KR101853363B1 - Apparatus and method for treating substrate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 챔버와; 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과; 상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 상기 공정 가스로부터 플라스마를 발생시키도록 상기 챔버의 외부에 제공되는 플라스마 소스를 포함하되, 상기 플라스마 소스는, 상기 챔버의 상부에 제공되고, 상기 처리 공간 내에 전자기장을 형성하는 안테나를 가지는 안테나 유닛과; 상기 안테나를 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 상면에 대해 경사지도록 지지하는 경사 부재;를 포함한다.The present invention relates to a substrate processing apparatus. A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a chamber having a processing space for processing a substrate; A support unit for supporting the substrate in the processing space; A gas supply unit for supplying a process gas into the process space; A plasma source provided outside the chamber to generate a plasma from the process gas, the plasma source comprising: an antenna unit provided at an upper portion of the chamber and having an antenna for forming an electromagnetic field in the processing space; And an inclined member which supports the antenna so as to be inclined with respect to the upper surface of the substrate supported by the support unit.
Description
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라스마를 이용한 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a substrate processing apparatus using plasma.
반도체소자를 제조하기 위해서, 기판을 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 가열 영역을 제거하는 공정으로 습식식각과 건식식각이 사용된다.In order to manufacture a semiconductor device, a substrate is subjected to various processes such as photolithography, etching, ashing, ion implantation, thin film deposition, and cleaning to form a desired pattern on the substrate. Among them, the wet etching and the dry etching are used for removing the selected heating region from the film formed on the substrate.
이 중 건식식각을 위해 플라스마를 이용한 식각 장치가 사용된다. 일반적으로 플라스마를 형성하기 위해서는 챔버의 내부공간에 전자기장을 형성하고, 전자기장은 챔버 내에 제공된 처리 가스를 플라스마 상태로 여기시킨다.Among them, an etching apparatus using a plasma is used for dry etching. Generally, in order to form a plasma, an electromagnetic field is formed in an inner space of a chamber, and an electromagnetic field excites a process gas provided in the chamber into a plasma state.
플라스마는 이온이나 전자, 라디칼 등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말한다. 플라스마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성된다. 반도체 소자 제조 공정은 플라스마를 사용하여 식각 공정을 수행한다. 식각 공정은 플라스마에 함유된 이온 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다.Plasma is an ionized gas state composed of ions, electrons, radicals, and so on. Plasma is generated by very high temperatures, strong electric fields, or RF electromagnetic fields. The semiconductor device fabrication process employs a plasma to perform the etching process. The etching process is performed by colliding the ion particles contained in the plasma with the substrate.
일반적으로 기판의 균등한 처리를 위해, 기판 상의 영역별 전자기장의 세기를 조절하는 것이 요구된다. 도 1은 일반적인 기판 처리 장치(1)를 나타낸 단면도이다. 도 1을 참고하면, 일반적으로, 플라스마를 형성하기 위한 전자기장을 인가하는 안테나(2)는 내부 안테나(3) 및 외부 안테나(4)로 구성되고, 내부 안테나(3) 및 외부 안테나(4)로 인가되는 전류의 세기를 서로 상이하게 조절하거나, 안테나(2)의 구조를 변경함으로써, 기판 상의 영역별 전자기장의 세기를 조절하였다. 그러나 이것 만으로는 기판 상의 영역별 전기장의 세기의 조절은 용이하지 않다.In general, for equal treatment of the substrate, it is required to regulate the intensity of the electromagnetic field for each region on the substrate. 1 is a cross-sectional view showing a general substrate processing apparatus 1. 1, an
본 발명은 기판 상의 영역별 전기장의 세기를 조절할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to an apparatus and method that can control the intensity of an electric field by region on a substrate.
또한, 본 발명은 기판 상의 영역별 플라스마의 밀도를 조절할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is intended to provide an apparatus and a method that can control the density of plasma by region on a substrate.
또한, 본 발명은 기판을 균일하게 처리할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention also provides an apparatus and a method for uniformly treating a substrate.
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.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and the problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description and the accompanying drawings will be.
