KR102097984B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102097984B1
KR102097984B1 KR1020180125046A KR20180125046A KR102097984B1 KR 102097984 B1 KR102097984 B1 KR 102097984B1 KR 1020180125046 A KR1020180125046 A KR 1020180125046A KR 20180125046 A KR20180125046 A KR 20180125046A KR 102097984 B1 KR102097984 B1 KR 102097984B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
conductive block
electrode
electric field
profile
height
Prior art date
Application number
KR1020180125046A
Other languages
English (en)
Inventor
김동훈
주윤종
김영준
한민성
Original Assignee
세메스 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 세메스 주식회사 filed Critical 세메스 주식회사
Priority to KR1020180125046A priority Critical patent/KR102097984B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102097984B1 publication Critical patent/KR102097984B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532Electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H01J37/32183Matching circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244Gas supply means
    • H01J37/32449Gas control, e.g. control of the gas flow

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

방위각 방향의 전계를 균일하게 조절하기 위한, 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공한다. 상기 기판 처리 장치는 제1 전원에 전기적으로 연결된 제1 전극; 상기 제1 전원과 다른 제2 전원과 전기적으로 연결된 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 설치되고, 유전체로 이루어진 스페이서; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 공간에 플라즈마를 형성하기 위한 가스를 공급하는 가스 공급 모듈; 상기 제2 전극과 이격되어 배치되어 기생 임피던스를 형성하고, 상기 제1 전원에 의해 상기 제1 전극 주위에서 발생하는 방위각 방향의 전계를 조절하는 도전 블록; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 플라즈마가 형성되도록, 제1 전원, 제2 전원, 상기 가스 공급 모듈 및 상기 도전 블록 중 적어도 하나를 제어하는 제어 모듈을 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{Apparatus and method for processing substrate}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 장치 또는 디스플레이 장치를 제조할 때에는, 플라즈마를 이용한 기판 처리 공정이 사용될 수 있다. 플라즈마를 이용한 기판 처리 공정은, 플라즈마를 생성하는 방식에 따라 CCP(Capacitively Coupled Plasma) 방식, ICP(Inductively Coupled Plasma) 방식, 이 둘을 혼합한 방식 등이 있다.
한편, CCP 방식으로 플라즈마를 생성하는 경우, 전극과 연결된 가스 배관의 형상/배치 등으로 인해서, 방위각 방향의 전계가 비대칭적이거나 불균일한 형태를 가질 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 방위각 방향의 전계를 균일하게 조절하기 위한, 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 장치의 일 면(aspect)은, 제1 전원에 전기적으로 연결된 제1 전극; 상기 제1 전원과 다른 제2 전원과 전기적으로 연결된 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 설치되고, 유전체로 이루어진 스페이서; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 공간에 플라즈마를 형성하기 위한 가스를 공급하는 가스 공급 모듈; 상기 제2 전극과 이격되어 배치되어 기생 임피던스를 형성하고, 상기 제1 전원에 의해 상기 제1 전극 주위에서 발생하는 방위각 방향의 전계를 조절하는 도전 블록; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 플라즈마가 형성되도록, 제1 전원, 제2 전원, 상기 가스 공급 모듈 및 상기 도전 블록 중 적어도 하나를 제어하는 제어 모듈을 포함한다.
상기 도전 블록의 크기는 조절되고, 상기 도전 블록의 크기를 조절함으로써, 상기 기생 임피던스의 값을 조절할 수 있다.
상기 도전 블록과 상기 제2 전극 사이의 간격이 조절되고, 상기 도전 블록과 상기 제2 전극 사이의 간격을 조절함으로써, 상기 기생 임피던스의 값을 조절할 수 있다.
상기 도전 블록은 상하 방향으로 위치 조정되고, 상기 도전 블록을 상하 방향으로 위치를 조정함으로써, 상기 기생 임피던스의 값을 조절할 수 있다.
상기 도전 블록의 내부에는 전계를 측정할 수 있는 프로브가 설치된다. 상기 제어 모듈은 상기 도전 블록을 상기 제2 전극의 주변을 따라 이동시키면서, 상기 전계의 프로파일을 검출하고, 상기 제어 모듈은 상기 검출 결과를 분석하여, 상기 전계의 프로파일의 이상값을 수정할 수 있도록 상기 도전 블록의 위치를 조정한다.
상기 제어 모듈은 상기 도전 블록이 상기 제2 전극의 주변을 따라 이동할 때, 상기 도전 블록의 높이를 제1 높이로 조절하고, 상기 전계의 프로파일의 이상값을 수정하기 위해 상기 도전 블록의 위치를 조정한 후에는, 상기 도전 블록의 높이를 제2 높이로 조절하되, 상기 제2 높이는 상기 제1 높이보다 높을 수 있다.
상기 도전 블록은 상기 제2 전원과 전기적으로 연결된다.
상기 도전 블록은 제1 도전 블록과 제2 도전 블록을 포함하고, 상기 제1 도전 블록의 내부에 전계를 측정할 수 있는 제1 프로브가 설치되고, 상기 제어 모듈은 상기 제1 도전 블록을 상기 제2 전극의 주변을 따라 이동시키면서, 상기 전계의 프로파일을 검출하고, 상기 제어 모듈은 상기 검출 결과를 분석하여, 상기 전계의 프로파일의 이상값을 수정할 수 있도록 상기 제1 도전 블록 및 제2 도전 블록을 이동시킬 수 있다.
상기 도전 블록은 제1 도전 블록과 제2 도전 블록을 포함하고, 상기 제1 도전 블록의 내부에 전계를 측정할 수 있는 제1 프로브가 설치되고, 상기 제2 도전 블록의 내부에 전계를 측정할 수 있는 제2 프로브가 설치되고, 상기 제어 모듈은 상기 제1 도전 블록을 상기 제2 전극의 주변을 따라 이동시키면서, 상기 전계의 제1 프로파일을 검출하고, 상기 제어 모듈은 상기 검출 결과를 분석하여, 상기 전계의 제1 프로파일의 이상값을 수정할 수 있도록 상기 제1 도전 블록의 위치를 조정하고, 상기 제어 모듈은 상기 제2 도전 블록을 상기 제2 전극의 주변을 따라 이동시키면서, 상기 전계의 제2 프로파일을 검출하되, 상기 제2 프로파일은 상기 제1 도전 블록에 따른 프로파일 변화가 반영되고, 상기 제어 모듈은 상기 검출 결과를 분석하여, 상기 전계의 제2 프로파일의 이상값을 수정할 수 있도록 상기 제2 도전 블록의 위치를 조정할 수 있다.
