KR101937335B1 - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101937335B1
KR101937335B1 KR1020170105820A KR20170105820A KR101937335B1 KR 101937335 B1 KR101937335 B1 KR 101937335B1 KR 1020170105820 A KR1020170105820 A KR 1020170105820A KR 20170105820 A KR20170105820 A KR 20170105820A KR 101937335 B1 KR101937335 B1 KR 101937335B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
processing
unit
detector
plasma
Prior art date
Application number
KR1020170105820A
Other languages
English (en)
Inventor
박진우
신동휘
Original Assignee
피에스케이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 피에스케이 주식회사 filed Critical 피에스케이 주식회사
Priority to KR1020170105820A priority Critical patent/KR101937335B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101937335B1 publication Critical patent/KR101937335B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68742—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a lifting arrangement, e.g. lift pins

Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 내부에 기판이 처리되는 처리 공간을 가지는 공정 챔버; 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하도록 제공된 기판 지지 유닛; 상기 처리 공간의 내부 상태를 검출하는 검출 유닛을 포함하되; 상기 검출 유닛은 상기 공정 챔버의 측벽에 형성된 윈도우에 설치되는 검출기; 및 상기 검출기의 위치 이동을 위한 구동력을 제공하는 구동부를 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
플라즈마를 이용한 반도체 제조 장치는 플라즈마를 발생시키는 전극의 구성에 따라 마주보는 평행판 사이에 RF 전력을 인가하여 플라즈마를 발생시키는 CCP(capacitively coupled plasma) 방식, 반응관 외부의 코일에 RF 전력을 인가하여 플라즈마를 발생시키는 ICP(inductively coupled plasma) 방식, RF 전력과 자기장을 결합시켜 플라즈마를 발생시키는 MERIE(magnetically enhanced reactive ion etching) 방식, 마이크로파와 자기장을 결합시켜 플라즈마를 발생시키는 ECR(electron cyclotron resonance) 방식 등이 있다.
즉, 상기의 공정에서 사용되는 플라즈마 장치는 통상 반응공간을 형성하는 공정챔버, 공정가스를 공급하기 위한 샤워 헤드, 기판이 안착되는 전극, 샤워 헤드에 전원을 공급하기 위한 전원장치, 공정 챔버를 진공으로 유지하기 위한 진공펌프와 배기라인 등을 포함하는 것이다.
이에 따라, 밀폐된 공간을 제공하는 공정챔버에 반응가스를 공급하여, 상기 공정챔버 내부에 전극에 RF 전력을 인가하여 전기장을 형성하면, 상기 반응가스는 전기장에 의해 활성화되면서 플라즈마 상태로 변환되고, 플라즈마 상태의 이온은 전극에 위치하는 웨이퍼 상의 박막과 반응하여 이 웨이퍼 상의 박막이 원하는 소정의 형상으로 식각시킬 수 있도록 한 것이다.
이때, 플라즈마를 이용하거나, 준대기압상태에서 플라즈마없이 공정을 진행하는 반도체 제조장치에 있어서, 공정(플라즈마)이 원하는 데로 진행되도록 하기 위해서는 실시간으로 공정을 모니터링하고 제어하는 것이 필요한데, 이는 플라즈마를 사용하거나 또는 플라즈마를 사용하지 않는 식각, CVD 공정에서 많은 반응부산물이 생성되며, 상기 생성되는 반응부산물들은 사용되는 반응가스나 포토레지스트 등과 반응하여 고분자물질(polymer)을 생성시키게 되고, 이러한 고분자물질이 기판 표면이나 공정챔버의 내벽에도 부착되기 때문에 공정 파라미터의 변동 및 파티클 발생을 초래하고, 이에따라 반도체 제조공정 수행 중 기판의 디펙트 요인이 되어 수율 저하를 초래하기 때문이다.
따라서, 상기와 같은 디펙트 요인을 감소시키도록 반도체 제조장치에서는 챔버 내부를 관찰하기 위한 뷰포트(View port)를 통해 플라즈마와 기판 표면막질의 반응으로부터 발생 되는 특정 파장의 빛을 광센서를 통하여 모니터링 한다. 건식스트립 제조장비에선 주로 광을 감지하여 공정의 종료지점을 파악하는 EPD(End point detection)와 광 스팩트럼을 통해 반응에 기여하는 가스를 파악 할 수 있는 OES(Optical Emission Spectroscopy)등을 활용한다.
기존 광센서는 챔버외부에서 뷰포트에 고정되어 공정반응을 통해 나오는 빛을 감지하는 방법으로 사용되었다. 반도체 공정에 여러 응용이 발생함에 따라, 웨이퍼가 척에서 떨어진 상태로 공정이 진행되는 Pin up process 혹은, 척의 높낮이가 바뀌는 무빙 척(Moving chuck)을 이용하는 공정(process)이 활용 되면서 공정에 따라 광센서와 빛이 발생하는 부분의 상대적인 위치 차이가 생기면서 광센서의 신뢰도가 저하 되었다.
공정에 따라 광센서와 반응웨이퍼의 상대적인 위치 차이로 인해 센싱되는 빛의 양(intensity)이 달라지고 흡수되는 파장의 상대적인 양이 달라지면서 공정의 양상을 다르게 읽을 수 있는 문제가 있다.
본 발명은 기판의 높이에 따라 검출기의 위치가 가변되는 기판 처리 장치 및방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 검출기의 정확도를 극대화할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 기판이 처리되는 처리 공간을 가지는 공정 챔버; 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하도록 제공된 기판 지지 유닛; 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판의 상태를 검출하는 검출 유닛을 포함하되; 상기 검출 유닛은 상기 공정 챔버의 측벽에 형성된 윈도우를 통해 상기 처리 공간 내에서 방출되는 빛을 감지하는 검출기; 및 상기 검출기의 위치 이동을 위한 구동력을 제공하는 구동부를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 검출 유닛은 상기 기판 지지 유닛 상에서의 기판 높이에 따라 상기 검출기의 높낮이가 가변되도록 상기 구동부를 제어하는 승강 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판 지지 유닛은 기판을 승강시키는 리프트 핀 어셈블리를 더 포함하고, 상기 승강 제어부는 상기 리프트 핀 어셈블리에 의해 승강되는 기판과 동일하게 상기 검출기가 승강되도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.
또한, 상기 윈도우는 상기 리프트 핀 어셈블리의 승강 높이보다 큰 길이를 가질 수 있다.
또한, 상기 검출 유닛은 종점 검출 장치(EPD: End Point Detector)일 수 있다.
또한, 상기 기판 처리 장치는 상기 기판 지지 유닛의 상부에 위치하고, 복수개의 분사홀이 형성된 배플; 상기 배플의 상부로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및 상기 가스 공급 유닛에 의해 공급된 가스를 플라스마로 여기하는 플라스마 소스를 더 포함하되, 상기 검출기는 상기 처리 공간 내에서 플라즈마 처리시 발생되는 광을 측정하는 광센서일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 기판 지지 유닛에 기판을 로딩하는 단계; 상기 기판을 플라즈마를 이용하여 처리하는 단계를 포함하되; 상기 플라즈마 처리 단계에서는 상기 기판의 처리 높이에 따라 상기 검출기의 높이를 조절하여 기판의 상태를 검출하는 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 플라즈마 처리 단계는 상기 리프트 핀 어셈블리에 의해 상기 기판 지지 유닛에 다운된 핀 다운 위치에서의 다운 공정과, 상기 기판이 리프트 핀 어셈블리에 의해 상기 기판 지지 유닛으로부터 업된 핀 업 위치에서의 업 공정을 포함하고, 상기 다운 공정과 상기 업 공정시 상기 검출기와 상기 기판 간의 상대적인 위치는 동일할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 검출기의 높낮이를 기판의 높낮이에 대응되게 조절 가능한 구성으로 제공함으로써, 핀업 공정에서의 광특성 분석이 어려웠던 점을 해소할 수 있는 각별한 효과를 갖는다.
본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 기판의 높이가 다른 공정에 대해서는 광학적으로 동일한 분석이 가능하게 되어 공정에 대해 효율적인 분석이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 공정 챔버의 일측벽을 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 공정 챔버의 일측벽을 보여주는 정면도이다.
