KR100772612B1 - Apparatus and method for treating substrate - Google Patents

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KR100772612B1
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김이정
서경진
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세메스 주식회사
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    • H01J37/32816—Pressure
    • H01J37/32825—Working under atmospheric pressure or higher

Abstract

A method and an apparatus for treating a substrate are provided to reduce an amount of a source gas by directly injecting the source gas into a path, which is formed between first and second electrodes. A substrate treating apparatus includes a supporting member(100), a gas supplying unit(300), and a plasma generating unit. The plasma generating unit includes first and second electrodes(240,260). The first electrodes are arranged to be apart from each other on a substrate. A first voltage is applied on the first electrodes. The second electrodes are arranged to be apart from each other on the substrate. A second voltage, which is lower than the first voltage, is applied on the second electrodes. The first electrode includes a first metal electrode and a first dielectric member, which encloses an outer periphery of the first metal electrode. The second electrode includes a second metal electrode and a second dielectric member, which encloses an outer periphery of the second metal electrode. The first and the second electrodes are alternatively arranged, such that plasma is generated between the first and the second electrodes.

Description

기판을 처리하는 장치 및 방법{Apparatus and method for treating substrate}Apparatus and method for treating substrate

도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치를 개략적으로 나타내는 정면도이다.1 is a front view schematically showing a substrate processing apparatus according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 제1 및 제2 전극들이 각각 전원에 연결된 상태를 나타내는 도면이다.2 is a view showing a state in which the first and second electrodes according to the present invention are connected to a power source, respectively.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 확산판을 나타내는 모습이다.3 and 4 is a view showing a diffusion plate according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 기판처리장치의 작동상태를 나타내는 도면이다.5 is a view showing an operating state of the substrate processing apparatus according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 기판을 처리하는 방법을 나타내는 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method of processing a substrate according to the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

100 : 지지부재 120 : 플레이트100: support member 120: plate

160 : 지지축 200 : 분사헤드160: support shaft 200: injection head

220 : 하우징 240 : 제1 전극220: housing 240: first electrode

260 : 제2 전극 242, 262 : 메탈전극260: second electrode 242, 262: metal electrode

244, 264 : 유전체 280 : 이동축244, 264 Dielectric 280 Moving axis

300 : 가스공급유닛 320 ; 공급라인300: gas supply unit 320; Supply line

본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라스마를 이용하여 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for processing a substrate, and more particularly, to an apparatus and method for processing a substrate using plasma.

이러한 반도체 제조 공정에는 여러가지 방법이 사용되고 있으나, 최근에는 에너지, 신재료, 반도체 소자 제조, 환경분야 등에서 널리 사용되고 있는 플라스마(plasma)를 이용하는 방법이 주로 사용되고 있다.Various methods are used in the semiconductor manufacturing process, but recently, a method using plasma, which is widely used in energy, new materials, semiconductor device manufacturing, and environmental fields, is mainly used.

플라스마(plasma)란 이온(ion)이나 전자(electron), 라디칼(radical) 등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 의미하는데, 일반적으로 플라스마 처리방법이란 소스가스를 플라스마 상태로 만들어 기판 상에 증착하거나, 플라스마 상태의 소스가스를 이용, 세정(cleaning), 애싱(ashing) 또는 에칭(etching)하는 데 이용하는 것을 말한다. 이러한 플라스마는 두 개의 전극 사이에 강한 전계를 형성한 후 두 개의 전극 사이에 소스가스를 공급함으로써 생성된다.Plasma refers to an ionized gas state composed of ions, electrons, radicals, and the like. In general, a plasma processing method is performed by depositing a source gas into a plasma state and depositing a plasma on a substrate. It is used to use, clean, ash or etch a source gas in a state. Such plasma is produced by forming a strong electric field between two electrodes and then supplying a source gas between the two electrodes.

한편, 플라스마를 이용하는 종래의 기판처리장치는 다음과 같은 문제점이 있다.On the other hand, the conventional substrate processing apparatus using the plasma has the following problems.

먼저, 플라스마를 생성하기 위해서는 두 개의 전극 사이에 충분한 소스가스 가 제공되어야 하며, 이를 위해서는 공정챔버는 다량의 소스가스로 채워져야 한다.First, sufficient source gas must be provided between the two electrodes to produce a plasma, and the process chamber must be filled with a large amount of source gas.

