KR101146132B1 - 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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KR101146132B1
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Abstract

본 발명은 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 챔버와, 상기 챔버 내부로 인입되는 기판을 정렬하는 기판 정렬수단과, 정렬된 상기 기판이 안착되는 기판 지지수단 및 상기 기판 단부에 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생 수단을 포함하는 플라즈마 처리 장치를 제공한다. 이와 같이 기판 정렬을 위한 정렬수단을 통해 기판 단부 식각을 위한 장치 내에서 기판을 자동으로 정렬할 수 있고, 정렬 수단과 활강 방지 수단을 통해 기판 지지수단에 기판이 안착될 경우 기판의 움직임을 고정시켜 기판의 활강을 방지할 수 있다.
플라즈마, 차폐부, 기판 단부, 기판 정렬수단, 정렬면, 활강 방지 수단

Description

플라즈마 처리 장치{Plasma processing apparatus}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 정렬수단을 구비하는 플라즈마 처리 장치의 개념도.
도 2는 본 발명의 기판 정렬수단에 기판이 장착된 상태의 평면도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 개념 단면도.
도 4는 제 2 실시예에 따른 기판 정렬수단의 사시도.
도 5a 내지 도 5d는 기판 정렬수단의 변형예에 따른 단면도.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 9a 및 도 9b는 기판의 정렬을 설명하기 위한 개념도.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 단면도.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치 및 이의 동작을 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 310, 510: 챔버 20, 320, 520 : 기판 지지수단
30, 330, 530 : 기판 40, 340 : 차폐수단
50 : 바이어스 인가수단 60, 380 : 배기부
100 : 기판 정렬수단 200, 400 : 플라즈마 발생수단
350, 360 : 전극 600 : 활강 방지 수단
본 발명은 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 플라즈마를 이용한 플라즈마 처리 장치에서 기판의 활강을 방지하거나 기판을 정렬하는 등의 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 및 액정 표시 소자는 기판 상에 다수의 박막 증착과 식각을 통해 형성된다. 즉, 기판의 중심부에 박막을 증착하고, 식각 마스크를 이용한 식각공정을 통해 기판 중심부의 박막의 일부를 제거하여 소정의 박막 패턴을 갖는 소자를 제조하게 된다. 하지만, 박막의 증착 시에는 기판의 전면에 박막을 형성하고, 식각 시에는 기판 중심부의 박막을 식각 타켓으로 하기 때문에 기판 가장자리에는 박막이 제거되지 않은 상태로 잔류하게 되고, 또한 식각 공정시 기판 가장자리에 파티클이 퇴적되는 현상이 발생한다. 이러한 기판 가장자리의 박막 또는 퇴적된 파티클을 제거하지 않은 상태에서 계속적인 공정이 진행될 경우 기판이 휘어지거나, 기판 의 정렬이 어려워지는 등의 많은 문제점이 발생한다.
따라서, 이러한 기판 가장자리를 식각하기 위해 기판 가장자리만을 노출시키고, 노출된 기판 가장자리만을 식각하는 장치의 개발이 활발히 수행중이다.
이러한 기판 가장자리의 박막 및 파티클을 제거하기 위한 방법으로는 습식 식각과 건식 식각을 통해 제거할 수 있다. 습식 식각의 경우 공정 관리가 어려워 기판 가장자리만을 국부적으로 제거하기에는 많은 어려움이 있을 뿐만 아니라, 막대한 화공 약품 사용으로 인한 비용증가 문제, 폐수 처리의 문제 등의 환경문제를 유발시키는 원인이 된다.
반면에 건식 식각의 경우 플라즈마를 이용하여 기판 가장자리의 박막 또는 파티클을 제거하는 방식으로 상술한 습식 세정의 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다.
여기서, 플라즈마란 이온이나 전자, 라디칼 등이 이온화된 가스 상태를 의미하는 것으로 플라즈마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계에 의해 생성된다. 특히, 글로우 방전에 의한 플라즈마 생성은 직류나 고주파 전자계에 의해 여기된 자유전자에 의해 이루어지는데, 여기된 자유전자는 가스분자와 충돌하여 이온, 라디칼, 전자 등과 같은 활성족을 생성한다. 이러한 활성족은 물리/화학적으로 물질의 표면에 작용하여 표면의 특성을 변화시킨다.
이러한 플라즈마를 이용한 식각 장치는 처리용 가스가 존재하는 처리 용기 내에서 그로우 방전을 통해 플라즈마를 발생시키고, 이러한 플라즈마를 이용하여 기판과 같은 피처리체에 소정의 식각을 실시하는 장비이다.
이와 같은 플라즈마를 이용하여 기판의 가장자리를 식각하는 종래의 플라즈마 식각 장비에 관해서는 국내등록특허공보 제10-0433008호에 개시되어 있고, 또한 국내 등록특허공보 제10-0442194호에는 가장자리 식각을 위한 건식 식각용 전극에 관해 개시되어 있다.
상기의 국내등록특허공보 제10-433008호에서는 스테이지의 직경을 웨이퍼의 직경보다 작은 치수로 하고, 스테이지와 인슐레이터 사이는 각각 그 외주에 부착되는 캐소드 링 및 애노드 링의 사이 간격보다 근접하게 설정되어 있다. 인슐레이터의 외주에 설치되는 애노드 링의 외주에는 가장자리가 상기 캐소드 링의 주위로 근접하도록 연장되는 가장자리를 갖는 뷰 링이 동심상으로 부착된다. 따라서, 캐소드 링의 외주면 사이에 형성되는 소정의 갭을 제외하고 상기 스테이지의 주변을 차폐하게 되어 있고, 상기 캐소드 링에는 RF 출력단이 접속된 구성으로 되어 있다.
이와 같이 웨이퍼보다 직경이 작은 스테이지와 인슐레이터의 외주에 각기 캐소드 링과 애노드 링을 설치하여 이들 사이의 방전을 통해 플라즈마를 발생시키고, 캐소드 링 주위로 뷰 링을 설치하여 웨이퍼 가장자리 밑면까지 플라즈마가 미치도록 하여 웨이퍼 가장자리 밑면까지 플라즈마를 이용한 식각을 실시하고 있다.
또한, 상기의 국내등록특허공보 제10-442194호에는 플라즈마를 형성시켜 웨이퍼 가장자리의 이물질을 제거하는 제 1 및 제 2 한쌍의 웨이퍼 건식 식각용 전극이 개시되어 있다.
제 1 전극은 웨이퍼 가장자리의 상하부분 중 어느 일측과 대향하는 환형의 제 1 돌출단 및 제 1 비돌출부를 구비하고, 상기 제 2 전극은 상기 웨이퍼 가장자 리의 상하부분 중 다른 일측과 대향하면서 상기 제 1 돌출단 및 제 1 비돌출부와 동일한 치수로 형성된 제 2 돌출단 및 제 2 돌출부를 구비한다. 이를 통해 웨이퍼 가장자리 부위의 상면은 물론 측면과 하면에 적층된 여러가지 이물질을 제거할 수 있다.
