形成される。排気ホール102は排気ライン121と連結される。排気ライン121は減圧部材123と連結されることができる。減圧部材123はポンプであることができる。工程過程で発生した反応副産物及び工程チャンバ100内部に泊まるガスは排気ライン121を通じて外部に排出されることができる。 The process chamber 100 may have a processing space 101 . The processing space 101 may be a space in which a substrate (W) is processed. An opening (not shown) may be formed in one side wall of the process chamber 100 . The opening is provided as a passage through which the substrate (W) can enter and exit the process chamber 100. The opening is opened and closed by a door (not shown). An exhaust hole 102 is formed at the bottom of the process chamber 100 . The exhaust hole 102 is connected to an exhaust line 121. The exhaust line 121 may be connected to a pressure reducing member 123. The pressure reducing member 123 may be a pump. Reaction byproducts generated during the process and gas remaining inside the process chamber 100 may be exhausted to the outside through the exhaust line 121.

また、減圧部材123が排気ライン121を通じて提供する減圧によって処理空間101の圧力は設定圧力で維持されることができる。処理空間101の圧力は真空に近い圧力で維持されることができる。すなわち、工程チャンバ100は基板(W)を処理する間に処理空間101の圧力が真空に近い圧力で維持される真空チャンバであることができる。例えば、後述する制御機500は処理空間101の圧力は10mTorr乃至4Torrの間(例えば、10mTorr以上、そして、4Torr以下)の圧力になるように減圧部材123を制御することができる。 In addition, the pressure in the processing space 101 can be maintained at a set pressure by the reduced pressure provided by the pressure reducing member 123 through the exhaust line 121. The pressure in the processing space 101 can be maintained at a pressure close to vacuum. That is, the process chamber 100 may be a vacuum chamber in which the pressure in the process space 101 is maintained close to vacuum while processing the substrate (W). For example, the controller 500 described below can control the pressure reducing member 123 so that the pressure in the processing space 101 is between 10 mTorr and 4 Torr (eg, 10 mTorr or more and 4 Torr or less).

工程チャンバ100内部には基板支持部200が位置する。基板支持部200は基板(W)を支持する。基板支持部200は静電気力を利用して基板(W)を吸着する静電チャックを含む。 A substrate support unit 200 is located inside the process chamber 100 . The substrate support section 200 supports the substrate (W). The substrate support unit 200 includes an electrostatic chuck that attracts the substrate (W) using electrostatic force.

静電チャック200は誘電板210、下部電極220、ヒーター230、支持板240、絶縁板270、そして、フォーカスリング280を含む。 The electrostatic chuck 200 includes a dielectric plate 210, a lower electrode 220, a heater 230, a support plate 240, an insulating plate 270, and a focus ring 280.

誘電板210は静電チャック200の上端部に位置する。誘電板210は円盤形状の誘電体(dielectric substance)で提供される。誘電板210の上面には基板(W)が置かれる。誘電板210の上面は基板(W)より小さな半径を有する。それで、基板(W)縁領域は誘電板210の外側に位置する。誘電板210には第1供給流路211が形成される。第1供給流路211は誘電板210の上面から底面に提供される。第1供給流路211はお互いに離隔して複数個形成され、基板(W)の底面に熱伝逹媒体が供給される通路で提供される。 The dielectric plate 210 is located at the upper end of the electrostatic chuck 200. The dielectric plate 210 is a disc-shaped dielectric substance. A substrate (W) is placed on the upper surface of the dielectric plate 210. The upper surface of the dielectric plate 210 has a smaller radius than the substrate (W). Therefore, the edge region of the substrate (W) is located outside the dielectric plate 210. A first supply channel 211 is formed in the dielectric plate 210 . The first supply channel 211 is provided from the top surface to the bottom surface of the dielectric plate 210 . A plurality of first supply passages 211 are formed spaced apart from each other, and are provided as passages through which a heat transfer medium is supplied to the bottom surface of the substrate (W).

誘電板210の内部には下部電極220とヒーター230が埋設される。下部電極220はヒーター230の上部に位置する。下部電極220は下部電源221と電気的に連結される。下部電源221は直流電源を含む。下部電極220と下部電源221との間には下部電源スイッチ222が設置される。下部電極220は下部電源スイッチ222のオン/オフ(ON/OFF)によって下部電源221と電気的に連結されることができる。下部電源スイッチ222がオン(ON)になれば、下部電極220には直流電流が印加される。下部電極220に印加された電流によって下部電極220と基板(W)との間には電気力が作用し、電気力によって基板(W)は誘電板210に吸着される。 A lower electrode 220 and a heater 230 are embedded inside the dielectric plate 210 . The lower electrode 220 is located above the heater 230. The lower electrode 220 is electrically connected to a lower power source 221 . Lower power supply 221 includes a DC power supply. A lower power switch 222 is installed between the lower electrode 220 and the lower power source 221 . The lower electrode 220 may be electrically connected to a lower power source 221 by turning a lower power switch 222 on/off. When the lower power switch 222 is turned on, a direct current is applied to the lower electrode 220. An electric force acts between the lower electrode 220 and the substrate (W) due to the current applied to the lower electrode 220, and the substrate (W) is attracted to the dielectric plate 210 by the electric force.

ヒーター230は基板(W)の温度を設定温度で調節する温度調節部材であることがある。また、ヒーター230で発生された熱によって基板(W)は所定温度で維持される。ヒーター230は螺旋形状のコイルを含む。ヒーター230は均一な間隔で誘電板210に埋設されることができる。ヒーター230はヒーター電源231から電力の伝達を受けて昇温されることがある。また、ヒーター230とヒーター電源231との間にはヒーター電源スイッチ232が設置されることができる。ヒーター230はヒーター電源スイッチ232のオン/オフによってヒーター電源231と電気的に連結されることができる。また、ヒーター電源231がヒーター230に印加する電力の大きさによってヒーター230の温度は変わることがある。例えば、ヒーター230に印加される電力の大きさに比例してヒーター230の温度も共に高くなることがある。また、ヒーター230はヒーター230の温度をセンシングするヒーターセンサー(図示せず)とお互いに連結されることができる。ヒーターセンサーはヒーター230の温度を実時間で感知し、感知されたヒーター230の実時間温度を後述する制御機500に伝達することができる。制御機500はヒーターセンサーが感知するヒーター230の温度に根拠してヒーター230に伝達される電力の大きさを異にすることができる。 The heater 230 may be a temperature adjusting member that adjusts the temperature of the substrate (W) to a set temperature. Further, the substrate (W) is maintained at a predetermined temperature by the heat generated by the heater 230. Heater 230 includes a helical coil. The heaters 230 may be embedded in the dielectric plate 210 at uniform intervals. The temperature of the heater 230 may be increased by receiving power from the heater power source 231. Additionally, a heater power switch 232 may be installed between the heater 230 and the heater power source 231. The heater 230 can be electrically connected to a heater power source 231 by turning on/off a heater power switch 232 . Further, the temperature of the heater 230 may change depending on the amount of power applied to the heater 230 by the heater power source 231. For example, the temperature of the heater 230 may increase in proportion to the amount of power applied to the heater 230. Also, the heater 230 may be connected to a heater sensor (not shown) that senses the temperature of the heater 230. The heater sensor may sense the temperature of the heater 230 in real time, and may transmit the sensed real time temperature of the heater 230 to a controller 500, which will be described later. The controller 500 can vary the amount of power transmitted to the heater 230 based on the temperature of the heater 230 detected by the heater sensor.

誘電板210の下部には支持板240が位置する。誘電板210の底面と支持板240の上面は接着剤236によって接着されることができる。支持板240はアルミニウム材質で提供されることができる。支持板240の上面は中心領域が縁領域より高く位置されるように段差になることがある。支持板240の上面中心領域は、誘電板210の底面に相応する面積を有して、誘電板210の底面と接着される。支持板240には第1循環流路241、第2循環流路242、そして、第2供給流路243が形成される。 A support plate 240 is located below the dielectric plate 210 . The bottom surface of the dielectric plate 210 and the top surface of the support plate 240 may be bonded together using an adhesive 236. The support plate 240 may be made of aluminum. The upper surface of the support plate 240 may be stepped such that the center area is located higher than the edge area. The center region of the upper surface of the support plate 240 has an area corresponding to the bottom surface of the dielectric plate 210 and is bonded to the bottom surface of the dielectric plate 210 . A first circulation channel 241, a second circulation channel 242, and a second supply channel 243 are formed in the support plate 240.