본 발명은 기판을 처리하는 기판 처리 장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 챔버와; 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과; 상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 상기 공정 가스로부터 플라스마를 발생시키도록 상기 챔버의 외부에 제공되는 플라스마 소스를 포함하되, 상기 플라스마 소스는, 상기 챔버의 상부에 제공되고, 상기 처리 공간 내에 전자기장을 형성하는 안테나를 가지는 안테나 유닛과; 상기 안테나를 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 상면에 대해 경사지도록 지지하는 경사 부재;를 포함한다.The present invention provides a substrate processing apparatus for processing a substrate. A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a chamber having a processing space for processing a substrate; A support unit for supporting the substrate in the processing space; A gas supply unit for supplying a process gas into the process space; A plasma source provided outside the chamber to generate a plasma from the process gas, the plasma source comprising: an antenna unit provided at an upper portion of the chamber and having an antenna for forming an electromagnetic field in the processing space; And an inclined member which supports the antenna so as to be inclined with respect to the upper surface of the substrate supported by the support unit.
상기 경사 부재는 상부에서 바라볼 때, 링 형상으로 제공되고, 측면에서 바라볼 때, 일단에서 타단으로 갈수록 두께가 두꺼워지도록 제공된다.The inclined member is provided in a ring shape when viewed from above, and is provided so as to be thicker from one end to the other end when viewed from the side.
상기 안테나 유닛은 상기 안테나를 지지하는 지지 부재를 더 포함하고, 상기 지지 부재는 상기 경사 부재와 상기 안테나 사이에 제공될 수 있다.The antenna unit may further include a support member for supporting the antenna, and the support member may be provided between the inclined member and the antenna.
상기 지지 부재는 상기 안테나의 직경보다 큰 직경을 가지는 원판 형상으로 제공되고, 상기 경사 부재는 상면이 상기 지지 부재의 가장자리 영역에 대향되게 제공될 수 있다.The support member may be provided in a disc shape having a diameter larger than the diameter of the antenna, and the inclined member may be provided with an upper surface facing the edge region of the support member.
상기 경사 부재에는 상하면을 관통하는 볼트 홀이 형성되고, 상기 플라스마 소스는 상기 지지 부재, 상기 볼트 홀 및 상기 챔버의 상벽을 관통하여 고정시키는 볼트 부재를 더 포함할 수 있다.The inclined member may be formed with a bolt hole passing through the upper and lower surfaces thereof. The plasma source may further include a bolt member for fixing the support member, the bolt hole, and the upper wall of the chamber.
상기 볼트 홀은 그 길이 방향이 상기 경사 부재의 둘레 방향을 따라 제공된다.The bolt hole is provided along the circumferential direction of the inclined member in its longitudinal direction.
상기 볼트 부재 및 상기 볼트 홀은 상기 경사 부재의 둘레 방향을 따라 복수개로 제공될 수 있다.The bolt member and the bolt hole may be provided in plural along the circumferential direction of the inclined member.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 기판 처리 방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법은, 상기 경사 부재를 둘레 방향을 따라 회전 이동 시킴으로써, 상기 안테나의 경사 방향을 변경시키는 경사 방향 변경 단계; 및 이 후, 상기 처리 공간 내에서 기판에 대한 공정을 수행하는 공정 단계;를 포함한다.The present invention also provides a substrate processing method for processing a substrate. According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of processing a substrate, comprising: a slanting direction changing step of changing the slanting direction of the antenna by rotating the slanting member along a circumferential direction; And then performing a process on the substrate in the processing space.
본 발명의 일 실시 예에 따른 장치 및 방법은 기판 상의 영역별 전기장의 세기를 조절할 수 있다.The apparatus and method according to an embodiment of the present invention can control the intensity of the electric field per area on the substrate.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치 및 방법은 기판 상의 영역별 플라스마의 밀도를 조절할 수 있다.In addition, the apparatus and method according to an embodiment of the present invention can control the density of plasma by region on the substrate.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치 및 방법은 기판을 균일하게 처리할 수 있다.Further, an apparatus and a method according to an embodiment of the present invention can uniformly process a substrate.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 경사 부재를 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 기판 처리 방법을 보여주는 순서도이다.1 is a sectional view showing a general substrate processing apparatus.
2 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing the inclined member of FIG. 2. FIG.
4 is a flow diagram illustrating a substrate processing method, in accordance with an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. This embodiment is provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Thus, the shape of the elements in the figures has been exaggerated to emphasize a clearer description.
본 발명의 실시 예에서는 플라스마를 이용하여 기판을 식각하는 기판 처리 장치에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 기판 상의 영역별 전자기장의 세기를 조절하여, 기판을 균일하게 처리하는 것이 요구되는 다양한 종류의 장치에 적용 가능하다.In an embodiment of the present invention, a substrate processing apparatus for etching a substrate using plasma will be described. However, the present invention is not limited to this, and is applicable to various kinds of apparatuses required to uniformly process the substrate by adjusting the intensity of the electromagnetic field for each region on the substrate.
