KR100774980B1 - 기판을 처리하는 장치 및 방법 - Google Patents

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세메스 주식회사
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Abstract

기판처리장치는 기판을 지지하는 지지부재와, 리모트(remote) 방식에 의하여 기판으로 플라스마를 공급하는 플라스마 공급유닛, 그리고 공정시 플라스마 공급유닛을 상기 기판에 대하여 상대적으로 이동시키는 이동유닛을 포함한다. 이동유닛은 상기 플라스마 공급유닛을 기판의 일측으로부터 기판의 타측으로 이동시키는 이동암과, 지지부재를 회전시키는 회전부재를 포함한다.
이동유닛, 이동암, 회전부재, 이송암

Description

기판을 처리하는 장치 및 방법{Apparatus and method for treating substrate}
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제1 및 제2 전극들이 각각 전원에 연결된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 확산판을 나타내는 모습이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판처리장치의 작동상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판처리장치의 작동상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판처리장치의 작동상태를 나타내는 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 지지부재 200 : 플라스마 공급유닛
220 : 하우징 240 : 제1 전극
260 : 제2 전극 280 : 이동암
300 : 가스공급유닛 360 : 확산판
400 : 이동유닛 420 : 제1 구동부
440 : 회전부 450 : 이송암
460 : 제2 구동부
본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라스마를 이용하여 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
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.
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.
한편, 플라스마를 이용하는 종래의 기판처리장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 공정처리를 위한 기판은 공정챔버 내에 설치되며 기판의 상부 및 하부 에는 각각 전극이 설치된다. 공정챔버 내에서 플라스마를 생성하기 위해서는 공정챔버 내에 설치된 두 개의 전극 사이에 충분한 소스가스를 제공하여야 하며, 이를 위해서는 공정이 이루어지는 공정챔버 내에 다량의 소스가스가 제공되어야 한다. 따라서, 종래의 기판처리장치의 경우 다량의 소스가스가 사용되었다.
둘째, 기판의 상하에 배치되는 두 개의 전극 중 어느 하나의 전극이 파손된 경우, 파손된 전극을 교체할 때까지 공정을 중단하였다. 따라서, 공정중단으로 인하여 많은 시간과 비용이 낭비되었다.
셋째, 기판의 전면에 대하여 균일하게 공정이 이루어지기 위해서는 기판의 상하에 배치되는 두 개의 전극이 기판에 상응하는 크기를 가져야 한다. 전극의 크기는 전체 기판처리장치의 크기를 소형화할 수 없는 장애가 되었다.
본 발명의 목적은 소량의 소스가스로 플라스마를 생성할 수 있는 기판을 처리하는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
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.
본 발명의 또 다른 목적은 소형화된 전극을 이용하여 플라스마를 생성하며, 생성된 플라스마를 이용하여 기판을 균일하게 공정처리할 수 있는 기판을 처리하는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 의하면, 기판처리장치는 기판의 패턴면이 상부를 향하도록 상기 기판을 지지하는 지지부재와, 내부에서 상압 플라스마를 생성하여 상기 기판으로 공급하는 플라스마 공급유닛과, 상기 플라스마 공급유닛으로부터 상기 기판으로 플라스마 공급시 상기 플라스마 공급유닛과 상기 기판의 상대적 위치를 변화시키는 이동유닛을 포함한다.
상기 플라스마 공급유닛은 제1 방향으로 긴 로드 형상이며 상기 기판의 상부에 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 서로 이격되도록 나란하게 배치되어 제1 전압이 인가되는 제1 전극들과, 상기 제1 방향으로 긴 로드 형상이며 상기 기판의 상부에 상기 제2 방향으로 서로 이격되도록 나란하게 배치되어 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압이 인가되는 제2 전극들과, 상기 제1 및 제2 전극들을 수용하며 상기 제1 방향의 길이는 상기 기판의 직경과 대체로 동일하거나 크며 상기 제2 방향의 길이는 상기 기판의 직경보다 작은 하우징을 포함하되, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 교대로 배치되어 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서 플라스마가 생성될 수 있다.
상기 이동유닛은 상기 플라스마 공급유닛을 상기 제2 방향으로 직선이동시키는 이동암을 포함할 수 있다.
상기 이동유닛은 상기 지지부재를 회전시키는 회전부재를 포함할 수 있다.
상기 이동유닛은 상기 지지부재를 상기 제2 방향으로 수평이송하는 이송암을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판을 처리하는 방법은 기판의 패턴면이 상부를 향하도 록 지지부재를 이용하여 상기 기판을 지지하고, 상기 기판의 상부에 제공된 플라스마 공급유닛으로부터 생성된 플라스마를 상기 기판으로 공급하여 상기 기판을 처리하되, 상기 플라스마 공급유닛으로부터 상기 기판으로 플라스마 공급시, 상기 플라스마 공급유닛과 상기 기판의 상대적 위치를 변화시키는 것을 특징으로 한다.
상기 플라스마 공급유닛과 상기 기판의 상대적 위치를 변화시키는 단계는 제1 방향으로 긴 로드 형상의 전극들을 가지는 상기 플라스마 공급유닛을 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 상기 기판의 일측으로부터 상기 기판의 타측으로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 플라스마 공급유닛과 상기 기판의 상대적 위치를 변화시키는 단계는 상기 지지부재를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 플라스마 공급유닛과 상기 기판의 상대적 위치를 변화시키는 단계는 제1 방향으로 긴 로드 형상의 전극들을 가지는 상기 플라스마 공급유닛에 대하여 상기 지지부재를 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 상기 플라스마 공급유닛의 일측으로부터 상기 플라스마 공급유닛의 타측으로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
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 발명 을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
이하에서는 기판의 일례로 웨이퍼(W)를 들어 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치(1)를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
기판처리장치(1)는 지지부재(100)와, 플라스마 공급유닛(200), 그리고 가스공급유닛(300)을 포함한다.
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(140)을 구비한다.
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.
플레이트(120)의 하부에는 지지축(140)이 연결되며, 지지축(140)은 플레이트(120)를 지지한다. 지지축(140)은 후술하는 회전부(440)에 의하여 회전된다.
플라스마 공급유닛(200)은 하우징(220)과, 하우징(220) 내에 수용된 복수의 제1 전극(240)들 및 제2 전극들(260)을 포함하며, 하우징(220) 내에서 생성된 플라스마를 플레이트(120)에 로딩된 웨이퍼(W) 상으로 공급한다.
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.
도 1에 도시한 바와 같이, 하우징(220)은 웨이퍼(W)의 반경과 대체로 일치하는 너비를 가지며, 제1 및 제2 전극(240, 260)의 길이와 대체로 일치하는 길이를 가진다. 따라서, 플라스마 공급유닛(200)을 이용하여 웨이퍼(W)의 전면(全面)을 처리하기 위해서는 플라스마 공급유닛(200)이 웨이퍼(W)의 일측으로부터 웨이퍼(W)의 타측으로 이동하여야 한다.
하우징(220)의 너비는 웨이퍼(W)의 공정시간과 관계가 있다. 하우징(220)의 너비가 증가하면 플라스마 공급유닛(200)이 웨이퍼(W)의 타측까지 이동하는 시간이 감소하는 반면에, 하우징(220)의 너비가 감소하면 플라스마 공급유닛(200)이 웨이퍼(W)의 타측까지 이동하는 시간이 증가한다. 그러나, 하우징(220)의 너비가 증가하면 플라스마 공급유닛(200)의 크기가 증가한다. 따라서, 플라스마 공급유닛(200)의 이동시간 및 크기를 고려하여 하우징(220)의 너비를 결정하며, 하우징(220)은 웨이퍼(W)의 반경보다 큰 너비를 가질 수도 있으며, 웨이퍼(W)의 반경보다 작은 너비를 가질 수도 있다.
하우징(220)의 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.
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.
하우징(220)의 상부에는 이동암(280)이 연결되며, 이동암(280)은 수직부(280a)와 수평부(280b)를 구비한다. 수평부(280b)는 후술하는 제1 구동부(420)에 연결되며, 제1 구동부(420)에 의하여 직선운동할 수 있다. 제1 구동부(420)는 별도의 승강부(도시안됨)에 연결될 수 있으며, 승강부에 의하여 이동암(280)은 승강될 수 있다. 따라서, 하우징(220)은 로딩된 웨이퍼(W)의 상부로 이동할 수 있으며, 이동암(280)의 승강에 의하여 웨이퍼(W)와 제1 및 제2 전극(240, 260)들 사이의 거리를 조절할 수 있다.
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 분사통로(250)가 형성되며, 후술하는 확산판(360)을 통하여 상부버퍼(223)로부터 하부버퍼(224)로 확산된 소스가스는 분사통로(250)를 통하여 로딩된 웨이퍼(W)의 상부에 분사된다.
도 2는 본 발명에 따른 제1 및 제2 전극(240, 260)들이 각각 전원에 연결된 상태를 나타내는 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 전극(240, 260)은 제1 방향(Ⅰ)으로 길이가 긴 로드(rod) 형상이며, 제1 방향(Ⅰ)과 수직인 제2 방향(Ⅱ)으로 서로 이격되도록 나란하게 배치된다.
또한, 제1 전극(240)과 제2 전극(260)은 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.
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.
제1 전극(240)은 로드(rod) 형상의 메탈전극(242)과, 유전체(244)를 구비하 며, 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 로드(rod) 형상의 메탈전극(262)과, 유전체(264)를 구비한다. 유전체(244, 264)로는 석영 또는 세라믹이 사용된다.
본 실시예에서 메탈전극(242, 262)은 대체로 웨이퍼(W)의 직경과 일치하거나 웨이퍼(W)의 직경보다 큰 길이를 가진다. 따라서, 후술하는 바와 같이, 제1 및 제2 전극(240, 260)들을 제1 및 제2 전극(240, 260)에 수직한 방향으로 직선이동시키거나 웨이퍼(W)를 회전시키면 웨이퍼(W)의 전면(全面)을 공정처리할 수 있다. 메탈전극(242, 262)의 종단면은 원형이다. 그러나, 메탈전극(242, 262)의 종단면은 삼각형 또는 사각형 등의 다각형일 수 있다.
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.
공급라인(320)은 상부버퍼(223)에 소스가스를 공급하며, 이동암(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.
상술한 바와 같이, 확산판(360)은 하우징(220)의 내부를 상부버퍼(223)와 하 부버퍼(224)로 구획한다. 상부버퍼(223)는 공급라인(320) 및 공급홀(222)을 통하여 유입된 소스가스가 확산될 수 있는 공간을 제공한다.
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 분사통로(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 분사통로(250)들을 향하여 제공된다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 확산판(360)을 나타내는 모습이다.
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.
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.
기판처리장치(1)는 이동유닛(400)과, 제어기(500)를 더 포함한다. 이동유닛(400)은 제1 구동부(420), 회전부(440), 제2 구동부(460)를 포함한다. 이동유닛(400)은 플라스마 공급유닛(200)을 웨이퍼(W)에 대하여 상대적으로 이동시킨다. 이는 플라스마 공급유닛(200)으로부터 생성되어 공급되는 플라스마가 웨이퍼(W)의 전면에 균일하게 공급될 수 있도록 하기 위함이다.
상술한 바와 같이, 제1 구동부(420)는 이동암(280)의 수평부(280b)에 연결되며, 수평부(280b)를 상술한 제2 방향(Ⅱ)으로 직선이동시킨다. 제1 구동부(420)는 플라스마 공급유닛(200) 내에서 생성된 플라스마가 웨이퍼(W)의 일측으로부터 웨이퍼(W)의 타측에 이르기까지 공급될 수 있도록 이동암(280)의 수직부(280a)에 연결된 플라스마 공급유닛(200)을 이동시켜야 하며, 이에 상응하는 스트로크(stroke)를 가져야 한다.
마찬가지로, 제2 구동부(460)는 이송암(450)에 연결되며, 이송암(450)을 상술한 제2 방향(Ⅱ)으로 직선이동시킨다. 제2 구동부(460)는 플라스마 공급유닛(200) 내에서 생성된 플라스마가 웨이퍼(W)의 일측으로부터 웨이퍼(W)의 타측에 이르기까지 공급될 수 있도록 이송암(450)을 이동시켜야 하며, 이에 상응하는 스트로크(stroke)를 가져야 한다.
회전부(440)는 지지축(140)의 하단부에 연결되며, 지지축(140)을 회전시킨다. 상술한 바와 같이, 제1 및 제2 전극(240, 260)의 너비가 웨이퍼(W)의 반경보다 작을지라도 제1 및 제2 전극(240, 260)의 길이가 웨이퍼(W)의 반경과 상응하므로, 회전부(440)가 지지축(140)을 기설정된 속도로 회전시키면 플라스마 공급유닛(200)은 웨이퍼(W)의 전면에 대하여 플라스마를 공급할 수 있다.
한편, 제어기(500)는 밸브(340), 제1 구동부(420), 회전부(440)에 연결되며, 이들을 각각 제어한다. 즉, 밸브(340)의 개폐를 제어하며, 제1 구동부(420)를 통하여 이동암(280)의 이동을 제어하고, 회전부(440)를 통하여 지지축(140)의 회전을 제어한다.
이하, 도 5a 내지 도 7b를 참고하여 기판처리장치(1)의 작동을 살펴보기로 한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판처리장치(1)의 작동상태를 나타내는 도면이다.
먼저, 제1 및 제2 전극(240, 260)들의 하부에 위치한 플레이트(120) 상에 웨이퍼(W)를 로딩시킨다. 로딩된 웨이퍼(W)는 지지핀(122)과 척킹핀(124)에 의하여 지지된다. 플레이트(120)는 지지축(140)에 의하여 지지되며, 지지축(140)은 회전부(440)에 의하여 회전된다.
다음, 플라스마 공급유닛(200)을 웨이퍼(W)의 가장자리 상부에 위치시킨다. 이때, 웨이퍼(W)의 가장자리에 플라스마가 공급되기 위해서, 플라스마 공급유닛(200)의 플라스마 분사범위 내에 웨이퍼(W)의 가장자리가 위치하여야 한다.
다음, 제1 및 제2 전극(240, 260)들의 사이에 전계를 형성한다. 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.
다음, 제1 및 제2 전극(240, 260)의 사이에 형성된 분사통로(250)에 소스가스를 공급한다. 제어기(500)가 밸브(340)를 개방하면 소스가스는 공급라인(320) 및 공급홀(222)을 통하여 상부버퍼(223)에 공급된다. 각각의 확산홀(362)은 확산 홀(362)과 대응되는 각각의 통로(250)을 향하여 상부버퍼(223) 내의 소스가스를 제공한다.
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.
플라스마 공급유닛(200)으로부터 플라스마가 공급되면, 제어기(500)는 제1 구동부(420)를 구동하며, 제1 구동부(420)는 이동암(280)을 오른쪽으로 이동시킨다. 이때, 이동암(280)의 하단에 연결된 하우징(220)은 이동암(280)과 함께 오른쪽으로 이동하며, 하우징(220)의 하부에 형성된 분사통로(250)에서는 웨이퍼(W) 상으로 플라스마가 공급된다.
상술한 바에 의하면, 하우징(220)이 웨이퍼(W)의 일측 상부로부터 웨이퍼(W)의 타측 상부를 향하여 오른쪽으로 이동하면서 웨이퍼(W)의 전면(全面)에는 플라스마가 공급되며, 공급된 플라스마는 웨이퍼(W)의 표면을 처리한다. 또한, 웨이퍼(W)가 플레이트(120)와 함께 회전하므로, 웨이퍼(W)의 전면(全面)을 균일하게 처리할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판처리장치(1)의 작동상태를 나타내는 도면이다.
본 실시예에서, 플라스마 공급(200)으로부터 생성된 플라스마를 웨이퍼(W) 상으로 공급하는 방법은 상술한 바와 같다. 본 실시예에서는 플라스마 공급유닛(200)의 위치가 고정되어 있다는 점이 상술한 제1 실시예와 구별된다.
본 실시예에서, 하우징(220)의 중심은 웨이퍼(W)의 회전중심과 일치하도록 배치된다. 공정시 하우징(220)은 좌우로 또는 상하로 이동하지 않는다.
먼저, 플레이트(120) 상에 웨이퍼(W)를 로딩시킨다. 로딩된 웨이퍼(W)는 지지핀(122)과 척킹핀(124)에 의하여 지지된다. 플레이트(120)는 지지축(140)에 의하여 지지되며, 지지축(140)은 회전부(440)에 의하여 회전된다. 웨이퍼(W)가 플레이트(120)와 함께 회전되는 상태에서, 웨이퍼(W) 상에는 플라스마가 공급되며, 공급된 플라스마는 웨이퍼(W)의 표면을 처리한다.
상술한 바와 같이, 제1 및 제2 전극(240, 260)이 대체로 웨이퍼(W)의 반경과 일치하거나 웨이퍼(W)의 반경보다 큰 길이를 가진다. 따라서, 상술한 바와 같이 하우징(220)을 정지시키고 웨이퍼(W)를 회전시킨 상태에서 웨이퍼(W) 상에 플라스마를 공급하면 웨이퍼(W)의 전면(全面)을 공정처리할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판처리장치(1)의 작동상태를 나타내는 도면이다. 본 실시예와 같이, 하우징(220)을 고정시킨 상태에서 지지부재(100)를 좌측으로 이동시킬 수 있다.
플라스마 공급유닛(200)으로부터 플라스마가 공급되면, 제어기(500)는 제2 구동부(460)를 구동하며, 제2 구동부(460)는 이송암(450)을 좌측으로 이동시킨다. 이송암(450)이 좌측으로 이동하면 이송암(450)에 연결된 회전부(440) 및 회전 축(140)은 함께 좌측으로 이동하며, 하우징(220)의 하부에 형성된 분사통로(250)에서는 웨이퍼(W) 상으로 플라스마가 공급된다.
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.
또한, 소스가스는 제1 전극(240)과 제2 전극(260) 사이에 형성된 통로(250)들에 직접 공급되므로, 소스가스 분위기를 형성하기 위한 다량의 소스가스가 요구되지 않는다. 또한, 플라스마 생성유닛(200)의 크기를 축소할 수 있으며, 축소된 플라스마 생성유닛(200)을 이용하여 웨이퍼(W)의 전면(全面)을 균일하게 처리할 수 있다.
한편, 상술한 실시예에서 생성된 플라스마는 상압 플라스마이며, 상압 플라스마는 공정챔버 내의 압력이 상압 이하인 상태에서 생성된 진공 플라스마와 구별된다. 진공 플라스마를 생성하기 위해서는 별도의 진공장비를 이용하여 공정챔버 내의 가스를 외부로 강제배기시키는 단계가 더 필요하다.
본 발명에 의하면, 플라스마의 생성시 아크 방전으로 인하여 전극이 손상되 는 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. 또한, 하우징의 크기를 축소할 수 있으며, 축소된 플라스마 생성유닛을 이용하여 웨이퍼(W)의 전면(全面)을 균일하게 처리할 수 있다.

Claims (9)

  1. 기판의 패턴면이 상부를 향하도록 상기 기판을 지지하는 지지부재;
    내부에서 상압 플라스마를 생성하여 상기 기판으로 공급하는 플라스마 공급유닛; 및
    상기 플라스마 공급유닛으로부터 상기 기판으로 플라스마 공급시, 상기 플라스마 공급유닛과 상기 기판의 상대적 위치를 변화시키는 이동유닛을 포함하고,
    상기 플라스마 공급유닛은,
    제1 방향으로 긴 로드 형상을 갖고, 상기 기판의 상부에서 상기 기판과 마주하며, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 서로 이격되도록 나란하게 배치되고, 제1 전압이 인가되는 다수의 제1 전극;
    상기 제1 방향으로 긴 로드 형상을 갖고, 상기 기판의 상부에 상기 기판과 마주하며, 상기 제2 방향으로 서로 이격되어 나란하게 배치되고, 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압이 인가되는 다수의 제2 전극; 및
    상기 제1 및 제2 전극들을 수용하며, 상기 제1 방향의 길이는 상기 기판의 직경과 대체로 동일하거나 크며, 상기 제2 방향의 길이는 상기 기판의 직경보다 작은 하우징을 포함하고,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 서로 교대로 배치되어 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 플라스마가 생성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전극은 각각,
    상기 제1 방향으로 긴 로드 형상을 갖는 메탈전극; 및
    상기 메탈전극의 외면을 둘러싼 유전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이동유닛은 상기 플라스마 공급유닛을 상기 제2 방향으로 직선이동시키는 이동암을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 이동유닛은 상기 지지부재를 회전시키는 회전부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이동유닛은 상기 지지부재를 상기 제2 방향으로 수평이송하는 이송암을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 기판의 패턴면이 상부를 향하도록 상기 기판을 지지부재에 안착하는 단계;
    상기 기판의 상부에 배치된 플라스마 공급유닛으로부터 플라스마가 생성되는 단계; 및
    상기 플라스마 공급유닛과 상기 기판의 상대적 위치를 가변시키면서 상기 플라스마 공급유닛으로부터 생성된 플라스마를 상기 기판에 제공하여 상기 기판을 처리하는 단계를 포함하고,
    상기 플라스마를 생성하는 단계는,
    상기 기판의 상부에 서로 교대로 배치되어 로드 형상을 갖는 상기 플라스마 유닛의 제1 및 제2 전극들에 서로 다른 전압을 제공하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 전극 사이로 소스가스를 제공하여 상기 플라스마를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 플라스마 공급유닛과 상기 기판의 상대적 위치를 변화시키는 단계는 상기 플라스마 공급유닛을 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 상기 기판의 일측으로부터 상기 기판의 타측으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하는 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 플라스마 공급유닛과 상기 기판의 상대적 위치를 변화시키는 단계는 상기 지지부재를 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하는 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 플라스마 공급유닛과 상기 기판의 상대적 위치를 변화시키는 단계는 상기 플라스마 공급유닛에 대하여 상기 지지부재를 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 상기 플라스마 공급유닛의 일측으로부터 상기 플라스마 공급유닛의 타측으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하는 방법.
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