상술한 바와 같은 장치들은 모두 기판보다 그 직경이 작은 기판 지지수단 상에 기판을 안착한 다음, 노출된 기판의 단부를 플라즈마를 이용하여 식각한다.
그러나, 상술한 종래의 기술은 외부에서 기판을 로딩한 다음, 기판 지지수단에 바로 안착시키기 때문에 기판 지지수단 상부에 기판을 바르게 정렬할 수 없는 문제가 발생한다. 즉, 종래에는 기판 지지수단 상부에 기판을 정렬하기 위한 별도의 수단이 존재하지 않아 기판 지지수단 상에 기판 단부 만을 노출시키기 위한 정렬에 어려운 문제가 발생하였다. 만일 기판 지지수단 상에 기판이 바르게 정렬되지 않을 경우에는 기판의 단부가 아닌 기판 중심의 패턴이 식각에 의해 손상되거나 기판 단부의 파티클이 제거되지 않는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 기판 정렬을 위한 정렬수단을 통해 기판 지지수단 상부에 기판을 정렬할 수 있고, 기판의 활강을 방지할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 챔버와, 상기 챔버 내부로 인입되는 기판을 정렬하는 기판 정렬수단과, 정렬된 상기 기판이 안착되는 기판 지지수단과, 상기 기판의 단부를 제외한 상기 기판 상부 영역의 플라즈마 발생을 방지하는 차폐수단과, 상기 기판의 단부 영역에 플라즈마를 생성하는 플라즈마 발생수단 및 상기 기판 지지수단에 바이어스를 인가하는 바이어스 인가 수단을 포함하는 플라즈마 처리 장치를 제공한다.
여기서, 상기 기판 지지수단은 상기 차폐수단과 동일한 직경을 갖고, 상기 기판의 하측 단부 영역을 노출하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 기판 정렬수단은 상기 기판과 대응하는 링 형태로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 링 형태의 상기 기판 정렬수단은 상측 개구부와 하측 개구부가 형성되고, 이때, 상측 개구부의 직경은 상기 기판의 직경보다 넓거나 동일하고, 상기 하측 개구부의 직경은 상기 기판의 직경보다는 좁고, 상기 기판 지지수단의 직경보다는 넓은 것이 효과적이다.
상기의 기판 정렬수단은 그 내측에 하향 경사진 면을 포함하는 정렬면이 형성되어 상기 기판의 단부가 상기 하향 경사진 면에 접촉되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기판 정렬수단은 그 내측에 수직면과 상기 수직면에서 연장된 수평면을 포함하는 정렬면이 형성되어 상기 수직면이 상기 기판 단부의 측면과 접촉되는 것이 바람직하다.
물론, 상기 기판 정렬수단은 그 내측에 경사면과 경사면에서 연장된 수평면을 포함하는 정렬면이 형성되어 상기 경사면과 상기 수평면이 만나는 위치에 상기 기판 단부가 접촉될 수 있다. 또한 상기 기판 정렬수단은 그 내측에 경사면과, 상기 경사면에서 연장된 수직면과, 상기 수직면에서 연장된 수평면을 포함하는 정렬면이 형성되어 상기 수직면이 상기 기판 단부의 측면과 접촉될 수도 있다.
한편, 상기 기판 정렬수단은 상기 챔버의 내벽에 고정되거나 일체로 제작될 수도 있다. 상기 기판 정렬수단은 기판의 단부를 고정하고 정렬하는 적어도 2개 이상의 정렬 부재를 포함할 수도 잇다.
그리고, 상기 기판 정렬수단을 고정시키기 위한 별도의 고정부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기에서 플라즈마 발생수단은 상기 챔버의 외벽의 일부에 배치되어 상기 기판의 단부와 챔버의 내벽 사이 영역에 플라즈마 전원을 인가하는 안테나를 포함하고, 상기 안테나가 설치되는 챔버의 내벽에 절연물이 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 챔버와, 상기 챔버 내부로 인입되는 기판이 안착되는 기판 지지수단과, 상기 기판 지지수단의 주변에 배치되어 상기 기판이 상기 기판 지지수단 상에 안착될 때의 기판 활강을 방지하는 활강 방지 수단 및 상기 챔버 내부에 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생수단을 포함하는 플라즈마 처리 장치를 제공한다.
여기서, 상기 활강 방지 수단은 상기 기판과 대응하는 링 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 물론 상기 활강 방지 수단은 상기 챔버의 내벽에 고정되거나 일체로 제작될 수 있다. 그리고, 상기 활강 방지 수단의 내측면과 상기 기판 사이의 거리가 0.1 내지 1mm인 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 정렬수단을 구비하는 플라즈마 처리 장치의 개념도이다. 도 2는 본 발명의 기판 정렬수단에 기판이 장착된 상태의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 플라즈마 처리 장치는 챔버(10)와, 챔버(10) 내부로 인입되는 기판(30)을 정렬하는 기판 정렬수단(100)과, 상기 정렬될 기판(30)이 안착되는 기판 지지수단(20)과, 기판(30) 단부(31)에 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생수단(200)을 포함한다.
물론 도시되지는 않았지만 가스를 공급하기 위한 가스 공급 수단과, 챔버(10) 내부의 압력을 조절하기 위한 압력조절 수단, 온도를 조절하기 위한 온도 조절 수단과, 챔버(10) 내부의 불순물을 배기하기 위한 배기수단을 포함한다.
이를 통해 챔버(10) 내부로 인입된 기판(30)은 기판 정렬수단(100)에서 그 중심이 기판 지지수단(20)의 중심과 일치하도록 정렬되고, 이후, 기판 지지수단(20)이 상승하면서 정렬된 기판(30)이 안착되어 공정 위치에 도달한다. 이와 같이 기판(30)이 정렬된 상태에서 공정을 진행함으로 인해 오정렬로 인한 문제를 해결할 수 있다.
상기에서 기판 정렬수단(100)은 기판(30) 단부(31)의 적어도 일부를 지지하여 정렬할 수 있도록 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 기판(30)과 동일한 형태의 내부가 비어 있는 링을 사용할 수도 있고, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 다수의 고정 부재를 사용할 수도 있다.
여기서, 기판 정렬수단(100)을 링 형태로 제작될 경우, 상측 개구부와 하측 개구부간의 직경이 서로 다르게 형성한다. 즉, 상측 개구부의 직경은 상기 기판(30)의 직경보다 넓거나 같게 형성하고, 하측 개구부의 직경은 상기 기판(30)의 직경보다 작게 형성하는 것이 바람직하다. 이를 통해 링 내부로 기판(30)이 인입 정렬될 수 있다. 한편 기판 정렬수단(100)이 다수의 정렬 부재 형태로 제작될 경우, 기판(30)이 흔들리거나 기울어지지 않도록 적어도 2개 이상의 정렬 부재를 사용하여 기판(30)을 고정하고 정렬하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기에서 링 형태 또는 다수의 정렬부재로 이루어진 기판 정렬수단(100)의 중심이 기판 지지수단(20)의 중심과 일치하도록 하는 것이 바람직하다.
