KR101546447B1 - 배플 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR101546447B1 KR1020140032947A KR20140032947A KR101546447B1 KR 101546447 B1 KR101546447 B1 KR 101546447B1 KR 1020140032947 A KR1020140032947 A KR 1020140032947A KR 20140032947 A KR20140032947 A KR 20140032947A KR 101546447 B1 KR101546447 B1 KR 101546447B1
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Abstract

기판 처리 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 상부가 개방된 챔버 바디와, 상기 챔버 바디의 개방된 상부를 밀폐하는 챔버 리드를 갖는 공정 챔버; 상기 챔버 리드와 연결되고, 공정시 플라즈마를 발생시켜 공정 챔버(100)로 공급하는 플라즈마 생성부; 상기 공정 챔버 내에 기판을 지지하는 서셉터; 및 상기 서셉터와 상기 챔버 리드 사이에 위치되고, 상기 플라즈마 생성부에서 생성된 플라즈마를 상기 서셉터에 놓여지는 기판으로 분사하는 분사홀들을 갖는 배플을 포함하되; 상기 배플은 상기 분사홀들이 형성된 베이스부와 상기 베이스부의 둘레에 제공되며 상기 챔버 리드에 고정되는 테두리부를 포함하며,상기 테두리부는 전계가 분산되도록 그루브들을 갖는 패턴면을 갖는다.

Description

배플 및 이를 포함하는 기판 처리 장치{BAFFLE AND SUBSTRATE TREATING APPARATUS INCLUDING THE BAFFLE}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 반도체 플라즈마 진공처리 장치 내에 고전압 인가 시 발생하는 아크 데미지(Arc Damage)를 방지하기 위한 구조로 접지면 Texturing 방법을 고안하여 설비 내 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 배플 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
아크 방전은 고전류 저전압의 특성을 갖는다. 글로우 방전(Glow Discharge)은 +, -의 전위차로 강전계가 형성되면 양이온이 음극에 충돌하고 음극에서 전자가 방출되다. 즉, 전계로 전자가 방출되고 강전계가 가속되면서 기체 분자와 원자와 충돌하여 방전을 이룬다. 아크 방전 (Arc Discharge)은 글로우 방전 후 급격히 전류가 증가하면서 이온의 음극면 충돌 작용으로 전압이 감소하여 열 전자 방출 형태를 띈다. 아크 방전의 순서는 글로우 방전 상태에서 전압이 증가하게 되고 음극에서 열전자 방출이 일어난다. 그 뒤 양 전극에서 플라즈마가 도통이 된 후에 저전압 고전류 특성이 발생하게 되고 이 상태가 기체 방전의 최종형태가 된다. 우선 아크 방전은 두 전극이 일정한 갭 (Sheath Length보다 더 긴 간격)에서 발생하게 되고, 아크 방전이 일어나게 되면 Pressure Wave와 Sound Wave가 발생하고 순간적으로 파편이 발생된다. 그때 뜨거운 공기가 급속도로 팽창하게 되고 강렬한 불빛을 일으키며 이때 온도는 ~20,000℃이고 이러한 온도는 금속 전극을 녹일 정도의 높은 온도 이므로 금속 전극이 순간 녹으면서 기화되어 날라가게 된다. 이렇듯 아크 방전은 금속의 파편을 만들고 불순물 오염과 파티클(Particle)에 민감한 반도체 공정에 악영향을 미치게 된다.
플라즈마를 이용한 반도체 진공 설비에서는 챔버 내부를 진공상태로 유지시킨 후 밸브를 이용하여 공정 압력을 맞춘 뒤 고전압을 플라즈마 소스에 인가하여 방전을 하여 공정을 진행한다. 플라즈마에는 준중성기체로 하전 입자, 중성자와 라디컬 등이 존재한다. 최근 반도체 선폭이 감소하면서 플라즈마 데미지에 대한 연구가 지속적으로 연구되어 왔다. 플라즈마 데미지는 Radiation Damage, Physical Damage, Charging Damage가 있다. 이러한 플라즈마 Damage 중 물리적인 손상을 줄이기 위해 플라즈마 소스부와 기판이 놓이는 척 (Chuck) 사이에 배플(Baffle) (=GDP, Showerhead, Grid)이 놓이게 된다.
배플은 특히 전기적으로 이온들을 트랩하는 역할을 하여 순간적으로 전위가 증가되게 된다. 배플은 하나의 도체이나 플라즈마의 하전입자가 국부적으로 배플의 한 부분에 집중될 경우 미세한 갭을 통해서 아크 방전이 일어날 가능성이 높다. 배플은 진공 챔버내 방전부에 노출되고 이를 노출시키기 위해서 챔버 내부에 배플을 스크류를 통하여 장착된다. 스크류는 인력으로 조여서 장착을 하기 때문에 조임이 발생하는 부위 바깥쪽에 미세 틈이 형성되고 이 부위에서 아크 데미지가 유독 강하게 발생된다. 이로 인해 챔버에서 발생한 아킹 데미지에 의해 파티클이 생겨 제품의 수율 저하 및 설비 크린을 목적으로 빈번한 PM 실시로 제품 가동율이 저하된다.
본 발명의 실시예들은 진공 챔버 내 전위차에 의한 아크 방전을 방지하기 위한 배플 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예들은 아크 방전으로 인한 파티클 발생을 방지하기 위한 배플 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예들은 설비의 내구성을 향상시킬 수 있는 배플 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예들은 기생 방전 방지로 인한 공정의 신뢰성 및 재현성 향상을 도모할 수 있는 배플 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상부가 개방된 챔버 바디와, 상기 챔버 바디의 개방된 상부를 밀폐하는 챔버 리드를 갖는 공정 챔버; 상기 챔버 리드와 연결되고, 공정시 플라즈마를 발생시켜 공정 챔버(100)로 공급하는 플라즈마 생성부; 상기 공정 챔버 내에 기판을 지지하는 서셉터; 및 상기 서셉터와 상기 챔버 리드 사이에 위치되고, 상기 플라즈마 생성부에서 생성된 플라즈마를 상기 서셉터에 놓여지는 기판으로 분사하는 분사홀들을 갖는 배플을 포함하되; 상기 배플은 상기 분사홀들이 형성된 베이스부와 상기 베이스부의 둘레에 제공되며 상기 챔버 리드에 고정되는 테두리부를 포함하며, 상기 테두리부는 전계가 분산되도록 그루브들을 갖는 패턴면을 갖는 기판 처리 장치를 제공하고자 한다.
또한, 상기 패턴면은 평균조도의 라인 스펙 범위가 0.5㎛ 범위일 수 있다.
또한, 상기 패턴면의 평균조도의 높이 범위가 0.5㎛ 범위일 수 있다.
또한, 상기 패턴면은 텍스처링(texturing) 또는 널링(knurling) 가공을 통해 제공될 수 있다.
또한, 상기 패턴면의 그루브는 직선, 격자, 톱니형, 도트 형태 중 어느 하나로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 분사홀들이 형성된 베이스부와, 상기 베이스부의 둘레에 제공되며 상기 챔버 리드에 고정되는 테두리부를 포함하되, 상기 테두리부는 전계가 분산되도록 텍스처링(texturing) 또는 널링(knurling) 가공을 통해 형성된 그루브들을 갖는 패턴면을 갖는 배플을 제공하고자 한다.
또한, 상기 패턴면은 평균조도의 라인 스펙 범위가 0.5㎛ 범위이고, 상기 패턴면의 평균조도의 높이 범위가 0.5㎛ 범위일 수 있다.
또한, 상기 패턴면의 그루브는 직선, 격자, 톱니형, 도트 형태 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 실시예들은 진공 챔버 내 전위차에 의한 아크 방전을 방지하여 이로 인한 파티클 발생을 최소화할 수 있는 각별한 효과를 갖는다.
본 발명의 실시예들은 설비의 내구성을 향상시킬 수 있고, 기생 방전 방지로 인한 공정의 신뢰성 및 재현성 향상을 도모할 수 있는 각별한 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 보여주는 평면 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판 처리 장치의 외관도이다.
도 3은 도 2에 도시된 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 4는 배플 구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 종래 배플 장착 구조와 본 발명의 배플 장착 구조를 비교 설명하기 위한 요부 확대도이다.