또한, 플라스마를 생성하기 위한 일측 전극의 일부가 파손된 경우, 일측 전극 전체를 교체할 때까지 공정을 중단할 수 밖에 없었으므로, 많은 시간과 비용이 낭비되었다.In addition, when a part of one electrode for generating plasma is broken, the process has to be stopped until the entire one electrode is replaced, which wastes a lot of time and money.

본 발명의 목적은 소량의 소스가스로 플라스마를 생성할 수 있는 기판을 처리하는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for processing a substrate capable of generating plasma with a small amount of source gas.

본 발명의 다른 목적은 전극의 일부가 파손된 경우 전극을 교체하는 데 소요되는 시간 및 비용을 감소시킬 수 있는 기판을 처리하는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for processing a substrate that can reduce the time and cost of replacing the electrode when a portion of the electrode is broken.

본 발명에 의하면, 기판처리장치는 기판의 패턴면이 상부를 향하도록 상기 기판을 지지하는 지지부재와, 공정진행시 소스가스를 공급하는 가스공급유닛과, 상기 소스가스를 이용하여 상기 기판의 상부에 상압 플라스마를 생성하는 플라스마 생성유닛을 포함하며, 상기 플라스마 생성유닛은 상기 기판의 상부에 서로 이격되도록 나란하게 배치되며 제1 전압이 인가되는 제1 전극들과, 상기 기판의 상부에 서로 이격되도록 나란하게 배치되며 제1 전압보다 낮은 제2 전압이 인가되는 제2 전극들을 포함하되, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 교대로 배치되어 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서 플라스마가 생성된다.According to the present invention, the substrate processing apparatus includes a support member for supporting the substrate so that the patterned surface of the substrate faces upward, a gas supply unit for supplying a source gas during the process, and an upper portion of the substrate using the source gas. And a plasma generating unit for generating an atmospheric pressure plasma, wherein the plasma generating units are arranged side by side so as to be spaced apart from each other on top of the substrate, and spaced apart from each other on the first electrode to which a first voltage is applied. Second electrodes arranged side by side and having a second voltage lower than the first voltage, wherein the first electrodes and the second electrodes are alternately arranged to generate plasma between the first electrode and the second electrode. do.

상기 제1 전극은 제1 전압이 인가되는 제1 메탈전극과 이를 감싸고 있는 제1 유전체를 구비하며, 상기 제2 전극은 제2 전압이 인가되는 제2 메탈전극과 이를 감싸고 있는 제2 유전체를 구비할 수 있다.The first electrode includes a first metal electrode to which a first voltage is applied and a first dielectric covering the first metal electrode, and the second electrode includes a second metal electrode to which a second voltage is applied and a second dielectric surrounding the same. can do.

상기 제1 및 제2 메탈전극은 로드(rod) 형상일 수 있다.The first and second metal electrodes may have a rod shape.

상기 가스공급유닛은 상기 제1 및 제2 전극들의 상부에 위치하는 확산판과, 상기 확산판의 상부에 소스가스를 공급하는 공급라인을 포함할 수 있다.The gas supply unit may include a diffusion plate positioned above the first and second electrodes and a supply line supplying a source gas to the upper portion of the diffusion plate.

상기 확산판에는 상기 제1 및 제2 전극의 사이에 대응되도록 형성된 슬릿 형상의 확산홀들이 형성될 수 있다.The diffusion plate may be formed with slit-shaped diffusion holes formed to correspond between the first and second electrodes.

상기 확산판에는 상기 제1 및 제2 전극의 사이에 대응되도록 배치된 홀 형상의 확산홀들이 형성될 수 있다.The diffusion plate may be provided with hole-shaped diffusion holes disposed to correspond between the first and second electrodes.

상기 장치는 상기 제1 및 제2 전극들과 상기 확산판을 수용하는 하우징을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further comprise a housing for receiving the first and second electrodes and the diffusion plate.

상기 제1 전극들은 제1 전압에 병렬연결되며, 상기 제2 전극들은 제2 전압에 병렬연결될 수 있다.The first electrodes may be connected in parallel to a first voltage, and the second electrodes may be connected in parallel to a second voltage.

상기 제1 및 제2 전극들은 동일 높이에 배치될 수 있다.The first and second electrodes may be disposed at the same height.

상기 제1 및 제2 전압은 중주파 전압(medium frequency)일 수 있다.The first and second voltages may be medium frequencies.