상기 제2 전극 아래에, 기판을 지지하는 지지 모듈이 배치될 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 장치의 다른 면은, 교류 전원이 전기적으로 연결되는 리드(lid); 접지 전원과 전기적으로 연결되고, 대전되지 않은 중성 또는 라디칼 종(uncharged neutral species or radical species)을 통과시키고 대전된 종(ionically-charged species)의 통과를 억제하는 그리드 전극(grid electrode); 상기 리드와 상기 그리드 전극 사이에 설치되고, 유전체로 이루어진 스페이서(spacer); 상기 리드와 상기 그리드 전극 사이의 공간에 플라즈마를 형성하기 위한 가스를 공급하는 가스 공급 모듈; 상기 그리드 전극과 이격되어 배치되어 기생 임피던스를 형성하고, 상기 그리드 전극의 주변을 따라 이동 가능하고, 상기 교류 전원에 의해 상기 리드 주위에서 발생하는 방위각 방향의 전계를 조절하는 도전 블록; 상기 그리드 전극 하부에 배치되고, 상기 플라즈마 중에서 상기 그리드 전극을 통과한 상기 대전되지 않은 중성 또는 라디칼 종이 공정에 사용되는 반응 영역; 및 상기 반응 영역 내에 배치되고, 기판을 지지하는 지지 모듈을 포함할 수 있다.
상기 도전 블록의 크기, 상기 도전 블록과 상기 그리드 전극 사이의 간격, 상기 도전 블록의 상하 방향의 위치 중 적어도 하나가 조절되고, 상기 도전 블록의 크기, 상기 도전 블록과 상기 그리드 전극 사이의 간격, 상기 도전 블록의 상하 방향의 위치 중 적어도 하나를 조절함으로써, 상기 기생 임피던스의 값을 조절할 수 있다.
상기 도전 블록의 내부에는 전계를 측정할 수 있는 프로브가 설치된다.
상기 리드와 상기 그리드 전극 사이에 플라즈마가 형성되도록, 상기 교류 전원, 상기 가스 공급 모듈 및 상기 도전 블록 중 적어도 하나를 제어하는 제어 모듈을 더 포함하고, 상기 제어 모듈은 상기 도전 블록을 상기 그리드 전극의 주변을 따라 이동시키면서, 상기 전계의 프로파일을 검출하고, 상기 제어 모듈은 상기 검출 결과를 분석하여, 상기 전계의 프로파일의 이상값을 수정할 수 있도록 상기 도전 블록의 위치를 조정한다.
상기 제어 모듈은 상기 도전 블록이 상기 그리드 전극의 주변을 따라 이동할 때, 상기 도전 블록의 높이를 제1 높이로 조절하고, 상기 전계의 프로파일의 이상값을 수정하기 위해 상기 도전 블록의 위치를 조정한 후에는, 상기 도전 블록의 높이를 제2 높이로 조절하되, 상기 제2 높이는 상기 제1 높이보다 높다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 방법의 일 면(aspect)은, 제1 전원에 전기적으로 연결된 제1 전극과, 상기 제1 전원과 다른 제2 전원과 전기적으로 연결된 제2 전극과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 설치되고, 유전체로 이루어진 스페이서와, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 공간에 플라즈마를 형성하기 위한 가스를 공급하는 가스 공급 모듈과, 상기 제2 전극과 이격되어 배치되어 기생 임피던스를 형성하고 상기 제2 전극의 주변을 따라 이동가능한 도전 블록, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 플라즈마가 형성되도록, 제1 전원, 제2 전원, 상기 가스 공급 모듈 및 상기 도전 블록 중 적어도 하나를 제어하는 제어 모듈을 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 단계; 상기 제1 전극의 주위에서 발생하는 방위각 방향의 전계 프로파일을 획득하는 단계; 및 상기 전계 프로파일을 기초로, 상기 도전 블록을 이동시켜 상기 전계 프로파일의 이상값을 수정하는 단계를 포함한다.
상기 도전 블록의 크기, 상기 도전 블록과 상기 그리드 전극 사이의 간격, 상기 도전 블록의 상하 방향의 위치 중 적어도 하나가 조절되고, 상기 도전 블록의 크기, 상기 도전 블록과 상기 그리드 전극 사이의 간격, 상기 도전 블록의 상하 방향의 위치 중 적어도 하나를 조절함으로써, 상기 기생 임피던스의 값을 조절한다.
상기 도전 블록의 내부에는 전계를 측정할 수 있는 프로브가 설치되고, 상기 전계 프로파일을 획득하는 단계는, 상기 제어 모듈은 상기 도전 블록을 상기 제2 전극의 주변을 따라 이동시키면서, 상기 전계 프로파일을 검출하는 것을 포함한다.
상기 전계 프로파일을 획득하는 단계에서, 상기 도전 블록이 상기 제2 전극의 주변을 따라 이동할 때, 상기 도전 블록의 높이는 제1 높이이고, 상기 도전 블록을 이동시켜 상기 전계 프로파일의 이상값을 수정하는 단계에서, 상기 도전 블록의 위치를 조정한 후에는 상기 도전 블록의 높이는 제2 높이이고, 상기 제2 높이는 상기 제1 높이보다 높다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 도 1의 A-A를 따라 절단한 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 제1 전극에서 형성되는 전계의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1의 도전 블록을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 9는 도전 블록에 의한 기생 임피던스의 값을 조정하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 11은 도 10의 전계 프로파일을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명한다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명한다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개념도이다. 도 2는 도 1의 A-A를 따라 절단한 단면도이다. 도 3 및 도 4는 도 1의 제1 전극에서 형성되는 전계의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치는 제1 전극(10), 제2 전극(20), 스페이서(spacer)(30), 가스 공급 모듈(70), 제1 전원(61), 제2 전원(62), 도전 블록(50), 구동 모듈(64) 등을 포함할 수 있다. 제어 모듈(미도시)은 CCP(Capacitively Coupled Plasma) 방식으로 플라즈마를 형성하기 위해 가스 공급 모듈(70), 제1 전원(61), 제2 전원(62), 구동 모듈(64) 등을 제어한다.
제1 전극(10)은 제1 전원(61)에 전기적으로 연결된다. 제2 전극(20)은 제1 전원(61)과 다른 제2 전원(62)에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제1 전원(61)은 교류 전원(AC)(예를 들어, RF)이고, 제2 전원(62)은 정전압(예를 들어, 접지 전원)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제1 전극(10) 및 제2 전극(20)은 도전 물질(예를 들어, 금속)일 수 있고, 플라즈마를 형성하기 위해 전극 역할을 할 수 있다면 어떤 물질이든 가능하다.
제1 전극(10) 및 제2 전극(20)은 다양한 형태로 구현될 수 있다.
