KR102072996B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 후, 기판의 상부에 부유하는 입자들을 효과적으로 기판의 외측으로 밀어냄으로써, 기판에 부유 입자들이 부착하는 것을 방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 챔버; 처리 공간 내에 기판을 지지하는 지지 유닛; 기판의 상부에 부유하는 하전 입자를 기판의 주연 방향으로 회전시키도록 기판의 상부 영역에 자기장을 형성하는 자기장 형성부; 및 기판의 외방 측에 둘레 방향을 따라 형성되고, 기판의 상부 영역으로 가스를 분사하는 복수개의 분사구를 포함하는 가스 분사부를 포함한다. 자기장 형성부는 하전 입자의 회전 경로를 가스가 분사되는 영역과 중첩시키도록 자기장을 제어한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{Substrate treating apparatus and substrate treating method}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 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. 이 중 건식식각을 위해 플라스마를 이용한 식각 장치가 사용된다. 일반적으로 플라스마를 형성하기 위해서는 챔버의 내부 공간에 전자기장을 형성하고, 전자기장은 챔버 내에 제공된 공정가스를 플라스마 상태로 여기 시킨다. 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, 세정 등의 공정을 수행한다. 식각 공정은 플라스마에 함유된 이온 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다. 플라스마 공정 후, 부유 입자들이 기판에 가라앉는 것을 방지하기 위해, 챔버 내의 부유 입자들을 배기시키는 공정이 수행된다. 그러나, 배기 공정에 불구하고, 부유 입자들 중 일부가 기판에 가라앉을 수 있으며, 이로 인해 기판 상에 부착되는 파티클로 인해, 기판의 품질이 저하될 수 있다.
본 발명은 기판 처리 후, 기판의 상부에 부유하는 입자들을 효과적으로 기판의 외측으로 밀어냄으로써, 기판에 부유 입자들이 부착하는 것을 방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 내부에 처리 공간을 가지는 챔버; 상기 처리 공간 내에 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 기판의 상부에 부유하는 하전 입자를 상기 기판의 주연 방향으로 회전시키도록 상기 기판의 상부 영역에 자기장을 형성하는 자기장 형성부; 및 상기 기판의 외방 측에 둘레 방향을 따라 형성되고, 상기 기판의 상부 영역으로 가스를 분사하는 복수개의 분사구를 포함하는 가스 분사부를 포함하고, 상기 자기장 형성부는 상기 하전 입자의 회전 경로를 상기 가스가 분사되는 영역과 중첩시키도록 상기 자기장을 제어하는 기판 처리 장치가 제공된다.
상기 가스 분사부는 상기 자기장에 의해 회전하는 하전 입자를 상기 기판의 외방 영역으로 밀어내도록 상기 복수개의 분사구를 통해 상기 가스를 분사할 수 있다.
상기 가스 분사부는 상기 기판의 외방 영역으로부터 상기 기판의 중심부를 향하여 상방으로 경사지게 상기 가스를 분사할 수 있다.
상기 자기장 형성부는, 상기 자기장에 의해 상기 하전 입자에 상기 기판의 중심을 향하는 방향으로 로렌츠 힘을 인가할 수 있다.
상기 자기장 형성부는, 시변 자기장을 형성하여 상기 하전 입자의 회전 반경을 상기 시변 자기장에 따라 변화시킬 수 있다.
상기 자기장 형성부는, 사인파 형태의 시변 자기장을 상기 기판의 상부 영역에 형성할 수 있다.
상기 자기장 형성부는 상기 지지 유닛 내에 설치되어 상기 기판의 상부 영역에 상하 방향으로 상기 자기장을 형성하는 자성 부재를 포함할 수 있다.
상기 자성 부재는 상기 기판의 상면 전체에 상기 자기장을 형성하도록, 상기 기판의 직경 이상의 지름을 가지는 원판 형상으로 제공될 수 있다.
상기 자성 부재는 전자석 부재로 제공될 수 있다.
상기 기판 처리 장치는 상기 기판에 대한 처리 공정 중에 상기 전자석 부재의 작동을 차단하여 상기 자기장이 형성되지 않도록 하고, 상기 처리 공정이 완료된 후에 상기 전자석 부재를 가동하여 상기 자기장을 형성하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는 열전달 매체를 상기 기판의 저면으로 공급하도록, 상기 지지 유닛 내에 제공되는 공급 유로를 더 포함하고, 상기 자성 부재는, 상기 공급 유로가 삽입되거나 상기 공급 유로와 연통되는 제1 관통공을 구비할 수 있다.
상기 자성 부재는, 상기 복수개의 분사구로 상기 가스를 공급하는 가스 유로가 삽입되거나 상기 가스 유로와 연통되는 제2 관통공을 더 구비할 수 있다.
상기 가스는 상기 열전달 매체와 동일한 불활성 가스를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 챔버내의 처리 공간에 마련된 지지 유닛 상에 기판을 지지하는 단계; 상기 처리 공간 내에 플라스마 가스를 형성하여 상기 기판을 처리하는 단계; 상기 기판의 상부에 부유하는 하전 입자를 상기 기판의 주연 방향으로 회전시키도록 상기 기판의 상부 영역에 자기장을 형성하는 단계; 및 상기 기판의 외방 측에 둘레 방향을 따라 형성된 복수개의 분사구로부터 상기 기판의 상부 영역으로 가스를 분사하는 단계를 포함하고, 상기 자기장을 형성하는 단계는 상기 하전 입자의 회전 경로를 상기 가스가 분사되는 영역과 중첩시키도록 상기 자기장을 제어하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법이 제공된다.