第1循環流路241は熱伝逹媒体が循環する通路で提供される。第1循環流路241は支持板240内部に螺旋形状で形成されることができる。または、第1循環流路241はお互いに相異な半径を有するリング形状の流路らが同一な中心を有するように配置されることができる。それぞれの第1循環流路241らはお互いに連通されることができる。第1循環流路241らは等しい高さに形成される。 The first circulation passage 241 is provided as a passage through which a heat transfer medium circulates. The first circulation channel 241 may be formed inside the support plate 240 in a spiral shape. Alternatively, the first circulation channel 241 may be arranged such that ring-shaped channels having different radii have the same center. The respective first circulation channels 241 can be communicated with each other. The first circulation channels 241 are formed to have the same height.

第2循環流路242は冷却流体が循環する通路で提供される。第2循環流路242は支持板240内部に螺旋形状で形成されることができる。または、第2循環流路242はお互いに相異な半径を有するリング形状の流路らが同一な中心を有するように配置されることができる。それぞれの第2循環流路242らはお互いに連通されることができる。第2循環流路242は第1循環流路241より大きい断面積を有することができる。第2循環流路242らは等しい高さに形成される。第2循環流路242は第1循環流路241の下部に位置されることができる。 The second circulation passage 242 is provided as a passage through which cooling fluid circulates. The second circulation channel 242 may be formed inside the support plate 240 in a spiral shape. Alternatively, the second circulation channel 242 may be arranged such that ring-shaped channels having different radii have the same center. The respective second circulation channels 242 can be communicated with each other. The second circulation passage 242 may have a larger cross-sectional area than the first circulation passage 241 . The second circulation channels 242 are formed to have the same height. The second circulation channel 242 may be located below the first circulation channel 241 .

第2供給流路243は第1循環流路241から上部に延長され、支持板240の上面に提供される。第2供給流路243は第1供給流路211に対応する個数で提供され、第1循環流路241と第1供給流路211を連結する。 The second supply channel 243 extends upward from the first circulation channel 241 and is provided on the upper surface of the support plate 240 . The second supply channels 243 are provided in a number corresponding to the number of first supply channels 211 and connect the first circulation channel 241 and the first supply channel 211 .

第1循環流路241は熱伝逹媒体供給ライン251を通じて熱伝逹媒体保存部252と連結される。熱伝逹媒体保存部252には熱伝逹媒体が保存される。熱伝逹媒体は不活性ガスを含む。実施例によれば、熱伝逹媒体はヘリウム(He)ガスを含む。ヘリウムガスは供給ライン251を通じて第1循環流路241に供給され、第2供給流路243と第1供給流路211を順次に経って基板(W)底面に供給される。ヘリウムガスはプラズマで基板(W)から伝達された熱が静電チャック200に伝達される媒介体役割をする。プラズマに含有されたイオン粒子らは静電チャック200に形成された電気力にひかれて静電チャック200に移動し、移動する過程で基板(W)と衝突して蝕刻工程を遂行する。イオン粒子らが基板(W)に衝突する過程で基板(W)には熱が発生する。基板(W)で発生された熱は基板(W)底面と誘電板210の上面の間空間に供給されたヘリウムガスを通じて静電チャック200に伝達される。これによって基板(W)は設定温度で維持されることができる。 The first circulation channel 241 is connected to a heat transfer medium storage unit 252 through a heat transfer medium supply line 251 . The heat transfer medium storage unit 252 stores a heat transfer medium. The heat transfer medium includes an inert gas. According to an embodiment, the heat transfer medium includes helium (He) gas. The helium gas is supplied to the first circulation channel 241 through the supply line 251, passes sequentially through the second supply channel 243 and the first supply channel 211, and is supplied to the bottom surface of the substrate (W). The helium gas acts as a medium through which heat transferred from the substrate (W) due to plasma is transferred to the electrostatic chuck 200. The ion particles contained in the plasma are attracted by the electric force generated in the electrostatic chuck 200 and move to the electrostatic chuck 200, and during the movement, they collide with the substrate (W) to perform an etching process. Heat is generated in the substrate (W) during the process in which the ion particles collide with the substrate (W). Heat generated by the substrate (W) is transferred to the electrostatic chuck 200 through helium gas supplied to the space between the bottom surface of the substrate (W) and the top surface of the dielectric plate 210. This allows the substrate (W) to be maintained at the set temperature.

第2循環流路242は冷却流体供給ライン261を通じて冷却流体保存部262と連結される。冷却流体保存部262には冷却流体が保存される。冷却流体保存部262内には冷却機263が提供されることができる。冷却機263は冷却流体を所定温度で冷却させる。これと異なり、冷却機263は冷却流体供給ライン261上に設置されることができる。冷却流体供給ライン261を通じて第2循環流路242に供給された冷却流体は第2循環流路242に沿って循環して支持板240を冷却する。支持板240の冷却は誘電板210と基板(W)を共に冷却させて基板(W)を所定温度で維持させる。 The second circulation channel 242 is connected to a cooling fluid storage unit 262 through a cooling fluid supply line 261 . The cooling fluid storage unit 262 stores cooling fluid. A cooler 263 may be provided within the cooling fluid storage unit 262 . The cooler 263 cools the cooling fluid to a predetermined temperature. Alternatively, the cooler 263 can be installed on the cooling fluid supply line 261. The cooling fluid supplied to the second circulation path 242 through the cooling fluid supply line 261 circulates along the second circulation path 242 to cool the support plate 240 . Cooling of the support plate 240 cools both the dielectric plate 210 and the substrate (W), thereby maintaining the substrate (W) at a predetermined temperature.

支持板240の下部には絶縁板270が提供される。絶縁板270は支持板240に相応する大きさで提供される。絶縁板270は支持板240とチャンバ100の底面の間に位置する。絶縁板270は絶縁材質で提供され、支持板240とチャンバ100を電気的に絶縁させる。 An insulating plate 270 is provided below the support plate 240 . The insulating plate 270 has a size corresponding to the supporting plate 240. The insulating plate 270 is located between the support plate 240 and the bottom surface of the chamber 100. The insulating plate 270 is made of an insulating material and electrically insulates the support plate 240 and the chamber 100.

フォーカスリング280は静電チャック200の縁領域に配置される。フォーカスリング200はリング形状を有して、誘電板210のまわりに沿って配置される。フォーカスリング280の上面は外側部280aが内側部280bより高いように段差になることがある。フォーカスリング280の上面内側部280bは誘電板210の上面と同一高さに位置される。フォーカスリング280の上面内側部280bは誘電板210の外側に位置された基板(W)の縁領域を支持する。フォーカスリング280の外側部280aは基板(W)縁領域を取り囲むように提供される。フォーカスリング280はプラズマが形成される領域の中心に基板(W)が位置するように電気場形成領域を拡張させる。これによって、基板(W)の全体領域にかけてプラズマが均一に形成されて基板(W)の各領域が均一に蝕刻されることができる。 A focus ring 280 is located in the edge region of the electrostatic chuck 200. The focus ring 200 has a ring shape and is arranged around the dielectric plate 210. The upper surface of the focus ring 280 may be stepped such that the outer portion 280a is higher than the inner portion 280b. The inner upper surface 280b of the focus ring 280 is located at the same height as the upper surface of the dielectric plate 210. The upper inner portion 280b of the focus ring 280 supports the edge region of the substrate (W) located outside the dielectric plate 210. An outer portion 280a of the focus ring 280 is provided to surround the edge area of the substrate (W). The focus ring 280 expands the electric field formation region so that the substrate (W) is located at the center of the plasma formation region. As a result, plasma is uniformly formed over the entire area of the substrate (W), and each area of the substrate (W) can be uniformly etched.