도 4 및 도 5는 기판 처리 장치에서의 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
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.
본 발명의 실시 예에서 기판(W)은 반도체 웨이퍼일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 기판(W)은 유리 기판 등과 같이 다른 종류의 기판일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서 기판 처리 장치는 플라스마 또는 가스를 이용하여 애싱, 증착 또는 식각 등의 공정을 수행하는 장치일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(1)에 관하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(1)를 나타낸 단면도이다. 도 1을 참고하면, 기판 처리 장치(1)는 공정 챔버(100), 기판 지지 유닛(2000), 가스 공급 유닛(300), 플라스마 소스(400), 배플(500) 그리고 검출 유닛(600)을 포함할 수 있다.
공정 챔버(100)는 내부에 기판이 처리되는 처리 공간을 가진다. 일 실시 예에 따르면, 공정 챔버(100)는 처리실(120)과 플라스마 발생실(140)을 제공할 수 있다. 처리실(120)은 플라스마에 의해 기판(10)이 처리되는 공간을 제공한다. 플라스마 발생실(140)은 가스 공급 유닛(300)이 공급한 가스로부터 플라스마가 발생되는 공간을 제공한다.
처리실(120)은 내부에 상부가 개방된 공간을 가진다. 처리실(120)은 대체로 원통 형상으로 제공될 수 있다. 처리실(120)의 측벽에는 기판 유입구(미도시)가 형성된다. 기판(10)은 기판 유입구를 통하여 처리실(120) 내부로 출입힌다. 기판 유입구(미도시)는 도어(미도시)와 같은 개폐 부재에 의해 개폐될 수 있다. 처리실(120)의 바닥면에는 배기 홀(122)이 형성된다. 배기 홀(122)에는 배기 라인(124)이 연결된다. 배기 라인(124)에는 펌프(126)가 설치된다. 펌프(126)는 처리실(120) 내 압력을 공정 압력으로 조절한다. 처리실(120) 내 잔류 가스 및 반응 부산물은 배기 라인(124)을 통해 처리실(120) 외부로 배출된다.
처리실(120)의 일측벽에는 윈도우(128)가 제공된다. 윈도우(128)의 외측에는 검출 유닛(600)의 검출기(610)가 설치된다. 윈도우(128)는 기판 지지 유닛에 지지된 기판의 상태 및 플라즈마 공정 진행시 발생되는 방사광을 검출할 수 있도록 투명한 석영 소재로 이루어질 수 있다.
플라스마 발생실(140)은 처리실(120)의 외부에 위치한다. 일 예에 의하면, 플라스마 발생실(140)은 처리실(120)의 상부에 위치되며 처리실(120)에 결합된다. 플라스마 발생실(140)은 방전실(142)과 확산실(144)을 가진다. 방전실(142)과 확산실(144)은 상하 방향으로 순차적으로 제공된다. 방전실(142)은 중공의 원통 형상을 가진다. 상부에서 바라볼 때 방전실(142) 내 공간은 처리실(120) 내 공간 보다 좁게 제공된다. 방전실(142) 내에서 가스로부터 플라스마가 발생된다. 확산실(144) 내 공간은 아래로 갈수록 점진적으로 넓어지는 부분을 가진다. 확산실(144)의 하단은 처리실(120)의 상단과 결합되며, 이들 사이에는 외부와의 밀폐를 위해 실링 부재(미도시)가 제공된다.
공정 챔버(100)는 도전성 재질로 제공된다. 공정 챔버(100)는 접지라인(123)을 통해 접지될 수 있다.
기판 지지 유닛(200)은 공정 챔버(100)의 처리 공간 내에서 기판(10)을 지지한다. 일 실시 예에 따르면, 기판 지지 유닛은 정전척(electrode chuck)이 사용될 수 있다. 기판 지지 유닛(200)은 척(220)과 지지축(240) 그리고 리프트 핀 어셈블리(260)를 포함할 수 있다.
척(220)은 처리실(120)내에 위치되며 원판 형상으로 제공된다. 척(220)은 지지축(240)에 의해 지지된다. 척(210)의 내부에는 전극(electrode, 미도시)이 구비된다. 전극은 외부에서 인가된 전원(sources of electricity , 미도시)에 의해 정전기력을 발생시켜 기판(W)을 척(210)에 흡착시킨다. 선택적으로, 척(210)의 내부에는 히터(heater, 미도시) 및 쿨링(cooling)부재(미도시)가 제공될 수 있다. 히터는 열을 발생하여, 공정처리에 제공되는 기판(W)을 소정온도까지 가열한다. 그리고, 쿨링부재는 공정처리가 완료된 기판(W)을 소정온도로 강제냉각시킨다.
척(210)에는 상하로 관통하는 핀 홀(219)들이 형성된다. 핀 홀(219)들은 적어도 세 개 이상 형성된다. 각각의 핀 홀(210)들에는 리프트 핀 어셈블리(260)의 리프트 핀(262)이 제공된다. 리프트핀(262)은 핀 홀(219)을 따라 상하방향으로 이동하여 척(210)의 상면으로 기판(W)을 로딩시키거나, 상면으로부터 기판(W)을 언로딩시킨다.
예컨대, 기판(W)은 척(210)에 지지된 상태(핀 다운 공정;pin down process)(도 4 참조) 및 리프트 핀 어셈블리(260)의 리프트핀(262)들에 의해 척(210)으로부터 들어올린 상태(핀 업 공정; pin up process)(도 5 참조)에서 플라즈마 처리될 수 있다.
참고로, 리프트 핀 어셈블리(260)는 외부에서 공정 챔버(100) 내로 반송된 로봇(도시되지 않음)으로부터 기판(W)을 인수받아 이를 척(210) 상으로 로딩하거나, 공정이 완료된 기판(W)을 척(210)으로부터 언로딩하고 이를 로봇으로 인계한다. 리프트 핀 어셈블리(260)는 리프트 핀(262)들, 지지부재(264), 그리고 실린더 유닛(266)을 포함할 수 있다.
가스 공급 유닛(300)은 배플(500)의 상부로 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(300)은 방전실(142)의 상부에 제공될 수 있다. 가스 공급 유닛(300)은 하나 또는 복수개가 제공될 수 있다. 가스 공급 유닛(300)은 가스 공급라인(320), 가스 저장부(340) 그리고 가스 포트(360)를 가진다.
가스 공급라인(320)은 가스 포트(360)에 연결된다. 가스 포트(360)는 방전실(142)의 상부에 결합된다. 가스 포트(360)를 통해 공급된 가스는 방전실(142)로 유입되고, 방전실(142)에서 플라스마로 여기된다.
플라스마 소스(400)는 방전실(142)에서 가스 공급 유닛(300)에 의해 공급된 가스로부터 플라스마를 발생시킨다. 일 예에 의하면, 플라스마 소스(400)는 유도 결합형 플라스마 소스일 수 있다. 플라스마 소스(400)는 안테나(420)와 전원(440)을 가진다.
안테나(420)는 방전실(142)의 외부에 제공되며 방전실(142)의 측면을 복수 회 감싸도록 제공된다. 안테나(420)의 일단은 전원(440)에 연결되고, 타단은 접지된다.
전원(440)은 안테나(420)에 전력을 인가한다. 일 예에 의하면, 전원(440)은 안테나(420)에 고주파 전력을 인가할 수 있다.
배플(500)은 기판 지지 유닛(2000)의 상부에 위치한다. 예를 들면, 배플(500)은 확산실(144)의 하단에 제공된다. 플라스마는 분사 홀(530)들을 통해 확산실(144)에서 처리실(120)내로 공급된다. 배플(500)은 확산실(144) 하단의 내측 직경보다 큰 직경으로 제공된다. 배플(500)은 접지된다. 일 예에 의하면, 배플(500)은 챔버(100)에 접촉되도록 제공되어, 챔버(100)를 통해 접지될 수 있다. 선택적으로, 배플(500)은 별도의 접지 라인에 직접 연결될 수 있다. 배플(500)은 원판형으로 제공될 수 있다.
배플(500)에는 그 상단부터 하단까지 연장되는 복수개의 분사 홀(530)이 형성된다. 분사 홀(530)들은 배플(500)의 각 영역에 대체로 동일한 밀도로, 그리고 동일한 직경으로 형성될 수 있다. 선택적으로 분사 홀(530)들은 배플(500)의 영역에 따라 상이한 직경으로 형성될 수 있다.
검출 유닛(600)은 기판 지지 유닛(200)에 지지된 기판의 상태, 처리 공간 내부 상태를 검출할 수 있다. 일 예로, 검출 유닛(600)은 검출기(610), 구동부(620), 처리부(630), 입력/표시부(640) 및 연결/전원부(650)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 검출 유닛(600)은 기판 처리 공정의 완료 시점을 검출하는 종점 검출 장치(EPD: End Point Detector)일 수 있다.
검출기(610)는 선택적으로, 공정 챔버(100)의 처리 공간 내의 측정이 요구되는 상태를 측정하는 다양한 종류의 센서가 제공될 수 있다. 일 예로, 검출기(610)는 공정 챔버(100)의 측벽에 형성된 윈도우(128)를 통해 처리 공간 내에서 공정 처리시 방출되는 방사광을 측정하는 광센서일 수 있다. 그러나, 검출기(610)는 이에 한정되는 것은 아니며, 검출기(610)는 기판 지지 유닛(200) 상에 놓인 기판(W)으로부터 발생되는 적외선(IR)을 측정하여 기판의 온도를 측정하는 센서, 공정 챔버(100)의 처리 공간 내의 가스로부터 발생되는 적외선(IR)을 측정하여 기판의 온도를 측정하는 센서, 공정 챔버(100) 내부에서 발생되는 아킹(Arcing)을 감지하는 센서, 플라스마의 밝기를 측정하는 센서일 수 있다.
검출기(610)에서 측정된 데이터는 처리부(630)로 제공될 수 있다. 처리부(630)는 검출기(610)로부터 측정된 데이터를 처리한다. 처리부(630)는 공정 챔버(100)의 외부에 제공될 수 있다. 처리부(630)는 검출기(610)로부터 측정된 데이터에 따라 기판 처리 장치 내의 구성을 제어할 수 있다.
일 예로, 처리부(630)는 플라스마를 이용한 기판(W) 처리 공정 중 검출기(610)를 통해 검출된 방사광에 의해 기판 처리 공정의 종점 여부를 판단할 수 있다. 검출기(610)를 통해 기판(W) 처리의 종점시 발생되는 발광 강도가 검출된 경우, 처리부(630)는 연결/전원부(650)를 통해 기판 처리 장치의 각 파트들로 공정 종료 신호를 전달할 수 있다.
입력/표시부(640)는 처리부(630)에서 처리된 결과를 표시할 수 있다. 일예로, 입력/표시부(640)는 처리부(630)에서 판단한 종점 여부를 표시할 수 있다.
연결/전원부(650)는 검출 유닛의 각 파트에 전원을 인가한다. 연결/전원부(650)는 처리부(630)에서 출력된 공정 종료 신호를 기판 처리 장치의 각 파트들에 전달함으로써, 플라스마를 이용한 기판 처리 공정을 종료시킬 수 있다.
구동부(620)는 검출기(610)의 위치 이동을 위한 구동력을 제공한다. 구동부(620)는 유압 실린더 방식이나 모터 구동 방식과 같은 다양한 직선 구동 장치가 적용될 수 있으며, 이에 대한 설명은 생략한다.
한편, 검출 유닛(600)은 기판 지지 유닛(200) 상에서의 기판 높이에 따라 검출기(610)의 높낮이가 가변되도록 구동부(620)를 제어하는 승강 제어부(628)를 포함할 수 있다.
승강 제어부(628)는 리프트 핀 어셈블리(260)에 의해 승강되는 기판과 동일하게 검출기(610)가 승강되도록 구동부(620)를 제어할 수 있다.
참고로, 윈도우(128)는 리프트 핀 어셈블리(260)의 승강 높이보다 큰 길이를 갖는 것이 바람직하다.
상술한 구성을 갖는 기판 처리 장치에서의 기판 처리 방법을 설명하면 다음과 같다.
기판 처리 방법은 기판 지지 유닛(200)에 기판을 로딩하는 단계와 기판을 플라즈마를 이용하여 처리하는 단계를 포함할 수 있다. 플라즈마 처리 단계에서는 기판의 처리 높이에 따라 검출기(610)의 높이를 조절하여 기판의 상태를 검출할 수 있다.
플라즈마 처리 단계는 리프트 핀 어셈블리(260)에 의해 기판 지지 유닛(200)에 다운된 핀 다운 위치에서의 다운 공정(도 4 참조)과, 기판이 리프트 핀 어셈블리(260)에 의해 기판 지지 유닛(200)으로부터 업된 핀 업 위치에서의 업 공정을 포함할 수 있다. 그리고, 도 4의 다운 공정과 도 5의 업 공정시 검출기(610)는 기판의 높이에 따라 승강 이동된 상태에서 처리 공간 내에서 공정 처리시 방출되는 방사광을 측정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 검출기의 높낮이를 기판의 높낮이에 대응되게 조절 가능한 구성으로 제공함으로써, 핀업 공정에서의 광특성 분석이 어려웠던 점을 해소할 수 있고 기존 핀 다운 공정과 동일하게 광특성을 분석(검출)할 수 있다. 즉, 기판의 높이가 다른 공정에 대해서는 광학적으로 동일한 분석이 가능하게 되어 공정에 대해 효율적인 분석이 가능하다.
본 발명의 실시 예는 고주파 전력을 이용하여 처리실 외부에서 플라스마를 발생시키고 발생된 플라스마를 처리실 내부로 공급하여 처리 대상물을 처리하는 기판 처리 장치를 이용하여 설명하였다. 그러나 이와 달리, 본 발명의 실시 예는 기판 처리 시 공정 챔버의 처리 공간 내의 상태를 감지하는 것이 요구되는 다양한 방식의 기판 처리 장치에 적용이 가능하다. 예를 들면, 본 발명의 실시 예는 마이크로파를 이용하여 플라스마를 발생시키는 기판 처리 장치, 처리실 내부에서 플라스마의 발생 및 처리 대상물의 처리가 실시되는 유도 결합 플라스마 소스 방식(ICP)을 이용한 기판 처리 장치 및 용량 결합 플라스마 소스 방식(CCP)을 이용한 기판 처리 장치에도 적용 가능하다. 또한, 가스를 플라스마로 여기하지 않고, 가스 자체를 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치에도 적용 가능하다.
1: 기판 처리 장치 10: 기판
100: 공정 챔버 200: 기판 지지 유닛
300: 가스 공급 유닛 400: 플라스마 소스
500: 배플 600: 검출 유닛
610 : 검출기 620): 구동부
630 : 처리부 640 입력/표시부
650 : 연결/전원부

Claims (8)

  1. 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 있어서,
    내부에 기판이 처리되는 처리 공간을 가지는 공정 챔버;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하도록 제공되는 그리고 기판을 승강시키는 리프트 핀 어셈블리를 갖는 기판 지지 유닛;
    상기 처리 공간의 내부 상태를 검출하는 검출 유닛을 포함하되;
    상기 검출 유닛은
    상기 공정 챔버의 측벽에 형성된 윈도우에 설치되는 검출기;
    상기 검출기의 위치 이동을 위한 구동력을 제공하는 구동부; 및
    상기 기판 지지 유닛 상에서의 기판 높이 변화에 따라 상기 검출기의 높낮이가 가변되도록 상기 구동부를 제어하는 승강 제어부를 포함하며,
    상기 승강 제어부는
    상기 리프트 핀 어셈블리에 의해 상기 기판 지지 유닛에 다운된 핀 다운 위치 및 상기 기판 지지 유닛으로부터 업된 핀 업 위치로 승강되는 기판과 상기 검출기 간의 상대적인 위치가 일정하게 유지되도록 상기 구동부를 제어하는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 윈도우는
    상기 리프트 핀 어셈블리의 승강 높이보다 큰 길이를 갖는 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출 유닛은 종점 검출 장치(EPD: End Point Detector)인 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는
    상기 기판 지지 유닛의 상부에 위치하고, 복수개의 분사홀이 형성된 배플;
    상기 배플의 상부로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및
    상기 가스 공급 유닛에 의해 공급된 가스를 플라스마로 여기하는 플라스마 소스를 더 포함하되,
    상기 검출기는 상기 처리 공간 내에서 플라즈마 처리시 발생되는 광을 측정하는 광센서인 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항의 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 기판 지지 유닛에 기판을 로딩하는 단계;
    상기 기판을 플라즈마를 이용하여 처리하는 단계를 포함하되;
    상기 플라즈마 처리 단계에서는 상기 기판의 처리 높이에 따라 상기 검출기의 높이를 조절하여 기판의 상태를 검출하는 기판 처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 단계는
    상기 리프트 핀 어셈블리에 의해 상기 기판 지지 유닛에 다운된 핀 다운 위치에서의 다운 공정과, 상기 기판이 리프트 핀 어셈블리에 의해 상기 기판 지지 유닛으로부터 업된 핀 업 위치에서의 업 공정을 포함하고,
    상기 다운 공정과 상기 업 공정시 상기 검출기와 상기 기판 간의 상대적인 위치는 동일한 기판 처리 방법.
KR1020170105820A 2017-08-22 2017-08-22 기판 처리 장치 및 방법 KR101937335B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170105820A KR101937335B1 (ko) 2017-08-22 2017-08-22 기판 처리 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170105820A KR101937335B1 (ko) 2017-08-22 2017-08-22 기판 처리 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101937335B1 true KR101937335B1 (ko) 2019-01-11

Family

ID=65027945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170105820A KR101937335B1 (ko) 2017-08-22 2017-08-22 기판 처리 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101937335B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200102141A (ko) * 2019-02-21 2020-08-31 피에스케이홀딩스 (주) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
CN111897149A (zh) * 2020-08-04 2020-11-06 北京七星华创集成电路装备有限公司 紫外线固化设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101563634B1 (ko) * 2014-05-07 2015-10-29 피에스케이 주식회사 기판 처리 장치 및 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101563634B1 (ko) * 2014-05-07 2015-10-29 피에스케이 주식회사 기판 처리 장치 및 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200102141A (ko) * 2019-02-21 2020-08-31 피에스케이홀딩스 (주) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102232784B1 (ko) 2019-02-21 2021-03-26 피에스케이홀딩스 (주) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
CN111897149A (zh) * 2020-08-04 2020-11-06 北京七星华创集成电路装备有限公司 紫外线固化设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101308852B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
US5565114A (en) Method and device for detecting the end point of plasma process
US20100224322A1 (en) Endpoint detection for a reactor chamber using a remote plasma chamber
US5958258A (en) Plasma processing method in semiconductor processing system
US20040018127A1 (en) Wafer bias drive for plasma source
KR101290676B1 (ko) 플라즈마 처리장치 및 플라즈마 처리방법
KR20150025903A (ko) 기판처리장치
KR101937335B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
US20230317439A1 (en) Apparatus for monitoring a plasma process
JP7427049B2 (ja) 基板処理装置及び基板処理システム
US8048326B2 (en) Method and apparatus for determining an etch property using an endpoint signal
WO2011016525A1 (ja) プラズマエッチング装置及びプラズマエッチング方法
US11315766B2 (en) Plasma processing apparatus and method for measuring thickness of ring member
KR101563634B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
US5284547A (en) Plasma-process system with batch scheme
KR101791870B1 (ko) 검사 방법, 이를 포함하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
KR102232784B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP2003273088A (ja) プラズマリーク検出装置及び処理システム
KR102222460B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102477910B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR100263406B1 (ko) 플라즈마처리의종점검지방법및장치
US20230207293A1 (en) Apparatus for treating substrate and method for treating substrate
KR20070018404A (ko) 플라즈마 식각 장치
KR102330280B1 (ko) 기판 처리 장치 및 부품 교체 방법
KR102134422B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant