KR101559024B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치는, 내부에 상면이 개방된 처리 공간을 가지는 챔버와; 상기 챔버 내에 배치되며 기판을 지지하는 지지 유닛과; 상기 챔버의 개방된 상면에 설치되어 상기 개방된 상면을 덮는 유전판과; 상기 챔버 내로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 상기 유전판의 상부에 배치되며, 상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 안테나와; 상기 안테나의 상부에 배치되어 상기 유전판을 가열하는 가열 유닛을 포함한다.

Description

기판 처리 장치{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 플라즈마(plasma)는 이온이나 전자, 라디칼 등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말하며, 플라즈마는 매우 높은 온도나 강한 전계 혹은 고주파 전자계에 의해 생성된다.
플라즈마 처리 장치는 반응 물질을 플라즈마 상태로 만들어 반도체 기판상에 증착하거나, 플라즈마 상태의 반응 물질을 이용하여 기판을 세정, 애싱(ashing) 또는 식각 처리하는 장치를 말한다.
최근에 반도체 산업이 발달함에 따라 반도체 장치는 고용량 및 고기능화를 추구하고, 그에 따라서 좁은 공간에 보다 많은 소자의 집적이 필요하게 되었다. 그에 따라, 반도체 장치 제조기술은 패턴을 극미세화 및 고집적하도록 연구 및 개발되고 있다. 이러한 극미세화 및 고집적을 위해 제조공정에서 반응가스를 활정화시켜 플라즈마 상태로 변형하여, 상기 플라즈마 상태의 반응가스의 양이온 또는 라디칼이 반도체 기판의 소정영역을 식각하는 플라즈마를 이용한 건식식각기술이 많이 이용되고 있다.
특히, 유도 결합 플라즈마(ICP) 공정 장치에 있어서 고주파 전원의 전달 경로로 유전체 창(dielectric window)을 많이 사용한다. 공정 시작 시나 공정 진행 중에 챔버 내부의 플라즈마 등의 영향을 받아서 공정을 진행할수록 온도가 변해 공정 결과가 서로 상이한 경우가 발생한다.
따라서, 종래 유전체 창의 외측에 유전체 창을 둘러싸도록 히터를 제공하여 유전체 창을 가열하는 방법이 사용되었다. 그러나 이 경우 유전체 창의 가장자리 영역에 비해 중앙 영역이 가열이 잘 이루어지지 않아 공정 효율이 저하되었다.
본 발명은 플라즈마를 이용한 기판의 처리 공정시 유전판을 전체적으로 가열하여 공정 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 유전판의 온도를 영역별로 정밀하게 제어하여 유전판의 온도 분포를 균일화할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치는, 내부에 상면이 개방된 처리 공간을 가지는 챔버와; 상기 챔버 내에 배치되며 기판을 지지하는 지지 유닛과; 상기 챔버의 개방된 상면에 설치되어 상기 개방된 상면을 덮는 유전판과; 상기 챔버 내로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 상기 유전판의 상부에 배치되며, 상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 안테나와; 상기 안테나의 상부에 배치되어 상기 유전판을 가열하는 가열 유닛을 포함한다.
일 예에 의하면, 상기 가열 유닛은, 복수의 램프와; 각각의 상기 램프로부터 상기 유전판으로 조사되는 광의 조사각을 한정하는 조사각 제한 유닛을 포함한다.
일 예에 의하면, 상기 조사각 제한 유닛은 상기 광이 상기 안테나에 직접 조사되지 않도록 상기 램프의 측부를 감싸도록 제공되는 측벽을 가지는 하우징을 포함한다.
일 예에 의하면, 상기 조사각 제한 유닛은 하부가 개방된 공간을 제공하도록 측벽 및 상벽을 가지는 하우징을 포함하고, 상기 램프는 상기 공간 내에 배치된다.
일 예에 의하면, 상기 하우징은 상기 광이 상기 안테나에 직접 조사되지 않도록 제공된다.
일 예에 의하면, 상기 하우징의 내벽은 상기 광을 반사시키는 재질로 제공된다.
