KR101581317B1 - Apparatus and Method for treating substrate - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 기판을 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판처리장치는 내부에 처리공간 및 상부공간을 구획하는 유전판을 가지는 챔버, 상기 처리공간에서 기판을 지지하는 기판지지유닛, 상기 처리공간에 공정가스를 공급하는 가스공급유닛, 상기 처리공간에 제공된 공정가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마소스, 상기 유전판을 가열하는 가열부재, 상기 유전판을 냉각하는 냉각부재, 그리고 상기 가열부재 및 냉각부재를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 공정의 유휴상태 및 공정상태에 따라 상기 유전판에 온도를 상이하게 조절한다. 챔버의 유휴 상태에는 유전판의 온도를 공정상태보다 높게 하여 유전판의 온도를 신속하게 공정온도로 설정할 수 있다.Embodiments of the present invention provide an apparatus and method for processing a substrate. The substrate processing apparatus includes a chamber having a dielectric plate for partitioning a processing space and an upper space therein, a substrate supporting unit for supporting the substrate in the processing space, a gas supply unit for supplying a processing gas to the processing space, A plasma source for generating a plasma from the process gas, a heating member for heating the dielectric plate, a cooling member for cooling the dielectric plate, and a controller for controlling the heating member and the cooling member, And the temperature of the dielectric plate is adjusted differently according to the process conditions. In the idle state of the chamber, the temperature of the dielectric plate can be set higher than the process state, and the temperature of the dielectric plate can be quickly set to the process temperature.

Description

기판처리장치 및 방법{Apparatus and Method for treating substrate}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE [0002]

본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for processing a substrate.

반도체 소자를 제조하는 공정에 있어서 사진, 식각, 박막 증착, 이온주입, 그리고 세정 등 다양한 공정들이 수행된다. 이러한 공정들 중 식각, 박막 증착, 그리고 세정 공정에는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치가 사용된다.In the process of manufacturing a semiconductor device, various processes such as photolithography, etching, thin film deposition, ion implantation, and cleaning are performed. Among these processes, a substrate processing apparatus using plasma is used for etching, thin film deposition, and cleaning processes.

일반적으로 플라즈마 공정은 챔버 내에서 진공 분위기 상태로 진행된다. 도1은 일반적인 플라즈마 처리 장치를 간략하게 보여주는 도면이다. 도1을 참조하면, 챔버의 내부는 상부공간(a)과 처리공간(b)으로 구획된다. 처리공간(a) 및 상부공간(b)은 유전판(2)에 의해 서로 독립된 공간으로 제공된다. 유전판(2)은 히터(4) 및 팬부재(6)에 의해 항상 공정 온도를 유지하도록 제공된다. Generally, the plasma process proceeds in a vacuum atmosphere in the chamber. 1 is a schematic view of a general plasma processing apparatus. Referring to Fig. 1, the interior of the chamber is partitioned into an upper space a and a processing space b. The process space (a) and the upper space (b) are provided by mutually independent spaces by the dielectric plate (2). The dielectric plate 2 is provided by the heater 4 and the fan member 6 so as to always keep the process temperature.

그러나 챔버 내에 기판이 반입되는 과정에서 외부 기류는 챔버 내에 유입되고, 유전판(2)의 온도는 낮아진다. 이로 인해 유전판(2)의 온도가 공정온도에 도달하기 위해서는 상당 시간을 필요로 한다. However, in the process of bringing the substrate into the chamber, the external air flows into the chamber, and the temperature of the dielectric plate 2 is lowered. This requires a considerable amount of time for the temperature of the dielectric plate 2 to reach the process temperature.

또한 유전판(2)을 가열하는 히터(4)는 유전판(2)의 양측에 인접하도록 위치된다. 이로 인해 유전판(2)의 양측 가장자리영역이 공정온도에 도달한 반면, 중앙영역은 공정온도에 도달하지 못한 상태에서 공정이 수행될 수 있다. 이에 따라 기판의 중앙영역과 가장자리영역에 제공되는 플라즈마의 양은 상이해진다.Further, the heater 4 for heating the dielectric plate 2 is positioned adjacent to both sides of the dielectric plate 2. As a result, the process can be carried out with the side edge regions of the dielectric plate 2 reaching the process temperature while the central region can not reach the process temperature. As a result, the amount of plasma provided to the central region and the edge region of the substrate is different.

또한 유전판(2)은 공정온도를 일정하게 유지하도록, 히터(4)는 유전판(2)을 일정온도로 가열하고, 팬(6)은 유전판(2)의 과열을 방지하고자 항시 구동된다. 그러나 공정이 진행되는 동안에는 챔버의 내부 압력 및 주변 환경에 의해 유전판의 온도가 점진적으로 증가된다. The heater 4 heats the dielectric plate 2 to a constant temperature and the fan 6 is always driven to prevent the dielectric plate 2 from overheating so that the dielectric plate 2 keeps the process temperature constant . However, during the process, the temperature of the dielectric plate is gradually increased by the internal pressure of the chamber and the surrounding environment.

이로 인해 유전판(2)의 온도를 공정 진행 시 일정 온도를 유지하지 못하며, 이는 플라즈마를 생성하는데에 있어 악영향을 끼친다.As a result, the temperature of the dielectric plate 2 can not be maintained at a constant temperature during the process, which adversely affects the generation of the plasma.

