JP7245881B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は基板を処理する装置に係る。
プラズマはイオンやラジカル、そして電子等から成されたイオン化されたガス状態を言い、非常に高い温度や、強い電界、或いは高周波電磁界（ＲＦ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｉｅｌｄｓ）によって生成される。半導体素子の製造工程はプラズマを利用して基板上の膜質を除去するアッシング又は蝕刻工程を含む。アッシング又は蝕刻工程はプラズマに含有されたイオン及びラジカル粒子が基板上の膜質と衝突又は反応することによって遂行される。プラズマを利用して基板を処理する工程は多様な方式に遂行される。その中で、基板の縁領域を処理するベベルエッチ装置は基板の縁領域にプラズマを伝達して基板の縁領域を処理する。
図１はベベルエッチ工程を遂行する一般的なベベルエッチ装置を示す図面である。図１を参照すれば、一般的なベベルエッチ装置１０００はチャック１１００、絶縁リング１２００、下部電極１３００、誘電体板１９００、及び上部電極１５００を含む。チャック１１００は基板Ｗが安着される案着面を有し、電源１１１０と連結される。絶縁リング１２００は上部から見る時、チャック１１００を囲むように提供される。また、下部電極１３００は上部から見る時、絶縁リング１２００を囲む形状に提供される。絶縁リング１２００は下部電極１３００とチャック１１００との間に提供されて、下部電極１３００とチャック１１００を互いに離隔させる。誘電体板１９００はチャック１１００に支持される基板Ｗの上面と対向されるように配置される。また、誘電体板１９００の中央領域には非活性ガスＧＡが吐出される吐出口が形成される。上部電極１５００は下部電極１３００と互いに対向されるように配置され、誘電体板１９００と互いに離隔されるように提供される。誘電体板１９００と上部電極１５００が離隔された離隔空間は工程ガスＧＢが吐出される吐出口として機能することができる。
一般的なベベルエッチ装置１０００で基板Ｗの縁領域を処理する時には、誘電体板１９００に形成された吐出口に非活性ガスＧＡを吐出し、誘電体板１９００と上部電極１５００が離隔された離隔空間に工程ガスＧＢを吐出する。非活性ガスＧＡは基板Ｗ上面の中央領域に供給され、工程ガスＧＢは基板Ｗの上面の縁領域に供給される。基板Ｗの上面縁領域に供給された工程ガスＧＢは上部電極１５００、そして下部電極１３００で発生させる電磁気場によってプラズマＰ状態に励起される。また、基板Ｗの上面中央領域に供給される非活性ガスＧＡは基板Ｗの中央領域から縁領域に向かう方向に流れる。このため、工程ガスＧＢが基板Ｗの中央領域に進入することを抑制する。即ち、一般的なベベルエッチ装置１０００は非活性ガスＧＡを基板Ｗの中央領域に供給することによって基板Ｗの縁領域で主にプラズマＰが発生されるようにする。
一般的なベベルエッチ装置は上述したように基板Ｗの中央領域に非活性ガスＧＡを供給する。このため、基板Ｗの縁領域に供給される工程ガスＧＢが基板Ｗの中央領域に進入することを抑制する。しかし、基板Ｗの中央領域に供給される非活性ガスＧＡの単位時間当たり供給流量が少なければ、工程ガスＧＢが基板Ｗの中央領域に流入されて基板Ｗの縁領域に対する処理効率を低下させ、基板Ｗの中央領域でもプラズマＰによる基板処理が発生されることができる。これを防止するために，非活性ガスＧＡの単位時間当たり供給流量を増加させる方案を考慮することができるが、この場合、非活性ガスＧＡの消耗量が増加され、基板Ｗの縁領域で単位体積当たり工程ガスＧＢの比率を低下させて、基板Ｗの縁領域に対する処理効率もまた低下させる問題がある。
国際公開第２０１３／１０８７５０号
本発明の一目的は基板を効率的に処理することができる基板処理装置を提供することにある。
また、本発明の目的は基板の中央領域に供給される非活性ガスの単位時間当たり供給流量を増加させなくとも、基板の縁領域に供給される工程ガスが基板の中央領域に流入されることを最小化することができる基板処理装置を提供することにある。
また、本発明の一目的は基板の縁領域で単位体積当たり工程ガスの比率が低下されて基板の縁領域に対する処理効率が低下される問題を最小化することができる基板処理装置を提供することにある。
本発明が解決しようとする課題が上述した課題に限定されることはなく、言及されなかった課題は本明細書及び添付された図面から本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されるべきである。
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、処理空間を有するハウジングと、前記処理空間で基板を支持するチャックを含む支持ユニットと、前記チャックに支持された基板の中央領域に非活性ガスを供給する第１ガス供給部、そして前記チャックに支持された基板の縁領域にプラズマ状態に励起される工程ガスを供給する第２ガス供給部を含むガス供給ユニットと、前記チャックに支持された基板の上面と対向するように提供される誘電体板と、を含み、前記誘電体板の中央領域の下面高さと前記誘電体板の縁領域の下面高さは互いに異なり、前記チャックの中央領域の上面高さと前記チャックの縁領域の上面高さは互いに異なることができる。
一実施形態によれば、前記誘電体板の中央領域の下面高さは前記誘電体板の縁領域の下面高さより高い。
一実施形態によれば、前記チャックの中央領域の上面高さは前記チャックの縁領域の上面高さより低いことができる。
一実施形態によれば、前記誘電体板の中央領域の下面高さは前記誘電体板の縁領域の下面高さより高く、前記チャックの中央領域の上面高さは前記チャックの縁領域の上面高さより低いことができる。
一実施形態によれば、前記チャックの上面は、前記チャックの中央領域の上面高さが前記チャックの縁領域の上面高さより低いように凹であることができる。
一実施形態によれば、前記誘電体板の下面は、前記誘電体板の中央領域の下面高さが前記誘電体板の縁領域の下面高さより高くなるように凹であることができる。
一実施形態によれば、前記誘電体板の下面は、前記誘電体板の中央領域の下面高さが前記誘電体板の縁領域の下面高さより高くなるように段差付けることができる。
一実施形態によれば、前記誘電体板には、前記誘電体板の上面から前記誘電体板の下面に向かう方向に湾入される湾入部と、前記湾入部から前記誘電体板の下面まで延長され、前記第１ガス供給部が供給する前記非活性ガスが流れる少なくとも１つ以上の噴射ホールが形成されることができる。
一実施形態によれば、前記装置は、前記誘電体板と前記ハウジングの天井との間に提供されるベースをさらに含み、前記湾入部と前記ベースは互いに組み合わせてバッファ空間を形成し、前記バッファ空間は、前記噴射ホールと互いに連通することができる。
一実施形態によれば、前記第１ガス供給部は、前記バッファ空間に前記工程ガスを供給することができる。
一実施形態によれば、前記噴射ホールは、１．５ｍｍ乃至３．０ｍｍの直径を有することができる。
一実施形態によれば、前記支持ユニットは、前記チャックに支持された基板の下面を吸着する吸着ラインと、前記吸着ラインと連結される減圧部材と、を含むことができる。
一実施形態によれば、前記装置は、前記誘電体板を囲むように提供される上部電極をさらに含み、前記支持ユニットは、前記チャックを囲むように提供され、前記上部電極と互いに対向するように提供される下部電極を含むことができる。
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，処理空間を有するハウジングと、前記処理空間で基板を支持するチャックを含む支持ユニットと、前記チャックに支持された基板の中央領域に非活性ガスを供給する第１ガス供給部、そして前記チャックに支持された基板の縁領域にプラズマ状態に励起される工程ガスを供給する第２ガス供給部を含むガス供給ユニットと、前記チャックに支持された基板の上面と対向するように提供される誘電体板と、を含み、前記誘電体板の下面は、前記誘電体板の中央領域の下面高さが前記誘電体板の縁領域の下面高さより高くなるように凹であることができる。
一実施形態によれば、前記チャックの中央領域の上面高さは前記チャックの縁領域の上面高さより低いことができる。
一実施形態によれば、前記チャックの上面は、前記チャックの中央領域の上面高さが前記チャックの縁領域の上面高さより低いように凹であることができる。
一実施形態によれば、前記支持ユニットは、前記チャックに支持された基板の下面を吸着する吸着ラインと、前記吸着ラインと連結される減圧部材と、を含むことができる。
一実施形態によれば、前記装置は、前記誘電体板を囲むように提供される上部電極をさらに含み、前記支持ユニットは、前記チャックを囲むように提供され、前記上部電極と互いに対向するように提供される下部電極を含むことができる。
一実施形態によれば、前記チャックは、ＲＦ電源と連結され、前記上部電極、そして前記下部電極は接地されることができる。
一実施形態によれば、前記支持ユニットは、前記下部電極、そして前記チャックの間に提供される絶縁リングをさらに含み、前記絶縁リングは、内側領域の上面高さが外側領域の上面高さより高くなるように段差付けた形状を有することができる。
本発明の一実施形態によれば、基板を効率的に処理することができる。
また、本発明の一実施形態によれば、基板の中央領域に供給される非活性ガスの単位時間当たり供給流量を増加させなくとも、基板の縁領域に供給される工程ガスが基板の中央領域に流入されることを最小化することができる。
また、本発明の一実施形態によれば、基板の縁領域で単位体積当たり工程ガスの比率が低下されて基板の縁領域に対する処理効率が低下される問題を最小化することができる。
本発明の効果が上述した効果によって限定されることはなく、言及されなかった効果は本明細書及び添付された図面から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されることができる。
一般的なベベルエッチ装置の一般的な構造を概略的に示す図面である。 本発明の一実施形態による基板処理設備を概略的に示す図面である。 図２のプロセスチャンバーに提供される基板処理装置の一実施形態を示す図面である。 図３の基板処理装置がプラズマ処理工程を遂行する形状を示す図面である。 本発明の他の実施形態に係る基板処理装置を示す図面である。
以下では添付した図面を参考として本発明の実施形態に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は様々な異なる形態に具現されることができ、ここで説明する実施形態に限定されない。また、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明することにおいて、関連された公知機能又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曖昧にすることができていると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。また、類似な機能及び作用をする部分に対しては図面の全体に亘って同一な符号を使用する。
ある構成要素を‘含む’ということは、特別に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除外することではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。具体的に、“含む”又は“有する”等の用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、又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がであり、１つ又はそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものの存在又は付加可能性を予め排除しないことと理解されなければならない。
単数の表現は文脈の上に明確に異なりに表現しない限り、複数の表現を含む。また、図面で要素の形状及びサイズ等はより明確な説明のために誇張されることができる。
以下、図２乃至図５を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図２は本発明の一実施形態による基板処理設備を概略的に示す図面である。図２を参照すれば、基板処理設備１は設備前方端部モジュール（ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｒｏｎｔ ｅｎｄ ｍｏｄｕｌｅ、ＥＦＥＭ）２０及び処理モジュール３０を有する。設備前方端部モジュール２０と処理モジュール３０は一方向に配置される。
設備前方端部モジュール２０はロードポート（ｌｏａｄ ｐｏｒｔ）１０及び移送フレーム２１を有する。ロードポート１０は第１の方向１１に設備前方端部モジュール２０の前方に配置される。ロードポート１０は複数の支持部６を有する。各々の支持部６は第２方向１２に一列に配置され、工程に提供される基板Ｗ及び工程処理が完了された基板Ｗが収納されたキャリヤー４（例えば、カセット、ＦＯＵＰ等）が安着される。キャリヤー４には工程に提供される基板Ｗ及び工程処理が完了された基板Ｗが収納される。移送フレーム２１はロードポート１０と処理モジュール３０との間に配置される。移送フレーム２１はその内部に配置され、ロードポート１０と処理モジュール３０との間に基板Ｗを移送する第１移送ロボット２５を含む。第１移送ロボット２５は第２方向１２に具備された移送レール２７に沿って移動してキャリヤー４と処理モジュール３０との間に基板Ｗを移送する。
処理モジュール３０はロードロックチャンバー４０、トランスファーチャンバー５０、及びプロセスチャンバー６０を含む。処理モジュール３０は設備前方端部モジュール２０から基板Ｗが搬送されて基板Ｗを処理することができる。
ロードロックチャンバー４０は移送フレーム２１に隣接するように配置される。一例として、ロードロックチャンバー４０はトランスファーチャンバー５０と設備前方端部モジュール２０との間に配置されることができる。ロードロックチャンバー４０は工程に提供される基板Ｗがプロセスチャンバー６０に移送される前、又は工程処理が完了された基板Ｗが設備前方端部モジュール２０に移送される前に待機する空間を提供する。
トランスファーチャンバー５０は基板Ｗを搬送することができる。トランスファーチャンバー５０はロードロックチャンバー４０に隣接するように配置される。トランスファーチャンバー５０は上部から見る時、多角形の本体を有する。図２を参照すれば、トランスファーチャンバー５０は上部から見る時、五角形の本体を有する。本体の外側には、ロードロックチャンバー４０と複数のプロセスチャンバー６０が本体の周辺に沿って配置される。本体の各側壁には、基板Ｗが出入りする通路（未図示）が形成され、通路はトランスファーチャンバー５０とロードロックチャンバー４０又はプロセスチャンバー６０を連結する。各通路には、通路を開閉して内部を密閉させるドア（未図示）が提供される。トランスファーチャンバー５０の内部空間にはロードロックチャンバー４０とプロセスチャンバー６０との間に基板Ｗを移送する第２移送ロボット５３が配置される。第２移送ロボット５３はロードロックチャンバー４０で待機する未処理された基板Ｗをプロセスチャンバー６０に移送するか、或いは工程処理が完了された基板Ｗをロードロックチャンバー４０に移送する。そして、複数のプロセスチャンバー６０に基板Ｗを順次的に提供するためにプロセスチャンバー６０の間に基板Ｗを移送する。図２のように、トランスファーチャンバー５０が五角形の本体を有する時、設備前方端部モジュール２０と隣接する側壁には、ロードロックチャンバー４０が各々配置され、残りの側壁には、プロセスチャンバー６０が連続して配置される。トランスファーチャンバー５０は前記形状のみならず、要求される工程モジュールに応じて多様な形態に提供されることができる。
プロセスチャンバー６０はトランスファーチャンバー５０と隣接するように配置されることができる。プロセスチャンバー６０はトランスファーチャンバー５０の周辺に沿って配置される。プロセスチャンバー６０は複数に提供されることができる。各々のプロセスチャンバー６０内では基板Ｗに対する工程処理を遂行することができる。プロセスチャンバー６０は第２移送ロボット５３から基板Ｗが移送されて工程処理をし、工程処理が完了された基板Ｗを第２移送ロボット５３に提供する。各々のプロセスチャンバー６０で進行される工程処理は互いに異なることができる。
以下、プロセスチャンバー６０の中でプラズマ工程を遂行する基板処理装置に対して詳述する。また、以下では説明する基板処理装置はプロセスチャンバー６０の中で基板の縁領域に対するプラズマ処理工程を遂行できるように構成されることを例として説明する。しかし、これに限定されることではなく、以下では説明する基板処理装置は基板に対する処理が行われる様々なチャンバーに同一又は類似に適用されることができる。また、基板処理装置は基板に対するプラズマ処理工程が遂行される様々なチャンバーに同一又は類似に適用されることができる。
図３は図２のプロセスチャンバーに提供される基板処理装置の一実施形態を示す図面である。図３を参照すれば、プロセスチャンバー６０に提供される基板処理装置はプラズマを利用して基板Ｗ上に所定の工程を遂行する。一例として、基板処理装置は基板Ｗ上の膜質を蝕刻又はアッシングすることができる。膜質はポリシリコン膜、シリコン酸化膜、及びシリコン窒化膜等の多様な種類の膜である。また、膜質は自然酸化膜や化学的に生成された酸化膜である。また、膜質は基板Ｗを処理する過程で発生した副産物（Ｂｙ－Ｐｒｏｄｕｃｔ）であり得る。また、膜質は基板Ｗ上に付着及び／又は残留する不純物であり得る。
基板処理装置は基板Ｗに対するプラズマ工程を遂行することができる。例えば、基板処理装置は工程ガスを供給し、供給された工程ガスからプラズマを発生させて基板Ｗを処理することができる。基板処理装置は工程ガスを供給し、供給された工程ガスからプラズマを発生させて基板Ｗの縁領域を処理することができる。以下では、基板処理装置は基板Ｗの縁領域に対するエッチング処理を遂行するベベルエッチ装置であることを例として説明する。
基板処理装置はハウジング１００、支持ユニット３００、誘電体板ユニット５００、上部電極ユニット６００、温度調節プレート７００、ガス供給ユニット８００、そして制御器９００を含むことができる。
ハウジング１００は内部に処理空間１０２を有することができる。ハウジング１００の一面には開口（未図示）が形成されることができる。基板Ｗはハウジング１００に形成された開口を通じてハウジング１００の処理空間１０２に搬入されるか、或いは搬出されることができる。開口はドア（未図示）のような開閉部材によって開閉されることができる。ハウジング１００の開口が開閉部材によって開閉されれば、ハウジング１００の処理空間１０２は外部から隔離されることができる。また、ハウジング１００の処理空間１０２の雰囲気は外部から隔離された後、真空に近い低圧に調整されることができる。また、ハウジング１００は金属を含む材質で提供されることができる。また、ハウジング１００はその表面が絶縁性材質でコーティングされることができる。
また、ハウジング１００の底面には排気ホール１０４形成されることができる。処理空間１０２で発生されたプラズマＰ又は処理空間１０２に供給されるガスＧ１、Ｇ２は排気ホール１０４を通じて外部に排気されることができる。また、プラズマＰを利用して基板Ｗを処理する過程で発生される副産物は排気ホール１０４を通じて外部に排気されることができる。また、排気ホール１０４は排気ライン（未図示）と連結されることができる。排気ラインは減圧を提供する減圧部材と連結されることができる。減圧部材は排気ラインを通じて処理空間１０２に減圧を提供することができる。
支持ユニット３００は処理空間１０２で基板Ｗを支持することができる。支持ユニット３００はチャック３１０、電源部材３２０、絶縁リング３３０、下部電極３５０、駆動部材３７０、そして吸着部材３９０を含むことができる。
チャック３１０は基板Ｗを支持する支持面を有することができる。チャック３１０は上部から見る時、円形状を有することができる。チャック３１０は上部から見る時、基板Ｗより小さい直径を有することができる。このため、チャック３１０に支持される基板Ｗの中央領域はチャック３１０の支持面に安着され、基板Ｗの縁領域はチャック３１０の支持面と接しないことができる。
チャック３１０の内部には加熱手段（未図示）が提供されることができる。加熱手段（未図示）はチャック３１０を加熱することができる。加熱手段はヒーターであり得る。また、チャック３１０には冷却流路（未図示）が形成されることができる。冷却流路はチャック３１０の内部に形成されることができる。冷却流路には冷却流体が流れることができる。冷却流体は冷却水であるか、或いは冷却ガスであり得る。また、チャック３１０を冷却させる構成は冷却流体を供給する構成に限定されることではなく、チャック３１０を冷却させることができる様々な構成（例えば、冷却プレート等）で提供されてもよい。
上部から見たチャック３１０の中央領域の上面高さはチャック３１０の縁領域の上面高さは互いに異なることができる。例えば、チャック３１０の中央領域の上面高さはチャック３１０の縁領域の上面高さより低いことができる。例えば、チャック３１０の上面は、チャック３１０の中央領域の上面高さがチャック３１０の縁領域の上面高さより低いように凹んだ形状を有することができる。このため、基板Ｗがチャック３１０に置かれれば、チャック３１０の縁領域は基板Ｗの下面を支持し、チャック３１０の中央領域は基板Ｗの下面から離隔されることができる。即ち、チャック３１０の中央領域は基板Ｗの下面と離隔され、チャック３１０の中央領域、そして基板Ｗの下面は一定のギャップ（Ｇａｐ）Ｔ３を形成することができる。
電源部材３２０はチャック３１０に電力を供給することができる。電源部材３２０は電源３２２（ＲＦ電源）、整合器３２４、そして電源ライン３２６を含むことができる。電源３２２はバイアス電源であり得る。電源３２２は電源ライン３２６を媒介しチャック３１０と連結されることができる。また。整合器３２４は電源ライン３２６に提供されて、インピーダンスマッチングを遂行することができる。
絶縁リング３３０は上部から見る時、リング形状を有するように提供されることができる。絶縁リング３３０は上部から見る時、チャック３１０を囲むように提供されることができる。例えば、絶縁リング３３０はリング形状を有することができる。また、絶縁リング３３０は内側領域の上面高さと外側領域の上面高さが互いに異なるように段差付けた形状を有することができる。例えば、絶縁リング３３０の内側領域の上面高さが外側領域の上面高さより高くなるように段差付けることができる。基板Ｗがチャック３１０が有する支持面に安着されれば、絶縁リング３３０の内側領域の上面と外側領域の上面は基板Ｗの底面から離隔されることができる。絶縁リング３３０はチャック３１０と後述する下部電極３５０との間に提供されることができる。チャック３１０にはバイアス電源が提供されるので、チャック３１０と後述する下部電極３５０との間には絶縁リング３３０が提供されることができる。絶縁リング３３０は絶縁性を有する材質で提供されることができる。
下部電極３５０はチャック３１０に支持された基板Ｗの縁領域の下部に配置されることができる。下部電極３５０は上部から見る時、リング形状を有するように提供されることができる。下部電極３５０は上部から見る時、絶縁リング３３０を囲むように提供されることができる。下部電極３５０の上面は絶縁リング３３０の外側上面と互いに同一の高さに提供されることができる。下部電極３５０の下面は絶縁リング３３０の下面と互いに同一の高さに提供されることができる。また、下部電極３５０の上面はチャック３１０の中央部の上面より低くように提供されることができる。また、下部電極３５０はチャック３１０に支持された基板Ｗの底面と互いに離隔されるように提供されることができる。例えば、下部電極３５０はチャック３１０に支持された基板Ｗ縁領域の底面と互いに離隔されるように提供されることができる。
下部電極３５０は後述する上部電極６２０と対向されるように配置されることができる。下部電極３５０は後述する上部電極６２０の下部に配置されることができる。下部電極３５０は接地されることができる。下部電極３５０はチャック３１０に印加されるバイアス電源のカップリングを誘導してプラズマ密度を増加させることができる。このため、基板Ｗの縁領域に対する処理効率を向上させることができる。
駆動部材３７０はチャック３１０を昇降させることができる。駆動部材３７０は駆動器３７２と軸３７４を含むことができる。軸３７４はチャック３１０と結合されることができる。軸３７４は駆動器３７２と連結されることができる。駆動器３７２は軸３７４を媒介としてチャック３１０を上下方向に昇降させることができる。
吸着部材３９０はチャック３１０に支持された基板Ｗの下面を吸着することができる。即ち、吸着部材３９０はチャック３１０に支持された基板Ｗを真空吸着方式にチャッキング（Ｃｈｕｃｋｉｎｇ）することができる。吸着部材３９０はチャック３１０に支持された基板Ｗの下面を吸着する吸着ライン３９４、そして吸着ライン３９４と連結される減圧部材３９２を含むことができる。減圧部材３９２が提供する減圧は吸着ライン３９４に伝達され、吸着ライン３９４は基板Ｗの下面に吸引力を伝達して基板Ｗを真空吸着することができる。吸着ライン３９４はチャック３１０に形成されたバキュームチャンネル（Ｖａｃｕｕｍ ｃｈａｎｎｅｌ）であり得る。
誘電体板ユニット５００は誘電体板５２０、そして第１ベース５１０を含むことができる。また、誘電体板ユニット５００は後述する温度調節プレート７００に結合されることができる。
誘電体板５２０は処理空間１０２で支持ユニット３００に支持された基板Ｗと対向されるように配置されることができる。例えば、誘電体板５２０の下面はチャック３１０に支持された基板Ｗの上面と互いに対向するように提供されることができる。誘電体板５２０は支持ユニット３００の上部に配置されることができる。誘電体板５２０はセラミックを含む材質で提供されることができる。
誘電体板５２０は上部から見る時、円形状を有することができる。上部から見た誘電体板５２０の中央領域の下面高さと誘電体板５２０の縁領域の下面高さは互いに異なることができる。例えば、誘電体板５２０の中央領域の下面高さは誘電体板の縁領域の下面高さより高い。例えば、誘電体板５２０の下面は誘電体板５２０の中央領域の下面高さが誘電体板５２０の縁領域の下面高さより高くなるように凹であることができる。このため、基板Ｗがチャック３１０に置かれれば、基板Ｗの上面と誘電体板５２０中央領域の下面との間の間隔Ｔ１は基板Ｗの上面と誘電体板５２０縁領域の下面との間の間隔Ｔ２より大きいことができる。
また、誘電体板５２０の上面はその中央領域の高さが縁領域の高さより高くなるように段差付けることができる。また、誘電体板５２０の上面には湾入部５２４が形成されることができる。湾入部５２４は誘電体板５２０の上面から誘電体板５２０の下面に向かう方向に湾入されて形成されることができる。湾入部５２４は上部から見る時、円形状を有することができる。また、誘電体板５２０には少なくとも１つ以上の噴射ホール５２２が形成されることができる。噴射ホール５２２は上述した湾入部５２４から誘電体板５２０の下面まで延長され、後述する第１ガス供給部８１０が供給する第１ガスＧ１が流れることができる。
また、誘電体板５２０に形成された湾入部５２４は後述する第１ベース５１０と互いに組み合わせてバッファ空間を形成されることができる。バッファ空間は第１ガス供給部８１０が供給する第１ガスＧ１が注入される空間であり得る。また、バッファ空間は上述した噴射ホール５２２と互いに連通することができる。即ち、第１ガス供給部８１０がバッファ空間に第１ガスＧ１を供給すれば、第１ガスＧ１はバッファ空間で分散され、分散された第１ガスＧ１は噴射ホール５２２を通じて基板Ｗの中央領域に供給されることができる。
また、上述した噴射ホール５２２は上部から見る時、円形状を有するホールであり得る。また，噴射ホール５２２は約１．５ｍｍ乃至約３．０ｍｍの直径を有することができる。噴射ホール５２２の直径が３．０ｍｍより大きい場合、基板Ｗの中央領域に第１ガスＧ１が過度に供給されて、基板Ｗの縁領域に対する処理効率を低下させることができる。また、噴射ホール５２２の直径が１．５ｍｍより小さい場合、基板Ｗの中央領域に供給される第１ガスＧ１の単位時間当たり供給流量が減少されて、基板Ｗの縁領域に供給される第２ガスＧ２が基板Ｗの中央領域に流入されることができる。このため、本発明の一実施形態による誘電体板５２０の噴射ホール５２２は約１．５ｍｍ乃至約３．０ｍｍの直径を有することができる。
第１ベース５１０はハウジング１００の天井と誘電体板５２０との間に提供されることができる。第１ベース５１０は後述する温度調節プレート７００と誘電体板５２０との間に提供されることができる。第１ベース５１０は後述する温度調節プレート７００に結合され、誘電体板５２０は第１ベース５１０に結合されることができる。このため、誘電体板５２０は第１ベース５１０を媒介し温度調節プレート７００に結合されることができる。
第１ベース５１０は上から下方向に行くほど、その直径がだんだん大きくなることができる。第１ベース５１０の上面は誘電体板５２０の下面よりその直径が小さいことができる。第１ベース５１０の下面は平らな形状を有することができる。また、第１ベース５１０の下面は段差付けた形状を有することができる。例えば、第１ベース５１０の縁領域の下面は中央領域の下面よりその高さが低いように段差付けることができる。また、第１ベース５１０の下面と誘電体板５２０の上面は互いに組合可能な形状を有することができる。例えば、誘電体板５２０の中央領域は第１ベース５１０の中央領域に挿入されることができる。また、第１ベース５１０は金属を含む材質で提供されることができる。例えば、第１ベース５１０はアルミニウムを含む材質で提供されることができる。
上部電極ユニット６００は第２ベース６１０、そして上部電極６２０を含むことができる。また、上部電極ユニット６００は後述する温度調節プレート７００に結合されることができる。
上部電極６２０は上述した下部電極３５０と互いに対向されることができる。上部電極６２０は下部電極３５０の上部に配置されることができる。上部電極６２０はチャック３１０に支持された基板Ｗの縁領域の上部に配置されることができる。上部電極６２０は接地されることができる。
上部電極６２０は上部から見る時、誘電体板５２０を囲むように提供されることができる。上部電極６２０は誘電体板５２０と離隔されるように提供されることができる。上部電極６２０は誘電体板５２０と離隔されて離隔空間を形成することができる。離隔空間は後述する第２ガス供給部８３０が供給する第２ガスＧ２が流れるチャンネルの中で一部を形成することができる。ガスチャンネルの吐出端は支持ユニット３００に支持された基板Ｗの縁領域に第２ガスＧ２が供給されるように構成されることができる。また、ガスチャンネルの吐出端は第２ガスＧ２が支持ユニット３００に支持された基板Ｗの縁領域の上面に供給されるように構成されることができる。
第２ベース６１０は上部電極６２０と後述する温度調節プレート７００との間に配置されることができる。第２ベース６１０は後述する温度調節プレート７００に結合され、上部電極６２０は第２ベース６１０に結合されることができる。このため、上部電極６２０は第２ベース６１０を媒介し温度調節プレート７００に結合されることができる。
第２ベース６１０は上部から見る時、リング形状を有することができる。第２ベース６１０の上面、そして下面は平らな形状を有することができる。上部から見る時、第２ベース６１０は第１ベース５１０を囲む形状を有することができる。第２ベース６１０は上から下方向に行くほど、その直径がだんだん大きくなることができる。第２ベース６１０は第１ベース５１０と離隔されるように提供されることができる。第２ベース６１０は第１ベース５１０と離隔されて離隔空間を形成することができる。離隔空間は後述する第２ガス供給部８３０が供給する第２ガスＧ２が流れるチャンネルの中で一部を形成することができる。また、第２ベース６１０は金属を含む材質で提供されることができる。例えば、第２ベース６１０はアルミニウムを含む材質で提供されることができる。
温度調節プレート７００は誘電体板ユニット５００、そして上部電極ユニット６００と結合されることができる。温度調節プレート７００はハウジング１００に設置されることができる。温度調節プレート７００は熱を発生させることができる。例えば、温度調節プレート７００は温熱又は冷熱を発生させることができる。温度調節プレート７００は後述する制御器９００から信号が伝達されて熱を発生させることができる。温度調節プレート７００は温熱又は冷熱を発生させて、誘電体板ユニット５００、そして上部電極ユニット６００の温度が比較的一定に維持されるように制御することができる。例えば、温度調節プレート７００は冷熱を発生させて、誘電体板ユニット５００、そして上部電極ユニット６００の温度が基板Ｗを処理する過程で過度に高くなることを最大に抑制することができる。
ガス供給ユニット８００は処理空間１０２に工程ガスを供給することができる。ガス供給ユニット８００は処理空間１０２に第１ガスＧ１、及び第２ガスＧ２を供給することができる。ガス供給ユニット８００は第１ガス供給部８１０及び第２ガス供給部８３０を含むことができる。
第１ガス供給部８１０は処理空間１０２に第１ガスを供給することができる。第１ガスＧ１は窒素等の非活性ガスであり得る。第１ガス供給部８１０はチャック３１０に支持された基板Ｗの中央領域に第１ガスＧ１を供給することができる。第１ガス供給部８１０は第１ガス供給源８１２、第１ガス供給ライン８１４、及び第１バルブ８１６を含むことができる。第１ガス供給源８１２は第１ガスＧ１を貯蔵及び／又は第１ガス供給ライン８１４に供給することができる。第１ガス供給ライン８１４は誘電体板５２０に形成された流路と連結されることができる。第１バルブ８１６は第１ガス供給ライン８１４に設置されることができる。第１バルブ８１６はオン／オフバルブであるか、又は流量調節バルブで提供されることができる。第１ガス供給源８１２が供給する第１ガスＧ１は誘電体板５２０の湾入部５２４と第１ベース５１０が互いに組み合わせて形成するバッファ空間に供給され、バッファ空間に供給された第１ガスＧ１は噴射ホール５２２を通じて基板Ｗの上面中央領域に供給されることができる。
第２ガス供給部８３０は処理空間１０２に第２ガスＧ２を供給することができる。第２ガスＧ２はプラズマ状態に励起される工程ガスであり得る。第２ガス供給部８３０はチャック３１０に支持された基板Ｗの縁領域上部に提供される誘電体板５２０、第１ベース５１０、上部電極６２０、そして第２ベース６１０が互いに離隔されて形成するガスチャンネルを通じて基板Ｗの縁領域に第２ガスＧ２を供給することができる。第２ガス供給部８３０は第２ガス供給源８３２、第２ガス供給ライン８３４、及び第２バルブ８３６を含むことができる。第２ガス供給源８３２は第２ガスＧ２を貯蔵及び／又は第２ガス供給ライン８３４に供給することができる。第２ガス供給ライン８３４はガスチャンネルとして機能する離隔空間に第２ガスＧ２を供給することができる。第２バルブ８３６は第２ガス供給ライン８３４に設置されることができる。第２バルブ８３６はオン／オフバルブであるか、又は流量調節バルブで提供されることができる。第２ガス供給源８３２が供給する第２ガスＧ２は第１ベース５１０、そして第２ベース６１０が形成するガスチャンネル及び誘電体板５２０と上部電極６２０が形成するガスチャンネルを通じて基板Ｗ上面縁領域に供給されることができる。
制御器９００は基板処理装置を制御することができる。制御器９００は以下で遂行するプラズマ処理工程を遂行できるように基板処理装置を制御することができる。例えば、制御器９００はガス供給ユニット８００、温度調節プレート７００、そして支持ユニット３００を制御することができる。例えば、制御器９００は第１ガス供給部８１０及び／又は第２ガス供給部８３０でガスを供給する時、電源３２２がチャック３１０に電力を印加してチャック３１０に支持された基板Ｗの縁領域でプラズマＰを発生させるように支持ユニット３００、及びガス供給ユニット８００を制御することができる。
図４は図３の基板処理装置がプラズマ処理工程を遂行する一実施形態を示す図面である。図４を参照すれば、本発明の一実施形態による基板処理装置は基板Ｗの縁領域を処理することができる。例えば、基板処理装置は基板Ｗの縁領域でプラズマＰを発生させて、基板Ｗの縁領域を処理することができる。例えば、基板処理装置は基板Ｗの縁領域を処理するベベルエッチ工程を遂行することができる。基板処理装置は基板Ｗの縁領域を処理する時、第１ガス供給部８１０が基板Ｗの中央領域に第１ガスＧ１を供給し、第２ガス供給部８３０が基板Ｗの縁領域に第２ガスＧ２を供給することができる。第２ガス供給部８３０が供給する第２ガスＧ２は工程ガスであるので、プラズマＰ状態に励起されて基板Ｗの縁領域を処理することができる。例えば、基板Ｗの縁領域上の薄膜はプラズマＰによってエッチング処理されることができる。また、基板Ｗの中央領域に供給される第１ガスＧ１は非活性ガスであり、第１ガスＧ１は第２ガスＧ２が基板Ｗの中央領域に流入されることを防止して、基板Ｗの縁領域に対する処理効率をより高めるようにする。また、基板Ｗに対する処理を遂行する間に誘電体板ユニット５００、そして上部電極ユニット６００の温度が過度に高くなることを抑制できるように温度調節プレート７００は冷熱を発生させることができる。
本発明の実施形態によれば、誘電体板５２０の中央領域の下面高さは誘電体板５２０の縁領域の下面高さより高いことができる。このため、基板Ｗの上面と誘電体板５２０の下面との間の間隔は基板Ｗの中央領域で縁領域を方向に行くほど、だんだん狭くなる。このため、基板Ｗの中央領域に供給される第１ガスＧ１の流速は基板Ｗの縁領域に行くほど、早くなる。このため、第１ガスＧ１は基板Ｗの中央領域に流入される第２ガスＧ２を基板Ｗの外側領域に効果的に押し出すことができる。また、本願発明のチャック３１０の中央領域の上面高さは、チャック３１０の縁領域の上面高さより低い。このため、チャック３１０に支持された基板Ｗが吸着部材３９０によってチャッキングされれば、基板Ｗの上面と誘電体板５２０下面との間の間隔は基板Ｗの中央領域で縁領域に行くほど、さらに狭くなる。このため、基板Ｗの中央領域に供給される第１ガスＧ１の流速はさらに早くなる。このため、第１ガスＧ１は基板Ｗの中央領域に流入される第２ガスＧ２を基板Ｗの外側領域に効果的に押し出すことができる。即ち、本発明の一実施形態によれば、第１ガスＧ１の単位時間当たり供給流量を大きく増加させなくとも、第２ガスＧ２が基板Ｗの中央領域に流入されることを効果的に抑制することができる。
また、チャック３１０の上面は凹んだ形状を有することができる。このため、チャック３１０に安着された基板Ｗが吸着部材３９０によってチャッキングされれば、基板Ｗには僅かの反りが発生することができる（図４では、本発明の要旨をより明確に示すために実際より誇張されて図示した）。このため、基板Ｗの上面に供給された第１ガスＧ１は基板Ｗの縁領域に沿って流れ、第１ガスＧ１は上向傾いた方向に流れることができる。第２ガスＧ２は上から下に向かう方向に流れるので、第１ガスＧ１が上向傾いた方向に流れれば、第２ガスＧ２が基板Ｗの中央領域に流入されることを効果的に抑制することができる。このため、基板Ｗの縁領域に対する基板処理効率をより高めることができる。
上述した例では、誘電体板５２０の下面が凹んだ形状を有することを例として説明したが、これに限定されることではない。例えば、図５に図示されたように誘電体板５２０の下面は平坦であり、その中央領域に溝部５２６が形成されることができる。即ち、誘電体板５２０の下面は誘電体板５２０の中央領域の下面高さが誘電体板５２０の縁領域の下面高さより高くなるように段差付けた形状を有してもよい。
基板処理装置が基板Ｗの縁領域に対してエッチ工程を遂行することを例として説明したが、これに限定されることではない。上述した実施形態は基板Ｗの縁領域に対する処理が要求される様々な設備、そして工程に同一又は類似に適用されることができる。
上述した例で説明した基板処理装置がプラズマＰを発生させる方法はＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ）方式である。また、上述した基板処理装置がプラズマＰを発生させる方法はＣＣＰ（Ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｃｏｕｐｌｅ ｐｌａｓｍａ）方式であってもよい。また、基板処理装置はＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ）方式、及びＣＣＰ（Ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｃｏｕｐｌｅ ｐｌａｓｍａ）方式を全て利用するか、又はＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ）方式、及びＣＣＰ（Ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｃｏｕｐｌｅ ｐｌａｓｍａ）方式の中で選択された方式を利用してプラズマＰを発生させることができる。また、基板処理装置は上述した方法以外に公知されたプラズマＰを発生させる方法を通じて基板Ｗの縁領域を処理してもよい。
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好ましい実施形態を例として説明することであり、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。即ち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、前述した開示内容と均等な範囲、及び／又は当業界の技術又は知識の範囲内で変更又は修正が可能である。前述した実施形態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ことであり、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に本発明を制限しようとする意図ではない。添付された請求の範囲は他の実施状態も含むことと解析されなければならない。
１０ 基板処理装置
３００ 支持ユニット
３１０ チャック
３３０ 絶縁リング
３５０ 下部電極
３７０ 駆動部材
３９０ 吸着部材
５００ 誘電体板ユニット
５１０ 第１ベース
５２０ 誘電体板
６００ 上部電極ユニット
６１０ 第２ベース
６２０ 上部電極
７００ 温度調節プレート
８００ ガス供給ユニット

Claims (15)

  1. 基板を処理する装置において、
    処理空間を有するハウジングと、
    前記処理空間で基板を支持するチャックを含む支持ユニットと、を含み、
    前記チャックに支持された基板の中央領域に非活性ガスを供給する第１ガス供給部、そして前記チャックに支持された基板の縁領域にプラズマ状態に励起される工程ガスを供給する第２ガス供給部を含むガス供給ユニットと、
    前記チャックに支持された基板の上面と対向するように提供される誘電体板と、を含み、
    前記誘電体板の中央領域の下面高さと前記誘電体板の縁領域の下面高さは、互いに異なり、
    前記チャックの中央領域の上面高さと前記チャックの縁領域の上面高さは、互いに異なり、
    前記チャックの上面は、
    前記チャックの中央領域の上面高さが前記チャックの縁領域の上面高さより低いように凹であり、
    前記チャックの中央領域の上面と前記誘電体板との間の間隔は、前記チャックの縁領域の上面と前記誘電体板との間の間隔よりも広く、
    前記第２ガス供給部から供給された工程ガスは上から下に向かう方向に流れる一方、前記基板が前記チャックの前記凹の上面に沿って下に凸に支持された状態で、前記第１ガス供給部から供給された非活性ガスは前記基板の縁領域に沿って流れて上向傾いた方向に流れてなる、基板処理装置。
  2. 前記誘電体板の中央領域の下面高さは、前記誘電体板の縁領域の下面高さより高い請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記誘電体板の下面は、
    前記誘電体板の中央領域の下面高さが前記誘電体板の縁領域の下面高さより高くなるように凹である請求項１または請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記誘電体板の下面は、
    前記誘電体板の中央領域の下面高さが前記誘電体板の縁領域の下面高さより高くなるように段差付けている請求項１または請求項２に記載の基板処理装置。
  5. 前記誘電体板には、
    前記誘電体板の上面から前記誘電体板の下面に向かう方向に湾入される湾入部と、
    前記湾入部から前記誘電体板の下面まで延長され、前記第１ガス供給部が供給する前記非活性ガスが流れる少なくとも１つ以上の噴射ホールが形成される請求項１または請求項２に記載の基板処理装置。
  6. 前記装置は、
    前記誘電体板と前記ハウジングの天井との間に提供されるベースをさらに含み、
    前記湾入部と前記ベースは、互いに組み合わせてバッファ空間を形成し、
    前記バッファ空間は、
    前記噴射ホールと互いに連通する請求項５に記載の基板処理装置。
  7. 前記第１ガス供給部は、
    前記バッファ空間に前記工程ガスを供給する請求項６に記載の基板処理装置。
  8. 前記噴射ホールは、
    １．５ｍｍ乃至３．０ｍｍの直径を有する請求項５に記載の基板処理装置。
  9. 前記支持ユニットは、
    前記チャックに支持された基板の下面を吸着する吸着ラインと、
    前記吸着ラインと連結される減圧部材と、を含む請求項１または請求項２に記載の基板処理装置。
  10. 前記装置は、
    上部から見る時、前記誘電体板を囲むように提供される上部電極をさらに含み、
    前記支持ユニットは、
    上部から見る時、前記チャックを囲むように提供され、前記上部電極と互いに対向するように提供される下部電極を含む請求項９に記載の基板処理装置。
  11. 基板を処理する装置において、
    処理空間を有するハウジングと、
    前記処理空間で基板を支持するチャックを含む支持ユニットと、を含み、
    前記チャックに支持された基板の中央領域に非活性ガスを供給する第１ガス供給部、そして前記チャックに支持された基板の縁領域にプラズマ状態に励起される工程ガスを供給する第２ガス供給部を含むガス供給ユニットと、
    前記チャックに支持された基板の上面と対向するように提供される誘電体板と、を含み、
    前記誘電体板の下面は、
    前記誘電体板の中央領域の下面高さが前記誘電体板の縁領域の下面高さより高くなるように凹であり、
    前記チャックの上面は、
    前記チャックの中央領域の上面高さが前記チャックの縁領域の上面高さより低いように凹であり、
    前記第２ガス供給部から供給された工程ガスは上から下に向かう方向に流れる一方、前記基板が前記チャックの前記凹の上面に沿って下に凸に支持された状態で、前記第１ガス供給部から供給された非活性ガスは前記基板の縁領域に沿って流れて上向傾いた方向に流れてなる、基板処理装置。
  12. 前記支持ユニットは、
    前記チャックに支持された基板の下面を吸着する吸着ラインと、
    前記吸着ラインと連結される減圧部材と、を含む請求項１１に記載の基板処理装置。
  13. 前記装置は、
    上部から見る時、前記誘電体板を囲むように提供される上部電極をさらに含み、
    前記支持ユニットは、
    上部から見る時、前記チャックを囲むように提供され、前記上部電極と互いに対向するように提供される下部電極を含む請求項１２に記載の基板処理装置。
  14. 前記チャックは、
    ＲＦ電源と連結され、
    前記上部電極、そして前記下部電極は、接地される請求項１３に記載の基板処理装置。
  15. 前記支持ユニットは、
    前記下部電極、そして前記チャックの間に提供される絶縁リングをさらに含み、
    前記絶縁リングは、
    内側領域の上面高さが外側領域の上面高さより高くなるように段差付けた形状を有する請求項１３に記載の基板処理装置。
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