ガス供給部300は工程チャンバ100の処理空間101に工程ガスを供給する。ガス供給部300は工程チャンバ100の側壁に形成されたガス供給ホール105を通じて工程チャンバ100内部に工程ガスを供給することができる。ガス供給部300が処理空間101に供給する工程ガスは水素、そして、非活性ガスのうちで選択される少なくとも一つのガスを含むことができる。非活性ガスとしてはヘリウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、ゼノン(Xe)及びラドン(Rn)などがあり得る。 The gas supply unit 300 supplies process gas to the process space 101 of the process chamber 100 . The gas supply unit 300 can supply a process gas into the process chamber 100 through a gas supply hole 105 formed in a side wall of the process chamber 100 . The process gas supplied to the processing space 101 by the gas supply unit 300 may include hydrogen and at least one gas selected from inert gases. Inert gases may include helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe), and radon (Rn).

マイクロ波印加ユニット400は工程チャンバ100の処理空間101にマイクロ波を印加して工程ガスを励起させるガス励起部であることができる。例えば、マイクロ波印加ユニット400は工程ガスを励起させてプラズマを発生させることができる。工程ガスから励起されたプラズマは水素ラジカルを含むことができる。水素ラジカルは基板(W)に伝達されて基板(W)上に付着された不純物を除去するか、または基板(W)表面に対する粗さを改善することができる。 The microwave application unit 400 may be a gas excitation unit that applies microwaves to the processing space 101 of the process chamber 100 to excite process gas. For example, the microwave application unit 400 may generate plasma by exciting a process gas. The plasma excited from the process gas may contain hydrogen radicals. The hydrogen radicals can be transferred to the substrate (W) to remove impurities attached to the substrate (W) or improve the roughness of the surface of the substrate (W).

マイクロ波印加ユニット400はマイクロ波電源410、導波管420、マイクロ波アンテナ430、誘電体ブロック450、前極板460、誘電体板470、そして、冷却プレート480を含む。 The microwave application unit 400 includes a microwave power source 410, a waveguide 420, a microwave antenna 430, a dielectric block 450, a front plate 460, a dielectric plate 470, and a cooling plate 480.

マイクロ波電源410はマイクロ波を発生させる。導波管420はマイクロ波電源410に連結され、マイクロ波電源410で発生されたマイクロ波が伝達される通路を提供する。 Microwave power source 410 generates microwaves. The waveguide 420 is connected to the microwave power source 410 and provides a path through which microwaves generated by the microwave power source 410 are transmitted.

導波管420の先端内部にはマイクロ波アンテナ430が位置する。マイクロ波アンテナ430は導波管420を通じて伝達されたマイクロ波を工程チャンバ100内部に印加する。例えば、マイクロ波アンテナ430はマイクロ波電源410が印加する電源の伝達を受けて処理空間101にマイクロ波を印加することができる。 A microwave antenna 430 is located inside the tip of the waveguide 420. The microwave antenna 430 applies the microwave transmitted through the waveguide 420 to the inside of the process chamber 100 . For example, the microwave antenna 430 may receive the power applied by the microwave power source 410 and apply microwaves to the processing space 101 .

マイクロ波アンテナ430はアンテナ431、アンテナロード433、外部導体434、マイクロ波アダプター436、コネクター441、冷却板443、そして、アンテナ高さ調節部445を含む。 The microwave antenna 430 includes an antenna 431, an antenna load 433, an outer conductor 434, a microwave adapter 436, a connector 441, a cooling plate 443, and an antenna height adjuster 445.

アンテナ431は厚さが薄い円盤で提供され、複数のスロットホール432らが形成される。スロットホール432らをマイクロ波が透過する通路を提供する。スロットホール432らは多様な形状で提供されることができる。スロットホール432らは‘×'、‘+'、‘-'などの形状で提供されることができる。スロットホール432はお互いに組合されて複数個のリング形状で配置されることができる。リングらは同一な中心を有して、お互いに相異な大きさの半径を有する。 The antenna 431 is provided in the form of a thin disk, and has a plurality of slot holes 432 formed therein. The slot holes 432 provide a passage for microwaves to pass through. The slot holes 432 may be provided in various shapes. The slot holes 432 may be provided in the shape of 'x', '+', '-', etc. The slot holes 432 may be combined with each other and arranged in a plurality of ring shapes. The rings have the same center and different radii.

アンテナロード433は円錐形状のロード(rod)で提供される。アンテナロード433はその長さ方向が上下方向に配置される。アンテナロード433はアンテナ431の上部に位置し、下端部がアンテナ431の中心に挿入固定される。アンテナロード433はマイクロ波をアンテナ431に伝える。 The antenna rod 433 is provided as a conical rod. The length direction of the antenna road 433 is arranged in the vertical direction. The antenna load 433 is located above the antenna 431, and its lower end is inserted and fixed into the center of the antenna 431. Antenna load 433 transmits microwaves to antenna 431.

外部導体434は導波管420の先端部下部に位置する。外部導体434の内部には導波管420の内部空間と連結される空間が上下方向に形成される。外部導体434の内部にはアンテナロード433の一部領域が位置する。 The outer conductor 434 is located below the tip of the waveguide 420 . A space connected to the inner space of the waveguide 420 is vertically formed inside the outer conductor 434 . A part of the antenna load 433 is located inside the outer conductor 434 .

導波管420の先端部内部にはマイクロ波アダプター436が位置する。マイクロ波アダプター436は上端部が下端部より大きい半径を有するコーン形状を有する。マイクロ波アダプター436の下端部には底面が開放された収容空間437が形成される。収容空間437の入口部438は内部領域より相対的に半径が小さく提供される。 A microwave adapter 436 is located inside the tip of the waveguide 420 . The microwave adapter 436 has a cone shape with an upper end having a larger radius than a lower end. A housing space 437 with an open bottom is formed at the lower end of the microwave adapter 436 . The entrance portion 438 of the receiving space 437 is provided with a relatively smaller radius than the inner region.

収容空間437にはコネクター441が位置する。コネクター441はリング形状で提供される。コネクター441の外側面は収容空間437の内側面に相応する半径を有する。コネクター441の外側面は収容空間437の内側面に接触されて固定位置する。コネクター441は伝導性材質で提供されることができる。アンテナロード433の上端部は収容空間437内に位置してコネクター441の内側領域に挟まれる。アンテナロード433の上端部はコネクター441に圧して嵌められて、コネックト441を通じてマイクロ波アダプター436と電気的に連結される。 A connector 441 is located in the housing space 437 . Connector 441 is provided in a ring shape. The outer surface of the connector 441 has a radius corresponding to the inner surface of the receiving space 437. The outer surface of the connector 441 is in contact with the inner surface of the housing space 437 and is fixed therein. The connector 441 may be made of a conductive material. The upper end of the antenna load 433 is located within the accommodation space 437 and is sandwiched between the inner regions of the connectors 441 . The upper end of the antenna load 433 is pressed into the connector 441 and electrically connected to the microwave adapter 436 through the connector 441 .

冷却板443はマイクロ波アダプター436の上端に結合する。冷却板443はマイクロ波アダプター436の上端部より大きい半径を有する板で提供されることができる。冷却板443はマイクロ波アダプター436より熱伝導性が優秀な材質で提供されることができる。冷却板443は銅(Cu)またはアルミニウム(Al)材質で提供されることができる。冷却板443はマイクロ波アダプター436の冷却を促進し、マイクロ波アダプター436の熱変形を防止する。 Cooling plate 443 is coupled to the upper end of microwave adapter 436. The cooling plate 443 may be a plate having a radius larger than the upper end of the microwave adapter 436. The cooling plate 443 may be made of a material with better thermal conductivity than the microwave adapter 436. The cooling plate 443 may be made of copper (Cu) or aluminum (Al). The cooling plate 443 facilitates cooling of the microwave adapter 436 and prevents the microwave adapter 436 from being thermally deformed.

