KR101357699B1 - Apparatus for plasma treatment and the plasma-treating method using it - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소정의 박막 패턴을 갖는 소자가 형성된 웨이퍼와 같은 기판의 배면에 형성된 각종 이물질을 제거하기 위한 플라즈마 처리 장치 및 이를 이용한 플라즈마 처리 방법에 관한 것으로서, 제1가스가 분사되는 제1전극과, 상기 제1전극과 상호 이격되어 기판을 지지하는 기판 지지대 및 상기 기판 지지대와 이격배치되며, 전원이 인가되고 제2가스가 분사되어 상기 기판 지지대에 지지된 상기 기판과의 사이에 플라즈마를 형성시키는 제2전극을 포함하여, 기판 상의 식각이 요구되지 않는 면을 효율적으로 보호하도록 하여 최종 제품의 수율을 상승시키고 불량 발생을 방지할 수 있다.The present invention relates to a plasma processing apparatus for removing various foreign substances formed on the back surface of a substrate such as a wafer on which a device having a predetermined thin film pattern is formed, and a plasma processing method using the same. A substrate support for supporting a substrate spaced apart from the first electrode and spaced apart from the substrate support, wherein a power is applied and a second gas is injected to form a plasma between the substrate supported on the substrate support Including the two electrodes, it is possible to efficiently protect the surface on which the etching is not required to increase the yield of the final product and prevent the occurrence of defects.

식각, 기판 배면, 웨이퍼, 플라즈마 처리 Etching, Substrate Back, Wafer, Plasma Treatment

Description

플라즈마 처리 장치 및 이를 이용한 플라즈마 처리 방법{Apparatus for plasma treatment and the plasma-treating method using it}Apparatus for plasma treatment and the plasma-treating method using it}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타낸 단면도,1 is a cross-sectional view schematically showing a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention,

도 2는 도 1의 기판 지지대의 다른 실시예를 나타낸 도면, 2 is a view showing another embodiment of the substrate support of FIG.

도 3은 도 2의 기판 지지대와 이에 지지된 기판의 부분 평면도,3 is a partial plan view of the substrate support of FIG. 2 and the substrate supported thereon;

도 4는 도 1의 기판 지지대의 또 다른 실시예를 나타낸 도면,4 is a view showing another embodiment of the substrate support of FIG.

도 5는 도 1의 제1전극 및 기판을 나타낸 부분 도면,5 is a partial view illustrating a first electrode and a substrate of FIG. 1;

도 6a는 도 5의 "A"부분을 나타낸 부분 확대도, 6A is an enlarged view of a portion “A” of FIG. 5;

도 6b는 도 6a의 다른 예를 나타낸 도면, 6B is a view showing another example of FIG. 6A;

도 6c는 도 6a의 또 다른 예를 나타낸 도면,Figure 6c is a view showing another example of Figure 6a,

도 7a는 도 5의 제1전극의 평면도, 7A is a plan view of the first electrode of FIG. 5;

도 7b는 도 7a의 다른 예를 나타낸 도면,7B is a view showing another example of FIG. 7A;

도 8은 도 5의 다른 예를 나타낸 도면,8 is a view showing another example of FIG.

도 9a는 도 8의 제1전극의 평면도, 9A is a plan view of the first electrode of FIG. 8;

도 9b는 도 9a의 다른 예를 나타낸 도면,9B is a view showing another example of FIG. 9A;

도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 나타 낸 도면.10A to 10D illustrate a plasma processing method according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1... 플라즈마 처리 장치, 10... 챔버,1 ... plasma processing unit, 10 ... chamber,

20,80,90... 기판 지지대, 21,81...암,20,80,90 ... substrate support, 21,81 ... arm,

30... 제1전극, 31... 공급공,30 ... first electrode, 31 ... supply hole,

32... 분기점, 33... 분사공,32 ... bifurcation, 33 ...

40... 제2전극, 42... 분사공,40 ... second electrode, 42 ... injection hole,

43... 절연링, 50... 기판,43 ... insulation ring, 50 ... substrate,

51... 기판 전면, 52... 기판 배면.51 ... substrate front, 52 ... substrate back.

본 발명은 플라즈마 처리 장치 및 이를 이용한 플라즈마 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소정의 박막 패턴을 갖는 소자가 형성된 웨이퍼와 같은 기판의 배면에 형성된 각종 이물질을 제거하기 위한 플라즈마 처리 장치 및 이를 이용한 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method using the same, and more particularly, to a plasma processing apparatus for removing various foreign substances formed on the back surface of a substrate, such as a wafer on which a device having a predetermined thin film pattern is formed, and a plasma using the same. It is about a processing method.

반도체 소자 및 평판 표시 장치는 기판 상에 다수의 박막 증착과 식각을 통해 형성된다. 즉, 기판의 소정 영역 주로 중심부에 박막을 증착하고, 식각 마스크를 이용한 식각 공정을 통해 기판 중심부의 박막의 일부를 제거하여 소정의 박막 패턴을 갖는 소자를 제조하게 된다.Semiconductor devices and flat panel displays are formed on a substrate through a plurality of thin film deposition and etching processes. That is, a thin film is deposited at a central portion of a predetermined region of a substrate, and a part of the thin film at the center of the substrate is removed through an etching process using an etch mask to produce a device having a predetermined thin film pattern.

하지만, 박막의 증착 시에는 기판의 전면에 박막을 형성하고, 식각시에는 기판 중심부의 박막을 식각 타겟으로 하기 때문에 기판 가장자리에는 박막이 제거되지 않은 상태로 잔류하게 되고, 식각 공정 진행 시 기판 가장자리에 파티클이 퇴적되는 현상이 발생한다. 이와 더불어, 통상적으로 기판을 지지하는 기판 지지대에는 정전력 또는 진공력에 의해 기판을 안착시키기 때문에 상기 기판과 기판 지지대 사이의 계면은 소정 거리 이격되어 틈이 발생되고, 이에 의해 기판의 배면 전체에도 파티클 및 박막이 퇴적된다.However, when the thin film is deposited, a thin film is formed on the entire surface of the substrate, and during etching, the thin film at the center of the substrate is used as an etching target, and thus the thin film is not removed at the edge of the substrate. Particles are deposited. In addition, since the substrate is normally placed on the substrate support supporting the substrate by the electrostatic force or the vacuum force, the interface between the substrate and the substrate support is spaced by a predetermined distance to generate a gap, And a thin film are deposited.

따라서, 상기 기판에 존재하는 파티클 및 퇴적된 박막을 제거하지 않은 상태에서 계속적인 공정이 진행될 경우 기판이 휘어지거나 기판의 정렬이 어려워지는 등의 많은 문제점이 발생된다.Accordingly, when a continuous process is performed without removing the particles and the deposited thin film existing on the substrate, there arise many problems such as warping of the substrate and difficulty in alignment of the substrate.

통상적으로, 상기와 같은 파티클 및 퇴적된 박막을 제거하기 위한 방법으로는 용제나 린스에 침적하여 표면의 파티클을 제거하는 습식 식각과, 플라즈마로 표면을 식각하여 제거하는 건식 세정이 알려져 있다.Conventionally, as a method for removing the particles and the deposited thin film as described above, wet etching for removing particles on the surface by dipping in a solvent or rinse, and dry cleaning for removing the surface by plasma are known.

습식 식각은 기판의 표면에 도포되는 파티클을 제거하는데 효과적으로 활용되고 있으나 공정 관리가 어려워 기판 배면만을 국부적으로 제거하기에는 많은 어려움이 있을 뿐만 아니라, 막대한 화공 약품 사용으로 인한 비용 증가 문제, 폐수 처리 문제 등의 환경 문제를 유발시키는 원인이 되고 장시간의 처리를 요하며 장비 크기가 대형화되어야 한다는 문제점이 있다. 반면, 건식 식각은 플라즈마를 이용하여 기판 및 배면의 박막 또는 파티클을 제거하는 방식으로 상술한 습식 식각의 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다.Wet etching is effectively used to remove particles applied to the surface of a substrate, but it is difficult to remove the substrate only locally due to difficulty in process control. In addition, there are problems such as a problem of cost increase due to use of a large chemical agent, Which causes environmental problems, requires long processing time, and requires a large-sized equipment. On the other hand, the dry etching has an advantage of solving the above-mentioned problems of wet etching by removing thin films or particles on the substrate and the back surface by using plasma.

따라서, 최근에는 이러한 기판 배면을 식각하기 위한 건식 식각 장치의 개발이 활발히 수행중이다.Therefore, in recent years, development of a dry etching apparatus for etching the back surface of the substrate has been actively carried out.

즉, 상기와 같은 플라즈마를 이용하여 기판의 배면을 식각하는 종래의 플라즈마 식각 장비에 관해서는 미합중국특허공보 제5213650호에 개시되어 있다.That is, a conventional plasma etching apparatus for etching the back surface of a substrate using the plasma as described above is disclosed in US Patent No. 5213650.

상기의 미합중국특허공보 제5213650호에서는 플레이트와 웨이퍼 전방 표면과의 공간을 형성하여 이 공간으로 반응 가스를 분사시키고, 웨이퍼 후방 표면 상에 플라즈마를 생성시켜 식각을 수행하도록 하는 진공챔버를 포함하는 장치가 개시되어 있다.In US Patent No. 5213650, an apparatus including a vacuum chamber for forming a space between a plate and a front surface of a wafer to inject a reaction gas into the space, and generating a plasma on the back surface of the wafer to perform etching. Is disclosed.

상기와 같은 구성에 있어서, 웨이퍼와 플레이트 사이에 형성된 공간으로 반응성 가스가 분사되고 웨이퍼의 후방 표면에 형성된 플라즈마로 식각이 수행되는 것과 동시에, 박막 패턴 등이 형성된 웨이퍼의 전방 표면 상으로 웨이퍼 후방 표면 상에 형성된 플라즈마가 유입되거나 또는 그 공간 내에서 가스 방전으로 플라즈마가 형성되어 식각이 이루어질 우려가 있다.In the above configuration, the reactive gas is injected into the space formed between the wafer and the plate and the etching is performed by the plasma formed on the rear surface of the wafer, and on the front surface of the wafer on which the thin film pattern or the like is formed. Plasma formed therein may be introduced, or plasma may be formed by gas discharge in the space, thereby causing etching.

따라서, 웨이퍼의 전방 표면의 식각으로 인하여 최종 제품의 수율이 저하되고 불량률이 상승하거나, 이를 미연에 방지하기 위하여 웨이퍼의 전방 표면을 식각으로부터 보호하는 별도의 수단이 요구된다는 단점이 있다.Therefore, there is a disadvantage in that a separate means for protecting the front surface of the wafer from etching is required in order to reduce the yield of the final product due to the etching of the front surface of the wafer, increase the defective rate, or prevent it from occurring.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 습식 식각에 비하여 소형의 장치를 사용하여 신속하게 식각을 수행하고 제조비용을 절감하면서 환경 유해성 폐기물이 발생되지 않도록 하는 플라즈마 처리 장치 및 이를 이용 한 플라즈마 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and the plasma processing apparatus and the use of the same to perform the etching faster by using a smaller device compared to the wet etching and to reduce the production cost while reducing the manufacturing cost It is an object to provide a plasma processing method.

또한, 본 발명은 종래의 건식 식각에 비하여 기판 상의 식각이 요구되지 않는 면을 효율적으로 보호하도록 하여 최종 제품의 수율을 상승시키고 불량 발생을 방지하도록 하는 플라즈마 처리 장치 및 이를 이용한 플라즈마 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention provides a plasma processing apparatus and a plasma processing method using the same to increase the yield of the final product to prevent the occurrence of defects by efficiently protecting the surface does not require etching on the substrate compared to the conventional dry etching For the purpose of

본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는, 제1가스가 분사되는 제1전극과, 상기 제1전극과 상호 이격되어 기판을 지지하는 기판 지지대 및 상기 기판 지지대와 이격배치되며, 전원이 인가되고 제2가스가 분사되어 상기 기판 지지대에 지지된 상기 기판과의 사이에 플라즈마를 형성시키는 제2전극을 포함한다.A plasma processing apparatus according to the present invention includes a first electrode to which a first gas is injected, a substrate support spaced apart from the first electrode to support a substrate, and a substrate support spaced apart from the substrate support, and a power is applied to the second gas. Is injected to form a plasma between the substrate and the substrate supported on the substrate support.

여기서, 상기 제1전극 또는 상기 기판 지지대에 상기 제1전극과 상기 기판 지지대와의 상호 이격을 가변할 수 있는 구동수단이 구비될 수 있다.Here, the first electrode or the substrate support may be provided with a driving means for varying the mutual separation between the first electrode and the substrate support.

또한, 상기 제1가스는 수소, 질소 또는 불활성 가스를 포함하는 비반응성 가스일 수 있다.In addition, the first gas may be a non-reactive gas including hydrogen, nitrogen, or an inert gas.

이때, 상기 제1전극에는 상기 제1가스를 상기 기판 상으로 분사시키도록 다수의 분사공이 형성된다.In this case, a plurality of injection holes are formed in the first electrode to inject the first gas onto the substrate.

또는, 상기 제1전극에는 상기 제1가스를 상기 기판 상의 외각 방향으로 유동시키도록 분사공이 구비되며, 상기 분사공은 상기 제1가스를 상기 제1전극으로 공급하는 공급공과 연통되고, 상기 공급공으로부터 상기 기판 상의 외각 방향으로 굴절 또는 만곡형의 경사를 이루어 형성될 수 있다. 이때, 상기 경사는 7˚ 이하일 수 있다.Alternatively, the first electrode is provided with injection holes to flow the first gas in the outer direction on the substrate, the injection hole is in communication with the supply hole for supplying the first gas to the first electrode, the supply hole It may be formed by making the inclination of the refractive or curved in the outward direction on the substrate from. In this case, the inclination may be 7 ° or less.

또한, 상기 제1전극의 상기 분사공은 상기 기판 상의 외각 방향으로 확산 또는 수렴형성될 수 있으며, 확산각 또는 수렴각은 7˚ 이하일 수 있다.In addition, the injection hole of the first electrode may be diffused or convergent in the outer direction on the substrate, and the diffusion angle or the convergence angle may be 7 ° or less.

바람직하게는, 상기 제1전극의 상기 분사공은 상기 공급공에서 분기된 다수 개가 상기 공급공으로부터 등각을 이루어 형성되거나, 상기 공급공과 동심을 이루는 환형으로 형성된다.Preferably, the injection hole of the first electrode is formed in a plurality of branches branched from the supply hole is formed at an angle from the supply hole, or in an annular shape concentric with the supply hole.

그리고, 상기 제1전극의 상기 분사공은 상기 공급공에서, 상기 기판으로부터 원거리의 제1분기점에서 분기된 제1분사공과 상기 기판으로부터 근거리의 제2분기점에서 분기된 제2분사공을 포함할 수 있다.The injection hole of the first electrode may include, in the supply hole, a first injection hole branched at a first branch point remote from the substrate and a second injection hole branched at a second branch point near the substrate. have.

이때, 상기 제1분기점에서 분기된 상기 제1분사공은 상기 제2분기점에서 분기된 상기 제2분사공보다 더 큰 지름을 가질 수 있고, 상기 제1분기점에서 분기된 상기 제1분사공은 상기 제2분기점에서 분기된 상기 제2분사공보다 상기 기판의 더 외각 방향으로 상기 제1가스를 분사하도록 형성될 수 있으며, 상기 제1분사공 또는 상기 제2분사공은 상기 공급공에서 분기된 다수 개가 상기 공급공으로부터 등각을 이루어 형성되거나, 상기 공급공과 동심을 이루는 환형으로 형성될 수 있다.In this case, the first injection hole branched from the first branch point may have a larger diameter than the second injection hole branched from the second branch point, and the first injection hole branched from the first branch point may be The first injection hole or the second injection hole may be formed to inject the first gas in a more outer direction of the substrate than the second injection hole branched from a second branch point, the first injection hole or the second injection hole The dog may be formed at an angle from the supply hole, or may be formed in an annular shape concentric with the supply hole.

바람직하게는, 상기 공급공은 상기 제1분기점에서 상기 제2분기점까지의 지름이 수축형성된다.Preferably, the supply hole shrinks in diameter from the first branch point to the second branch point.

또한, 상기 제1분사공 또는 상기 제2분사공은 상기 기판의 외각 방향으로 확산 또는 수렴형성될 수 있다.In addition, the first injection hole or the second injection hole may be diffused or convergent in the outer direction of the substrate.

그리고, 상기 기판 지지대는, 상기 챔버 상부 또는 하부로부터 연장되고 승 하강가능한 암이 상기 기판을 지지하거나, 상기 챔버 하부에 구비되며 승하강가능한 다수의 핀이 상기 기판을 지지하도록 형성될 수 있다.In addition, the substrate support may be formed such that a plurality of pins extending from the upper or lower portion of the chamber and the lowering and lowering arms support the substrate, or provided in the lower portion of the chamber and the lowering and lowering pins support the substrate.

또한, 상기 제2가스는 불소계 또는 산소계를 포함하는 반응성 가스일 수 있다.In addition, the second gas may be a reactive gas including fluorine or oxygen.

여기서, 상기 제2전극에는 고주파 전력이 인가되고, 상기 제1전극은 접지연결되는 구성을 가질 수 있다.Here, high frequency power may be applied to the second electrode, and the first electrode may have a structure connected to the ground.

또한, 상기 제2전극에는 상기 제2가스를 상기 기판 방향으로 분사시키도록 다수의 분사공이 형성되며, 상기 제2전극에는 상기 기판 지지대와의 간격을 조절하는 승하강 수단이 구비될 수 있다.In addition, the second electrode may be provided with a plurality of injection holes to inject the second gas toward the substrate, the second electrode may be provided with a lifting means for adjusting the distance to the substrate support.

본 발명에 따른 플라즈마 처리 방법은, 플라즈마 처리 장치 내의 제1전극 및 제2전극 사이의 기판 지지대 상에 기판을 안착시키는 단계와, 상기 인입된 기판과 상기 제1전극과의 사이 간극을 조정하는 단계와, 상기 고정된 기판의 제1면 상에 제1가스를 분사시키고, 제2면 상에 제2가스를 분사시키는 단계 및 상기 제2전극에 전원을 인가하여 플라즈마를 형성시켜 상기 기판의 제2면을 플라즈마 처리하는 단계를 포함한다.A plasma processing method according to the present invention comprises the steps of: seating a substrate on a substrate support between a first electrode and a second electrode in a plasma processing apparatus; and adjusting a gap between the inserted substrate and the first electrode. And spraying a first gas on a first surface of the fixed substrate, spraying a second gas on a second surface, and applying a power to the second electrode to form a plasma to form a second surface of the substrate. Plasma treating the surface.

여기서, 상기 간극은 0.1 내지 0.7 ㎜인 것이 바람직하며, 상기 가스 분사 단계 이전에 상기 제2전극을 이동시켜 상기 제1전극 또는 상기 기판 지지대 상에 고정된 상기 기판과의 간격을 조정하는 단계가 더 포함될 수 있다.Preferably, the gap is 0.1 to 0.7 mm, and the step of adjusting the interval with the substrate fixed on the first electrode or the substrate support by moving the second electrode before the gas injection step. May be included.

이때, 상기 기판 처리 단계에서 플라즈마는 CF4, CHF4, SF6, C2F6 및 C4F8로 구성되는 일 군에서 선택되어지는 적어도 하나 이상의 반응성 가스로서 형성되며, 산소계 가스가 더 포함될 수 있다.At this time, in the substrate processing step, the plasma is formed as at least one reactive gas selected from the group consisting of CF 4 , CHF 4 , SF 6 , C 2 F 6 and C 4 F 8 , and further includes an oxygen-based gas. Can be.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 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. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(1)는 제1가스가 분사되는 제1전극(30)과, 제1전극(30)과 상호 이격 조정가능하며, 기판(50)을 지지하는 기판 지지대(20) 및 기판 지지대(20)와 이격 배치되며, 전원(70)이 인가되고 제2가스가 분사되어 기판 지지대(20)에 의해 지지된 기판(50)과의 사이에 플라즈마를 형성시키는 제2전극(40)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the plasma processing apparatus 1 according to the exemplary embodiment of the present invention may adjust the first electrode 30 to which the first gas is injected, and the first electrode 30 are spaced apart from each other, and the substrate 50 may be separated from the first electrode 30. Is spaced apart from the substrate support 20 supporting the substrate support 20 and the substrate support 20, and the power supply 70 is applied and the second gas is injected to the substrate 50 supported by the substrate support 20. A second electrode 40 for forming a plasma is included.

본 발명의 실시예에서 플라즈마 처리 장치(1)는 플라즈마를 발생시켜 소정의 박막 패턴을 갖는 소자가 형성된 웨이퍼와 같은 기판(50)의 배면 상에 퇴적된 박막 및 파티클을 식각하는 식각 장치이다.In the embodiment of the present invention, the plasma processing apparatus 1 is an etching apparatus for generating a plasma to etch thin films and particles deposited on the back surface of a substrate 50 such as a wafer on which a device having a predetermined thin film pattern is formed.

플라즈마 처리 장치(1)는 게이트 밸브 등과 같은 개폐수단(11)을 통하여 개폐가능하도록 형성된 챔버(10)와 이 챔버(10)와 연통된 통상의 진공 배기계(60)를 포함한다.The plasma processing apparatus 1 includes a chamber 10 formed to be openable and closeable through an opening and closing means 11 such as a gate valve and the like, and a conventional vacuum exhaust system 60 in communication with the chamber 10.

챔버(10)는 적어도 하나 이상의 개폐수단(11)을 통하여 외부와 연결되며 클러스터 시스템 또는 인라인 시스템과 같은 다수의 챔버로 구성되는 시스템에 적용되는 챔버(10)일 수도 있다. 또한, 챔버(10)는 접지 연결되어 챔버(10)를 통하여 전류가 흐르지 않도록 구성된다.The chamber 10 may be a chamber 10 connected to the outside through at least one opening and closing means 11 and applied to a system composed of a plurality of chambers such as a cluster system or an inline system. In addition, the chamber 10 is configured to be grounded so that no current flows through the chamber 10.

챔버(10) 내부의 상부에는 제1전극(30)이 배치되며 이 제1전극(30)은 접지 연결될 수 있다. 또한, 제1전극(30)에는 비반응성 가스가 분사되는 분사공(33)이 형성되어 있으며, 분사공(33)은 챔버(10) 외부로부터 비반응성 가스가 공급되도록 공급공(31)과 연통구성된다.The first electrode 30 may be disposed above the inside of the chamber 10, and the first electrode 30 may be connected to the ground. In addition, the first electrode 30 is formed with injection holes 33 for injecting non-reactive gas, and the injection holes 33 communicate with the supply holes 31 to supply the non-reactive gas from the outside of the chamber 10. It is composed.

바람직하게는, 제1전극(30)에는 하나의 공급공(31)을 통하여 챔버(10) 외부로부터 공급된 비반응성 가스가 가능한한 제1전극(30)의 비반응성 가스가 분사되는 면의 전면적에 걸쳐 균일하게 분사되도록 다수의 분사공(33)이 형성되며, 다수의 분사공(33)은 제1전극(30)의 내부에서 그와 연통된 공급공(31)으로부터 다수 개가 분기된다.Preferably, the entire surface of the surface on which the non-reactive gas of the first electrode 30 is injected into the first electrode 30 as much as possible. A plurality of injection holes 33 are formed to be uniformly sprayed over, and a plurality of injection holes 33 branch from the supply holes 31 communicated with the inside of the first electrode 30.

만약, 하나의 공급공(31)에서 분사공(33)이 근거리 및 원거리로 각각 형성된 경우, 원거리에 형성된 분사공(33)의 지름은 근거리에 형성된 분사공(33)의 지름보다 크게 형성되어, 비반응성 가스 분사시 가스 이동 경로 증가에 따른 압력 강하를 보상할 수 있도록 할 수 있다.If the injection hole 33 is formed in each of the supply hole 31 in the near and far, respectively, the diameter of the injection hole 33 formed in the remote is formed larger than the diameter of the injection hole 33 formed in the near, In the case of non-reactive gas injection, it is possible to compensate for the pressure drop due to the increased gas flow path.

또한, 제1전극(30)의 내부에는 챔버(10) 외부에 구성된 냉각수 순환수단(37)과 연결된 냉각 유로(38)가 구비된다.In addition, a cooling passage 38 connected to the cooling water circulation means 37 configured outside the chamber 10 is provided in the first electrode 30.

제1전극(30)의 공급공(31)을 통하여 공급되는 가스는 수소, 질소 또는 불활 성 가스일 수 있으며, 이외의 비반응성 가스, 즉 기판 전면(51)과 반응하지 아니하는 가스일 수도 있다.The gas supplied through the supply hole 31 of the first electrode 30 may be hydrogen, nitrogen, or an inert gas, and may be other non-reactive gas, that is, gas that does not react with the front surface 51 of the substrate. .

여기서, 기판 전면(51)은 웨이퍼와 같은 기판(50) 상의 소정의 박막 패턴을 갖는 소자가 형성된 면일 수 있고, 이외의 기판(50)의 식각이 요구되지 아니하는 면일 수도 있다.Here, the substrate front surface 51 may be a surface on which a device having a predetermined thin film pattern on a substrate 50 such as a wafer is formed, or may be a surface on which other substrates 50 are not etched.

기판(50)은 제1전극(30)의 분사공(33)이 형성된 면으로부터 소정 간격 이격되어 그 전면(51)을 분사공(33)과 대향하도록 배치되며, 기판 지지대(20)에 의하여 지지된다. The substrate 50 is spaced apart from the surface on which the injection hole 33 of the first electrode 30 is formed to face the front surface 51 with the injection hole 33, and is supported by the substrate support 20. do.

기판 지지대(20)는 챔버(10) 상부로부터 연장된 암(21)이 기판(50)을 지지하도록 구성되며, 암(21)은 챔버(10) 외부의 기판 지지대(20)에 구성된 구동수단(미도시)에 의하여 신축가능하도록 구성된다.The substrate support 20 is configured such that an arm 21 extending from an upper portion of the chamber 10 supports the substrate 50, and the arm 21 includes driving means configured in the substrate support 20 outside the chamber 10. It is configured to be stretchable by (not shown).

구동수단에 의해 신축가능하도록 하는 기판 지지대(20)의 구성으로 인한 진공 기밀을 유지하기 위하여, 챔버(1) 외부에 노출된 기판 지지대(20)가 구동수단과 연결되는 부위는 신축가능한 벨로우즈형으로 구성되는 것이 바람직하다.In order to maintain the vacuum tightness due to the configuration of the substrate support 20 to be stretchable by the drive means, the portion where the substrate support 20 exposed to the outside of the chamber 1 is connected to the drive means is a flexible bellows type. It is preferred to be configured.

기판 지지대(20)의 암(21)은 기판(50)의 외연부만을 지지하는 것이 바람직하며, 기판 배면(52)의 외연부의 일부만을 하부에서 지지하여 가능한한 기판 배면(52)의 노출면적을 최대화한다.The arm 21 of the substrate support 20 preferably supports only the outer edge portion of the substrate 50, and only a portion of the outer edge portion of the substrate back surface 52 supports the exposed area of the substrate back surface 52 as much as possible. Maximize.

암(21)은 구동수단과 연결되어 승하강 운동, 즉 제1전극(30)에 대하여 근접 또는 원접 이동가능하여, 이에 지지된 기판(50) 또한 제1전극(30)에 대하여 근접 또는 원접 배치되도록 한다.The arm 21 is connected to the driving means to move up or down, i.e., close or distantly movable with respect to the first electrode 30, so that the substrate 50 supported thereon is also disposed close or distant with respect to the first electrode 30. Be sure to

여기서, 기판 배면(52)은 웨이퍼와 같은 기판(50) 상의 소정의 박막 패턴을 갖는 소자가 형성된 면에 대한 타면일 수 있고, 이외의 기판(50)의 식각이 요구되는 면일 수도 있다.Here, the substrate back surface 52 may be the other surface of the surface on which the device having a predetermined thin film pattern on the substrate 50 such as a wafer is formed, or may be a surface to which other substrates 50 are etched.

암(21)의 승하강 운동에 의하여 기판(50)의 전면(51)은 제1전극(30)의 비반응성 가스가 분사되는 면에 대하여 가변가능한 소정의 간극(d)을 유지하게 된다.By the lifting and lowering motion of the arm 21, the front surface 51 of the substrate 50 maintains a predetermined gap d that is variable with respect to the surface on which the non-reactive gas of the first electrode 30 is injected.

또한, 기판 지지대(20)는 플라즈마 처리 장치(1)에서 전기적으로 부유(floating)되어 여타의 구성물에 대해서 전기적으로 비간섭되도록 구성되는 것이 바람직하며, 암(21)을 포함하는 기판 지지대(20)는 Al2O3와 같은 절연 물질로 구성되어 외부 전격(electric shock)에 의한 기판 지지대(20)의 손상을 방지한다.In addition, the substrate support 20 is preferably configured to be electrically floating in the plasma processing apparatus 1 so as to be electrically non-interfering with other components, and the substrate support 20 including the arm 21. Is made of an insulating material such as Al 2 O 3 to prevent damage to the substrate support 20 by an external electric shock.

기판 지지대(20)의 하부에는 기판 지지대(20)와 소정 간격(D) 이격되어 제2전극(40)이 배치된다.The second electrode 40 is disposed below the substrate support 20 at a predetermined distance D from the substrate support 20.

이 제2전극(40)은 전원(70)이 인가되도록 구성되며, 이를 통하여 반응성 가스가 분사되도록 분사공(42)을 가진다.The second electrode 40 is configured such that the power source 70 is applied, and has the injection hole 42 to inject the reactive gas therethrough.

분사공(42)은, 제1전극(30)에서의 그것과 유사하게, 챔버(1) 외부로부터 그와 연통된 공급공(41)을 통하여 반응성 가스 공급수단(44)으로부터 반응성 가스가 공급되어 챔버(1) 내부로 반응성 가스를 분사하도록 구성되며, 기판 지지대(20)에 지지된 기판(50)의 배면(52) 전면적에 걸쳐 균일한 반응성 가스가 분사되도록 기판 배면(52) 방향을 향하여 다수 개가 형성된다.Similar to that in the first electrode 30, the injection hole 42 is supplied with a reactive gas from the reactive gas supply means 44 through a supply hole 41 communicating with it from outside the chamber 1. It is configured to inject a reactive gas into the chamber (1), a plurality of toward the direction of the substrate back surface 52 such that a uniform reactive gas is injected over the entire surface of the back surface 52 of the substrate 50 supported by the substrate support 20 Dogs are formed.

제2전극(40)에서의 분사공(42)에서도 공급공(41)이 형성된 부분에 대하여 원 거리에 형성된 분사공(42)의 지름이 근거리에 형성된 분사공(42)의 지름보다 크게 형성되어, 반응성 가스 분사시 가스 이동 경로 증가에 따른 압력 강하를 보상할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.In the injection hole 42 of the second electrode 40, the diameter of the injection hole 42 formed at a distance from the portion where the supply hole 41 is formed is larger than the diameter of the injection hole 42 formed at a short distance. In addition, it is desirable to be able to compensate for the pressure drop due to the increase in the gas flow path during the reactive gas injection.

이와 같은 구성 이외에도, 제1전극(30) 또는 제2전극(40)에서의 가스 분사 구조는 필요에 의하여 다양하게 가변가능하다.In addition to such a configuration, the gas injection structure in the first electrode 30 or the second electrode 40 can be variously changed as necessary.

한편, 제2전극(40)의 외주에는 제2전극(40) 상에 생성되는 플라즈마를 집중시키기 위한 절연링(43)이 구비된다. 이 절연링(43)은 Al2O3와 같은 절연 물질로 구성될 수 있다.On the other hand, the outer ring of the second electrode 40 is provided with an insulating ring 43 for concentrating the plasma generated on the second electrode (40). The insulating ring 43 may be made of an insulating material such as Al 2 O 3 .

제2전극(40)의 분사공(42)를 통하여 분사되는 반응성 가스는 CF4, CHF4, SF6, C2F6 및 C4F8와 같은 불소계 또는 산소계 가스를 포함할 수 있으며, 이외의 기판 배면(52)에 퇴적된 박막이나 파티클 등을 화학적으로 식각시킬 수 있는 이외의 원소를 포함하는 가스일 수도 있다.The reactive gas injected through the injection hole 42 of the second electrode 40 may include a fluorine-based or oxygen-based gas such as CF 4 , CHF 4 , SF 6 , C 2 F 6, and C 4 F 8 . It may be a gas containing elements other than those capable of chemically etching thin films, particles, and the like deposited on the substrate back surface 52 of the substrate.

제2전극(40)은 챔버(1) 외부에 별도로 구성된 구동수단(49)에 의하여, 기판 지지대(20)의 그것과 유사하게, 승하강 운동 가능하도록 구성되어 기판 지지대(20)에 지지된 기판(50)의 배면(52)으로부터 제2전극(40)까지의 간격(D)이 가변가능하도록 구성된다.The second electrode 40 is configured to be capable of lifting and lowering, similar to that of the substrate support 20, by a driving means 49 separately configured outside the chamber 1, and supported by the substrate support 20. The distance D from the back surface 52 of the 50 to the second electrode 40 is configured to be variable.

구동수단(49)에 의해 승하강 운동 가능한 제2전극(40)의 구성으로 인한 진공 기밀을 유지하도록 하기 위하여, 챔버(1) 외부에 노출된 제2전극(40)이 구동수단(49)과 연결되는 부위는 신축가능한 벨로우즈형으로 구성되는 것이 바람직하다.In order to maintain the vacuum tightness due to the configuration of the second electrode 40 which can be moved up and down by the driving means 49, the second electrode 40 exposed outside the chamber 1 is connected to the driving means 49. The site to be joined is preferably composed of a stretchable bellows type.

또한, 제2전극(40)의 내부에는 챔버(10) 외부에 구성된 냉각수 순환수단(47)과 연결된 냉각 유로(48)가 구비된다. 이때의 냉각수 순환수단(47)은 제1전극(30)에 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환수단(37)과 동일한 부재로서 구성되어도 무방하다.In addition, a cooling passage 48 connected to the cooling water circulation means 47 configured outside the chamber 10 is provided in the second electrode 40. At this time, the cooling water circulation means 47 may be configured as the same member as the cooling water circulation means 37 for circulating the cooling water to the first electrode 30.

제2전극(40)에 연결된 전원(70)은 13.56 ㎒의 정수배의 주파수를 가지는 고주파 전력일 수 있으며, 목적하는 공정 또는 장치 등에 따라 여타의 전원이 사용될 수도 있다. 이때, 제2전극(40)과 연결된 고주파 전원(70)의 구성은 정합기를 포함한다.The power source 70 connected to the second electrode 40 may be a high frequency power having an integer multiple of 13.56 MHz, and other power sources may be used according to a desired process or device. At this time, the configuration of the high frequency power supply 70 connected to the second electrode 40 includes a matcher.

접지된 제1전극(30)과 고주파 전원(70)이 연결된 제2전극(40)의 구성으로 인하여, 제1전극(30)은 애노드의 역할을 제2전극(40)은 캐소드의 역할을 하게 되며 애노드 및 캐소드 사이의 가스에 13.56 ㎒ 또는 13.56 ㎒의 정수배의 교번진동을 부여하여 플라즈마 발생 효율을 향상시킨다.Due to the configuration of the second electrode 40 to which the grounded first electrode 30 and the high frequency power supply 70 are connected, the first electrode 30 serves as an anode and the second electrode 40 serves as a cathode. In addition, an alternating vibration of 13.56 MHz or 13.56 MHz is applied to the gas between the anode and the cathode to improve the plasma generation efficiency.

도 2는 도 1의 기판 지지대의 다른 실시예를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 기판 지지대와 이에 지지된 기판의 부분 평면도이다.FIG. 2 is a view showing another embodiment of the substrate support of FIG. 1, and FIG. 3 is a partial plan view of the substrate support of FIG. 2 and the substrate supported thereon.

도 1에서의 기판 지지대(20)가 챔버(10) 상부, 즉 제1전극(30) 측에서 기판(50)을 현수하는 형태로 지지하였던 것과는 달리, 도 2에서는 기판 지지대(80)가 챔버(10) 하부에 구비되어 기판(50)을 지지한다. Unlike the substrate support 20 in FIG. 1 supporting the substrate 50 in a form in which the substrate 50 is suspended from the upper portion of the chamber 10, that is, the first electrode 30, the substrate support 80 is formed in the chamber (FIG. 10) is provided at the bottom to support the substrate 50.

도 2에서의 기판 지지대(80) 역시 구동수단(미도시)을 구비하며, 이 구동수단으로 승하강 가능한 암(81)으로 기판(50)을 접촉 지지한다. 구동수단을 통한 암(81)의 승하강 운동에 의하여 기판(50)의 전면(51)은 제1전극(30)의 비반응성 가 스가 분사되는 면에 대하여 가변가능한 소정의 간극(d)을 유지하게 된다.The substrate support 80 in FIG. 2 also includes a driving means (not shown), and supports the substrate 50 by an arm 81 that can be lifted and lowered by the driving means. The front surface 51 of the substrate 50 maintains a predetermined gap d that is variable with respect to the surface on which the non-reactive gas of the first electrode 30 is injected by the lifting and lowering motion of the arm 81 through the driving means. Done.

도 2에서와 같은 기판 지지대(80)의 경우, 도 1에서와 같은 기판 지지대(20)의 경우 또한 마찬가지로, 도 3에서와 같이 암(81)이 기판(50)의 외연부를 지지하여 기판 배면(52)의 노출 면적을 최대화시키도록 구성되는 것이 바람직하며, 동일한 취지의 타 형상 또한 가능하다.In the case of the substrate support 80 as shown in FIG. 2, and in the case of the substrate support 20 as shown in FIG. 1, the arm 81 supports the outer edge of the substrate 50 as shown in FIG. It is preferable to be configured to maximize the exposure area of 52), and other shapes of the same purpose are also possible.

기판 지지대(80)의 구동수단에 의해 승하강 운동 가능하도록 하는 구성으로 인한 진공 기밀을 유지하기 위하여, 챔버(1) 외부에 노출된 기판 지지대(80) 부분이 신축가능한 벨로우즈형으로 구성되는 것이 바람직하다.In order to maintain the vacuum tightness due to the configuration of allowing the lifting and lowering movement by the driving means of the substrate support 80, it is preferable that the portion of the substrate support 80 exposed to the outside of the chamber 1 is configured to be elastic bellows type. Do.

도 4는 도 1의 기판 지지대의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.4 is a view showing another embodiment of the substrate support of FIG.

도 1 및 도 2에서의 기판 지지대(20, 80)가 암(21, 81)을 통하여 기판(50)의 외연부를 지지하였던 것과는 달리, 도 4에서는 기판 지지대(90)가 챔버(10) 하부에 구비되며 다수의 핀(91)으로 기판(50)을 지지한다. Unlike the substrate supports 20 and 80 in FIGS. 1 and 2 that support the outer edges of the substrate 50 through the arms 21 and 81, in FIG. 4, the substrate supports 90 are positioned below the chamber 10. It is provided and supports the substrate 50 by a plurality of pins (91).

도 4에서의 기판 지지대(90) 역시 구동수단(미도시)을 구비하며, 이 구동수단으로 승하강 가능한 핀(91)으로 기판(50)을 접촉 지지한다. 이 핀(91)은 기판 배면(52)의 노출면적을 극대화하도록 기판 배면(52)과의 접촉부위가 가능한한 첨예하게 구성되어 기판 배면(52)과의 접촉면적을 최소화하는 것이 바람직하며, 다수의 핀(91)이 수평을 이룬 상태로 구동수단에 의하여 일체로 승하강되는 것이 바람직하다.The substrate support 90 in FIG. 4 also includes a driving means (not shown), and supports the substrate 50 by the pin 91 that can be lifted and lowered by the driving means. The pin 91 is configured to be as sharp as possible in contact with the substrate back 52 so as to maximize the exposed area of the substrate back 52 so as to minimize the contact area with the substrate back 52. The pin 91 is preferably raised and lowered integrally by the drive means in a horizontal state.

구동수단을 통한 암(91)의 승하강 운동에 의하여 기판(50)의 전면(51)은 제1전극(30)의 비반응성 가스가 분사되는 면에 대하여 가변가능한 소정의 간극(d)을 유지하게 된다.The front surface 51 of the substrate 50 maintains a predetermined gap d that is variable with respect to the surface on which the non-reactive gas of the first electrode 30 is injected by the lifting and lowering motion of the arm 91 through the driving means. Done.

도 1, 도 2 및 도 4의 어느 경우에나 기판 지지대(20, 80, 90)는 구동수단을 통하여 제1전극(30)과의 간극(d)을 조정할 수 있으며, 기판 지지대(20, 80, 90)가 제1전극(30)으로부터 후퇴되어 있을 시에는 기판(50)이 챔버(10)의 개폐수단(11)을 통하여 출입가능한 상태이다.1, 2, and 4, the substrate supports 20, 80, and 90 may adjust the gap d with the first electrode 30 through driving means, and the substrate supports 20, 80, When the 90 is retracted from the first electrode 30, the substrate 50 is in a state of being accessible through the opening / closing means 11 of the chamber 10.

도 5는 도 1의 제1전극 및 기판을 나타낸 부분 도면이다.FIG. 5 is a partial view illustrating the first electrode and the substrate of FIG. 1.

도 5에 나타난 바와 같이, 제1전극(30)의 분사공(33)은 기판(50)의 전면(51)을 향하여 다수개가 형성되며, 외부로부터 비반응성 가스가 공급되는 공급공(31)의 분기점(32)에서 다수개로 분기된다.As shown in FIG. 5, a plurality of injection holes 33 of the first electrode 30 are formed toward the front surface 51 of the substrate 50 and the supply holes 31 supplied with the non-reactive gas from the outside. The branching point 32 is divided into a plurality of branches.

공급공(31)을 통하여 공급되는 비반응성 가스는 분사공(33)에서 분사되어 기판(50)과 제1전극(30)간의 간극(d)을 비반응성 가스 분위기로 유지시킨다. 간극(d)을 식각 공정 수행 중에도 비반응성 가스 분위기로 유지시키기 위하여, 즉 간극(d)의 외부로부터 유입되는 가스, 이를테면 제2전극(40; 도 1)에서 분사되는 반응성 가스 또는 이의 플라즈마를 차단하기 위하여 분사공(33)은 제1전극(30)에서 경사를 이루어 형성되며, 분사공(33)의 경사는 비반응성 가스를 기판(50)의 외각 방향으로 분사하도록 구성된다.The non-reactive gas supplied through the supply hole 31 is injected from the injection hole 33 to maintain the gap d between the substrate 50 and the first electrode 30 in the non-reactive gas atmosphere. In order to maintain the gap d in the non-reactive gas atmosphere even during the etching process, that is, to block the gas flowing from the outside of the gap d, for example, the reactive gas injected from the second electrode 40 (FIG. 1) or the plasma thereof. The injection hole 33 is formed to be inclined at the first electrode 30, and the inclination of the injection hole 33 is configured to inject the non-reactive gas into the outer direction of the substrate 50.

도 6a 내지 도 9b를 참조하여 제1전극(30)의 공급공(31) 및 분사공(33)과 이의 분기점(32)의 형상을 다양한 예를 들어 더 상세히 설명한다. 6A to 9B, the shapes of the supply hole 31 and the injection hole 33 of the first electrode 30 and the branching point 32 thereof will be described in more detail with reference to various examples.

도 6a는 도 5의 "A"부분을 나타낸 부분 확대도이다.FIG. 6A is a partially enlarged view illustrating a portion “A” of FIG. 5.

도 6a에 나타난 바와 같이, 공급공(31)에서 분기된 분사공(33)은 굴절을 이 루어 소정의 경사를 형성하면서 기판(50; 도 5) 외각 방향으로 비반응성 가스가 분사되도록 구성된다. 이때, 굴절되는 각도는 챔버(10)의 크기나 기판(50)의 크기에 종속적일 수 있다.As shown in FIG. 6A, the injection hole 33 branched from the supply hole 31 is configured to be refracted so that a non-reactive gas is injected in the outer direction of the substrate 50 (FIG. 5) while forming a predetermined slope. In this case, the angle of refraction may be dependent on the size of the chamber 10 or the size of the substrate 50.

도 6b는 도 6a의 다른 예를 나타낸 도면이다.6B is a diagram illustrating another example of FIG. 6A.

도 6b에서는 도 6a에 대하여 분기점(32)에서 제1전극(30) 표면에 이르는 분사공(33)의 경로가 만곡형으로 형성되어 있다. 이러한 경우에, 분사공(33)을 경유하는 비반응 가스는 도 6a의 굴절형 경로에 비하여 표면 전단력의 저항을 덜 받게 되고 이에 따라 가스 와류 발생이나 분사압 손실을 줄일 수 있게 된다.In FIG. 6B, the path of the injection hole 33 from the branch point 32 to the surface of the first electrode 30 is formed in a curved shape with respect to FIG. 6A. In this case, the unreacted gas passing through the injection hole 33 is less subjected to surface shear force resistance than the refractive path of FIG. 6A, thereby reducing gas vortex generation and injection pressure loss.

더 바람직하게 표면 전단력의 저항을 줄이기 위하여, 분사공(33)의 만곡 경사각(θ1)은 7˚ 이하인 것이 바람직하다. 7˚를 초과하는 각도로 만곡 경사각(θ1)이 형성될 시에 표면 전단력에 의한 비반응 가스의 유속이 감소하게 되고 이에 따라 분사압이 저하되며, 결과적으로 비반응 가스의 분사 효율이 떨어지게 된다.More preferably, in order to reduce the resistance of the surface shear force, the curved inclination angle θ 1 of the injection hole 33 is preferably 7 ° or less. When the curved inclination angle θ 1 is formed at an angle exceeding 7 °, the flow rate of the unreacted gas due to the surface shear force decreases, thereby lowering the injection pressure, and consequently, lowering the injection efficiency of the non-reacted gas. .

물론, 분기점(32) 또한 만곡형으로 형성될 수 있으나, 분기점(32) 인근에서의 가스 와류는 공급공(31)에서 공급되는 가스에 의하여 해소될 수 있다.Of course, the branch point 32 may also be formed in a curved shape, but the gas vortex near the branch point 32 may be resolved by the gas supplied from the supply hole 31.

한편, 분사공(33) 내경이 동일할 시에, 만곡 외측을 유동하여 상대적으로 기판(50) 외측으로 분사되는 비반응 가스의 흐름(f1)은 만곡 내측을 유동하여 상대적으로 기판(50) 내측으로 분사되는 비반응 가스의 흐름(f2) 보다 더 긴 경로를 경유하게 되므로, 결과적으로 내측의 가스 흐름(f2)을 통하여 분사되는 비반응 가스가 외측의 가스 흐름(f1)을 통하여 분사되는 비반응 가스보다 더 높은 분사압을 가지게 된다.On the other hand, when the inner diameter of the injection hole 33 is the same, the flow (f 1 ) of the non-reactive gas that flows outward from the curved side and is relatively injected to the outside of the substrate 50 flows inwardly the curved side and thus the substrate 50. Since the path is longer than the flow of unreacted gas injected inward (f 2 ), as a result, the unreacted gas injected through the inner gas flow (f 2 ) passes through the outer gas flow (f 1 ). It will have a higher injection pressure than the unreacted gas being injected.

따라서, 사용되는 챔버(10) 등에 따라서 분기점(32)에서부터 제1전극(30) 표면에 이르는 분사공(33)의 내경을 수렴시켜 내측 및 외측의 가스 흐름을 동일하게 유지시킬 수도 있다.Therefore, the inner diameter of the injection hole 33 from the branch point 32 to the surface of the first electrode 30 may be converged according to the chamber 10 or the like to be used to keep the gas flow inside and outside the same.

도 6c는 도 6a의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.FIG. 6C is a diagram illustrating another example of FIG. 6A.

도 6c에서는 도 6b에 대하여 제1전극(30) 표면에서의 분사공(33) 내경이 확장되어 있다. 즉, 분사공(33)이 분기점(32)에서부터 제1전극(30) 표면으로 갈수록 확산형성되어 있다.In FIG. 6C, the inner diameter of the injection hole 33 is extended on the surface of the first electrode 30 with respect to FIG. 6B. In other words, the injection hole 33 is diffused from the branch point 32 toward the surface of the first electrode 30.

이때, 분사공(33)의 확산 방향은 비반응 가스가 분사되는 기판(50)의 외각을 향하며, 확산면은 만곡형으로 형성될 수 있다.At this time, the diffusion direction of the injection hole 33 is toward the outer shell of the substrate 50 to which the unreacted gas is injected, the diffusion surface may be formed in a curved shape.

분사공(33)의 확산 또는 수렴형성의 여부는 요구되는 공정이나 사용되는 가스종 또는 챔버(10)나 기판(50)의 크기에 따라 결정되어질 수 있다.Whether diffusion or convergence of the injection hole 33 may be determined according to the required process or the gas species used or the size of the chamber 10 or the substrate 50.

이때의 확산 각도(θ2)는 표면 전단력의 저항을 줄이기 위하여 7˚ 이하인 것이 바람직하다. 7˚를 초과하는 각도로 확산 경사각(θ2)이 형성될 시에 표면 전단력에 의한 비반응 가스의 유속이 감소하게 되고 이에 따라 분사압이 저하되며, 결과적으로 비반응 가스의 분사 효율이 떨어지게 된다. 특히, 확산 경사각(θ2)에서의 전단 저항력은 실제적으로 비반응 가스의 배출단에서의 저항이므로 가스 분사압 에 악영향을 미칠 수 있어 만곡 경사각(θ1)에서의 전단 저항력보다 분사 효율을 더 떨어뜨릴 수 있다.In this case, the diffusion angle θ 2 is preferably 7 ° or less to reduce the resistance of the surface shear force. When the diffusion inclination angle θ 2 is formed at an angle exceeding 7 °, the flow rate of the unreacted gas due to the surface shear force decreases, thereby lowering the injection pressure, and as a result, the injection efficiency of the non-reacted gas decreases. . In particular, the shear resistance at the diffusion inclination angle θ 2 is actually resistance at the discharge end of the unreacted gas, which may adversely affect the gas injection pressure, resulting in lower injection efficiency than the shear resistance at the inclination angle θ 1 . Can be dropped.

도 7a는 도 5의 제1전극의 평면도이고, 도 7b는 도 7a의 다른 예를 나타낸 도면이다.FIG. 7A is a plan view of the first electrode of FIG. 5, and FIG. 7B is a diagram illustrating another example of FIG. 7A.

도 7a에서와 같이, 공급공(31)에서 분기된 분사공(33)은 다수개의 관형이 등각을 이루어 형성될 수 있고, 도 7b에서와 같이, 공급공(31)에 대하여 동심을 이루는 환형의 띠로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 7A, the injection hole 33 branched from the supply hole 31 may be formed in a plurality of tubular conformal shapes, and as shown in FIG. 7B, an annular shape concentric with the supply hole 31. It may be formed of a band.

본 발명의 제1전극(30)에서 관형 또는 환형의 분사공(33) 어느 것이나 적용될 수 있으며, 이는 챔버(10) 또는 기판(50)의 구조나 크기에 종속적일 수 있다.Any of the tubular or annular injection holes 33 may be applied to the first electrode 30 of the present invention, which may be dependent on the structure or size of the chamber 10 or the substrate 50.

도 8은 도 5의 다른 예를 나타낸 도면이며, 도 9a는 도 8의 제1전극의 평면도이고, 도 9b는 도 9a의 다른 예를 나타낸 도면이다.8 is a diagram illustrating another example of FIG. 5, FIG. 9A is a plan view of the first electrode of FIG. 8, and FIG. 9B is a diagram illustrating another example of FIG. 9A.

도 8을 참조하면, 제1전극(30)에서 분사되는 비반응성 가스를 공급하는 공급공(31)은 연직방향(도 1에서 또한 마찬가지다)으로 상부, 즉 기판(50)으로부터 원거리에서 제1분기점(32a)에 의하여 제1분사공(33a)으로 분기되고, 하부, 즉 기판(50)으로부터 근거리에서 제2분기점(32b)에 의하여 제2분사공(33b)으로 분기되는 구성을 가질 수 있다. 즉, 비반응 가스의 유동 경로의 관점으로는 제1분기점(32a)에서 먼저 분기된 뒤 제2분기점(32b)에서 다시 한 번 분기된다.Referring to FIG. 8, the supply hole 31 for supplying the non-reactive gas injected from the first electrode 30 has a first branch point in the vertical direction (also in FIG. 1), that is, far from the substrate 50. A branch may be branched to the first spray hole 33a by 32a, and branched to the second spray hole 33b by the second branch point 32b at a lower distance from the substrate 50 at a short distance. That is, in terms of the flow path of the unreacted gas, the first branch point 32a is branched first and then the second branch point 32b is branched again.

이 경우, 먼저 분기된 제1분사공(33a)은 나중에 분기된 제2분사공(33b)보다 기판(50)의 더 외각 방향으로 분사될 수 있다. 이때, 제1분사공(33a)은 제2분사 공(33b)보다 더 큰 내경을 가져 기판(50) 외각에서부터 간극(d)으로의 타 가스 유입을 효율적으로 차단시킬 수 있다.In this case, the first branched holes 33a branched first may be sprayed in a more outer direction of the substrate 50 than the second branched holes 33b branched later. In this case, the first injection hole 33a may have an inner diameter larger than that of the second injection hole 33b to effectively block the inflow of other gases from the outer surface of the substrate 50 to the gap d.

일정 유량으로 공급공(31)을 통하여 공급되는 비반응성 가스는 제1분기점(32a)에서 분기된 뒤 제2분기점(32b)으로 유동하므로, 제1분기점(32a)에서 제2분기점(32b)까지의 비반응 가스의 압력 강하 보상 또는 단위시간당 유량 확보를 위하여 내경이 수축형성될 수도 있다. 이 경우, 내경의 수축은 단일 수축 또는 구배 수축 어느 것이나 가능하다.The non-reactive gas supplied through the supply hole 31 at a constant flow rate flows to the second branch point 32b after branching from the first branch point 32a, and thus, from the first branch point 32a to the second branch point 32b. The inner diameter may be contracted to compensate for the pressure drop of the unreacted gas or to secure a flow rate per unit time. In this case, the shrinkage of the inner diameter can be either a single shrinkage or a gradient shrinkage.

물론, 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 설명된 분사공(33)에서처럼, 사용되는 챔버(10) 등에 따라서 제1분사공(33a) 및 제2분사공(33b)에서부터 제1전극(30) 표면에 이르는 분사공(33a, 33b)의 내경을 수렴형성시킬 수 있고, 확산형성시킬 수도 있으며, 확산 또는 수렴형성의 여부는 요구되는 공정이나 사용되는 가스종 또는 챔버(10)나 기판(50)의 크기에 따라 결정되어질 수 있다.Of course, as in the injection hole 33 described with reference to FIGS. 6A to 6C, the surface of the first electrode 30 from the first injection hole 33a and the second injection hole 33b depends on the chamber 10 or the like used. The inner diameters of the injection holes 33a and 33b leading to the present invention can be convergent and diffused, and the diffusion or convergence can be determined by the required process or the gas species or the chamber 10 or the substrate 50. It can be determined according to the size.

제1분기점(32a) 및 제2분기점(32b)을 가지는 제1전극(30)의 분사공(33a, 33b) 또한 단일 분기점(32)을 가지는 도 7a 및 도 7b의 구성과 같이, 다수개의 관형이 등각을 이루어 형성될 수 있고(도 9a), 공급공(31)에 대하여 동심을 이루는 환형의 띠로 형성될 수 있다(도 9b).As shown in the configuration of FIGS. 7A and 7B, the injection holes 33a and 33b of the first electrode 30 having the first branch point 32a and the second branch point 32b also have a single branch point 32. This may be formed in a conformal shape (FIG. 9A), and may be formed in an annular band concentric with the supply hole 31 (FIG. 9B).

물론, 도 8 내지 도 9b에서와 같은 2 개의 분기점(32a, 32b) 이외에 3 이상 다수의 분기점이 구성될 수도 있다.Of course, in addition to the two branching points 32a and 32b as shown in FIGS. 8 to 9B, three or more branching points may be configured.

또한, 분사공(33, 33a, 33b)의 경로 상에서 분기가 이루어질 수도 있음은 물론이다. 이 경우에도 분기된 지점에서의 압력 강하의 보상 또는 단위 시간당 유량 확보 등을 고려하여 내경이 결정될 수 있다.In addition, of course, the branch may be made on the path of the injection holes 33, 33a, 33b. Also in this case, the inner diameter may be determined in consideration of the compensation of the pressure drop at the branched point or securing the flow rate per unit time.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a plasma processing method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 순차적으로 도시한 도면이며, 특히 도 10d에서는 기판 처리 시의 가스 유동 경로를 화살표로 도시하였다.10A to 10D are diagrams sequentially illustrating a plasma processing method according to an exemplary embodiment of the present invention. In particular, in FIG. 10D, gas flow paths during substrate processing are illustrated by arrows.

본 발명의 실시예에서 플라즈마 처리 방법은 플라즈마를 발생시켜 소정의 박막 패턴을 갖는 소자가 형성된 웨이퍼와 같은 기판(50)의 배면 상에 퇴적된 박막 및 파티클을 식각하는 식각 방법이다.In the embodiment of the present invention, the plasma processing method is an etching method of etching a thin film and particles deposited on a back surface of a substrate 50 such as a wafer on which a device having a predetermined thin film pattern is formed by generating a plasma.

본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 방법은, 기판(50)을 플라즈마 처리 장치(1) 내의 제1전극(30) 및 제2전극(40) 사이의 기판 지지대(80) 상에 안착시키는 기판 안착 단계와, 안착된 기판(50)을 고정시키는 기판 고정 단계와, 고정된 기판(50)의 제1면(51) 상에 제1가스를 분사시키고, 제2면(52) 상에 제2가스를 분사시키는 가스 분사 단계 및 분사된 제2가스에 전원(70)을 인가하여 플라즈마를 형성시켜 기판(50)의 제2면(52)을 처리하는 기판 처리 단계를 포함한다.In the plasma processing method according to the embodiment of the present invention, the substrate is placed on the substrate support 80 between the first electrode 30 and the second electrode 40 in the plasma processing apparatus 1. And a substrate fixing step of fixing the seated substrate 50, a first gas sprayed on the first surface 51 of the fixed substrate 50, and a second gas on the second surface 52. And a gas processing step of spraying the gas and a substrate processing step of applying the power supply 70 to the injected second gas to form a plasma to process the second surface 52 of the substrate 50.

도 10a에서와 같이, 기판(50)은 챔버(1)에 별도로 구비된 인입구를 통하여 인입되며, 기판 지지대(80) 상에 안착된다. 기판 지지대(80) 상에 지지된 기판(50)은 그 전면(51)이 제1전극(30)의 분사공(33)을 향하고, 배면(52)이 제2전극의 분사공(42)을 향하도록 배치된다.As shown in FIG. 10A, the substrate 50 is introduced through an inlet provided separately in the chamber 1, and is seated on the substrate support 80. The substrate 50 supported on the substrate support 80 has a front surface 51 facing the injection hole 33 of the first electrode 30 and a rear surface 52 opening the injection hole 42 of the second electrode. To face.

이때, 기판 지지대(80)는 도 1을 참조하여 설명된 기판 지지대(20)일 수 있 고, 도 4를 참조하여 설명된 기판 지지대(90)일 수도 있다.In this case, the substrate support 80 may be the substrate support 20 described with reference to FIG. 1, or may be the substrate support 90 described with reference to FIG. 4.

어느 경우에나, 기판 지지대(80)는 제1전극(30)에 대하여 간극(d')을 이루어 후퇴된 위치에 있으며, 제2전극(40) 또한 제1전극(30)에 대하여 간격(D")를 이루어 후퇴된 위치에 있다. In any case, the substrate support 80 is in a retracted position with a gap d ′ with respect to the first electrode 30, and the second electrode 40 is also spaced D ″ with respect to the first electrode 30. In the retracted position.

도 10b에서와 같이, 개폐수단(11)을 통하여 챔버(1)가 밀폐되고 진공이 형성되면 기판 지지대(80)는 구동수단(미도시)에 의하여 상승이동하여 기판 전면(51)과 제1전극(30)이 간극(d)을 이루도록 한다(d<d'). 기판 지지대(80)가 상승하여 제1전극(30)과 기판 전면(51)과의 간극(d)이 감소됨에 따라 제2전극(40)과 기판 배면(52)과의 간격(D") 또한 간격(D')으로 넓어지게 된다.As shown in FIG. 10B, when the chamber 1 is sealed and a vacuum is formed through the opening and closing means 11, the substrate support 80 is moved upward by a driving means (not shown), so that the substrate front surface 51 and the first electrode are moved. Let 30 make the gap d (d <d '). As the substrate support 80 is raised to decrease the gap d between the first electrode 30 and the front surface 51 of the substrate, the distance D ″ between the second electrode 40 and the substrate back surface 52 is also increased. The gap D 'is widened.

이후, 도 10c에서와 같이, 제2전극(40)도 구동수단(49)에 의하여 상승이동되어 기판 배면(52)과 제2전극(40)이 간격(D)을 이루도록 한다(D<D').Thereafter, as shown in FIG. 10C, the second electrode 40 is also moved upward by the driving means 49 so that the substrate back surface 52 and the second electrode 40 form a gap D (D <D '). ).

제1전극(30)과 기판(50)과의 간극(d) 또는 기판(50)과 제2전극(40)과의 간격(D)은 본 발명의 실시예에서 설명된 바와 같이 기판 지지대(80) 및 제2전극(40)의 승하강 운동만으로 달성되지 아니하고, 제1전극(30), 기판 지지대(80) 및 제2전극(40) 중 적어도 2 개의 부재의 구동을 통하여 달성시킬 수도 있으며, 이를 위하여 각 부재에 별도의 구동수단이 구비될 수 있다.The gap d between the first electrode 30 and the substrate 50 or the distance D between the substrate 50 and the second electrode 40 may be the substrate support 80 as described in the embodiment of the present invention. And the lifting and lowering motion of the second electrode 40 may be achieved by driving at least two members of the first electrode 30, the substrate support 80, and the second electrode 40. To this end, separate driving means may be provided in each member.

또한, 제2전극(40)과 기판 배면(52)과의 간격(D)은 반드시 가변될 필요는 없고 간격(D) 내에서 플라즈마를 생성시킬 수 있을 정도이면 어느 간격(D, D', D")이나 가능할 수 있으며, 이에 따라 제2전극(40)을 이동하지 않고 기판 지지대(80)만 이동한 뒤 공정을 진행하는 것도 가능하다. In addition, the distance D between the second electrode 40 and the back surface 52 of the substrate does not necessarily need to be variable, and any distance D, D ', or D is enough to generate a plasma within the distance D. It may be possible, and accordingly, the process may be performed after only the substrate support 80 is moved without moving the second electrode 40.

물론, 도면 상에 도시된 간격(D, D', D") 이외의 간격 또한 가능하며, 기판 지지대(80)와 제2전극(40) 간의 간격은 요구되는 공정, 챔버 또는 기판 크기에 따라 가변가능할 수 있고, 공정 수행 중에도 가변될 수 있음은 물론이다.Of course, gaps other than the gaps D, D ', and D "shown in the drawings are also possible, and the gap between the substrate support 80 and the second electrode 40 varies depending on the required process, chamber or substrate size. Of course, it may be possible and may vary during the process.

이후, 도 10d에서와 같이, 제1전극(30)을 통하여 비반응성 가스가 먼저 유입된 뒤, 제2전극(40)을 통하여 반응성 가스가 유입되고 고주파 전원(70)을 통하여 전력이 인가되어 반응성 가스 플라즈마가 생성된다.Thereafter, as shown in FIG. 10D, a non-reactive gas is first introduced through the first electrode 30, and then a reactive gas is introduced through the second electrode 40 and power is applied through the high frequency power supply 70. Gas plasma is generated.

반응성 가스의 플라즈마는 플라즈마 생성영역에 형성되며 플라즈마 내의 라디칼은 기판 배면(52)에 퇴적된 박막 또는 파티클 등과 반응하여 이들을 기판 배면(52)으로부터 탈리시킴으로써 식각 공정이 수행된다. The plasma of the reactive gas is formed in the plasma generation region, and the radicals in the plasma react with the thin film or particles deposited on the substrate back 52 to detach them from the substrate back 52 to perform an etching process.

이때, 플라즈마는 기판 배면(52)과 제2전극(40)간의 간격(D)에 형성되며, 제1전극(30)과 기판 전면(51)과의 간극(d)에서는 비반응성 가스의 유입으로 인하여 비플라즈마 상태의 가스 유동만이 존재하게 된다.At this time, the plasma is formed in the gap D between the substrate back surface 52 and the second electrode 40, and the gap d between the first electrode 30 and the substrate front surface 51 is caused by the inflow of the non-reactive gas. This results in only non-plasma gas flows.

이때, 간극(d)는 0.1 내지 0.7 ㎜인 것이 바람직하다. 간극(d)이 0.1 ㎜ 미만일 시에는 제1전극(30)과의 접촉가능성이 존재하며 보다 안정된 공정을 수행하기 위하여 0.1 ㎜ 이상의 간극(d)을 유지할 필요가 있다. 0.7 ㎜를 초과하는 간극(d)에서는 상대적으로 비반응성 가스의 압력이 저하되어 간격(D)에서 형성된 라디칼이 간극(d)으로 유입되어 기판 전면(51)을 식각시킬 수가 있으므로, 간극(d)은 0.7 ㎜ 이하가 바람직하다. 또한, 0.7 ㎜를 초과하는 간극에서는 비반응성 가스의 플라즈마화가 진행될 수 있으며, 이로 인하여 기판 전면(51)이 식각될 수도 있으나, 0.7 ㎜ 이하의 간극(d)에서는 통상의 식각 공정에서의 공정 압력 및 공정 전압에 의하 여 플라즈마가 생성되지 않는 영역을 유지할 수 있다.At this time, the gap d is preferably 0.1 to 0.7 mm. When the gap d is less than 0.1 mm, there is a possibility of contact with the first electrode 30, and it is necessary to maintain the gap d of 0.1 mm or more in order to perform a more stable process. In the gap d exceeding 0.7 mm, the pressure of the non-reactive gas decreases relatively, so that radicals formed in the gap D can flow into the gap d to etch the substrate front surface 51, so that the gap d Silver is preferably 0.7 mm or less. In addition, in the gap exceeding 0.7 mm, plasma formation of the non-reactive gas may proceed, and thus, the substrate front surface 51 may be etched. However, in the gap d of 0.7 mm or less, the process pressure in the conventional etching process and The area where no plasma is generated may be maintained by the process voltage.

또한, 제1전극(30)으로부터 분사되는 비반응성 가스는 제2전극(40)에서 분사되는 반응성 가스보다 절연파괴전압이 더 크며, 제2전극(40)에 인가되는 전력에 의하여 플라즈마가 생성되지 않는 것이 바람직하다.In addition, the non-reactive gas injected from the first electrode 30 has a higher dielectric breakdown voltage than the reactive gas injected from the second electrode 40, and plasma is not generated by the power applied to the second electrode 40. It is preferable not to.

제2전극(40)에서 분사되는 반응성 가스는 CF4, CHF4, SF6, C2F6 및 C4F8와 같은 불소계 등의 반응성이 강한 7족 원소계열이나 산소가 포함된 가스를 사용할 수 있으며, 사용되는 기판 배면(52) 상에 퇴적된 박막이나 파티클 등의 종류에 따라서 이를 식각할 수 있는 여타의 원소종이 포함된 기체일 수 있다.The reactive gas injected from the second electrode 40 may be a gas containing oxygen or a highly reactive group 7 element series such as fluorine, such as CF 4 , CHF 4 , SF 6 , C 2 F 6, and C 4 F 8. It may be a gas containing other element species that can be etched according to the type of thin film or particles deposited on the substrate back surface 52 to be used.

이와 같은 반응성 가스로 플라즈마를 형성하면 상기 원소들의 라디칼이 생성되어 높은 활성을 가지고 기판 배면(52) 상의 식각 대상 원소와 반응하여 식각을 수행할 수 있다.When the plasma is formed of the reactive gas, radicals of the elements are generated to react with the etching target element on the back surface 52 of the substrate to have high activity, thereby performing etching.

플라즈마 영역의 한정을 위하여 별도의 구속 자계를 더 형성할 수 있으며, 이 구속 자계는 영구 자석, 전자석 또는 유도자계 등으로 형성될 수 있다. 경우에 따라서, 자력으로 플라즈마 내 이온들의 진동을 야기시켜 플라즈마 발생 효율을 더욱 향상시킬 수도 있다. 이 경우 형성되는 자계는 챔버(10), 기판(50), 제1전극(30) 또는 제2전극(40) 등의 형상에 따라서 다르게 형성될 수 있다.A separate restraining magnetic field may be further formed for confining the plasma region, and the restraining magnetic field may be formed by a permanent magnet, an electromagnet, an induction magnetic field, or the like. In some cases, the plasma generation efficiency may be improved by causing the ions in the plasma to oscillate with magnetic force. In this case, the magnetic field may be formed differently depending on the shape of the chamber 10, the substrate 50, the first electrode 30, or the second electrode 40.

또한, 제2전극(40)에 전력을 인가하는 전원(70)은 고주파 전원 이외에 직류, 교류 등이 사용될 수 있으며, 단극 또는 양극 펄스 전원이 사용될 수도 있다. 이 경우 사용되는 전원에 따라서 제1전극(30) 또는 제2전극(40)의 전기적 연결이 달라 질 수 있으며, 전력인가를 위한 별도의 부재가 더 구비될 수도 있다.In addition, a power source 70 for applying power to the second electrode 40 may be a direct current, an alternating current, or the like, in addition to a high frequency power source. In this case, the electrical connection of the first electrode 30 or the second electrode 40 may vary according to the power source used, and a separate member for applying power may be further provided.

식각이 종료되면 전력 공급을 중단하고 반응성 가스 및 비반응성 가스의 공급을 차단하며, 진공 배기를 통하여 식각 부산물을 챔버(10) 내에서 제거한다. 이때의 식각 부산물은 플라즈마의 라디칼과 반응한 기체형태이므로 진공 배기만으로 충분히 제거가능하다.When the etching is finished, the power supply is stopped, the supply of reactive gas and non-reactive gas is cut off, and the etching by-products are removed in the chamber 10 through vacuum exhaust. At this time, the etching byproduct is in the form of a gas reacted with the radicals of the plasma, and thus can be sufficiently removed by vacuum exhaust.

식각 부산물의 제거가 이루어지면 구동수단(49)을 통하여 제2전극(40)이 하강되고, 기판 지지대(20)의 구동수단을 통하여 기판(50)이 제1전극(30)으로부터 퇴거된다.When the etching by-products are removed, the second electrode 40 is lowered through the driving means 49, and the substrate 50 is removed from the first electrode 30 through the driving means of the substrate support 20.

이후 진공을 파기하고 개폐수단(11)을 개봉하여 기판(50)을 인출함으로써 식각 공정이 완료된다.After that, the etching process is completed by breaking the vacuum and opening and closing the opening and closing means 11 to take out the substrate 50.

본 발명의 기술적 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been specifically described in accordance with the above preferred embodiments, it is to be noted that the above-described embodiments are intended to be illustrative and not restrictive. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

상기와 같은 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치 및 이를 이용한 플라즈마 처리 방법에 의하여, 습식 식각에 비하여 소형의 장치를 사용하여 신속하게 식각을 수행하고 제조비용을 절감하면서 환경 유해성 폐기물이 발생되지 않도록 하는 플라즈마 처리 장치 및 이를 이용한 플라즈마 처리 방법을 제공할 수 있다.By the plasma processing apparatus and the plasma processing method using the same according to the present invention as described above, the plasma treatment to quickly perform the etching using a small device compared to the wet etching and to reduce the production cost while reducing the environmentally hazardous waste An apparatus and a plasma processing method using the same can be provided.

또한, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치 및 이를 이용한 플라즈마 처리 방 법에 의하여 종래의 건식 식각에 비하여 기판 상의 식각이 요구되지 않는 면을 효율적으로 보호하도록 하여 최종 제품의 수율을 상승시키고 불량 발생을 방지할 수 있다.In addition, by using the plasma processing apparatus and the plasma processing method using the same according to the present invention to increase the yield of the final product and prevent the occurrence of defects by efficiently protecting the surface that does not require etching on the substrate compared to the conventional dry etching Can be.

Claims (27)

제1가스가 분사되는 제1전극;A first electrode to which the first gas is injected; 상기 제1전극과 상호 이격되어 기판을 지지하는 기판 지지대; 및A substrate support for supporting a substrate spaced apart from the first electrode; And 상기 기판 지지대와 이격배치되며, 전원이 인가되고 제2가스가 분사되어 상기 기판 지지대에 지지된 상기 기판과의 사이에 플라즈마를 형성시키는 제2전극;A second electrode spaced apart from the substrate support and configured to form a plasma between the substrate supported on the substrate support by applying power and injecting a second gas; 을 포함하되,&Lt; / RTI &gt; 상기 제1전극에는 상기 제1가스를 상기 기판 상의 외각 방향으로 유동시키도록 분사공이 구비되며, 상기 분사공은 상기 제1가스를 상기 제1전극으로 공급하는 공급공과 연통되고,The first electrode is provided with injection holes to flow the first gas in the outer direction on the substrate, the injection hole is in communication with the supply hole for supplying the first gas to the first electrode, 상기 제1전극의 상기 분사공은 상기 공급공에서 분기된 다수 개가 상기 공급공으로부터 등각을 이루어 형성되거나, 상기 공급공과 동심을 이루는 환형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The injection hole of the first electrode is plasma processing apparatus, characterized in that a plurality of branches branched from the supply hole is formed to be conformal to the supply hole or formed in an annular concentric with the supply hole. 제1항에 있어서, 상기 제1전극 또는 상기 기판 지지대에 상기 제1전극과 상기 기판 지지대와의 상호 이격 조정을 가변할 수 있는 구동수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the first electrode or the substrate support is provided with driving means for varying the mutually spaced adjustment between the first electrode and the substrate support. 제1항에 있어서, 상기 제1가스는 비반응성 가스인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus of claim 1, wherein the first gas is a non-reactive gas. 제3항에 있어서, 상기 비반응성 가스는 수소, 질소 또는 불활성 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.4. The plasma processing device of claim 3, wherein the non-reactive gas comprises hydrogen, nitrogen, or an inert gas. 제1항에 있어서, 상기 제1전극에는 상기 제1가스를 상기 기판 상으로 분사시키도록 다수의 분사공이 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus of claim 1, wherein a plurality of injection holes are formed in the first electrode to inject the first gas onto the substrate. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제1전극의 상기 분사공은 상기 공급공으로부터 상기 기판 상의 외각 방향으로 경사를 이루어 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus of claim 1, wherein the injection hole of the first electrode is formed to be inclined in an outer direction on the substrate from the supply hole. 제7항에 있어서, 상기 경사는 굴절 또는 만곡형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.8. The plasma processing apparatus of claim 7, wherein the inclination is formed in a refractive or curved shape. 제1항에 있어서, 상기 제1전극의 상기 분사공은 상기 기판 상의 외각 방향으로 확산 또는 수렴형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus of claim 1, wherein the injection hole of the first electrode is diffused or convergent in an outer direction on the substrate. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제1전극의 상기 분사공은 상기 공급공에서, 상기 기판으로부터 원거리의 제1분기점에서 분기된 제1분사공과 상기 기판으로부터 근거리의 제2분기점에서 분기된 제2분사공을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The injection hole of claim 1, wherein the injection hole of the first electrode is a first injection hole branched at a first branch point far from the substrate and a second injection hole branched at a second branch point near the substrate in the supply hole. Plasma processing apparatus comprising a. 제11항에 있어서, 상기 제1분기점에서 분기된 상기 제1분사공은 상기 제2분기점에서 분기된 상기 제2분사공보다 더 큰 지름을 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus of claim 11, wherein the first injection hole branched from the first branch point has a larger diameter than the second injection hole branched from the second branch point. 제11항에 있어서, 상기 제1분기점에서 분기된 상기 제1분사공은 상기 제2분기점에서 분기된 상기 제2분사공보다 상기 기판의 더 외각 방향으로 상기 제1가스를 분사하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.12. The method of claim 11, wherein the first injection hole branched from the first branch point is formed to spray the first gas in a more outer direction of the substrate than the second injection hole branched from the second branch point. Plasma processing apparatus. 제13항에 있어서, 상기 제1분사공 또는 상기 제2분사공은 상기 공급공에서 분기된 다수 개가 상기 공급공으로부터 등각을 이루어 형성되거나, 상기 공급공과 동심을 이루는 환형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The method of claim 13, wherein the first injection hole or the second injection hole is a plurality of branches formed in the supply hole is formed at an angle from the supply hole, characterized in that formed in an annular concentric with the supply hole Plasma processing apparatus. 제11항에 있어서, 상기 공급공은 상기 제1분기점에서 상기 제2분기점까지의 지름이 수축형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.12. The plasma processing apparatus of claim 11, wherein the supply hole shrinks in diameter from the first branch point to the second branch point. 제11항에 있어서, 상기 제1분사공 또는 상기 제2분사공은 상기 기판의 외각 방향으로 확산 또는 수렴형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus of claim 11, wherein the first injection hole or the second injection hole is diffused or convergent in an outer direction of the substrate. 제1항에 있어서, 상기 기판 지지대는, 챔버 상부 또는 하부로부터 연장되고 승하강가능한 암이 상기 기판을 지지하거나, 상기 챔버 하부에 구비되며 승하강가능한 다수의 핀이 상기 기판을 지지하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The substrate support of claim 1, wherein the substrate support is formed such that an arm extending and descending from the top or the bottom of the chamber supports the substrate, or a plurality of pins provided at the bottom of the chamber and the liftable pin support the substrate. A plasma processing apparatus characterized by the above-mentioned. 제1항에 있어서, 상기 제2가스는 반응성 가스인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus of claim 1, wherein the second gas is a reactive gas. 제18항에 있어서, 상기 반응성 가스는 불소계 또는 산소계를 포함하는 가스인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.19. The plasma processing apparatus of claim 18, wherein the reactive gas is a gas containing fluorine or oxygen. 제1항에 있어서, 상기 제2전극에는 고주파 전력이 인가되고, 상기 제1전극은 접지연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus of claim 1, wherein high frequency power is applied to the second electrode, and the first electrode is grounded. 제1항에 있어서, 상기 제2전극에는 상기 제2가스를 상기 기판 방향으로 분사시키도록 다수의 분사공이 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus of claim 1, wherein a plurality of injection holes are formed in the second electrode to inject the second gas toward the substrate. 제1항에 있어서, 상기 제2전극에는 상기 기판 지지대와의 간격을 조절하는 승하강 수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus of claim 1, wherein the second electrode is provided with lifting means for adjusting a distance from the substrate support. 플라즈마 처리 장치 내의 제1전극 및 제2전극 사이의 기판 지지대 상에 기판을 안착시키는 단계;Mounting a substrate on a substrate support between the first electrode and the second electrode in the plasma processing apparatus; 상기 기판과 상기 제1전극과의 사이 간극을 조정하는 단계;Adjusting a gap between the substrate and the first electrode; 상기 제2전극을 이동시켜 상기 제1전극 또는 상기 기판 지지대 상에 고정된 상기 기판과의 간격을 조정하는 단계;Moving the second electrode to adjust a distance from the substrate fixed on the first electrode or the substrate support; 상기 기판의 제1면 상에 제1가스를 분사시키고, 제2면 상에 제2가스를 분사시키는 단계; 및Injecting a first gas onto a first surface of the substrate and injecting a second gas onto a second surface; And 상기 제2전극에 전원을 인가하여 플라즈마를 형성시켜 상기 기판의 제2면을 플라즈마 처리하는 단계;Plasma treatment of the second surface of the substrate by forming a plasma by applying power to the second electrode; 를 포함하는 플라즈마 처리 방법.Plasma processing method comprising a. 제23항에 있어서, 상기 간극은 0.1 내지 0.7 ㎜인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.24. The plasma processing method of claim 23, wherein the gap is 0.1 to 0.7 mm. 삭제delete 제23항에 있어서, 상기 기판 처리 단계에서 플라즈마는 CF4, CHF4, SF6, C2F6 및 C4F8로 구성되는 일 군에서 선택되어지는 적어도 하나 이상의 반응성 가스로서 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.24. The method of claim 23, wherein in the substrate processing step, the plasma is formed as at least one reactive gas selected from the group consisting of CF 4 , CHF 4 , SF 6 , C 2 F 6 and C 4 F 8 . Plasma treatment method. 제26항에 있어서, 상기 반응성 가스에 산소계 가스가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.27. The plasma processing method of claim 26, wherein the reactive gas further comprises an oxygen-based gas.
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