제1 전극(10)은 다수의 컴포넌트(component)로 구현될 수 있다. 제1 전극(10)은 가스 박스(gas box), 블록커 플레이트(blocker plate), 페이스 플레이트(face plate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 다수의 컴포넌트는 단일 전극(제1 전극)으로서 기능을 하기 위해 직접적 또는 간접적으로 기계적/전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 제2 전극(20)도 다수의 컴포넌트로 구현될 수 있다. 제2 전극(20)은 이온 블록커 플레이트(ion blocker plate), 각종 매니폴드, 샤워 헤드(shower head) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 다수의 컴포넌트는 단일 전극(제2 전극)으로서 기능을 하기 위해 직접적 또는 간접적으로 기계적/전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전극(10)의 일측(예를 들어, 상측)으로부터 플라즈마 형성을 위한 가스가 공급될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 공급된 가스는 제1 전극(10)을 통과하여, 플라즈마 여기 영역(60)에 인입된다. 별도로 도시하지 않았으나 제1 전극(10)에는 플라즈마 형성을 위한 가스가 통과할 수 있는 다수의 가스 유입구가 형성된다.
제1 전극(10) 및 제2 전극(20)은 플라즈마 여기 영역(60)으로 인입된 가스를 플라즈마로 이온화시킬 수 있을 정도로 충분히 강한 자기장을 생성할 수 있다. 플라즈마가 생성될 때, 스페이서(30)는 제1 전극(10) 및 제2 전극(20)이 서로 단락되는 것을 방지한다. 이러한 스페이서(30)로 인해서, 용량 결합 플라즈마(CCP)가 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 사이의 플라즈마 여기 영역(60)에 형성된다. 스페이서(30)는 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 사이를 절연하기 위한 물질로, 예를 들어, 유전체로 이루어질 수 있다. 유전체는 스파크 발생을 방지하기 위해 높은 항복 전압을 가질 수 있다. 유전체는 다수의 재료층이 적층된 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 유전체는 쿼츠일 수 있다. 스페이서(30)는 링(ring)형태이고, 내부에 플라즈마 여기 영역(60)이 위치한다.
전술한 것과 같이, 제2 전극(20)은 이온 블록커 플레이트를 포함한다. 이러한 이온 블록커 플레이트는 대전되지 않은 중성 또는 라디칼 종(uncharged neutral species or radical species)을 통과시키고 대전된 종(ionically-charged species)의 통과를 억제한다. 이온 블록커 플레이트는 샤워 헤드와 연결되어 있어서, 이온 블록커 플레이트/샤워 헤드를 통과한 대전되지 않은 중성 또는 라디칼 종이 기판 처리 공정(세정, 식각, 증착)에 사용될 수 있다.
한편, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 도전 블록(50)을 포함한다. 도전 블록(50)은 제2 전극(20)과 이격되어 배치된다. 제1 전극(10)과도 이격되어 배치된다. 이러한 도전 블록(50)은 제1 전극(10) 및/또는 제2 전극(20)과 기생 임피던스를 형성한다(주로, 제1 전극(10)과의 관계에서 기생 임피던스를 형성한다.). 기생 임피던스를 이용하여 제1 전원(61)에 의해서 제1 전극(10)의 주위에서 발생하는 방위각 방향의 전계를 조절할 수 있다. 여기서 제1 전극(10)의 주위에서 발생한다는 의미는, 제1 전극(10)의 측면 영역과, 제1 전극(10)의 측면에서 제1 전극(10)의 중심으로 향하는 영역을 모두 포함하는 의미이다. 즉, 도전 블록(50)의 존재로 인해서 도전 블록(50)의 주변 전계가 영향을 받는다. 도전 블록(50)과 제1 전극(10) 사이의 전계가 영향을 받을 뿐만 아니라, 이 전계와 연결되는 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 사이의 안쪽 전계도 같이 영향을 받는다. 물론, 도전 블록(50)에서 멀리 떨어질수록 영향을 덜 받게 된다.
도전 블록(50)의 동작 및 효과에 대해서 도 3 내지 도 6을 이용하여 구체적으로 후술한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 전극(10)은 제1 전원(61)과 연결되어 있어서, 제1 전원(61)으로 인해 제1 전극(10) 주변에 강한 전계(electric field)(a1~a6)가 형성된다. 이러한 전계(a1~a6)는 제1 전극(10)의 표면 상에서(즉, 제2 전극(20)을 마주보는 제1 전극(10)의 상면에서) 전체적으로 대칭적인(symmetric) 또는 균일한(uniform) 형태여야 한다. 그런데, 제1 전극(10)과 연결된 다수의 가스 배관 형상/배치, 기타 구조물의 형상/배치로 인해서 전계(a1~a6)가 비대칭적(asymmetric) 또는 불균일한(uneven) 형태가 될 수 있다. 예를 들어, 도 5를 참조하면, 특정 영역(예를 들어, 90° 부근)에서는 전계가 예상값(또는 기준값)보다 높고, 다른 영역(예를 들어, 90° 부근을 제외한 나머지 영역)에서는 전계가 예상값(또는 기준값)과 유사하게 일정한 값을 가질 수 있다(도 11 참조).
전계 형상은, 플라즈마 농도(density)에 그대로 반영되고, 플라즈마 농도는 제2 전극(20) 아래에 위치하는, 기판처리공정이 진행될 기판에도 그대로 반영된다. 즉, 전계 형상이 불균일하면, 플라즈마 농도가 불균일하게 되고, 이에 따라 기판에서의 공정도 불균일하게 된다. 따라서, 기판 전체에 대해서 균일하고 안정적인 공정이 이루어지려면, 전계 형상이 균일해야 한다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치에서, 도전 블록(50)을 이용하여 불균일한 전계(특히, 방위각 방향의 불균일한 전계)를 조절한다. 전술한 것과 같이, 제1 전극(10) 주변에는 강한 전계가 형성되어 있다. 도전 블록(50)과 제1 전극(10)에 의해 기생 임피던스가 형성되고, 기생 임피던스는 제1 전극(10) 주변의 전계에 영향을 미친다. 도전 블록(50)은 구동 모듈(64)로부터 구동력을 제공받아 제1 전극(10)/제2 전극(20)의 주변을 따라 이동할 수 있다. 도전 블록(50)은 이동되어 불균일한 전계가 발생한 영역에 가깝게 위치된다. 도전 블록(50)에 의한 기생 임피던스는 불균일한 전계를 균일하게 변화시킨다.
예를 들어, 도 5에서 0°는 도전 블록(50)의 스타팅 위치(starting position)이고, 도전 블록(50)은 제2 전극(20)의 주변을 따라, 예를 들어, 시계방향으로 회전할 수 있다. 따라서, 도전 블록(50)은 0°, 90°, 180°, 270°, 다시 0° 위치로 이동할 수 있다. 제2 전극(20)의 주변에는 레일(210)이 설치되고, 도전 블록(50)은 레일(210)을 따라 이동할 수 있다. 제1 전극(10)(및/또는 제2 전극(20)) 주위의 전계 프로파일을 획득하고, 90° 부근에서 비대칭적 또는 불균일한 전계가 있다고 가정한다. 이러한 경우, 도 5에 도시된 것과 같이, 도전 블록(50)은 레일(210)을 따라 이동하여 90° 위치에 배치된다. 도전 블록(50)이 90° 위치에 배치됨으로써 90° 위치에서 제1 전극(10)과의 관계에서 기생 임피던스가 형성되고, 이러한 기생 임피던스에 의해서 불균일한 전계를 균일하게 조정할 수 있다. 또한, 불균일한 전계를 균일하게 만들기 위한 기생 임피던스의 값에 따라서, 기생 임피던스의 크기/위치/간격 등을 세부적으로 조정할 수 있다. 이에 대해서는 도 6 내지 도 9를 이용하여 후술한다.