アンテナ高さ調節部445はマイクロ波アダプター436とアンテナロード433を連結する。そして、アンテナ高さ調節部445はマイクロ波アダプター436に対するアンテナ431の相対高さが変更されるようにアンテナロード433を移動させる。アンテナ高さ調節部445はボルトを含む。ボルト445はマイクロ波アダプター436の上部から下部に上下方向にマイクロ波アダプター436に挿入され、下端部が収容空間437に位置する。ボルト445はマイクロ波アダプター436の中心領域に挿入される。ボルト445の下端部はアンテナロード433の上端部に挿入される。アンテナロード433の上端部にはボルト445の下端部が挿入及び締結されるねじ溝が所定深さで形成される。アンテナロード433はボルト445の回転によって上下方向に移動される。例えば、ボルト445を時計方向に回転する場合アンテナロード433は上昇し、反時計方向に回転する場合アンテナロード433は下降することができる。アンテナロード433の移動と共にアンテナ431は上下方向に移動されることができる。 The antenna height adjustment part 445 connects the microwave adapter 436 and the antenna load 433. Then, the antenna height adjustment unit 445 moves the antenna load 433 so that the relative height of the antenna 431 with respect to the microwave adapter 436 is changed. Antenna height adjustment section 445 includes a bolt. The bolt 445 is inserted into the microwave adapter 436 in the vertical direction from the top to the bottom of the microwave adapter 436, and its lower end is located in the housing space 437. Bolt 445 is inserted into the central region of microwave adapter 436. The lower end of the bolt 445 is inserted into the upper end of the antenna load 433. A thread groove is formed at a predetermined depth at the upper end of the antenna load 433 into which the lower end of the bolt 445 is inserted and fastened. The antenna load 433 is moved in the vertical direction by rotation of the bolt 445. For example, when the bolt 445 is rotated clockwise, the antenna load 433 can rise, and when the bolt 445 is rotated counterclockwise, the antenna load 433 can be lowered. As the antenna load 433 moves, the antenna 431 can be moved up and down.

誘電体板470はアンテナ431の上部に位置する。誘電体板470はアルミナ、石英等の誘電体で提供される。マイクロ波アンテナ430から垂直方向に伝えたマイクロ波は、誘電体板470の半径方向に伝える。誘電体板470に伝えたマイクロ波は波長が圧縮され、共振される。共振されたマイクロ波はアンテナ431のスロットホール432らに透過される。 Dielectric plate 470 is located above antenna 431 . The dielectric plate 470 is made of a dielectric material such as alumina or quartz. The microwaves transmitted in the vertical direction from the microwave antenna 430 are transmitted in the radial direction of the dielectric plate 470. The wavelength of the microwave transmitted to the dielectric plate 470 is compressed and resonated. The resonated microwaves are transmitted through the slot holes 432 of the antenna 431.

誘電体板470の上部には冷却板480が提供される。冷却板480は誘電体板470を冷却する。冷却板480はアルミニウム材質で提供されることができる。冷却板480は内部に形成された冷却流路(図示せず)に冷却流体を流して誘電体板470を冷却することができる。冷却方式は水冷式及び空冷式を含む。 A cooling plate 480 is provided on top of the dielectric plate 470 . Cooling plate 480 cools dielectric plate 470. The cooling plate 480 may be made of aluminum. The cooling plate 480 may cool the dielectric plate 470 by flowing a cooling fluid through a cooling channel (not shown) formed therein. Cooling methods include water cooling and air cooling.

アンテナ431の下部には誘電体ブロック450が提供される。誘電体ブロック450はアルミナ、石英等の誘電体で提供される。アンテナ431のスロットホール432らを透過したマイクロ波は誘電体ブロック450を経って工程チャンバ100内部に放射される。放射されたマイクロ波の電界によって工程チャンバ100内に供給された工程ガスはプラズマ状態で励起される。誘電体ブロック450の上面はアンテナ431の底面と所定間隔で離隔されることができる。 A dielectric block 450 is provided below the antenna 431 . The dielectric block 450 is made of a dielectric material such as alumina or quartz. The microwaves transmitted through the slot hole 432 of the antenna 431 are radiated into the process chamber 100 through the dielectric block 450. The process gas supplied into the process chamber 100 is excited into a plasma state by the electric field of the radiated microwaves. The top surface of the dielectric block 450 may be spaced apart from the bottom surface of the antenna 431 by a predetermined distance.

前述したマイクロ波アンテナ430の構造で、アンテナ高さ調節部445はアンテナロード433の左右方向の動きを制限する。マイクロ波が伝える過程でマイクロ波アダプター436とコネクター441には熱が発生する。発生された熱はマイクロ波アダプター436とコネクター441を変形させ、変形によってコネクター441にアンテナロード433の挟まり程度が緩くなってアンテナロード433は左右方向に移動されることができる。アンテナロード433が左右方向に移動する場合、マイクロ波アダプター436とアンテナロード433との間の間隔は領域によって差が発生する。このような間隔差はアンテナロード433に伝えるマイクロ波を不均一にするようになる。また、アンテナロード433の移動で、アンテナロード433とマイクロ波アダプター436が接触される場合アーク(Arc)を誘発することがある。アンテナ高さ調節部445はマイクロ波アダプター436に対するアンテナロード433の左右方向動きを制限するので、マイクロ波アダプター436とコネクター441の熱変形による上述した問題点発生が予防される。 In the structure of the microwave antenna 430 described above, the antenna height adjustment part 445 limits the movement of the antenna load 433 in the left and right direction. Heat is generated in the microwave adapter 436 and the connector 441 during the microwave transmission process. The generated heat deforms the microwave adapter 436 and the connector 441, and due to the deformation, the antenna load 433 is no longer caught between the connector 441 and the antenna load 433 can be moved in the left and right direction. When the antenna load 433 moves in the left-right direction, the distance between the microwave adapter 436 and the antenna load 433 varies depending on the region. Such a gap difference makes the microwaves transmitted to the antenna load 433 non-uniform. Further, when the antenna load 433 and the microwave adapter 436 come into contact with each other due to the movement of the antenna load 433, an arc may be induced. Since the antenna height adjustment part 445 restricts the horizontal movement of the antenna load 433 with respect to the microwave adapter 436, the above-mentioned problems due to thermal deformation of the microwave adapter 436 and the connector 441 can be prevented.

また、アンテナ高さ調節部445はマイクロ波アダプター436に対するアンテナ431の相対高さが変更されるようにアンテナロード433を上下方向に移動させることができる。マイクロ波アダプター436とコネクター441の熱変形によってアンテナロード433の挟まり程度が緩くなれば、アンテナロード433が下に垂れ下がりながらアンテナ431が誘電体ブロック450に接触されることがある。アンテナ431と誘電体ブロック450の接触は、アンテナ431の熱形状によっても発生されることがある。アンテナ431と誘電体ブロック450の接触は伝えるマイクロ波の損失を誘発する。このようにアンテナ431と誘電体ブロック450の接触が発生された場合アンテナ高さ調節部445はアンテナ431と誘電体ブロック450が所定間隔を維持するようにアンテナロード433を上方に移動させることがある。また、アンテナ高さ調節部445はアンテナロード433を上下方向に移動させてアンテナ431と誘電体ブロック450との間を適切な間隔で維持させることができる。 Further, the antenna height adjustment unit 445 can move the antenna load 433 in the vertical direction so that the relative height of the antenna 431 with respect to the microwave adapter 436 is changed. If the antenna load 433 becomes less jammed due to thermal deformation of the microwave adapter 436 and the connector 441, the antenna 431 may come into contact with the dielectric block 450 while the antenna load 433 hangs down. Contact between the antenna 431 and the dielectric block 450 may also be caused by the thermal shape of the antenna 431. Contact between antenna 431 and dielectric block 450 induces loss of transmitted microwaves. When contact occurs between the antenna 431 and the dielectric block 450 as described above, the antenna height adjustment unit 445 may move the antenna load 433 upward so that the antenna 431 and the dielectric block 450 maintain a predetermined distance. . In addition, the antenna height adjustment unit 445 can maintain an appropriate distance between the antenna 431 and the dielectric block 450 by moving the antenna load 433 in the vertical direction.

制御機500は基板処理装置を制御することができる。制御機500は以下で説明する基板処理方法を基板処理装置が遂行できるように基板処理装置の基板支持部200、ガス供給部300、そして、マイクロ波印加ユニット400のうちで少なくとも何れか一つを制御することができる。また、制御機500は基板処理装置の制御を実行するマイクロプロセッサー(コンピューター)でなされるプロセスコントローラーとオペレーターが基板処理装置を管理するためにコマンド入力操作などを行うキーボードや、基板処理装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイなどでなされるユーザーインターフェースと、基板処理装置で実行される処理をプロセスコントローラーの制御で行うための制御プログラムや、各種データ及び処理条件によって各構成部に処理を実行させるためのプログラム、すなわち、処理レシピが保存された保存部を具備することができる。また、ユーザーインターフェース及び保存部はプロセスコントローラーに接続されることがある。処理レシピは保存部のうちで保存媒体に保存されてあり得て、保存媒体はハードディスクであっても良く、CD-ROM、DVDなどの可搬性ディスクや、フラッシュメモリーなどの半導体メモリーであることもある。 The controller 500 can control the substrate processing apparatus. The controller 500 controls at least one of the substrate support section 200, gas supply section 300, and microwave application unit 400 of the substrate processing apparatus so that the substrate processing apparatus can perform the substrate processing method described below. can be controlled. The controller 500 also includes a process controller made by a microprocessor (computer) that executes control of the substrate processing apparatus, a keyboard through which an operator inputs commands to manage the substrate processing apparatus, and the operating status of the substrate processing apparatus. A user interface such as a display that visualizes and displays the process, a control program that controls the processing executed by the substrate processing equipment under the control of the process controller, and various data and processing conditions that cause each component to execute processing. A storage unit may be provided in which a program for processing, that is, a processing recipe is stored. The user interface and storage may also be connected to the process controller. The processing recipe may be stored in a storage medium in the storage unit, and the storage medium may be a hard disk, a portable disk such as a CD-ROM or DVD, or a semiconductor memory such as a flash memory. be.

また、制御機500は上述したようにヒーター電源231がヒーター230に伝達する電力の大きさを調節して基板(W)の温度を設定温度で維持させることができる。例えば、制御機500はヒーターセンサーが感知するヒーター230の温度を実時間で認識することができる。また、制御機500にはあらかじめ遂行された実験的データであるヒーター230の温度によって基板(W)の温度が変化するパラメーターらが入力されることがある。 Furthermore, as described above, the controller 500 can maintain the temperature of the substrate (W) at a set temperature by adjusting the amount of power transmitted from the heater power source 231 to the heater 230. For example, the controller 500 can recognize the temperature of the heater 230 sensed by the heater sensor in real time. In addition, parameters for changing the temperature of the substrate (W) depending on the temperature of the heater 230, which are experimental data performed in advance, may be input to the controller 500.

図2は、本発明の一実施例による基板処理方法を見せてくれるフローチャートである。図2を参照すれば、本発明の一実施例による基板処理方法は第1処理段階(S10)、そして、第2処理段階(S20)を含むことができる。第1処理段階(S10)と第2処理段階(S20)は順次に遂行されることができる。例えば、第1処理段階(S10)が遂行された以後、第2処理段階(S20)が遂行されることができる。また、第1処理段階(S10)と第2処理段階(S20)を通じて処理される基板(W)は珪素(Si)を含む素材で提供されることができる。 FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for processing a substrate according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a substrate processing method according to an embodiment of the present invention may include a first processing step (S10) and a second processing step (S20). The first processing step (S10) and the second processing step (S20) may be performed sequentially. For example, after the first processing step (S10) is performed, the second processing step (S20) may be performed. In addition, the substrate (W) processed through the first processing step (S10) and the second processing step (S20) may be provided with a material containing silicon (Si).

図3は、図2の第1処理段階を遂行する基板処理装置の姿を見せてくれる図面である。図3を参照すれば、第1処理段階(S10)は基板(W)上に残留する不純物(I)を除去する不純物除去段階であることがある。第1処理段階(S10)に除去する不純物(I)は、基板(W)を蝕刻しながら発生された副産物基板(W)に形成された膜が蝕刻工程を通じて未だに除去されることができなかった残余膜であることがある。例えば、基板(W)上に付着された不純物(I)はゲルマニウム(Ge)を含む化合物であることがある。例えば、不純物(I)はSiGe、またはGeOを含むことがある。 FIG. 3 is a diagram showing a substrate processing apparatus that performs the first processing step of FIG. 2. Referring to FIG. Referring to FIG. 3, the first processing step (S10) may be an impurity removal step for removing impurities (I) remaining on the substrate (W). The impurity (I) to be removed in the first processing step (S10) is a by-product generated while etching the substrate (W).The film formed on the substrate (W) has not yet been removed through the etching process. It may be a residual membrane. For example, the impurity (I) deposited on the substrate (W) may be a compound containing germanium (Ge). For example, impurity (I) may include SiGe or GeO.

第1処理段階(S10)には制御機500が基板支持部200を制御して基板(W)の温度を第1温度で維持させることができる。第1温度は攝氏50度乃至300度の間の温度(例えば、50度以上、そして、300度以下の温度)であることがある。また、工程ガスから励起された水素ラジカルを基板(W)の表面で伝達する間、基板(W)の温度を第1温度で維持させて基板(W)上に残留する不純物(I)を除去することができる。 In the first processing step (S10), the controller 500 may control the substrate support unit 200 to maintain the temperature of the substrate (W) at a first temperature. The first temperature may be between 50 degrees Celsius and 300 degrees Celsius (eg, a temperature of 50 degrees Celsius or more and 300 degrees Celsius or less). Also, while the hydrogen radicals excited from the process gas are transferred to the surface of the substrate (W), the temperature of the substrate (W) is maintained at the first temperature to remove impurities (I) remaining on the substrate (W). can do.

第1処理段階(S10)の遂行が完了すれば、図4に示されたように基板(W)上に付着された不純物(I)は基板(W)から除去されることができる。
図5は、図2の第2処理段階を遂行する基板処理装置の姿を見せてくれる図面である。図5を参照すれば、第2処理段階(S20)は基板(W)の表面粗さを減らす表面荒い改善段階であることがある。基板(W)は上述したように珪素(Si)を含む素材で提供されることができる。
Once the first processing step (S10) is completed, the impurity (I) deposited on the substrate (W) may be removed from the substrate (W), as shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a substrate processing apparatus that performs the second processing step of FIG. 2. Referring to FIG. Referring to FIG. 5, the second processing step (S20) may be a surface roughness improvement step to reduce the surface roughness of the substrate (W). The substrate (W) can be provided with a material containing silicon (Si) as described above.

第2処理段階(S20)には制御機500が基板支持部200を制御して基板(W)の温度を上述した第1温度と相異な温度である第2温度で維持させることができる。第2温度は第1温度より高い温度であることができる。第2温度は攝氏400度乃至700度の間の温度(例えば、400度以上、そして、700度以下の温度)であることがある。また、工程ガスから励起された水素ラジカルを基板(W)の表面に伝達する間、基板(W)の温度を第1温度から第2温度に変更及び第2温度に維持させて基板(W)の表面粗さを改善することができる。 In the second processing step (S20), the controller 500 controls the substrate support unit 200 to maintain the temperature of the substrate (W) at a second temperature that is different from the first temperature. The second temperature can be higher than the first temperature. The second temperature may be between 400 and 700 degrees Celsius (eg, above 400 degrees Celsius and below 700 degrees Celsius). Further, while the hydrogen radicals excited from the process gas are transferred to the surface of the substrate (W), the temperature of the substrate (W) is changed from the first temperature to the second temperature and maintained at the second temperature. surface roughness can be improved.

第2処理段階(S20)の遂行が完了すれば、図6に示されたように基板(W)上に付着された不純物(I)は除去されることができる。また、第2処理段階(S20)は第1処理段階(S10)が遂行された以後に遂行される。すなわち、第2処理段階(S20)は基板(W)から不純物が除去された状態に遂行されるので、前述した半導体素子の性能劣化の問題点を最小化することができる。 Once the second processing step (S20) is completed, the impurity (I) deposited on the substrate (W) may be removed, as shown in FIG. Also, the second processing step (S20) is performed after the first processing step (S10) is performed. That is, since the second processing step (S20) is performed after impurities have been removed from the substrate (W), the aforementioned problem of performance deterioration of the semiconductor device can be minimized.

図7は、基板の温度によって基板上に付着された不純物がラジカルによって除去される効率を示すグラフである。具体的に、図7では基板(W)に付着された不純物(I)がゲルマニウム(Ge)を含む化合物の場合基板(W)の温度変化による水素ラジカルによる不純物(I)除去効率(Etch Rate)を見せてくれるグラフである。 FIG. 7 is a graph showing the efficiency with which impurities deposited on a substrate are removed by radicals depending on the temperature of the substrate. Specifically, in Figure 7, when the impurity (I) attached to the substrate (W) is a compound containing germanium (Ge), the impurity (I) removal efficiency (Etch Rate) by hydrogen radicals due to temperature change of the substrate (W) This is a graph that shows.