한국 공개 특허 번호 제2003-0096412호Korean Patent Publication No. 2003-0096412

본 발명은 유전판의 온도를 일정하게 유지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide an apparatus and method that can maintain a constant temperature of a dielectric plate.

또한 본 발명은 플라즈마 공정을 신속하게 수행할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and a method for quickly performing a plasma process.

본 발명의 실시예는 기판을 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판처리장치는 내부에 처리공간 및 상부공간을 구획하는 유전판을 가지는 챔버, 상기 처리공간에서 기판을 지지하는 기판지지유닛, 상기 처리공간에 공정가스를 공급하는 가스공급유닛, 상기 처리공간에 제공된 공정가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마소스, 상기 유전판을 가열하는 가열부재, 상기 유전판을 냉각하는 냉각부재, 그리고 상기 가열부재 및 냉각부재를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 공정의 유휴상태 및 공정상태에 따라 상기 유전판에 온도를 상이하게 조절한다.Embodiments of the present invention provide an apparatus and method for processing a substrate. The substrate processing apparatus includes a chamber having a dielectric plate for partitioning a processing space and an upper space therein, a substrate supporting unit for supporting the substrate in the processing space, a gas supply unit for supplying a processing gas to the processing space, A plasma source for generating a plasma from the process gas, a heating member for heating the dielectric plate, a cooling member for cooling the dielectric plate, and a controller for controlling the heating member and the cooling member, And the temperature of the dielectric plate is adjusted differently according to the process conditions.

상기 제어기는 상기 유휴상태에서 상기 유전판의 온도를 상기 공정상태보다 높도록 상기 가열부재 또는 상기 냉각부재를 제어할 수 있다. 상기 챔버는 내부에 공간을 제공하며, 상부가 개방된 하우징 및 상기 하우징의 개방영역을 덮도록 상기 하우징의 상부에 결합되는 커버를 포함하고, 상기 유전판은 상기 하우징과 상기 커버 사이에 위치되어 상기 유전판과 상기 커버 사이에 상기 상부공간을 형성하고, 상기 유전판과 상기 하우징 사이에 처리공간이 형성시키며, 상기 가열부재는 상기 유전판에 제공되는 히터 및 상기 히터에 전력을 제공하는 제1전원을 포함하되, 상기 제어기는 상기 공정상태에서 상기 히터가 상기 유전판을 제1온도로 가열하고, 상기 유휴상태에서 상기 히터가 상기 유전판을 제2온도로 가열하도록 상기 제1전원을 제어하되, 상기 제1온도는 상기 제2온도에 비해 낮은 온도로 제공될 수 있다. 상기 냉각부재는 상기 상부공간에 기류를 형성하는 팬 및 상기 팬이 회전되도록 상기 팬에 전력을 제공하는 제2전원을 포함하되, 상기 제어기는 상기 공정상태에서 상기 팬에 회전되도록 상기 제2전원을 온(On)하고, 상기 유휴상태에서 상기 팬이 정지되도록 상기 제2전원을 오프(Off)할 수 있다. 상기 플라즈마소스는 상기 상부공간에 위치되는 안테나 및 상기 안테나에 전력을 인가하는 외부전원을 포함하되, 상기 안테나는 상기 전력을 인가받아 상기 처리공간에 제공된 공정가스로부터 플라즈마를 발생시킬 수 있다.The controller may control the heating member or the cooling member such that the temperature of the dielectric plate in the idle state is higher than the process state. The chamber comprising a housing having an open top and a cover coupled to the top of the housing to cover an open area of the housing, the dielectric plate being positioned between the housing and the cover, And a heating space formed between the dielectric plate and the housing, wherein the heating space includes a heater provided in the dielectric plate and a first power source providing power to the heater, Wherein the controller controls the first power source such that the heater heats the dielectric plate to a first temperature in the process state and the heater heats the dielectric plate to a second temperature in the idle state, The first temperature may be provided at a lower temperature than the second temperature. Wherein the cooling member includes a fan forming an airflow in the upper space and a second power source providing power to the fan so that the fan is rotated, The second power can be turned off so that the fan is stopped in the idle state. The plasma source may include an antenna disposed in the upper space and an external power source for applying power to the antenna, and the antenna may receive the power and generate plasma from the process gas provided in the process space.

기판처리방법으로는 내부가 처리공간 및 상부공간으로 구획되도록 유전판을 가지는 챔버에서 상기 유전판을 예열하는 예열단계 및 상기 처리공간에 플라즈마를 제공하여 상기 처리공간에 위치된 기판을 처리하는 공정단계를 포함하되, 상기 공정단계에는 상기 유전판을 제1온도로 조절하고, 상기 예열단계에는 상기 유전판을 제2온도로 조절하고, 상기 제2온도는 상기 제1온도보다 높게 제공된다.The substrate processing method includes a preheating step of preheating the dielectric plate in a chamber having a dielectric plate so that the inside is divided into a processing space and an upper space, and a step of processing a substrate placed in the processing space by providing a plasma to the processing space Wherein the process step adjusts the dielectric plate to a first temperature, the preheating step adjusts the dielectric plate to a second temperature, and the second temperature is provided higher than the first temperature.

상기 예열단계에는 상기 유전판에 제공된 히터가 상기 유전판을 상기 제1온도로 조절하고, 상기 공정단계에는 상기 히터가 상기 유전판은 상기 제2온도로 조절할 수 있다. 상기 처리단계에는 상기 챔버에 제공된 팬을 구동시켜 상기 유전판을 상기 제1온도로 조절하고, 상기 예열단계에는 상기 팬의 구동을 정지시켜 상기 유전판을 상기 제2온도로 조절할 수 있다.In the preheating step, a heater provided on the dielectric plate adjusts the dielectric plate to the first temperature, and in the processing step, the heater controls the dielectric plate to the second temperature. In the processing step, the fan provided in the chamber is driven to adjust the dielectric plate to the first temperature, and in the preheating step, driving of the fan is stopped to adjust the dielectric plate to the second temperature.

본 발명의 실시예에 의하면, 챔버의 유휴 상태에는 유전판의 온도를 공정상태보다 높게 하여 유전판의 온도를 신속하게 공정온도로 설정할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the temperature of the dielectric plate can be set higher than the process temperature by setting the temperature of the dielectric plate to the process temperature quickly in the idle state of the chamber.

또한 본 발명의 실시예에 의하면, 유휴상태에서 공정상태로 전환 시 유전판의 온도를 신속하게 공정온도로 전환 가능하므로, 유전판의 전체 영역은 균일하게 가열되며, 기판의 전체영역에는 플라즈마가 균일하게 제공될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, since the temperature of the dielectric plate can be quickly changed to the process temperature in the transition from the idle state to the process state, the entire area of the dielectric plate is uniformly heated, Can be provided.

도1은 일반적인 플라즈마 처리장치를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.
도3은 도2의 배플을 보여주는 평면도이다.
도4는 도2의 유전판 및 온도조절유닛을 보여주는 확대도이다.
도5는 도2의 기판처리장치를 이용하여 유전판의 온도를 조절하는 과정을 보여주는 블럭도이다.
도6은 도5의 유전판의 온도를 구간 별로 보여주는 그래프이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a general plasma processing apparatus.
2 is a sectional view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view showing the baffle of FIG. 2;
Figure 4 is an enlarged view of the dielectric plate and temperature control unit of Figure 2;
FIG. 5 is a block diagram showing a process of controlling the temperature of a dielectric plate using the substrate processing apparatus of FIG. 2. FIG.
6 is a graph showing the temperature of the dielectric plate of FIG.

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.The embodiments of the present invention can be modified into various forms and the scope of the present invention should not be interpreted as being limited by the embodiments described below. The present embodiments are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. Accordingly, the shapes of the components and the like in the drawings are exaggerated in order to emphasize a clearer description.

본 발명의 실시예에서는 플라즈마를 이용하여 기판을 식각하는 기판처리장치 및 방법에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 플라즈마를 이용하여 공정을 수행하는 장치라면 다양하게 적용 가능하다.In an embodiment of the present invention, a substrate processing apparatus and method for etching a substrate using plasma will be described. However, the present invention is not limited thereto, and various apparatuses can be applied as long as the apparatus is a device that performs a process using plasma.

또한 본 발명의 실시예에는 기판을 원형의 웨이퍼를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기판은 이에 한정되지 않고, 사각의 글래스 등 다양한 형상에 적용 가능하다.In the embodiment of the present invention, a circular wafer is used as an example of the substrate. However, the substrate of the present invention is not limited to this, and can be applied to various shapes such as square glass.

이하, 도2 내지 도6을 참조하여 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to Figs. 2 to 6. Fig.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이다. 도2를을 참조하면, 기판처리장치(10)는 챔버(100), 기판지지유닛(200), 공정가스 공급유닛(300), 플라즈마소스(400), 배플(500), 그리고 온도조절유닛(600)을 포함한다.2 is a sectional view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 2, the substrate processing apparatus 10 includes a chamber 100, a substrate support unit 200, a process gas supply unit 300, a plasma source 400, a baffle 500, 600).

챔버(100)는 내부에 기판(W)이 처리되는 처리공간(120)과 이의 상부에 위치되는 상부공간(110)을 제공한다. 챔버(100)는 원통 형상으로 제공된다. 챔버(100)는 하우징(102), 커버(104), 그리고 유전판(106)을 포함한다. 하우징(102)은 상부가 개방된 원통 형상을 가지도록 제공된다. 하우징(102)의 일측벽에는 개구(130)가 형성된다. 개구(130)는 기판(W)이 반입 또는 반출되는 통로로서 기능한다. 커버(104)는 하부가 개방된 원통 형상을 가지도록 제공된다. 커버(104)는 유전판(106)을 덮도록 하우징(102)에 결합된다. 유전판(106)은 하우징(102)과 커버(104)에 의해 형성된 내부공간을 구획한다. 유전판(106)은 원판 형상을 가지도록 제공된다, 유전판(106)은 하우징(102)의 내경과 대응되는 직경을 가진다. 유전판(106)은 하우징(102)과 커버(104) 사이에 위치된다. 이에 따라 처리공간(120)은 하우징(102)과 유전판(106)에 의해 형성된 공간으로 제공되고, 상부공간(110)은 커버(104)와 유전판(106)에 의해 형성된 공간으로 제공된다. 예컨대, 하우징(102) 및 커버(104)는 금속 재질로 제공되고, 유전판(106)은 유전체로 제공될 수 있다. 챔버(100)의 바닥면에는 배기홀(150)이 형성된다. 배기홀(150)은 배기라인을 통해 감압부재(160)에 연결된다. 감압부재(160)는 배기라인을 통해 배기홀(150)로 진공압을 제공한다. 공정 진행 중에 발생되는 부산물 및 챔버(100) 내에 머무르는 플라즈마는 진공압에 의해 챔버(100)의 외부로 배출된다. The chamber 100 provides a processing space 120 in which a substrate W is processed and an upper space 110 located thereon. The chamber 100 is provided in a cylindrical shape. The chamber 100 includes a housing 102, a cover 104, and a dielectric plate 106. The housing 102 is provided so as to have a cylindrical shape with an open top. An opening 130 is formed in one side wall of the housing 102. The opening 130 functions as a passage through which the substrate W is carried in or out. The cover 104 is provided so as to have a cylindrical shape with its bottom opened. The cover 104 is coupled to the housing 102 to cover the dielectric plate 106. The dielectric plate 106 defines an inner space defined by the housing 102 and the cover 104. The dielectric plate 106 is provided to have a disk shape. The dielectric plate 106 has a diameter corresponding to the inner diameter of the housing 102. The dielectric plate 106 is positioned between the housing 102 and the cover 104. The processing space 120 is provided with a space formed by the housing 102 and the dielectric plate 106 and the upper space 110 is provided with a space formed by the cover 104 and the dielectric plate 106. [ For example, the housing 102 and the cover 104 may be provided of a metal material, and the dielectric plate 106 may be provided as a dielectric. An exhaust hole 150 is formed in the bottom surface of the chamber 100. The exhaust hole 150 is connected to the pressure reducing member 160 through the exhaust line. The pressure-reducing member 160 provides vacuum pressure to the exhaust hole 150 through the exhaust line. The by-products generated during the process and the plasma remaining in the chamber 100 are discharged to the outside of the chamber 100 by the vacuum pressure.

기판지지유닛(200)은 처리공간에서 기판(W)을 지지한다. 기판지지유닛(200)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 지지하는 정전척(200)으로 제공될 수 있다. 선택적으로 기판지지유닛(200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수 있다.The substrate supporting unit 200 supports the substrate W in the processing space. The substrate support unit 200 may be provided with an electrostatic chuck 200 that supports the substrate W using electrostatic force. Optionally, the substrate support unit 200 can support the substrate W in a variety of ways, such as mechanical clamping.

정전척(200)은 유전판(210), 포커스링(250), 그리고 베이스(230)를 포함한다. 유전판(210)의 상면에는 기판(W)이 직접 놓인다. 유전판(210)은 원판 형상으로 제공된다. 유전판(210)은 기판(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 유전판(210)의 내부에는 하부전극(212)이 설치된다. 하부전극(212)에는 전원(미도시)이 연결되고, 전원(미도시)으로부터 전력을 인가받는다. 하부전극(212)은 인가된 전력(미도시)으로부터 기판(W)이 유전판(210)에 흡착되도록 정전기력을 제공한다. 일 예에 의하면, 하부전극은 모노폴라 전극으로 제공될 수 있다. 유전판(210)의 내부에는 기판(W)을 가열하는 히터(214)가 설치된다. 히터(214)는 하부전극(212)의 아래에 위치될 수 있다. 히터(214)는 나선 형상의 코일로 제공될 수 있다. 예컨대, 유전판(210)은 세라믹 재질로 제공될 수 있다. The electrostatic chuck 200 includes a dielectric plate 210, a focus ring 250, and a base 230. The substrate W is directly placed on the upper surface of the dielectric plate 210. The dielectric plate 210 is provided in a disc shape. The dielectric plate 210 may have a smaller radius than the substrate W. [ A lower electrode 212 is provided inside the dielectric plate 210. A power source (not shown) is connected to the lower electrode 212, and receives power from a power source (not shown). The lower electrode 212 provides an electrostatic force such that the substrate W is attracted to the dielectric plate 210 from the applied power (not shown). According to one example, the lower electrode may be provided as a mono polar electrode. Inside the dielectric plate 210, a heater 214 for heating the substrate W is provided. The heater 214 may be positioned below the lower electrode 212. The heater 214 may be provided as a helical coil. For example, the dielectric plate 210 may be provided in a ceramic material.

베이스(230)는 유전판(210)을 지지한다. 베이스(230)는 유전판(210)의 아래에 위치되며, 유전판(210)과 고정결합된다. 베이스(230)의 상면은 그 중앙영역이 가장자리영역에 비해 높도록 단차진 형상을 가진다. 베이스(230)는 그 상면의 중앙영역이 유전판(210)의 저면에 대응하는 면적을 가진다. 베이스(230)의 내부에는 냉각유로(232)가 형성된다. 냉각유로(232)는 냉각유체가 순환하는 통로로 제공된다. 냉각유로(232)는 베이스(230)의 내부에서 나선 형상으로 제공될 수 있다. 베이스에는 외부에 위치된 고주파 전원(234)과 연결된다. 고주파 전원(234)은 베이스(230)에 전력을 인가한다. 베이스(230)에 인가된 전력은 챔버(100) 내에 발생된 플라즈마가 베이스(230)를 향해 이동되도록 안내한다. 베이스(230)는 금속 재질로 제공될 수 있다.The base 230 supports the dielectric plate 210. The base 230 is positioned below the dielectric plate 210 and is fixedly coupled to the dielectric plate 210. The upper surface of the base 230 has a stepped shape such that its central region is higher than the edge region. The central portion of the upper surface of the base 230 has an area corresponding to the bottom surface of the dielectric plate 210. A cooling passage 232 is formed in the base 230. The cooling channel 232 is provided as a passage through which the cooling fluid circulates. The cooling channel 232 may be provided in a spiral shape inside the base 230. And is connected to a high-frequency power supply 234 located outside the base. The high frequency power supply 234 applies power to the base 230. The power applied to the base 230 guides the plasma generated in the chamber 100 to be moved toward the base 230. The base 230 may be made of a metal material.

포커스링(250)은 플라즈마를 기판(W)으로 집중시킨다. 포커스링(250)은 내측링(252) 및 외측링(254)을 포함한다. 내측링(252)은 유전판(210)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내측링(252)을 베이스(230)의 가장자리영역에 위치된다. 내측링(252)의 상면은 유전판(210)의 상면과 동일한 높이를 가지도록 제공된다. 내측링(252)의 상면 내측부는 기판(W)의 저면 가장자리영역을 지지한다. 예컨대, 내측링(252)은 도전성 재질로 제공될 수 있다. 외측링(254)은 내측링(252)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 외측링(254)은 베이스(230)의 가장자리영역에서 내측링(252)과 인접하게 위치된다. 외측링(254)의 상면은 내측링(252)의 상면에 비해 그 높이가 높게 제공된다. 외측링(254)은 절연 물질로 제공될 수 있다.The focus ring 250 focuses the plasma onto the substrate W. [ The focus ring 250 includes an inner ring 252 and an outer ring 254. The inner ring 252 is provided in an annular ring shape surrounding the dielectric plate 210. The inner ring 252 is located in the edge region of the base 230. [ The upper surface of the inner ring 252 is provided so as to have the same height as the upper surface of the dielectric plate 210. The inner surface of the upper surface of the inner ring 252 supports the bottom edge region of the substrate W. [ For example, the inner ring 252 may be provided with a conductive material. The outer ring 254 is provided in an annular ring shape surrounding the inner ring 252. The outer ring 254 is positioned adjacent to the inner ring 252 in the edge region of the base 230. The upper surface of the outer ring 254 is provided with a higher height than the upper surface of the inner ring 252. The outer ring 254 may be provided with an insulating material.

가스 공급유닛(300)은 기판지지유닛(200)에 지지된 기판(W) 상으로 공정가스를 공급한다. 가스 공급유닛(300)은 가스 저장부(350), 가스공급라인(330), 그리고 가스유입포트(310)를 포함한다. 가스저장부(350)에는 공정가스가 제공된다. 가스공급라인(330)은 가스저장부(350)를 가스유입포트(310)에 연결한다. 가스저장부(350)에 제공된 가스는 가스공급라인(330)을 통해 가스유입포트(310)로 공급된다. 가스공급라인(330)에는 밸브가 설치된다. 밸브는 공정가스의 공급통로를 개폐한다. 일 예에 의하면, 공정가스는 식각 가스로 제공될 수 있다. The gas supply unit 300 supplies the process gas onto the substrate W supported by the substrate support unit 200. The gas supply unit 300 includes a gas reservoir 350, a gas supply line 330, and a gas inlet port 310. The gas storage part 350 is provided with a process gas. The gas supply line 330 connects the gas reservoir 350 to the gas inlet port 310. The gas provided to the gas storage part 350 is supplied to the gas inlet port 310 through the gas supply line 330. The gas supply line 330 is provided with a valve. The valve opens and closes the supply passage of the process gas. According to one example, the process gas may be provided as an etch gas.

플라즈마 소스(400)는 챔버(100) 내에 공정가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 플라즈마 소스(400)로는 유도결합형 플라즈마(ICP: inductively coupled plasma) 소스가 사용될 수 있다. 플라즈마 소스(400)는 안테나(410) 및 외부전원(430)을 포함한다. 안테나(410)는 상부공간에 위치된다. 안테나(410)는 동일 높이에서 복수 회 감기는 나선 형상으로 제공되고, 외부전원(430)과 연결된다. 안테나(410)는 외부전원(430)으로부터 전력을 인가받는다. 전력이 인가된 안테나(410)는 처리공간에 방전공간을 형성한다. 방전공간 내에 머무르는 공정가스는 플라즈마 상태로 여기될 수 있다.The plasma source 400 excites the process gas into the plasma state within the chamber 100. As the plasma source 400, an inductively coupled plasma (ICP) source may be used. The plasma source 400 includes an antenna 410 and an external power source 430. The antenna 410 is located in the upper space. The antenna 410 is provided at a same height in a plurality of turns in a spiral shape and connected to the external power source 430. The antenna 410 receives power from the external power supply 430. The power-applied antenna 410 forms a discharge space in the processing space. The process gas staying in the discharge space can be excited into a plasma state.

배플(500)은 처리공간에서 플라즈마가 영역 별로 균일하게 배기되게 한다. 도3은 도2의 배플을 보여주는 평면도이다. 도3을 참조하면, 배플(500)은 처리공간에서 챔버(100)의 내측벽과 지지유닛(400)의 사이에 위치된다. 배플(500)은 환형의 링 형상으로 제공된다. 배플(500)에는 복수의 관통홀들(502)이 형성된다. 관통홀들(502)은 상하방향으로 제공된다. 관통홀들(502)은 배플(500)의 원주방향을 따라 제공된다. 관통홀(502)은 슬릿 형상을 가지도록 제공된다. 관통홀(502)은 배플(500)의 반경방향을 향하는 길이방향을 가지도록 제공된다.The baffle 500 allows the plasma to be evenly exhausted in the processing space. 3 is a plan view showing the baffle of FIG. 2; Referring to FIG. 3, the baffle 500 is positioned between the inner wall of the chamber 100 and the support unit 400 in the process space. The baffle 500 is provided in an annular ring shape. A plurality of through holes 502 are formed in the baffle 500. The through holes 502 are provided in the vertical direction. The through holes 502 are provided along the circumferential direction of the baffle 500. The through hole 502 is provided to have a slit shape. The through hole 502 is provided so as to have a radial direction lengthwise direction of the baffle 500.

온도조절유닛(600)은 공정의 유휴상태 및 진행상태에 따라 유전판(106)의 온도를 상이하게 조절한다. 온도조절유닛(600)은 유전판(106)을 제1온도(T1)와 제2온도(T2)로 조절한다. 도4는 도2의 유전판 및 온도조절유닛을 보여주는 확대도이다. 도4를 참조하면 온도조절유닛(600)은 가열부재(610), 냉각부재(630), 그리고 제어기(650)를 포함한다. 가열부재(610)는 히터(612), 제1전원(614), 그리고 제1컨트롤러(616)를 포함한다. 히터(612)는 커버(104)에 제공된다. 히터(612)는 유전판(106)과 대향되도록 위치된다. 제1전원(614)은 히터(612)에 전력을 인가한다. 제1컨트롤러(616)는 제1전원(614)으로부터 인가된 전력량을 조절하여 히터(612)의 온도를 조절한다. 제1컨트롤러(616)는 전력량을 제어하여 히터(612)를 제1온도(T1)와 제2온도(T2)로 조절한다. 일 예에 의하면, 제1온도(T1)는 제2온도(T2)에 비해 낮은 온도로 제공될 수 있다. 제1온도(T1)는 기판(W)을 플라즈마 처리하는 공정온도이고, 제2온도(T2)는 공정의 유휴 상태의 온도이다. 제1온도(T1)는 100℃ 이고, 제2온도(T2)는 110℃ 일 수 있다. 제1컨트롤러(616)는 저항일 수 있다.The temperature regulation unit 600 adjusts the temperature of the dielectric plate 106 differently depending on the idle state and the progress state of the process. The temperature regulation unit 600 regulates the dielectric plate 106 to the first temperature T1 and the second temperature T2. Figure 4 is an enlarged view of the dielectric plate and temperature control unit of Figure 2; Referring to FIG. 4, the temperature control unit 600 includes a heating member 610, a cooling member 630, and a controller 650. The heating member 610 includes a heater 612, a first power supply 614, and a first controller 616. The heater 612 is provided in the cover 104. Fig. The heater 612 is positioned to face the dielectric plate 106. The first power source 614 applies power to the heater 612. The first controller 616 adjusts the amount of power applied from the first power source 614 to adjust the temperature of the heater 612. The first controller 616 controls the amount of power to adjust the heater 612 to the first temperature T1 and the second temperature T2. According to one example, the first temperature T1 may be provided at a lower temperature than the second temperature T2. The first temperature T1 is the process temperature for plasma processing the substrate W and the second temperature T2 is the temperature of the process in the idle state. The first temperature T1 may be 100 占 폚, and the second temperature T2 may be 110 占 폚. The first controller 616 may be a resistor.

냉각부재(630)는 유전판(106)의 온도가 과열되는 것을 방지한다. 냉각부재(630)는 유전판(106)의 온도가 제1온도(T1) 및 제2온도(T2)를 유지하도록 한다. 냉각부재(630)는 팬(632), 제2전원(634), 그리고 제2컨트롤러(636)를 포함한다. 팬(632)은 커버(104)의 측벽에 제공된다. 팬(632)은 상부공간(110)에 기류를 형성하여 유전판(106)이 과열되는 것을 방지한다. 또한 팬(632)에 의해 형성된 기류는 유전판(106)의 가장자리영역이 가지는 온도를 중앙영역으로 전달시킬 수 있다. 제2전원(634)은 팬(632)이 구동되도록 팬(632)에 전력을 인가한다. 제2컨트롤러(636)는 팬(632)에 인가되는 전력을 연결 또는 차단한다. 제2컨트롤러(636)는 전력을 연결 또는 차단하여 팬(632)의 구동을 온/오프(On/Off)한다. The cooling member 630 prevents the temperature of the dielectric plate 106 from being overheated. The cooling member 630 allows the temperature of the dielectric plate 106 to maintain the first temperature T1 and the second temperature T2. The cooling member 630 includes a fan 632, a second power source 634, and a second controller 636. The fan 632 is provided on the side wall of the cover 104. The fan 632 forms an airflow in the upper space 110 to prevent the dielectric plate 106 from overheating. The air flow formed by the fan 632 can transfer the temperature of the edge region of the dielectric plate 106 to the central region. The second power supply 634 applies power to the fan 632 to drive the fan 632. The second controller 636 connects or disconnects the power applied to the fan 632. The second controller 636 turns on / off the driving of the fan 632 by connecting or disconnecting the electric power.

제어기(650)는 가열부재(610) 및 냉각부재(630)를 제어한다. 제어기(650)는 공정의 진행상태에서 유전판(106)이 제1온도(T1)를 유지하도록 제1컨트롤러(616) 및 제2컨트롤러(636)를 조절한다. 또한 제어기(650)는 공정의 유휴상태에서 유전판(106)이 제2온도(T2)를 유지하도록 제1컨트롤러(616) 및 제2컨트롤러(636)를 조절한다. 도5는 도2의 기판처리장치를 이용하여 유전판(106)의 온도를 조절하는 과정을 보여주는 블럭도이고, 도6은 도5의 유전판의 온도를 구간 별로 보여주는 그래프이다. 도5 및 도6을 참조하면, 제어기(650)는 챔버(100)에 기판(W)이 반입되지 않은 유휴 상태에서 히터(612)를 제2온도(T2)로 조절하고 팬(632)의 구동이 오프되도록 제1컨트롤러(616) 및 제2컨트롤러(636)를 제어한다. 챔버(100) 내에 개구가 개방되고, 기판(W)은 처리공간(120)으로 반입되어 정전척(200)에 놓여진다. 기판(W)이 반입되는 과정에서 챔버(100)의 외부기류은 처리공간(120)에 함께 유입되고 유전판(106)의 온도를 낮춘다. 유전판(106)은 외부기류에 의해 제2온도(T2)보다 제1온도(T1)에 가까운 온도로 낮아진다. 히터(612)는 제2온도(T2)에서 제1온도(T1)로 전환되고, 팬(632)은 오프 상태에서 온 상태로 전환되어 구동된다. 센서에 의해 유전판(106)이 제1온도(T1)로 전환되었다고 판단되면, 플라즈마 공정이 수행된다. The controller 650 controls the heating member 610 and the cooling member 630. The controller 650 controls the first controller 616 and the second controller 636 such that the dielectric plate 106 maintains the first temperature T1 during the process. The controller 650 also adjusts the first controller 616 and the second controller 636 so that the dielectric plate 106 maintains the second temperature T2 in the idle state of the process. FIG. 5 is a block diagram showing a process of controlling the temperature of the dielectric plate 106 using the substrate processing apparatus of FIG. 2. FIG. 6 is a graph showing the temperature of the dielectric plate of FIG. 5 and 6, the controller 650 adjusts the heater 612 to the second temperature T2 in the idle state in which the substrate W is not loaded in the chamber 100 and drives the fan 632 The first controller 616 and the second controller 636 are controlled so as to be turned off. An opening is opened in the chamber 100, and the substrate W is carried into the processing space 120 and placed on the electrostatic chuck 200. In the process of bringing the substrate W into the chamber 100, the external airflow of the chamber 100 flows into the processing space 120 and lowers the temperature of the dielectric plate 106. The dielectric plate 106 is lowered to a temperature closer to the first temperature T1 than the second temperature T2 by the external air flow. The heater 612 is switched from the second temperature T2 to the first temperature T1 and the fan 632 is switched from the off state to the on state and driven. If it is determined by the sensor that the dielectric plate 106 has been switched to the first temperature T1, a plasma process is performed.

상술한 실시예에는 공정의 유휴 상태에서 유전판(106)의 온도를 공정온도보다 높은 온도로 유지한다. 이로 인해 기판(W)을 처리하는 공정이 진행될 시 유전판(106)의 온도를 공정온도로 보다 신속하게 전환할 수 있다. 또한 히터(612)는 유전판(106)의 양측 가장자리영역에 위치되며, 유전판(106)의 중앙영역은 가장자리영역보다 그 온도 변화율이 느리다. 이로 인해 기판(W) 반입 시 유입되는 외부기류에 의해 유전판(106)의 중앙영역은 가장자리영역에 비해 상대적으로 더 낮아지질 수 있다. 그러나 유전판(106)의 전체영역은 유휴상태에서 공정온도에 비해 높은 온도로 제공되므로, 기판(W)의 중앙영역이 낮아지더라도 공정온도와 가까운 온도로 낮아지며, 신속하게 공정온도로 전환할 수 있다.In the above-described embodiment, the temperature of the dielectric plate 106 is maintained at a temperature higher than the process temperature in the idle state of the process. The temperature of the dielectric plate 106 can be more quickly switched to the process temperature when the process of processing the substrate W is performed. Further, the heater 612 is located on both side edge regions of the dielectric plate 106, and the central region of the dielectric plate 106 has a slower temperature change rate than the edge region. Therefore, the central region of the dielectric plate 106 can be lowered relatively by the external airflow introduced at the time of bringing the substrate W into contact with the edge region. However, since the entire region of the dielectric plate 106 is provided at a higher temperature than the process temperature in the idle state, even if the central region of the substrate W is lowered, the temperature is lowered to a temperature close to the process temperature, have.

106: 유전판 110: 상부공간
120: 처리공간 610: 냉각부재
612: 히터 630: 가열부재
632: 팬106: dielectric plate 110: upper space
120: processing space 610: cooling member
612: heater 630: heating member
632: Fan

Claims (10)

내부 공간을 가지는 챔버와;
상기 내부 공간을 처리 공간 및 상기 처리 공간의 상부에 위치되는 상부 공간으로 구획하는 유전판과;
상기 처리공간에서 기판을 지지하는 기판지지유닛과;
상기 처리공간에 공정가스를 공급하는 가스공급유닛과;
상기 처리공간에 제공된 공정가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마소스와;
상기 유전판을 가열하는 가열부재와;
상기 유전판을 냉각하는 냉각부재와;
상기 가열부재 및 냉각부재를 제어하는 제어기를 포함하되,
상기 제어기는 공정의 유휴상태에서 상기 유전판의 온도를 상기 공정의 진행 상태에서 상기 유전판의 온도보다 높게 유지시키는 기판 처리 장치.A chamber having an inner space;
A dielectric plate for dividing the inner space into a processing space and an upper space located above the processing space;
A substrate supporting unit for supporting the substrate in the processing space;
A gas supply unit for supplying a process gas to the process space;
A plasma source for generating a plasma from the process gas provided in the process space;
A heating member for heating the dielectric plate;
A cooling member for cooling the dielectric plate;
And a controller for controlling the heating member and the cooling member,
Wherein the controller maintains the temperature of the dielectric plate in the idle state of the process higher than the temperature of the dielectric plate in the progress of the process. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 챔버는
내부에 공간을 제공하며, 상부가 개방된 하우징과;
상기 하우징의 개방영역을 덮도록 상기 하우징의 상부에 결합되는 커버를 포함하고,
상기 유전판은 상기 하우징과 상기 커버 사이에 위치되어 상기 유전판과 상기 커버 사이에 상기 상부공간을 형성하고, 상기 유전판과 상기 하우징 사이에 처리공간이 형성시키며,
상기 가열부재는,
상기 유전판을 감싸는 히터와;
상기 히터에 전력을 제공하는 제1전원을 포함하되,
상기 제어기는 상기 진행 상태에서 상기 히터가 상기 유전판을 제1온도로 가열하고, 상기 유휴 상태에서 상기 히터가 상기 유전판을 제2온도로 가열하도록 상기 제1전원을 제어하되,
상기 제1온도는 상기 제2온도에 비해 낮은 온도로 제공되는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
The chamber
A housing provided with a space inside and having an open top;
And a cover coupled to an upper portion of the housing to cover an open area of the housing,
The dielectric plate being positioned between the housing and the cover to form the upper space between the dielectric plate and the cover and to form a processing space between the dielectric plate and the housing,
The heating member
A heater surrounding the dielectric plate;
And a first power source for providing power to the heater,
Wherein the controller controls the first power supply such that the heater heats the dielectric plate to a first temperature in the progressive state and the heater heats the dielectric plate to a second temperature in the idle state,
Wherein the first temperature is provided at a lower temperature than the second temperature. 제3항에 있어서,
상기 냉각부재는,
상기 상부공간에 기류를 형성하는 팬과;
상기 팬이 회전되도록 상기 팬에 전력을 제공하는 제2전원을 포함하되,
상기 제어기는 상기 진행 상태에서 상기 팬에 회전되도록 상기 제2전원을 온(On)하고, 상기 유휴 상태에서 상기 팬이 정지되도록 상기 제2전원을 오프(Off)하는 기판 처리 장치.The method of claim 3,
The cooling member
A fan forming an air flow in the upper space;
And a second power source for providing power to the fan such that the fan is rotated,
Wherein the controller turns on the second power source to rotate to the fan in the progressive state and turns off the second power source to stop the fan in the idle state. 제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 플라즈마소스는,
상기 상부공간에 위치되는 안테나와;
상기 안테나에 전력을 인가하는 외부전원을 포함하되,
상기 안테나는 상기 전력을 인가받아 상기 처리공간에 제공된 공정가스로부터 플라즈마를 발생시키는 기판 처리 장치.The method according to claim 3 or 4,
Wherein the plasma source comprises:
An antenna disposed in the upper space;
And an external power supply for applying power to the antenna,
Wherein the antenna receives the power and generates a plasma from a process gas provided in the process space. 챔버의 내부 공간을 처리 공간 및 상기 처리 공간의 상부에 위치되는 상부 공간으로 구획하는 유전판을 예열하는 예열단계와;
상기 처리공간에 플라즈마를 제공하여 상기 처리공간에 위치된 기판을 처리하는 공정단계를 포함하되,
상기 공정단계에는 상기 유전판을 제1온도로 조절하고, 상기 예열단계에는 상기 유전판을 제2온도로 조절하되,
상기 제2온도는 상기 제1온도보다 높게 제공되는 기판 처리 방법.A preheating step of preheating a dielectric plate for partitioning the inner space of the chamber into a processing space and an upper space located above the processing space;
And processing the substrate located in the processing space by providing a plasma to the processing space,
The dielectric plate is adjusted to a first temperature in the process step and the dielectric plate is adjusted to a second temperature in the preheating step,
Wherein the second temperature is higher than the first temperature. 제6항에 있어서,
상기 예열단계에는 상기 유전판에 제공된 히터가 상기 유전판을 상기 제1온도로 조절하고,
상기 공정단계에는 상기 히터가 상기 유전판은 상기 제2온도로 조절하는 기판 처리 방법.The method according to claim 6,
Wherein the heater provided in the dielectric plate adjusts the dielectric plate to the first temperature in the preheating step,
Wherein the heater controls the dielectric plate to the second temperature in the process step. 제6항에 있어서,
상기 공정단계에는 상기 챔버에 제공된 팬을 구동시켜 상기 유전판을 상기 제1온도로 조절하고,
상기 예열단계에는 상기 팬의 구동을 정지시켜 상기 유전판을 상기 제2온도로 조절하는 기판 처리 방법.The method according to claim 6,
The process comprising driving a fan provided in the chamber to adjust the dielectric plate to the first temperature,
And the preheating step stops driving the fan to adjust the dielectric plate to the second temperature. 제3항에 있어서,
상기 히터는 상기 유전판의 외측에서 상기 유전판을 감싸도록 제공되는 기판 처리 장치.


The method of claim 3,
Wherein the heater is provided to surround the dielectric plate on the outside of the dielectric plate.


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