상기의 기판 정렬수단(100)의 내측에는 기판이 인입 정렬되는 정렬면(101)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 정렬면(101)은 하향 경사지도록 형성하여 기판(30)이 정렬면(101)에 미끄러지듯 인입되어 정렬되도록 하는 것이 효과적이다. 이때, 정렬면(101)의 경사각도를 조절하여 기판(30)의 정렬 정도는 물론 정렬면 상에 기판(30)이 인입 고정되는 위치를 제어할 수 있다. 즉, 정렬면(101)의 경사각도에 의해 기판(30)의 중심과 기판 지지수단(20) 사이의 중심을 일치시킬 수 있다.
그리고, 도 1에 도시된 바와 같이 기판 정렬수단(100)을 고정하기 위해 챔버(10)의 일측에 고정된 고정부(120)와, 상기 고정부(120)에서 연장되어 상기 기판 정렬수단(100)을 고정하고, 이의 높이를 조절하기 위한 높이 조절부(110)를 더 포함한다. 상기 고정부(120)는 챔버(10)의 하부벽에서부터 연장 돌출되어 있다. 그리고, 상기 높이 조절부(110)를 통해 상기 기판 정렬수단(100)을 고정하고 그 높이를 조절하기 위해, 상기의 기판 정렬수단(100)의 일부에는 내측에 나사산이 형성된 소정의 관통공이 형성되고, 높이 조절부(110)는 상기 관통공에 나사 결합 되도록 외측면에 나사산이 형성된 기둥 형상으로 형성되고, 상기 고정부(120)에 회전 가능하게 결합된다. 물론 이외의 다양한 기술적 구성을 통해 상기 높이 조절부(110)를 통해 상기 기판 정렬수단(100)을 고정시키고 그 높이를 조절할 수 있다.
한편, 상기의 기판 지지수단(20)은 기판(30)의 중심부가 안착되고, 기판(30)의 단부(31)가 노출되도록 상기 기판(30)의 지경보다 작은 직경을 갖는 형상으로 제작한다. 또한, 기판 정렬수단(100)에 정렬된 기판(30)을 안착하고, 공정 높이까지 상승시키기 위해 기판 정렬수단(100)의 하측 개구부의 직경보다 작게 형성한다.
상기 기판 지지수단(20)은 기판의 인입 및 인출 시 기판(30)을 받쳐 주는 다수의 리프트 핀(미도시)을 포함한다. 기판(30)이 인입될 경우에는 상기 리프트 핀에 의해 기판(30)이 하강하면서 기판 정렬수단(100)에 장착된다. 또한, 상기의 기판 지지수단(20)의 하부에는 기판 지지수단(20)을 상하로 구동시키는 구동부(21)가 형성되어 있다.
다음으로, 플라즈마 발생수단(200)은 기판(30)의 단부(31) 영역에만 국부적 으로 플라즈마를 발생시켜 식각을 수행하기 위해 다양한 장치와 이에 따른 다양한 구조로 형성될 수 있다.
즉, 고주파 전력을 사용하는 장치로는 유도 결합형 플라즈마 방전(ICP; Inductively Coupled Plasma), 용량성 결합에 의한 플라즈마 방전(CCP; Capacitively Coupled Plasma)와 이 두가지 타입을 조합한 하이브리드 타입의 방전을 이용한 장치 그리고 유전체 장벽 방전(DBD; Dielectric Barrier Discharge)을 이용한 장치를 사용할 수 있고, 마이크로파를 사용하는 장치로는 ECR(Electron Cyclotron Resonance)플라즈마 장치와, SWP(Surface Wave Plasma) 장치를 사용할 수 있다. 이와 같이 사용되는 장치에 따라 기판이 단부 영역에 국부적인 플라즈마를 발생하기 위해서는 다양한 구조와 공정 조건이 적용될 수 있기 때문에 본 실시예에서는 이에 관해 한정하지 않는다.
상술한 실시예는 본 발명의 기술적 개념을 설명한 것으로, 상기 기판 정렬수단은 다양한 형태로의 변형이 가능하다. 하기에서는 기판 정렬수단이 챔버의 측벽에 고정배치되고, 플라즈마 발생수단으로 ICP를 사용한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에 관해 좀더 구체적으로 설명한다. 물론 제 2 실시예에서는 상기 제 1 실시예와 중복되는 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 개념 단면도이다. 도 4는 제 2 실시예에 따른 기판 정렬수단의 사시도이고, 도 5a 내지 도 5d는 기판 정렬수단의 변형예에 따른 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치는 챔버(10)와, 챔버 (10) 내부로 인입되는 기판(30)을 정렬하는 기판 정렬수단(200)과, 정렬된 기판(30)이 안착되는 기판 지지수단(20)과, 상기 기판(30)의 단부(31)를 제외한 기판(30) 상부 영역의 플라즈마 발생을 방지하는 차폐 수단(40)과, 상기 기판(30)의 단부(31) 영역에 플라즈마를 생성하는 플라즈마 발생수단(200)과, 상기 기판 지지 수단(20)에 바이어스를 인가하는 바이어스 인가 수단(50)을 포함한다.
또한, 본 실시예에서는 식각시 발생하는 파티클 등의 반응 부산물과 가스들을 배기하기 위한 배기부(60)를 더 포함한다.
또한, 챔버(10)의 일측에 기판 출입구(미도시)가 형성되어 있다. 기판 지지수단(20)이 승강하여 기판(30) 출입이 용이하도록 기판 지지 수단(20) 하부에 형성된 구동부(21)를 더 포함한다. 그리고, 기판 지지수단(20) 내부에는 별도의 리프트 핀이 더 설치된다.
상기의 기판 지지수단(20)은 기판(30)의 직경(R2)보다 작은 크기의 직경(R4)을 갖는 원형 판 형태로 형성되어 기판(30) 중심부의 하측 영역이 밀착된다. 이로써 기판 지지 수단(20)에 의해 기판(30)의 하측 단부(31) 영역이 노출된다. 기판 지지수단(20)과 차폐수단(40)은 동일한 직경(R4)을 가지며, 기판(30)의 상측과 하측에 노출되는 단부(31) 영역은 동일하다. 즉, 기판 지지수단(20)에 의해 노출되는 기판(30) 상측 및 하측 단부(31)는 기판(30) 끝단에서 안쪽으로 즉 폭이 1 내지 4mm인 것이 바람직하다. 이로써, 기판(30)의 단부(31)와 챔버(10)의 내측벽(12) 사이는 플라즈마 발생을 위한 공간을 제공한다. 여기서, 기판 정렬의 직경(R4)는 기판 정렬수단(100)의 내측 직경보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
기판 지지수단(20)은 외부의 바이어스를 인가받아 기판(30)에 바이어스 전원을 인가할 수 있는 도전성의 재질로 제작하는 것이 바람직하다. 상기에서는 기판 지지수단(20)과 차폐수단(40)이 동일한 직경으로 형성하였지만 이에 한정되지 않고, 기판 지지수단(20)이 더 작은 직경으로도 형성될 수 있다. 상기에서 기판 지지수단은 기판을 안착시키기 위해 전기력을 사용할 수 있고, 기계적인 힘으로 안착시킬 수도 있다.