도 1, 도 2, 도 5 등에서는 도전 블록(50)이 제2 전극(20)의 측면 바깥쪽에 위치하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제2 전극(20)이 제1 전극(10)보다 직경이 더 크고, 제1 전극(10)과 오버랩되지 않은 제2 전극(20)의 상면에 도전 블록(50)이 위치할 수도 있다.
도전 블록(50)은 제1 전극(10)/제2 전극(20)과 비접촉식으로 설치되기 때문에, 기구적인 문제가 발생하더라도 아크(arc)발생의 위험을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치에서는, 방위각 방향의 전계를 조정하기 위해 액티브(active) 방식의 루프(loop)/코일(coil)을 챔버 외부에 설치하는 등의 복잡한 방식을 사용하지 않고, 패시브(passive) 방식의 단순한 도전 블록(50)을 사용한다. 따라서, 루프/코일을 이용하는 경우처럼 기판 처리 장치의 전체적인 구조가 복잡해 지지도 않고, 루프/코일을 제어하기 위한 경우처럼 다수의 제어 파라미터가 필요하지 않다. 또한, 루프/코일은 자체적으로도 전계 프로파일에 간섭을 줄 수 있는데, 도전 블록(50)은 이러한 간섭을 발생시키지 않는다.
이하에서 도 6 내지 도 9를 참고하여, 기생 임피던스의 값을 조정하는 방법을 설명한다. 도 6 내지 도 9는 도전 블록에 의한 기생 임피던스의 값을 조정하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 도 6 내지 도 9에 설명한 방법은 도전 블록(50)을 이용하여 기생 임피던스의 값을 조정하는 예시적인 방법이다.
도 6 및 도 7에 도시된 것과 같이, 도전 블록(50)의 크기(예를 들어, 폭 또는 높이)가 조절함으로써 기생 임피던스의 값을 조절할 수 있다.
예를 들어, 도전 블록(50)은, 도 6에 도시된 것과 같이, 제1 도전체(51a)와 제2 도전체(51b)를 포함할 수 있다. 제2 도전체(51b)가 제1 도전체(51a) 내에 완전히 들어가 있는 경우에는, 도전 블록(50)의 폭은 W1이 된다. 필요한 기생 임피던스의 값에 따라, 제2 도전체(51b)는 제1 도전체(51a)로부터 예를 들어, W2만큼 돌출될 수 있다. 이와 같이 도전 블록(50)의 폭을 증가시킴으로써, 기생 임피던스의 값을 증가시킬 수 있다.
예를 들어, 도전 블록(50)은, 도 7에 도시된 것과 같이, 제1 도전체(52a)와 제2 도전체(52b)를 포함할 수 있다. 제2 도전체(52b)가 제1 도전체(52a) 내에 완전히 들어가 있는 경우에는, 도전 블록(50)의 높이는 H1이 된다. 필요한 기생 임피던스의 값에 따라, 제2 도전체(52b)는 제1 도전체(52a)로부터 예를 들어, H2만큼 돌출될 수 있다. 이와 같이 도전 블록(50)의 높이를 증가시킴으로써, 기생 임피던스의 값을 증가시킬 수 있다.
도 8에 도시된 것과 같이, 도전 블록(50)과 제2 전극(20) 사이의 간격을 조절함으로써, 기생 임피던스의 값을 조절할 수 있다.
기생 임피던스의 값을 증가시키기 위해, 도전 블록(50a)은 제2 전극(20)에 가깝게 이동할 수 있다(간격(G1) 참조). 또는, 기생 임피던스의 값을 감소시키기 위해, 도전 블록(50)은 제2 전극(20)으로부터 멀리 이동할 수 있다(간격(G2) 참조).
도 9에 도시된 것과 같이, 도전 블록(50)을 상하 방향으로 위치를 조정함으로써, 기생 임피던스의 값을 조절할 수 있다.
기생 임피던스의 값을 변경시키기 위해, 도전 블록(50b)은 예를 들어, S1만큼 상 방향으로 이동될 수 있다. 도전 블록(50b)이 상 방향으로 이동됨에 따라, 도전 블록(50b)은 제1 전극(10)에 가깝게 되고, 기생 임피던스의 값이 증가될 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 9에서는 도전 블록(50)을 예시적으로 직육면체로 도시하였으나, 기생 임피던스의 값을 조절할 수 있는 형상이라면 어떤 것이든 가능하다.
이하에서, 도 1, 도 5, 도 10 및 도 11을 이용하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명한다. 도 10은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 11은 도 10의 전계 프로파일을 설명하기 위한 도면이다.
우선 도 10을 참조하면, 기판 처리 장치에서 제1 전극(10)(및/또는 제2 전극(20)) 주위의 전계 프로파일을 획득한다(S110).
제1 전극(10)과 제2 전극(20) 사이의 전계 프로파일을 획득하는 방법은 다양할 수 있다. 예를 들어, 도전 블록(50) 내에 별도의 전계 프로브(probe)가 설치될 수 있다. 전계 프로브는 도전 블록(50)에서 상측에(즉, 레일(도 5의 210 참조)에서 멀리 떨어진 위치에) 설치될 수 있다.
전술한 것과 같이, 제어 모듈은 CCP 방식으로 플라즈마를 형성하기 위해 가스 공급 모듈(70), 제1 전원(61), 제2 전원(62), 구동 모듈(64) 등을 제어한다. 추가적으로 제어 모듈은 도전 블록(50)을 제2 전극(20)의 주변을 따라 이동시키면서 전계 프로파일을 검출할 수 있다.
전계 프로파일을 검출하기 위해 도전 블록(50)이 제2 전극(20)의 주변을 따라 이동할 때, 도전 블록(50)의 높이를 제1 높이(예를 들어, 가장 낮은 높이)로 조절할 수 있다. 또는, 도전 블록(50)의 상하 방향 위치를 가장 낮은 위치로 조절할 수 있다. 전계 프로파일을 검출하는 과정에서 도전 블록(50)을 가장 낮은 높이로/가장 낮은 위치로 조절하는 이유는, 제1 전극(10)(및/또는 제2 전극(20)) 주위의 전계 프로파일이 도전 블록(50)에 의해 영향받는 것을 최소화하기 위해서이다. 도전 블록(50)이 높게 돌출되어 있으면 도전 블록(50)에 의한 기생 임피던스가 커지기 때문이다. 즉, 도전 블록(50)이 자체적으로 전계 프로파일에 간섭을 일으킬 수 있다. 도전 블록(50)을 가장 낮게 조절하여, 기생 임피던스를 최소화한다. 도전 블록(50)에 설치된 전계 프로브는, 도전 블록(50)이 가장 낮게 위치할 때에도 전계 프로파일을 잘 검출할 수 있도록, 도전 블록(50)의 상측에(레일(210)에서 멀리 떨어진 위치에) 위치시킨다.
이어서, 제어 모듈은 검출된 전계 프로파일을 분석하여, 전계 프로파일의 이상값을 수정할 수 있도록 도전 블록(50)의 위치 등을 조정한다(S120). 여기서 이상값은 공정 종류, 공정 시간, 각종 공정 파라미터 등에 따라서 달라질 수 있다. 이상값은 예상치(목표치)보다 높거나 낮은 값을 의미한다.
구체적으로 설명하면, 제어 모듈은 전계 프로파일을 분석한다(S122).
예를 들어, 도전 블록(50)이 제2 전극(20)의 주변을 따라 이동한 후에, 도 11과 같은 전계 프로파일(58)을 얻었다고 가정한다. 즉, 90° 부근에서 비대칭적 또는 불균일한 형상을 갖는 전계 프로파일(58)을 얻었다고 가정한다.
이어서, 제어 모듈은 불균일한 전계 프로파일(58)을 조정하기 위해, 도전 블록(50)이 배치되어야 할 위치, 필요한 기생 임피던스의 값을 결정한다. 즉, 도 6 내지 도 9에서 설명한 것과 같이, 도전 블록(50)의 크기, 제2 전극(20)과의 간격, 상하 방향 위치 중 적어도 하나를 결정한다(S124).
이어서, 제어 모듈은 도전 블록(50)을 S124에서 기결정된 위치로 이동시킨다(S126). 예를 들어, 도전 블록(50)은 90° 부근으로 이동된다.
이어서, S124에서 기결정된 것과 같이, 제어 모듈은 도전 블록(50)의 크기, 제2 전극(20)과의 간격, 상하 방향 위치 중 적어도 하나를 조정한다(S128). 예를 들어, 도전 블록(50)의 높이를 제2 높이로 조절할 수 있다. 제2 높이는 전술한 제1 높이(전계 프로파일을 검출하는 동안의 도전 블록(50)의 높이)보다 높을 수 있다. 도전 블록(50)을 이와 같이 조정함으로써, 90° 부근에서의 이상값(불균일한 전계 프로파일(58))이 균일하게 수정될 수 있다(도면부호 59 참조).
이하에서, 도 12 및 도 13을 참고하여, 도전 블록이 다수개 설치된 기판 처리 장치를 설명한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명한다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치에서, 제1 도전 블록(50), 제2 도전 블록(150)이 하나의 레일(210) 위에 설치된다.
전술한 것과 같이, 제1 도전 블록(50)의 내부에는 전계를 측정할 수 있는 제1 프로브가 설치된다. 제2 도전 블록(150)의 내부에는 전계를 측정할 수 있는 프로브가 없다고 가정한다. 제어 모듈은 제1 도전 블록(50)을 제2 전극(20)의 주변을 따라 한바퀴 돌면서, 전계 프로파일을 검출한다. 제어 모듈은 검출된 전계 프로파일을 분석하여 전계 프로파일의 이상값을 수정할 수 있도록, 제1 도전 블록(50) 및 제2 도전 블록(150)을 이동시킨다. 예를 들어, 제1 도전 블록(50)은 90° 위치로, 제2 도전 블록(150)은 180° 위치로 이동시킨다. 그 후, 필요한 기생 임피던스의 값에 따라, 제1 도전 블록(50), 제2 도전 블록(150)의 크기, 간격, 상하 위치를 조정한다.
또는, 제1 도전 블록(50)의 내부에는 전계를 측정할 수 있는 제1 프로브가 설치되고, 제2 도전 블록(150)의 내부에는 전계를 측정할 수 있는 제2 프로브가 설치되어 있다. 제어 모듈은 제1 도전 블록(50)을 제2 전극(20)의 주변을 따라 이동시키면서, 전계 프로파일을 검출한다. 제어 모듈은 검출된 전계 프로파일을 분석하여 전계 프로파일의 이상값을 수정할 수 있도록, 제1 도전 블록(50)을 이동시킨다. 그 후, 필요한 기생 임피던스의 값에 따라, 제1 도전 블록(50)의 크기, 간격, 상하 위치를 조정한다. 이어서, 제어 모듈은 제2 도전 블록(150)을 제2 전극(20)의 주변을 따라 이동시키면서, 전계 프로파일을 다시 검출한다. 여기서 다시 검출된 전계 프로파일은, 제1 도전 블록(50)에 따른 프로파일 변화(즉, 제1 도전 블록(50)에 의한 기생 임피던스의 영향)도 반영된 상태이다. 제어 모듈은 검출된 전계 프로파일을 분석하여 전계 프로파일의 이상값을 수정할 수 있도록, 제2 도전 블록(150)을 이동시킨다. 그 후, 필요한 기생 임피던스의 값에 따라, 제2 도전 블록(150)의 크기, 간격, 상하 위치를 조정한다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명한다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치에서, 제1 도전 블록(50)은 레일(210) 위에, 제2 도전 블록(150)은 다른 레일(260) 위에 설치된다.
제1 도전 블록(50)의 내부에는 전계를 측정할 수 있는 제1 프로브가 설치되고, 제2 도전 블록(150)의 내부에는 전계를 측정할 수 있는 제2 프로브가 설치되어 있다. 제어 모듈은 제1 도전 블록(50)을 제2 전극(20)의 주변을 따라 이동시키면서, 전계 프로파일을 검출한다. 제어 모듈은 검출된 전계 프로파일을 분석하여 전계 프로파일의 이상값을 수정할 수 있도록, 제1 도전 블록(50)을 이동시킨다. 그 후, 필요한 기생 임피던스의 값에 따라, 제1 도전 블록(50)의 크기, 간격, 상하 위치를 조정한다. 이어서, 제어 모듈은 제2 도전 블록(150)을 제2 전극(20)의 주변을 따라 이동시키면서, 다시 전계 프로파일을 검출한다. 여기서 다시 검출된 전계 프로파일은, 제1 도전 블록(50)에 따른 프로파일 변화(즉, 기생 임피던스의 영향)도 반영된 상태이다. 제어 모듈은 검출된 전계 프로파일을 분석하여 전계 프로파일의 이상값을 수정할 수 있도록, 제2 도전 블록(150)을 이동시킨다. 그 후, 필요한 기생 임피던스의 값에 따라, 제2 도전 블록(150)의 크기, 간격, 상하 위치를 조정한다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 도 14는 도 1 내지 도 13을 이용하여 설명한 기판 처리 장치를 구체적으로 구현한 구현예로서, CCP 방식을 이용한 플라즈마 세정 장치이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치는 CCP 유닛(1102), 프로세싱 챔버(1100), 가스 공급 모듈(1114), 가스 유입구(1116), 플라즈마 여기 영역(1112), 반응 영역(1130), 지지 모듈(1150) 등을 포함한다. 제어 모듈은 플라즈마 생성, 공정 제어를 위해서 CCP 유닛(1102), 프로세싱 챔버(1100), 가스 공급 모듈(1114), 지지 모듈(1150) 등을 제어한다.
여기서, CCP 유닛(1102)는 리드(lid)(1106), 스페이서(1108), 그리드 전극(grid electrode)(1110), 도전 블록(1050)을 포함한다. 리드(1106)와 그리드 전극(1110) 사이의 플라즈마 여기 영역(1112)에서 플라즈마가 형성된다. 리드(1106)는 제1 전원(예를 들어, 교류 전원)이 전기적으로 연결된다. 그리드 전극(1110)은 제2 전원(예를 들어, 접지 전원)과 전기적으로 연결된다. 리드(1106)와 그리드 전극(1110)는 리드(1106)와 그리드 전극(1110) 사이에 인입되는 가스를 플라즈마로 이온화시킬 수 있도록 충분히 강한 자기장을 발생시키기 위해서, 서로에 대해서 전기적으로 바이어스될 수 있는 전기 전도성 전극들이다.
리드(1106)는 가스 박스(gas box), 블록커 플레이트(blocker plate), 페이스 플레이트(face plate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 다수의 컴포넌트는 단일 전극(제1 전극)으로서 기능을 하기 위해 직접적 또는 간접적으로 기계적/전기적으로 연결될 수 있다.
그리드 전극(1110)은 이온 블록커 플레이트(ion blocker plate)를 포함하여, 대전되지 않은 중성 또는 라디칼 종(uncharged neutral species or radical species)을 통과시키고 대전된 종(ionically-charged species)의 통과를 억제할 수 있다.
스페이서(1108)는 리드(1106)와 그리드 전극(1110) 사이에 설치되고, 유전체로 이루어진다.
가스 공급 모듈(1114)에서 공급하는 가스는 플라즈마 여기 영역(1112)으로 이동된다. 여기에서 가스는 플라즈마를 타격하는데 이용될 수 있거나, 또는 이미 형성된 플라즈마를 유지할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 발생 가스들은, 가스 유입구(1116)를 통해서 CCP 유닛(1102)으로 하향 이동하기에 앞서서, 프로세싱 챔버(1100) 외부에 위치되는 원격 플라즈마 시스템(미도시) 내에서 플라즈마 여기된 종으로 적어도 부분적으로 이미 변환되어 있을 수 있다. 플라즈마 여기된 종이 플라즈마 여기 영역(1112) 내에 도달할 때, 그 종이 CCP 유닛(1102) 내에서 추가적으로 여기될 수 있거나, 또는 추가적인 여기 없이 플라즈마 여기 영역을 통과할 수 있다. 일부 동작들에서, CCP 유닛(1102)에 의해서 제공되는 부가적인 여기의 정도가 기판 프로세싱 시퀀스 및/또는 조건들에 따라서 시간에 걸쳐서 변화될 수 있다.
플라즈마 여기 영역(1112) 내로 가스가 균일하게 전달되기 위해서, 리드(1106)에는 다수의 홀들이 설치된다. 리드(1106)와 그리드 전극(1110)은 각각 플라즈마를 형성하기 위해 제1 전극과 제2 전극 역할을 한다. 리드(1106)에 인가되는 전원으로 인해서, 전기적으로 대전된 리드(1106)가 플라즈마 여기 영역(1112) 내의 플라즈마의 균일한 분배를 촉진할 수 있다. 플라즈마 여기 영역(1112) 내에 플라즈마를 형성하기 위해서, 스페이서(1108)는 리드(1106)와 그리드 전극(1110)을 전기적으로 절연한다.
전술한 것과 같이, 도전 블록(1050)은 그리드 전극(1110)과 이격되어 배치되어 기생 임피던스를 형성한다. 그리드 전극(1110)의 주변을 따라 이동 가능하고, 제1 전원(교류 전원)에 의해서 리드(1106)의 주위에서 발생하는 방위각 방향의 전계를 조절할 수 있다. 도 14에 도시된 것과 같이, 그리드 전극(1110)의 폭은 리드(1106)의 폭보다 넓을 수 있다. 따라서, 그리드 전극(1110)과 리드(1106)가 서로 오버랩되지 않은 영역 상에 레일이 설치되고, 레일을 따라 도전 블록(1050)이 설치/이동될 수 있다. 도전 블록(1050)의 이동 방법으로 레일을 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 도시된 것과 달리, 도전 블록(1050)의 설치 위치는 그리드 전극(1110)의 외측에 별도로 설치될 수도 있다.
프로세싱 챔버(1100)는 CCP 유닛(1102) 하부에 연결될 수 있다. 프로세싱 챔버(1100) 내에는 반응 영역(1130)이 위치한다. 즉, 반응 영역(1130)은 CCP 유닛(1102)의 그리드 전극(1110) 하부에 배치된다. 반응 영역(1130) 내에서, CCP 유닛(1102)에 의해서 생성된 플라즈마 중에서 그리드 전극(즉, 이온 블록커 플레이트)을 통과한 대전되지 않은 중성 또는 라디칼 종이 공정에 사용된다. 프로세싱 챔버(1100) 내의 반응 영역(1130)은 주위 압력과 상이한 내부 압력을 가질 수 있다.
반응 영역(1130) 내에는, 공정에 사용되는 기판을 지지하는 지지 모듈(1150)이 배치된다.
전술한 것과 같이, 도전 블록(1050)의 크기, 도전 블록(1050)과 그리드 전극(1110) 사이의 간격, 도전 블록(1050)과 리드(1106) 사이의 간격, 도전 블록(1050)의 상하 방향의 위치 중 적어도 하나가 조절될 수 있다. 이로써, 기생 임피던스의 값을 조절할 수 있다.
또한, 도전 블록(1050)의 내부에는 전계를 측정할 수 있는 프로브가 설치될 수 있다.
제어 모듈은 도전 블록을 그리드 전극(1110)의 주변을 따라(또는 리드(1106)의 주변을 따라) 이동시키면서, 전계 프로파일을 검출한다. 제어 모듈은 검출 결과를 분석하여, 전계 프로파일의 이상값을 수정할 수 있도록 도전 블록의 위치를 조정한다. 이어서, 도전 블록(1050)의 크기, 도전 블록(1050)과 그리드 전극(1110) 사이의 간격, 도전 블록(1050)의 상하 방향의 위치 중 적어도 하나를 조절할 수 있다.
