JP7446388B2 - 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関し、さらに詳細には基板をプラズマ処理する基板処理装置及び方法に関する。
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う。プラズマは非常に高い温度、強い電界、又は高周波電磁界（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ウエハ等の基板上に形成された薄膜や異物を除去するエッチング工程（Ｅｔｃｈｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ）を含むことができる。エッチング工程はプラズマのイオン及び／又はラジカルが基板の上の薄膜と衝突するか、又は薄膜と反応して遂行される。
基板を処理する過程でプラズマの特性は一定に維持されることが重要である。プラズマの特性が変化されれば、基板に要求される工程処理条件を満足させるのは難しい。これは基板の工程不良を引き起こし、工程効率を低下させる問題につながる。
一般的に、プラズマの色、プラズマの分布等プラズマの特性を観測するためにチャンバーの一側壁に観測窓を設置する。観測窓は工程を進行する過程で発生するパーティクル、工程副産物等によって汚染されてプラズマ特性の観測を妨害する。また、プラズマの特性を観測するために高周波電圧又は高周波電流をモニターリングする方法は広い範囲に分布されるプラズマに対する情報を正確に提供することができない。また、チャンバーの内部の複数の領域で互いに異なる特性を有する複数のプラズマが利用される工程では、各々のプラズマを観測するためには複数の観測装備を必要とする。これは装置が構造的に複雑になり、装置が占める空間上の効率を低下させる。
国際公開第２０１４／０４９９１５号公報
本発明の目的はプラズマの特性を効果的に観測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、本発明の目的は互いに異なる特性を有する複数のプラズマを１つの観測装備を利用して各々のプラズマの特性を観測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、本発明の目的は装置の追加的な構造変更なしで、プラズマの特性を観測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。
本発明の目的はここに制限されなく、言及されないその他の目的は下の記載から通常の技術者が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内部空間を有するハウジング、前記内部空間を上部の第１空間と下部の第２空間に区画し、複数の通孔が形成されたプレート、前記第１空間に第１ガスを供給する第１ガス供給ユニット、前記第１空間又は前記第２空間でプラズマを発生させるプラズマソース及び前記プレートに設置され、前記第１空間又は前記第２空間で発生するプラズマの特性を観測するモニターリングユニットを含むことができる。
一実施形態によれば、前記プレートには前記第１空間又は前記第２空間と、前記モニターリングユニットを連結する光経路が形成されることができる。
一実施形態によれば、前記プラズマソースは第１高周波電力が印加され、前記第１空間で第１プラズマを発生させる第１電極及び第２高周波電力が印加され、前記第２空間で第２プラズマを発生させる第２電極を含み、前記光経路は前記プレートの上下方向に貫通される第１経路と前記第１経路と連結され、前記プレートの側壁に向かう方向に延長された第２経路として形成されることができる。
一実施形態によれば、前記モニターリングユニットは前記第１経路と前記第２経路が交差する位置に設置され、第１方向に偏光方向が形成された偏光板を含み、前記光は前記第１方向に振動する第１偏波と前記第１方向と異なる第２方向に振動する第２偏波で成され、前記偏光板は前記第１経路に入射された前記光の中で前記第２偏波が前記偏光板に反射されて前記第２経路と平行である方向に向かうように前記第１経路に対して傾くように形成されることができる。
一実施形態によれば、前記モニターリングユニットは前記側壁と隣接する前記第２経路の一側に設置されて、前記光を受光する受光部材及び前記第２経路の一側と対向される他側に設置され、前記偏光板から反射された前記第２偏波を前記第１方向に振動するように前記第２偏波の特性を変更させる屈折部材をさらに含むことができる。
一実施形態によれば、前記モニターリングユニットは前記第１経路上に設置され、前記第１経路に入射された前記光を前記第２経路に反射する反射部材を含むことができる。
一実施形態によれば、前記モニターリングユニットには前記第１経路の一端と他端の各々に透明カバーがさらに設置されることができる。
一実施形態によれば、前記プレートは接地されて前記第１空間で発生したプラズマに含まれるイオンを捕獲して前記第２空間にラジカル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。基板を処理する装置はプラズマ領域と基板処理領域を有するハウジング、前記プラズマ領域と前記基板処理領域を区画し、複数の通孔が形成されたプレート、前記プラズマ領域にガスを供給するガス供給ユニット、前記プラズマ領域でプラズマを発生させるプラズマソース、及び前記プレートに設置され、前記プラズマ領域で発生する前記プラズマの特性を観測するモニターリングユニットを含むことができる。
一実施形態によれば、前記プレートには前記プラズマ領域又は前記基板処理領域と、前記モニターリングユニットを連結する光経路が形成されることができる。
一実施形態によれば、前記光経路は前記プレートの上下方向に貫通される第１経路と前記第１経路と連結され、前記プレートの側壁に向かう方向に延長された第２経路として形成されることができる。
一実施形態によれば、前記モニターリングユニットは前記第１経路と前記第２経路が交差する位置に設置され、第１方向に偏光方向が形成された偏光板を含み、前記光は前記第１方向に振動する第１偏波と前記第１方向と異なる第２方向に振動する第２偏波で成され、前記偏光板は前記第１経路に入射された前記光の中で前記第２偏波が前記偏光板に反射されて前記第２経路に向かうように前記第１経路に対して傾くように形成されることができる。
一実施形態によれば、前記モニターリングユニットは前記第１経路と前記第２経路が交差する位置に設置され、前記第１経路に入射された前記光を前記第２経路に向かって反射する反射部材を含むことができる。
一実施形態によれば、前記モニターリングユニットには前記第１経路の一端と他端の各々に透明カバーがさらに設置されることができる。
また、本発明は基板を処理する装置を提供する。基板を処理する装置は処理空間を提供するハウジング、前記処理空間とプラズマ空間を区画し、接地されたイオンブロッカー、前記処理空間に第１ガスを供給する第１ガス供給ユニット、前記プラズマ空間に第２ガスを供給する第２ガス供給ユニット、前記イオンブロッカーの上部に、そして前記イオンブロッカーと対向されるように位置し、上部電源と連結されて高周波電力が印加され、前記第１ガスを励起させて前記プラズマ空間に第１プラズマを発生させる上部電極、前記イオンブロッカーの下部に、そして前記イオンブロッカーと対向するように位置し、前記第２ガスを励起させて前記処理空間に第２プラズマを発生させる下部電極、及び前記処理空間で発生される第１プラズマ及び／又は前記プラズマ空間で発生される第２プラズマの特性を観測するためのモニターリングユニットを含み、前記モニターリングユニットは前記イオンブロッカーに設置され、前記イオンブロッカーには前記処理空間又は前記プラズマ空間と、前記モニターリングユニットを連結する光経路が形成され、前記光経路は前記イオンブロッカーの上下方向に貫通される第１経路と前記第１経路と連結され、前記イオンブロッカーの側壁に向かう方向に延長される第２経路に形成されることができる。
一実施形態によれば、前記モニターリングユニットは前記第１経路と前記第２経路が交差する位置に設置され、第１方向に偏光方向が形成された偏光板を含み、前記光は前記第１方向に振動する第１偏波と前記第１方向と異なる第２方向に振動する第２偏波で成され、前記偏光板は前記第１経路に入射された前記光の中で前記第２偏波が前記偏光板に反射されて前記第２経路と平行である方向に向かうように前記第１経路に対して傾くように形成されることができる。