도 6은 다양한 형태의 패턴 형태를 보여주는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 보여주는 평면 구성도이다.
기판 처리 설비(1000)는 전방에 설비 전방 단부 모듈(equipment front end module,EFEM)이라고 불리는 인덱스 모듈(1110)이 배치된다. 인덱스 모듈(1110)은 프레임(1112)과, 그 일측벽에 기판(w)들이 적재된 2개의 풉(FOUP;F)(일명 캐리어)이 안착되는 그리고 풉(F)의 덮개를 개폐하는 풉 오프너(FOUP opener)라고 불리는 로드 스테이션(1114)을 포함한다. 풉(F)은 생산을 위한 일반적인 로트(lot)용 캐리어로써, 물류 자동화 시스템 (예를 들어 OHT, AGV, RGV 등)에 의하여 로드 스테이션(1114)에 안착된다.
프레임(1112) 내부에는 로드 스테이션(1114)에 안착된 풉(F) 및 공정처리부(1120) 사이에서 기판(w)을 이송하기 위해 동작할 수 있는 이송로봇(1118)이 제공된다. 이 이송로봇(1118)은 풉(F)과 공정처리부(1120) 사이에서 기판을 이송시킨다. 즉, 이 이송로봇(1118)은 로드 스테이션(1114)에 놓여진 풉(F)으로부터 기판을 1회 동작에 적어도 1장씩 반출하여 로드락 챔버(1122)로 각각 반입시킨다. 인덱스 모듈(1110)에 설치되는 이송로봇(1118)은 통상적으로 반도체 제조 공정에서 사용되는 다양한 로봇들이 사용될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 공정처리부(1120)는 인덱스 모듈(1110) 후방에 배치된다. 공정처리부(1120)는 2개의 로드락 모듈(loadlock module)(1122), 반송 모듈(transfer module)(1130), 기판 처리 장치들(process appratus)(10) 그리고 기판 반송 장치(substrate transfer apparatus)(1150)를 포함한다.
공정처리부(1120)는 중앙에 다각 형상의 반송 모듈(1130)이 배치되고, 인덱스 모듈(1110)와 반송 챔버(1130) 사이에는 공정이 수행될 기판들 또는 공정을 마친 기판들이 놓여지는 버퍼 스테이지(미도시됨)들을 갖는 로드락 모듈(1122)이 배치된다. 통상적으로 로드락 모듈(1122)은 두 개 이상의 상이한 환경, 예를 들어 대기압 환경과 진공 환경 사이에서 완충 공간 역할을 하며, 공정처리하기 위한 기판(또는 기판 처리 모듈에서 공정처리된 기판)이 일시적으로 대기하게 된다.
또한, 반송 모듈(1130)의 각각의 측면에는 2장의 기판에 대해 소정공정을 수행하는 기판 처리 장치(10)가 배치된다. 기판 처리 장치(10)는 공정 챔버를 포함하고, 공정 챔버에는 2개의 기판에 대해 공정이 동시에 수행되도록 제1,2서셉터가 나란히 제공될 수 있다. 제1,2서셉터는 기판 출입구를 마주보고 나란히 배치된다.
여기서 기판 처리 장치(10)는 다양한 기판 프로세싱 작동들을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 기판 처리 장치는 포토 레지스트를 제거하기 위해서 플라즈마를 이용하여 포토 레지스트를 제거하는 애싱(ashing) 챔버일 수 있고, 기판 처리 장치는 절연막을 증착시키도록 구성된 CVD 챔버일 수 있고, 기판 처리 장치는 인터커넥트 구조들을 형성하기 위해 절연막에 애퍼쳐(aperture)들이나 개구들을 에치하도록 구성된 에치 챔버일 수 있고, 기판 처리 장치는 기판을 예열 또는 쿨링하는 챔버일 수 있다.
본 실시 예에서는 플라즈마를 이용하여 사진 공정 후 기판상에 남아 있는 불필요한 감광제를 제거하는 플라즈마 애싱 장치를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 플라즈마를 이용하여 반도체 기판을 처리하는 다른 종류의 장치 또는 공정 가스를 이용하여 반도체 기판을 처리하는 다른 종류의 장치에도 적용될 수 있다.
또한, 본 실시 예에서는 플라즈마를 생성시키기 위한 에너지원으로 마이크로파를 예로 들어 설명하지만, 이외에도 고주파 전원 등 다양한 에너지원이 사용될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 기판 처리 장치의 외관도이고, 도 3은 도 2에 도시된 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)는 플라즈마 생성부재에서 생성되는 라디칼을 이용하여 반도체 소자 제조용 기판(이하 기판이라고 함)의 표면을 애싱하기 위한 반도체 제조 장치이다.
기판 처리 장치(10)는, 소정의 밀폐된 분위기를 제공하는 공정 챔버(process chamber, 100), 제1,2서셉터(110a,110b), 배기부재(150), 구획부재(160), 플라즈마 생성부재(140), 배플(170)을 포함한다.
공정 챔버(100)는 내부에 애싱 공정(ashing process)을 수행하는 프로세스 공간을 제공한다. 일 예로, 공정 챔버(100)는 두 개의 기판을 동시에 처리할 수 있는 구조로 제공될 수 있다. 즉, 공정 챔버(100)의 프로세스 공간은 제1공간(a)과 제2공간(b)으로 구획된다. 제1공간(a)과 제2공간(b) 각각은 공정시 수용된 낱장의 기판상에 애싱 공정이 수행되는 공간이다. 공정 챔버(100)의 일측벽에는 제1공간(a)과 제2공간(b)으로 각각 기판 출입이 이루어지는 기판 출입구(105)가 제공된다. 기판 출입구(105)는 게이트 밸브와 같은 개폐도어(104)에 의해 개폐된다.
본 실시예에서는 두 개의 공간(a,b)을 가지는 공정 챔버(100)를 예로 들어 설명하였으나, 공정 챔버(100)는 하나의 기판을 처리하는 단일 챔버 형태로 제공될 수 있다.
공정 챔버(100)는 챔버 바디(101)와 챔버 리드(102)를 포함한다. 챔버 바디(101)는 내부에 공간이 형성되며, 상부벽(101a)이 개방된다. 챔버 바디(101)의 개방된 상부벽(101a)으로 공정가스가 유입된다. 챔버 바디(101)의 바닥벽(101b)에는 배기부재(150)와 연결되는 배기홀(미도시됨)들이 제공된다.
배기부재(150)는 공정 챔버(100)의 내부를 진공 상태로 형성하고, 애싱 공정이 수행되는 동안 발생하는 반응 부산물 등을 배출시키기 위한 것이다. 배기부재(150)는 배기홀들과 연결되는 배기관(152)들 및 감압부재(미도시됨)를 포함한다. 감압부재는 공정 챔버(100) 내부 압력을 감압하도록 제1 및 제2 공간(a, b) 내 가스를 강제로 흡입한다. 감압부재로는 진공펌프(vacuum pump)가 사용될 수 있다.
챔버 리드(102)는 챔버 바디(101)의 상부에 위치한다. 챔버 리드(102)는 챔버 바디(101)의 개방된 상부를 덮는다. 챔버 리드(102)는 상단에 플라스마 생성부재(140)에서 생성된 플라스마가 유입되는 유입부가 형성된다.
공정 챔버(100)의 제1공간(a)과 제2공간(b)에는 공정시 기판을 지지하는 제1,2서셉터(110a,110b)가 각각 설치된다. 제1,2서셉터(110a,110b)로는 정전척(electrode chuck)이 사용될 수 있다. 또한, 제1,2서셉터(110a,110b)는 공정시 기판(W)을 안착시켜 기설정된 공정온도로 가열한다. 제1,2서셉터(110a,110b)는 기판(w)상의 포토레지스터가 제거될 수 있는 적정온도(200-400℃)로 유지될 수 있다. 제1,2서셉터(110a,110b)는 리프트 핀들이 위치하는 핀 홀들을 갖는다.
제1,2서셉터(110a,110b)에는 전력인가기(미도시됨)가 연결될 수 있다. 전력인가기는 제1,2서셉터(110a,110b)에 기설정된 바이어스 전력을 인가한다.
구획부재(160)는 제1 공간(a) 및 제2 공간(b)이 동등한 구조를 갖도록 공정 챔버(100) 내부를 구획하는 구획벽(162)을 포함한다. 구획벽(162)은 공정 챔버(110) 내부 중앙에서 상하로 수직하게 설치된다. 이때, 구획벽(162)은 제1 공간(a) 및 제2 공간(b) 각각이 좌우 대칭되도록 공정 챔버(100) 내부를 구획한다. 구획부재(160)는 제1 공간(a) 및 제2 공간(b)의 분리 배기를 위해 제공된다. 또한, 구획부재(160)는 제1공간(a)의 제1서셉터(110a)에 인가되는 전력과 제2공간(b)의 제2서셉터(110b)에 인가되는 전력이 서로 영향을 받지 않도록 제1 공간(a) 및 제2 공간(b)을 구획한다. 따라서, 구획부재(160)의 재질은 절연체인 것이 바람직하다.
본 실시예에서는 구획부재(160)가 일체형의 구획벽(162)을 구비하여 공정챔버(100)를 구획하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 구획부재의 구조 및 형상, 그리고 설치 방식은 다양하게 변경 및 변형될 수 있다. 예컨대, 구획부재(160)는 구획벽(162)이 서로 분리 가능한 구조로 이루어질 수 있으며, 구획벽(162)은 복수개로 이루어질 수 있다. 또는, 구획부재(160)의 구획벽(162)은 공정 챔버(100)에 고정 설치될 수 있다.
플라즈마 생성부재(140)는 공정시 플라즈마를 발생시켜 공정 챔버(100)로 공급한다. 플라즈마 생성부재(140)로는 원격 플라즈마 발생장치(remote plasma generating apparatus)가 사용된다. 플라즈마 생성부재(140)는 제1생성부재(142) 및 제2 생성부재(144)를 포함한다. 제1 생성부재(142)는 공정시 제1 공급부재(132)로 플라즈마를 공급하고, 제2 생성부재(144)는 공정시 제2 공급부재(134)로 플라즈마를 공급한다. 제1 및 제2 생성부재(142,144) 각각은 마그네트론(magnetron)(142a, 144a), 도파관(wave guide line)(142b, 144b), 그리고 가스 공급관(gas supply line)(142c, 144c)을 포함한다. 마그네트론(142a, 144a)은 공정시 플라즈마 생성을 위한 마이크로파(micro wave)를 발생시킨다. 도파관(142b)은 마그네트론(142a)에서 생성된 마이크로파를 가스 공급관(142c)으로 유도하고, 도파관(144b)은 마그네트론(144a)에서 생성된 마이크로파를 각각의 가스 공급관(144c)으로 유도한다. 가스 공급관(142c, 144c)은 공정시 반응 가스를 공급한다. 이때, 마그네트론(142a, 144b)에서 생성된 마이크로파에 의해 가스 공급관(142c, 144c)을 통해 공급받은 반응가스로부터 플라즈마가 발생된다. 플라즈마 생성부재(140)에서 생성된 플라즈마는 애싱 공정시 공정 챔버(100)로 공급된다.
도 4는 배플 구조를 설명하기 위한 사시도이고, 도 5는 종래 배플 장착 구조와 본 발명의 배플 장착 구조를 비교 설명하기 위한 요부 확대도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 배플(170)은 서셉터와 마주보도록 챔버 리드(102)와 서셉터(110a,110b) 사이에 위치되며, 볼트들에 의해 챔버 리드(102)에 고정된다.
배플(170)은 플라즈마 생성부재(140)으로부터 공정 챔버(100)로 제공된 플라즈마가 기판에 균일하게 분사되도록 한다. 배플(170)은 방전에 따른 높은 온도로 인한 금속 오염을 방지하기 위해 비교적 실리콘내 확산 계수가 낮은 알루미늄 소재로 이루어질 수 있다. 배플(170)은 직진성을 가지는 이온을 걸러내서 소자로부터 물리적인 데미지로부터 보호한다. 배플의 두께는 회사의 챔버 구조에 따라 다양한 두께를 가지고 대략 약 4mm 이상의 두께를 가질 수 있다. 배플(170)은 이온 데미지를 제거할 뿐만 아니라 플라즈마로부터 라디컬과의 반응을 원활하게 시키기 위해 약 1pi~4pi까지의 정공(분사홀)을 뚫어서 다양한 분포로 배치하여 기류의 균일도도 향상 시키는 역할을 한다. 즉, 배플(170)의 역할은 고로 크게 2가지 이다. 이온을 제거하는 역할과 라디컬이 포함되어 있는 플라즈마와 가스 기류를 고르게 분산시켜 기판의 균일도를 향상시키는 역할이 있다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 배플(170)은 플라스마를 여과시킨다. 플라스마는 자유 라디칼들(free radicals)과 이온들(ions)을 포함한다. 자유 라디칼들은 불충분한 결합(incomplete bonding)을 가지며, 전기적으로 중성을 나타낸다. 자유 라디칼들은 반응성이 매우 크며, 기판(W) 상의 물질과 주로 화학 작용을 통하여 공정을 수행한다. 반면, 이온들은 전하를 띠므로 전위차에 따라 일정한 방향으로 가속된다. 가속된 이온들은 기판(W) 상의 물질과 물리적으로 충돌하여 기판 공정을 수행한다. 때문에, 애싱 공정에서 이온들은 포토레지스트막 뿐만 아니라 기판 패턴들과 충돌할 수 있다. 이온들의 충돌은 기판 패턴을 손상시킬 수 있다. 또한, 이온들의 충돌은 패턴들의 전햐량을 변동수 있다. 패턴들의 전하량 변동은 후속 공정에 영향을 미친다. 이처럼, 이온들이 기판(W)으로 직접 공급될 경우, 이온들은 공정 처리에 영향을 미친다. 배플(170)은 상술한 이온들로 인한 문제를 해결하기 위하여 접지된다. 배플(170)의 접지는 플라스마 중 자유 라디칼을 기판(W)으로 이동시키고, 이온들의 이동을 차단한다.
배플(170)은 베이스부(172)와 테두리부(174)를 포함한다.
베이스부(172)는 얇은 원판 형상으로 제공된다. 베이스(172)에는 분사홀(173)들이 형성된다. 분사홀(173)들은 베이스부의 상면으로부터 저면으로 연장되는 관통홀로 제공된다. 분사홀(173)들은 자유 라디칼이 이동하는 통로로 제공된다. 분사홀(173)들은 베이스부(172)의 전체 영역에 복수개 형성된다.
테두리부(174)는 챔버 리드에 고정되는 부분으로 분사홀(173)들이 형성된 베이스부(172)의 둘레를 따라 링 형상으로 제공된다. 테두리부(174)의 상단은 베이스부(172)의 상면보다 높게 위치한다. 테두리부(174)에는 체결홀(175)이 형성된다. 체결홀(175)에는 볼트(미도시)가 삽입된다. 볼트(미도시됨)는 테두리부(174)와 챔버 리드(102)를 결합시킨다. 테두리부(174)의 상면은 챔버 리드(102)의 저면과 접촉된다.
테두리부(174)의 상면은 전계가 분산되도록 그루브(177)들을 갖는 패턴면으로 제공될 수 있다. 일 예로, 패턴면은 평균조도의 라인 스펙 범위가 0.5㎛ 범위이고, 패턴면의 평균조도의 높이 범위가 0.5㎛ 범위일 수 있다. 이러한 패턴면은 텍스처링(texturing) 또는 널링(knurling) 가공을 통해 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 그루브(177)가 테두리부(174)의 길이방향을 따라 호 형상으로 형성되어 있으나, 이는 일 예에 불과하며, 그루브(177)는 테두리부(174)를 가로지르는 방향으로 형성될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 종래 배플 장착 구조에서는 배플(17)과 챔버 리드(102) 간의 미세 틈으로 인하여 아크 데미지가 발생하고, 지속적으로 방전에 노출될 경우 더욱더 아크 데미지가 양산되는 결과를 발생된다. 이러한 아크 데미지를 개선하기 위하여 갭을 줄이거나 제거하기 위하여 노력을 하였으나 큰 개선안을 얻지 못했다. 그러한 이유가 배플(17)이 접합되는 면이 가공을 하면서 미세 갭을 형성할 수 있다는 점과 공정을 위한 방전을 진행 했을 때 배플이 열화되면서 열 변형을 일으켜 미세 갭을 추가로 형성할 수 있어서 배플(17)과 챔버 리드(102)의 접촉면 내에 갭이 없이 완벽하게 접합시킬 수 없다는 한계점이 그 이유이다. 그러나, 본 발명은 배플(170)과 챔버 리드(102)의 접촉면(테두리부의 상면)을 그대로 사용하되 접촉면에 텍스처링을 형성하여 오히려 갭(그루브)을 형성하였다. 즉, 배플(170)의 테두리부(174)의 상면에 무수히 많은 그루브(177)를 형성하여 각 그루브(177)의 모서리로 전계가 집중되나 그 수가 많기 때문에 전계가 분산되는 효과를 기대할 수 있다. 즉, 종래에는 전계가 몇몇 포인트에 집중되었다면 본 발명의 배플은 전계 집중 포인트가 많아지면서 강전계 포인트가 없어져 아크 데미지를 효과적으로 감소시킬 수 있다. 또한, 배플(170)의 테두리부(174)는 배플(170)이 열화되었을 때 솔리드(solid)한 부피가 작아서 챔버 리드(102)와의 접촉되어 접지 향상을 도모시킬 수 있다.
또한, 배플(170)의 테두리부(174)에 형성되는 그루브(177)는 도 6에서와 같이 직선형, 격자형, 톱니형, 도트 형태와 같은 다양한 패턴으로 제공될 수 있다. 즉, 테두리부(174)의 상면에는 한가지 형태의 패턴으로 형성되는 것이 아니라 도 6에 도시된 다양한 패턴 형태가 복합적으로 접촉 부위에 따라 다양하게 적용될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 공정 챔버 150 : 배기부재
160 : 구획부재 170 : 배플
172 : 베이스부 174 : 테두리부

Claims (9)

  1. 상부가 개방된 챔버 바디와, 상기 챔버 바디의 개방된 상부를 밀폐하는 챔버 리드를 갖는 공정 챔버;
    상기 챔버 리드와 연결되고, 공정시 플라즈마를 발생시켜 공정 챔버(100)로 공급하는 플라즈마 생성부;
    상기 공정 챔버 내에 기판을 지지하는 서셉터; 및
    상기 서셉터와 상기 챔버 리드 사이에 위치되고, 상기 플라즈마 생성부에서 생성된 플라즈마를 상기 서셉터에 놓여지는 기판으로 분사하는 분사홀들을 갖는 배플을 포함하되;
    상기 배플은
    상기 분사홀들이 형성된 베이스부와 상기 베이스부의 둘레에 제공되며 상기 챔버 리드에 고정되는 테두리부를 포함하며,
    상기 테두리부는 전계가 분산되도록 그루브들을 갖는 패턴면을 갖는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴면은 평균조도의 라인 스펙 범위가 0.5㎛ 범위인 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 패턴면의 평균조도의 높이 범위가 0.5㎛ 범위인 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴면은 텍스처링(texturing) 또는 널링(knurling) 가공을 통해 제공되는 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴면의 그루브는 직선, 격자, 톱니형, 도트 형태 중 적어도 어느 하나로 제공되는 기판 처리 장치.
  6. 플라스마를 분사하는 배플에 있어서:
    분사홀들이 형성된 베이스부와, 상기 베이스부의 둘레에 제공되며 챔버 리드에 고정되는 테두리부를 포함하되,
    상기 테두리부는 전계가 분산되도록 텍스처링(texturing) 또는 널링(knurling) 가공을 통해 형성된 그루브들을 갖는 패턴면을 갖는 배플.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 패턴면은 평균조도의 라인 스펙 범위가 0.5㎛ 범위인 배플.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 패턴면의 평균조도의 높이 범위가 0.5㎛ 범위인 배플.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 패턴면의 그루브는 직선, 격자, 톱니형, 도트 형태 중 어느 하나로 제공되는 배플.
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