또한, 제어 모듈은 도전 블록(1050)이 그리드 전극(1110)의 주변을 따라(또는 리드(1106)의 주변을 따라) 이동할 때, 도전 블록(1050)의 높이를 제1 높이(예를 들어, 가장 낮은 높이)로 조절한다. 전계 프로파일의 이상값을 수정하기 위해 도전 블록(1050)의 위치를 조정한 후에는, 도전 블록(1050)의 높이를 제2 높이로 조절할 수 있다. 여기서, 제2 높이는 제1 높이보다 높을 수 있다.
또한 도 14에서 별도로 도시하지 않았으나, 도 12 및 도 13을 이용하여 설명한 것과 같이, 다수개의 도전 블록(1050)이 설치될 수도 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 제1 전극 20: 제2 전극
30: 스페이서 50: 도전 블록
61: 제1 전원 62: 제2 전원
64: 구동 모듈 70: 가스 공급 모듈

Claims (20)

  1. 제1 전원에 전기적으로 연결된 제1 전극;
    상기 제1 전원과 다른 제2 전원과 전기적으로 연결된 제2 전극;
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 설치되고, 유전체로 이루어진 스페이서;
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 공간에 플라즈마를 형성하기 위한 가스를 공급하는 가스 공급 모듈;
    상기 제2 전극과 이격되어 배치되어 기생 임피던스를 형성하고, 상기 제1 전원에 의해 상기 제1 전극 주위에서 발생하는 방위각 방향의 전계를 조절하는 도전 블록; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 플라즈마가 형성되도록, 제1 전원, 제2 전원, 상기 가스 공급 모듈 및 상기 도전 블록 중 적어도 하나를 제어하는 제어 모듈을 포함하며,
    상기 도전 블록의 크기, 상기 도전 블록과 상기 제2 전극 사이의 간격, 및 상기 도전 블록의 상하 방향의 위치 중 적어도 하나는 조절되고,
    상기 도전 블록의 크기, 상기 도전 블록과 상기 제2 전극 사이의 간격, 및 상기 도전 블록의 상하 방향의 위치 중 적어도 하나를 조절함으로써, 상기 기생 임피던스의 값을 조절하는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 도전 블록의 내부에는 전계를 측정할 수 있는 프로브가 설치되는 기판 처리 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 도전 블록을 상기 제2 전극의 주변을 따라 이동시키면서, 상기 전계의 프로파일을 검출하고,
    상기 제어 모듈은 상기 검출 결과를 분석하여, 상기 전계의 프로파일의 이상값을 수정할 수 있도록 상기 도전 블록의 위치를 조정하는 기판 처리 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제어 모듈은
    상기 도전 블록이 상기 제2 전극의 주변을 따라 이동할 때, 상기 도전 블록의 높이를 제1 높이로 조절하고,
    상기 전계의 프로파일의 이상값을 수정하기 위해 상기 도전 블록의 위치를 조정한 후에는, 상기 도전 블록의 높이를 제2 높이로 조절하되,
    상기 제2 높이는 상기 제1 높이보다 높은, 기판 처리 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 도전 블록은 상기 제2 전원과 전기적으로 연결된 기판 처리 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 도전 블록은 제1 도전 블록과 제2 도전 블록을 포함하고, 상기 제1 도전 블록의 내부에 전계를 측정할 수 있는 제1 프로브가 설치되고,
    상기 제어 모듈은 상기 제1 도전 블록을 상기 제2 전극의 주변을 따라 이동시키면서, 상기 전계의 프로파일을 검출하고,
    상기 제어 모듈은 상기 검출 결과를 분석하여, 상기 전계의 프로파일의 이상값을 수정할 수 있도록 상기 제1 도전 블록 및 제2 도전 블록을 이동시키는 기판 처리 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 도전 블록은 제1 도전 블록과 제2 도전 블록을 포함하고, 상기 제1 도전 블록의 내부에 전계를 측정할 수 있는 제1 프로브가 설치되고, 상기 제2 도전 블록의 내부에 전계를 측정할 수 있는 제2 프로브가 설치되고,
    상기 제어 모듈은 상기 제1 도전 블록을 상기 제2 전극의 주변을 따라 이동시키면서, 상기 전계의 제1 프로파일을 검출하고,
    상기 제어 모듈은 상기 검출 결과를 분석하여, 상기 전계의 제1 프로파일의 이상값을 수정할 수 있도록 상기 제1 도전 블록의 위치를 조정하고,
    상기 제어 모듈은 상기 제2 도전 블록을 상기 제2 전극의 주변을 따라 이동시키면서, 상기 전계의 제2 프로파일을 검출하되, 상기 제2 프로파일은 상기 제1 도전 블록에 따른 프로파일 변화가 반영되고,
    상기 제어 모듈은 상기 검출 결과를 분석하여, 상기 전계의 제2 프로파일의 이상값을 수정할 수 있도록 상기 제2 도전 블록의 위치를 조정하는, 기판 처리 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 전극 아래에, 기판을 지지하는 지지 모듈이 배치되는, 기판 처리 장치.
  12. 교류 전원이 전기적으로 연결되는 리드(lid);
    접지 전원과 전기적으로 연결되고, 대전되지 않은 중성 또는 라디칼 종(uncharged neutral species or radical species)을 통과시키고 대전된 종(ionically-charged species)의 통과를 억제하는 그리드 전극(grid electrode);
    상기 리드와 상기 그리드 전극 사이에 설치되고, 유전체로 이루어진 스페이서(spacer);
    상기 리드와 상기 그리드 전극 사이의 공간에 플라즈마를 형성하기 위한 가스를 공급하는 가스 공급 모듈;
    상기 그리드 전극과 이격되어 배치되어 기생 임피던스를 형성하고, 상기 그리드 전극의 주변을 따라 이동 가능하고, 상기 교류 전원에 의해 상기 리드 주위에서 발생하는 방위각 방향의 전계를 조절하는 도전 블록;
    상기 그리드 전극 하부에 배치되고, 상기 플라즈마 중에서 상기 그리드 전극을 통과한 상기 대전되지 않은 중성 또는 라디칼 종이 공정에 사용되는 반응 영역; 및
    상기 반응 영역 내에 배치되고, 기판을 지지하는 지지 모듈을 포함하며,
    상기 도전 블록의 크기, 상기 도전 블록과 상기 그리드 전극 사이의 간격, 상기 도전 블록의 상하 방향의 위치 중 적어도 하나가 조절되고,
    상기 도전 블록의 크기, 상기 도전 블록과 상기 그리드 전극 사이의 간격, 상기 도전 블록의 상하 방향의 위치 중 적어도 하나를 조절함으로써, 상기 기생 임피던스의 값을 조절하는 기판 처리 장치.
  13. 삭제
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 도전 블록의 내부에는 전계를 측정할 수 있는 프로브가 설치되는 기판 처리 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 리드와 상기 그리드 전극 사이에 플라즈마가 형성되도록, 상기 교류 전원, 상기 가스 공급 모듈 및 상기 도전 블록 중 적어도 하나를 제어하는 제어 모듈을 더 포함하고,
    상기 제어 모듈은 상기 도전 블록을 상기 그리드 전극의 주변을 따라 이동시키면서, 상기 전계의 프로파일을 검출하고,
    상기 제어 모듈은 상기 검출 결과를 분석하여, 상기 전계의 프로파일의 이상값을 수정할 수 있도록 상기 도전 블록의 위치를 조정하는 기판 처리 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제어 모듈은
    상기 도전 블록이 상기 그리드 전극의 주변을 따라 이동할 때, 상기 도전 블록의 높이를 제1 높이로 조절하고,
    상기 전계의 프로파일의 이상값을 수정하기 위해 상기 도전 블록의 위치를 조정한 후에는, 상기 도전 블록의 높이를 제2 높이로 조절하되,
    상기 제2 높이는 상기 제1 높이보다 높은, 기판 처리 장치.
  17. 제1 전원에 전기적으로 연결된 제1 전극과, 상기 제1 전원과 다른 제2 전원과 전기적으로 연결된 제2 전극과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 설치되고, 유전체로 이루어진 스페이서와, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 공간에 플라즈마를 형성하기 위한 가스를 공급하는 가스 공급 모듈과, 상기 제2 전극과 이격되어 배치되어 기생 임피던스를 형성하고 상기 제2 전극의 주변을 따라 이동가능한 도전 블록, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 플라즈마가 형성되도록, 제1 전원, 제2 전원, 상기 가스 공급 모듈 및 상기 도전 블록 중 적어도 하나를 제어하는 제어 모듈을 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 단계;
    상기 제1 전극의 주위에서 발생하는 방위각 방향의 전계 프로파일을 획득하는 단계; 및
    상기 전계 프로파일을 기초로, 상기 도전 블록을 이동시켜 상기 전계 프로파일의 이상값을 수정하는 단계를 포함하는, 기판 처리 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 도전 블록의 크기, 상기 도전 블록과 그리드 전극 사이의 간격, 상기 도전 블록의 상하 방향의 위치 중 적어도 하나가 조절되고,
    상기 도전 블록의 크기, 상기 도전 블록과 그리드 전극 사이의 간격, 상기 도전 블록의 상하 방향의 위치 중 적어도 하나를 조절함으로써, 상기 기생 임피던스의 값을 조절하는, 기판 처리 방법.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 도전 블록의 내부에는 전계를 측정할 수 있는 프로브가 설치되고,
    상기 전계 프로파일을 획득하는 단계는,
    상기 제어 모듈은 상기 도전 블록을 상기 제2 전극의 주변을 따라 이동시키면서, 상기 전계 프로파일을 검출하는 것을 포함하는, 기판 처리 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 전계 프로파일을 획득하는 단계에서, 상기 도전 블록이 상기 제2 전극의 주변을 따라 이동할 때, 상기 도전 블록의 높이는 제1 높이이고,
    상기 도전 블록을 이동시켜 상기 전계 프로파일의 이상값을 수정하는 단계에서, 상기 도전 블록의 위치를 조정한 후에는 상기 도전 블록의 높이는 제2 높이이고, 상기 제2 높이는 상기 제1 높이보다 높은, 기판 처리 방법.


KR1020180125046A 2018-10-19 2018-10-19 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 KR102097984B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180125046A KR102097984B1 (ko) 2018-10-19 2018-10-19 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180125046A KR102097984B1 (ko) 2018-10-19 2018-10-19 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102097984B1 true KR102097984B1 (ko) 2020-05-26

Family

ID=70914730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180125046A KR102097984B1 (ko) 2018-10-19 2018-10-19 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102097984B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0799351A (ja) * 1993-06-14 1995-04-11 Mitsubishi Electric Corp プラズマ装置
JP2003019433A (ja) * 2001-07-06 2003-01-21 Sekisui Chem Co Ltd 放電プラズマ処理装置及びそれを用いた処理方法
JP2007059242A (ja) * 2005-08-25 2007-03-08 Sumitomo Precision Prod Co Ltd 処理ガス吐出装置及びこれを備えた表面処理装置
KR20070089838A (ko) * 2004-12-30 2007-09-03 램 리써치 코포레이션 플라즈마의 한정을 전기적으로 강화시키는 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0799351A (ja) * 1993-06-14 1995-04-11 Mitsubishi Electric Corp プラズマ装置
JP2003019433A (ja) * 2001-07-06 2003-01-21 Sekisui Chem Co Ltd 放電プラズマ処理装置及びそれを用いた処理方法
KR20070089838A (ko) * 2004-12-30 2007-09-03 램 리써치 코포레이션 플라즈마의 한정을 전기적으로 강화시키는 방법
JP2007059242A (ja) * 2005-08-25 2007-03-08 Sumitomo Precision Prod Co Ltd 処理ガス吐出装置及びこれを備えた表面処理装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102098698B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
JP5097632B2 (ja) プラズマエッチング処理装置
JP6539113B2 (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
US10504700B2 (en) Plasma etching systems and methods with secondary plasma injection
US10347468B2 (en) Plasma processing system, electron beam generator, and method of fabricating semiconductor device
KR100752622B1 (ko) 원거리 플라즈마 발생장치
KR102045484B1 (ko) 저주파 rf 전력의 분포 조절 기능을 갖는 플라즈마 반응기 및 이에 적용되는 방법
JP2021100141A (ja) エッジに限局されたイオン軌道制御及びプラズマ動作を通じた、最端エッジにおけるシース及びウエハのプロフィール調整
KR101387067B1 (ko) 드라이 에칭 장치 및 드라이 에칭 방법
US7824519B2 (en) Variable volume plasma processing chamber and associated methods
US20090159002A1 (en) Gas distribution plate with annular plenum having a sloped ceiling for uniform distribution
JP2009544168A (ja) 多重高周波電源を用いるハイブリッド・ラジオ周波数容量誘導結合プラズマ源とその使用方法
KR102171725B1 (ko) 플라즈마 반응기를 위한 강화된 플라즈마 소스
KR20090008932A (ko) 멀티 코어 플라즈마 발생 플레이트를 구비한 플라즈마반응기
US11195696B2 (en) Electron beam generator, plasma processing apparatus having the same and plasma processing method using the same
JP2020004780A (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP2021503686A (ja) 製造プロセスにおける超局所化及びプラズマ均一性制御
CN113348732B (zh) 等离子处理装置
US10600622B2 (en) Focus ring with uneven pattern and plasma-processing apparatus including the same
US20040266200A1 (en) Method of compensating for etch rate non-uniformities by ion implantation
KR102097984B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20130072941A (ko) 플라즈마 식각 장치
US20230090650A1 (en) Plasma processing apparatus
KR101058832B1 (ko) 플라즈마를 이용한 기판처리장치의 안테나 구조
KR20230108221A (ko) 펄스 자기장을 사용한 플라즈마 균일성 제어

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant