KR101569881B1 - 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 그리고 지지 부재 세정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 장치는, 내부에 처리공간을 제공하는 챔버와 제1 부재와 이에 인접하게 위치하는 제2 부재를 포함하며, 상기 처리공간에서 기판을 지지하는 지지 부재와 상기 기판 상으로 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급 유닛과 상기 처리공간에 제공된 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 플라즈마 소스와 상기 제1 부재와 상기 제2 부재 사이의 틈을 세정하는 세정 부재를 포함한다.

Description

지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 그리고 지지 부재 세정 방법{SUPPORTING UNIT AND APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE COMPRISING THE SAME AND METHOD FOR CLEANING SUPPORTING MEMBER}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체소자를 제조하기 위해서, 기판에 포토리소그라피, 식각, 애싱, 이온주입, 박막증착, 그리고 세정 등 다양한 공정을 수행하여 기판 상에 원하는 패턴을 형성한다. 이 중 식각 공정은 기판 상에 형성된 막 중 선택된 영역을 제거하는 공정으로 습식식각과 건식식각이 사용된다.
이 중 건식식각을 위해 플라즈마를 이용한 식각 장치가 사용된다. 일반적으로 플라즈마를 형성하기 위해서는 챔버의 내부공간에 전자기장을 형성하고, 전자기장은 챔버 내에 제공된 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다.
플라즈마는 이온이나 전자, 라디칼등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말한다. 플라즈마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성된다. 식각 공정은 플라즈마에 함유된 이온 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다.
플라즈마를 이용한 기판 처리 공정으로 인하여 챔버 내부에는 여러가지 부산물이 발생될 수 있다. 챔버 내부에는 이러한 부산물을 배기하는 배기 부재가 제공되나, 챔버 내부의 모든 부산물 등 이물이 챔버 외부로 배기되지 못한다. 일부 이물질은 기판을 지지하는 지지부재의 틈에 모이기도 한다. 이처럼 지지부재 내부로 들어간 이물질은 지지부재의 수명을 단축할 수 있고, 기판 처리 공정의 효율을 저하시킬 수 있다.
본 발명은 지지 부재 내부에 위치하는 이물질을 제거할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판 처리 장치의 수명을 증가시키고, 기판 처리 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 장치는, 내부에 처리공간을 제공하는 챔버와 제1 부재와 이에 인접하게 위치하는 제2 부재를 포함하며, 상기 처리공간에서 기판을 지지하는 지지 부재와 상기 기판 상으로 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급 유닛과 상기 처리공간에 제공된 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 플라즈마 소스와 상기 제1 부재와 상기 제2 부재 사이의 틈을 세정하는 세정 부재를 포함한다.
상기 세정 부재는 퍼지가스를 상기 틈으로 제공하는 하나 또는 복수개의 퍼지가스 공급 부재, 상기 퍼지가스가 저장되는 저장탱크 및 상기 저장탱크와 상기 퍼지가스 공급 부재들을 연결하는 이동라인을 포함할 수 있다.
상기 퍼지가스 공급 부재는 상기 틈의 하단에 연결될 수 있다.
상기 제1 부재는 상기 기판을 지지하도록 제공되고, 상기 제2 부재는 상기 제1 부재를 감싸도록 제공될 수 있다.
상기 제1 부재는 유전체를 포함하는 지지판으로 제공되고, 상기 제2 부재는 포커스 링으로 제공될 수 있다.
또한, 본 발명은 지지 유닛을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지지 유닛은, 제1 부재와 이에 인접하게 위치하는 제2 부재를 포함하며, 기판을 지지하는 지지 부재와 상기 제1 부재와 상기 제2 부재 사이의 틈을 세정하는 세정 부재를 포함한다.
상기 세정 부재는 퍼지가스를 상기 틈으로 제공하는 하나 또는 복수개의 퍼지가스 공급 부재, 상기 퍼지가스가 저장되는 저장탱크 및 상기 저장탱크와 상기 퍼지가스 공급 부재들을 연결하는 이동라인을 포함할 수 있다.
상기 퍼지가스 공급부재는 상기 틈의 하단에 연결될 수 있다.
상기 제1 부재는 상기 기판을 지지하도록 제공되고, 상기 제2 부재는 상기 제1 부재를 감싸도록 제공될 수 있다.
또한, 본 발명은 지지 부재 세정 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지지 부재 세정 방법은, 복수개의 부재들이 결합되어 기판을 지지하는 지지 부재를 세정하는 방법에 있어서, 상기 복수개의 부재들 사이의 틈에 퍼지가스를 제공하여 이물을 제거한다.
상기 지지 부재는 상기 기판이 지지되는 제1 부재 및 상기 제1 지지 부재를 감싸도록 제공되는 제2 부재를 포함하되, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재 사이의 틈에 퍼지가스를 제공하여 이물을 제거할 수 있다.
상기 퍼지가스는 상기 틈의 하단으로부터 상단으로 이동하면서 이물을 제거할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은, 기판이 챔버 내부 처리공간으로 반송되고, 지지 부재 상부에 지지되는 제1 반송 단계, 상기 기판이 플라즈마에 의해 처리되는 처리 단계 및 상기 지지 부재에 지지된 상기 기판이 상기 챔버 외부로 반송되는 제2 반송 단계 및 상기 기판을 지지하는 지지 부재를 구성하는 복수개의 부재들 사이의 틈에 퍼지가스를 제공하여 이물을 제거하는 세정 단계를 포함한다.
상기 지지 부재는 상기 기판이 지지되는 제1 부재 및 상기 제1 지지 부재를 감싸도록 제공되는 제2 부재를 포함하되, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재 사이의 틈에 퍼지가스를 제공하여 이물을 제거할 수 있다.
상기 퍼지가스는 상기 틈의 하단으로부터 상단으로 이동하면서 이물을 제거할 수 있다.
상기 세정 단계는 제1 반송 단계 전에 또는 제2 반송 단계 이후에 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판 처리 장치의 지지 부재 내부에 위치하는 이물질을 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판 처리 장치의 수명을 증가시키고, 기판 처리 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 지지 유닛의 단면을 보여주는 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치가 지지 부재를 세정하는 기판 처리 방법을 보여주는 순서도이다.
도 4 및 도 5는 도 2의 지지 유닛 내부의 이물이 제거되는 과정을 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 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(2000), 공정 가스 공급 유닛(300), 플라즈마 소스(400) 그리고 배플 유닛(500)을 포함한다.
챔버(100)는 기판 처리 공정이 수행되는 처리공간을 제공한다. 챔버(100)는 하우징(110), 밀폐 커버(120), 그리고 라이너(130)를 포함한다.
하우징(110)은 내부에 상면이 개방된 공간을 가진다. 하우징(110)의 내부 공간은 기판 처리 공정이 수행되는 처리공간으로 제공된다. 하우징(110)은 금속 재질로 제공된다. 하우징(110)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 하우징(110)은 접지될 수 있다. 하우징(110)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성된다. 배기홀(102)은 배기 라인(151)과 연결된다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 하우징의 내부 공간에 머무르는 가스는 배기 라인(151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 하우징(110) 내부는 소정 압력으로 감압된다.
밀폐 커버(120)는 하우징(110)의 개방된 상면을 덮는다. 밀폐 커버(120)는 판 형상으로 제공되며, 하우징(110)의 내부공간을 밀폐시킨다. 밀폐 커버(120)는 유전체(dielectric substance) 창을 포함할 수 있다.
라이너(130)는 하우징(110) 내부에 제공된다. 라이너(130)는 상면 및 하면이 개방된 공간이 내부에 형성된다. 라이너(130)는 원통 형상으로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110)의 내측면에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110)의 내측면을 따라 제공된다. 라이너(130)의 상단에는 지지 링(131)이 형성된다. 지지 링(131)은 링 형상의 판으로 제공되며, 라이너(130)의 둘레를 따라 라이너(130)의 외측으로 돌출된다. 지지 링(131)은 하우징(110)의 상단에 놓이며, 라이너(130)를 지지한다. 라이너(130)는 하우징(110)과 동일한 재질로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110) 내측면을 보호한다. 공정 가스가 여기되는 과정에서 챔버(100) 내부에는 아크(Arc) 방전이 발생될 수 있다. 아크 방전은 주변 장치들을 손상시킨다. 라이너(130)는 하우징(110)의 내측면을 보호하여 하우징(110)의 내측면이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지한다. 또한, 기판 처리 공정 중에 발생한 불순물이 하우징(110)의 내측벽에 증착되는 것을 방지한다. 라이너(130)는 하우징(110)에 비하여 비용이 저렴하고, 교체가 용이하다. 따라서, 아크 방전으로 라이너(130)가 손상될 경우, 작업자는 새로운 라이너(130)로 교체할 수 있다.