상기 가스를 분사하는 단계는 상기 자기장에 의해 회전하는 하전 입자를 상기 기판의 외방 영역으로 밀어내도록 상기 복수개의 분사구를 통해 상기 가스를 분사할 수 있다.
상기 가스를 분사하는 단계는 상기 기판의 외방 영역으로부터 상기 기판의 중심부를 향하여 상방으로 경사지게 상기 가스를 분사할 수 있다.
상기 자기장을 형성하는 단계는 상기 자기장에 의해 상기 하전 입자에 상기 기판의 중심을 향하는 방향으로 로렌츠 힘을 인가할 수 있다.
상기 자기장을 형성하는 단계는 시변 자기장을 형성하여 상기 하전 입자의 회전 반경을 상기 시변 자기장에 따라 변화시킬 수 있다.
상기 자기장을 형성하는 단계는, 상기 기판에 대한 처리 공정 중에 상기 전자석 부재의 작동을 차단하여 상기 자기장이 형성되지 않도록 하고, 상기 처리 공정이 완료된 후에 상기 전자석 부재를 가동하여 상기 자기장을 형성할 수 있다.
상기 자기장을 형성하는 단계는, 상기 하전 입자의 회전 반경이 상기 기판의 반경보다 작아지도록 상기 자기장을 형성할 수 있다.
상기 자기장을 형성하는 단계는, 하전 입자들의 상하 방향 분포 상태에 따라 상기 자기장을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 자기장을 형성하는 단계는, 상기 하전 입자들의 평균 부유 높이가 높을수록 상기 자기장의 세기를 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 기판 처리 후, 기판의 상부에 부유하는 입자들을 효과적으로 기판의 외측으로 밀어냄으로써, 기판에 부유 입자들이 부착하는 것을 방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 자기장 형성부를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 자기장 형성부의 동작 및 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 가스 분사부의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 가스 분사부의 동작 및 작용을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 자기장 형성부 및 가스 분사부의 작용에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법의 흐름도이다. 도 11 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 기판의 상부 영역에 형성되는 시변 자기장을 예시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따라 기판의 상부 영역에 형성되는 시변 자기장에 의해 하전 입자의 회전 반경이 변화하는 것을 보여주는 도면이다.
도 16 내지 도 18은 본 발명의 실시예에 따라 기판의 상부 영역에 형성되는 시변 자기장에 의해 다양한 높이에서 부유하는 하전 입자들이 기판의 외방 영역으로 밀려나는 것을 보여주는 도면이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따라 기판의 상부 영역에 형성되는 시변 자기장을 예시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법은 기판 처리 공정 완료 후, 기판의 상부에 부유하는 하전 입자가 기판 위로 떨어지는 것을 방지하도록, 자기장 형성부에 의해 기판의 상부 영역에 자기장을 형성하여 기판의 상부에 부유하는 하전 입자(charged particles)를 기판의 주연 방향으로 회전시키고, 기판의 외방 측에서 기판의 중심부를 향하여 가스를 분사하여, 자기장에 의한 로렌츠 힘에 의해 회전하는 하전 입자를 기판의 외방 영역으로 밀어낼 수 있다.
실시예에서, 하전 입자는 기판을 처리하기 위한 플라스마 생성 과정에서 발생하는 부유 입자들을 포함할 수 있다. 부유 입자들은 예를 들어, 플라스마 공정에 의해 생성되는 이온 입자, 라디칼 등의 입자들을 포함할 수 있다. 하전 입자를 효과적으로 기판의 외방 영역으로 밀어내기 위하여, 자기장 형성부는 하전 입자의 회전 경로를 가스가 분사되는 영역과 중첩시키도록 자기장을 제어할 수 있다.
하전 입자의 회전 반경은 자성 부재에 의해 형성되는 자기장의 세기에 의해 제어될 수 있다. 실시예에서, 전자석 부재에 의해 시변 자기장을 형성함으로써, 하전 입자의 회전 반경을 시변 자기장에 따라 변화시킬 수 있다. 이에 따라 다양한 부유 높이에서 부유하는 하전 입자들을 효과적으로 가스의 강한 기류에 의해 기판의 외방 영역으로 밀어낼 수 있다.
기판 처리 공정 동안에 기판의 처리에 악영향을 미치는 것을 방지하도록, 전자석 부재는 기판 처리 공정 중에 자기장을 형성하지 않도록 제어될 수 있다. 전자석 부재는 기판 처리 공정 완료 후에 자기장을 형성하여 기판 처리 중에 생성된 하전 입자를 기판의 외방 영역으로 밀어낼 수 있다. 이에 따라, 기판의 공정 완료 후에 하전 입자가 기판의 표면으로 낙하하여 기판의 품질을 저하시키는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법은 기판을 지지하는 지지 유닛 상의 기판의 외방 측에 주연 방향을 따라 형성되는 복수개의 분사구를 포함하는 가스 분사부에 의해, 기판의 중심부를 향하여 상방으로 경사지게 가스를 분사하여 기류를 형성하고, 기판의 상부에 부유하는 입자를 가스의 기류에 의해 기판의 외방 영역으로 밀어낼 수 있다.