一実施形態によれば、前記モニターリングユニットは前記プレートの側壁と隣接する前記第２経路の一側に設置されて、前記光を受光する受光部材及び前記第２経路の一側と対向される他側に設置され、前記偏光板から反射された前記第２偏波を前記第１方向に振動するように前記第２偏波の特性を変更させる屈折部材をさらに含むことができる。
一実施形態によれば、前記モニターリングユニットは前記第１経路上に設置され、前記第１経路に入射された前記光を前記第２経路に反射する反射部材を含むことができる。
また、第１空間、前記第１空間と区分される第２空間を有する工程チャンバーで基板を処理する方法を提供する。基板を処理する方法は前記第１空間と前記第２空間はプレートによって区画され、前記第１空間で形成されたイオンを含む第１プラズマが前記第１空間で前記第２空間に流動しながら、前記第１プラズマでイオンが除去された状態に前記第２空間で基板を処理する第１プラズマ処理段階を遂行し、前記プレートに設置されたモニターリングユニットに前記第１空間に発生された前記第１プラズマの特性を観測することができる。
一実施形態によれば、前記モニターリングユニットには前記第１空間又は前記第２空間と、前記モニターリングユニットを連結する光経路が形成され、前記光経路は前記プレートの上下方向に貫通される第１経路と前記第１経路と連結され、前記側壁に向かう方向に延長される第２経路に形成されることができる。
一実施形態によれば、前記第１プラズマ処理段階で前記第１空間で前記第１プラズマが放出する前記光は前記第１経路の上部に入射し、前記第１経路に入射された前記光の中で一部は前記第１経路上に設置された偏光板を透過して前記第２空間に進み、前記第１経路に入射された前記光の中で他の一部は前記偏光板から反射されて前記第２経路に入射されることができる。
一実施形態によれば、前記方法は前記第２空間で形成されたイオンを含む第２プラズマを利用して基板を処理する第２プラズマ処理段階をさらに含むことができる。
一実施形態によれば、前記第２プラズマ処理段階で前記第２プラズマが放出する前記光は前記第１経路の下部に入射し、前記第１経路に入射された前記光の中で一部は前記第１経路上に設置された偏光板を透過して前記第１空間に進み、前記第１経路に入射された前記光の中で他の一部は前記偏光板から反射されて偏波特性を変更させる屈折部材から再び反射されて偏波特性が変更され、前記偏波の特性が変更された前記光は前記偏光板を透過して前記第２経路に入射されることができる。
一実施形態によれば、前記第１処理段階で、前記第１プラズマが放出する前記光は前記第１経路の上部に入射し、前記第１経路に入射された前記光は前記第１経路上に設置された反射部材によって反射されて前記第２経路に入射し、前記第２処理段階で、前記第２プラズマが放出する前記光は前記第１経路の下部に入射し、前記第１経路に入射された前記光は前記第１経路上に設置された反射部材によって反射されて前記第２経路に入射されることができる。
本発明の一実施形態によれば、プラズマの特性を効果的に観測することができる。
また、本発明の一実施形態によれば、互いに異なる特性を有する複数のプラズマを１つの観測装備を利用して各々のプラズマの特性を観測することができる。
また、本発明の一実施形態によれば、装置の追加的な構造変更なしで、プラズマの特性を観測することができる。
本発明の効果が上述した効果によって限定されることではなく、言及されない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べきである。
本発明の一実施形態による基板処理装置を概略的に示す図面である。 図１の工程チャンバーに対する一実施形態を概略的に示す図面である。 図２のモニターリングユニットに対する一実施形態を概略的に示す図面である。 図２のモニターリングユニットに対する他の実施形態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方法の中で第１プラズマ処理段階を概略的に示す図面である。 図５の第１プラズマ処理段階で第１プラズマから放出された光が光経路に入射される形状を示す図面である。 図６の光経路に入射された光が光経路の内部で流動する形状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方法の中で第２プラズマ処理段階を概略的に示す図面である。 図８の第２プラズマ処理段階で第２プラズマから放出された光が光経路に入射される形状を示す図面である。 図９の光経路に入射された光が光経路の内部で流動する形状を概略的に示す図面である。 図１０の光経路を流動する光の中で屈折部材によって偏波の方向及び光経路が変更されて第２経路を流動する光の形状を概略的に示す図面である。 図４のモニターリングユニットによって第１プラズマから放出された光が光経路の内部を流動する形状を概略的に示す図面である。 図４のモニターリングユニットによって第２プラズマから放出された光が光経路の内部を流動する形状を概略的に示す図面である。
以下、本発明の実施形態を添付された図面を参照してさらに詳細に説明する。本発明の実施形態は々な形態に変形されることができ、本発明の範囲が下で説明する実施形態によって限定されないことと解釈されてはならない。本実施形態は当業界で平均的な知識を有する者に本発明をさらに完全に説明するために提供されることである。したがって、図面での構成要素の形状はより明確な説明を強調するために誇張されたものである。
以下では、図１乃至図１３を参照して本発明の実施形態に対して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態による基板処理装置を概略的に示す図面である。図１を参照すれば、本発明の一実施形態による基板処理装置１はロードポート１０、常圧移送モジュール２０、真空移送モジュール３０、ロードロックチャンバー４０、そして工程チャンバー５０を含むことができる。
ロードポート１０は後述する常圧移送モジュール２０の一側に配置されることができる。ロードポート１０は１つ又は複数が提供されることができる。ロードポート１０の数は工程効率及びフットプリント条件等に応じて増加するか、又は減少することができる。本発明の一実施形態による容器Ｆはロードポート１０に置かれることがきる。容器Ｆは天井移送装置（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ａｐｐａｒａｔｕｓ、ＯＨＴ）、オーバーヘッドコンベア（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｃｏｎｖｅｙｏｒ）、又は自動案内車両（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）のような移送手段（図示せず）や作業者によってロードポート１０にローディングされるか、或いはロードポート１０でアンローディングされることができる。容器Ｆは収納される物品の種類に応じて多様な種類の容器を含むことができる。容器Ｆとしては前面開放一体型ポッド（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｅｄ Ｐｏｄ；ＦＯＵＰ）のような密閉用容器が使用されることができる。
常圧移送モジュール２０と真空移送モジュール３０は第１方向２に沿って配列されることができる。以下では、上部から見る時、第１方向２と垂直になる方向を第２方向４と定義する。また、第１方向２と第２方向４を全て含む平面に垂直になる方向を第３方向６と定義する。ここで、第３方向６は地面に対して垂直になる方向である。
常圧移送モジュール２０は容器Ｆと後述するロードロックチャンバー４０との間に基板Ｗを選択的に搬送することができる。例えば、常圧移送モジュール２０は容器Ｆから基板Ｗを引き出してロードロックチャンバー４０に搬送するか、又はロードロックチャンバー４０から基板Ｗを引き出して容器Ｆに搬送することができる。常圧移送モジュール２０は搬送フレーム２２０と第１搬送ロボット２４０を含むことができる。搬送フレーム２２０はロードポート１０とロードロックチャンバー４０との間に提供されることができる。即ち、搬送フレーム２２０にはロードポート１０が接続されることができる。搬送フレーム２２０は内部が常圧に提供されることができる。搬送フレーム２２０は内部が大気圧雰囲気に維持されることができる。
搬送フレーム２２０には第１搬送ロボット２４０が提供されることができる。第１搬送ロボット２４０はロードポート１０に安着された容器Ｆと後述するロードロックチャンバー４０との間で基板Ｗを搬送することができる。
第１搬送ロボット２４０は垂直方向に移動することができる。第１搬送ロボット２４０は水平面上で前進、後進、又は回転する第１搬送ハンド２４２を有することができる。第１搬送ロボット２４０の第１搬送ハンド２４２は１つ又は複数に提供されることができる。第１搬送ハンド２４２上に基板Ｗが置かれることがきる。
真空移送モジュール３０は後述するロードロックチャンバー４０と後述する工程チャンバー５０との間に配置されることができる。真空移送モジュール３０はトランスファーチャンバー３２０と第２搬送ロボット３４０を含むことができる。
トランスファーチャンバー３２０は内部雰囲気が真空圧雰囲気に維持されることができる。トランスファーチャンバー３２０には第２搬送ロボット３４０が提供されることができる。一例として、第２搬送ロボット３４０はトランスファーチャンバー３２０の中央部に位置されることができる。第２搬送ロボット３４０はロードロックチャンバー４０と工程チャンバー５０との間に基板Ｗを搬送することができる。選択的に、真空移送モジュール３０は工程チャンバー５０の間に基板Ｗを搬送することができる。第２搬送ロボット３４０は水平、垂直方向に移動することができる。第２搬送ロボット３４０は水平面上で前進、後進、又は回転をする第２搬送ハンド３４２を有することができる。第２搬送ロボット３４０の第２搬送ハンド３４２は少なくとも１つ以上で提供されることができる。
トランスファーチャンバー３２０には少なくとも１つ以上の後述する工程チャンバー５０が接続されることができる。トランスファーチャンバー３２０は多角形の形状に提供されることができる。トランスファーチャンバー３２０の周辺にはロードロックチャンバー４０と工程チャンバー５０が配置されることができる。一例として、図１のように、真空移送モジュール３０の中央部に六角形状のトランスファーチャンバー３２０が配置され、その周囲にロードロックチャンバー４０と工程チャンバー５０が配置されることができる。但し、トランスファーチャンバー３２０の形状及び工程チャンバーの数はユーザの必要によって、多様に変形されて提供されることができる。
ロードロックチャンバー４０は搬送フレーム２２０とトランスファーチャンバー３２０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は搬送フレーム２２０とトランスファーチャンバー３２０との間に基板Ｗが交換されるバッファ空間Ｂを提供する。
上述したように、搬送フレーム２２０は内部雰囲気が大気圧雰囲気に維持されることができ、トランスファーチャンバー３２０は内部雰囲気が真空圧雰囲気に維持されることができる。ロードロックチャンバー４０は搬送フレーム２２０とトランスファーチャンバー３２０との間に配置されて、その内部雰囲気が大気圧雰囲気と真空圧雰囲気との間で転換されることができる。
本発明の一実施形態による工程チャンバー５０は基板Ｗに対して工程を遂行する。工程チャンバー５０はプラズマを利用して基板Ｗを処理することができる。例えば、工程チャンバー５０はプラズマを利用して基板Ｗ上の薄膜を除去するエッチング（Ｅｔｃｈｉｎｇ）工程、フォトレジスト膜を除去するアッシング（Ａｓｈｉｎｇ）工程、基板Ｗ上に薄膜を形成する蒸着工程、又はドライクリーニング工程を遂行することができる。但し、これに限定されななく、基板処理装置１０で遂行するプラズマ処理工程は公知されたプラズマ処理工程で多様に変形されることができる。
図２は図１の工程チャンバーに対する一実施形態を概略的に示す図面である。図２を参照すれば、工程チャンバー５０はハウジング５１０、チャック５２０、プレート５３０、上部電極５４０、ガス供給ユニット５５1、排気ユニット５６０、そしてモニターリングユニット６００を含む。
ハウジング１００は内部空間を有することができる。ハウジング１００の内部空間は後述するプレート５３０によって上部のプラズマ空間Ａ１と下部の処理空間Ａ２に区画されることができる。プラズマ空間Ａ１は第１空間として定義されることができる。処理空間Ａ２は第２空間として定義されることができる。
プラズマ空間Ａ１は後述する上部電極５４０とプレート５３０が互いに組み合わせた空間として定義されることができる。プラズマ空間Ａ１は第１プラズマＰ１が発生される空間として提供されることができる。具体的に、プラズマ空間Ａ１は後述する第１ガス供給ユニット５５１から供給される第１ガスＧ１を第１プラズマＰ１で励起させる空間として提供されることができる。
処理空間Ａ２は後述するプレート５３０と下部電極５２８が互いに組み合わせた空間として定義されることができる。処理空間Ａ２は基板Ｗが処理される空間として提供されることができる。具体的に、処理空間Ａ２は第１プラズマＰ１に含まれるイオンが除去されたラジカルと後述する第２ガス供給ユニット５５５で供給される第２ガスＧ２が反応して形成されたエチャント（Ｅｃｈａｎｔ）が基板Ｗ上に作用する空間として提供されることができる。また、処理空間Ａ２は第２ガス供給ユニット５５５から供給される第２ガスＧ２を第２プラズマＰ２で励起させる空間として提供されることができる。
ハウジング５１０は金属材質で提供されることができる。ハウジング５１０は接地される。ハウジング５１０は大体に円筒形状に提供されることができる。ハウジング５１０の内部空間の上部には後述する上部電極５４０が配置されることができる。ハウジング５１０の内部空間の下部には後述するチャック５２０が配置されることができる。ハウジング５１０の底面には排気ホール５１１が形成される。排気ホール５１１は後述する排気ユニット５６０が連結されることができる。
ハウジング５１０の一側には基板Ｗが処理空間Ａ２に搬入されるか、或いは基板Ｗが処理空間Ａ２から搬出される搬入口（図示せず）が形成されることができる。搬入口（図示せず）はドア（図示せず）によって選択的に開閉されることができる。ハウジング５１０の他側にはビューポート５１５が設置されることができる。ビューポート５１５は後述するモニターリングユニット６００から入射される光を観測することができる。ビューポート５１５は後述する光経路Ｄと連通される。例えば、ビューポート５１５は後述する第２経路Ｄ２と連通されることができる。
チャック５２０はハウジング５１０の内部空間に位置する。チャック５２０は処理空間Ａ２で基板Ｗを支持する。チャック５２０は基板Ｗを加熱することができる。また、チャック５２０は基板Ｗを静電気力（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｆｏｒｃｅ）を利用してチャッキング（Ｃｈｕｃｋｉｎｇ）することができるＥＳＣであり得る。チャック５２０は支持板５２２、静電電極５２４、ヒーター５２６、そして下部電極５２８を含むことができる。
支持板５２２は基板Ｗを支持する。支持板５２２は基板Ｗを支持する支持面を有する。支持板５２２の上面には基板Ｗが置かれる。支持板５２２は誘電体（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）で提供されることができる。支持板５２２は円板形状の誘電体で提供されることができる。一例として、誘電板５２０はセラミック素材で提供されることができる。支持板５２２内には静電電極５２４とヒーター５４６が埋設されることができる。
静電電極５２４は上部から見る時、基板Ｗと重畳される位置に提供されることができる。静電電極５２４はヒーター５４６より上部に配置されることができる。静電電極５２４は第１電源５２４ａと電気的に連結される。第１電源５２４ａは直流電源を含むことができる。静電電極５２４と第１電源５２４ａとの間には第１スイッチ５２４ｂが設置される。静電電極５２４は第１スイッチ５２４ｂのオン／オフによって第１電源５２４ａと電気的に連結されることができる。第１スイッチ５２４ｂがオン（ＯＮ）されれば、静電電極５２４には直流電流が印加される。
静電電極５２４に電流が印加されれば、静電電極５２４には基板Ｗをチャッキングさせることができる静電気力による電界を形成することができる。電界は基板Ｗが支持板５２２に向かう方向にチャッキングされる引力を基板Ｗに伝達することができる。したがって、基板Ｗは支持板５２２に吸着される。また、電界は後述するイオンが基板Ｗに向かって直進に流動するようにすることができる。即ち、電界はイオンが異方性を有するようにすることができる。
ヒーター５２６は基板Ｗを加熱する。ヒーター５２６は支持板５２２の温度を上昇させて基板Ｗを加熱する。ヒーター５２６は第２電源５２６ａと電気的に連結される。ヒーター５２６と第２電源５２６ａとの間には第２スイッチ５２６ｂが設置される。ヒーター５２６は第２スイッチ５２６ｂのオン／オフによって第２電源５２６ａと電気的に連結されることができる。ヒーター５２６は第２電源５２６ａから印加された電流に抵抗することによって発熱する。発生された熱は支持板５２２を通じて基板Ｗに伝達される。ヒーター５２６で発生した熱によって基板Ｗは所定の温度に維持されることができる。
一例によれば、ヒーター５２６は螺旋形状のコイルで複数が提供されることができる。ヒーター５２６は支持板５２２の互いに異なる領域に各々提供されることができる。例えば、支持板５２２の中央領域を加熱するヒーター５２６と支持板５２２の縁領域を加熱するヒーター５２６が各々提供されることができ、これらのヒーター５２６は相互間に独立的に発熱程度を調節することができる。ヒーター５２６はタングステンのような発熱体であり得る。
上述した例では支持板５２２内にヒーター５２６が提供されることと説明したが、これに限定されることではない。支持板５２２内にヒーター５２６が提供されなくともよい。
下部電極５２８は板形状を有することができる。一例として、下部電極５２８は円板形状に提供されることができる。
下部電極５２８は下部電源５２８ａと連結されることができる。下部電源５２８ａは下部電極５２８に高周波電流を印加することができる。一例として、下部電源５２８ａは下部電極５２８に第２高周波電流を印加することができる。下部電源５２８ａはＲＦソースで提供される。また、下部電極５２８と下部電源５２８ａとの間には下部インピーダンスマッチャー（図示せず）が提供されることができる。
下部電極５２８は後述するプレート５３０と互いに対向される電極であり得る。下部電極５２８は処理空間Ａ２にプラズマを発生させることができる。下部電極５２８に電力が印加されれば、下部電極５２８は処理空間Ａ２に電界を形成する。処理空間Ａ２に形成された電界は処理空間Ａ２に供給（流入）される第２ガスＧ２を励起させて第２プラズマＰ２を発生させることができる。したがって、下部電極５２８は後述する上部電極５４０とプレート５３０と共にプラズマソースとして機能する。
プレート５３０はハウジング５１０の上部に配置されることができる。プレート５３０は後述する上部電極５４０下に配置されて、上部電極５４０と互いに対向することができる。プレート５３０はチャック５２０と上部電極５４０との間に配置される。例えば、プレート５３０は処理空間Ａ２と上部電極５４０との間に配置されることができる。
プレート５３０は板形状に形成されることができる。プレート５３０はハウジング５１０の側壁に連結されることができる。プレート５３０はハウジング５１０の内部空間を区画する。プレート５３０はハウジング５１０の内部空間を上部のプラズマ空間Ａ１と下部の処理空間Ａ２に区画する。
プレート５３０には複数の通孔５３２が形成されることができる。複数の通孔５３２はプレート５３０の上端から下端まで上下に延長されて形成される貫通ホールで形成されることができる。複数の通孔５３２は上部のプラズマ空間Ａ１で下部の処理空間Ａ２に流体を連通させることができる。
プレート５３０は接地されることができる。プレート５３０は接地されて後述する上部電極５４０と互いに対向される電極として機能することができる。プレート５３０と上部電極５４０は後述する第１ガス供給ユニット５５１から供給された第１ガスＧ１を励起させてプラズマ空間Ａ１に第１プラズマＰ１を形成することができる。したがって、プレート５３０と上部電極５４０は第１プラズマソースとして機能することができる。
また、プレート５３０は接地されて下部電極５２８と互いに対向される電極として機能することができる。プレート５３０と下部電極５２８は後述する第２ガス供給ユニット５５５から供給された第２ガスＧ２を励起させて処理空間Ａ２に第２プラズマＰ２を形成することができる。したがって、プレート５３０と下部電極５２８は第２プラズマソースとして機能することができる。
プレート５３０には第２ガスチャンネル５３９が形成されることができる。第２ガスチャンネル５３９は後述する第２ガスライン５５６と連結されることができる。第２ガスチャンネル５３９は処理空間Ａ２に向かって第２ガスＧ２を供給することができる。プレート５３０の一側には後述するモニターリングユニット６００が提供されることができる。プレート５３０の一側には後述する光経路Ｄが形成されることができる。
プレート５３０はイオンブロッカーの機能を遂行することができる。プレート５３０は接地されてプラズマ空間Ａ１で発生された第１プラズマＰ１が処理空間Ａ２に流入する時、第１プラズマＰ１に含まれるイオンを除去することができる。具体的に、プラズマ空間Ａ１に供給された第１ガスＧ１は第１プラズマ状態に遷移されることによって、イオン、電子、そしてラジカルに分解される。第１プラズマはプレート５３０を通過しながら、第１プラズマの成分の中でイオンと電子が吸収される。即ち、プレート５３０はイオンの通過を防ぐ（Ｂｌｏｃｋ）イオンブロッカーとして機能することができる。したがって、第１プラズマに含まれる成分の中でラジカルのみがプレート５３０を通過して処理空間Ａ２に移動する。
上部電極５４０は板形状を有することができる。一例として、上部電極５４０は上部から見る時、プレート５３０より小さい面積を有することができる。但し、これに限定されることではなく、上部電極５４０はプレート５３０と相応する面積を有してもよい。上部電極５４０はハウジング５１０の内部空間で上部に位置することができる。上部電極５４０はプレート５３０の上部に位置することができる。上部電極５４０はプレート５３０と互いに対向するように配置されることができる。
上部電極５４０には上部電源５４２が連結されることができる。上部電源５４２は上部電極５４０に高周波電流を印加することができる。一例として、上部電源５４２は上部電極５４０に第１高周波電流を印加することができる。上部電源５４２はＲＦソースで提供される。また、上部電極５４０と上部電源５４２との間には上部インピーダンスマッチャー（図示せず）が提供されることができる。
上部電極５４０はプラズマ空間Ａ１にプラズマを発生させることができる。上部電極５４０はプラズマソースとして機能することができる。上部電極５４０はプレート５３０と互いに対向される電極であり得る。例えば、上部電極５４０はプレート５３０と共に第１プラズマを発生させる第１プラズマソースとして機能することができる。一例として、上部電極５４０に電力が印加されれば、上部電極５４０はプラズマ空間Ａ１に電界を形成する。プラズマ空間Ａ１に形成された電界はプラズマ空間Ａ１に供給（流入）される第１ガスＧ１を励起させて第１プラズマＰ１を発生させることができる。
上部電極５４０には第１ガス注入口５４９が形成されることができる。第１ガスチャンネル５４９は少なくとも１つ以上提供されることができる。第１ガスチャンネル５４９は後述する第１ガスライン５５２と連結されることができる。第１ガスチャンネル５４９はプラズマ空間Ａ１に向かって第１ガスＧ１を供給することができる。
ガス供給ユニット５５１、５５５はハウジング５１０の内部空間に第１ガスＧ１と第２ガスＧ２を供給する。ガス供給ユニット５５１、５５５は第１ガス供給ユニット５５１と第２ガス供給ユニット５５５を含むことができる。
第１ガス供給ユニット５５１はプラズマ空間Ａ１に第１ガスＧ１を供給することができる。例えば、第１ガス供給ユニット５５１はプレート５３０と上部電極５４０との間の空間に第１ガスＧ１を供給することができる。第１ガス供給ユニット５５１は第１ガスライン５５２と第１ガス供給源５５３を含むことができる。