図7を参照すれば、水素ラジカルによるゲルマニウム(Ge)を含む化合物の除去効率は、第1温度(T1)、そして、第3温度(T3)の間で高い効率を見せて、特に、第2温度(T2)で最大効率を見せる。第1温度(T1)は略50度であることがあって、第3温度は略300渡度であることがある。また、第2温度(T2)は略180度であることがある。すなわち、基板(W)上に付着された不純物(I)がゲルマニウム(Ge)を含む化合物の場合基板(W)の温度を略180度で調節する時、水素ラジカルによる不純物(I)の除去効率が一番高い。これに、第1処理段階(S10)では基板(W)の温度を第2-1温度(T2-1、例えば、略160度)乃至第2-2温度(T2-2、例えば、略200度)程度に維持することが望ましいことがある。 Referring to FIG. 7, the removal efficiency of compounds containing germanium (Ge) by hydrogen radicals is high between the first temperature (T1) and the third temperature (T3), and is particularly efficient at the second temperature (T3). Maximum efficiency is shown at temperature (T2). The first temperature (T1) may be approximately 50 degrees and the third temperature may be approximately 300 degrees. Further, the second temperature (T2) may be approximately 180 degrees. In other words, when the impurity (I) deposited on the substrate (W) is a compound containing germanium (Ge), when the temperature of the substrate (W) is adjusted to approximately 180 degrees, the removal efficiency of the impurity (I) by hydrogen radicals is is the highest. In addition, in the first processing step (S10), the temperature of the substrate (W) is changed from the 2-1 temperature (T2-1, for example, approximately 160 degrees) to the 2-2 temperature (T2-2, for example, approximately 200 degrees). ) may be desirable.

すなわち、本発明の第1処理段階(S10)と第2処理段階(S20)は基板(W)の温度がそれぞれ第1温度、そして、第2温度で他に維持される。第1温度は上述したように50度乃至300度であり、第2温度は400度乃至700度である。 That is, in the first processing step (S10) and the second processing step (S20) of the present invention, the temperature of the substrate (W) is maintained at a first temperature and a second temperature, respectively. As mentioned above, the first temperature is 50 degrees to 300 degrees, and the second temperature is 400 degrees to 700 degrees.

第1温度と第2温度は珪素(Si)及びゲルマニウム(Ge)が揮発性種(SiH4、GeH4)になる優勢な温度領域によって具分付けられることができる。珪素(Si)及びゲルマニウム(Ge)が水素ラジカルと応じて揮発性種になれば、基板(W)の表面から除去されることができる。 The first temperature and the second temperature can be specified according to the predominant temperature range in which silicon (Si) and germanium (Ge) become volatile species (SiH4, GeH4). When silicon (Si) and germanium (Ge) become volatile species in response to hydrogen radicals, they can be removed from the surface of the substrate (W).

水素ラジカルによってゲルマニウム(Ge)が除去される温度領域は、50度乃至300度であることがある。特に、前述したように水素ラジカルによってゲルマニウム(Ge)除去効率が一番高い温度は略180度程度である。これから、第1処理段階(S10)では基板(W)からゲルマニウム(Ge)を含む不純物(I)を効果的に除去することができる。 The temperature range in which germanium (Ge) is removed by hydrogen radicals may range from 50 degrees to 300 degrees. In particular, as mentioned above, the temperature at which germanium (Ge) removal efficiency is highest by hydrogen radicals is about 180 degrees. Therefore, in the first processing step (S10), impurities (I) containing germanium (Ge) can be effectively removed from the substrate (W).

また、第1処理段階(S10)で基板(W)の温度は300度を越さないことが望ましい。基板(W)を成している珪素(Si)の場合、水素ラジカルによって除去される温度領域は略300度乃至400度程度であるが、第1処理段階(S10)で基板(W)の温度が300度を超える場合、ゲルマニウム(Ge)を含む不純物(I)だけ除去されるものではなく、基板(W)自体に損傷を発生させることがあるので、適切ではない。 Further, it is desirable that the temperature of the substrate (W) does not exceed 300 degrees in the first processing step (S10). In the case of silicon (Si) forming the substrate (W), the temperature range in which it is removed by hydrogen radicals is approximately 300 to 400 degrees, but the temperature of the substrate (W) is If the temperature exceeds 300 degrees, it is not appropriate because only the impurity (I) containing germanium (Ge) is removed and the substrate (W) itself may be damaged.

また、第2処理段階(S20)は前述したように基板(W)の温度が400度乃至700度程度に維持されることが望ましい。珪素(Si)の場合水素ラジカル雰囲気で基板(W)の温度が400度乃至700度程度に維持される場合、珪素(Si)は表面拡散をして基板(W)の表面粗さを改善するためである。 Further, in the second processing step (S20), as described above, it is desirable that the temperature of the substrate (W) is maintained at about 400 to 700 degrees. In the case of silicon (Si), when the temperature of the substrate (W) is maintained at about 400 to 700 degrees in a hydrogen radical atmosphere, silicon (Si) diffuses on the surface and improves the surface roughness of the substrate (W). It's for a reason.

また、第2処理段階(S10)で基板(W)の温度は400度を超えることが望ましい。基板(W)を成している珪素(Si)の場合水素ラジカルによって除去される温度領域は略300度乃至400度程度であるが、第2処理段階(S20)で基板(W)の温度が400度の下に落ちる場合、基板(W)の表面粗さが改善されるものではなく、基板(W)自体に損傷を発生させることができるために適切ではない。 Further, it is desirable that the temperature of the substrate (W) exceeds 400 degrees in the second processing step (S10). In the case of silicon (Si) forming the substrate (W), the temperature range in which it is removed by hydrogen radicals is approximately 300 to 400 degrees, but in the second processing step (S20), the temperature of the substrate (W) increases. If the temperature falls below 400 degrees, the surface roughness of the substrate (W) will not be improved and the substrate (W) itself may be damaged, which is not appropriate.

すなわち、本発明の一実施例による基板処理方法は、第1処理段階(S10)が遂行されて基板(W)から不純物(I)が除去された以後、第2処理段階(S20)が遂行されて基板(W)表面の粗さを改善するので、基板(W)表面粗さの改善をより効果的に遂行することができる。また、第1処理段階(S10)で基板(W)の温度を不純物(I)が除去され易い温度で調節し、第2処理段階(S20)で基板(W)の温度を基板(W)表面粗さ改善に容易な温度で調節して基板(W)処理効率をより効果的に遂行することができる。 That is, in the substrate processing method according to an embodiment of the present invention, after the first processing step (S10) is performed to remove impurities (I) from the substrate (W), the second processing step (S20) is performed. Since the surface roughness of the substrate (W) is improved by using the method, the surface roughness of the substrate (W) can be improved more effectively. In addition, in the first processing step (S10), the temperature of the substrate (W) is adjusted to a temperature at which the impurity (I) is easily removed, and in the second processing step (S20), the temperature of the substrate (W) is adjusted to the temperature on the surface of the substrate (W). The substrate (W) processing efficiency can be performed more effectively by controlling the temperature to improve the roughness.

以下では、本発明の第1処理段階(S10)と第2処理段階(S20)の適用例に対して説明する。図8に示されたように基板(W)上にはパターニング及び蝕刻工程を通じてフィン構造を有するパターン(P)が形成されることができる。パターン(P)にはゲルマニウム(Ge)を含む不純物(I)が付着されることがある。 Hereinafter, application examples of the first processing step (S10) and the second processing step (S20) of the present invention will be described. As shown in FIG. 8, a pattern (P) having a fin structure may be formed on the substrate (W) through patterning and etching processes. Impurities (I) containing germanium (Ge) may be attached to the pattern (P).