일 예에 의하면, 상기 하우징 및 상기 램프는 링 형상으로 제공된다.
일 예에 의하면, 상기 하우징은 수평축을 중심으로 회전 가능하게 제공된다.
일 예에 의하면, 상기 하우징의 내부에는 탈착 가능하게 제공되는 반사 부재가 설치된다.
일 예에 의하면, 상기 반사 부재는 제1 반사 부재 및 제2 반사 부재를 포함하고, 상기 제1 반사 부재와 상기 제2 반사 부재는 서로 다른 반사 각도를 가지며, 상기 하우징에는 상기 제1 반사 부재 및 상기 제2 반사 부재 중 선택된 어느 하나가 설치된다.
일 예에 의하면, 상기 안테나는, 상기 챔버의 중앙 영역에 플라즈마를 발생시키는 제1 안테나와, 상기 제1 안테나의 외측으로 이격되어 배치되고, 상기 챔버의 가장자리 영역에 플라즈마를 발생시키는 제2 안테나를 포함하되, 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나는 링 형상으로 제공된다.
일 예에 의하면, 상기 가열 유닛은 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 사이 영역의 상부에 위치되는 제1 가열 유닛을 포함한다.
일 예에 의하면, 상기 가열 유닛은 상기 제2 안테나의 외측 상부에 위치되는 제2 가열 유닛을 더 포함한다.
일 예에 의하면, 상기 가열 유닛은 상기 제1 안테나의 내측 상부에 위치되는 제3 가열 유닛을 더 포함한다.
일 예에 의하면, 상기 유전판의 측부에서 상기 유전판을 가열하는 히터를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 플라즈마를 이용한 기판의 처리 공정시 유전판을 전체적으로 가열하여 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 유전판의 온도를 영역별로 정밀하게 제어하여 유전판의 온도 분포를 균일화할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 유전판 상부의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에서 광이 조사되는 영역을 보여주는 도면이다.
도 4 내지 도 6은 도 2의 안테나와 가열 유닛이 배치된 모습의 평면도이다.
도 7은 도 2의 가열 유닛의 다른 예이다.
도 8 및 도 9는 도 2의 가열 유닛의 또 다른 예이다.
도 10a는 도 8의 하우징에 결착된 반사 부재의 일 예이다.
도 10b는 도 8의 하우징에 결착된 반사 부재의 다른 예이다.
도 11은 도 2의 가열 유닛의 또 다른 예이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 각 도면은 명확한 설명을 위해 일부가 간략하거나 과장되게 표현되었다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 도시되었음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 모습을 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리한다. 예를 들어, 기판 처리 장치(10)는 기판(W)에 대하여 식각 공정을 수행할 수 있다. 기판 처리 장치(10)는 챔버(100), 지지 유닛(200), 유전판(300), 가스 공급 유닛(400), 안테나(500), 그리고 가열 유닛(600)을 포함한다.
챔버(100)는 기판(W)의 처리 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 챔버(100)는 챔버 하우징(110) 및 라이너(130)를 포함한다.
챔버 하우징(110)은 내부에 상면이 개방된 공간을 가진다. 챔버 하우징(110)의 내부 공간은 기판(W)의 처리 공정이 수행되는 공간으로 제공된다. 챔버 하우징(110)은 금속 재질로 제공된다. 챔버 하우징(110)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 챔버 하우징(110)은 접지될 수 있다. 챔버 하우징(110)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성된다. 배기홀(102)은 배기 라인(151)과 연결된다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 챔버 하우징(110)의 내부 공간에 머무르는 가스는 배기 라인(151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 챔버 하우징(110) 내부는 소정 압력으로 감압된다.
라이너(130)는 챔버 하우징(110) 내부에 제공된다. 라이너(130)는 상면 및 하면이 개방된 내부 공간을 가진다. 라이너(130)는 원통 형상으로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 챔버 하우징(110)의 내측면에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 라이너(130)는 챔버 하우징(110)의 내측면을 따라 제공된다. 라이너(130)는 챔버 하우징(110)의 내측면을 보호하여 챔버 하우징(110)의 내측면이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지한다. 또한, 라이너(130)는 기판(W) 처리 공정 중에 발생한 불순물이 챔버 하우징(110)의 내측벽에 증착되는 것을 방지한다.