第１ガスライン５５２は第１ガスチャンネル５４９と第１ガス供給源５５３を互いに連結する。第１ガスライン５５２の一端は複数の第１ガスチャンネル５４９と連結され、第１ガスライン５５２の他端は第１ガス供給源５５３と連結される。第１ガス供給源５５３は第１ガスライン５５２を通じてプラズマ空間Ａ１に第１ガスＧ１を供給する。一例として、第１ガスＧ１はＮＨ３であり得る。選択的に、第１ガスＧ１はＡｒ、又はＨｅの中でいずれか１つ、又は複数をさらに含むことができる。
第２ガス供給ユニット５５５は処理空間Ａ２に第２ガスＧ２を供給することができる。例えば、第２ガス供給ユニット５５５はプレート５３０と下部電極５２８との間の空間に第２ガスＧ２を供給することができる。第２ガス供給ユニット５５５は第２ガスライン５５６と第２ガス供給源５５７を含むことができる。
第２ガスライン５５６は第２ガスチャンネル５３９と第２ガス供給源５５７を互いに連結する。第２ガスライン５５６の一端は複数の第２ガスチャンネル５３９と連結され、第２ガスライン５５６の他端は第２ガス供給源５５７と連結される。第２ガス供給源５５７は第２ガスライン５５６を通じて処理空間Ａ２に第２ガスＧ２を供給する。一例として、第２ガスＧ２はＨ２又は／及びＮＨ３であり得る。
排気ユニット５６０は処理空間Ａ２を流動するガス、工程副産物等を排出することができる。排気ユニット５６０は処理空間Ａ２の圧力を調節することができる。排気ユニット５６０は排気ライン５６２と減圧部材５６４を含むことができる。排気ライン５６２の一端は排気ホール５１１と連結され、排気ライン５６２の他端は減圧部材５６４と連結されることができる。減圧部材５６４はポンプであり得る。しかし、これに限定されることではなく、減圧を提供する公知された装置に多様に変形されて提供されることができる。
絶縁部材５７０はプレート５３０と上部電極５４０との間に配置されることができる。絶縁部材５７０は絶縁素材で提供される。絶縁部材５７０は上部から見る時、リング形状を有することができる。絶縁部材５７０はプレート５３０と上部電極５４０を互いに電気的に絶縁させることができる。絶縁部材５７０の内部には加熱部材（図示せず）が提供されてプラズマ空間Ａ１に熱を伝達することができる。但し、これに限定されることではなく、絶縁部材５７０の内部には加熱部材（図示せず）が提供されなくともよい。
図３は図２のモニターリングユニットに対する一実施形態を概略的に示す図面である。以下では、図２と図３を参照して、本発明の一実施形態によるモニターリングユニットに対して詳細に説明する。
モニターリングユニット６００はプラズマの特性を観測する。一例として、モニターリングユニット６００はプラズマから放出される光を分析してプラズマの特性を観測することができる。モニターリングユニット６００はプラズマ空間Ａ１で発生する第１プラズマＰ１の特性を観測する。また、モニターリングユニット６００は処理空間Ａ２で発生する第２プラズマＰ２の特性を観測する。
モニターリングユニット６００はプレート５３０に設置される。モニターリングユニット６００はプレート５３０の外側に設置されることができる。一例として、モニターリングユニット６００はプラズマによる電界の影響が相対的に低いプレート５３０の中心から遠い領域に設置されることができる。モニターリングユニット６００はプレート５３０に形成された光経路Ｄ上に設置される。モニターリングユニット６００はプレート５３０に形成された通孔５３２と重畳されない位置に設置される。また、光経路Ｄは通孔５３２と重畳されないように形成される。
光経路Ｄはプラズマ空間Ａ１と連結されることができる。光経路Ｄは処理空間Ｄ２と連結されることができる。光経路Ｄはモニターリングユニット６００と連結されることができる。光経路Ｄはハウジング５１０の一側壁まで貫通して形成されることができる。光経路Ｄはハウジング５１０の一側壁に設置されたビューポート５１５で連結されることができる。
光経路Ｄは第１経路Ｄ１と第２経路Ｄ２で成されることができる。第１経路Ｄ１はプレート５３０を上下方向に貫通して形成されることができる。例えば、第１経路Ｄ１はプレート５３０の上端と下端を貫通する垂直方向に形成されることができる。第２経路Ｄ２は第１経路Ｄ１から延長される。第２経路Ｄ２は第１経路Ｄ１から延長されてビューポート５１５まで連結されるように形成されることができる。例えば、第２経路Ｄ２は第１経路Ｄ１に対して水平に形成されることができる。上述した例と異なりに、第１経路Ｄ１と第２経路Ｄ２の経路方向は様々な経路で変形されて形成されることができる。
モニターリングユニット６００は透明カバー６２０、偏光板６４０、屈折部材６６０、そして受光部材６８０を含むことができる。
透明カバー６２０は第１経路Ｄ１に設置される。透明カバー６２０は第１経路Ｄ１の上端と下端に各々設置されることができる。透明カバー６２０は第１経路Ｄ１の中でプラズマ空間Ａ１と最も隣接する第１経路Ｄ１の上部に設置されることができる。透明カバー６２０は第１経路Ｄ１の中で処理空間Ａ２と最も隣接する第１経路Ｄ１の下部に設置されることができる。第１経路Ｄ１の上端に設置された透明カバー６２０にはプラズマ空間Ａ１に発生された第１プラズマＰ１から放出される第１光Ｌ１が入射される。第１経路Ｄ１の下端に設置された透明カバー６２０には処理空間Ａ２に発生された第２プラズマＰ２から放出される第２光Ｌ２が入射される。透明カバー６２０は光が入射されるように、透明な材質で提供されることができる。
透明カバー６２０は光経路Ｄの内部を真空遮蔽する。透明カバー６２０はイオンによる影響が最小化することができる材質で提供されることができる。また、透明カバー６２０は化学反応が最小化されることができる材質で提供されることができる。一例によれば、透明カバー６２０はＹ２Ｏ３で構成された材質で提供されることができる。したがって、透明カバー６２０は光経路Ｄの内部に提供されたモニターリングユニット６００をプラズマ空間Ａ１及び処理空間Ａ２から保護する。
偏光板６４０は光経路Ｄの内部に設置される。偏光板６４０は第１経路Ｄ１と第２経路Ｄ２が交差する位置に設置される。偏光板６４０は第１方向に偏光方向が形成される。偏光板６４０はプラズマから放出された光が有する偏光成分の中で第１方向の偏光を有する第１偏波は通過させることができる。偏光板６４０はプラズマから放出された光が有する偏光成分の中で第１方向と異なる第２方向を有する第２偏波は反射することができる。
偏光板６４０は傾くように配置されることができる。偏光板６４０は第２方向を有する第２偏波を第２経路Ｄ２と水平である方向に反射させることができる角度に第１経路Ｄ１に対して傾くように形成される。
屈折部材６６０は光経路Ｄの内部に設置される。屈折部材６６０は光経路Ｄの内部の、第２経路Ｄ２の一側に形成される。屈折部材６６０は第１経路Ｄ１と第２経路Ｄ２が互いに交差する地点に設置される。屈折部材６６０は第１経路Ｄ１と第２経路Ｄ２が出会う地点で、第１経路Ｄ１と第２経路Ｄ２の中で第１経路Ｄ１に隣接するように配置されることができる。一例として、屈折部材６６０は第１経路Ｄ１上に、そして第２経路Ｄ２の経路方向を続く仮想の直線上で偏光板６４０より第２経路Ｄ２から遠い位置に配置されることができる。即ち、光経路Ｄの内部で、屈折部材６６０、偏光板６４０、そして後述する受光部材６８０はプレート５３０の中心から遠くなる方向に順次的に配置されることができる。
屈折部材６６０は光経路Ｄの内部を流動する光を反射する。例えば、屈折部材６６０は光経路Ｄの内部を流動する光を第２経路Ｄ２に向かう方向に反射することができる。また、屈折部材６６０は光経路Ｄの内部を流動する光が有する偏光成分を変更させることができる。例えば、屈折部材６６０に入射された光が第２方向を有する第２偏波と仮定すれば、第２偏波の特性は屈折部材６６０を経て第１偏波が有する第１方向と対応されるように変更させることができる。したがって、屈折部材６６０から反射された光は第１方向を有する偏光板６４０を通過して第２経路Ｄ２に進むことができる。これに対する詳細なメカニズムは図５乃至図１１を参照して後述する。
受光部材６８０は光経路Ｄのの内部を流動する光を収容する。受光部材６８０は第２経路Ｄ２を通過する光を受光する。受光部材６８０は光経路Ｄの内部に設置される。受光部材６８０は光経路Ｄの内部に、屈折部材６６０が設置された第２経路Ｄ２の一側と対向される他側に設置される。例えば、受光部材６８０は第２経路Ｄ２の内部で、ハウジング５１０の側壁と隣接する位置に設置される。受光部材６８０から受光された光はビューポート５１５に移動する。
図４は図２のモニターリングユニットに対する他の実施形態を概略的に示す図面である。図４を参照して本発明の一実施形態によるモニターリングユニットに対して詳細に説明する。以下では説明するモニターリングユニットは図２と図３を参照して説明したモニターリングユニットと大部分類似に提供されるので、内容の重複を防止するために重複される説明は省略する。
図４を参照すれば、モニターリングユニット６００は透明カバー６２０、受光部材６８０、そして反射部材６９０を含むことができる。透明カバー６２０と受光部材６８０は図２と図３を参照して説明した構成と類似に提供されるので、以下では、反射部材６９０に対して詳細に説明する。
反射部材６９０は光経路Ｄの内部に設置される。反射部材６９０は光を反射させる材質で提供される。反射部材６９０は第１経路Ｄ１に設置されることができる。反射部材６９０は第１経路Ｄ１と第２経路Ｄ２が出会う地点に設置されることができる。例えば、反射部材６９０は第１経路Ｄ１と第２経路Ｄ２が出会う地点で、第１経路Ｄ１の一側に設置されることができる。
反射部材６９０は透明カバー６２０を経て第１経路Ｄ１の内部に入射された光を第２経路Ｄ２に向かって反射する。反射部材６９０は大体に上端と下段が傾くように形成されることができる。反射部材６９０の上端は第２経路Ｄ２に向かう方向に行くほど、下方傾くように形成されることができる。第１経路Ｄ１の一側と隣接する反射部材６９０の内側部分の傾斜は反射部材６９０の他側部分の傾斜より大きく提供されることができる。したがって、第１経路Ｄ１の上部から入射される第１プラズマＰ１で放出された光は反射部材６９０によって第２経路Ｄ２を経てビューポート５１５に流動することができる。
反射部材６９０の下端は第２経路Ｄ２に向かう方向に行くほど、上向傾くように形成されることができる。第１経路Ｄ１の一側と隣接する反射部材６９０の内側部分の傾斜は反射部材６９０の他側部分の傾斜より大きく提供されることができる。したがって、第１経路Ｄ１の下部から入射される第２プラズマＰ２で放出された光は反射部材６９０によって第２経路Ｄ２を経てビューポート５１５に流動することができる。
図５は本発明の一実施形態による基板処理方法の中で第１プラズマ処理段階を概略的に示す図面である。以下では、図５を参照して本発明の一実施形態による第１プラズマ処理段階に対して詳細に説明する。以下では説明する第１プラズマ処理段階（Ｓ１００）は後述する第２プラズマ処理段階（Ｓ２００）と前後関係にあるものではない。説明の便宜のために、第１プラズマ処理段階（Ｓ１００）と第２プラズマ処理段階（Ｓ２００）と定義しただけで、第１プラズマ処理段階（Ｓ１００）の後に第２プラズマ処理段階（Ｓ２００）が遂行されてもよく、第２プラズマ処理段階（Ｓ２００）の後に第１プラズマ処理段階（Ｓ１００）が遂行されることができ、第１プラズマ処理段階（Ｓ１００）と第２プラズマ処理段階（Ｓ２００）が同時に遂行されてもよい。
図５を参照すれば、本発明の一実施形態による基板処理方法は第１プラズマ処理段階（Ｓ１００）を遂行することができる。第１プラズマ処理段階（Ｓ１００）は第１プラズマＰ１で基板Ｗを処理する段階である。第１プラズマ処理段階（Ｓ１００）で第１ガス供給ユニット５５１は第１ガスチャンネル５４９を通じてプラズマ空間Ａ１に第１ガスＧ１を供給する。プラズマ空間Ａ１に供給された第１ガスＧ１は接地されたプレート５３０と第１高周波電力が印加された上部電極５４０によって第１プラズマＰ１で励起される。即ち、第１ガスＧ１は第１プラズマＰ１状態に遷移されることによって、イオン、電子、そしてラジカルに分解される。
第１プラズマＰ１はプラズマ空間Ａ１でプレート５３０の通孔５３２を経て処理空間Ａ２に流動する。第１プラズマＰ１は通孔５３２を通過する過程で第１プラズマＰ１の成分の中でイオンと電子が吸収される。したがって、第１プラズマＰ１に含まれる成分の中でラジカルのみが処理空間Ａ２に流動する。
また、第１プラズマ処理段階（Ｓ１００）で第２ガス供給ユニット５５５は処理空間Ａ２に第２ガスＧ２を供給する。処理空間Ａ２に移動したラジカルは処理空間Ａ２に供給された第２ガスＧ２と混合されて処理空間Ａ２に反応ガスを生成する。反応ガスは処理空間Ａ２内に位置した基板Ｗと反応して基板Ｗの自然酸化膜を除去することができる。一例として、処理空間Ａ２に移動した弗素ラジカルＦ＊は第２ガスＧ２の一例であるＮＨ３及び／又はＨ２と混合されて、ＮＨ４Ｆ．ＨＦ（ａｍｍｏｎｉｕｍ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｆｌｕｏｒｉｄｅ）及び／又はＮＨ４Ｆ（ａｍｍｏｎｉｕｍ ｆｌｕｏｒｉｄｅ）の反応ガスを処理空間Ａ２に生成することができる。
図６は図５の第１プラズマ処理段階で第１プラズマから放出された光が光経路に入射される形状を示す図面である。図７は図６の光経路に入射された光が光経路の内部で流動する形状を概略的に示す図面である。以下では、図６と図７を参照して、光経路の内部で流動する光がモニターリングユニットによってビューポートに移動するメカニズムを詳細に説明する。
上述した内容のように第１ガス供給ユニット５５１がプラズマ空間Ａ１に供給した第１ガスＧ１が励起されてプレート５３０と上部電極５４０によってプラズマ空間Ａ１で第１プラズマＰ１が発生する。第１プラズマＰ１から放出された光は光経路Ｄの内部に入射される。以下では、説明の便宜のために、第１プラズマＰ１から放出された光を第１光Ｌ１と定義する。また、第１光Ｌ１は第１方向に振動する第１偏波Ｌ１１と第１方向と異なる方向である第２方向に振動する第２偏波Ｌ１２で構成されることと定義する。また、偏光板６４０は第１偏波Ｌ１１の振動方向である第１方向と同一方向を有することと定義する。
図６と図７を参照すれば、第１光Ｌ１は第１経路Ｄ１の上端に設置された透明カバー６２０を通じて第１経路Ｄ１の内部に入射される。第１光Ｌ１は第１経路Ｄ１を流動し、第１経路Ｄ１と第２経路Ｄ２が互いに出会う地点で、偏光板６４０に入射される。偏光板６４０に入射された第１光Ｄ１は偏光板６４０に形成された第１方向の偏光方向に沿って、第１方向の成分を有する第１偏波Ｌ１１は偏光板６４０を通過する。したがって、第１偏波Ｌ１１は第１経路Ｄ１の上端から下端に流動する。第１偏波Ｌ１１は第１経路Ｄ１の下端に設置された透明カバー６２０を通過して、処理空間Ａ２に進む。
また、偏光板６４０に入射された第１光Ｌ１の中で第２方向の成分を有する第２偏波Ｌ１２は偏光板６４０に形成された第１方向の偏光方向に沿って、偏光板６４０から反射される。偏光板６４０は第１経路Ｄ１に入射された光を第２経路Ｄ２に向かうように傾くように形成されているので、反射された第２偏波Ｌ１２は第２経路Ｄ２に向かって流動する。第２経路Ｄ２に入射された第２偏波Ｌ１２はビューポート５１５に入射し、作業者はビューポート５１５を通じて第１プラズマＰ１の特性を観測することができる。
図８は本発明の一実施形態による基板処理方法の中で第２プラズマ処理段階を概略的に示す図面である。本発明の一例にしたがう第２プラズマ処理段階（Ｓ２００）は第２プラズマＰ２で基板Ｗを処理する段階である。第２プラズマ処理段階（Ｓ２００）で第２ガス供給ユニット５５５は第２ガスチャンネル５３９を通じて処理空間Ａ２に第２ガスＧ２を供給する。処理空間Ａ２に供給された第２ガスＧ２は接地されたプレート５３０と第２高周波電力が印加された下部電極５２８によって第２プラズマＰ２で励起される。処理空間Ａ２を流動する第２プラズマＰ２は基板Ｗに作用することができる。基板Ｗに作用する第２プラズマＰ２は基板の表面改質に寄与することができる。一例として、第２プラズマＰ２に含まれるＨイオンは基板Ｗに形成されたＳｉとＯとの間の結合を弱化させることができる。
図９は図８の第２プラズマ処理段階で第２プラズマから放出された光が光経路に入射される形状を示す図面である。図１０は図９の光経路に入射された光が光経路の内部で流動する形状を概略的に示す図面である。図１１は図１０の光経路を流動する光の中で屈折部材によって偏波の方向及び光経路が変更されて第２経路を流動する光の形状を概略的に示す図面である。
上述した内容のように第２ガス供給ユニット５５５が処理空間Ａ２に供給した第２ガスＧ２が励起されてプレート５３０と下部電極５２８によって処理空間Ａ２で第２プラズマＰ２が発生する。第２プラズマＰ２から放出された光は光経路Ｄの内部に入射される。以下では、説明の便宜のために、第２プラズマＰ２から放出された光を第２光Ｌ２と定義する。また、第１光Ｌ２は第１方向に振動する第１偏波Ｌ２１と第１方向と異なる方向である第２方向に振動する第２偏波Ｌ２２で構成されることと定義する。また、偏光板６４０は第１偏波Ｌ２１の振動方向である第１方向と同一方向を有することと定義する。
図９及び図１０を参照すれば、第２光Ｌ２は第１経路Ｄ１の下端に設置された透明カバー６２０を通じて第１経路Ｄ１の内部に入射される。第２光Ｌ２は第１経路Ｄ１を流動し、第１経路Ｄ１と第２経路Ｄ２が互いに出会う地点で偏光板６４０に入射される。偏光板６４０に入射された第２光Ｌ２は偏光板６４０に形成された第１方向の偏光方向に沿って、第１方向の成分を有する第１偏波Ｌ２１は偏光板６４０を通過する。したがって、第１偏波Ｌ２１は第１経路Ｄ１の下端から上端に流動する。第１偏波Ｌ２１は第１経路Ｄ１の上端に設置された透明カバー６２０を通過して、プラズマ空間Ａ１に進む。
図１０及び図１１を参照すれば、偏光板６４０に入射された第２光Ｌ２の中で第２方向の成分を有する第２偏波Ｌ２２は偏光板６４０に形成された第１方向の偏光方向に沿って偏光板６４０から反射される。偏光板６４０は第１経路Ｄ１の上部から下部に向かって入射された光を第２経路Ｄ２に向かうように傾くように形成されているので、第１経路Ｄ１の下部から上部に入射された第２方向の成分を有する第２偏波Ｌ２２は偏光板６４０から反射されて屈折部材６６０に向かう。屈折部材６６０に入射された第２偏波Ｌ２２は屈折部材６６０によって第１方向に振動するようにその偏波の特性を変更させる。偏波の特性（波長又は振動）が変更された第２偏波Ｌ２２’は屈折部材６６０から第２経路Ｄ２に向かって流動する。したがって、偏波の特性が変更された第２偏波Ｌ２２’は第２経路Ｄ２を通じてビューポート５１５に入射され、作業者はビューポート５１５を通じて第２プラズマＰ２の特性を観測することができる。
上述した本発明の一実施形態によれば、プレート５３０上にプラズマを観測することができるモニターリングユニット６００を設置することによって、プレート５３０を基準にプレート５３０の上部で発生する第１プラズマＰ１とプレート５３０の下部で発生する第２プラズマＰ２をモニターリングユニット６００によって各々観測することができる。したがって、互いに異なる特性を有し、互いに異なる位置で発生する複数のプラズマを観測することができる効果を実現することができる。
また、本発明の一実施形態によれば、プラズマによる電界の影響を相対的に少なく受けるプレート５３０、特にプレート５３０の外側領域の内部にモニターリングユニット６００を配置することによって、モニターリングユニット６００に工程副産物やパーティクルの蒸着によるプラズマの観測妨害を最小化することができる。また、モニターリングユニット６００が形成される光経路Ｄが透明カバー６２０によって密閉されることによって、光経路Ｄにプラズマが浸透することを防止して効率的にプラズマを観測することができる環境を形成することができる。
また、本発明の一実施形態によれば、既存のプレート５３０の内部に光経路Ｄを形成し、光経路Ｄ上にプラズマを観測するモニターリングユニット６００を配置することによって、基板処理装置の追加的な構造的変更なしで互いに異なる特性を有する複数のプラズマを各々観測することができる。したがって、プラズマの特性変更に起因する基板Ｗに対する処理の効率性を高めることができる。
上述した本発明の一実施形態では、偏光板６４０が第２経路Ｄ２に向かう方向に行くほど、下方傾くように形成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。一例として、偏光板６４０は第２経路Ｄ２に向かう方向に行くほど、上向傾くように形成されてもよい。この場合、上述したモニターリングユニット６００のメカニズムで第１プラズマＰ１の特性を観測するメカニズムは第２プラズマＰ２の特性を観測するメカニズムであって、上述したモニターリングユニット６００が第２プラズマＰ２の特性を観測するメカニズムは第１プラズマＰ１の特性を観測するメカニズムに変更されることができる。
また、上述した本発明の一例によれば、モニターリングユニット６００に受光部材６８０が含まれることを例として説明したが、モニターリングユニット６００に受光部材６８０が提供されなく、第２経路Ｄ２に入射された光は直ちにハウジング５１０の側壁を経てビューポート５１５に移動することができる。
図１２は図４のモニターリングユニットによって第１プラズマから放出された光が光経路の内部を流動する形状を概略的に示す図面である。図１３は図４のモニターリングユニットによって第２プラズマから放出された光が光経路の内部を流動する形状を概略的に示す図面である。以下では、図１２と図１３を参照して、図４のモニターリングユニットによるプラズマ観測メカニズムに対して詳細に説明する。
図１２を参照すれば、プラズマ空間Ａ１で第１プラズマＰ１から放出された第１光Ｌ１は透明カバー６２０を経て第１経路Ｄ１の内部に入射される。第１経路Ｄ１に入射された第１光Ｌ１は第１経路Ｄ１と第２経路Ｄ２が互いに交差する地点に設置された反射部材６９０に到達する。第１光Ｌ１は反射部材６９０の上端に入射されて第２経路Ｄ２に反射される。第２経路Ｄ２に反射された第１光Ｌ１は第２経路Ｄ２を経てビューポート５１５に入射される。したがって、作業者は第１光Ｌ１からプラズマ空間Ａ１で発生した第１プラズマＰ１の特性を観測することができる。
図１３を参照すれば、処理空間Ａ２で第２プラズマＰ２から放出された第２光Ｌ２は透明カバー６２０を経て第１経路Ｄ１の内部に入射される。第２経路Ｄ２に入射された第２光Ｌ２は第１経路Ｄ１と第２経路Ｄ２が互いに交差する地点に設置された反射部材６９０に到達する。第２光Ｌ２は反射部材６９０の下端に入射されて第２経路Ｄ２に反射される。第２経路Ｄ２に反射された第２光Ｌ２は第２経路Ｄ２を経てビューポート５１５に入射される。したがって、作業者は第２光Ｌ２から処理空間Ａ２で発生した第２プラズマＰ２の特性を観測することができる。
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様々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。
５０ 工程チャンバー
５１０ ハウジング
５２０ チャック
５２８ 下部電極
５３０ プレート
５４０ 上部電極
５５１、５５５ ガス供給ユニット
６００ モニターリングユニット
６２０ 透明カバー
６４０ 偏光板
６６０ 屈折部材
６８０ 受光部材
Ａ１ プラズマ空間
Ａ２ 処理空間
Ｐ１ 第１プラズマ
Ｐ２ 第２プラズマ
Ｇ１ 第１ガス
Ｇ２ 第２ガス
Ｄ 光経路
Ｄ１ 第１経路
Ｄ２ 第２経路

Claims (19)

  1. 基板を処理する装置において、
    内部空間を有するハウジングと、
    前記内部空間を上部の第１空間と下部の第２空間に区画し、複数の通孔が形成されたプレートと、
    前記第１空間に第１ガスを供給する第１ガス供給ユニットと、
    前記第１空間又は前記第２空間でプラズマを発生させるプラズマソースと、
    前記プレートに設置され、前記第１空間又は前記第２空間で発生するプラズマの特性を観測するモニターリングユニットと、を含み、
    前記プレートには前記第１空間又は前記第２空間と、前記モニターリングユニットを連結する光経路が形成され、
    前記プラズマソースは、
    第１高周波電力が印加され、前記第１空間で第１プラズマを発生させる第１電極と、
    第２高周波電力が印加され、前記第２空間で第２プラズマを発生させる第２電極と、を含み、
    前記光経路は、
    前記プレートの上下方向に貫通される第１経路と、前記第１経路と連結され、前記プレートの側壁に向かう方向に延長された第２経路で形成される基板処理装置。
  2. 前記モニターリングユニットは、
    前記第１経路と前記第２経路が交差する位置に設置され、第１方向に偏光方向が形成された偏光板を含み、
    前記光経路に入射された光は、前記第１方向に振動する第１偏波と、前記第１方向と異なる第２方向に振動する第２偏波で成され、
    前記偏光板は、
    前記第１経路に入射された前記光の中で前記第２偏波が前記偏光板に反射されて前記第２経路と平行である方向に向かうように前記第１経路に対して傾くように形成される請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記モニターリングユニットは、
    前記側壁と隣接する前記第２経路の一側に設置されて、前記光を受光する受光部材と、
    前記第２経路の一側と対向される他側に設置され、前記偏光板から反射された前記第２偏波を前記第１方向に振動するように前記第２偏波の特性を変更させる屈折部材と、をさらに含む請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記モニターリングユニットは、
    前記第１経路上に設置され、前記第１経路に入射された光を前記第２経路に反射する反射部材を含む請求項１に記載の基板処理装置。
  5. 前記モニターリングユニットには、
    前記第１経路の一端と他端の各々に透明カバーがさらに設置される請求項１に記載の基板処理装置。
  6. 前記プレートは、
    接地されて前記第１空間で発生したプラズマに含まれるイオンを捕獲して前記第２空間にラジカルを供給する請求項１に記載の基板処理装置。
  7. 基板を処理する装置において、
    プラズマ領域と基板処理領域を有するハウジングと、
    前記プラズマ領域と前記基板処理領域を上下方向に区画し、複数の通孔が形成されたプレートと、
    前記プラズマ領域にガスを供給するガス供給ユニットと、
    前記プラズマ領域でプラズマを発生させるプラズマソースと、
    前記プレートに設置され、前記プラズマ領域で発生する前記プラズマの特性を観測するモニターリングユニットと、を含み、
    前記プレートには前記プラズマ領域又は前記基板処理領域と、前記モニターリングユニットを連結する光経路が形成され、
    前記光経路は、
    前記プレートの上下方向に貫通される第１経路と前記第１経路と連結され、前記プレートの側壁に向かう方向に延長された第２経路に形成される基板処理装置。
  8. 前記モニターリングユニットは、
    前記第１経路と前記第２経路が交差する位置に設置され、第１方向に偏光方向が形成された偏光板を含み、
    前記光経路に入射された光は、前記第１方向に振動する第１偏波と前記第１方向と異なる第２方向に振動する第２偏波で成され、
    前記偏光板は、
    前記第１経路に入射された前記光の中で前記第２偏波が前記偏光板に反射されて前記第２経路に向かうように前記第１経路に対して傾くように形成される請求項７に記載の基板処理装置。
  9. 前記モニターリングユニットは、
    前記第１経路と前記第２経路が交差する位置に設置され、前記第１経路に入射された光を前記第２経路に向かって反射する反射部材を含む請求項７に記載の基板処理装置。
  10. 前記モニターリングユニットには、
    前記第１経路の一端と他端の各々に透明カバーがさらに設置される請求項７に記載の基板処理装置。
  11. 基板を処理する装置において、
    処理空間を提供するハウジングと、
    前記処理空間とプラズマ空間を区画し、接地されたイオンブロッカーと、
    前記処理空間に第１ガスを供給する第１ガス供給ユニットと、
    前記プラズマ空間に第２ガスを供給する第２ガス供給ユニットと、
    前記イオンブロッカーの上部に、そして前記イオンブロッカーと対向されるように位置し、上部電源と連結されて高周波電力が印加され、前記第１ガスを励起させて前記プラズマ空間に第１プラズマを発生させる上部電極と、
    前記イオンブロッカーの下部に、そして前記イオンブロッカーと対向するように位置し、前記第２ガスを励起させて前記処理空間に第２プラズマを発生させる下部電極と、
    前記処理空間で発生される第１プラズマ及び／又は前記プラズマ空間で発生される第２プラズマの特性を観測するためのモニターリングユニットと、を含み、
    前記モニターリングユニットは、前記イオンブロッカーに設置され、
    前記イオンブロッカーには前記処理空間又は前記プラズマ空間と、前記モニターリングユニットを連結する光経路が形成され、
    前記光経路は、
    前記イオンブロッカーの上下方向に貫通される第１経路と前記第１経路と連結され、前記イオンブロッカーの側壁に向かう方向に延長される第２経路に形成される基板処理装置。
  12. 前記モニターリングユニットは、
    前記第１経路と前記第２経路が交差する位置に設置され、第１方向に偏光方向が形成された偏光板を含み、
    前記光経路に入射された光は、前記第１方向に振動する第１偏波と前記第１方向と異なる第２方向に振動する第２偏波で成され、
    前記偏光板は、
    前記第１経路に入射された前記光の中で前記第２偏波が前記偏光板に反射されて前記第２経路と平行である方向に向かうように前記第１経路に対して傾くように形成される請求項１１に記載の基板処理装置。
  13. 前記モニターリングユニットは、
    前記側壁と隣接する前記第２経路の一側に設置されて、前記光を受光する受光部材と、
    前記第２経路の一側と対向される他側に設置され、前記偏光板から反射された前記第２偏波を前記第１方向に振動するように前記第２偏波の特性を変更させる屈折部材と、をさらに含む請求項１２に記載の基板処理装置。
  14. 前記モニターリングユニットは、
    前記第１経路上に設置され、前記第１経路に入射された光を前記第２経路に反射する反射部材を含む請求項１１に記載の基板処理装置。
  15. 基板を処理する方法において、
    第１空間、前記第１空間と区分される第２空間を有する工程チャンバーで基板を処理する方法であって、
    前記第１空間と前記第２空間は、プレートによって上下方向に区画され、前記第１空間で形成されたイオンを含む第１プラズマが前記第１空間から前記第２空間に流動し、前記第２空間において前記イオンが除去された状態の前記第１プラズマで基板を処理する第１プラズマ処理段階を遂行し、
    前記プレートに設置されたモニターリングユニットに前記第１空間に発生された前記第１プラズマの特性を観測し、
    前記モニターリングユニットには、
    前記第１空間又は前記第２空間と、前記モニターリングユニットを連結する光経路が形成され、
    前記光経路は、
    前記プレートの上下方向に貫通される第１経路と前記第１経路と連結され、前記プレートの側壁に向かう方向に延長される第２経路に形成される基板処理方法。
  16. 前記第１プラズマ処理段階で、
    前記第１空間で前記第１プラズマが放出する光は、前記第１経路の上部に入射し、
    前記第１経路に入射された前記光の中で一部は、前記第１経路上に設置された偏光板を透過して前記第２空間に進み、
    前記第１経路に入射された前記光の中で他の一部は、前記偏光板から反射されて前記第２経路に入射される請求項１５に記載の基板処理方法。
  17. 前記方法は、
    前記第２空間で形成されたイオンを含む第２プラズマを利用して基板を処理する第２プラズマ処理段階をさらに含む請求項１５に記載の基板処理方法。
  18. 前記第２プラズマ処理段階で、
    前記第２プラズマが放出する光は、前記第１経路の下部に入射し、
    前記第１経路に入射された前記光の中で一部は、前記第１経路上に設置された偏光板を透過して前記第１空間に進み、
    前記第１経路に入射された前記光の中で他の一部は、前記偏光板から反射されて偏波の特性を変更させる屈折部材から再び反射されて偏波の特性が変更され、前記偏波の特性が変更された前記光は、前記偏光板を透過して前記第２経路に入射される請求項１７に記載の基板処理方法。
  19. 前記第１プラズマ処理段階で、
    前記第１プラズマが放出する光は、前記第１経路の上部に入射し、
    前記第１経路に入射された前記光は、前記第１経路上に設置された反射部材によって反射されて前記第２経路に入射し、
    前記第２プラズマ処理段階で、
    前記第２プラズマが放出する光は、前記第１経路の下部に入射し、
    前記第１経路に入射された前記光は、前記第１経路上に設置された反射部材によって反射されて前記第２経路に入射される請求項１７に記載の基板処理方法。
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