본 발명에 의하면, 기판을 처리하는 방법은 로딩된 기판의 상부에 서로 이격되어 배치된 로드 형상인 복수의 제1 전극들과 제2 전극들을 제공하며, 각각의 상기 제1 전극과 각각의 상기 제2 전극 사이에 전계를 형성한 이후에 소스가스를 공급하여 플라스마를 생성하고 생성된 플라스마를 이용하여 기판을 처리하되, 상기 소스가스는 상기 제1 및 제2 전극들의 상부에 공급되며, 분사된 소스가스는 플라스마 형태로 상기 기판의 상부에 공급된다.According to the present invention, a method of processing a substrate provides a plurality of first electrodes and second electrodes in a rod shape spaced apart from each other on top of a loaded substrate, each of the first electrode and each of the first electrodes. After forming an electric field between the two electrodes to supply a source gas to generate a plasma and to process the substrate using the generated plasma, the source gas is supplied on top of the first and second electrodes, the injected source Gas is supplied to the top of the substrate in the form of a plasma.

상기 소스가스는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이에 각각 대응되도록 형성된 복수의 확산홀들을 가지는 확산판을 통하여 공급될 수 있다.The source gas may be supplied through a diffusion plate having a plurality of diffusion holes formed to correspond between the first electrode and the second electrode, respectively.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 6. Embodiment of the present invention may be modified in various forms, the scope of the present invention should not be construed as limited to the embodiments described below. This embodiment is provided to explain in detail the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape of each element shown in the drawings may be exaggerated to emphasize a more clear description.

이하에서는 기판의 일례로 웨이퍼(W)를 들어 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.Hereinafter, the wafer W will be described as an example of the substrate, but the present invention is not limited thereto.

도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치(1)를 개략적으로 나타내는 정면도이다.1 is a front view schematically showing a substrate processing apparatus 1 according to the present invention.

기판처리장치(1)는 지지부재(100)와, 분사헤드(200), 그리고 가스공급유닛(300)을 포함한다.The substrate processing apparatus 1 includes a support member 100, a spray head 200, and a gas supply unit 300.

지지부재(100)는 웨이퍼(W)의 패턴면이 상부를 향하도록 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지부재(100)는 플레이트(120)와, 플레이트(120)의 하부에 연결된 지지축(160)을 구비한다.The support member 100 supports the wafer W so that the pattern surface of the wafer W faces upward. The support member 100 includes a plate 120 and a support shaft 160 connected to the lower portion of the plate 120.

플레이트(120)는 원판 형상을 하며, 웨이퍼(W)는 플레이트(120)의 상부에 플레이트(120)와 대체로 나란하도록 로딩된다. 플레이트(120)의 상부면에는 복수의 지지핀(122)들과 복수의 척킹핀(124)들이 제공된다. 척킹핀(124)들은 플레이트(120)의 가장자리에 위치하여 로딩된 웨이퍼(W)의 측부를 지지하며, 지지핀(122)들은 척킹핀(124)의 안쪽에 위치하여 로딩된 웨이퍼(W)의 하부를 지지한다.The plate 120 has a disc shape, and the wafer W is loaded to be generally parallel to the plate 120 on the top of the plate 120. The upper surface of the plate 120 is provided with a plurality of support pins 122 and a plurality of chucking pins 124. The chucking pins 124 are positioned at the edge of the plate 120 to support the side of the loaded wafer W, and the support pins 122 are positioned inside the chucking pins 124 to support the side of the loaded wafer W. Support the lower part.

플레이트(120)의 하부에는 지지축(160)이 연결되며, 지지축(160)은 플레이트(120)를 지지한다. 지지축(160)은 벨트(162)에 의하여 구동풀리(164)에 연결되며, 구동풀리(164)는 구동기(166)에 연결된다. 따라서, 구동기(166)를 통하여 구동풀리(164)를 회전시키면, 구동풀리(164)의 회전력은 벨트(162)를 통하여 지지축(160)에 전달된다.The support shaft 160 is connected to the lower portion of the plate 120, and the support shaft 160 supports the plate 120. The support shaft 160 is connected to the drive pulley 164 by the belt 162, and the drive pulley 164 is connected to the driver 166. Accordingly, when the driving pulley 164 is rotated through the driver 166, the rotational force of the driving pulley 164 is transmitted to the support shaft 160 through the belt 162.

분사헤드(200)는 하우징(220)과, 하우징(220) 내에 수용된 복수의 제1 전극(240)들 및 제2 전극들(260)을 포함한다.The injection head 200 includes a housing 220 and a plurality of first electrodes 240 and second electrodes 260 accommodated in the housing 220.