상기의 차폐수단(40)은 기판(30)의 직경(R2)보다 작은 직경을 갖는 원형 판 또는 원형 기둥으로 형성하여 기판(30) 중심부의 상측 패턴이 형성되는 영역은 차폐되도록 하고, 기판(30)의 상측 단부(31) 영역은 노출되도록 한다. 즉, 차폐수단(40)은 소정 플라즈마 방전에서 일정 간격 내에서는 플라즈마가 발생되지 않는 원리를 이용하여 기판(30)의 상측 단부(31) 영역을 제외한 영역에서 기판(30)과 차폐수단(40)의 간격을 일정 간격이 되도록 한다. 기판(30)의 상측 단부(31)와 챔버(10)의 내 측벽(12) 사이는 플라즈마 발생을 위한 공간을 제공한다.
여기서 기판(30)의 상측 단부(31)는 소자 형성을 위한 패턴이 형성되지 않는 영역을 지칭하는 것으로, 기판(30) 끝단에서 안쪽으로 즉, 폭이 1 내지 4mm범위 영역이다. 기판(30)의 단부(31)에는 소정의 정렬 키가 형성될 수도 있다. 여기서, 기판(30)과 차폐수단(40) 간의 간격은 0.1 내지 3mm인 것이 바람직하다. 기판(30)과 차폐수단(40) 간의 간격이 상기의 간격보다 작을 경우에는 기판(30) 상부의 패턴이 손상을 받게 되는 문제가 발생하고, 상기보다 클 경우에는 플라즈마가 기판(30)과 차폐수단(40) 사이의 영역으로 침투하거나 그 사이에서 플라즈마가 발생될 수 있 다.
상기의 차폐수단(40)은 도 1에 도시된 바와 같이 챔버(10)의 상부벽(13)과 일체화 되어 제작될 수도 있고, 챔버(10)의 상부벽(13)과는 분리되어 제작될 수도 있다. 상부벽(13)과 분리될 경우에는 차폐수단(40)이 상하 운동을 하여 기판(30)의 인입 및 인출을 더욱 용이하게 할 수 있고, 기판(30)과 차폐수단(40)간의 간격 조절이 쉬워질 수도 있다.
한편, 차폐수단(40) 내에는 다수의 유로가 형성되어 있어 외부의 가스를 챔버(10) 내부로 공급할 수도 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 차폐수단(40) 내부에는 차폐수단(40)과 기판(30) 사이에 커튼 가스를 분사하는 커튼 가스 유로(41)를 포함한다. 상기의 커튼 가스 유로를 통해 차폐수단(40)과 기판(20) 사이 영역에 커튼 가스를 분사하여 차폐수단(40)의 측면 즉, 기판(30)의 단부(31) 영역에서 형성된 플라즈마가 차폐수단(40)과 기판(30) 사이 영역으로 유입되는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 차폐수단(40)의 측면 즉, 챔버(10)의 내측벽(12) 사이 영역으로 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급 유로(42) 및 가스 분사 노즐(43)을 포함한다. 이때, 반응 가스로는 Ar, CF4, SF6, Cl2 등을 사용할 수 있다. 가스 분사 노즐(43)은 원형의 차폐수단(40) 둘레를 따라 다수개 형성되어 있다.
상술한 바와 같이 챔버(10)의 내측벽(12)과, 차폐수단(40) 및 기판 지지수단(20)의 측면 사이 영역으로 기판(30)의 단부(31)가 노출되고, 노출된 기판(30)의 단부(31)와, 챔버(10)의 상부벽(13), 내측벽(12) 및 하부벽(11) 간은 플라즈마를 생성하기 위한 충분한 공간을 유지하게 된다.
앞서 언급한 플라즈마 발생수단(200)을 통해 노출된 기판(30)의 단부(31) 영역에 플라즈마를 발생시켜 노출된 기판(30)의 가장자리 영역을 식각한다.
이를 위해 플라즈마 발생수단(200)은 유도 결합형 플라즈마 방전을 사용하는 장치를 이용한다. 따라서 플라즈마 발생부(200)는 고주파 전원을 생성하는 고주파 전원 생성부(211)와, 고주파 전원의 임피던스 매칭을 위한 임피던스 정합부(212)와, 임피던스 매칭된 고주파 전원을 공급받는 안테나(213)를 포함한다.
상기의 안테나(213)는 챔버(10)의 내측벽(12)과 차폐수단(40) 사이의 챔버 상부벽(13)에 원형 띠 형태로 형성되어 기판(30) 단부(31)가 노출된 영역에 플라즈마 발생을 위한 전원을 공급한다. 이때 안테나(213)는 나선형으로 형성할 수도 있다.
상기 안테나(213)가 배치된 영역의 챔버(10) 상부벽(13)은 절연체 물질(22)로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이를 통해 안테나(213)를 통해 인가되는 고주파 전원의 손실없이 챔버(10) 내부에 고주파 전원이 인가되어 기판(30)의 가장자리 영역에 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 그리고 챔버(10)의 상부벽(13)을 제외한 측벽은 접지된다.
물론 상기의 절연체 물질(22)은 상부벽(13)과 일체화되지 않고, 상부벽(13) 내에 안테나(213)가 배치될 영역만이 절연체 물질로 인입 장착될 수도 있다. 또한, 도면에서와 같이 상부벽(13) 하부에 별도의 절연체 물질(22)이 형성될 수도 있다. 여기서 절연체 물질로는 세라믹을 사용될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
상기의 바이어스 인가수단(50)은 바이어스 전원을 생성하는 바이어스 전원 생성부(51)와, 상기 바이어스 전원을 임피던스 매칭하여 기판 지지수단(20)에 전송하는 임피던스 정합부(52)를 포함한다. 바이어스 인가수단(50)은 임피던스 매칭된 바이어스 전원을 기판 지지수단(30)을 통해 기판(30)에 전달하여 바이어스에 의해 플라즈마 이온의 에너지가 가속화되어 플라즈마에 의한 식각율을 향상시킬 수 있다.
기판 정렬수단(100)은 원형의 링 형태로 제작되어 챔버(10)의 측벽(12)에 고정된다. 물론 챔버(10)의 측벽(12)과 일체로 제작될 수도 있다. 물론 원형이 아닌 기판(30)과 동일한 형상의 링 형태로 제작되는 것이 바람직하다.
기판 정렬수단(100)의 중심과 기판 지지수단(20)의 중심이 일치되도록 제작한다. 그리고, 기판 정렬수단(100)은 그 내부에 소정의 공간이 형성되어 이 공간을 통해 기판 지지수단(20)이 상하 운동을 할 수 있도록 형성하는 것이 바람직하다. 이를 통해 기판 정렬수단(100)에 의해 기판(30)의 중심과 기판 지지수단(20)의 중심이 정렬되고, 정렬된 기판(30)이 기판 지지수단(20)에 안착되어 공정 위치까지 상승되며 공정 위치에서 플라즈마를 이용하여 기판(30)의 단부 영역을 식각할 수 있게 된다.
도 4 및 도 5a에 도시된 바와 같이 링 형태의 기판 정렬수단(100)은 그 내측에 하향 경사진 정렬면(101)이 형성되어 기판(30)이 기판 정렬수단(100)에 장착될 경우, 기판(30)을 고정하고 정렬시킬 수 있게 된다. 그리고, 이러한 정렬면(101)으로 인해 2개의 개구부가 형성되고, 상부의 개구부의 직경(R1)이 하부의 개구부의 직경(R3)보다 넓게 형성된다. 이때, 상부의 개구부의 직경(R1)은 기판(30)의 직경(R2)보다 크고, 하부 개구부의 직경(R3)은 기판(30)의 직경보다는 작고 기판 지지수단(20)의 직경보다는 크게 형성된다. 이로인해 기판(30)은 상부의 개구부를 통과하여 하부 개구부 방향으로 하강하다가 기판(30)의 직경과 동일한 위치의 정렬면(101)에 고정된다. 따라서, 기판(30)의 정렬이 어긋난 상태일 경우에는 정렬면(101)에 의해 정렬되면서 기판(30)이 하강하게 되어 목표로 하는 위치에 기판(30)을 배치시켜 기판(30)을 정렬시킬 수 있다. 이에 관한 구체적인 설명은 후술한다.
또한, 도 5b에 도시된 바와 같이 링 형태의 기판 정렬수단(100)은 그 내측에 수직면(101a)과 수직면(101a)에서 연장된 수평면(101b)을 포함하는 정렬면(101)이 형성될 수도 있다. 이를 통해 기판(30)이 수직면(101a)을 타고 내려와 수평면(101b)상에 배치되어 기판(30)이 정렬될 수 있다. 또한, 도 5c에 도시된 바와 같이 링 형태의 기판 정렬 수단(100)은 그 내측에 경사면(101c)과, 경사면(101c)에서 연장된 수평면(101b)을 포함하는 정렬면(101)이 형성될 수도 있다. 이때, 경사면(101c)은 하향 경사진 형태의 면으로서, 경사면(101c)과 수평면(101b)이 이루는 각은 둔각이 된다. 그리고, 경사면(101c)과 수평면(101b)이 만나는 모서리의 직경은 기판(30)의 직경과 동일한 것이 바람직하다. 즉, 하향 경사진 경사면(101c)의 하부 끝단이 이루는 직경은 기판(30)의 직경과 동일한 것이 효과적이다. 이와 같이 경사면(101c)과 수평면(101c)을 통해 기판(30)의 정렬을 용이하게 할 수 있고, 기판(30)을 안정적으로 고정시킬 수 있다. 또한, 도 5d에 도시된 바와 같이 링 형태의 기판 정렬수단(100)은 그 내측에 경사면(101c)과, 경사면(101c)에서 연장된 수직면 (101a)과 수직면(101a)에서 연장된 수평면(101b)을 포함하는 정렬면(101)이 형성될 수도 있다. 경사면(101c)은 하향 경사진 형태의 면이고, 경사면(101c)과 수직면(101a)이 이루는 각은 둔각이며, 수직면(101a)과 수평면(101b)이 이루는 각은 직각인 것이 바람직하다. 상기 수직면(101a)이 이루는 직경은 기판(30)의 직경과 동일한 것이 바람직하다. 이를 통해 기판(30)이 경사면(101c)을 통해 기판(30)이 정렬되고, 수직면(101a)과 수평면(101b)을 통해 기판(30)이 정렬된 상태로 안정적으로 고정될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이 상기의 기판 정렬수단(100)은 챔버(10)의 측벽(12)에 일체로 형성되거나 고정되어 있다. 이때, 기판(30)이 공정 위치(차폐수단(40)과 근접)까지 상승하였을 때, 차폐수단(40)과, 기판 지지수단(20) 그리고, 챔버(10)의 측벽(12) 및 상부벽(13)에 의해 형성된 플라즈마 발생공간 내의 플라즈마에 영향을 주지 않을 정도의 거리까지 챔버(10)의 상부벽(13)으로부터 떨어져 배치되고, 기판 지지수단(20)이 하강하였을 때 기판 지지수단(20)의 상단에 위치되도록 챔버(10)의 하부벽(11)으로부터 떨어져 배치되는 것이 바람직하다. 그리고, 기판 정렬수단은 세라믹과 같은 절연성 물질을 사용할 수 있고, 도전성의 금속 물질을 사용할 수도 있다. 그리고, 기판이 정렬면을 따라 하강할 경우 정렬면의 표면과 기판 단부를 보호하기 위해 상기 정렬면 상에 별도의 코팅막이 형성될 수도 있다.
상술한 구조를 갖는 본 발명의 기판 정렬수단(100)을 갖는 플라즈마 처리 장치의 기판(30) 정렬과 인입 및 기판(30)의 단부(31) 식각에 관해 설명한다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 동작을 설 명하기 위한 도면이다. 도 9a 및 도 9b는 기판의 정렬을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6을 참조하면, 별도의 이송 장치(미도시)를 통해 챔버(10) 내부로 기판(30)을 인입한다. 챔버 외부에 배치된 로드락 챔버(미도시) 내부의 기판(30)을 로봇과 같은 이송장치를 이용하여 인출한다. 즉, 로봇암(미도시)으로 지지되는 로봇척(미도시)을 이용하여 로드락 챔버 내부의 기판(30)을 일 매 단위로 인출한다. 이후, 로봇 상에서 기판(30)의 선 정렬을 실시한 다음 챔버 내부로 인입한다. 이때, 기판이 선 정렬은 CCD와 같은 감지기를 이용하여 실시한다. 상술한 바와 같이 로봇을 통해 기판(30)이 챔버 내부로 인입될 때, 기판 지지수단(20)은 기판(30) 인입과 정렬을 용이하게 위해 구동부(21)에 의해 기판 정렬수단(100) 아래로 내려가 있다.
이와 같이 기판(30)이 챔버 내부로 인입된 후, 기판 지지수단(20)의 리프트핀(22)이 상승하여 기판(30)을 지지하게 되고, 기판(30)을 인입하였던 로봇과 같은 이송 장치는 챔버(10) 외부로 빠져나간다.
도 7을 참조하면, 기판 지지수단(20)의 리프트핀(22)을 하강시켜 기판 정렬수단(100)내에 장착하여 기판(30)을 정렬한다. 이때, 리프트핀(22)에 의해 지지된 기판(30)이 바르게 정렬되어 인입되어 있는 경우에는 도 9a에 도시된 바와 같이 기판(30)은 수직 하강하여 기판 정렬수단(100)에 장착된다. 즉, 기판(30)의 직경과 동일한 위치의 정렬면(101)에 고정 장착된다.
한편 기판(30)이 바르게 정렬되어 있지 않을 경우에는 도 9b에 도시된 바와 같이 기판(30)이 처음에는 점선과 같이 수직 하강하여 기판 정렬수단(100)의 정렬면(101) 상부에 정렬되지 않은 상태로 부딪히게 된다. 이후, 기판(30)은 정렬면(101)을 따라 점선과 같이 사선방향으로 미끄러지게 되고, 기판(30)의 직경과 동일한 위치의 정렬면(101)에 이르러 고정 장착된다. 이와 같이 기판(30)이 정렬되지 않은 경우에는 기판 정렬수단(100)에 의해 자동으로 기판(30)이 정렬되도록 할 수 있다.
도 8을 참조하면, 기판 정렬수단(100)에 기판(30)이 장착된 후, 리프트핀(22)은 계속 하강하여 기판 지지수단(20) 내부로 들어간다. 다음으로 구동부(21)에 의해 기판 지지수단(20)이 상승하고, 이에 따라 기판 정렬수단(100) 내에 정렬되어 있는 기판(30)이 기판 지지수단(20)에 안착되고, 기판 지지수단(30)에 의해 들어 올려지게 된다. 기판(30)이 안착된 기판 지지수단(20)은 기판(30)이 공정 위치에 배치될 때까지 계속적으로 상승한다. 즉, 기판 지지수단(20)을 통해 기판(30)과 차폐수단(40) 간의 거리를 조절하여 기판 중심부와 차폐수단 사이에 플라즈마가 발생되지 않을 정도의 거리로 조절한다. 여기서, 기판 지지수단(20)과 기판(30)이 접하는 경우, 기판(30)의 표면이 매우 미끄럽고, 이들 사이에 위치하는 공기 때문에 종래에는 기판(30)이 미끄러져 기판이 손상을 입는 문제가 발생하였지만, 본 실시예에서는 기판 정렬수단(100)이 기판(30)을 고정하고 있어 기판(30)의 활강 현상을 방지할 수 있다.
이후, 챔버(10) 내부의 압력을 50mtorr 내지 2torr로 유지한 상태에서 차폐수단(40)을 통해 반응 가스와 커튼 가스를 공급한다. 임피던스 매칭된 플라즈마 전원은 챔버(10) 상부벽(13)에 배치된 안테나(213)를 통해 챔버(10) 내부에 인가되어 기판(10)의 단부(31) 즉, 챔버(10)의 내측벽(12)과, 차폐 수단(40)의 측면과 기판 지지수단(20)의 측면 사이에서 플라즈마를 발생시킨다. 바이어스 인가부(50)로 부터 기판 지지수단(20)을 통해 기판(30)에 바이어스 전압을 인가하게 되면 플라즈마의 이온들이 가속화되고 가속화된 이온이 기판(30)의 단부(31)를 포격하여 식각이 이루어진다. 식각후, 발생하는 파티클을 기판 지지수단(20) 하부에 배치된 배기부(60)를 통해 외부로 쉽게 빠져나가게 된다. 여기서, 차폐수단(40)과 기판(30) 사이 영역에서는 계속해서 커튼 가스가 분사됨으로 인해 플라즈마가 차폐수단(40)과 기판(30) 사이 영역으로는 확산하지 않게 된다. 커튼 가스로 N2 또는 비활성 가스를 사용한다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 플라즈마 발생을 위한 플라즈마 전원을 챔버 내부의 플라즈마 발생 공간에 공급하는 안테나의 배치와, 가스 분사를 위한 유로의 배치와, 전력 공급 방법 그리고, 기판 정렬수단의 배치와 고정 방법등은 다양하게 변화될 수 있다.
또한, 플라즈마 발생수단으로 실시예에 설명한 ICP이외에 다양한 실시예가 가능하다. 하기에서는 플라즈마 발생수단으로 전극 간의 방전을 통한 플라즈마 발생 장치를 사용하고, 일 전극과 일체형으로 기판 정렬수단이 마련된 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에 관해 설명한다. 물론 제 3 실시예에서는 상기 제 1 및 제 2 실시예와 중복되는 설명은 생략한다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시에의 플라즈마 처리 장치는 챔버(310)와, 기판(330)이 안착되는 기판 지지수단(320)과, 상기 기판 단부(331)를 제외한 기판(330) 상부 영역의 플라즈마 발생을 방지하는 차폐수단(340)과, 상기 기판 지지수단(320)의 외주면에 상기 기판 단부(331)와 대응되도록 형성되고, 기판(330) 정렬 기능을 갖는 제 1 전극(350)과, 상기 차폐수단(340)의 외주면에 상기 제 1 전극(350)과 대응되도록 형성된 제 2 전극(360)과, 상기 제 1 및 제 2 전극(250, 260)에 전위차를 발생시켜 두 전극 사이 영역에 플라즈마를 생성하는 플라즈마 발생수단(400)을 포함한다.
또한, 본 실시예에서는 식각시 발생하는 파티클 등의 반응 부산물과 가스들을 배기하기 위한 배기부(380)를 더 포함한다. 또한, 상기 제 1 전극(350)을 고정하기 위해 챔버(310) 하부에서 돌출 연장된 기둥 형상의 전극 고정수단(370)을 더 포함한다.
본 실시예에서는 상기 차폐수단(340)과 기판 지지수단(320) 사이의 간격을 상기 제 1 및 제 2 전극(350, 360) 사이의 간격보다 좁게 하여 기판 단부(331)와 대응하는 전극 사이 영역에서만 플라즈마를 발생시키고, 차폐수단(340)과 기판 지지수단(320) 사이 즉, 기판(330)의 중심영역에는 플라즈마가 생성되지 않게 한다. 이때, 차폐수단(340)과 기판 지지수단(320)의 간격(차폐수단과 기판 사이의 간격)은 2mm 이하인 것이 바람직하고, 1mm이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.
상기의 차폐수단(340)은 챔버(310)의 상부벽과 일체로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 그리고, 도면에 도시된 바와 같이 차폐수단(340)은 이와 기판(330) 사이에 커튼 가스를 분사하는 커튼 가스 유로(341)를 포함한다. 상기의 커튼 가스 유로(341)를 통해 차폐수단(340)과 기판(330) 사이 영역에 커튼 가스를 분사하여 차폐수단(340)의 측면 즉, 기판(330)의 단부(331) 영역에서 형성된 플라즈마가 차폐수단(340)과 기판(330) 사이 영역으로 유입되는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 차폐수단(40)의 외주면에 형성된 제 2 전극(360)에 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급 유로(342)가 형성된다. 이때, 제 2 전극(360)에는 기판(330)의 단부(331) 방향으로 반응 가스를 분사하는 가스 분사노즐(343)이 형성된다. 이때, 반응 가스로는 Ar, CF4, SF6, Cl2 등을 사용할 수 있다. 가스 분사 노즐(343)은 원형의 제 2 전극(360) 둘레를 따라 다수개 형성되어 있다.
물론 이에 한정되지 않고, 차폐수단(340)의 일측에 상기 전극들 사이 영역에 반응 가스를 분사하는 가스 분사 노즐(343)이 형성될 수 있고, 제 2 전극(360) 내부에 반응 가스 공급 유로(342)가 형성될 수도 있다.
상기에서 제 2 전극(360)은 기판 단부(331)와 대응하는 링 형상으로 형성된다. 그리고, 챔버(310)의 상부벽 및/또는 차폐수단(340)에 고정되거나, 이와 일체로 형성될 수도 있다.
상술한 제 1 전극(350) 또한 기판 단부(331)와 대응하는 링 형상으로 형성되고, 기판 지지수단(320)의 외주면에 배치되며, 별도의 전극 고정수단(370)에 의해 고정되어 있다. 이는 기판 지지수단(320)은 구동부(321)에 의해 상하로 이동하기 때문에 제 1 전극(350)을 고정시키기 위해서는 별도의 전극 고정수단(370)이 필요하다. 이때, 전극 고정수단(370)은 승강 기능이 있어 제 1 전극(350)과 제 2 전극(360) 사이의 간격을 자유롭게 조절할 수도 있다.
또한, 제 1 전극(350)의 내측에는 별도의 정렬면(351)이 형성되어 기판(330)이 챔버(310) 내부로 인입될 경우, 제 1 전극(350)에 먼저 장착되면서 정렬되고, 기판 지지수단(320)이 상승하여 정렬된 기판(330)을 안착하게 된다.
또한, 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고, 기판이 기판 지지수단에 안착될 경우 활강현상으로 인해 기판의 정렬이 어긋나게 되는 현상을 방지하기 위해 챔버 내부에 활강 방지 수단을 둘 수 있다. 하기에서는 활강 방지 수단을 구비한 본 발명의 제 4 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에 관해 설명한다. 물론 제 4 실시에에서는 상기 제 1 및 제 3 실시예와 중복되는 설명은 생략한다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치 및 이의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 내지 도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치는 챔버(510)와, 기판(530)이 안착되는 기판 지지수단(520)과, 기판 지지수단(520) 상에 기판(530)이 안착 될 때 기판 활강을 방지하기 위해 기판 지지수단(520)의 외측에 배치된 활강 방지 수단(600)을 포함한다.
또한, 상기 기판 지지수단(520) 상에 안착된 기판(530)의 단부에 플라즈마를 인가하는 플라즈마 발생수단(미도시)등과 같이 앞서 설명한 구성 요소들을 더 포함한다.
여기서, 활강 방지 수단(600)은 내부에 소정의 관통공(활강 방지 영역; 610)을 갖는 링 형상으로 제작하거나, 다수의 활강 방지 부재가 원형 띄 형태로 배치되어 그 내부에 관통공을 갖도록 제작할 수도 있다.
이때, 활강 방지 수단(600)은 별도의 고정수단을 통해 챔버(510)의 측벽에 고정되고, 활강 방지 수단(600)의 관통공(610)은 기판의 형상과 동일한 형상을 갖는 것이 바람직하다. 그리고, 기판 지지수단(520) 상에 기판(530)이 안착될 경우 기판 지지수단(520)은 상기 활강 방지수단(600)의 관통공(610) 내부에 위치하여 관통공(610)의 내부에서 기판(530)이 기판 지지수단(520) 상에 안착되도록 한다. 이를 통해 기판(530)이 기판 지지수단(520) 상에서 활강하여 그 위치가 변경되는 현상을 방지할 수 있다.
이와 같이 기판(530)이 기판 지지수단(520) 상에 안착될 경우 기판(530)의 위치 변경을 방지하기 위해 관통공(610)과 기판(530) 사이의 거리(도 12의 T1참조)는 0.1 내지 1mm로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 활강 방지 수단(600)은 챔버(530)의 측벽과 일체로 형성될 수도 있다. 이때는 챔버(530)의 내측벽의 일부가 돌출되어 형성되고, 이러한 돌출된 내측벽 영역 내에서 기판(530)이 기판 지지수단(520) 상에 안착되어 기판(530)의 활강을 방지한다. 또한, 상술한 활강 방지 수단(600)의 관통공(610)의 내측면 또는 돌출된 챔버(510)의 내측벽은 앞서 설명한 실시에와 같이 소정의 기울기를 갖고 형성될 수도 있고, 활강 방지 수단(600) 내에 앞서 설명한 기판 정렬 수단이 형성될 수도 있고, 이와 반대로 기판 정렬 수단 내에 활강 방지 수단이 형성될 수도 있다. 또한, 활강 방지 수단(610)이 상하로 이동할 수도 있다. 그리고, 활강 방지 수단(600)의 내측면에는 기판(530)이 활강하여 측면과 부딪쳐 기판이 깨어짐을 방지하기 위한 별도의 완충부재(미도시)가 형성될 수 있다. 또한, 도면에서는 기판 지지수단(520)을 통해 기판(530) 하부의 단부가 노출되도록 기판(530)보다 작은 직경을 갖는 형상으로 기판 지지수단(520)이 도시되었지만 이에 한정되지 않고, 기판 지지수단(520)은 기판(530)과 동일한 직경으로 제작될 수 있다.
이러한 활강 방지 수단을 갖는 본 발명의 기판의 인입과 인출을 중심으로 플라즈마 처리 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 11에 도시된 바와 같이 로봇과 같은 이송 장치(미도시)를 통해 챔버(510) 내부로 기판(530)을 인입한다. 여기서, 기판(530)을 정렬이 수행된 상태로 챔버(510) 내부로 인입되는 것이 바람직하다. 물론 챔버(510) 내부로 인입된 후, 별도의 기판 정렬 수단(미도시)을 통해 정렬될 수도 있다. 이후, 기판 지지수단(520)의 리프트 핀(522)이 상승하여 챔버(510) 내부로 인입된 기판(530)을 지지하게 되면 이송 장치는 챔버(510) 외부로 빠져나간다. 이때, 기판 지지수단(520)은 활강 방지 수단(600)의 관통공(610) 내에 위치한다.
도 12에 도시된 바와 같이 리프트 핀(522)이 하강하여 기판(530)을 기판 지지수단(520) 상에 안착한다. 이때, 본 발명에서는 기판 지지수단(520)이 활강 방지 수단(600) 내에 위치하여 있기 때문에 기판(530)이 기판 지지수단(520) 상에 놓이는 순간 기판(530)이 활강하더라도 활강 방지 수단(600)이 기판(530)을 잡아 주게 된다. 이로인해 기판(530)의 활강에 의해 기판의 정렬 위치가 틀어지는 것을 방지 할 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이 기판(530)을 기판 지지수단(520) 상에 안착시킨 다음 구동부(521)를 통해 기판 지지수단(520)을 상승시켜 기판(530)이 공정 위치에 배치되도록 한다. 이때, 기판 지지수단(520)은 활강 방지 수단(600)의 상부 영역으로 상승하게 되고 이에 따라 기판(530)은 활강 방지 수단(600)을 벗어나게 된다. 이후, 공정 위치에 도달한 기판(530)상에 플라즈마를 인가하여 플라즈마 처리를 실시한다. 본 실시예에서는 앞서 설명한 실시예와 같이 기판(530)의 단부 영역에 플라즈마를 발생시켜 기판(530) 단부의 파티클을 제거할 수도 있고, 챔버(510)의 목적에 따라 패턴을 위한 식각, 에싱 및 증착 등의 다양한 공정이 수행될 수 있다. 상술한 공정 중 공정 부산물은 기판 지지수단(520)의 하측에 배치된 활강 방지 수단(600)을 거쳐 챔버(510) 외부로 배기된다.
도 14에 도시된 바와 같이 공정이 완료된 후, 구동부(521)에 의해 기판 지지수단(520)과 그 상부에 안착된 기판(530)을 하강시킨다. 이때, 기판 지지수단(520)이 활강 방지 수단(600)의 하부 영역까지 하강한다. 이후, 기판 지지수단(520)의 리프트핀(522)이 상승하여 기판(530)과 기판 지지수단(520)을 분리하고, 기판(530)을 상승시킨다. 이후, 챔버(510) 내부로 이송장치가 인입되어 리프트핀(522)에 의해 상승된 기판(530)을 지지한 다음 기판(530)을 챔버(510) 외부로 인출한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 기판 정렬을 위한 정렬수단을 통해 기판 단부 식각을 위한 장치 내에서 기판을 자동으로 정렬할 수 있다.
또한, 정렬 수단과 활강 방지 수단을 통해 기판 지지수단에 기판이 안착될 경우 기판의 움직임을 고정시켜 기판의 활강을 방지할 수 있다.

Claims (16)

  1. 챔버;
    상기 챔버 내부로 인입되는 기판을 정렬하며 상기 기판과 대응하는 링형태로 형성된 기판 정렬수단;
    정렬된 상기 기판이 안착되는 기판 지지수단;
    상기 기판의 단부를 제외한 상기 기판 상부 영역의 플라즈마 발생을 방지하는 차폐수단;
    상기 기판의 단부 영역에 플라즈마를 생성하는 플라즈마 발생수단; 및,
    상기 기판 지지수단에 바이어스를 인가하는 바이어스 인가 수단을 포함하고,
    상기 기판 지지수단은 상기 차폐수단과 동일한 직경을 가지며 상기 기판의 하측 단부 영역을 노출하며,
    상기 기판 정렬수단은 상측 개구부와 하측 개구부가 형성되고 상기 상측 개구부의 직경은 상기 기판의 직경보다 넓거나 동일하고 상기 하측 개구부의 직경은 상기 기판의 직경보다는 좁고 상기 기판 지지수단의 직경보다는 넓은 플라즈마 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 정렬수단은 그 내측에 하향 경사진 면을 포함하는 정렬면이 형성되어 상기 기판의 단부가 상기 하향 경사진 면에 접촉되는 플라즈마 처리 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 정렬수단은 그 내측에 수직면과 상기 수직면에서 연장된 수평면을 포함하는 정렬면이 형성되어 상기 수직면이 상기 기판 단부의 측면과 접촉되는 플라즈마 처리 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 정렬수단은 그 내측에 경사면과 경사면에서 연장된 수평면을 포함하는 정렬면이 형성되어 상기 경사면과 상기 수평면이 만나는 위치에 상기 기판 단부가 접촉되는 플라즈마 처리 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 정렬수단은 그 내측에 경사면과, 상기 경사면에서 연장된 수직면과, 상기 수직면에서 연장된 수평면을 포함하는 정렬면이 형성되어 상기 수직면이 상기 기판 단부의 측면과 접촉되는 플라즈마 처리 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 정렬수단은 상기 챔버의 내벽에 고정되거나 일체로 제작된 플라즈마 처리 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 정렬수단을 고정시키기 위한 별도의 고정부재를 더 포함하는 플라즈마 처리 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 정렬수단은 상기 기판의 단부를 고정하고 정렬하는 적어도 2개 이상의 정렬 부재를 포함하는 플라즈마 처리 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 플라즈마 발생수단은 상기 챔버의 외벽의 일부에 배치되어 상기 기판의 단부와 상기 챔버의 내벽 사이 영역에 플라즈마 전원을 인가하는 안테나를 포함하고, 상기 안테나가 설치되는 상기 챔버의 내벽에 절연물이 설치되는 플라즈마 처리 장치.
  13. 챔버;
    상기 챔버 내부로 인입되는 기판이 안착되는 기판 지지수단;
    상기 기판과 대응하는 링 형태로 형성되며 상기 기판 지지수단의 주변에 배치되어 상기 기판이 상기 기판 지지수단 상에 안착될 때의 기판 활강을 방지하는 활강 방지 수단;
    상기 활강 방지 수단 내에 형성되며, 상측 개구부와 하측 개구부가 형성되고 상기 상측 개구부의 직경은 상기 기판의 직경보다 넓거나 동일하고 상기 하측 개구부의 직경은 상기 기판의 직경보다는 좁고 상기 기판 지지수단의 직경보다는 넓은 기판 정렬수단; 및,
    상기 챔버 내부에 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생수단을 포함하는 플라즈마 처리 장치.
  14. 삭제
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 활강 방지 수단은 상기 챔버의 내벽에 고정되거나 일체로 제작된 플라즈마 처리 장치.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 활강 방지 수단의 내측면과 상기 기판 사이의 거리가 0.1 내지 1mm인 플라즈마 처리 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101421644B1 (ko) * 2008-01-16 2014-07-24 참엔지니어링(주) 기판 지지장치 및 이를 구비하는 기판 처리장치
KR200476688Y1 (ko) * 2013-03-29 2015-03-20 주식회사 티이에스 마스크용 카세트

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010039633A (ko) * 1999-06-04 2001-05-15 조셉 제이. 스위니 테이퍼 섀도우 클램프 링 및 개선된 에지 배제율을제공하기 위한 방법
US6261406B1 (en) * 1999-01-11 2001-07-17 Lsi Logic Corporation Confinement device for use in dry etching of substrate surface and method of dry etching a wafer surface
KR20050028586A (ko) * 2003-09-19 2005-03-23 삼성전자주식회사 반도체 제조 설비의 건식식각장치
KR20050049585A (ko) * 2003-11-21 2005-05-27 삼성전자주식회사 반도체 제조설비의 건식식각장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6261406B1 (en) * 1999-01-11 2001-07-17 Lsi Logic Corporation Confinement device for use in dry etching of substrate surface and method of dry etching a wafer surface
KR20010039633A (ko) * 1999-06-04 2001-05-15 조셉 제이. 스위니 테이퍼 섀도우 클램프 링 및 개선된 에지 배제율을제공하기 위한 방법
KR20050028586A (ko) * 2003-09-19 2005-03-23 삼성전자주식회사 반도체 제조 설비의 건식식각장치
KR20050049585A (ko) * 2003-11-21 2005-05-27 삼성전자주식회사 반도체 제조설비의 건식식각장치

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