第1処理段階(S10)が遂行されれば、基板(W)に水素ラジカルが伝達されるが、基板(W)の温度は第1温度で維持されることができる(図8参照)。第1処理段階(S10)の遂行が完了すれば、基板(W)のパターン(P)に付着された不純物(I)らは除去されることができる(図9参照)。この時パターン(P)の上部面と側面がなす角度は第1角度(A1)であることがある。 When the first processing step (S10) is performed, hydrogen radicals are transferred to the substrate (W), and the temperature of the substrate (W) can be maintained at the first temperature (see FIG. 8). Once the first processing step (S10) is completed, the impurities (I) attached to the pattern (P) of the substrate (W) can be removed (see FIG. 9). At this time, the angle formed between the top surface and the side surface of the pattern (P) may be a first angle (A1).

第2処理段階(S20)が遂行されれば、基板(W)に水素ラジカルが伝達されるが、基板(W)の温度は第2温度で維持されることができる(図10参照)。第2処理段階(S20)の遂行が完了すれば、基板(W)のパターン(P)表粗さは改善されることができる(図11参照)。この時、パターン(P)の上部面と側面の成す角度は、直角に近い第2角度(A2)になることができる。すなわち、第2処理段階(S20)を通じて基板(W)に形成されるパターン(P)の形態も改善することができるようになる。 When the second processing step (S20) is performed, hydrogen radicals are transferred to the substrate (W), and the temperature of the substrate (W) can be maintained at the second temperature (see FIG. 10). Once the second processing step (S20) is completed, the surface roughness of the pattern (P) of the substrate (W) can be improved (see FIG. 11). At this time, the angle formed by the top surface and the side surface of the pattern (P) may be a second angle (A2) that is close to a right angle. That is, the shape of the pattern (P) formed on the substrate (W) through the second processing step (S20) can also be improved.

また、水素ラジカルは芳香性を有しない。これに、図12に示されたように基板(W)から分離された空間を有するシート(Sheet)構造のパターン(P)が基板(W)上に形成された場合にも、前述した第1処理段階(S10)と第2処理段階(S20)は同一または類似に適用されることができる。 Furthermore, hydrogen radicals do not have aromatic properties. In addition, when a sheet structure pattern (P) having a space separated from the substrate (W) is formed on the substrate (W) as shown in FIG. The processing step (S10) and the second processing step (S20) may be applied in the same or similar manner.

第1処理段階(S10)が遂行されれば、基板(W)に水素ラジカルが伝達されるが、基板(W)の温度は第1温度で維持されることができる(図10参照)。第1処理段階(S10)の遂行が完了されれば、基板(W)のパターン(P)に付着された不純物(I)らは除去されることができる(図11参照)。 When the first processing step (S10) is performed, hydrogen radicals are transferred to the substrate (W), and the temperature of the substrate (W) can be maintained at the first temperature (see FIG. 10). Once the first processing step (S10) is completed, the impurities (I) attached to the pattern (P) of the substrate (W) can be removed (see FIG. 11).

第2処理段階(S20)が遂行されれば、基板(W)に水素ラジカルが伝達されるが、基板(W)の温度は第2温度で維持されることができる(図12参照)。第2処理段階(S20)の遂行が完了されれば、基板(W)のパターン(P)表粗さは改善されることができる(図12参照)。 When the second processing step (S20) is performed, hydrogen radicals are transferred to the substrate (W), and the temperature of the substrate (W) can be maintained at the second temperature (see FIG. 12). Once the second processing step (S20) is completed, the surface roughness of the pattern (P) of the substrate (W) can be improved (see FIG. 12).

前記実施例では、基板支持部200が静電チャックであることで説明したが、これと異なり基板支持部は多様な方法で基板を支持することができる。例えば、基板支持部200は基板を真空で吸着維持する真空チャックで提供されることができる。 In the above embodiment, the substrate support part 200 is an electrostatic chuck, but the substrate support part 200 can support the substrate in various ways. For example, the substrate support unit 200 may be provided with a vacuum chuck that holds the substrate under vacuum.

前述した水素ラジカルを含むプラズマは、ダイレクトプラズマまたはリモートプラズマであることができる。ダイレクトプラズマは、処理空間101内にプラズマを直接発生させるものであり、リモートプラズマは処理空間101の外部でプラズマを発生させて前記反応室内に流入させるものである。これと異なり、水素ラジカルを含むプラズマを生成する方式は、RF(Radio frequency)プラズマ、マイクロウェーブプラズマ、誘導結合プラズマ(Inductively coupled plasma)、蓄電結合プラズマ(Capacitively coupled plasma)または、電子サイクロトロン共鳴(Electron Cyclotron Resonance)プラズマ方式など多様であることがある。 The plasma containing hydrogen radicals described above can be a direct plasma or a remote plasma. Direct plasma is a method in which plasma is directly generated within the processing space 101, and remote plasma is a method in which plasma is generated outside the processing space 101 and is caused to flow into the reaction chamber. On the other hand, methods for generating plasma containing hydrogen radicals include RF (Radio frequency) plasma, microwave plasma, inductively coupled plasma, capacitively coupled plasma, and electron cyclotron resonance (electron cyclotron resonance). There may be various methods such as Cyclotron Resonance (Cyclotron Resonance) plasma method.

また、前述した例ではマイクロ波を通じて水素ラジカルを含むプラズマを生成することを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなくて、前述した実施例は基板(W)の温度を調節する温度調節部材、そして、工程ガスからプラズマを生成するプラズマソースを有する装置なら同一または類似に適用されることができる。 In addition, in the above-mentioned example, the explanation was given as an example of generating plasma containing hydrogen radicals using microwaves, but the invention is not limited to this, and the above-mentioned embodiment adjusts the temperature of the substrate (W). The same or similar application may be made to an apparatus having a temperature control member for generating plasma and a plasma source for generating plasma from a process gas.

以上の詳細な説明は本発明を例示するものである。また、前述した内容は本発明の望ましい実施形態を示して説明するものであり、本発明は多様な他の組合、変更及び環境で使用することができる。すなわち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、著わした開示内容と均等な範囲及び/または当業界の技術または知識の範囲内で変更または修正が可能である。著わした実施例は本発明の技術的思想を具現するための最善の状態を説明するものであり、本発明の具体的な適用分野及び用途で要求される多様な変更も可能である。したがって、以上の発明の詳細な説明は開示された実施状態で本発明を制限しようとする意図ではない。また、添付された請求範囲は他の実施状態も含むことで解釈されなければならない。 The foregoing detailed description is illustrative of the invention. Moreover, the foregoing description illustrates and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, changes or modifications can be made within the scope of the inventive concept disclosed in this specification, within the scope of equivalency to the contents of the author's disclosure, and/or within the scope of technology or knowledge in the art. The described embodiments are intended to explain the best way to implement the technical idea of the present invention, and various modifications may be made as required by the specific application field and use of the present invention. Therefore, the foregoing detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Additionally, the appended claims should be construed to include other implementations.

100 工程チャンバ
200 基板支持部
220 下部電極
221 下部電源
222 下部電源スイッチ
230 ヒーター
231 ヒーター電源
232 ヒーター電源スイッチ
300 ガス供給部
400 マイクロ波印加ユニット
500 制御機
S10 第1処理段階
S20 第2処理段階
100 Process chamber 200 Substrate support section 220 Lower electrode 221 Lower power source 222 Lower power switch 230 Heater 231 Heater power source 232 Heater power switch 300 Gas supply section 400 Microwave application unit 500 Controller
S10 First processing stage
S20 Second processing stage

Claims (20)

基板を処理する装置において
処理空間を有する工程チャンバと、
前記処理空間で基板を支持し、前記基板の温度を調節するヒーターを有する基板支持部と、
前記処理空間に工程ガスを供給するガス供給部と、
前記工程ガスを励起させてラジカルを発生させるガス励起部と、及び
制御機を含み、
前記制御機は、
前記処理空間に前記工程ガスを供給し、前記ラジカルを発生させるように前記ガス供給部、そして、前記ガス励起部を制御し、
前記基板に前記ラジカルが伝達される間、前記基板の温度を第1温度で調節し、以後前記基板の温度を前記第1温度と相異な温度である第2温度で調節するように前記基板支持部を制御する基板処理装置。
A process chamber having a processing space in an apparatus for processing a substrate;
a substrate support unit that supports the substrate in the processing space and includes a heater that adjusts the temperature of the substrate;
a gas supply unit that supplies process gas to the processing space;
a gas excitation unit that excites the process gas to generate radicals; and a controller;
The controller is
supplying the process gas to the processing space and controlling the gas supply unit and the gas excitation unit to generate the radicals;
The substrate is supported so that the temperature of the substrate is adjusted to a first temperature while the radicals are transferred to the substrate, and thereafter the temperature of the substrate is adjusted to a second temperature that is different from the first temperature. Substrate processing equipment that controls the parts.
前記制御機は、
前記第2温度が前記第1温度より高い温度になるように前記基板支持部を制御することを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
The controller is
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the substrate support section is controlled so that the second temperature is higher than the first temperature.
前記制御機は、
前記第1温度が50度乃至300度の間の温度になるように前記基板支持部を制御することを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
The controller is
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the substrate support section is controlled so that the first temperature is between 50 degrees and 300 degrees.
前記制御機は、
前記第2温度が400度乃至700度の間の温度になるように前記基板支持部を制御することを特徴とする請求項3に記載の基板処理装置。
The controller is
The substrate processing apparatus according to claim 3, wherein the substrate support section is controlled so that the second temperature is between 400 degrees and 700 degrees.
前記工程チャンバには、
前記処理空間を排気する排気ラインと連結される排気ホールが少なくとも一つ以上形成され、
前記制御機は、
前記処理空間の圧力が10mTorr乃至4Torrの間の圧力になるように前記排気ラインと連結された減圧部材を制御することを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
The process chamber includes:
at least one exhaust hole connected to an exhaust line for exhausting the processing space;
The controller is
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein a pressure reducing member connected to the exhaust line is controlled so that the pressure in the processing space is between 10 mTorr and 4 Torr.
前記ラジカルによって処理される前記基板には、
ゲルマニウム(Ge)を含む不純物が付着され、
前記基板は、
珪素(Si)を含む素材で提供されることを特徴とする請求項1乃至請求項5のうちで何れか一つに記載の基板処理装置。
The substrate treated with the radicals includes:
Impurities containing germanium (Ge) are attached,
The substrate is
6. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the substrate processing apparatus is made of a material containing silicon (Si).
前記ガス供給部が供給する前記工程ガスは、
水素、そして、非活性ガスのうちで選択される少なくとも一つのガスを含むことを特徴とする請求項6に記載の基板処理装置。
The process gas supplied by the gas supply unit is
7. The substrate processing apparatus according to claim 6, comprising at least one gas selected from hydrogen and an inert gas.
前記ガス励起部は、
マイクロ波電源と、及び
前記マイクロ波電源が印加する電源の伝達を受けて前記処理空間にマイクロ波を印加するマイクロ波アンテナを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項5のうちで何れか一つに記載の基板処理装置。
The gas excitation part is
Any one of claims 1 to 5 characterized by comprising a microwave power source and a microwave antenna that receives the power applied by the microwave power source and applies microwaves to the processing space. The substrate processing apparatus described in one of the above.
ゲルマニウム(Ge)が付着された基板の表面を処理する基板処理装置において、
処理空間を有する工程チャンバと、
前記処理空間で基板を支持して前記基板の温度を調節する温度調節部材を有する基板支持部と、
前記処理空間に水素を含む工程ガスを供給するガス供給部と、
前記工程ガスを励起させて水素ラジカルを発生させるガス励起部と、及び
制御機を含み、
前記制御機は、
前記水素ラジカルを前記基板に伝達して前記ゲルマニウムを除去する第1処理段階と、及び
前記水素ラジカルを前記基板に伝達して前記基板の表面粗さを改善する第2処理段階を遂行するように前記ガス供給部、前記ガス励起部を制御する基板処理装置。
In a substrate processing device that processes the surface of a substrate to which germanium (Ge) is attached,
a process chamber having a processing space;
a substrate support section having a temperature adjustment member that supports the substrate in the processing space and adjusts the temperature of the substrate;
a gas supply unit that supplies a process gas containing hydrogen to the processing space;
a gas excitation unit that excites the process gas to generate hydrogen radicals; and a controller;
The controller is
a first processing step of transferring the hydrogen radicals to the substrate to remove the germanium; and a second processing step of transferring the hydrogen radicals to the substrate to improve surface roughness of the substrate. A substrate processing apparatus that controls the gas supply section and the gas excitation section.
前記制御機は、
前記第1処理段階で前記基板の温度が第1温度になって、前記第2処理段階で前記基板の温度が前記第1温度と相異な第2温度になるように前記基板支持部を制御することを特徴とする請求項9に記載の基板処理装置。
The controller is
The substrate support unit is controlled such that the temperature of the substrate becomes a first temperature in the first processing step, and the temperature of the substrate becomes a second temperature different from the first temperature in the second processing step. 10. The substrate processing apparatus according to claim 9.
前記制御機は、
前記第2温度が前記第1温度より高い温度になるように前記基板支持部を制御することを特徴とする請求項10に記載の基板処理装置。
The controller is
11. The substrate processing apparatus according to claim 10, wherein the substrate support section is controlled so that the second temperature is higher than the first temperature.
前記制御機は、
前記第1温度が50度乃至300度の間の温度になって、前記第2温度が400度乃至700度の間の温度になるように前記基板支持部を制御することを特徴とする請求項11に記載の基板処理装置。
The controller is
The substrate supporting part is controlled so that the first temperature is between 50 degrees and 300 degrees, and the second temperature is between 400 degrees and 700 degrees. 12. The substrate processing apparatus according to 11.
前記基板は、
珪素(Si)を含む素材で提供されることを特徴とする請求項12に記載の基板処理装置。
The substrate is
13. The substrate processing apparatus according to claim 12, wherein the substrate processing apparatus is made of a material containing silicon (Si).
基板を処理する方法において、
第1温度で調節された基板に水素ラジカルを伝達して前記基板を処理する第1処理段階と、及び
前記第1温度と相異な温度である第2温度で調節された前記基板に前記水素ラジカルを伝達して前記基板を処理する第2処理段階を含むことを特徴とする基板処理方法。
In a method of processing a substrate,
a first processing step of transferring hydrogen radicals to a substrate controlled at a first temperature to treat the substrate; and transferring the hydrogen radicals to the substrate controlled at a second temperature different from the first temperature. A substrate processing method comprising: a second processing step of processing the substrate by transmitting the same.
前記第2温度は、
前記第1温度より高い温度であることを特徴とする請求項14に記載の基板処理方法。
The second temperature is
15. The substrate processing method according to claim 14, wherein the temperature is higher than the first temperature.
前記第1温度は、
50度以上、そして、300度以下であることを特徴とする請求項15に記載の基板処理方法。
The first temperature is
16. The substrate processing method according to claim 15, wherein the temperature is 50 degrees or more and 300 degrees or less.
前記第2温度は、
400度以上、そして、700度以下であることを特徴とする請求項16に記載の基板処理方法。
The second temperature is
17. The substrate processing method according to claim 16, wherein the temperature is 400 degrees or more and 700 degrees or less.
前記基板が処理される空間を提供する真空チャンバ内の圧力は、
10mTorr以上、そして、4Torr以下であることを特徴とする請求項14乃至請求項17のうちで何れか一つに記載の基板処理方法。
The pressure within the vacuum chamber providing the space in which the substrate is processed is
The substrate processing method according to any one of claims 14 to 17, characterized in that the temperature is 10 mTorr or more and 4 Torr or less.
前記第1処理段階には、
前記基板上に付着されたゲルマニウム(Ge)を含む不純物を除去し、
前記第2処理段階は、
前記第1処理段階以後に遂行されるが、珪素(Si)を含む素材で提供される前記基板の表面粗さを改善することを特徴とする請求項14乃至請求項17のうちで何れか一つに記載の基板処理方法。
The first processing step includes:
removing impurities including germanium (Ge) deposited on the substrate;
The second processing step includes:
Any one of claims 14 to 17, which is performed after the first treatment step and is characterized in that the surface roughness of the substrate provided with a material containing silicon (Si) is improved. The substrate processing method described in .
前記水素ラジカルを含むプラズマは、
ダイレクトプラズマ、そして、リモートプラズマのうちで何れか一つであることを特徴とする請求項14乃至請求項17のうちで何れか一つに記載の基板処理方法。

The plasma containing hydrogen radicals is
18. The substrate processing method according to claim 14, wherein the substrate processing method is one of direct plasma and remote plasma.

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