하우징(220)은 플레이트(120)와 마주보도록 제공되는 상부벽과, 상부벽으로부터 대체로 수직하도록 아래 방향으로 연장된 측벽을 포함한다. 따라서, 하우징(220)은 하부에 개구가 형성된 직육면체 형상을 하며, 하우징(220)의 내부에는 공간이 형성된다. 개구 상에는 후술하는 제1 및 제2 전극(240, 260)들이 수용된다. 제1 및 제2 전극(240, 260)들의 상부에 위치하는 공간에는 제1 및 제2 전극(240, 260)들을 향하여 소스가스를 확산시키는 확산판(360)이 설치된다. 하우징(220) 내의 공간은 확산판(360)에 의하여 상부버퍼(223)와 하부버퍼(224)로 구획된다.The housing 220 includes an upper wall provided to face the plate 120 and sidewalls extending downwardly generally perpendicular to the upper wall. Therefore, the housing 220 has a rectangular parallelepiped shape with an opening formed at the bottom thereof, and a space is formed inside the housing 220. The first and second electrodes 240 and 260 described later are accommodated on the opening. A diffusion plate 360 for diffusing the source gas toward the first and second electrodes 240 and 260 is provided in the space located above the first and second electrodes 240 and 260. The space in the housing 220 is partitioned into an upper buffer 223 and a lower buffer 224 by the diffusion plate 360.

제1 및 제2 전극(240, 260)들은 하우징(220)의 개구 상에 동일 높이에 위치하도록 설치된다. 제1 및 제2 전극(240, 260)들은 웨이퍼(W)의 상부에 플라스마를 생성한다. 플라스마는 후술하는 가스공급유닛(300)이 제공한 소스가스로부터 생성되며, 생성된 플라스마는 웨이퍼(W)를 처리하기 위하여 사용된다.The first and second electrodes 240 and 260 are installed at the same height on the opening of the housing 220. The first and second electrodes 240 and 260 generate plasma on the wafer W. The plasma is generated from the source gas provided by the gas supply unit 300 to be described later, and the generated plasma is used to process the wafer (W).

하우징(220)의 상부에는 이동축(280)이 연결되며, 이동축(280)은 구동 부(284)에 연결된다. 이동축(280)은 구동부(284)에 의하여 이동하거나 승강할 수 있다. 이동축(280)의 이동에 의하여 분사헤드(200)는 로딩된 웨이퍼(W)의 상부로 이동할 수 있으며, 이동축(280)의 승강에 의하여 웨이퍼(W)와 제1 및 제2 전극(240, 260)들 사이의 거리를 조절할 수 있다.The moving shaft 280 is connected to the upper portion of the housing 220, and the moving shaft 280 is connected to the driving unit 284. The moving shaft 280 may move or move up and down by the driving unit 284. By moving the moving shaft 280, the injection head 200 may move to an upper portion of the loaded wafer W. The lifting head 280 moves up and down the wafer W and the first and second electrodes 240. , 260 may adjust the distance between them.

도 1에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 전극(240, 260)들은 웨이퍼(W)와 대체로 나란하며, 서로 이격되도록 배치된다. 제1 및 제2 전극(240, 260)의 사이에는 통로(250)이 형성되며, 후술하는 확산판(360)을 통하여 상부버퍼(223)로부터 하부버퍼(224)로 확산된 소스가스는 통로(250)를 통하여 로딩된 웨이퍼(W)의 상부에 분사된다.As shown in FIG. 1, the first and second electrodes 240 and 260 are generally parallel to the wafer W and are spaced apart from each other. A passage 250 is formed between the first and second electrodes 240 and 260, and the source gas diffused from the upper buffer 223 to the lower buffer 224 through the diffusion plate 360 to be described later is a passage ( It is sprayed on top of the loaded wafer (W) through (250).

도 2는 본 발명에 따른 제1 및 제2 전극(240, 260)들이 각각 전원에 연결된 상태를 나타내는 도면이다.2 is a view showing a state in which the first and second electrodes 240 and 260 according to the present invention are connected to a power source, respectively.

도 2에 도시한 바와 같이, 제1 전극(240)은 로드(rod) 형상의 메탈전극(242)과, 유전체(244)를 구비하며, 메탈전극(242)을 감싸는 유전체(244)는 플라스마의 생성시 발생되는 아크(arc)로 인하여 메탈전극(242)이 손상되는 것을 방지한다. 제2 전극(260)도 마찬가지로 봉 형상의 메탈전극(262)과, 유전체(264)를 구비한다. 유전체(244, 264)로는 석영 또는 세라믹이 사용된다.As shown in FIG. 2, the first electrode 240 includes a rod-shaped metal electrode 242 and a dielectric 244, and the dielectric 244 surrounding the metal electrode 242 is formed of a plasma. The arc generated during generation prevents the metal electrode 242 from being damaged. Similarly, the second electrode 260 includes a rod-shaped metal electrode 262 and a dielectric 264. As the dielectrics 244 and 264, quartz or ceramic is used.

본 실시예에서 메탈전극(242, 262)은 대체로 웨이퍼(W)의 반경과 일치하는 길이를 가지며, 종단면이 원형이다. 그러나, 메탈전극(242, 262)의 종단면은 삼각형 또는 사각형의 다각형일 수 있다.In the present embodiment, the metal electrodes 242 and 262 generally have a length coincident with the radius of the wafer W and have a circular longitudinal section. However, the end faces of the metal electrodes 242 and 262 may be triangular or rectangular polygons.

제1 전극(240)과 제2 전극(260)은 서로 나란하게 교대로 배치되며, 제1 전극(240)들에는 제1 전압이 인가되고, 제2 전극(260)들에는 제2 전압이 인가된다. 이때, 제2 전압은 제1 전압보다 낮은 전압을 인가하여 제1 전극(240)과 제2 전극(260) 사이에 전계를 형성한다. 후술하는 바와 같이 제1 전극(240)과 제2 전극(260) 사이에 소스가스가 공급되면 전계에 의하여 플라스마가 생성된다.The first electrode 240 and the second electrode 260 are alternately arranged in parallel with each other, a first voltage is applied to the first electrodes 240, and a second voltage is applied to the second electrodes 260. do. In this case, the second voltage applies a voltage lower than the first voltage to form an electric field between the first electrode 240 and the second electrode 260. As will be described later, when the source gas is supplied between the first electrode 240 and the second electrode 260, plasma is generated by the electric field.

또한, 제1 및 제2 전극(240, 260)들에는 제1 및 제2 전압이 각각 병렬적으로 인가된다. 따라서, 어느 하나의 제1 전극(240)이 단선되더라도 나머지 제1 전극(240)들에는 정상적인 전압이 인가될 수 있으며, 어느 하나의 제2 전극(260)이 단선되더라도 나머지 제2 전극(260)들에는 정상적인 전압이 인가될 수 있다. 또한, 단선된 제1 전극(240) 또는 제2 전극(260)을 부분적으로 교체할 수 있다. 본 실시예에서는 중주파(medium frequency:MF) 전원이 사용되나, 본 실시예와 달리 고주파 전원이 사용될 수 있다.In addition, first and second voltages are applied to the first and second electrodes 240 and 260 in parallel, respectively. Therefore, even if any one of the first electrodes 240 is disconnected, a normal voltage may be applied to the remaining first electrodes 240, and even if one of the second electrodes 260 is disconnected, the remaining second electrodes 260 may be disconnected. Field may be applied with a normal voltage. In addition, the disconnected first electrode 240 or the second electrode 260 may be partially replaced. In the present embodiment, a medium frequency (MF) power source is used, but unlike the present embodiment, a high frequency power source may be used.

가스공급유닛(300)은 공급라인(320)과 밸브(340), 확산판(360)을 포함한다. 가스공급유닛(300)은 공정진행시 제1 및 제2 전극(240, 260)들의 사이에 소스가스를 공급한다.The gas supply unit 300 includes a supply line 320, a valve 340, and a diffusion plate 360. The gas supply unit 300 supplies a source gas between the first and second electrodes 240 and 260 during the process.

공급라인(320)은 상부버퍼(223)에 소스가스를 공급하며, 이동축(280)을 따라 하우징(220)의 상부에 형성된 공급홀(222)에 연결된다. 공급라인(320) 상에는 밸브(340)가 설치되며, 밸브(340)는 공급라인(320)을 개폐하는 역할을 한다. 한편, 공급라인(320)을 통해 공급되는 소스가스는 원하는 플라스마의 종류에 따라 다양한 가스가 사용될 수 있다.The supply line 320 supplies a source gas to the upper buffer 223 and is connected to the supply hole 222 formed on the upper portion of the housing 220 along the moving shaft 280. The valve 340 is installed on the supply line 320, and the valve 340 opens and closes the supply line 320. On the other hand, the source gas supplied through the supply line 320 may be used a variety of gases depending on the type of plasma desired.

상술한 바와 같이, 확산판(360)은 하우징(220)의 내부를 상부버퍼(223)와 하부버퍼(224)로 구획한다. 상부버퍼(223)는 공급라인(320) 및 공급홀(222)을 통하여 유입된 소스가스가 확산될 수 있는 공간을 제공한다.As described above, the diffusion plate 360 partitions the inside of the housing 220 into an upper buffer 223 and a lower buffer 224. The upper buffer 223 provides a space in which source gas introduced through the supply line 320 and the supply hole 222 can be diffused.

확산판(360) 상에는 복수의 확산홀(362)들이 형성된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 확산홀(362)들은 제1 및 제2 전극(240, 260)들 사이에 형성된 통로(250)들에 각각 대응되도록 형성된다. 따라서, 확산홀(362)들을 통하여 제1 및 제2 전극(240, 260)들의 상부에 제공되는 소스가스는 제1 및 제2 전극(240, 260)들의 사이에 형성된 통로(250)들을 향하여 제공된다.A plurality of diffusion holes 362 are formed on the diffusion plate 360. As shown in FIG. 1, the diffusion holes 362 are formed to correspond to the passages 250 formed between the first and second electrodes 240 and 260, respectively. Accordingly, source gas provided on the first and second electrodes 240 and 260 through the diffusion holes 362 is provided toward the passages 250 formed between the first and second electrodes 240 and 260. do.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 확산판(360)에 형성된 확산홀(362)들의 형상을 나타내는 도면이다.3 and 4 are views illustrating the shapes of the diffusion holes 362 formed in the diffusion plate 360 according to the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 확산홀(362)들은 제1 및 제2 전극(240, 260)과 나란한 슬릿 형상일 수 있다. 다만, 상술한 바와 같이, 슬릿 형상의 확산홀(362) 간의 간격은 통로(250)들과 대응되어야 한다.As shown in FIG. 3, the diffusion holes 362 may have a slit shape parallel to the first and second electrodes 240 and 260. However, as described above, the distance between the slit-shaped diffusion holes 362 should correspond to the passages 250.

도 4에 도시한 바와 같이, 확산홀(362)들은 제1 및 제2 전극(240, 260)과 나란하게 배치되는 홀 형상일 수 있다. 홀 간의 간격은 문제되지 않으나, 상술한 바와 같이 통로(250)들과 대응되어야 한다.As shown in FIG. 4, the diffusion holes 362 may have a hole shape disposed in parallel with the first and second electrodes 240 and 260. The spacing between the holes is not a problem, but should correspond to the passages 250 as described above.

도 5는 본 발명에 따른 기판처리장치(1)의 작동상태를 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 기판을 처리하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 이하, 도 5 및 도 6을 참고하여 기판처리장치(1)의 작동을 살펴보기로 한다.5 is a view showing an operating state of the substrate processing apparatus 1 according to the present invention, and FIG. 6 is a flowchart showing a method of processing a substrate according to the present invention. Hereinafter, the operation of the substrate processing apparatus 1 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

먼저, 복수의 제1 및 제2 전극(240, 260)들을 웨이퍼(W)의 상부에 배치한다(S10). 즉, 제1 및 제2 전극(240, 260)들의 하부에 웨이퍼(W)를 로딩시킨다. 로딩된 웨이퍼(W)는 지지핀(122)과 척킹핀(124)에 의하여 지지된다.First, the plurality of first and second electrodes 240 and 260 are disposed on the wafer W (S10). That is, the wafer W is loaded under the first and second electrodes 240 and 260. The loaded wafer W is supported by the support pin 122 and the chucking pin 124.

다음, 제1 및 제2 전극(240, 260)들의 사이에 전계를 형성한다(S20). 제1 전극(240)들에는 제1 전압을 인가하며, 제2 전극(260)들에는 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 인가한다. 이때, 제1 전극(240)과 제2 전극(260) 사이에는 전위차가 발생하므로, 전계가 형성된다.Next, an electric field is formed between the first and second electrodes 240 and 260 (S20). A first voltage is applied to the first electrodes 240, and a second voltage lower than the first voltage is applied to the second electrodes 260. At this time, since a potential difference occurs between the first electrode 240 and the second electrode 260, an electric field is formed.

다음, 제1 및 제2 전극(240, 260)의 사이에 형성된 통로(250)에 소스가스를 공급한다(S30). 밸브(340)를 개방하면 소스가스는 공급라인(320) 및 공급홀(222)을 통하여 상부버퍼(223)에 공급된다. 각각의 확산홀(362)은 확산홀(362)과 대응되는 각각의 통로(250)을 향하여 상부버퍼(223) 내의 소스가스를 제공한다.Next, the source gas is supplied to the passage 250 formed between the first and second electrodes 240 and 260 (S30). When the valve 340 is opened, the source gas is supplied to the upper buffer 223 through the supply line 320 and the supply hole 222. Each diffusion hole 362 provides a source gas in the upper buffer 223 toward each passage 250 corresponding to the diffusion hole 362.

제1 전극(240)과 제2 전극(260) 사이에 형성된 전계는 제1 전극(240)과 제2 전극(260) 사이의 통로(250)에 공급된 소스가스를 이용하여 플라스마를 생성하며, 생성된 플라스마는 계속적으로 공급되는 소스가스의 흐름에 의하여 웨이퍼(W)의 상부면으로 이동하여 웨이퍼(W)의 상부면을 처리하는 데 사용된다.The electric field formed between the first electrode 240 and the second electrode 260 generates plasma using the source gas supplied to the passage 250 between the first electrode 240 and the second electrode 260. The generated plasma is moved to the upper surface of the wafer W by the flow of the source gas continuously supplied and used to treat the upper surface of the wafer W.

이때, 생성된 플라스마는 상압 플라스마이며, 상압 플라스마는 공정챔버 내의 압력이 상압 이하인 상태에서 생성된 진공 플라스마와 구별된다. 진공 플라스마 를 생성하기 위해서는 별도의 진공장비를 이용하여 공정챔버 내의 가스를 외부로 강제배기시키는 단계가 더 필요하다.In this case, the generated plasma is an atmospheric pressure plasma, and the atmospheric pressure plasma is distinguished from the vacuum plasma generated while the pressure in the process chamber is equal to or less than normal pressure. In order to generate the vacuum plasma, a step of forcibly exhausting the gas in the process chamber to the outside using a separate vacuum device is required.

상술한 바에 의하면, 메탈전극(242, 262)을 유전체(244, 264)로 감싸고 있으므로, 메탈전극(242, 262)이 플라스마의 생성단계에서 발생되는 아크(arc)로 인하여 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 메탈전극(242, 262)을 병렬연결하므로, 일부 메탈전극(242, 262)이 파손된 경우에도 나머지 전극에 전압을 인가할 수 있으므로 공정이 중단되지 않으며, 파소된 일부 메탈전극(242, 262)의 교체가 가능하다.As described above, since the metal electrodes 242 and 262 are surrounded by the dielectrics 244 and 264, the metal electrodes 242 and 262 can be prevented from being damaged by arcs generated during the plasma generation step. have. In addition, since the metal electrodes 242 and 262 are connected in parallel, even when some of the metal electrodes 242 and 262 are damaged, a voltage can be applied to the remaining electrodes so that the process is not interrupted. 262) replacement is possible.

또한, 소스가스는 제1 전극(240)과 제2 전극(260) 사이에 형성된 통로(250)들에 직접 공급되므로, 소스가스 분위기를 형성하기 위한 다량의 소스가스가 요구되지 않는다.In addition, since the source gas is directly supplied to the passages 250 formed between the first electrode 240 and the second electrode 260, a large amount of source gas for forming a source gas atmosphere is not required.

본 발명에 의하면, 플라스마의 생성시 아크 방전으로 인하여 전극이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 소량의 소스가스를 이용하여 전극 사이에 소스가스 분위기를 형성할 수 있다. 또한, 일부 전극이 파손된 경우에도 공정을 수행할 수 있으며, 파손된 일부 전극의 교체가 가능하다.According to the present invention, it is possible to prevent the electrode from being damaged due to arc discharge during generation of plasma. In addition, a small amount of source gas may be used to form a source gas atmosphere between the electrodes. In addition, even when some electrodes are broken, the process may be performed, and some of the broken electrodes may be replaced.

Claims (12)

기판의 패턴면이 상부를 향하도록 상기 기판을 지지하는 지지부재;A support member for supporting the substrate such that a pattern surface of the substrate faces upward; 공정진행시 소스가스를 공급하는 가스공급유닛; 및A gas supply unit supplying a source gas during process progress; And 상기 소스가스를 이용하여 상기 기판의 상부에 상압 플라스마를 생성하는 플라스마 생성유닛을 포함하며,Plasma generating unit for generating an atmospheric pressure plasma on the substrate using the source gas, 상기 플라스마 생성유닛은,The plasma generating unit, 상기 기판의 상부에 서로 이격되도록 나란하게 배치되며, 제1 전압이 인가되는 제1 전극들; 및First electrodes disposed side by side to be spaced apart from each other on the substrate and to which a first voltage is applied; And 상기 기판의 상부에 서로 이격되도록 나란하게 배치되며, 제1 전압보다 낮은 제2 전압이 인가되는 제2 전극들을 포함하되,A second electrode disposed side by side so as to be spaced apart from each other, and having a second voltage lower than a first voltage applied thereto; 각각의 상기 제1 전극은 제1 전압이 인가되는 로드 형상의 제1 메탈전극과 상기 제1 메탈전극의 외주면을 감싸고 있는 제1 유전체를 구비하며, 각각의 상기 제2 전극은 제2 전압이 인가되는 로드 형상의 제2 메탈전극과 상기 제2 메탈전극의 외주면을 감싸고 있는 제2 유전체를 구비하고,Each of the first electrodes includes a rod-shaped first metal electrode to which a first voltage is applied and a first dielectric covering an outer circumferential surface of the first metal electrode, and each second electrode is applied with a second voltage. And a rod-shaped second metal electrode and a second dielectric covering an outer circumferential surface of the second metal electrode. 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 교대로 배치되어 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서 플라스마가 생성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.And the first electrode and the second electrode are alternately arranged to generate a plasma between the first electrode and the second electrode. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가스공급유닛은,The gas supply unit, 상기 제1 및 제2 전극들의 상부에 위치하는 확산판; 및A diffusion plate positioned on the first and second electrodes; And 상기 확산판의 상부에 소스가스를 공급하는 공급라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.Substrate processing apparatus comprising a supply line for supplying a source gas on the upper portion of the diffusion plate. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 확산판에는 인접하는 상기 제1 및 제2 전극의 사이에 대응되도록 형성된 슬릿 형상의 확산홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.And the diffusion plate having a slit-shaped diffusion hole formed to correspond to the adjacent first and second electrodes. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 확산판에는 인접하는 상기 제1 및 제2 전극의 사이에 대응되도록 형성된 홀 형상의 확산홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.And the diffusion plate having a hole shape formed to correspond to the adjacent first and second electrodes in the diffusion plate. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 장치는 상기 제1 및 제2 전극들과 상기 확산판을 수용하는 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.The apparatus further comprises a housing for receiving the first and second electrodes and the diffusion plate. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 전극들은 제1 전압에 병렬연결되며, 상기 제2 전극들은 제2 전압에 병렬연결되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.And the first electrodes are connected in parallel to a first voltage, and the second electrodes are connected in parallel to a second voltage. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 및 제2 전극들은 동일 높이에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.And the first and second electrodes are disposed at the same height. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 및 제2 전압은 중주파 전압(medium frequency)인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.The first and second voltages are substrate processing apparatus, characterized in that the medium frequency (medium frequency). 로딩된 기판의 상부에 서로 이격되어 배치된 복수의 제1 전극들과 제2 전극들을 제공하며,Providing a plurality of first and second electrodes spaced apart from each other on top of the loaded substrate, 각각의 상기 제1 전극과 각각의 상기 제2 전극 사이에 전계를 형성한 이후에 상기 제1 및 제2 전극들의 상부에 소스가스를 공급하여 플라스마를 생성하고 생성된 플라스마를 상기 기판의 상부에 공급하여 기판을 처리하되,After forming an electric field between each of the first electrode and each of the second electrodes, source gas is supplied to the upper portions of the first and second electrodes to generate plasma, and the generated plasma is supplied to the upper portion of the substrate. To process the substrate, 각각의 상기 제1 전극은 제1 전압이 인가되는 로드 형상의 제1 메탈전극과 상기 제1 메탈전극의 외주면을 감싸고 있는 제1 유전체를 구비하고, 각각의 상기 제2 전극은 제2 전압이 인가되는 로드 형상의 제2 메탈전극과 상긱 제2 메탈전극의 외주면을 감싸고 있는 제2 유전체를 구비하며,Each of the first electrodes includes a rod-shaped first metal electrode to which a first voltage is applied and a first dielectric covering an outer circumferential surface of the first metal electrode, and each second electrode is applied with a second voltage. And a second dielectric covering the outer circumferential surface of the rod-shaped second metal electrode and the Sangig second metal electrode. 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 교대로 배치되어 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서 플라스마가 생성되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.And the first electrode and the second electrode are alternately arranged so that plasma is generated between the first electrode and the second electrode. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 소스가스는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이에 각각 대응되도록 형성된 복수의 확산홀들을 가지는 확산판을 통하여 공급되는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하는 방법.And the source gas is supplied through a diffusion plate having a plurality of diffusion holes respectively formed between the first electrode and the second electrode.
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