하우징(110)의 내부에는 지지 유닛(2000)이 위치한다. 지지 유닛(2000)은 처리공간에서 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(2000)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척(210)을 포함할 수 있다. 이와 달리, 지지 유닛(2000)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 정전 척(210)을 포함하는 지지 유닛(2000)에 대하여 설명한다.
지지 유닛(2000)은 지지 부재(200)와 세정 부재(290)를 포함한다. 세정 부재(290)는 지지 부재(200) 내부의 이물을 제거하여 지지 부재(200)를 세정한다.
지지 부재(200)는 정전 척(210), 절연 플레이트(250) 그리고 하부 커버(270)를 포함한다. 지지 부재(200)는 챔버(100) 내부에서 하우징(110)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치될 수 있다.
정전 척(210)은 유전판(220), 전극(223), 히터(225), 지지판(230), 그리고 포커스 링(240)을 포함한다.
유전판(220)은 정전 척(210)의 상단부에 위치한다. 유전판(220)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공된다. 유전판(220)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 유전판(220)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 갖는다. 때문에, 기판(W) 가장자리 영역은 유전판(220)의 외측에 위치한다. 유전판(220)에는 제1 공급 유로(221)가 형성된다. 제1 공급 유로(221)는 유전판(210)의 상면으로부터 저면으로 제공된다. 제1 공급 유로(221)는 서로 이격하여 복수개 형성되며, 기판(W)의 저면으로 열전달 매체가 공급되는 통로로 제공된다.
유전판(220)의 내부에는 하부 전극(223)과 히터(225)가 매설된다. 하부 전극(223)은 히터(225)의 상부에 위치한다. 하부 전극(223)은 제1 하부 전원(223a)과 전기적으로 연결된다. 제1 하부 전원(223a)은 직류 전원을 포함한다. 하부 전극(223)과 제1 하부 전원(223a) 사이에는 스위치(223b)가 설치된다. 하부 전극(223)은 스위치(223b)의 온/오프(ON/OFF)에 의해 제1 하부 전원(223a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치(223b)가 온(ON) 되면, 하부 전극(223)에는 직류 전류가 인가된다. 하부 전극(223)에 인가된 전류에 의해 하부 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 유전판(220)에 흡착된다.
히터(225)는 제2 하부 전원(225a)과 전기적으로 연결된다. 히터(225)는 제2 하부 전원(225a)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 유전판(220)을 통해 기판(W)으로 전달된다. 히터(225)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 소정 온도로 유지된다. 히터(225)는 나선 형상의 코일을 포함한다.
유전판(220)의 하부에는 지지판(230)이 위치한다. 유전판(220)의 저면과 지지판(230)의 상면은 접착제(236)에 의해 접착될 수 있다. 지지판(230)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 지지판(230)의 상면은 중심 영역이 가장자리 영역보다 높게 위치되도록 단차질 수 있다. 지지판(230)의 상면 중심 영역은 유전판(220)의 저면에 상응하는 면적을 가지며, 유전판(220)의 저면과 접착된다. 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. 제1 순환 유로(231)는 지지판(230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제1 순환 유로(231)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제1 순환 유로(231)들은 서로 연통될 수 있다. 제1 순환 유로(231)들은 동일한 높이에 형성된다.
제2 순환 유로(232)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공된다. 제2 순환 유로(232)는 지지판(230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제2 순환 유로(232)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제2 순환 유로(232)들은 서로 연통될 수 있다. 제2 순환 유로(232)는 제1 순환 유로(231)보다 큰 단면적을 가질 수 있다. 제2 순환 유로(232)들은 동일한 높이에 형성된다. 제2 순환 유로(232)는 제1 순환 유로(231)의 하부에 위치될 수 있다.
제2 공급 유로(233)는 제1 순환 유로(231)부터 상부로 연장되며, 지지판(230)의 상면으로 제공된다. 제2 공급 유로(243)는 제1 공급 유로(221)에 대응하는 개수로 제공되며, 제1 순환 유로(231)와 제1 공급 유로(221)를 연결한다.
제1 순환 유로(231)는 열전달 매체 공급라인(231b)을 통해 열전달 매체 저장부(231a)와 연결된다. 열전달 매체 저장부(231a)에는 열전달 매체가 저장된다. 열전달 매체는 불활성 가스를 포함한다. 실시예에 의하면, 열전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함한다. 헬륨 가스는 공급 라인(231b)을 통해 제1 순환 유로(231)에 공급되며, 제2 공급 유로(233)와 제1 공급 유로(221)를 순차적으로 거쳐 기판(W) 저면으로 공급된다. 헬륨 가스는 플라즈마에서 기판(W)으로 전달된 열이 정전 척(210)으로 전달되는 매개체 역할을 한다.
제2 순환 유로(232)는 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 냉각 유체 저장부(232a)와 연결된다. 냉각 유체 저장부(232a)에는 냉각 유체가 저장된다. 냉각 유체 저장부(232a) 내에는 냉각기(232b)가 제공될 수 있다. 냉각기(232b)는 냉각 유체를 소정 온도로 냉각시킨다. 이와 달리, 냉각기(232b)는 냉각 유체 공급 라인(232c) 상에 설치될 수 있다. 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 제2 순환 유로(232)에 공급된 냉각 유체는 제2 순환 유로(232)를 따라 순환하며 지지판(230)을 냉각한다. 지지판(230)은 냉각되면서 유전판(220)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킨다.
포커스 링(240)은 정전 척(210)의 가장자리 영역에 배치된다. 포커스 링(240)은 링 형상을 가지며, 유전판(220)의 둘레를 따라 배치된다. 포커스 링(240)의 상면은 외측부(240a)가 내측부(240b)보다 높도록 단차질 수 있다. 포커스 링(240)의 상면 내측부(240b)는 유전판(220)의 상면과 동일 높이에 위치된다. 포커스 링(240)의 상면 내측부(240b)는 유전판(220)의 외측에 위치된 기판(W)의 가장자리 영역을 지지한다. 포커스 링(240)의 외측부(240a)는 기판(W)의 가장자리 영역을 둘러싸도록 제공된다. 포커스 링(240)은 챔버(100) 내에서 플라즈마가 기판(W)과 마주하는 영역으로 집중되도록 한다.
지지판(230)의 하부에는 절연 플레이트(250)가 위치한다. 절연 플레이트(250)는 지지판(230)에 상응하는 단면적으로 제공된다. 절연 플레이트(250)는 지지판(230)과 하부 커버(270) 사이에 위치한다. 절연 플레이트(250)는 절연 재질로 제공되며, 지지판(230)과 하부 커버(270)를 전기적으로 절연시킨다.
하부 커버(270)는 지지 부재(200)의 하단부에 위치한다. 하부 커버(270)는 하우징(110)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치한다. 하부 커버(270)는 상면이 개방된 공간이 내부에 형성된다. 하부 커버(270)의 상면은 절연 플레이트(250)에 의해 덮어진다. 따라서 하부 커버(270)의 단면의 외부 반경은 절연 플레이트(250)의 외부 반경과 동일한 길이로 제공될 수 있다. 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.
하부 커버(270)는 연결 부재(273)를 갖는다. 연결 부재(273)는 하부 커버(270)의 외측면과 하우징(110)의 내측벽을 연결한다. 연결 부재(273)는 하부 커버(270)의 외측면에 일정한 간격으로 복수개 제공될 수 있다. 연결 부재(273)는 지지 부재(200)를 챔버(100) 내부에서 지지한다. 또한, 연결 부재(273)는 하우징(110)의 내측벽과 연결됨으로써 하부 커버(270)가 전기적으로 접지(grounding)되도록 한다. 제1 하부 전원(223a)과 연결되는 제1 전원라인(223c), 제2 하부 전원(225a)과 연결되는 제2 전원라인(225c), 열전달 매체 저장부(231a)와 연결된 열전달 매체 공급라인(231b) 그리고 냉각 유체 저장부(232a)와 연결된 냉각 유체 공급 라인(232c)등은 연결 부재(273)의 내부 공간을 통해 하부 커버(270) 내부로 연장된다.
도 2는 도 1의 지지 유닛의 단면을 보여주는 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 세정 부재(290)는 퍼지가스 공급 부재(291), 저장탱크(293), 그리고 이동라인(295)을 포함한다.
퍼지가스 공급 부재(291)는 지지 부재(200) 내부에 퍼지가스를 공급한다. 지지 부재(200)는 상술한 바와 같이 복수개의 부재들이 결합되어 제공된다. 따라서, 지지 부재(200)를 구성하는 복수개의 부재들 사이에 미세한 틈이 발생할 수 있다. 일 예에 의하면, 유전체(220)와 지지판(230) 그리고 포커스 링(240) 사이에 미세한 틈(299)이 발생할 수 있다. 이때 유전체(220)를 포함하는 지지판(230)을 제1 부재로 정의하고, 포커스 링을 제2 부재로 정의할 수 있다. 기판(W)을 지지하는 제1 부재와 제1 부재를 감싸도록 제공되는 제2 부재 사이에는 미세한 틈(299)이 발생될 수 있다. 이러한 틈(299)에 기판 처리 공정에서 발생하는 부산물과 외부에서 유입된 이물 등이 모여서 적층될 수 있다. 퍼지가스 공급 부재(291)는 지지 부재(200) 내부에 발생되는 틈(299)에 위치할 수 있다. 퍼지가스 공급 부재(291)는 지지 부재(200) 내부에 수직 방향으로 발생되는 틈(299)의 하단부에 위치할 수 있다. 일 예에 의하면, 퍼지가스 공급 부재(291)는 유전판(220)과 포커스 링(240) 또는 지지판(230)과 포커스 링(240) 사이에 위치하는 수직 방향의 틈(299) 하단에 위치할 수 있다. 퍼지가스 공급 부재(291)는 복수개의 홀(291)을 포함할 수 있다. 퍼지가스 공급 부재(291)는 일정한 간격으로 위치하는 복수개의 홀(291)에서 퍼지가스가 수직 상방으로 분사될 수 있도록 제공될 수 있다.
저장탱크(293)는 퍼지가스 공급 부재(291)로 제공되는 퍼지가스가 저장된다. 저장탱크(293)는 지지 부재(200) 외부에 위치할 수도 있다. 이동라인(295)은 저장탱크(293)와 퍼지가스 공급 부재(291)를 연결한다. 이동라인(295)은 퍼지가스가 저장탱크(293)에서 퍼지가스 공급 부재(291)로 이동하는 통로를 제공한다. 이동라인(295) 상에는 밸브(297)가 제공된다. 밸브(297)는 이동라인(295)을 통과하는 퍼지가스를 제어할 수 있다.
도시되지 않았지만, 세정 부재(290)는 진공압 제공 부재(미도시)를 포함할 수도 있다. 진공압 제공 부재(미도시)는 복수개의 홀(291)에 진공압을 제공할 수 있다. 이로 인하여, 지지 부재(200) 내부의 틈(299)에 위치하는 이물을 흡입하여 제거할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 공정 가스 공급 유닛(300)은 챔버(100) 내부에 공정 가스를 공급한다. 공정 가스 공급 유닛(300)은 가스 공급 노즐(310), 가스 공급 라인(320), 그리고 가스 저장부(330)를 포함한다. 가스 공급 노즐(310)은 밀폐 커버(120)의 중앙부에 설치된다. 가스 공급 노즐(310)의 저면에는 분사구가 형성된다. 분사구는 밀폐 커버(120)의 하부에 위치하며, 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(320)은 가스 공급 노즐(310)과 가스 저장부(330)를 연결한다. 가스 공급 라인(320)은 가스 저장부(330)에 저장된 공정 가스를 가스 공급 노즐(310)에 공급한다. 가스 공급 라인(320)에는 밸브(321)가 설치된다. 밸브(321)는 가스 공급 라인(320)을 개폐하며, 가스 공급 라인(320)을 통해 공급되는 공정 가스의 유량을 조절한다.
플라즈마 소스(400)는 챔버(100) 내에 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 플라즈마 소스(400)로는 유도결합형 플라즈마(ICP: inductively coupled plasma) 소스가 사용될 수 있다. 플라즈마 소스(400)는 안테나 실(410), 안테나(420), 그리고 플라즈마 전원(430)을 포함한다. 안테나 실(410)은 하부가 개방된 원통 형상으로 제공된다. 안테나 실(410)은 내부에 공간이 제공된다. 안테나 실(410)은 챔버(100)와 대응되는 직경을 가지도록 제공된다. 안테나 실(410)의 하단은 밀폐 커버(120)에 탈착 가능하도록 제공된다. 안테나(420)는 안테나 실(410)의 내부에 배치된다. 안테나(420)는 복수 회 감기는 나선 형상의 코일로 제공되고, 플라즈마 전원(430)과 연결된다. 안테나(420)는 플라즈마 전원(430)으로부터 전력을 인가받는다. 플라즈마 전원(430)은 챔버(100) 외부에 위치할 수 있다. 전력이 인가된 안테나(420)는 챔버(100)의 처리공간에 전자기장을 형성할 수 있다. 공정 가스는 전자기장에 의해 플라즈마 상태로 여기된다.
배플 유닛(500)은 하우징(110)의 내측벽과 지지부재(400)의 사이에 위치된다. 배플 유닛(500)은 관통홀(511)이 형성된 배플(510)을 포함한다. 배플(510)은 환형의 링 형상으로 제공된다. 배플(510)에는 복수의 관통홀(511)들이 형성된다. 하우징(110) 내에 제공된 공정 가스는 배플(510)의 관통홀(511)들을 통과하여 배기홀(102)로 배기된다. 배플(510)의 형상 및 관통홀(511)들의 형상에 따라 공정 가스의 흐름이 제어될 수 있다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치에서 지지 부재를 세정하는 기판 처리 방법을 보여주는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은 지지 유닛을 세정하는 단계(S10), 기판이 챔버 내부로 반송되고, 지지 부재 상부에 지지되는 단계(S20), 기판이 플라즈마로 처리되는 단계(S30), 기판이 챔버 외부로 반송되는 단계(S40), 그리고 지지 유닛을 세정하는 단계(S50)를 포함할 수 있다. 이와 달리, 지지 유닛을 세정하는 단계(S10, S50)는 공정 진행 상황에 따라 어느 하나만 수행될 수도 있다.
이하에서는 지지 유닛을 세정하는 단계에 대하여 상세히 설명한다.
챔버(100) 내부에는 기판 처리 공정이 진행되면 공정 중에 발생되는 불순물이나 챔버(100) 외부에서 유입된 이물이 발생될 수 있다. 이러한 이물 중 일부는 배기홀(102)을 통하여 외부로 배기되나, 일부는 챔버(100) 내부에 잔류할 수 있다. 챔버(100) 내부에 잔류하는 이물은 지지 부재(200) 내부의 틈(299)에 쌓이게 될 수 있다. 지지 부재(200)의 틈(299)에 누적된 이물은 틈(299)이 협소하여 제거가 어렵고, 기판 처리 장치의 고장의 원인이 될 수 있다.
이에 본 발명의 일 실시예에서는 지지 부재(200) 내부에 세정 부재(290)를 제공하여 지지 부재(200)를 세정한다. 상술한 바와 같이, 세정 부재(290)는 지지 부재(200)를 구성하는 복수개의 부재들 사이의 틈(299)에 퍼지가스를 공급하여 이물을 제거한다. 지지 부재(200) 내부의 틈에 위치하는 이물을 제거하여 기판 처리 장치의 고장을 방지하고, 고장으로 인한 장비의 가동 중단을 예방함으로써 기판 처리 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 4 및 도 5는 도 2의 지지 유닛 내부의 이물이 제거되는 과정을 보여주는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 세정 부재(290)는 지지 부재(200)의 틈(299)에 연결되어 퍼지가스를 제공한다. 세정 부재(290)는 수직 방향으로 연장된 지지 부재(200)의 틈(299) 하단과 연결될 수 있다. 세정 부재(290)는 지지 부재(200)의 틈(299) 하단으로부터 상부로 퍼지가스를 제공한다. 이로 인하여 지지 부재(200)의 틈(299)에 적층된 부산물들이 퍼지가스와 함께 지지 부재(200) 외부로 이동되면서 세정된다.
이상에서는 지지 부재(200)에서 포커스 링(240)과 유전판(220) 그리고 포커스 링(240)과 지지판(230) 사이의 틈(299)에 적층된 이물을 제거하는 과정을 설명하였다. 이와 달리, 지지 부재(200) 내부에서 발생될 수 있는 지지 부재(200)의 부품들 사이의 간격마다 세정 부재(290)가 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 유도결합형 플라즈마(ICP: inductively coupled plasma) 소스를 포함하는 기판 처리 장치를 중심으로 설명하였으나, 이와 달리 용량 결합형 플라즈마(CCP: capacitively coupled plasma)가 사용되는 기판 처리 장치나 플라즈마를 이용한 애싱 공정에 사용되는 기판을 지지하는 지지 부재에 적용될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 기판 처리 장치 100: 챔버
110: 하우징 2000: 지지 유닛
200: 지지 부재 290: 세정 부재
300: 공정 가스 공급 유닛 400: 플라즈마 소스
420: 안테나 500: 배플 유닛

Claims (16)

  1. 삭제
  2. 내부에 처리공간을 제공하는 챔버와;
    제1 부재와 이에 인접하게 위치하는 제2 부재를 포함하며, 상기 처리공간에서 기판을 지지하는 지지 부재와;
    상기 기판 상으로 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급 유닛과;
    상기 처리공간에 제공된 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 플라즈마 소스와;
    기판이 상기 처리공간으로 반송되기 전 또는 기판이 상기 챔버의 외부로 반송된 후, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재 사이의 틈을 세정하는 세정 부재;를 포함하되,
    상기 세정 부재는
    퍼지가스를 상기 틈으로 제공하는 하나 또는 복수개의 퍼지가스 공급 부재;
    상기 퍼지가스가 저장되는 저장탱크; 및
    상기 저장탱크와 상기 퍼지가스 공급 부재들을 연결하는 이동라인;을 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 퍼지가스 공급 부재는 상기 틈의 하단에 연결되는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 부재는 상기 기판을 지지하도록 제공되고,
    상기 제2 부재는 상기 제1 부재를 감싸도록 제공되는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 부재는 유전체를 포함하는 지지판으로 제공되고,
    상기 제2 부재는 포커스 링으로 제공되는 기판 처리 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 기판이 챔버 내부 처리공간으로 반송되고, 지지 부재 상부에 지지되는 제1 반송 단계;
    상기 기판이 플라즈마에 의해 처리되는 처리 단계; 및
    상기 지지 부재에 지지된 상기 기판이 상기 챔버 외부로 반송되는 제2 반송 단계; 및
    상기 지지 부재를 구성하는 복수개의 부재들 사이의 틈에 퍼지가스를 제공하여 이물을 제거하는 세정 단계를 포함하되,
    상기 세정 단계는 제1반송 단계 전에 또는 제2반송 단계 이후에 제공되는 기판 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 지지 부재는
    상기 기판이 지지되는 제1 부재; 및
    상기 제1 지지 부재를 감싸도록 제공되는 제2 부재;를 포함하되,
    상기 제1 부재와 상기 제2 부재 사이의 틈에 퍼지가스를 제공하여 이물을 제거하는 기판 처리 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 퍼지가스는 상기 틈의 하단으로부터 상단으로 이동하면서 이물을 제거하는 기판 처리 방법.
  16. 삭제
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