이하에서 유도결합형 플라스마(ICP: Inductively Coupled Plasma) 방식으로 플라스마를 생성하여 기판을 식각하는 기판 처리 장치를 예로 들어, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 용량결합형 플라스마(CCP: Conductively Coupled Plasma) 방식 또는 리모트 플라스마 방식 등 플라스마를 이용하여 기판을 처리하는 다양한 종류의 장치에 적용 가능하다. 또한 본 발명의 실시예에서는 지지 유닛으로 정전척을 예로 들어 설명하지만, 지지 유닛은 기계적 클램핑에 의해 기판을 지지하거나, 진공 또는 다른 방식으로 기판을 지지할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 1을 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), 배기 유닛(500), 자기장 형성부(600), 가스 분사부(700) 및 제어부(800)를 포함할 수 있다.
챔버(100)는 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가진다. 챔버(100)는 하우징(110), 커버(120), 그리고 라이너(130)를 포함한다. 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 하우징(110)의 내부 공간에 머무르는 가스는 배기 라인(151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 하우징(110) 내부는 소정 압력으로 감압된다.
커버(120)는 하우징(110)의 개방된 상면을 덮는다. 커버(120)는 판 형상으로 제공되며, 하우징(110)의 내부 공간을 밀폐시킨다. 커버(120)는 유전체(dielectric substance) 창을 포함할 수 있다.
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. 예를 들면, 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, 라이너(130)는 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.
지지 유닛(200)은 챔버(100) 내부의 처리 공간 내에서 기판을 지지한다. 예를 들면, 지지 유닛(200)은 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 정전척 방식으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 정전척 방식으로 제공된 지지 유닛(200)에 대하여 설명한다.
지지 유닛(200)은 지지판(220), 정전 전극(223), 유로 형성판(230), 포커스 링(240), 절연 플레이트(250) 및 하부 커버(270)를 포함한다. 지지 유닛(200)은 챔버(100) 내부에서 하우징(110)의 바닥면에서 상부로 이격되어 제공될 수 있다.
지지판(220)은 지지 유닛(200)의 상단부에 위치한다. 지지판(220)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공된다. 지지판(220)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 지지판(220)에는 기판(W)의 저면으로 열 전달 가스가 공급되는 통로로 이용되는 제1 공급 유로(221)가 형성된다.
정전 전극(223)은 지지판(220) 내에 매설된다. 정전 전극(223)은 제1 하부 전원(223a)과 전기적으로 연결된다. 정전 전극(223)에 인가된 전류에 의해 정전 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 지지판(220)에 흡착된다.
유로 형성판(230)은 지지판(220)의 하부에 위치된다. 지지판(220)의 저면과 유로 형성판(230)의 상면은 접착제(236)에 의해 접착될 수 있다. 유로 형성판(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 유로 형성판(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.
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. 열전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함할 수 있다.
열전달 매체는 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. 열전달 매체는 기판(W)과 지지판(220) 간에 열 교환을 돕는 매개체 역할을 한다. 따라서 기판(W)은 전체적으로 온도가 균일하게 된다.
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 유로 형성판(230)을 냉각한다. 유로 형성판(230)은 냉각되면서 지지판(220)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킨다.
상술한 바와 같은 이유로, 일반적으로, 포커스 링(240)의 하부는 상부에 비해 낮은 온도로 제공된다. 포커스 링(240)은 지지 유닛(200)의 가장자리 영역에 배치된다. 포커스 링(240)은 링 형상을 가지며, 지지판(220)을 둘러싸도록 제공된다. 예를 들면, 포커스 링(240)은 지지판(220)의 둘레를 따라 배치되어 기판(W)의 외측 영역을 지지한다.
절연 플레이트(250)는 유로 형성판(230)의 하부에 위치한다. 절연 플레이트(250)는 절연 재질로 제공되며, 유로 형성판(230)과 하부 커버(270)를 전기적으로 절연시킨다. 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 전달받아 지지판으로 안착시키는 리프트 핀 등이 위치할 수 있다.
하부 커버(270)는 연결 부재(273)를 갖는다. 연결 부재(273)는 하부 커버(270)의 외측면과 하우징(110)의 내측벽을 연결한다. 연결 부재(273)는 하부 커버(270)의 외측면에 일정한 간격으로 복수개 제공될 수 있다. 연결 부재(273)는 지지 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), 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.
가스 공급 유닛(300)은 챔버(100) 내부의 처리 공간에 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(300)이 공급하는 가스는 기판의 처리에 사용되는 공정 가스를 포함한다. 또한, 가스 공급 유닛(300)은 챔버(100) 내의 기판을 세정하는데 사용되는 세정 가스 또는 기판 식각을 위한 식각 처리용 가스 등의 공정 가스를 공급할 수 있다.
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 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 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 가스의 유량을 조절한다.
플라스마 소스(400)는 챔버(100) 내부의 처리 공간 내에 공급된 가스로부터 플라스마를 생성한다. 플라스마 소스(400)는 챔버(100)의 처리 공간의 외부에 제공된다. 일 실시예에 따르면, 플라스마 소스(400)로는 유도결합형 플라스마(ICP: inductively coupled plasma) 소스가 사용될 수 있다.
플라스마 소스(400)는 안테나 실(410), 안테나(420), 그리고 RF(Radio Frequency, 고주파) 전원(430)을 포함한다. 안테나 실(410)은 하부가 개방된 원통 형상으로 제공된다. 안테나 실(410)은 내부에 공간이 제공된다. 안테나 실(410)은 챔버(100)와 대응되는 직경을 가지도록 제공된다. 안테나 실(410)의 하단은 커버(120)에 탈착 가능하도록 제공된다.
안테나(420)는 안테나 실(410)의 내부에 배치된다. 안테나(420)는 복수 회 감기는 나선 형상의 코일로 제공되고, RF 전원(430)과 연결된다. 안테나(420)는 RF 전원(430)으로부터 전력을 인가받는다. RF 전원(430)은 챔버(100) 외부에 위치할 수 있다. 전력이 인가된 안테나(420)는 챔버(100)의 처리공간에 전자기장을 형성할 수 있다. 공정가스는 전자기장에 의해 플라스마 상태로 여기 된다.
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.
지지판(220) 내에는 히터(225)가 매설된다. 히터(225)는 정전 전극(223)의 하부에 위치한다. 히터(225)는 히터 케이블(225c)로부터 인가되는 발열 전원(전류)에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 지지판(220)을 통해 기판(W)으로 전달된다. 히터(225)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 소정 온도로 유지된다.
히터 전원 공급부(225a)는 히터(225)에 발열 전원을 인가하기 위해 제공된다. 히터 전원 공급부(225a)와 히터(225) 사이에는 히터 전원 공급부(225a)로 고주파가 유입되는 것을 차단하기 위한 필터부(도시 생략)가 제공될 수 있다. 플라스마 소스(400)에 의해 13.56MHz 고주파 전원이 인가되어 플라스마가 생성되는 경우, 필터부는 예를 들어 60Hz 교류(AC) 전원인 발열 전원을 히터 케이블(225c)로 통과시키고, 히터 전원 공급부(225a)로 13.56MHz RF가 유입되는 것을 차단하도록 설계될 수 있다. 필터부는 커패시터, 인덕터 등의 소자들로 제공될 수 있다.
자기장 형성부(600), 가스 분사부(700) 및 제어부(800)는 기판(W)에 대한 처리 공정 후에 기판(W)의 상부에 부유하는 입자들(하전 입자, 비하전 입자)을 기판(W)의 외방 영역으로 밀어내기 위하여 제공된다. 예를 들어, 기판(W)의 처리를 위해 플라스마를 형성하는 과정, 플라스마에 의해 기판(W)이 처리되는 과정에서 다양한 입자들이 생성되고, 기판(W)의 처리 종료 후, 입자들이 기판(W)의 상부에 부유하게 된다.
기판 처리 공정의 종료 후, 입자들을 배기하는 공정에 불구하고, 기판(W)의 상부에 부유하는 입자들 중 일부가 기판(W)의 상부 표면으로 가라앉을 수 있는데, 이와 같이 기판(W) 위로 떨어지는 입자들은 기판(W)의 특성을 열화시킬 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위하여, 자기장 형성부(600)는 기판(W)의 상부에 부유하는 하전 입자를 기판(W)의 주연 방향으로 회전시키기 위한 자기장을 형성한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 자기장 형성부를 개략적으로 보여주는 사시도이다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 자기장 형성부의 동작 및 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 자기장 형성부(600)는 지지 유닛(200) 내에 기판(W)과 근접한 위치에 설치될 수 있다. 일 실시예에서, 자기장 형성부(600)는 지지판(220)과 유로 형성판(230) 사이에 설치될 수 있다. 자기장 형성부(600)는 지지 유닛(200) 내에 설치되어 기판(W)의 상부에 상하 방향으로 자기장(B)을 형성하는 자성 부재로 제공될 수 있다. 자기장 형성부(600)는 기판(W)의 상부 영역에 기판(W)과 수직한 방향으로 자기장(B)을 형성할 수 있다.
도 4를 참조하면, 기판(W)의 상부를 향하는 자기장(B)이 형성되는 경우, 하전 입자(P)의 이동 방향 및 상하 방향(자기장의 방향)에 모두 수직한 방향으로 하전 입자(P)에 로렌츠 힘이 작용한다. 그 결과, 하전 입자(P)는 기판의 중심을 향하는 방향으로 형성되는 로렌츠 힘을 구심력으로 하여 기판(W)의 주연 방향으로 회전하게 된다. 하전 입자(P)의 회전 반경은 자기장(B)의 세기에 따라 변화한다. 자기장(B)이 상부에서 하부를 향하는 방향으로 형성되는 경우에도, 하전 입자(P)의 회전 방향만 달라질 뿐, 하전 입자(P)는 기판(W)의 주연 방향으로 회전하게 된다.
기판(W)의 전체 면에 상하 방향의 자기장(B)을 형성하기 위하여, 자성 부재는 기판(W)의 직경과 같거나 기판(W)보다 큰 지름을 가지는 원판 형상으로 제공될 수 있다. 이에 따라, 기판(W)의 중심 부분은 물론, 기판(W) 가장자리 영역까지 상하 방향의 자기장(B)이 형성되어, 하전 입자(P)를 기판(W) 상의 경로를 따라 회전시킬 수 있다.
자기장 형성부(600)의 반경 방향 내측 부분(600a)에는 다수의 제1 관통공(620)이 상하 방향으로 관통 형성되고, 자기장 형성부(600)의 반경 방향 외측 부분(600b)에는 둘레 방향을 따라 다수의 제2 관통공(610)이 상하 방향으로 관통 형성된다.
제1 관통공(620)은 열전달 매체를 기판(W)의 저면으로 공급하기 위한 제2 공급 유로(233)가 삽입되거나, 제2 공급 유로(233)와 연통된다. 제2 관통공(610)은 후술되는 가스 유로(도 1의 도면부호 714)가 삽입되거나, 가스 유로(714)와 연통된다.
자기장 형성부(600)를 다수의 제1 관통공(620)과 제2 관통공(610)을 가지는 자성 부재로 형성하여, 자기장 형성부(600)를 기판(W)에 근접한 위치에 설치하여 기판(W)의 상부에 강한 자기장을 형성할 수 있으며, 동시에 제1 관통공(620)과 제2 관통공(610)을 통해 열전달 매체 및 기류 형성을 위한 가스를 상부로 공급할 수 있다. 또한, 자기장 형성부(600)를 기판(W)보다 큰 직경으로 형성하여, 기판(W)의 가장자리 부분에서 강한 자기장을 형성할 수 있으며, 기판(W) 상부에 부유하는 하전 입자의 회전 반경을 효과적으로 제어할 수 있게 된다.
도 2에 도시된 실시예와 달리, 자기장 형성부(600)를 복수개의 자성 부재로 형성하고, 복수개의 자성 부재 사이에 제2 공급 유로(233) 및 가스 유로(714)를 형성하는 것도 가능하다. 이 경우, 복수개의 자성 부재는 기판(W)의 하부 측에 분포되어 동일한 자화 방향(상하 방향)을 가지도록 배열될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 자기장 형성부(600)는 전자석 부재로 제공될 수 있다. 전자석 부재는 제어부(800)에 의해 제어될 수 있다. 제어부(800)는 기판(W)의 처리 공정(예를 들어, 플라스마 공정) 중에 전자석 부재의 작동을 차단하여 기판(W) 상에 자기장이 형성되지 않도록 하고, 기판(W)의 처리가 완료된 후에 전자석 부재를 가동하여 자기장을 형성시킬 수 있다.
이와 같이, 기판(W)에 대한 처리 공정 중에 전자석 부재의 작동을 오프시켜, 자기장 형성부(600)가 기판(W)의 처리 공정에 악영향을 미치는 것을 방지하고, 기판(W)의 처리 공정 완료 후에 전자석 부재를 온 작동시켜, 기판 처리 종료 시에 기판(W) 상에 부유되고 있는 하전 입자를 기판(W) 상에서 회전시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 가스 분사부의 평면도이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 가스 분사부의 동작 및 작용을 설명하기 위한 단면도이다. 도 1, 도 5 및 도 6을 참조하면, 가스 분사부(700)는 복수개의 분사구(712)와, 가스 유로(714), 연결 유로(716), 가스 공급 유로(720) 및 가스 공급부(730)를 포함할 수 있다.
기판(W)의 상부에 기류를 형성하기 위한 가스는 가스 공급부(730)로부터 공급되고, 가스 공급 유로(720), 연결 유로(716), 가스 유로(714)를 순차적으로 거쳐, 복수개의 분사구(712)를 통해 기판(W)의 상부로 분사된다. 복수개의 가스 유로(714)는 연결 유로(716)에 의해 서로 연통될 수 있다. 일 실시예에서, 기류 형성을 위한 가스는 불활성 가스를 포함할 수 있다.
가스 분사부(700)에 의해 기판(W) 상에 분사되는 가스는 제2 공급 유로(233)와 제1 공급 유로(221)를 통해 기판(W)의 저면으로 공급되는 열전달 매체와 동일한 가스로 제공될 수 있다. 기류 형성용 가스는 예를 들어, 헬륨(He) 가스를 포함할 수 있다. 가스 공급부(730)와 열전달 매체 저장부(231a)는 하나의 가스 공급부로 통합될 수도 있다.
가스 분사부(700)에 의해 강한 기류(가스 흐름)를 기판(W)의 상부에 형성하기 위하여, 가스 분사부(700)는 기판(W)의 저면으로 공급되는 열전달 매체보다 강한 압력으로 가스를 분사하도록 구성될 수 있다. 가스 유로(714)는 복수개의 분사구(712)와 연통된다. 일 실시예에서, 가스 유로(714)는 유로 형성판(230)과, 자기장 형성부(600)를 관통하여 형성될 수 있다.
복수개의 분사구(712)는 지지 유닛(200) 상의 기판(W)의 외방 측에 주연 방향을 따라 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 분사구(712)는 포커스 링(쿼츠링)(240)에 형성될 수 있다. 분사구(712)는 기판(W)의 중심부를 향하는 방향으로 상방으로 경사지게 형성될 수 있다.
가스 분사부(700)는 복수개의 분사구(712)를 통해 기판(W)의 중심부를 향하여 상방으로 경사지게 가스를 분사하여 기류(710)를 형성할 수 있다. 가스 분사부(700)에 의해 형성되는 기류(710)에 의해, 기판(W)의 상부에 부유하는 입자(하전 입자 및 비하전 입자)가 기판(W)의 상부 표면으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 기류(710)에 의해, 기판(W)의 상부에 부유하는 입자를 기판(W)의 바깥쪽을 향하여 상부로 밀어낼 수 있다. 하전 입자들은 자기장 형성부(600)에 의해 지속적으로 기판(W)의 주연 방향으로 회전하게 되므로, 반복적 회전 동안 복수개의 분사구(712)로부터 분사되는 가스의 분사 영역들 중 적어도 하나의 분사 영역으로 진입할 가능성이 매우 커지게 된다. 따라서, 하전 입자를 회전시킨 상태에서 가스를 분사하면, 하전 입자들을 기판(W)의 외방 영역으로 쉽게 밀어낼 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 의하면, 자기장 형성부(600)와 가스 분사부(700)에 의해, 기판(W)의 상부에 부유하는 입자들(하전 입자 및 비하전 입자)을 효과적으로 기판(W)의 외방 영역으로 밀어낼 수 있으며, 기판(W)으로 파티클이 부착(증착)되는 것을 방지하여, 고품질의 기판을 제조할 수 있다.
자기장 형성부(600)는 가스 분사부(700)의 기류(710)에 의한 하전 입자 제거 성능을 극대화하기 위하여, 하전 입자(P)의 회전 경로를 가스가 분사되는 영역과 중첩시키도록 자기장을 제어할 수 있다. 도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 자기장 형성부 및 가스 분사부의 작용에 대해 설명하기 위한 도면이다. 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 하전 입자(P)들은 자기장에 의해 회전 반경(R)을 이루면서 기판(W)의 주연 방향으로 회전하게 된다.
로렌츠 법칙에 따르면, 하전 입자(P)들의 회전 반경(R)은 자기장의 세기에 의존한다. 자기장의 세기를 증가시키면, 하전 입자(P)들에 작용하는 로렌츠 힘이 커지고, 구심력의 증가로 인해 회전 반경(R)이 감소한다. 반대로, 자기장의 세기를 감소시키면, 하전 입자(P)들에 작용하는 로렌츠 힘이 작아져 구심력의 감소로 인해 회전 반경(R)이 증가한다.
따라서, 기판의 상부 영역에 시변 자기장을 형성하는 경우, 하전 입자(P)들의 회전 반경(R)을 주기적으로 변화시킬 수 있다. 따라서, 하전 입자(P)들의 회전 경로를 기판(W)의 반경 방향으로 다양하게 변화시킬 수 있으므로, 다양한 위치(높이)에서 부유하는 하전 입자(P)들을 가스 분사(기류, 710)에 의해 기판(W)의 외측으로 효과적으로 밀어낼 수 있게 된다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법의 흐름도이다. 도 11 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 먼저, 도 10 및 도 11을 참조하면, 기판 처리를 위해 기판을 기판 처리 장치의 지지 유닛(200)에 의해 챔버 내에 지지하고(S10), 기판 처리, 예를 들어 플라스마 식각, 플라스마 세정 등의 공정을 수행한다(S20). 플라스마 공정은 예를 들어, 챔버 내에 공정 가스를 도입하고, 플라스마 소스(400)에 의해 RF 전원을 인가하여, 챔버 내의 처리 공간에 플라스마(440)를 생성함으로써 수행될 수 있다.
자기장 형성부(600)의 자기장 또는 가스 분사부(700)의 기류에 의해 기판 처리 공정이 영향받는 것을 방지하기 위하여, 플라스마 공정 중에, 자기장 형성부(600)와 가스 분사부(700)는 비작동 상태로 제어되고, 플라스마 공정 중에 자기장 형성부(600)에 의한 자기장과, 가스 분사부(700)에 의한 기류는 형성되지 않는다.
기판 처리가 완료되면(S30), 기판(W)의 파티클을 제거하기 위한 공정(S40)이 수행된다. 플라스마(440)와 공정 가스에 의해 기판(W)의 상부에 하전 입자들 및 비하전 입자들이 부유한 상태에서, RF 전원을 차단하고 가스 배기만을 수행할 경우, 부유 상태의 입자들 중 일부가 기판(W)의 상부로 가라앉을 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위하여, 기판 처리 완료 후, 플라스마 종료 전에 파티클 제거 공정(S40)을 수행한다.
도 10, 도 12 및 도 13을 참조하면, 기판(W)의 처리 종료 상태에서, 자기장 형성부(600)에 의해 기판(W)의 상부에 상하 방향의 자기장을 형성하고, 가스 분사부(700)에 의해 기판(W)의 상부로 경사지게 기류(710)를 형성하여, 도 11에 도시된 바와 같이, 기판(W)의 상부에 부유하는 입자들을 기판(W)의 바깥으로 밀어낸다(S40).
하전 입자는 자기장에 의한 로렌츠 힘에 의해 기판(W)의 중심을 기준으로, 자기장 세기에 의해 결정되는 회전 반경으로 회전하게 된다. 하전 입자는 회전 중에 기류(710)에 의해 기판(W)의 외측 영역으로 밀려나게 된다. 이에 따라, 하전 입자를 기판(W)의 바깥쪽으로 밀어낼 수 있다. 비하전 입자는 기류(710)에 의해 기판(W)의 외측으로 제거될 수 있다. 자기장 형성부(600)와 가스 분사부(700)에 의해 기판(W)의 외방 영역으로 밀려난 입자들은 도 13에 도시된 바와 같이, 펌프(140)에 의해 배기될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 기판의 상부 영역에 형성되는 시변 자기장을 예시한 도면이다. 도 15는 본 발명의 실시예에 따라 기판의 상부 영역에 형성되는 시변 자기장에 의해 하전 입자의 회전 반경이 변화하는 것을 보여주는 도면이다. 도 16 내지 도 18은 본 발명의 실시예에 따라 기판의 상부 영역에 형성되는 시변 자기장에 의해 다양한 높이에서 부유하는 하전 입자들이 기판의 외방 영역으로 밀려나는 것을 보여주는 도면이다.
도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 사인파 등의 형태로 시변 자기장을 형성하면, 하전 입자(P)들의 회전 반경이 변화하게 된다. 예를 들어, 자기장의 세기가 T1, T2, T3 순으로 서서히 감소하게 되면, 하전 입자(P)들의 회전 반경은 R1, R2, R3 순으로 증가하게 된다. 기류(710)의 경사로 인해 기류(710)가 분사되는 위치는 기판(W) 표면으로부터의 높이에 따라 변화하게 된다. 즉, 기판(W) 표면으로부터 멀어질수록 기류(710)가 분사되는 영역은 기판(W)의 중심측으로 이동한다.
시변 자기장에 의해 하전 입자(P)들의 회전 반경을 변화시키는 경우, 다양한 높이에서 부유하는 하전 입자들(P1, P2, P3)을 기판(W)의 외측으로 밀어낼 수 있게 된다. 예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이 강한 자기장 세기(T1)에 의해 하전 입자들(P1, P2, P3)을 작은 회전 반경(R1)으로 회전시키는 경우, 상대적으로 높은 위치에서 부유하는 하전 입자(P1)들을 기류(710)에 의해 밀어낼 수 있다.
반대로, 도 18에 도시된 바와 같이 비교적 약한 자기장 세기(T3)에 의해 하전 입자들(P1, P2, P3)을 큰 회전 반경(R3)으로 회전시키는 경우, 상대적으로 낮은 위치에서 부유하는 하전 입자(P3)들을 기류(710)에 의해 밀어낼 수 있다. 따라서, 시변 자기장에 의해 하전 입자들(P1, P2, P3)의 회전 반경을 기류(710)가 분사되는 위치로 제어하여, 다양한 높이에서 부유하는 하전 입자들(P1, P2, P3)을 효과적으로 기판(W)의 외부로 밀어낼 수 있다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따라 기판의 상부 영역에 형성되는 시변 자기장을 예시한 도면이다. 시변 자기장은 사인파 형태 뿐 아니라, 도 19에 도시된 바와 같이, 단계적으로 자기장 세기가 변화하는 형태로 제공될 수도 있고, 그 밖의 다양한 형태로 변화하는 자기장을 인가할 수도 있다.
본 발명의 실시예에서, 자기장 형성부(600)는 하전 입자들의 상하 방향 분포 상태에 따라 자기장의 세기를 제어하는 것도 가능하다. 기판 처리 공정에 따라 주로 형성되는 하전 입자들의 밀도, 무게 등에 따라 평균 부유 높이를 예측 또는 측정하고, 하전 입자들의 평균 부유 높이에 따라 자기장의 세기를 제어할 수 있다. 예를 들어, 하전 입자들의 평균 부유 높이가 증가할수록 강한 자기장을 형성하여 하전 입자들을 효과적으로 기판의 외방 영역으로 밀어낼 수 있다.
기판 처리 완료 후, 시간이 경과함에 따라 하전 입자들의 부유 높이가 점차 감소할 수 있는데, 이 경우 순차적으로 자기장의 세기를 감소시켜, 초기에는 높은 높이에서 부유하는 하전 입자들을 기판 외부로 밀어내고, 이후 제거되지 않은 상태로 낮아진 높이에서 부유하는 하전 입자들은 가스 분사구들과 근접하도록 회전 반경을 증가시켜 기류에 의해 효과적으로 제거할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100: 챔버 200: 지지 유닛
300: 가스 공급 유닛 400: 플라스마 소스
500: 배기 유닛 600: 자기장 형성부
700: 가스 분사부 710: 기류
712: 분사구 714: 가스 유로
716: 연결 유로 720: 가스 공급 유로
730: 가스 공급부 800: 제어부

Claims (22)

  1. 내부에 처리 공간을 가지는 챔버;
    상기 처리 공간 내에 기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 기판의 상부에 부유하는 하전 입자를 상기 기판의 주연 방향으로 회전시키도록 상기 기판의 상부 영역에 자기장을 형성하는 자기장 형성부; 및
    상기 기판의 외방 측에 둘레 방향을 따라 형성되고, 상기 기판의 상부 영역으로 가스를 분사하는 복수개의 분사구를 포함하는 가스 분사부를 포함하고,
    상기 자기장 형성부는 상기 하전 입자의 회전 경로를 상기 가스가 분사되는 영역과 중첩시키도록 상기 자기장을 제어하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스 분사부는 상기 자기장에 의해 회전하는 하전 입자를 상기 기판의 외방 영역으로 밀어내도록 상기 복수개의 분사구를 통해 상기 가스를 분사하는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가스 분사부는 상기 기판의 외방 영역으로부터 상기 기판의 중심부를 향하여 상방으로 경사지게 상기 가스를 분사하는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자기장 형성부는, 상기 자기장에 의해 상기 하전 입자에 상기 기판의 중심을 향하는 방향으로 로렌츠 힘을 인가하는 기판 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기장 형성부는, 시변 자기장을 형성하여 상기 하전 입자의 회전 반경을 상기 시변 자기장에 따라 변화시키는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 자기장 형성부는, 사인파 형태의 시변 자기장을 상기 기판의 상부 영역에 형성하는 기판 처리 장치.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기장 형성부는 상기 지지 유닛 내에 설치되어 상기 기판의 상부 영역에 상하 방향으로 상기 자기장을 형성하는 자성 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 자성 부재는 상기 기판의 상면 전체에 상기 자기장을 형성하도록, 상기 기판의 직경 이상의 지름을 가지는 원판 형상으로 제공되는 기판 처리 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 자성 부재는 전자석 부재로 제공되는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기판에 대한 처리 공정 중에 상기 전자석 부재의 작동을 차단하여 상기 자기장이 형성되지 않도록 하고, 상기 처리 공정이 완료된 후에 상기 전자석 부재를 가동하여 상기 자기장을 형성하는 제어부;를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    열전달 매체를 상기 기판의 저면으로 공급하도록, 상기 지지 유닛 내에 제공되는 공급 유로를 더 포함하고,
    상기 자성 부재는, 상기 공급 유로가 삽입되거나 상기 공급 유로와 연통되는 제1 관통공을 구비하는 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 자성 부재는, 상기 복수개의 분사구로 상기 가스를 공급하는 가스 유로가 삽입되거나 상기 가스 유로와 연통되는 제2 관통공을 더 구비하는 기판 처리 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 가스는 상기 열전달 매체와 동일한 불활성 가스를 포함하는 기판 처리 장치.
  14. 챔버 내의 처리 공간에 마련된 지지 유닛 상에 기판을 지지하는 단계;
    상기 처리 공간 내에 플라스마 가스를 형성하여 상기 기판을 처리하는 단계;
    상기 기판의 상부에 부유하는 하전 입자를 상기 기판의 주연 방향으로 회전시키도록 상기 기판의 상부 영역에 자기장을 형성하는 단계; 및
    상기 기판의 외방 측에 둘레 방향을 따라 형성된 복수개의 분사구로부터 상기 기판의 상부 영역으로 가스를 분사하는 단계를 포함하고,
    상기 자기장을 형성하는 단계는 상기 하전 입자의 회전 경로를 상기 가스가 분사되는 영역과 중첩시키도록 상기 자기장을 제어하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 가스를 분사하는 단계는 상기 자기장에 의해 회전하는 하전 입자를 상기 기판의 외방 영역으로 밀어내도록 상기 복수개의 분사구를 통해 상기 가스를 분사하는 기판 처리 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 가스를 분사하는 단계는 상기 기판의 외방 영역으로부터 상기 기판의 중심부를 향하여 상방으로 경사지게 상기 가스를 분사하는 기판 처리 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 자기장을 형성하는 단계는 상기 자기장에 의해 상기 하전 입자에 상기 기판의 중심을 향하는 방향으로 로렌츠 힘을 인가하는 기판 처리 방법.
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기장을 형성하는 단계는 시변 자기장을 형성하여 상기 하전 입자의 회전 반경을 상기 시변 자기장에 따라 변화시키는 기판 처리 방법.
  19. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기장을 형성하는 단계는,
    상기 기판에 대한 처리 공정 중에 전자석 부재의 작동을 차단하여 상기 자기장이 형성되지 않도록 하고, 상기 처리 공정이 완료된 후에 상기 전자석 부재를 가동하여 상기 자기장을 형성하는 기판 처리 방법.
  20. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기장을 형성하는 단계는, 상기 하전 입자의 회전 반경이 상기 기판의 반경보다 작아지도록 상기 자기장을 형성하는 기판 처리 방법.
  21. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기장을 형성하는 단계는, 하전 입자들의 상하 방향 분포 상태에 따라 상기 자기장을 제어하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 자기장을 형성하는 단계는, 상기 하전 입자들의 평균 부유 높이가 높을수록 상기 자기장의 세기를 증가시키는 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
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