또한 본 발명의 실시 예에서는 지지 유닛으로 정전 척을 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 지지 유닛은 기계적 클램핑에 의해 기판을 지지하거나, 진공에 의해 기판을 지지할 수 있다. In the embodiment of the present invention, an electrostatic chuck is described as an example of a supporting unit. However, the present invention is not limited to this, and the support unit can support the substrate by mechanical clamping or support the substrate by vacuum.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(10)를 보여주는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 플라스마를 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), 가스 공급 유닛(300), 플라스마 소스(400) 및 배기 유닛(500) 을 포함한다.2 is a sectional view showing a
챔버(100)는 기판을 처리하는 처리 공간을 가진다. 챔버(100)는 하우징(110), 커버(120), 그리고 라이너(130)를 포함한다. The
하우징(110)은 내부에 상면이 개방된 공간을 가진다. 하우징(110)의 내부 공간은 기판 처리 공정이 수행되는 처리 공간으로 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. The
커버(120)는 하우징(110)의 개방된 상면을 덮는다. 커버(120)는 판 형상으로 제공되며, 하우징(110)의 내부공간을 밀폐시킨다. 커버(120)는 유전체(dielectric substance) 창을 포함할 수 있다.The
라이너(130)는 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 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 반응 부산물이 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.The
지지 유닛(200)은 챔버(100) 내부의 처리 공간 내에서 기판을 지지한다. 예를 들면, 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 척을 포함할 수 있다. 이와 달리, 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 정전 척을 포함하는 지지 유닛(200)에 대하여 설명한다.The support unit 200 supports the substrate within the processing space inside the
지지 유닛(200)은 정전 척 및 하부 커버(270)를 포함한다. 지지 유닛(200)은 챔버(100) 내부에서 챔버 하우징(110)의 바닥면에서 상부로 이격되어 제공될 수 있다.The support unit 200 includes an electrostatic chuck and a
정전 척은 바디 및 절연 플레이트(250)를 가진다. 바디는 내부 유전판(220), 전극(223), 히터(225), 지지판(230), 그리고 포커스 링(240)을 포함한다.The electrostatic chuck has a body and an insulating plate (250). The body includes an inner dielectric plate 220, an
내부 유전판(220)은 정전 척의 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 열 전달 가스가 공급되는 통로로 이용되는 제1 공급 유로(221)가 형성된다. 내부 유전판(220) 내에는 전극(223)과 히터(225)가 매설된다. The inner dielectric plate 220 is located at the upper end of the electrostatic chuck. The inner dielectric plate 220 is provided as a dielectric substance. A substrate W is placed on the upper surface of the inner dielectric plate 220. The upper surface of the inner dielectric plate 220 has a smaller radius than the substrate W. [ A
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. The
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 내부 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. 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.The
지지판(230)에는 제1 순환 유로(231), 제2 순환 유로(232), 그리고 제2 공급 유로(233)가 형성된다. 제1 순환 유로(231)는 열 전달 가스가 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. 제1 순환 유로(231)는 열 전달 가스가 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.A
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 기판(W)과 정전 척(210) 간에 열 교환을 돕는 매개체 역할을 한다. 따라서 기판(W)은 전체적으로 온도가 균일하게 된다.The
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 내부 유전판(220)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킨다.The
포커스 링(240)은 정전 척의 가장자리 영역에 배치된다. 포커스 링(240)은 링 형상을 가지며, 내부 유전판(220)의 둘레를 따라 배치되어 기판(W)의 가장자리 영역을 지지한다. 포커스 링(240)은 상부 가장자리 영역이 링 형상으로 돌출되게 제공됨으로써, 플라스마가 기판(W)상으로 집중되도록 유도한다. 포커스 링(240)의 표면은 유전체 재질로 제공된다. 예를 들면, 포커스 링(240)의 표면은 산화이트륨(Y2O3) 재질로 코팅되어 제공될 수 있다. 공정 시간이 증가 될수록 포커스 링(240)의 표면은 식각되어 표면의 유전체 재질로 제공된 층의 두께가 변화된다. 변화된 포커스 링(240)의 표면의 유전체 층의 두께는 공정에 영향을 미친다. 예를 들면, 기판 처리 장치(10)가 플라스마를 이용하여 기판을 식각하는 장치인 경우, 포커스 링(240)의 표면의 유전체 층의 두께가 얇아지면 애칭률이 감소될 수 있다. 따라서, 포커스 링(240)은 표면의 유전체 층의 두께가 일정 두께 이하가 되는 경우, 새로운 포커스 링(240)으로 교체된다.The
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. An insulating
하부 커버(270)는 지지 유닛(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 척으로 이동시키는 리프트 핀 모듈(미도시) 등이 위치할 수 있다.The
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 유닛(200)을 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.The
가스 공급 유닛(300)은 챔버(100) 내부의 처리 공간에 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(300)은 가스 공급 노즐(310), 가스 공급 라인(320), 그리고 가스 저장부(330)를 포함한다. 가스 공급 노즐(310)은 커버(120)의 중앙부에 설치된다. 가스 공급 노즐(310)의 저면에는 분사구가 형성된다. 분사구는 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.The
플라스마 소스(400)는 처리 공간 내에 공급된 공정가스를 플라스마 상태로 여기시킨다. 플라스마 소스(400)는 챔버(100)의 외부에 제공된다. 플라스마 소스(400)로는 유도결합형 플라스마(ICP: inductively coupled plasma) 소스가 사용될 수 있다. 플라스마 소스(400)는 안테나 실(410), 안테나 유닛(420) 그리고 경사 부재(430)를 포함한다. The
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 커버(120)의 상부에 탈착 가능하도록 제공된다. The
일 실시 예에 따르면, 안테나 유닛(420)은 안테나(421) 및 지지 부재(422)를 포함한다.According to one embodiment, the
안테나(421)는 챔버(100)의 상부에 제공된다. 일 실시 예에 따르면, 안테나(421)는 안테나 실(410)의 내부에 배치된다. 안테나(421)는 복수 회 감기는 나선 형상의 코일로 제공되고, 플라스마 전원(423)과 연결된다. 안테나(421)는 플라스마 전원(423)으로부터 전력을 인가 받는다. 플라스마 전원(423)은 챔버(100) 외부에 위치할 수 있다. 전력이 인가된 안테나(421)는 챔버(100)의 처리 공간에 전자기장을 형성한다. 공정 가스는 안테나(421)에 의한 전자기장에 의해 플라스마 상태로 여기 된다.An
지지 부재(422)는 안테나(421)를 지지한다. 지지 부재(422)는 경사 부재(430)와 안테나(421) 사이에 제공된다. 일 실시 예에 따르면, 지지 부재(422)는 안테나(421)의 직경보다 큰 직경을 가지는 원판 형상으로 제공된다. The
도 3은 도 2의 경사 부재(430)를 보여주는 사시도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 경사 부재(430)는 안테나(421)를 지지 유닛(200)에 지지된 기판(W)의 상면에 대해 경사지도록 지지한다. 일 실시 예에 따르면, 경사 부재(430)는 상부에서 바라볼 때, 링 형상으로 제공된다. 그리고, 경사 부재(430)는 측면에서 바라볼 때, 일단에서 타단으로 갈수록 두께가 두꺼워지도록 제공된다. 경사 부재(430)는 상면이 원판 형상으로 제공된 지지 부재(422)의 가장자리 영역에 대향되게 제공된다. 3 is a perspective view showing the
경사 부재(430)에는 상하 면을 관통하는 볼트 홀이 형성된다. 플라스마 소스(400)는 볼트 부재(432)를 더 포함할 수 있다. 볼트 부재(432)는 지지 부재(422), 볼트 홀(431) 및 챔버(100)의 상벽을 관통하여 고정시킨다. 챔버(100)의 상벽은 도 2의 경우, 커버(120)로 제공된다. 볼트 홀(431)은 길이 방향이 경사 부재(430)의 둘레 방향을 따라 제공된다. 볼트 부재(432) 및 볼트 부재(432)는 복수개가 서로 이격되게 경사 부재(430)의 둘레 방향을 따라 제공될 수 있다. 볼트 홀(431)의 너비는 볼트 부재(432)의 직경보다 크게 제공된다. 예를 들면, 볼트 홀(431)의 너비는 경사 부재(430)가 정위치에서 허용 범위 이상 벗어나지 않는 크기로 제공된다. 챔버(100)의 상벽에는 볼트 부재(432)의 하부의 나사와 맞물리도록 내측면이 나사 형상으로 제공되는 볼트 홈(121)이 제공된다. The
따라서, 상술한 바와 같이, 경사 부재(430)에 볼트 홀(431)이 형성되고, 볼트 부재(432)가 제공됨으로써, 경사 부재(430)의 경사 방향을 용이하게 변경시킬 수 있다. 경사 부재(430)의 경사 방향은 시험 가동 또는 시뮬레이션에 따라 결정될 수 있다. 이와 달리, 경사 부재(430) 및 경사 부재를 고정시키는 구성은 경사 부재를 그 중심을 축으로 회전 이동시킨 후 고정시킬 수 있는 다양한 구성 및 구조로 제공될 수 있다. Therefore, as described above, the
배기 유닛(500)은 하우징(110)의 내측벽과 지지 유닛(200)의 사이에 위치된다. 배기 유닛(500)은 관통홀(511)이 형성된 배기판(510)을 포함한다. 배기판(510)은 환형의 링 형상으로 제공된다. 배기판(510)에는 복수의 관통홀(511)들이 형성된다. 하우징(110) 내에 제공된 공정가스는 배기판(510)의 관통홀(511)들을 통과하여 배기홀(102)로 배기된다. 배기판(510)의 형상 및 관통홀(511)들의 형상에 따라 공정가스의 흐름이 제어될 수 있다.The
이 하, 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 기판 처리 방법을 보여주는 순서도이다. 도 2 및 도 4를 참조하면, 기판 처리 방법은 경사 방향 변경 단계(S10) 및 공정 단계(S20)를 포함한다.Hereinafter, a substrate processing method according to an embodiment of the present invention will be described using the above-described substrate processing apparatus. 4 is a flow diagram illustrating a substrate processing method, in accordance with an embodiment of the present invention. Referring to Figs. 2 and 4, the substrate processing method includes an inclining direction changing step S10 and a processing step S20.
경사 방향 변경 단계(S10)에서는 경사 부재(430)를 둘레 방향을 따라 회전 이동시킴으로써, 안테나(421)의 경사 방향을 변경시킨다. 예를 들면, 볼트 부재(432)를 회전시켜 볼트 홈(121)으로부터 이탈시킨다. 이 경우, 경사 부재(430)에는 볼트 홈(121)이 제공되므로, 볼트 부재(432)를 경사 부재(430)로부터 완전히 이탈 시키는 것이 요구되지 않는다. 볼트 부재(432)를 볼트 홈(121)으로부터 이탈 시킨 상태에서 경사 부재(430)를 원하는 각도만큼 회전 이동시키고, 이후, 볼트 부재(432)를 다시 지지 부재(422), 경사 부재(430) 및 커버(120)를 관통하여 고정시킨다. In the oblique direction changing step S10, the oblique direction of the
공정 단계(S20)는 경사 방향 변경 단계(S10)가 완료된 이 후 수행된다. 공정 단계(S20)에서는 챔버(100) 내의 처리 공간 내에서 기판에 대한 공정이 수행된다. 공정 단계(S20)에서는 플라스마를 이용하여 기판을 식각하는 공정이 수행될 수 있다. 예를 들면, 지지 유닛(200)에 기판(W)이 공급되고, 가스 공급 유닛(300)은 공정 가스를 처리 공간으로 공급하고, 플라스마 소스에는 전력이 인가되어 전자기장을 형성시킴으로써, 공급된 공정 가스를 플라스마로 여기시킨다. The process step S20 is performed after the slant direction changing step S10 is completed. In process step S20, a process is performed on the substrate within the processing space within the
상술한 바와 같이, 본 발명의 장치 및 방법은 경사 부재(430)를 이용하여 안테나(421)의 경사 방향을 조절함으로써, 기판 상의 영역별 전기장의 세기를 조절할 수 있다. 따라서, 기판 상의 영역별 플라스마의 밀도를 조절하여, 기판을 균일하게 처리할 수 있다.As described above, the apparatus and method of the present invention can adjust the intensity of the electric field for each region on the substrate by adjusting the inclination direction of the
10: 기판 처리 장치 W: 기판
100: 챔버 200: 지지 유닛
300: 가스 공급 유닛 400: 플라스마 소스
420: 안테나 유닛 421: 안테나
430: 경사 부재 431: 볼트 홀
432: 볼트 부재 500: 배기 유닛10: substrate processing apparatus W: substrate
100: chamber 200: support unit
300: gas supply unit 400: plasma source
420: antenna unit 421: antenna
430: inclined member 431: bolt hole
432: bolt member 500: exhaust unit
Claims (8)
기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 챔버와;
상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과;
상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
상기 공정 가스로부터 플라스마를 발생시키도록 상기 챔버의 외부에 제공되는 플라스마 소스를 포함하되,
상기 플라스마 소스는,
상기 챔버의 상부에 제공되고, 상기 처리 공간 내에 전자기장을 형성하는 안테나를 가지는 안테나 유닛과;
상기 안테나를 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 상면에 대해 경사지도록 지지하는 경사 부재;를 포함하며,
상기 경사 부재는, 상부에서 바라볼 때, 링 형상으로 제공되고, 측면에서 바라 볼 때, 일단에서 타단으로 갈수록 두께가 두꺼워지도록 제공되고,
상기 경사 부재에는, 상기 경사 부재의 이탈을 방지하고 회전을 가이드할 수 있도록, 복수의 결합 부재 홀이 상하면을 관통해 형성되고,
상기 플라스마 소스는 상기 결합 부재 홀을 관통하고 상기 챔버의 상부에 고정되는 복수의 결합 부재를 더 포함하고,
상기 복수의 결합 부재 홀은 상기 경사 부재의 둘레 방향을 따라 연장되어 제공된, 기판 처리 장치.An apparatus for processing a substrate,
A chamber having a processing space for processing the substrate;
A support unit for supporting the substrate in the processing space;
A gas supply unit for supplying a process gas into the process space;
And a plasma source provided outside the chamber to generate a plasma from the process gas,
Wherein the plasma source comprises:
An antenna unit provided on an upper portion of the chamber and having an antenna for forming an electromagnetic field in the processing space;
And an inclined member which supports the antenna so as to be inclined with respect to the upper surface of the substrate supported by the supporting unit,
The inclined member is provided in a ring shape when viewed from above, and is provided so as to be thicker from one end toward the other end when viewed from the side,
A plurality of engaging member holes are formed in the inclined member so as to penetrate the upper and lower surfaces thereof so as to prevent the inclining member from departing and to guide the rotation,
Wherein the plasma source further comprises a plurality of engaging members penetrating the engaging member holes and being secured to the upper portion of the chamber,
And the plurality of engagement member holes are provided extending along the circumferential direction of the inclined member.
상기 챔버는 내부에 상기 처리 공간을 형성하는 하우징과 상기 하우징의 개방된 상면을 덮는 커버를 더 포함하고,
상기 경사 부재는 상기 커버의 상면에 지지되고,
상기 복수의 결합 부재는 상기 커버의 상면에 결합되는 기판 처리 장치. The method according to claim 1,
The chamber further including a housing defining the processing space therein and a cover covering an open top surface of the housing,
The inclined member is supported on the upper surface of the cover,
And the plurality of engaging members are coupled to the upper surface of the cover.
상기 안테나 유닛은 상기 안테나를 지지하는 지지 부재를 더 포함하고,
상기 지지 부재는 외측 둘레가 상기 경사 부재에 지지되고, 상기 결합 부재에 의해 관통되는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the antenna unit further comprises a support member for supporting the antenna,
Wherein the support member is supported on the inclined member at an outer periphery thereof and penetrated by the engagement member.
상기 지지 부재는 상기 안테나의 직경보다 큰 직경을 가지는 원판 형상으로 제공되고,
상기 경사 부재는 상면이 상기 지지 부재의 가장자리 영역에 대향되게 제공되는 기판 처리 장치.The method of claim 3,
Wherein the support member is provided in a disc shape having a diameter larger than the diameter of the antenna,
Wherein the inclined member is provided with an upper surface facing the edge region of the support member.
상기 경사 부재를 둘레 방향을 따라 회전 이동 시킴으로써, 상기 안테나의 경사 방향을 변경시키는 경사 방향 변경 단계; 및
이 후, 상기 처리 공간 내에서 기판에 대한 공정을 수행하는 공정 단계;를 포함하는 기판 처리 방법.A method of processing a substrate using a substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
An oblique direction changing step of changing the oblique direction of the antenna by rotationally moving the oblique member along the circumferential direction; And
And then performing a process on the substrate in the processing space.
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KR1020160083314A KR101853363B1 (en) | 2016-07-01 | 2016-07-01 | Apparatus and method for treating substrate |
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---|---|---|---|---|
WO2009085708A1 (en) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Applied Materials, Inc. | Method of correcting baseline skew by a novel motorized source coil assembly |
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WO2009085708A1 (en) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Applied Materials, Inc. | Method of correcting baseline skew by a novel motorized source coil assembly |
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