JP7320874B2 - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は基板処理装置及び基板処理方法に係り、より詳細にはプラズマを利用して基板を処理する基板処理装置及び基板処理方法に係る。
プラズマはイオンやラジカル、及び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。半導体素子製造工程はプラズマを利用して基板の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供給するか、又は基板の縁領域でプラズマを発生させ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１４００、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１４００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１４００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１４００と互いに離隔されるように提供される。誘電体板１４００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１４００に形成された吐出口に非活性ガスＧＡを吐出し、誘電体板１４００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上面の縁領域に供給される。基板Ｗの上面の縁領域に供給された工程ガスＧＢは上部電極１５００、及び下部電極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の中央領域で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１０００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、このような一般的なベベルエッチ装置１０００が遂行するベベルエッチ工程は基板Ｗの縁領域の処理を均一に遂行するするのに限界点を有する。具体的に、一般的なベベルエッチ装置１０００が遂行するベベルエッチ工程は工程ガスＧＢと非活性ガスＧＡが出会う領域と、そうでない領域で工程ガスＧＢの単位体積当たりの比率が互いに異なる。工程ガスＧＢと非活性ガスＧＡが出会う領域では非活性ガスＧＡと工程ガスＧＢが互いに混合されて、工程ガスＧＢの単位体積当たりの比率が低くなるためである。工程ガスＧＢの単位体積当たりの比率が異なるようになれば、基板Ｗの縁領域に対するプラズマ処理の均一性が低くなる。
また、一般的なベベルエッチ装置１０００の場合、エッチレートＥ／Ｒを改善することにおいても限界点を有する。エッチングレートＥ／Ｒを高めるために基板Ｗの縁領域に供給される工程ガスＧＢの単位時間当たり供給流量を高かくするは場合、工程ガスＧＢが基板Ｗの中央領域に進入することになる。このため、工程ガスＧＢと非活性ガスＧＡが出会う領域は基板Ｗの中央領域にさらに近づくことになる。この場合、工程ガスＧＢと非活性ガスＧＡの混合比率が異なる領域は基板Ｗの半径方向に沿う方向にさらに大きくなる。このため、基板Ｗ処理の均一性がさらに低下される。このような問題を解消するために、工程ガスＧＢの単位時間当たりの供給流量を少なくする場合、基板Ｗの縁領域に対するエッチングレートＥ／Ｒが低くなる、その他の問題が発生する。
日本国特許第６００１５２９号明細書
本発明の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及び基板処理方法を提供することにある。
また、本発明の目的は基板に対するプラズマ処理を均一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にある。
また、本発明は基板の縁領域に対するプラズマ処理効率をさらに高めることがきる基板処理装置及び基板処理方法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支持ユニットと、前記処理空間に工程ガスを供給するガス供給ユニットと、前記処理空間で前記支持ユニットに支持された基板と対向されるように配置される誘電体板と、上部から見る時、前記誘電体板を囲み、前記誘電体板と離隔される上部電極と、制御器と、を含み、前記支持ユニットは、基板を支持する支持面を有し、電源と連結されるチャックと、上部から見る時、前記チャックを囲み、前記上部電極と対向されるように配置される下部電極と、を含み、前記ガス供給ユニットは、前記チャックに支持された基板の中央領域に工程ガスを供給することができる第１ガス供給部と、前記チャックに支持された基板の縁領域の上部に提供される前記誘電体板と前記上部電極が離隔された離隔空間を通じて工程ガスを供給することができる第２ガス供給部と、を含み、前記制御器は、前記チャックに支持された基板の縁領域を処理する時、前記第１ガス供給部で供給する工程ガスの単位時間当たりの供給流量が前記第２ガス供給部で供給する単位時間当たりの供給流量より多くなるように前記ガス供給ユニットを制御することができる。
一実施形態によれば、前記制御器は、前記チャックに支持された基板の縁領域を処理する時、前記第１ガス供給部のみで工程ガスを供給するように前記ガス供給ユニットを制御することができる。
一実施形態によれば、前記支持ユニット、前記誘電体板、及び前記上部電極は、前記ガス供給ユニットが供給する工程ガスが流れる空間の体積が上部から見た前記チャックに支持された基板の中央領域より前記チャックに支持された基板の縁領域でさらに大きくなるように提供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、前記チャックと前記下部電極との間に提供される絶縁リングをさらに含むことができる。
一実施形態によれば、前記絶縁リング及び前記下部電極は、前記チャックに支持された基板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。
一実施形態によれば、前記第１ガス供給部で供給する工程ガスと前記第２ガス供給部で供給する工程ガスは同一な分子量を有することができる。
一実施形態によれば、前記制御器は、前記第１ガス供給部及び／又は前記第２ガス供給部で工程ガスを供給する時、前記電源が前記チャックに電力を印加して前記チャックに支持された基板の縁領域でプラズマを発生させるように前記支持ユニット、及び前記ガス供給ユニットを制御することができる。
また、本発明は基板を処理する方法を提供する。基板処理装置を利用して基板を処理する方法は、プラズマを供給して前記チャックに支持された基板の縁領域を処理し、前記基板の縁領域を処理する時、前記基板の中央領域に供給される工程ガスの単位時間当たりの供給流量が前記基板の縁領域に供給される工程ガスの単位時間当たりの供給流量より多いことができる。
一実施形態によれば、前記基板の縁領域を処理する時、前記基板の中央領域のみに工程ガスを供給することができる。
また、本発明は基板を処理する装置を提供する。基板処理装置は、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支持ユニットと、前記処理空間に工程ガスを供給するガス供給ユニットと、前記処理空間で前記支持ユニットに支持された基板と対向されるように配置される誘電体板と、上部から見る時、前記誘電体板を囲み、前記誘電体板と離隔される上部電極と、制御器と、を含み、前記支持ユニットは、基板を支持する支持面を有し、電源と連結されるチャックと、上部から見る時、前記チャックを囲み、前記上部電極と対向されるように配置される下部電極と、を含み、前記ガス供給ユニットは、前記チャックに支持された基板の中央領域に工程ガスを供給することができる第１ガス供給部を含み、前記支持ユニット、前記誘電体板、及び前記上部電極は、前記ガス供給ユニットが供給する工程ガスが流れる空間の体積が上部から見た前記チャックに支持された基板の中央領域より前記チャックに支持された基板の縁領域でさらに大きくなるように提供され、前記制御器は、前記チャックに支持された基板の縁領域を処理する時、前記第１ガス供給部で工程ガスを供給するように前記ガス供給ユニットを制御することができる。
一実施形態によれば、前記ガス供給ユニットは、前記チャックに支持された基板の縁領域の上部に提供される前記誘電体板と前記上部電極が離隔された離隔空間を通じて工程ガスを供給することができる第２ガス供給部をさらに含み、前記制御器は、前記チャックに支持された基板の縁領域を処理する時、前記第１ガス供給部で単位時間当たり供給する工程ガスの総分子量が前記第２ガス供給部で単位時間当たり供給する工程ガスの総分子量より大きくなるように前記ガス供給ユニットを制御することができる。
一実施形態によれば、前記支持ユニットは、前記チャックと前記下部電極との間に提供される絶縁リングをさらに含むことができる。
一実施形態によれば、前記絶縁リング及び前記下部電極は、前記チャックに支持された基板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。
一実施形態によれば、前記制御器は、前記第１ガス供給部及び／又は前記第２ガス供給部で工程ガスを供給する時、前記電源が前記チャックに電力を印加して前記チャックに支持された基板の縁領域でプラズマを発生させるように前記支持ユニット、及び前記ガス供給ユニットを制御することができる。
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、基板に対するプラズマ処理を均一に遂行することができる。
また、本発明の一実施形態によれば、基板の縁領域に対するプラズマ処理効率をさらに高めることがきる。
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。
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。 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他の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他の実施形態を示す図面である。 本発明の他の実施形態による基板処理装置を示す図面である。
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７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１０００に対して詳述する。また、以下で説明する基板処理装置１０００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、以下で説明する基板処理装置１０００は基板に対する処理が成される多様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１０００は基板に対するプラズマ処理工程が遂行される多様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１０００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１０００は基板Ｗ上の薄膜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る。
基板処理装置１０００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１０００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１０００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。
基板処理装置１０００はハウジング１００、支持ユニット３００、排気プレート４００、誘電体板ユニット５００、上部電極ユニット６００、及びガス供給ユニット７００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２１２で発生されたプラズマＰ又は処理空間２１２に供給される工程ガス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、及び駆動部材３７０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はその中央部の高さが縁部の高さより高くなるように段差が形成されることができる。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の支持面と接触されないことができる。
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る。また、チャック３１０には冷却流路３１２が形成されることができる。冷却流路３１２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３１２には冷却流体供給ライン３１４、及び冷却流体排出ライン３１６が連結されることができる。冷却流体供給ライン３１４は冷却流体供給源３１８と連結されることができる。冷却流体供給源３１８は冷却流体を貯蔵及び／又は冷却流体供給ライン３１４に冷却流体を供給することができる。また、冷却流路３１２に供給された冷却流体は冷却流体排出ライン３１６を通じて外部に排出されることができる。冷却流体供給源３１８が貯蔵及び／又は供給する冷却流体は冷却水であるか、或いは冷却ガスである。また、チャック３１０に形成される冷却流路３１２の形状は図３に図示された形状に限定されることではなく、多様に変形されることができる。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多様な構成（例えば、冷却プレート等）で提供されてもよい。
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、整合器３２４、及び電源ライン３２６を含むことができる。電源３２２はバイアス電源である。電源３２２は電源ライン３２６を媒介としてチャック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。電源３２２が供給する電力によって、処理空間１０２で発生されたプラズマは基板Ｗの縁領域に向かう方向に移動されることができる。
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を囲む形状を有することができる。また、絶縁リング３３０はチャック３１０の段差が形成された領域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はチャック３１０の縁部の側面、チャック３１０の縁部の上面、及びチャック３１０の中央部の側面の一部を囲むように提供されることができる。絶縁リング３３０は内側の上面と外側の上面の高さが互いに異なりに提供されて段差か形成されることができる。例えば、絶縁リング３３０の内側の上面の高さは外側の上面の高さより高いことができる。また、絶縁リング３３０は内側の下面と外側の下面の高さが互いに異なりに提供されて段差が形成されることができる。例えば、絶縁リング３３０の内側の下面の高さは外側の下面の高さより高いことができる。また、絶縁リング３３０の上面はチャック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、絶縁リング３３０の上面はチャック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。また、絶縁リング３３０の上面はチャック３１０の中央部の上面より低く、提供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。また、下部電極３５０は絶縁リング３３０の段差が形成された領域を囲むように提供されることができる。下部電極３５０の上面は平らに提供されることができる。下部電極３５０の上面の高さは絶縁リング３３０の内側の上面の高さと互いに同一に提供されることができる。下部電極３５０は外側の下面と内側の下面の高さが互いに異なるように段差が形成されることができる。例えば、下部電極３５０の外側の下面の高さは内側の下面の高さより低いことができる。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。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、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の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。
誘電体板ユニット５００は誘電体板５２０、及び第１ベース５１０を含むことができる。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。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。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には後述するガス供給ユニット７００の第１ガス供給部７１０と連結される流路が形成されることができる。また、流路の吐出端は第１ガスＧ１が支持ユニット３００に支持された基板Ｗの中央領域に供給されるように構成されることができる。また、流路の吐出端は第１ガスＧ１が支持ユニット３００に支持された基板Ｗの中央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１ベース５１０は誘電体板５２０をハウジング１００に結合させることができる。第１ベース５１０は上面、及び下面が平らになるように提供されることができる。また、第１ベース５１０は、第１ベース５１０の上面から下面に向かう方向に行くほど、その直径が徐々に大きくなるように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、及び上部電極６２０を含むことができる。上部電極６２０は上述した下部電極３５０と互いに対向することができる。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を囲む形状を有することができる。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７３０が供給する第２ガスＧ２が流れるチャンネルとして機能することができる。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、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をハウジング１００に結合させることができる。第２ベース６１０はリング形状を有するように提供されることができる。第２ベース６１０は上部から見る時、誘電体板ユニット５００を囲むように提供されることができる。第２ベース６１０は誘電体板ユニット５００と互いに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と互いに組み合わせて内部空間を形成することができる。第１ベース５１０、及び第２ベース６１０が互いに組み合わせて形成する内部空間は上から下方向に行くほど、その面積が徐々に狭くなることができる。また、上部電極６２０は第２ベース６１０と電気的に連結されることができる。また、内部空間は上述したチャンネルと互いに連通されることができる。
ガス供給ユニット７００は処理空間１０２にガスを供給することができる。ガス供給ユニット７００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７００は第１ガス供給部７１０及び第２ガス供給部７３０を含むことができる。
第１ガス供給部７１０は処理空間１０２に工程ガスを供給することができる。第１ガス供給部７１０はチャック３１０に支持された基板Ｗの中央領域に工程ガスを供給することができる。第１ガス供給部７１０は第１ガス供給源７１２、第１ガス供給ライン７１４、及び第１バルブ７１６を含むことができる。第１ガス供給源７１２は第１ガスＧ１を貯蔵及び／又は第１ガス供給ライン７１４に供給することができる。第１ガス供給ライン７１４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７１６は第１ガス供給ライン７１４に設置されることができる。第１バルブ７１６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７１２が供給する工程ガスは誘電体板５２０に形成された流路を通じて基板Ｗの上面の中央領域に供給されることができる。
第２ガス供給部７３０は処理空間１０２に工程ガスを供給することができる。第２ガス供給部７３０はチャック３１０に支持された基板Ｗの縁領域の上部に提供される誘電体板５２０と上部電極６２０が離隔された離隔空間を通じて工程ガスを供給することができる。第２ガス供給部７３０は第２ガス供給源７３２、第２ガス供給ライン７３４、及び第２バルブ７３６を含むことができる。第２ガス供給源７３２は第２ガスＧ２を貯蔵及び／又は第２ガス供給ライン７３４に供給することができる。第２ガス供給ライン734は上部電極６２０と誘電体板520が互いに離隔されて形成された流体チャンネルとして機能する離隔空間に工程ガスを供給することができる。例えば、第２ガス供給ライン734は上述した第１ベース５１０、及び第２ベース６１０が互いに組み合わせて形成される内部空間に工程ガスを供給し、内部空間に供給された工程ガスは離隔空間に供給されることができる。第２バルブ７３６は第２ガス供給ライン７３４に設置されることができる。第２バルブ７３４６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７３２が供給する工程ガスは第２流路６０２を通じて基板Ｗ上面の縁領域に供給されることができる。
第１ガス供給部７１０、及び第２ガス供給部７３０は第１ガスＧ１、及び第２ガスＧ２を供給することができる。第１ガスＧ１と第２ガスＧ２は互いに異なる種類のガスである。例えば、第１ガス供給部７１０は第１ガスＧ１又は第２ガスＧ２を供給することができる。第２ガス供給部７３０は第１ガスＧ１又は第２ガスＧ２を供給することができる。即ち、第１ガス供給部７１０と第２ガス供給部７３０は互いに同一な種類の工程ガスを供給するか、又は互いに異なる種類の工程ガスを供給することができる。
制御器９００は基板処理装置１０００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１０００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７００、及び支持ユニット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７１０及び／又は第２ガス供給部７３０で工程ガスを供給する時、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７００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１０００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１０００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１０００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１０００は基板Ｗの縁領域を処理する時、第１ガス供給部７１０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７３０が基板Ｗの縁領域に第１ガスＧ１を供給することができる。また、第１ガス供給部７１０が供給する第１ガスＧ１と第２ガス供給部７３０が供給する第１ガスＧ１は互いに同種であるので、互いに同一な分子量を有することができる。
この時、基板Ｗの中央領域に供給される第１ガスＧ１の単位時間当たりの供給流量は基板Ｗの縁領域に供給される第１ガスＧ１の単位時間当たりの供給流量より多いことができる。基板Ｗの中央領域に供給される第１ガスＧ１の単位時間当たりの供給流量が基板Ｗの縁領域に供給される第１ガスＧ１の単位時間当たりの供給流量より多いので、第１ガスＧ１は全体的に基板Ｗの縁領域に向かって流れるようになる。
また、図４で説明したように、ガス供給ユニット７００が供給する第１ガスＧ１が流れる空間の体積は上部から見たチャック３１０に支持された基板Ｗの中央領域での体積Ｖ１より基板Ｗの縁領域での体積Ｖ２がさらに大きくなるように提供される。このため、基板Ｗの縁領域に向かって流れる第１ガスＧ１は基板Ｗの縁領域で流速が遅くなる。即ち、第１ガスＧ１は基板Ｗの縁領域で残留する時間が増加されて、基板Ｗの縁領域を処理効率が高くなる。
また、上述したように、第１ガスＧ１はプラズマ状態に励起される工程ガスである。このため、先に説明した非活性ガスと工程ガスが互いに混合されて発生される問題が発生しない。
上述した実施形態では、チャック３１０に支持された基板Ｗの縁領域を処理する時、第１ガス供給部７１０、及び第２ガス供給部７３０で各々工程ガスを供給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、チャック３１０に支持された基板Ｗの縁領域を処理する時、第１ガス供給部７１０のみで第１ガスＧ１を供給することができる。第１ガスＧ１は基板Ｗの中央領域に供給される。基板Ｗの中央領域に供給された第１ガスＧ１は基板Ｗの縁領域に流れるようになる。基板Ｗの縁領域で第１ガスＧ１が流れる空間の体積Ｖ２は大きくなる。このため、第１ガスＧ１が基板Ｗの縁領域で残留する時間が増加されて、上述した一実施形態と類似に基板Ｗの縁領域を処理効率が高くなることがきる。
上述した実施形態では、基板Ｗの中央領域と基板Ｗの縁領域に同種の第１ガスＧ１が供給され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６に図示されたように基板Ｗの中央領域には第１ガスＧ１が供給され、基板Ｗの縁領域には第２ガスＧ２が供給されることができる。この時、基板Ｗの中央領域に単位時間当たり供給される第１ガスＧ１の総分子量が基板Ｗの縁領域に単位時間当たり供給される第２ガスＧ２の総分子量より大きいことができる。このため、第１ガスＧ１と第２ガスＧ２は全体的に基板Ｗの縁領域に向かって流れるようになり、上述した一実施形態、及び他の実施形態と類似に基板Ｗの縁領域を処理効率を高くすることがきる。
上述した実施形態では、ガス供給ユニット７００が第１ガス供給部７１０、及び第２ガス供給部７３０を全て含む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７に図示されたようにガス供給ユニット７００は第１ガス供給部７１０のみを含んでもよい。
上述した実施形態では、基板処理装置１０００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多様な設備、及び工程に同一又は類似に適用されることができる。
上述した実施形態で説明した基板処理装置１０００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１０００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１０００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１０００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ことである。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して解析されなければならない。
１０００ 一般的なベベルエッチ装置
Ｗ 基板
ＧＡ 非活性ガス
ＧＢ 工程ガス
１１００ チャック
１１１０ 電源
１２００ 絶縁リング
１３００ 下部電極
１４００ 誘電体板
１５００ 上部電極
３００ 支持ユニット
３１０ チャック
３３０ 絶縁リング
３５０ 下部電極
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 ガス供給ユニット
７１０ 第１ガス供給部
７１２ 第１ガス供給源
７１４ 第１ガス供給ライン
７１６ 第１バルブ
７３０ 第２ガス供給部
７３２ 第２ガス供給源
７３４ 第２ガス供給ライン
７３６ 第２バルブ

Claims (8)

  1. 基板処理装置であって、
    基板を支持するように構成されたチャックと、
    前記チャックによって支持される基板の中央領域に工程ガスを供給するように構成された第１ガス供給部と、
    前記チャックによって支持される基板に面するように配置された誘電体板と、
    上部から見られる時に、前記誘電体板を囲む一方で前記誘電体板から離隔される上部電極と、
    上部から見られる時に、前記チャックを囲む一方で上部電極に面するように配置された下部電極と、
    前記チャックと前記下部電極との間に差し挟まれる絶縁リングと、
    前記チャックによって支持される基板の縁領域上に設けられる誘電体板と上部電極との間の空間を通じて前記工程ガスを供給するように構成された第２ガス供給部と、
    制御器と、
    を備える、基板処理装置であり、
    前記誘電体板、前記上部電極、及び前記下部電極は、中でガス供給ユニットによって供給される工程ガスが流れる空間の体積が、上部から見られる時に、前記チャックによって支持される基板の縁領域内で、前記チャックによって支持される基板の中央領域より大きいように設けられ、
    前記制御器は、前記チャックによって支持される基板の縁領域を処理する時に、前記第１ガス供給部のみが前記工程ガスを供給するように、前記第１ガス供給部及び前記第２ガス供給部を制御するように構成され、
    前記絶縁リングは、前記チャック及び前記下部電極と直接接触しており、且つ、その上で前記下部電極が前記絶縁リング内に貫通する段差部を含み、それによって、上部から見られる時に、前記下部電極が前記段差部内で前記絶縁リングと重なっており、
    前記絶縁リング及び前記下部電極は、前記チャックによって支持される基板の縁領域の底面から離隔される、基板処理装置。
  2. 前記チャックは、前記チャック内に形成される加熱手段及び冷却流路を有し、
    前記加熱手段は、前記チャックを加熱するように構成され、
    前記冷却流路は、その中で流れる冷却流体によって前記チャックを冷却するように構成される、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記制御器は、前記第１ガス供給部が前記工程ガスを供給する時に、電源が前記チャックによって支持される基板の縁領域にプラズマを生成するように前記チャックに電力を印加するように、支持ユニット及び前記ガス供給ユニットを制御するように構成される、請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記チャックは電源と連結される、請求項１に記載の基板処理装置。
  5. 前記上部電極は接地される、請求項１に記載の基板処理装置。
  6. 前記下部電極は接地される、請求項１に記載の基板処理装置。
  7. 前記上部電極は、上部から見られる時に前記誘電体板から離隔される、請求項１に記載の基板処理装置。
  8. 請求項１に記載の基板処理装置を使用して基板を処理するための方法であって、前記方法は、
    プラズマを供給することによって前記チャックによって支持される基板の縁領域を処理すること
    を備え、
    前記工程ガスは、前記基板の縁領域が処理される時に、前記基板の中央領域にのみ供給される、方法。
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