KR101629770B1 - 온도 보상 방법 및 이를 이용하는 반도체 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 척(Chuck)의 가열 온도를 설정하는 단계, 기판의 승온 속도가 기 설정된 승온 속도 이상인지 확인하는 단계 및 기판의 온도와 목표 온도의 차이에 따라 가열 온도를 재설정하여 목표 온도에 적합한 보상 온도를 설정하는 단계를 포함하는 온도 보상 방법에 관한 것이다.

Description

온도 보상 방법 및 이를 이용하는 반도체 제조 장치{METHOD FOR TEMPERATURE COMPENSATION AND APPRATUS FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICES}
본 발명은 온도 보상 방법 및 이를 이용하는 반도체 제조 장치에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조를 위해서는 증착, 사진, 식각, 애싱, 그리고 세정 등 다양한 공정이 요구된다. 반도체 소자의 제조 공정에서 중요한 공정 변수 중 하나인 기판의 온도는 기판이 올려지는 척(Chuck)의 온도를 제어하여 조정한다. 하지만, 척의 열 전달률, 열 저항, 전압, 센서의 위치 등에 의해 실제 기판에 전달되는 온도가 온도 영역마다 그리고 각 스테이지마다 상이하다. 따라서, 필요한 온도를 기판에 제공하기 위해서는 각 온도 영역마다 온도 보상을 해주어야 한다.
도 1은 기존에 사용한 온도 보상 테이블을 나타낸 것이다. 기존에는 각 스테이지에서 척에 소정의 온도를 인가하고 척의 온도가 안정화되면 기판의 온도를 측측정하여 온도 보상 테이블에 기록을 하여 이를 토대로 사용자가 온도 보상 값을 계산하여 왔다. 이와 같은 방법은 온도 측정 시 측정값에 대한 개인별 편차가 발생하여 정확도가 떨어지는 단점이 있었다.
본 발명은 반도체 제조 공정에서 척에 설정되는 온도와 기판에 실제 전달되는 온도 차이를 보상해주기 위한 온도 보상 값을 스테이지별로 계산하는 방법 및 이를 이용한 반도체 제조 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 온도 보상 방법은 척(Chuck)의 가열 온도를 설정하는 단계, 기판의 승온 속도가 기 설정된 승온 속도 이상인지 확인하는 단계 및 상기 기판의 온도와 목표 온도의 차이에 따라 상기 가열 온도를 재설정하여 상기 목표 온도에 적합한 보상 온도를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 기 설정된 승온 속도는 0.3℃/s일 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 보상 온도를 설정하는 단계는 상기 기판의 온도가 상기 목표 온도 범위에 도달했는지 확인하는 단계를 포함하고, 상기 목표 온도 범위에 도달했는지 확인하는 단계는 상기 기판의 온도와 상기 목표 온도의 차이가 소정의 값 이하인 경우 상기 목표 온도에 도달한 것으로 판단할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 소정의 값은 1℃ 일 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 기판의 온도가 상기 목표 온도에 도달한 경우, 상기 기판의 온도 변화율이 기 설정된 온도 변화율 범위에 포함되는지 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 기 설정된 온도 변화율은 -0.03℃/s 내지 +0.03℃ 일 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 기판의 온도 변화율이 기 설정된 온도 변화율 범위에 포함되는지 확인하는 단계에 앞서, 상기 기판의 승온 속도가 기설정된 승온 속도 이상인지 확인하는 것을 중단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 가열 온도에서 상기 기판의 온도를 뺀 값을 상기 기판에 대한 보상 온도로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 기판의 온도가 상기 목표 온도 범위에 도달하지 못한 경우, 상기 가열 온도를 증가시켜 상기 가열 온도를 재설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 기판의 온도가 상기 목표 온도 범위를 초과하는 경우, 상기 가열 온도를 감소시켜 상기 가열 온도를 재설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 식각 공정이 수행되는 공정 유닛과 상기 공정 유닛의 외부에 제공되며, 상기 공정 유닛으로 플라즈마를 공급하는 플라즈마 공급 유닛과 상기 공정 유닛 및 상기 플라즈마 공급 유닛을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 공정 유닛은 공정 챔버와 상기 공정 챔버 내에 위치되며 기판을 지지하는 척(Chuck), 상기 척에 포함되고 상기 척의 온도가 기 설정된 가열 온도에 도달하도록 상기 척을 가열하는 가열부 및 상기 기판의 온도를 측정하는 온도 측정부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 기판의 온도와 목표 온도의 차이에 따라 상기 가열 온도를 재설정하여 상기 목표 온도에 따른 보상 온도를 설정할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 온도 측정부는 상기 기판의 하나 이상의 측정 포인트에서 온도를 측정하고, 상기 하나 이상의 측정 포인트에서 측정한 온도의 평균을 상기 기판의 온도로 제공할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 기판의 온도와 상기 목표 온도의 차이가 소정의 값 이하인 경우, 상기 기판의 온도 변화율이 기 설정된 온도 변화율 범위에 포함되는지 확인할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 기판의 온도 변화율이 기 설정된 온도 변화율 범위에 포함되는 경우, 상기 가열 온도에서 상기 기판의 온도를 뺀 값을 상기 기판에 대한 보상 온도로 설정할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 가열 온도를 기 설정된 온도 영역대 별로 조정하고, 조정된 상기 온도 영역대에서 상기 기판에 적합한 보상 온도를 사용자에게 제공할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면 반도체 제조 공정에서 척에 설정되는 온도와 기판에 실제 전달되는 온도 차이를 보상해주기 위한 온도 보상 값을 스테이지별로 계산하는 방법 및 이를 이용한 반도체 제조 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 온도 보상 값을 온도 영역대와 스테이지별로 자동으로 계산함으로써 보다 정확한 온도 보상 값을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 기존에 사용한 온도 보상 테이블을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 온도 보상 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 온도 보상 방법에 있어서 보상 온도를 설정하거나 가열 온도를 재설정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 보상 방법 및 반도체 제조 장치를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에서 기판은 반도체 웨이퍼일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 기판은 유리 기판 등과 같이 다른 종류의 기판일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 반도체 제조 장치(1)는 플라즈마를 이용하여 기판(W) 상의 박막을 식각 한다. 식각하고자 하는 박막은 질화막일 수 있다. 일 예에 의하면, 질화막은 실리콘 질화막(Silicon nitride)일 수 있다.
반도체 제조 장치(1)는 공정 유닛(processing unit, 100), 배기 유닛(exhausting unit, 200), 그리고, 플라즈마 공급 유닛(plasma supplying unit, 300)을 가진다. 공정 유닛(100)은 기판이 놓이고 식각 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 배기 유닛(200)은 공정 챔버(100) 내부에 머무르는 공정 가스 및 기판 처리 과정에서 발생한 반응 부산물 등을 외부로 배출하고, 공정 챔버(100) 내 압력을 설정 압력으로 유지한다. 플라즈마 공급 유닛(300)은 공정 유닛(100)의 외부에서 공정 가스로부터 플라즈마(plasma)를 생성시키고, 이를 공정 유닛(100)으로 공급한다.
공정 유닛(100)은 공정 챔버(110), 기판 지지부(120), 그리고 배플(130)을 가진다. 공정 챔버(110)의 내부에는 기판 처리 공정을 수행하는 처리 공간(111)이 형성된다. 공정 챔버(110)는 상부벽이 개방되고, 측벽에는 개구(도시되지 않음)가 형성될 수 있다. 기판은 개구를 통하여 공정 챔버(110) 내부로 출입한다. 개구는 도어(미도시)와 같은 개폐 부재에 의해 개폐될 수 있다. 공정 챔버(110)의 바닥면에는 배기홀(112)이 형성된다. 배기홀(112)은 배기유닛(200)과 연결되며, 공정 챔버(110) 내부에 머무르는 가스와 반응 부산물이 외부로 배출되는 통로를 제공한다.
기판 지지부(120)는 기판(W)을 지지한다. 기판 지지부(120)는 척(121)과 지지축(122) 및 온도 측정부(미도시)를 포함한다. 척(121)은 처리 공간(111) 내에 위치되며 원판 형상으로 제공된다. 척(121)은 지지축(122)에 의해 지지된다. 기판(W)은 척(121)의 상면에 놓인다. 척(121)의 내부에는 전극(미도시)이 제공될 수 있다. 전극은 외부 전원과 연결되며, 인가된 전력에 의해 정전기를 발생시킨다. 발생된 정전기는 기판(W)을 척(121)에 고정시킬 수 있다. 척(121)의 내부에는 가열부(125)가 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 가열부(125)는 히팅 코일일 수 있다. 또한, 척(121)의 내부에는 냉각부재(126)가 제공될 수 있다. 냉가부재는 냉각수가 흐르는 냉각라인으로 제공될 수 있다. 가열부(125)는 기판(W)을 기 설정된 온도로 가열한다. 냉각부재(126)는 기판(W)을 강제 냉각시킨다. 공정 처리가 완료된 기판(W)은 상온 상태 또는 다음 공정 진행에 요구되는 온도로 냉각될 수 있다. 온도 측정부는 기판(W)의 온도를 주기적으로 혹은 연속적으로 측정할 수 있다. 온도 측정부는 기판(W)의 하나 이상의 측정 포인트에서 온도를 측정할 수 있다. 실시예에서, 측정 포인트는 6개 일 수 있다.
배플(130)은 척(121)의 상부에 위치한다. 배플(130)에는 홀(131)들이 형성된다. 홀(131)들은 배플(130)의 상면에서 하면까지 제공되는 관통홀로 제공되며, 배플(130)의 각 영역에 균일하게 형성된다.
다시 도 2을 참조하면, 플라즈마 공급 유닛(300)은 공정 챔버(110)의 상부에 위치한다. 플라즈마 공급 유닛(300)은 소스가스를 방전시켜 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마를 처리 공간(111)으로 공급한다. 플라즈마 공급 유닛(300)은 플라즈마 챔버(310), 제 1 소스 가스 공급부(320), 제 2 소스 가스 공급부(322), 전력 인가부(330), 그리고 유입 덕트(340)를 포함한다.
플라즈마 챔버(310)는 공정 챔버(110)의 외부에 위치한다. 일 예에 의하면, 플라즈마 챔버(310)는 공정 챔버(110)의 상부에 위치되어 공정 챔버(110)에 결합된다.플라즈마 챔버(310)에는 상면 및 하면이 개방된 방전 공간(311)이 내부에 형성된다. 플라즈마 챔버(310)의 상단은 가스 공급 포트(315)에 의해 밀폐된다. 가스 공급 포트(315)는 제 1 소스 가스 공급부(320)와 연결된다. 제 1 소스 가스는 가스 공급 포트(315)를 통해 방전 공간(311)으로 공급된다. 제 1 소스 가스는 이불화메탄(CH2F2, Difluoromethane), 질소(N2), 그리고 산소(O2)를 포함한다. 선택적으로 제 1 소스가스는 사불화탄소(CF4, Tetrafluoromethane) 등 다른 종류의 가스를 더 포함할 수 있다.
전력 인가부(330)는 방전 공간(311)에 고주파 전력을 인가한다. 전력 인가부(330)는 안테나(331)와 전원(332)을 포함한다.
안테나(331)는 유도 결합형 플라즈마(ICP) 안테나로, 코일 형상으로 제공된다. 안테나(331)는 플라즈마 챔버(310) 외부에서 플라즈마 챔버(310)에 복수회 감긴다. 안테나(331)는 방전 공간(311)에 대응하는 영역에서 플라즈마 챔버(310)에 감긴다. 안테나(331)의 일단은 전원(332)과 연결되고, 타단은 접지된다.
전원(332)은 안테나(331)에 고주파 전류를 공급한다. 안테나(331)에 공급된 고주파 전력은 방전 공간(311)에 인가된다. 고주파 전류에 의해 방전 공간(311)에는 유도 전기장이 형성되고, 방전 공간(311) 내 제 1 소스가스는 유도 전기장으로부터 이온화에 필요한 에너지를 얻어 플라즈마 상태로 변환된다.
전력 인가부의 구조는 상술한 예에 한정되지 않고, 소스 가스로부터 플라즈마를 발생시키기 위한 다양한 구조가 사용될 수 있다.
유입 덕트(340)는 플라즈마 챔버(310)와 공정 챔버(110) 사이에 위치한다. 유입 덕트(340)는 공정 챔버(110)의 개방된 상면을 밀폐하며, 하단에 배플(130)이 결합한다. 유입 덕트(340)의 내부에는 유입공간(341)이 형성된다. 유입 공간(341)은 방전 공간(311)과 처리 공간(111)을 연결하며, 방전 공간(311)에서 생성된 플라즈마가 처리 공간(111)으로 공급되는 통로로 제공한다.
유입 공간(341)은 유입구(341a)와 확산 공간(341b)을 포함할 수 있다. 유입구(341a)는 방전 공간(311)의 하부에 위치하며, 방전 공간(311)과 연결된다. 방전 공간(311)에서 생성된 플라즈마는 유입구(341a)를 통해 유입된다. 확산 공간(341b)은 유입구(341a)의 하부에 위치하며, 유입구(341a)와 처리 공간(111)을 연결한다. 확산 공간(341b)은 아래로 갈수록 단면적이 점차 넓어진다. 확산 공간(341b)은 역 깔때기 형상을 가진 수 있다. 유입구(341a)에서 공급된 플라즈마는 확산 공간(341b)을 통과하는 동안 확산된다.
방전 공간(311)에서 발생된 플라즈마가 공정 챔버(110)로 공급되는 통로에는 제 2 소스 가스 공급부(341)가 연결될 수 있다. 예컨대, 제 2 소스 가스 공급부(341)는 안테나(331)의 하단이 제공되는 위치와 확산 공간(341b)의 상단이 제공되는 위치 사이에서 플라즈마가 흐르는 통로로 제 2 소스 가스를 공급한다. 일 예에 의하면, 제 2 소스 가스는 삼불화질소(NF3, Nitrogen trifluoride)를 포함한다. 선택적으로 제 2 소스 가스의 공급 없이 제 1 소스 가스만으로 식각 공정이 수행될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 온도 보상 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 온도 보상 방법은 척의 가열 온도를 설정하는 단계(S10), 기판의 승온 속도가 기 설정된 승온 속도 이상인지 확인하는 단계(S20), 기판의 온도가 목표 온도 범위에 도달했는지 확인하는 단계(S30), 기판의 온도 변화율이 기 설정된 온도 변화율 범위에 포함되는지 확인하는 단계(S40), 가열 온도에서 기판의 온도를 뺀 값을 보상 온도로 설정하는 단계(S50) 및 온도 영역대 별로 보상 온도를 설정하는 단계(S60)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 기판의 승온 속도가 기 설정된 승온 속도보다 작거나, 기판의 온도가 목표 온도 범위에 도달하지 못하거나, 기판의 온도 변화율이 기 설정된 온도 변화율 범위에 포함되지 않거나 모든 온도 영역대 별로 보상 온도가 설정되지 않는 경우 척의 가열 온도를 재설정하는 단계(S70)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 온도 보상 방법은 도 2에 도시된 반도체 제조 장치(1)에서 수행될 수 있다.
척의 가열 온도를 설정하는 단계(S10)는 제어부에 의해 수행될 수 있다. 제어부가 가열 온도를 설정하면, 가열부는 척의 온도가 상기 가열 온도가 되도록 척을 가열한다. 척이 가열되면 척과 접촉한 기판이 가열된다.
기판의 승온 속도가 기 설정된 승온 속도 이상인지 확인하는 단계(S20)는 제어부에 의해 수행될 수 있다. 제어부는 온도 측정부가 주기적으로 혹은 연속적으로 측정한 기판의 온도를 이용하여 기판의 승온 속도를 계산할 수 있다. 제어부는 계산된 기판의 승온 속도가 기 설정된 승온 속도 이상인지 확인함으로써 기판에 정상적으로 열이 전달되고 있는지 확인할 수 있다. 실시예에 따르면, 기 설정된 승온 속도는 0.3℃/s일 수 있다.
기판의 온도가 목표 온도 범위에 도달했는지 확인하는 단계(S30)는 제어부에 의해 수행될 수 있다. 목표 온도는 반도체 제조 공정에서 요구되는 기판의 실제 온도를 의미한다. 목표 온도 범위는 목표 온도와 온도 차이가 소정의 값 이하인 범위를 포함할 수 있으며, 실시예에서 소정의 값은 1℃일 수 있다. 즉, 목표 온도가 100℃인 경우, 목표 온도 범위는 99℃ ~ 101℃ 일 수 있다. 기판의 승온 속도가 기 설정된 승온 속도 이상으로 유지되는 동안, 제어부는 기판의 온도가 목표 온도 범위에 도달하는지를 계속적으로 확인할 수 있다. 기판의 승온 속도와 목표 온도 범위 도달 여부에 따라 제어부는 보상 온도를 설정하거나 가열 온도를 재설정할 수 있는데, 이에 대해서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 보다 상세히 설명할 것이다.
기판의 온도 변화율이 기 설정된 온도 변화율 범위에 포함되는지 확인하는 단계(S40)는 제어부에 의해 수행될 수 있다. 기판의 온도가 목표 온도 범위에 도달하면, 제어부는 소정의 시간 이상 기판의 온도 변화율이 기 설정된 온도 변화율 범위에 포함되는지 확인한다. 실시예에 따르면, 기 설정된 온도 변화율은 ±0.03℃/s 일 수 있고, 소정의 시간은 5초일 수 있다. 즉, 제어부는 5초 이상 기판의 온도 변화율이 ±0.03℃/s이면, 기판의 온도가 안정되었다고 판단할 수 있다.
가열 온도에서 기판의 온도를 뺀 값을 보상 온도로 설정하는 단계(S50)는 제어부에 의해 수행될 수 있다. 현재 가열 온도로 척을 가열하면 기판의 온도가 목표 온도 범위에 포함되도록 가열할 수 있으므로, 제어부는 현재 가열 온도에서 기판의 온도를 뺀 값을 보상 온도로 설정할 수 있다.
온도 영역대별로 보상 온도를 설정하는 단계(S60)는 제어부에 의해 수행될 수 있다. 반도체 제조 공정에서 기판의 목표 온도는 공정의 종류, 스테이지 등의 공정 변수에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 다양한 온도 영역대에서 목표 온도를 설정하여 상기 S10 내지 S50 단계를 반복하여 수행함으로써 보상 온도를 설정할 수 있다.
가열 온도를 재설정하는 단계(S70)는 기판의 승온 속도가 기 설정된 승온 속도보다 작거나 기판의 온도가 목표 온도 범위에 도달하지 못하는 경우 가열 온도를 증가시켜 재설정할 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 온도 보상 방법에 있어서 보상 온도를 설정하거나 가열 온도를 재설정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, t0 에서 기판의 온도는 목표 온도에 도달하고 있지 못하기 때문에 가열이 필요한 상태이다. 따라서, t1 에서 척의 가열 온도를 증가시켜 재설정한다.
도 4는 가열 온도가 적절하게 설정된 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 제어부는 A 구간에서 기판의 승온 속도를 확인한다. 승온 속도는 그래프의 기울기이며, 제어부는 기울기가 기 설정된 승온 속도 이상인 경우에는 가열 온도를 재설정하지 않고 기판의 온도를 계속하여 측정한다. 기판의 온도가 목표 온도 범위에 도달하는 B 구간에서는, 제어부는 기판의 승온 속도 모니터링을 중단하고 기판의 온도가 안정되었는지를 확인한다. 기판의 온도 변화율이 기 설정된 온도 변화율 범위에 포함되고, 현재 기판의 온도가 목표 온도 범위에 포함되는 경우, 제어부는 가열 온도에서 목표 온도를 뺀 값을 보상 온도로 설정한다.
도 5는 가열 온도가 낮게 설정된 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 제어부는 A 구간에서 기판의 승온 속도를 확인한다. 기판의 온도가 목표 온도 범위에 도달하지 못한 채 기판의 온도가 감소하는 경우(B 구간), 제어부는 목표 온도에 도달하기 위한 가열 온도가 부족한 것으로 판단하고 척의 가열 온도를 증가시켜 재설정한다.
도 6은 가열 온도가 높게 설정된 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 제어부는 A 구간에서 기판의 승온 속도를 확인한다. 기판의 온도가 목표 온도 범위에 도달하는 B 구간에서는, 제어부는 기판의 승온 속도 모니터링을 중단하고 기판의 온도가 안정되었는지를 확인한다. 기판의 온도 변화율이 기 설정된 온도 변화율 범위에 포함되지만, 현재 기판의 온도가 목표 온도 범위에 포함되지 않는 경우, 제어부는 가열 온도를 감소시켜 재설정한다.
이상의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시예들도 본 발명의 범위에 속할 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 도시된 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 반대로 여러 개로 분산된 구성 요소들은 결합되어 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
100: 공정 챔버 200: 배기 유닛
300: 플라즈마 공급 부재 310: 플라즈마 챔버
320: 소스 가스 공급부 330: 전력 인가부
340: 유입 덕트

Claims (15)

  1. 척(Chuck)의 가열 온도를 설정하는 단계;
    기판의 승온 속도가 기 설정된 승온 속도 이상인지 확인하는 단계; 및
    상기 기판의 온도와 목표 온도의 차이에 따라 상기 가열 온도를 재설정하여 보상 온도를 설정하는 단계;를 포함하되,
    상기 보상 온도를 설정하는 단계는
    상기 기판의 온도가 목표 온도 범위에 도달했는지 확인하는 단계를 포함하고,
    상기 목표 온도 범위에 도달했는지 확인하는 단계는,
    상기 기판의 온도와 상기 목표 온도의 차이가 소정의 값 이하인 경우 상기 목표 온도에 도달한 것으로 판단하는 온도 보상 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기 설정된 승온 속도는 0.3℃/s인 온도 보상 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 값은 1℃ 인 온도 보상 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기판의 온도가 상기 목표 온도에 도달한 경우,
    상기 기판의 온도 변화율이 기 설정된 온도 변화율 범위에 포함되는지 확인하는 단계;
    를 더 포함하는 온도 보상 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기 설정된 온도 변화율은 -0.03℃/s 내지 +0.03℃ 인 온도 보상 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 기판의 온도 변화율이 기 설정된 온도 변화율 범위에 포함되는지 확인하는 단계에 앞서,
    상기 기판의 승온 속도가 기설정된 승온 속도 이상인지 확인하는 것을 중단하는 단계;
    를 더 포함하는 온도 보상 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가열 온도에서 상기 기판의 온도를 뺀 값을 상기 기판에 대한 보상 온도로 설정하는 단계;
    를 더 포함하는 온도 보상 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 온도가 상기 목표 온도 범위에 도달하지 못한 경우,
    상기 가열 온도를 증가시켜 상기 가열 온도를 재설정하는 단계;
    를 더 포함하는 온도 보상 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 온도가 상기 목표 온도 범위를 초과하는 경우,
    상기 가열 온도를 감소시켜 상기 가열 온도를 재설정하는 단계;
    를 더 포함하는 온도 보상 방법.
  11. 반도체 제조 장치에 있어서,
    식각 공정이 수행되는 공정 유닛과;
    상기 공정 유닛의 외부에 제공되며, 상기 공정 유닛으로 플라즈마를 공급하는 플라즈마 공급 유닛과;
    상기 공정 유닛 및 상기 플라즈마 공급 유닛을 제어하는 제어부를; 포함하며,
    상기 공정 유닛은
    공정 챔버와;
    상기 공정 챔버 내에 위치되며 기판을 지지하는 척(Chuck);
    상기 척에 포함되고 상기 척의 온도가 기 설정된 가열 온도에 도달하도록 상기 척을 가열하는 가열부; 및
    상기 기판의 온도를 측정하는 온도 측정부; 를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 기판의 온도와 목표 온도의 차이에 따라 상기 가열 온도를 재설정하여 상기 목표 온도에 따른 보상 온도를 설정하되, 상기 기판의 온도와 상기 목표 온도의 차이가 소정의 값 이하인 경우, 상기 기판의 온도 변화율이 기 설정된 온도 변화율 범위에 포함되는지 확인하는 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 온도 측정부는 상기 기판의 하나 이상의 측정 포인트에서 온도를 측정하고,
    상기 하나 이상의 측정 포인트에서 측정한 온도의 평균을 상기 기판의 온도로 제공하는 기판 처리 장치.
  13. 삭제
  14. 반도체 제조 장치에 있어서,
    식각 공정이 수행되는 공정 유닛과;
    상기 공정 유닛의 외부에 제공되며, 상기 공정 유닛으로 플라즈마를 공급하는 플라즈마 공급 유닛과;
    상기 공정 유닛 및 상기 플라즈마 공급 유닛을 제어하는 제어부를; 포함하며,
    상기 공정 유닛은
    공정 챔버와;
    상기 공정 챔버 내에 위치되며 기판을 지지하는 척(Chuck);
    상기 척에 포함되고 상기 척의 온도가 기 설정된 가열 온도에 도달하도록 상기 척을 가열하는 가열부; 및
    상기 기판의 온도를 측정하는 온도 측정부; 를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 기판의 온도와 목표 온도의 차이에 따라 상기 가열 온도를 재설정하여 상기 목표 온도에 따른 보상 온도를 설정하되, 상기 제어부는 상기 기판의 온도 변화율이 기 설정된 온도 변화율 범위에 포함되는 경우, 상기 가열 온도에서 상기 기판의 온도를 뺀 값을 상기 기판에 대한 보상 온도로 설정하는 기판 처리 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 가열 온도를 기 설정된 온도 영역대 별로 조정하고,
    조정된 상기 온도 영역대에서의 보상 온도를 사용자에게 제공하는 기판 처리 장치.
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