지지 유닛(200)은 챔버 하우징(110)의 내부에 배치된다. 지지 유닛(200)은 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(200)은 정전기력(electrostatic force)을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척(210)을 포함할 수 있다. 이와 달리, 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 정전 척(210)을 포함하는 지지 유닛(200)에 대하여 설명한다.
지지 유닛(200)은 정전 척(210), 절연 플레이트(250) 및 하부 커버(270)를 포함한다. 지지 유닛(200)은 챔버(100) 내부에서 챔버 하우징(110)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치된다. 정전 척(210)은 내부 유전판(220), 전극(223), 내부 히터(225), 지지판(230), 그리고 포커스 링(240)을 포함한다.
내부 유전판(220)은 정전 척(210)의 상단부에 위치한다. 내부 유전판(220)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공된다. 내부 유전판(220)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 내부 유전판(220)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 갖는다. 내부 유전판(220)에는 기판(W)의 저면으로 열전달 매체가 공급되는 통로로 이용되는 제1 공급 유로(221)가 형성된다. 내부 유전판(220) 내에는 전극(223)과 내부 히터(225)가 매설된다. 전극(223)은 히터(225)의 상부에 위치한다. 전극(223)은 제1 하부 전원(223a)과 전기적으로 연결된다. 전극(223)에 인가된 전류에 의해 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 내부 유전판(220)에 흡착된다. 내부 히터(225)는 제2 하부 전원(225a)과 전기적으로 연결된다. 내부 히터(225)는 제2 하부 전원(225a)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 내부 유전판(220)을 통해 기판(W)으로 전달된다. 내부 히터(225)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 소정 온도로 유지된다. 내부 히터(225)는 나선 형상의 코일을 포함한다. 내부 유전판(220)의 하부에는 지지판(230)이 위치한다. 내부 유전판(220)의 저면과 지지판(230)의 상면은 접착제(236)에 의해 접착될 수 있다. 지지판(230)에는 제1 순환 유로(231), 제2 순환 유로(232), 그리고 제2 공급 유로(233)가 형성된다. 제1 순환 유로(231)는 열전달 매체가 순환하는 통로로 제공된다. 제2 순환 유로(232)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공된다. 제2 공급 유로(233)는 제1 순환 유로(231)와 제1 공급 유로(221)를 연결한다. 포커스 링(240)은 정전 척(210)의 가장자리 영역에 배치된다. 포커스 링(240)은 링 형상을 가지며, 내부 유전판(220)의 둘레를 따라 배치되어 기판(W)의 가장자리 영역을 지지한다. 지지판(230)의 하부에는 절연 플레이트(250)가 위치한다. 절연 플레이트(250)는 절연 재질로 제공되며, 지지판(230)과 하부 커버(270)를 전기적으로 절연시킨다. 하부 커버(270)는 지지 유닛(200)의 하단부에 위치한다. 하부 커버(270)의 내부 공간에는 반송되는 기판(W)을 외부의 반송 부재로부터 정전 척(210)으로 이동시키는 리프트 핀 모듈(미도시) 등이 위치할 수 있다.
가스 공급 유닛(400)은 챔버 하우징(110) 내부에 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(400)은 가스 공급 노즐(410), 가스 공급 라인(420), 그리고 가스 저장부(430)를 포함한다. 가스 공급 노즐(410)은 유전판(300)의 중앙부에 설치된다. 가스 공급 노즐(410)의 저면에는 분사구가 형성된다. 분사구는 유전판(300)의 하부에 위치하며, 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(420)은 가스 공급 노즐(410)과 가스 저장부(430)를 연결한다. 가스 공급 라인(420)은 가스 저장부(430)에 저장된 공정 가스를 가스 공급 노즐(410)에 공급한다. 가스 공급 라인(420)에는 밸브(421)가 설치된다. 밸브(421)는 가스 공급 라인(420)을 개폐하며, 가스 공급 라인(420)을 통해 공급되는 공정 가스의 유량을 조절한다.
도 2는 도 1의 유전판 상부의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2에서 광이 조사되는 영역을 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 유전판(300)은 챔버 하우징(110)의 개방된 상면을 덮는다. 유전판(300)은 판 형상으로 제공되며, 챔버 하우징(110)의 내부 공간을 밀폐시킨다. 유전판(300)은 유전체창(dielectric window)을 포함할 수 있다.
유전판(300)은 챔버(100)의 진공 상태를 유지할 수 있게 하는 동시에 후술하는 안테나(500)에서 발생된 전자기장이 챔버(100) 내부로 통과할 수 있도록 한다. 안테나(500)에서 발생한 전자기장이 유전판(300)을 통해 챔버(100) 내부로 통과해 들어가고, 챔버(100) 내부의 가스와 반응하여 플라즈마를 형성한다.
안테나(500)는 유전판(300)의 상부에 배치된다. 안테나(500)는 챔버(100) 내의 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 안테나(500)는 안테나 실(510)의 내부에 배치된다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 안테나(500)는 복수 회 감기는 나선 형상의 코일로 제공될 수 있다. 안테나(500)는 제1 안테나(510)와 제2 안테나(520)를 포함한다. 제1 안테나(510)는 유전판(300) 상부의 중앙 영역에 배치된다. 제1 안테나(510)는 챔버(100)의 중앙 영역에 플라즈마를 발생시킨다. 제2 안테나(520)는 제1 안테나(510)의 외측으로 이격되어 배치된다. 제2 안테나(520)는 챔버(100)의 가장 자리 영역에 플라즈마를 발생시킨다. 제1 안테나(510)와 제2 안테나(520)는 링 형상으로 제공된다. 이와 달리 안테나의 형상 및 수는 다양하게 변경될 수 있다.
안테나 실(510)은 하부가 개방된 원통 형상으로 제공된다. 안테나 실(510)은 내부에 공간이 제공된다. 안테나 실(510)은 챔버(100)와 대응되는 직경을 가지도록 제공된다. 안테나 실(510)의 하단은 유전판(300)에 탈착 가능하도록 제공된다.
안테나(500)에는 플라즈마 전원(530)이 연결된다. 안테나(500)는 플라즈마 전원(530)으로부터 전력을 인가받는다. 일 예로, 안테나(500)에는 고주파 전력이 인가될 수 있다. 고주파 전력이 인가되면, 안테나(500)는 가스 공급 유닛(400)으로부터 공급된 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시킨다. 플라즈마 전원(530)은 챔버(100) 외부에 위치할 수 있다. 고주파 전력이 인가된 안테나(500)는 챔버(100)의 처리 공간에 전자기장을 형성할 수 있다. 공정 가스는 전자기장에 의해 플라즈마 상태로 여기된다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 가열 유닛(600)은 안테나(500)의 상부에 배치된다. 가열 유닛(600)은 유전판(300)을 가열한다. 가열 유닛(600)은 유전판(300)의 온도를 일정 수준의 고온으로 유지시킨다. 가열 유닛(600)은 제1 가열 유닛(610), 제2 가열 유닛(620) 및 제3 가열 유닛(630)을 포함한다.
도 4 내지 도 6은 도 2의 안테나와 가열 유닛이 배치된 모습의 평면도이다.
도 4를 참조하면, 가열 유닛(600)은 제1 가열 유닛(610)과 제2 가열 유닛(620)이 함께 배치될 수 있다. 제1 가열 유닛(610)은 제1 안테나(510)와 제2 안테나(520) 사이 영역의 상부에 위치된다. 제2 가열 유닛(620)은 제2 안테나(520)의 외측 상부에 위치된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 가열 유닛(610)은 제1 안테나(510)와 제2 안테나(520) 사이 영역에 배치되어, 제1 안테나(510)와 제2 안테나(520) 사이 영역 하부의 유전판(300)의 영역(A)을 가열한다. 또한, 제2 가열 유닛(630)은 제2 안테나(520)의 외측 영역(B)을 가열한다. 도 4에서는 제1 가열 유닛(610)이 일정 간격 이격되어 4개가 배치되고, 제2 가열 유닛(620)은 제1 가열 유닛(610)의 사이사이에 4개가 배치된 것으로 예시하였다. 그러나, 제1 및 제2 가열 유닛(610,620)의 개수, 배치 및/또는 형태는 다양하게 변경 가능하다. 예컨대, 제1 및 제2 가열 유닛(610,620)은 각각 링 형상의 1개의 램프가 제공될 수 있다.
도 5를 참조하면, 가열 유닛(600)은 제1 가열 유닛(610)만이 배치되고, 제2 가열 유닛(620)은 생략될 수 있다. 제1 가열 유닛(610)의 배치와 구조는 도 4의 제1 가열 유닛(610)과 동일하게 제공된다.
도 6을 참조하면, 가열 유닛(600)은 제1 가열 유닛(610) 및 제2 가열 유닛(620)에 더하여 제3 가열 유닛(630)이 추가적으로 배치될 수 있다. 제1 가열 유닛(610)과 제2 가열 유닛(620)의 배치와 구조는 도 4와 동일하게 제공된다. 제3 가열 유닛(630)은 제1 안테나(510)의 내측 상부에 위치된다. 도 6에서 제3 가열 유닛(630)은 1개가 배치되었으나 그 형태와 개수는 변경 가능하다. 선택적으로, 제3 가열 유닛(630)은 생략될 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 가열 유닛(600)은, 도 3을 참조하면, 고주파 전원(RF 소스) 인가에 의한 열원을 배제한 상태에서 유전판(300) 전체 영역의 온도를 정밀제어하기 위해 유전판(300)을 중앙 영역(A)와 가장자리 영역(B)으로 나눠 가열한다. 따라서 가열 유닛(600)의 열원은 고주파 전원으로 인해 직접 히팅되는 영역(A,B 이외의 영역)을 제외하면, 유전판(300)의 A, B 영역에 2개 이상의 발열 구조를 가지며 이를 통해 이중 온도 제어를 유지할 수 있다. 이러한 구조는 대면적 유전판(300)의 온도 균일도를 일정 온도(약 3도) 이내로 유지할 수 있다.
도 7은 도 2의 가열 유닛의 다른 예이고, 도 8 및 도 9는 도 2의 가열 유닛의 또 다른 예이다.
가열 유닛(600)은 램프(650)와 조사각 제한 유닛(640)을 포함한다. 램프(650)는 복수 개가 이용된다. 일 예로, 램프(650)는 할로겐 램프가 사용될 수 있다. 램프(650)는 유전판(300)의 온도를 일정 수준의 고온으로 유지시키는 열원으로 작용한다.
조사각 제한 유닛(640)은 램프(650)의 개수에 대응하여 램프(650)마다 설치된다. 조사각 제한 유닛(640)은 각각의 램프(650)로부터 유전판으로 조사되는 광의 조사각을 한정한다.
조사각 제한 유닛(640)은 하우징(643)을 포함한다. 도 7을 참조하면, 하우징(643a)은 램프(650)의 측부를 감싸도록 제공되는 측벽(641a)을 가진다. 이는 상기 광이 안테나(500)에 직접 조사되지 않도록 하기 위함이다.
도 8을 참조하면, 가열 유닛(600)은 램프(650)와 하우징(643b)을 포함한다. 램프(650)는 도 7과 동일하게 제공된다. 하우징(643b)은 하부가 개방된 공간을 제공하도록 측벽(641b) 및 상벽(642b)을 가진다. 램프(650)는 하우징(643b)의 상기 공간 내에 배치된다. 마찬가지로, 하우징(643b)은 상기 광이 안테나(500)에 직접 조사되지 않도록 제공된다.
챔버(100) 내의 상부 영역은 안테나(500)와 배치된 아래 영역과 안테나(500)가 배치되지 않은 안테나(500) 사이사이의 아래 영역 간에 온도차가 발생한다. 즉, 안테나(500)가 배치된 아래의 챔버(100) 내 상부 영역이 온도가 상대적으로 더 높게 형성된다. 따라서 하우징(643a,643b)은 광을 유전판(300)에 집중시켜 안테나(500)가 배치되지 않은 챔버(100) 내 상부 영역의 온도를 높일 수 있다. 이는 챔버(100) 내부의 온도 분포를 전체적으로 균일하게 형성할 수 있게 한다.
상기와 같이 하우징(643a,643b)은 안테나(500)의 과열을 방지하기 위해 안테나(500)에 램프(650)의 광이 직접 도달하지 않게 한다. 즉, 하우징(643a,643b)은 상기 광이 안테나(500)의 사이 공간으로 유전판(300)에 조사되도록 유도한다.
또한, 하우징(643a,643b)의 내벽은 상기 광을 반사시키는 재질로 제공된다. 이는 상기 광이 유전판(300)에 더 많이 도달될 수 있도록 돕는다.
이상에서는 유전판(300)을 가열하는 열원으로 램프를 예시하였으나, 이와 달리 열원은 CNT(carbon nanotube) 필름 히터(film heater) 등 비금속 발열체 또는 비접촉 방식으로 구현 가능하다.
도 9를 참조하면, 가열 유닛(600)은 램프(650)와 하우징(643a,643b)을 포함한다. 램프(650)와 하우징(643b)는 도 7과 동일하게 제공된다. 여기서 하우징(643a,643b)은 수평축(X)을 중심으로 회전 가능하게 제공된다. 하우징(643a,643b)은 수평축(X)을 기준으로 좌우로 일정 각도 기울기 조절이 가능하다. 이는 상기 램프(650)로부터 발하는 광의 조사 범위를 조절하여 안테나(500)에 직접 조사되지 않도록 하면서 유전판(300)의 특정 영역으로 상기 광을 집중시키기 위함이다. 하우징(643a,643b)의 회전은 작업자에 의해 변경되거나 또는 구동기에 의해 작동하도록 할 수 있다.
도 10a는 도 8의 하우징에 결착된 반사 부재의 일 예이고, 도 10b는 도 8의 하우징에 결착된 반사 부재의 다른 예이다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 하우징(643a,643b)의 내부에는 반사 부재(645)가 설치된다. 반사 부재(645)는 탈착 가능하게 제공될 수 있다. 즉, 반사 부재(645)는 교체 가능하다. 반사 부재(645)는 제1 반사 부재(645a) 및 제2 반사 부재(645b)를 포함한다.
도 10a 및 도 10b에서와 같이, 제1 반사 부재(645a)와 제2 반사 부재(645b)는 서로 다른 반사 각도를 가진다. 하우징(643a,643b)에는 제1 반사 부재(645a) 및 제2 반사 부재(645b) 중 선택된 어느 하나가 설치된다. 따라서 램프(650)에서 조사되는 광은 선택적으로 배치된 제1 반사 부재(645a) 또는 제2 반사 부재(645b)에 의해 안테나(500)에 직접 조사되지 않도록 제어될 수 있다. 더불어, 상기 광을 유전판(300)의 특정 영역으로 집중시킬 수 있다. 즉, 반사 각도가 상이한 여러 반사 부재(645)를 구비함으로써 반사각을 가변 제어하여 유전판(300)의 특정 부위에 필요한 국부적인 온도 제어를 진행할 수 있다.
상기와 같이 본 발명은 측벽(641a,641b)을 갖는 하우징(643a,643b), 회전 가능하게 제공되는 하우징(643a,643b) 및/또는 반사 부재(645)를 적어도 하나 이상 구비함으로써 램프(650)로부터 발하는 광의 조사각을 제한하여 상기 광이 안테나(500)에 직접 조사되지 않도록 한다.
도 11은 도 2의 가열 유닛의 또 다른 예이다. 도 11을 참조하면, 일 예에 따라 하우징(643c) 및 램프(650a)는 링 형상으로 제공될 수 있다. 즉, 링 형상의 램프(650a)가 하부가 개방된 링 형상의 하우징(643c) 내부에 배치되어 광을 조사한다. 여기서 램프(650a)는 링 형상의 할로겐 램프가 이용될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 기판 처리 장치(10)는 유전판(300)의 측부에서 유전판(300)을 가열하는 히터(700)를 더 포함할 수 있다. 여기서 히터(700)는 쉬즈 히터(sheath heater)가 이용될 수 있다. 따라서 본 발명은 유전판(300) 상부에 배치되는 가열 유닛(600)과 유전판(300)의 측부에 위치되는 히터(700)를 동시에 작동시킴으로써 유전판(300)의 온도 제어를 보다 효율적으로 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명은 플라즈마를 이용한 기판(W)의 처리 공정시 유전판(300)을 전체적으로 가열하여 공정 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 유전판(300)의 온도를 영역별로 정밀하게 제어하여 유전판(300)의 온도 분포를 균일화할 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 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.
10 : 기판 처리 장치 100 : 챔버
200 : 지지 유닛 300 : 유전판
400 : 가스 공급 유닛 500 : 안테나
510 : 제1 안테나 520 : 제2 안테나
600 : 가열 유닛 610 : 제1 가열 유닛
620 : 제2 가열 유닛 630 : 제3 가열 유닛
640 : 조사각 제한 유닛 641a,641b : 측벽
642b : 상벽 643,643a,643b,643c: 하우징
645 : 반사 부재 645a : 제1 반사 부재
645b : 제2 반사 부재 650,650a : 램프
700 : 히터

Claims (15)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 상면이 개방된 처리 공간을 가지는 챔버와;
    상기 챔버 내에 배치되며 기판을 지지하는 지지 유닛과;
    상기 챔버의 개방된 상면에 설치되어 상기 개방된 상면을 덮는 유전판과;
    상기 챔버 내로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
    상기 유전판의 상부에 배치되며, 상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 안테나와;
    상기 안테나의 상부에 배치되어 상기 유전판을 가열하는 가열 유닛을 포함하고,
    상기 가열 유닛은,
    복수의 램프와;
    각각의 상기 램프로부터 상기 유전판으로 조사되는 광의 조사각을 한정하는 조사각 제한 유닛을 포함하고,
    상기 조사각 제한 유닛은 상기 광이 상기 안테나에 직접 조사되지 않도록 상기 램프의 측부를 감싸도록 제공되는 측벽 및 하부가 개방된 공간을 제공하도록 상벽을 가지는 하우징을 포함하고, 상기 램프는 상기 공간 내에 배치되며,
    상기 하우징은 수평축을 중심으로 회전 가능하게 제공되는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 광이 상기 안테나에 직접 조사되지 않도록 제공되는 기판 처리 장치.
  6. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 하우징의 내벽은 상기 광을 반사시키는 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
  7. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 하우징 및 상기 램프는 링 형상으로 제공되는 기판 처리 장치.
  8. 삭제
  9. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 하우징의 내부에는 탈착 가능하게 제공되는 반사 부재가 설치되는 기판 처리 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 반사 부재는 제1 반사 부재 및 제2 반사 부재를 포함하고,
    상기 제1 반사 부재와 상기 제2 반사 부재는 서로 다른 반사 각도를 가지며,
    상기 하우징에는 상기 제1 반사 부재 및 상기 제2 반사 부재 중 선택된 어느 하나가 설치되는 기판 처리 장치.
  11. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 안테나는,
    상기 챔버의 중앙 영역에 플라즈마를 발생시키는 제1 안테나와,
    상기 제1 안테나의 외측으로 이격되어 배치되고, 상기 챔버의 가장자리 영역에 플라즈마를 발생시키는 제2 안테나를 포함하되,
    상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나는 링 형상으로 제공되는 기판 처리 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 가열 유닛은 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 사이 영역의 상부에 위치되는 제1 가열 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 가열 유닛은 상기 제2 안테나의 외측 상부에 위치되는 제2 가열 유닛을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 가열 유닛은 상기 제1 안테나의 내측 상부에 위치되는 제3 가열 유닛을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  15. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 유전판의 측부에서 상기 유전판을 가열하는 히터를 더 포함하는 기판 처리 장치.
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