KR102151629B1 - Method and Apparatus for treating substrate - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 기판을 처리하는 방법 및 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는, 내부 공간을 가지는 공정 챔버와; 상기 내부 공간에 배치되며, 상기 내부 공간을 상부의 가스 도입 공간과 하부의 처리 공간으로 구획하며 상기 가스 도입공간으로부터 상기 처리공간으로 가스가 흐르는 홀들이 형성된 플레이트 유닛과; 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과; 상기 가스 도입 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 상기 가스 도입 공간에서 또는 상기 가스 도입 공간으로 공급되기 이전에 상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스와; 그리고 상기 플레이트 유닛에 전압을 인가하는 전원 유닛을 포함할 수 있다.Embodiments of the present invention provide a method and apparatus for processing a substrate. An apparatus for processing a substrate includes: a process chamber having an inner space; A plate unit disposed in the inner space, dividing the inner space into an upper gas introduction space and a lower treatment space, and having holes through which gas flows from the gas introduction space to the treatment space; A support unit supporting the substrate in the processing space; A gas supply unit for supplying a process gas to the gas introduction space; A plasma source generating plasma from the gas in the gas introduction space or before being supplied to the gas introduction space; And it may include a power unit that applies a voltage to the plate unit.

Description

기판 처리 방법 및 장치{Method and Apparatus for treating substrate}Substrate processing method and apparatus TECHNICAL FIELD [Method and Apparatus for treating substrate}

본 발명은 기판을 처리하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for processing a substrate, and more particularly, to a method and apparatus for processing a substrate using plasma.

반도체 소자 또는 평판 표시 패널을 제조하는 공정에서, 웨이퍼 또는 유리 기판에 패턴 전사를 위해 포토마스크가 사용된다. 일반적으로 포토마스크는 석영 재질의 기판에 크롬 층을 증착하고, 크롬 층에 웨이퍼에 전사하고자 하는 패턴을 형성함으로써 제조된다. 포토마스크에서 패턴 형성을 위해 플라즈마로 크롬 층의 일부를 제거하는 식각 공정이 수행된다. In a process of manufacturing a semiconductor device or a flat panel display panel, a photomask is used for pattern transfer to a wafer or glass substrate. In general, photomasks are manufactured by depositing a chromium layer on a quartz substrate and forming a pattern to be transferred to the wafer on the chromium layer. In order to form a pattern in the photomask, an etching process in which a part of the chromium layer is removed with plasma is performed.

식각 공정시 플라즈마 중 주로 라디칼을 기판에 공급하기 위해 기판의 상부에 플레이트 형상의 플라즈마 안정기가 제공된다. 미국공개특허 2005-0082007에는 상술한 플라즈마 안정기가 제공된 장치의 일 예가 개시된다. 위 특허에 의하면 홀이 형성된 플레이트가 레그(leg)에 의해 기판을 지지하는 지지 유닛 상에 장착된다. 그러나 위 특허와 같은 구조를 사용시 기판이 놓이는 지지 유닛에 레그 설치를 위한 구조가 복잡하다. 또한, 홀이 형성된 플레이트의 주변 영역이 모두 개방되어 있기 때문에 공급되는 플라즈마의 많은 량이 기판으로 향하지 않고 외부로 바로 배출된다. 또한, 홀이 형성된 플레이트의 높이가 고정되어 있기 때문에 공정 튜닝을 위해 사용될 수 있는 인자들(factors)이 제한된다. 또한, 공급되는 공정 가스에 따라 적절한 공정튜닝을 할 수 없다. During the etching process, a plate-shaped plasma stabilizer is provided on the substrate to mainly supply radicals to the substrate. US Patent Publication No. 2005-0082007 discloses an example of an apparatus provided with the above-described plasma stabilizer. According to the above patent, a plate in which a hole is formed is mounted on a support unit supporting a substrate by a leg. However, when the structure as in the above patent is used, the structure for installing the legs on the support unit on which the substrate is placed is complicated. In addition, since the peripheral areas of the plate in which the holes are formed are all open, a large amount of plasma supplied is directly discharged to the outside without going to the substrate. In addition, since the height of the holed plate is fixed, the factors that can be used for process tuning are limited. In addition, proper process tuning cannot be performed depending on the supplied process gas.

본 발명은 플라즈마에서 선택된 활성종인 라디칼이 포토마스크와 같은 기판에 공급되도록 하는 플레이트 유닛의 제공 구조가 단순한 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a simple apparatus and method for providing a plate unit in which radicals, which are active species selected from plasma, are supplied to a substrate such as a photomask.

또한 본 발명은 공정 튜닝을 위한 인자(factor)를 더 다양하게 제공할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide an apparatus and method capable of providing more various factors for process tuning.

또한 본 발명은 공정가스에 따라 이온을 적절히 차폐할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method capable of adequately shielding ions according to a process gas.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited thereto, and other objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. The present invention provides an apparatus for processing a substrate.

일 실시예에 의하면, 기판을 처리하는 장치는, 내부 공간을 가지는 공정 챔버와; 상기 내부 공간에 배치되며, 상기 내부 공간을 상부의 가스 도입 공간과 하부의 처리 공간으로 구획하며 상기 가스 도입공간으로부터 상기 처리공간으로 가스가 흐르는 홀들이 형성된 플레이트 유닛과; 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과; 상기 가스 도입 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 상기 가스 도입 공간에서 또는 상기 가스 도입 공간으로 공급되기 이전에 상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스와; 그리고 상기 플레이트 유닛에 전압을 인가하는 전원 유닛을 포함할 수 있다.According to an embodiment, an apparatus for processing a substrate includes: a process chamber having an inner space; A plate unit disposed in the inner space, dividing the inner space into an upper gas introduction space and a lower treatment space, and having holes through which gas flows from the gas introduction space to the treatment space; A support unit supporting the substrate in the processing space; A gas supply unit for supplying a process gas to the gas introduction space; A plasma source generating plasma from the gas in the gas introduction space or before being supplied to the gas introduction space; And it may include a power unit that applies a voltage to the plate unit.

일 실시예에 의하면, 상기 플레이트 유닛은, 상하 방향으로 서로 이격되도록 적층되며 상기 가스 도입 공간 내 가스가 상기 처리 공간으로 흐르도록 하는 홀이 형성된 복수의 분사 플레이트를 가질 수 있다.According to an exemplary embodiment, the plate unit may have a plurality of spray plates that are stacked to be spaced apart from each other in a vertical direction and formed with holes through which gas in the gas introduction space flows into the processing space.

일 실시예에 의하면, 상부에서 바라 볼 때, 복수의 상기 분사 플레이트에 제공된 홀들은 서로 간에 비정렬 상태로 제공될 수 있다.According to an embodiment, when viewed from above, the holes provided in the plurality of spray plates may be provided in an unaligned state with each other.

일 실시예에 의하면, 상기 전원 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는, 상기 공정 가스로부터 발생하는 플라즈마 이온 크기에 따라 상기 전압의 크기를 조절할 수 있다.According to an embodiment, a controller for controlling the power unit may be further included, and the controller may adjust the level of the voltage according to the size of plasma ions generated from the process gas.

일 실시예에 의하면, 상기 가스 공급 유닛은, 제1공정가스 또는 제2공정가스를 공급하되, 상기 제2공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기는 상기 제1공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기보다 작고, 상기 제어기는, 상기 가스 공급 유닛이 상기 제1공정가스를 공급시에는 제1전압을 인가하고, 상기 가스 공급 유닛이 상기 제2공정가스를 공급시에는 상기 제1전압보다 큰 제2전압을 인가하도록 상기 전원 유닛을 제어할 수 있다.According to an embodiment, the gas supply unit supplies a first process gas or a second process gas, and the size of plasma ions generated from the second process gas is the size of plasma ions generated from the first process gas Smaller, and the controller applies a first voltage when the gas supply unit supplies the first process gas, and a second voltage greater than the first voltage when the gas supply unit supplies the second process gas. The power unit can be controlled to apply a voltage.

일 실시예에 의하면, 각각의 상기 분사 플레이트에 인가되는 상기 전압은 서로 상이할 수 있다.According to an embodiment, the voltages applied to each of the spray plates may be different from each other.

일 실시예에 의하면, 각각의 상기 분사 플레이트에 인가되는 상기 전압의 크기는 상층에 위치된 분사 플레이트에서 하층에 위치된 분사 플레이트로 갈수록 작아질 수 있다.According to an embodiment, the magnitude of the voltage applied to each of the spray plates may decrease from a spray plate positioned on an upper layer to a spray plate positioned on a lower layer.

일 실시예에 의하면, 복수의 상기 분사 플레이트 각각에 제공된 상기 홀들의 크기는 서로 상이할 수 있다.According to an embodiment, sizes of the holes provided in each of the plurality of spray plates may be different from each other.

일 실시예에 의하면, 상기 플레이트 유닛은, 상기 분사 플레이트를 회전시키는 회전 부재와; 상기 회전 부재를 제어하는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는, 상부에서 바라 볼 때 복수의 상기 분사 플레이트에 제공된 홀들 사이의 중첩률을 상기 분사 플레이트를 회전시켜 제어하고, 상기 공정 가스로부터 발생하는 플라즈마 이온 크기에 따라 상기 중첩률을 조절할 수 있다.According to an embodiment, the plate unit includes: a rotating member that rotates the spray plate; And a controller for controlling the rotating member, wherein the controller controls an overlap rate between holes provided in the plurality of injection plates by rotating the injection plate when viewed from above, and plasma ions generated from the process gas The overlapping rate can be adjusted according to the size.

일 실시예에 의하면, 상기 공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기가 클수록 상기 중첩률은 커지도록 제공될 수 있다.According to an embodiment, as the size of plasma ions generated from the process gas increases, the overlapping rate may be provided to increase.

일 실시예에 의하면, 상기 플레이트 유닛을 이동시키는 이동 부재와; 상기 이동 부재를 제어하는 제어기를 포함하고, 상기 이동 부재는 복수의 상기 분사 플레이트 사이의 이격 거리를 조절 하되, 상기 이격 거리는 상기 공정 가스로부터 발생하는 플라즈마 이온 크기에 따라 조절될 수 있다.According to an embodiment, a moving member for moving the plate unit; And a controller for controlling the moving member, wherein the moving member adjusts a separation distance between the plurality of spray plates, and the separation distance may be adjusted according to the size of plasma ions generated from the process gas.

일 실시예에 의하면, 상기 가스 공급 유닛은, 제1공정가스 또는 제2공정가스를 공급하되, 상기 제2공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기는 상기 제1공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기보다 작고, 상기 이동 부재는, 상기 가스 공급 유닛이 상기 제1공정 가스를 공급시에는 상기 이격 거리를 제1이격 거리로 조절하고, 상기 가스 공급 유닛이 상기 제2공정 가스를 공급시에는 상기 제1이격 거리보다 큰 제2이격 거리로 조절할 수 있다.According to an embodiment, the gas supply unit supplies a first process gas or a second process gas, and the size of plasma ions generated from the second process gas is the size of plasma ions generated from the first process gas Smaller, and the movable member adjusts the separation distance to a first separation distance when the gas supply unit supplies the first process gas, and the second separation distance when the gas supply unit supplies the second process gas. It can be adjusted to a second separation distance greater than the 1 separation distance.

일 실시예에 의하면, 상기 플레이트 유닛은, 상기 공정 챔버의 내벽에 결합되며, 중앙에 개구가 형성된 지지대를 포함하되, 복수의 상기 분사 플레이트는 상기 지지대의 상기 개구에 위치되도록 상기 지지대에 의해 지지되며, 상기 분사 플레이트와 상기 지지대는 서로 상이한 재질로 제공되고, 상기 지지대는 금속 재질을 포함하고, 상기 분사 플레이트는 세라믹 재질을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the plate unit is coupled to the inner wall of the process chamber and includes a support having an opening in the center, wherein the plurality of spray plates are supported by the support so as to be positioned at the opening of the support, , The spray plate and the support may be made of different materials, the support may include a metal material, and the injection plate may include a ceramic material.

또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method of processing a substrate.

일 실시예에 의하면, 기판을 처리하는 방법은, 기판을 지지 유닛에 위치시키고, 공정 챔버의 내부 공간에 공급되는 공정 가스를 여기시켜 플라즈마을 발생시키고, 상기 플라즈마에서 라디칼을 홀들이 제공된 분사 플레이트를 통해 상기 기판에 공급하여 상기 기판을 식각 처리하되, 상기 분사 플레이트는 전압이 인가될 수 있다.According to an embodiment, in the method of processing a substrate, a substrate is placed in a support unit, a process gas supplied to an inner space of a process chamber is excited to generate a plasma, and radicals are removed from the plasma through a spray plate provided with holes. The substrate is etched by supplying it to the substrate, and a voltage may be applied to the spray plate.

일 실시예에 의하면, 상기 분사 플레이트는 복수로 제공되어 상하 방향으로 서로 이격되고 적층되도록 제공될 수 있다.According to an embodiment, a plurality of spray plates may be provided to be spaced apart from each other in the vertical direction and stacked.

일 실시예에 의하면, 상부에서 바라 볼 때, 복수의 상기 분사 플레이트에 제공된 홀들은 서로 간에 비정렬 상태로 제공될 수 있다.According to an embodiment, when viewed from above, the holes provided in the plurality of spray plates may be provided in an unaligned state with each other.

일 실시예에 의하면, 상기 공정 가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기에 따라 상기 분사 플레이트에 인가되는 전압의 크기를 조절할 수 있다.According to an embodiment, the voltage applied to the spray plate may be adjusted according to the size of plasma ions generated from the process gas.

일 실시예에 의하면, 상기 공정 챔버에 제1공정 가스를 공급시에는 상기 분사 플레이트에 제1전압을 인가하고, 상기 공정 챔버에 제2공정 가스를 공급시에는 상기 분사 플레이트에 상기 제1전압 보다 큰 제2전압을 인가하되, 상기 제2공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기는 상기 제1공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기보다 작을 수 있다.According to an embodiment, when a first process gas is supplied to the process chamber, a first voltage is applied to the spray plate, and when a second process gas is supplied to the process chamber, a voltage higher than the first voltage is applied to the spray plate. A large second voltage is applied, but the size of plasma ions generated from the second process gas may be smaller than the size of plasma ions generated from the first process gas.

일 실시예에 의하면, 각각의 상기 분사 플레이트에 서로 상이한 크기의 전압을 인가할 수 있다.According to an embodiment, voltages of different sizes may be applied to each of the spray plates.

일 실시예에 의하면, 상층에 위치된 분사 플레이트에서 하층에 위치된 분사 플레이트로 갈수록 작은 크기의 전압을 인가할 수 있다.According to an embodiment, a smaller voltage may be applied from the spray plate positioned on the upper layer to the spray plate positioned on the lower layer.

일 실시예에 의하면, 상기 분사 플레이트를 회전시켜 상부에서 바라볼 때 복수의 상기 분사 플레이트에 제공된 홀들 사이의 중첩률을 조절하되, 상기 중첩률은 상기 공정 가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기에 따라 조절할 수 있다.According to an embodiment, when viewed from the top by rotating the spray plate, the overlapping rate between the holes provided in the plurality of spraying plates is adjusted, but the overlapping rate is adjusted according to the size of plasma ions generated from the process gas. I can.

일 실시예에 의하면, 상기 공정 가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기가 클수록 상기 중첩률은 커지도록 제공될 수 있다.According to an embodiment, as the size of plasma ions generated from the process gas increases, the overlapping rate may be provided to increase.

일 실시예에 의하면, 상기 공정 가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기에 따라 복수의 상기 분사 플레이트 사이의 이격 거리를 변화시킬 수 있다.According to an embodiment, the separation distance between the plurality of spray plates may be changed according to the size of plasma ions generated from the process gas.

일 실시예에 의하면, 상기 공정 챔버에 제1공정 가스를 공급시에는 복수의 상기 분사 플레이트 사이의 이격거리를 제1이격거리로 조절하고, 상기 공정 챔버에 제2공정 가스를 공급시에는 복수의 상기 분사 플레이트 사이의 이격거리를 상기 제1이격거리보다 보다 큰 제2이격거리로 조절하되, 상기 제2공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기는 상기 제1공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기보다 작을 수 있다.According to an embodiment, when the first process gas is supplied to the process chamber, the separation distance between the plurality of injection plates is adjusted to the first separation distance, and when the second process gas is supplied to the process chamber, a plurality of The separation distance between the injection plates is adjusted to a second separation distance greater than the first separation distance, but the size of plasma ions generated from the second process gas is greater than the size of plasma ions generated from the first process gas. It can be small.

본 발명의 실시예에 의하면, 홀들이 형성된 플레이트 유닛이 공정챔버의 내벽에 결합되므로 장치 구성이 단순하다.According to an embodiment of the present invention, since the plate unit in which holes are formed is coupled to the inner wall of the process chamber, the device configuration is simple.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 플레이트 유닛이 상하 방향으로 이동 가능하므로 공정 튜닝을 위해 조절 가능한 인자(factor)를 더 제공할 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, since the plate unit is movable in the vertical direction, an adjustable factor may be further provided for process tuning.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기에 따라 플레이트 유닛에 인가되는 전압의 크기를 달리하여 식각 처리의 효율을 높일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the efficiency of the etching process can be improved by varying the magnitude of the voltage applied to the plate unit according to the magnitude of plasma ions generated from the process gas.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기에 따라 복수의 분사 플레이트 간격을 달리하여 식각 처리의 효율을 높일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the efficiency of etching treatment may be improved by varying the spacing of the plurality of spray plates according to the size of plasma ions generated from the process gas.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기에 따라 복수의 분사 플레이트에 제공되는 홀의 중첩률을 달리하여 식각 처리 효율을 높일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to increase the etching efficiency by varying the overlapping ratio of holes provided in the plurality of spray plates according to the size of plasma ions generated from the process gas.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and effects that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the present specification and the accompanying drawings.

도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 지지유닛의 일 예를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 1의 플레이트 유닛의 사시도이다.
도 4는 절단된 상태의 도 3의 플레이트 유닛을 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 3의 플레이트 유닛의 평면도이다.
도 6은 도 3의 플레이트 유닛의 다른 실시예를 보여주는 평면도이다.
도 7는 도 3의 플레이트 유닛의 다른 실시예를 보여주는 평면도이다.
도 8는 도 3의 플레이트 유닛의 다른 실시예를 보여주는 평면도이다.
도 9는 도 2의 플레이트 유닛이 이온을 차폐하는 일 실시예를 보여주는 도면이다.
도 10은 도 2의 플레이트 유닛이 이온을 차폐하는 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도 11은 도 2의 플레이트 유닛이 이온을 차폐하는 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도 13은 도 2의 플레이트 유닛의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 14는 도 13의 플레이트 유닛의 회전 부재를 보여주는 사시도이다.
도 15는 상부에서 바라볼 때 복수의 플레이트 유닛의 모습을 보여주는 평면도이다.
도 16은 상부에서 바라볼 때 복수의 플레이트 유닛 중 일부가 회전된 모습을 보여주는 평면도이다.
도 17은 도 13의 플레이트 유닛이 이온을 차폐하는 일 실시예를 보여주는 도면이다.
도 18은 도 13의 플레이트 유닛이 이온을 차폐하는 다른 실시예를 보여주는 도면이다.1 is a cross-sectional view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view schematically showing an example of the support unit of FIG. 1.
3 is a perspective view of the plate unit of FIG. 1.
4 is a perspective view showing the plate unit of FIG. 3 in a cut state.
5 is a plan view of the plate unit of FIG. 3.
6 is a plan view showing another embodiment of the plate unit of FIG. 3.
7 is a plan view showing another embodiment of the plate unit of FIG. 3.
8 is a plan view showing another embodiment of the plate unit of FIG. 3.
9 is a view showing an embodiment in which the plate unit of FIG. 2 shields ions.
10 is a view showing another embodiment in which the plate unit of FIG. 2 shields ions.
11 is a view showing another embodiment in which the plate unit of FIG. 2 shields ions.
13 is a cross-sectional view showing another embodiment of the plate unit of FIG. 2.
14 is a perspective view showing a rotating member of the plate unit of FIG. 13.
15 is a plan view showing a state of a plurality of plate units when viewed from above.
16 is a plan view showing a state in which some of the plurality of plate units are rotated when viewed from the top.
17 is a view showing an embodiment in which the plate unit of FIG. 13 shields ions.
18 is a view showing another embodiment in which the plate unit of FIG. 13 shields ions.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 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 more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may 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 completely describe the present invention to those with average knowledge in the art. Therefore, the shape of the element in the drawings has been exaggerated to emphasize a clearer description.

기판 처리 장치는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리한다. 예를 들어, 기판은 반도체 웨이퍼 또는 유리 기판의 사진 공정에서 패턴 전사를 위해 사용되는 포토 마스크일 수 있다. 또한, 기판 처리 장치(10)는 포토마스크와 같은 기판(W)에 대하여 식각 공정을 수행하는 장치일 수 있다. 이하, 기판 처리 장치가 플라즈마를 이용하여 포토 마스크를 식각하는 장치인 것을 예로 들어 설명한다.A substrate processing apparatus processes a substrate using plasma. For example, the substrate may be a photo mask used for pattern transfer in a photo process of a semiconductor wafer or a glass substrate. In addition, the substrate processing apparatus 10 may be an apparatus that performs an etching process on the substrate W such as a photomask. Hereinafter, a description will be given that the substrate processing apparatus is an apparatus for etching a photo mask using plasma.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 기판 처리 장치는 공정 챔버(100), 지지 유닛(200), 플레이트 유닛(400), 전원 유닛(500), 가스 공급 유닛(600), 플라즈마 소스(800), 온도 조절 유닛(1000) 및 제어기(미도시)를 포함한다.1 is a substrate processing apparatus for processing a substrate according to an embodiment of the present invention, a process chamber 100, a support unit 200, a plate unit 400, a power unit 500, a gas supply unit 600, a plasma source 800, a temperature control unit 1000 and a controller (not shown).

공정 챔버(100)는 내부 공간을 가진다. 공정 챔버(100)는 바디(120), 유전창(140) 및 커버(160)을 포함한다.The process chamber 100 has an inner space. The process chamber 100 includes a body 120, a dielectric window 140 and a cover 160.

바디(120)는 상부가 개방된 공간을 가진다. 바디(120)는 금속 재질로 제공된다. 바디(120)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 바디(120)는 접지될 수 있다. 바디(120)의 바닥면에는 배기홀(121)이 형성된다. 배기홀(121)는 배기라인(미도시)이 연결된다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 바디(120)의 내부 공간에 머무르는 가스는 배기라인(미도시)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기라인에는 펌프가 설치되어 공정 진행 중 바디(120)의 내부는 소정의 압력으로 감압된다.The body 120 has a space with an open top. The body 120 is made of a metal material. The body 120 may be made of aluminum. The body 120 may be grounded. An exhaust hole 121 is formed on the bottom surface of the body 120. The exhaust hole 121 is connected to an exhaust line (not shown). The reaction by-products generated during the process and the gas remaining in the inner space of the body 120 may be discharged to the outside through an exhaust line (not shown). A pump is installed in the exhaust line so that the inside of the body 120 is reduced to a predetermined pressure during the process.

유전창(140)은 바디의 상부에 배치되어 바디(140)의 공간을 외부로부터 밀폐시킨다. 유전창(140) 은 쿼츠 또는 세라믹 재질로 제공될 수 있다.The dielectric window 140 is disposed above the body to seal the space of the body 140 from the outside. The dielectric window 140 may be made of a quartz or ceramic material.

커버(160)는 유전창의 상부에 제공된다. 커버(160)는 하부가 개방된 원통 형상으로 제공되고, 커버(160)와 유전창(140) 사이에는 플라즈마 소스(800)의 안테나(801)가 배치된다. The cover 160 is provided on the top of the dielectric window. The cover 160 is provided in a cylindrical shape with an open lower portion, and an antenna 801 of the plasma source 800 is disposed between the cover 160 and the dielectric window 140.

도 2는 도 1의 지지 유닛의 일 예를 개략적으로 보여주는 사시도이다.2 is a perspective view schematically showing an example of the support unit of FIG. 1.

지지 유닛(200)은 기판을 지지한다. 지지 유닛(200)은 지지판(210), 포커스 링(220), 냉각 유로(240), 절연 플레이트(260)를 포함할 수 있다.The support unit 200 supports the substrate. The support unit 200 may include a support plate 210, a focus ring 220, a cooling passage 240, and an insulating plate 260.

기판은 지지판(210) 상에 놓여진다. 지지판(210)의 상면에는 기판이 놓이는 오목 홈이 형성된다. 상부에서 바라볼 때 오목 홈의 형상은 기판의 형상에 대응되게 제공된다. 본 실시 예와 같이, 기판이 사각의 포토 마스크이고, 오목 홈은 사각 형의 형상으로 제공될 수 있다. 오목홈은 기판이 오목홈에 삽입될 때 기판의 일정 부분은 오목홈으로부터 돌출되도록 형성될 수 있다. 포커스 링(220)는 사각의 오목홈의 외측 영역에 제공되며, 오목홈으로부터 돌출된 기판 영역을 감싸도록 배치된다. 포커스 링(220)은 상부에서 바라볼 때 원형으로 제공되고, 그 중심부에는 사각의 오목 홈과 대응되는 사각의 개구가 형성될 수 있다. 포커스 링(220)은 산화 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 포커스 링(220)의 상단은 오목홈에 놓인 기판의 상면과 동일 높이이거나 이보다 더 높게 제공될 수 있다.The substrate is placed on the support plate 210. A concave groove on which the substrate is placed is formed on the upper surface of the support plate 210. When viewed from above, the shape of the concave groove is provided to correspond to the shape of the substrate. As in this embodiment, the substrate is a rectangular photomask, and the concave groove may be provided in a rectangular shape. The concave groove may be formed such that a certain portion of the substrate protrudes from the concave groove when the substrate is inserted into the concave groove. The focus ring 220 is provided in the outer area of the rectangular concave groove and is disposed to surround the substrate area protruding from the concave groove. The focus ring 220 is provided in a circular shape when viewed from the top, and a rectangular opening corresponding to the rectangular concave groove may be formed in the center thereof. The focus ring 220 may be made of an aluminum oxide material. According to an example, the upper end of the focus ring 220 may be provided at the same height as or higher than the upper surface of the substrate placed in the concave groove.

지지판(210)의 내부에는 냉각 유로(240)가 형성된다. 냉각 유로(240)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공되고, 냉각 유로(240)를 흐르는 냉각 유체에 의해 지지판(210) 상에 놓인 기판이 냉각된다. A cooling passage 240 is formed inside the support plate 210. The cooling passage 240 is provided as a passage through which the cooling fluid circulates, and the substrate placed on the support plate 210 is cooled by the cooling fluid flowing through the cooling passage 240.

다시 도 1을 참조하면, 냉각 유로(240)는 냉각 유체 공급 라인(241)이 연결되고, 냉각 유체 저장부(미도시)로부터 냉각 유체는 냉각 유체 공급 라인(241)을 통해 냉각 유로(240)로 흐른다. 따라서, 냉각 유체 공급 라인(241)을 통해 냉각 유로(241)로 공급된 냉각 유체는 냉각 유로(240)를 따라 순환하며 지지판(210)을 냉각한다. 지지판(210)은 냉각되면서 기판을 냉각시켜 기판을 소정의 온도로 유지시킨다.Referring back to FIG. 1, the cooling flow path 240 is connected to a cooling fluid supply line 241, and the cooling fluid from the cooling fluid storage unit (not shown) is transferred to the cooling flow path 240 through the cooling fluid supply line 241. Flows into Therefore, the cooling fluid supplied to the cooling flow path 241 through the cooling fluid supply line 241 circulates along the cooling flow path 240 to cool the support plate 210. While the support plate 210 is cooled, the substrate is cooled to maintain the substrate at a predetermined temperature.

지지판(210)의 하부에는 절연 플레이트(260)가 위치한다. 하부 커버(280)는 지지 유닛(200)의 하단부에 위치한다. 하부 커버(280)는 바디(120)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치한다. 하부 커버(280)는 상면이 개방된 공간이 내부에 형성된다. 하부 커버(280)의 상면은 절연 플레이트(260)에 의해 덮어진다. 따라서, 하부 커버(280)의 단면의 외부 반경은 절연 플레이트(260)의 외부 반경과 동일한 길이로 제공될 수 있다. 하부 커버(280)의 내부 공간(282)에는 반송되는 기판을 외부의 반송부재로부터 사각의 오목홈으로 이동시키는 리프트 핀 모듈(300) 등이 위치될 수 있다.An insulating plate 260 is positioned under the support plate 210. The lower cover 280 is located at the lower end of the support unit 200. The lower cover 280 is positioned to be spaced apart from the bottom surface of the body 120 to the top. The lower cover 280 has a space in which the upper surface is open. The upper surface of the lower cover 280 is covered by the insulating plate 260. Accordingly, the outer radius of the cross-section of the lower cover 280 may be provided with the same length as the outer radius of the insulating plate 260. In the inner space 282 of the lower cover 280, a lift pin module 300 or the like for moving the conveyed substrate from an external conveying member to a rectangular concave groove may be located.

하부 커버(280)의 외측면과 바디(120)의 내측벽은 연결 부재(284)에 의해 서로 결합된다. 연결 부재(284)는 하부 커버(280)의 외측면에 일정한 간격으로 복수 개 제공될 수 있다. 연결 부재(280)은 지지 유닛(200)을 공정 챔버(100) 내부에서 지지한다. 연결 부재(284)의 내부에는 하부 전극(290)와 연결되는 도선(291)과 냉각 유체 공급 라인(241)이 통과하는 홀이 형성된다.The outer surface of the lower cover 280 and the inner wall of the body 120 are coupled to each other by a connection member 284. A plurality of connection members 284 may be provided on the outer surface of the lower cover 280 at regular intervals. The connection member 280 supports the support unit 200 in the process chamber 100. A hole through which the conductive line 291 connected to the lower electrode 290 and the cooling fluid supply line 241 pass is formed in the connection member 284.

핀 홀(212)은 지지판(210)의 내부에 제공된다. 핀 홀(212)은 지지판(210)의 내부에 복수개로 제공될 수 있다. 핀 홀(212)들은 리프트 핀 모듈(300)의 리프트 핀들과 동일한 개수로 제공 될 수 있다. 핀 홀(212)들은 지지판(306)을 상하 방향으로 관통한다. 리프트 핀 모듈(300)은 핀 홀(212)들을 통하여 지지판(210)에 놓인 기판을 상하 방향을 이동시킨다.The pin hole 212 is provided inside the support plate 210. A plurality of pin holes 212 may be provided inside the support plate 210. The pin holes 212 may be provided in the same number as the lift pins of the lift pin module 300. The pin holes 212 penetrate the support plate 306 in the vertical direction. The lift pin module 300 moves the substrate placed on the support plate 210 vertically through the pin holes 212.

플레이트 유닛(400)은 플라즈마 중 라디칼을 기판에 공급한다. 플레이트 유닛(400)은 바디(120)와 유전창(140)에 의해 둘러 싸여진 공간에 위치한다. 플레이트 유닛(400)은 바디(120)의 내부 공간을 상부의 가스 도입 공간(124)과 하부의 처리 공간(126)로 구획한다. 가스 도입 공간(124)은 외부로부터 가스가 도입되는 공간이다. 일 예에 의하면, 가스 도입 공간 내에서 플라즈마가 생성될 수 있다. 처리 공간(126)은 기판에 대해 식각 처리가 수행되는 공간이다. 가스 도입 공간(124)에서 발생된 플라즈마 중 라디칼은 플레이트 유닛(400)을 통해 처리 공간(126)으로 흐른다.The plate unit 400 supplies radicals in plasma to the substrate. The plate unit 400 is located in a space surrounded by the body 120 and the oil field window 140. The plate unit 400 divides the inner space of the body 120 into an upper gas introduction space 124 and a lower processing space 126. The gas introduction space 124 is a space into which gas is introduced from the outside. According to an example, plasma may be generated in the gas introduction space. The processing space 126 is a space in which an etching process is performed on a substrate. Radicals among the plasma generated in the gas introduction space 124 flow into the processing space 126 through the plate unit 400.

플레이트 유닛(400)은 상하 방향으로 서로 이격되도록 적층될 수 있다. 이에 상부에 위치한 플레이트 유닛(400)이 차폐하지 못한 이온에 대하여 하부에 위치한 플레이트 유닛(400)이 차폐할 수 있다. 또한 상부에서 바라 볼 때, 복수의 플레이트 유닛(400)에 제공된 홀은 서로 간에 정렬 또는 비정렬 상태로 제공될 수 있다. 또한 복수의 플레이트 유닛(400) 각각에 제공된 홀들의 크기는 서로 상이할 수 있다.The plate units 400 may be stacked to be spaced apart from each other in the vertical direction. Accordingly, the plate unit 400 located at the lower part may shield ions that the plate unit 400 located at the upper part cannot shield. Also, when viewed from the top, holes provided in the plurality of plate units 400 may be provided in an aligned or unaligned state with each other. In addition, sizes of holes provided in each of the plurality of plate units 400 may be different from each other.

플레이트 유닛(400)은 플레이트 유닛(400)을 상하방향으로 이동시키는 이동 부재(430)를 포함할 수 있다. 이동 부재(430)은 모터일 수 있다. 이동 부재(430)를 제어하는 제어기(431)는 가스 도입 공간(124)에 공급되는 공정 가스의 종류에 따라 플레이트 유닛(400)을 상하로 이동시킬 수 있다. 이에 공정 가스의 종류에 따라 가스 도입 공간(124)의 체적을 변경할 수 있다. 또한, 플레이트 유닛(400)이 복수 개로 제공되는 경우, 공정 가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기에 따라 플레이트 유닛(400)간의 이격 거리를 조절할 수 있다. The plate unit 400 may include a moving member 430 that moves the plate unit 400 in the vertical direction. The moving member 430 may be a motor. The controller 431 controlling the moving member 430 may move the plate unit 400 up and down according to the type of process gas supplied to the gas introduction space 124. Accordingly, the volume of the gas introduction space 124 can be changed according to the type of process gas. In addition, when a plurality of plate units 400 are provided, the separation distance between the plate units 400 may be adjusted according to the size of plasma ions generated from the process gas.

이하, 플레이트 유닛(400)의 구조에 대하여 상세하게 설명한다. 도 3은 도 1의 플레이트 유닛의 사시도이고, 도 4는 절단된 상태의 도 3의 플레이트 유닛을 보여주는 사시도이고, 도 5는 도 3의 플레이트 유닛의 평면도이다.Hereinafter, the structure of the plate unit 400 will be described in detail. 3 is a perspective view of the plate unit of FIG. 1, FIG. 4 is a perspective view showing the plate unit of FIG. 3 in a cut state, and FIG. 5 is a plan view of the plate unit of FIG. 3.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 플레이트 유닛(400)은 지지대(420)와 분사 플레이트(440)를 포함한다.3 to 5, the plate unit 400 includes a support 420 and a spray plate 440.

지지대(440)는 바디(120)의 내벽에 결합된다. 지지대(440)는 중앙에 개구가 형성된다. 지지대(440)는 환형의 링으로 제공되고, 그 원주 방향을 따라 상하 방향으로 관통 된 복수의 통공(422)들이 형성될 수 있다. 통공(422)은 그 길이 방향이 지지대(201)의 원주 방향을 따라 슬릿 형상으로 제공될 수 있다. 슬릿은 그 길이 방향이 외측으로 볼록하게 라운드질 수 있다. 통공(422)들은 서로 동일 간격으로 이격되게 배치될 수 있다. 가스 도입 공간(124)내의 가장자리 영역에서 공정 가스는 통공(422)들을 통해 처리 공간(126)으로 흐른다. 이는 가스 도입 공간(124) 내의 가장자리 영역에서 높은 압력으로 인해 플레이트 유닛(200)이 파손되는 것을 방지한다. The support 440 is coupled to the inner wall of the body 120. The support 440 is formed with an opening in the center. The support 440 is provided as an annular ring, and a plurality of through holes 422 penetrating in the vertical direction along the circumferential direction may be formed. The through hole 422 may be provided in a slit shape along the circumferential direction of the support 201 in its longitudinal direction. The slit may be rounded convexly outward in its longitudinal direction. The through holes 422 may be disposed to be spaced apart from each other at equal intervals. In the edge region of the gas introduction space 124, the process gas flows into the processing space 126 through the through holes 422. This prevents the plate unit 200 from being damaged due to a high pressure in the edge region in the gas introduction space 124.

분사 플레이트(440)는 지지대(420)의 개구를 덮도록 지지대(420)에 의해 지지된다. 지지대(420)의 내측면은 안쪽으로 갈수록 높이가 낮아지도록 단차지고, 분사 플레이트(440)는 단차진 영역에 놓여질 수 있다. 이와 같은 구조로 인해, 분사 플레이트(440)를 교체시 분사 플레이트(440)는 지지대(420)로부터 용이하게 제거될 수 있다. The spray plate 440 is supported by the support 420 to cover the opening of the support 420. The inner surface of the support 420 is stepped so that the height decreases toward the inside, and the spray plate 440 may be placed in the stepped region. Due to such a structure, when the spray plate 440 is replaced, the spray plate 440 can be easily removed from the support 420.

분사 플레이트(440)에는 홀(442)들이 형성된다. 가스 도입 공간(124)에 형성된 플라즈마에서 라디칼은 홀(442)들을 통해 처리 공간(126)로 유입된다. 분사 플레이트(440)에 형성된 홀(442)은 상부에서 바라보았을 때 기판의 형상에 따라 배치될 수 있다. 예컨대, 기판이 사각의 형상을 가지는 마스크인 경우, 이와 대응되는 모양으로 홀(442)들이 배치될 수 있다.Holes 442 are formed in the spray plate 440. In the plasma formed in the gas introduction space 124, radicals flow into the processing space 126 through the holes 442. The holes 442 formed in the spray plate 440 may be arranged according to the shape of the substrate when viewed from the top. For example, when the substrate is a mask having a square shape, holes 442 may be arranged in a shape corresponding thereto.

지지대(420)와 분사 플레이트(440)는 서로 상이한 재질일 수 있다. 지지대(420)는 분사 플레이트(440)에 비해 높은 압력에 더 견딜 수 있는 재질로 제공된다. 지지대(420)는 금속 재질로 제공되고, 분사 플레이트(440)는 비금속 재질로 제공될 수 있다. 예컨대, 지지대(420)는 알루미늄 재질로 제공되고, 분사 플레이트(440)는 석영 또는 세라믹 재질로 제공될 수 있다. The support 420 and the spray plate 440 may be made of different materials. The support 420 is made of a material that can withstand a higher pressure than the spray plate 440. The support 420 may be made of a metal material, and the spray plate 440 may be made of a non-metal material. For example, the support 420 may be made of an aluminum material, and the spray plate 440 may be made of a quartz or ceramic material.

본 발명의 실시예에 의하면, 가스 도입 공간(124) 내의 중앙 영역 내의 가스들은 분사 플레이트(440)에 형성된 홀(442)을 통해 방출되므로, 가스 도입 공간(124)의 가장자리 영역은 중앙 영역에 비해 압력이 더 높다. 이 경우, 가스 도입 공간(124)의 가장자리 영역에 대향하는 지지대(420)가 압력에 잘 견디는 재질로 제공되므로 플레이트 유닛(440)이 파손되는 것을 줄일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, since gases in the central region in the gas introduction space 124 are discharged through the hole 442 formed in the injection plate 440, the edge region of the gas introduction space 124 is compared to the central region. The pressure is higher. In this case, since the support 420 facing the edge region of the gas introduction space 124 is made of a material that withstands pressure well, damage to the plate unit 440 can be reduced.

상술한 예에서는, 분사 플레이트(440)에 형성된 홀(442)들이 기판의 형상에 따라 배치되는 것을 예로 들어 설명하였다. 그러나, 이와 달리 분사 플레이트(440)에 형성된 홀(442)들은 도 6 내지 도 8과 같이 다양한 크기로 배치될 수 있다. 분사 플레이트(440)에 형성된 홀(442)들의 크기와 배치는 기판에 요구되는 식각 정도에 따라 달라질 수 있다. 이에 기판의 식각률을 조절할 수 있다.In the above-described example, it has been described as an example that the holes 442 formed in the spray plate 440 are arranged according to the shape of the substrate. However, unlike this, the holes 442 formed in the spray plate 440 may be arranged in various sizes as shown in FIGS. 6 to 8. The size and arrangement of the holes 442 formed in the spray plate 440 may vary depending on the degree of etching required for the substrate. Accordingly, the etch rate of the substrate can be adjusted.

다시 도 1을 참조하면, 전원 유닛(500)은 플레이트 유닛(400)에 전압을 인가할 수 있다. 전원 유닛(500)은 제1전원(510)과 제2전원(520)을 포함할 수 있다. 제1전원(510)은 상부에 위치한 플레이트 유닛(400)에 전압을 인가할 수 있다. 제2전원(510)은 하부에 위치한 플레이트 유닛(400)에 전압을 인가할 수 있다. 전원 유닛(500)은 지지대(420)와 연결될 수 있다. 전원 유닛(500)은 지지대(420)에 전압을 인가하여 지지대(420)에 놓인 분사 플레이트(440)가 전기적 성질을 갖도록 할 수 있다. 전원 유닛(500)이 인가하는 전압의 크기는 후술하는 가스 공급 유닛(600)이 공급하는 공정가스의 종류에 따라 조절 될 수 있다. 또한, 제1전원(510)과 제2전원(520)이 각각 플레이트 유닛(400)에 인가하는 전압은 서로 상이할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the power unit 500 may apply a voltage to the plate unit 400. The power unit 500 may include a first power source 510 and a second power source 520. The first power source 510 may apply a voltage to the plate unit 400 located thereon. The second power source 510 may apply a voltage to the plate unit 400 located below. The power unit 500 may be connected to the support 420. The power unit 500 may apply voltage to the support 420 so that the spray plate 440 placed on the support 420 has electrical properties. The magnitude of the voltage applied by the power unit 500 may be adjusted according to the type of process gas supplied by the gas supply unit 600 to be described later. Further, voltages applied by the first power source 510 and the second power source 520 to the plate unit 400 may be different from each other.

가스 공급 유닛(600)은 가스 도입 공간(124)에 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(600)은 가스 공급원(610), 유량 조절 부재(620), 가스 공급 라인(640), 사이드 노즐(660), 상부 노즐(680)를 포함한다. 가스 공급원(610)은 가스 공급 라인(640) 중 메인 라인(642)와 연결된다. 가스 공급원(610)에 저장된 공정 가스는 메인 라인(642)과 분기 라인(644)을 거쳐, 사이드 노즐(660)들과 상부 노즐(680)에 공급된다.The gas supply unit 600 supplies process gas to the gas introduction space 124. The gas supply unit 600 includes a gas supply source 610, a flow control member 620, a gas supply line 640, a side nozzle 660, and an upper nozzle 680. The gas supply source 610 is connected to the main line 642 of the gas supply line 640. The process gas stored in the gas supply source 610 is supplied to the side nozzles 660 and the upper nozzle 680 through the main line 642 and the branch line 644.

플라즈마 소스(800)는 공정가스로부터 플라즈마를 발생시킨다. 예컨대, 플라즈마 소스(800)는 가스 공급 유닛(600)이 가스 도입 공간(124)에 공정 가스를 도입하면, 가스 도입 공간(124)에서 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시킨다. 유전창(140)과 커버(160)의 사이에 플라즈마 소스(800)가 제공될 수 있다. 플라즈마 소스(800)은 안테나 유닛(801)과 안테나 유닛(801)에 고주파를 인가하는 고주파 전원(803)를 포함할 수 있다.The plasma source 800 generates plasma from the process gas. For example, the plasma source 800 generates plasma from the process gas in the gas introduction space 124 when the gas supply unit 600 introduces the process gas into the gas introduction space 124. A plasma source 800 may be provided between the dielectric window 140 and the cover 160. The plasma source 800 may include an antenna unit 801 and a high frequency power source 803 that applies a high frequency to the antenna unit 801.

온도 조절 유닛(1000)은 유전창(140)의 온도를 제어할 수 있다. 유전창(140)의 상단에는 온도 조절 유닛(1000)이 제공될 수 있다. 일 예로, 온도 조절 유닛(1000)은 유전창(140)에 냉각 가스를 공급한다. 이에 유전창(140)을 냉각시킨다. 또한, 온도 조절 유닛(1000)은 히터를 포함할 수 있다. 온도 조절 유닛(1000)의 히터는 열을 발생시켜 유전창(140)을 가열한다. The temperature control unit 1000 may control the temperature of the dielectric window 140. A temperature control unit 1000 may be provided on the top of the dielectric window 140. For example, the temperature control unit 1000 supplies a cooling gas to the oil field window 140. Accordingly, the oil field window 140 is cooled. In addition, the temperature control unit 1000 may include a heater. The heater of the temperature control unit 1000 generates heat to heat the dielectric window 140.

제어기(미도시)는 플레이트 유닛(400)과 전압 유닛(500)을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어기(미도시)는 가스 공급 유닛(600)이 공급하는 공정가스의 종류에 따라 플레이트 유닛(400)과 전압 유닛(500)을 제어할 수 있다. 또한, 제어기(미도시)는 기판에 요구되는 식각 정도에 따라 플레이트 유닛(400)과 전압 유닛(500)을 제어할 수 있다.A controller (not shown) may control the plate unit 400 and the voltage unit 500. For example, a controller (not shown) may control the plate unit 400 and the voltage unit 500 according to the type of process gas supplied by the gas supply unit 600. In addition, a controller (not shown) may control the plate unit 400 and the voltage unit 500 according to the degree of etching required for the substrate.

다음은 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 설명한다. 아래에는 공정 챔버(100)의 내부 공간에 공정 가스를 여기시켜 플라즈마를 발생시키고, 플라즈마에서 라디칼을 플레이트 유닛(400)을 통해 기판을 공급하여 기판을 식각 처리하는 것을 예로 들어 설명한다.Next, a process of processing a substrate using the substrate processing apparatus described above will be described. Hereinafter, a process gas is excited in the inner space of the process chamber 100 to generate plasma, and radicals are supplied from the plasma through the plate unit 400 to etch the substrate.

도 9는 도 2의 플레이트 유닛이 이온을 차폐하는 일 실시예를 보여주는 도면이다. 도 9를 참조하면, 상술한 플라즈마 소스(600)는 가스 공급 공간(124)에 공급된 공정가스를 여기시켜 플라즈마를 발생시킨다. 플라즈마는 이온-라디칼을 포함할 수 있다. 플라즈마에서 선택된 라디칼은 분사 플레이트(440)를 통해 기판으로 공급되어 식각 처리할 수 있다.9 is a view showing an embodiment in which the plate unit of FIG. 2 shields ions. Referring to FIG. 9, the above-described plasma source 600 excites the process gas supplied to the gas supply space 124 to generate plasma. Plasma may contain ion-radicals. The radicals selected from the plasma may be supplied to the substrate through the spray plate 440 to be etched.

분사 플레이트(440)에 전원 유닛(500)이 연결될 수 있다. 전원 유닛(500)은 분사 플레이트(440)에 전압을 인가할 수 있다. 이에 분사 플레이트(440)는 전기적 성질을 가질 수 있다. 상술한 제어기(미도시)는 분사 플레이트(440)에 인가되는 전압의 크기를 조절할 수 있다. 예컨대, 분사 플레이트(440)에 인가되는 전압의 크기는 공정 가스로부터 발생하는 플라즈마의 이온 크기에 따라 조절될 수 있다. 플라즈마의 이온 크기는 발생하는 이온들의 평균 크기를 의미할 수 있다. 예컨대, 가스 공급 유닛(600)이 제1공정가스 또는 제2공정가스를 공급할 수 있다. 상술한 제2공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기가 제1공정가스로부터 발생하는 이온의 크기보다 작을 수 있다. 가스 공급 유닛(600)이 제1공정가스를 공급시에는 전압 유닛(500)은 제1전압을 인가할 수 있다. 가스 공급 유닛(600)이 제2공정가스를 공급시에는 제2전압을 인가할 수 있다. 또한, 제2전압은 제1전압보다 큰 전압일 수 있다. 또한, 제1, 2공정가스는 단일의 가스이거나 다수의 공정가스가 혼합된 가스일 수 있다.The power unit 500 may be connected to the spray plate 440. The power unit 500 may apply a voltage to the spray plate 440. Accordingly, the spray plate 440 may have electrical properties. The above-described controller (not shown) may adjust the magnitude of the voltage applied to the spray plate 440. For example, the magnitude of the voltage applied to the spray plate 440 may be adjusted according to the magnitude of ions of plasma generated from the process gas. The ion size of plasma may mean an average size of generated ions. For example, the gas supply unit 600 may supply a first process gas or a second process gas. The size of plasma ions generated from the above-described second process gas may be smaller than the size of ions generated from the first process gas. When the gas supply unit 600 supplies the first process gas, the voltage unit 500 may apply the first voltage. When the gas supply unit 600 supplies the second process gas, the second voltage may be applied. Also, the second voltage may be a voltage greater than the first voltage. In addition, the first and second process gases may be a single gas or a mixture of a plurality of process gases.

분자량이 작은 공정 가스가 여기되어 플라즈마가 발생하는 경우 플라즈마 이온을 구성하는 양성자 또는 전자의 수가 작을 수 있다. 이에 플라즈마 이온의 크기는 작을 수 있다. 플라즈마의 이온 크기는 이온들의 평균 크기를 의미할 수 있다. 플라즈마 이온의 크기가 작은 경우 이온의 이동 속도는 클 수 있다. 이동 속도가 큰 이온의 경우에는 분사 플레이트(440)에서 차폐되지 않고 그대로 분사 플레이트(440)의 홀(442)을 통과할 수 있다. 이에 기판에서 요구되는 식각의 정도를 초과하여 기판이 식각될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 공정 가스로부터 발생하는 플라즈마의 이온 크기에 따라 인가되는 전압의 크기를 달리하여 분사 플레이트(440)에서 차폐되지 않는 이온을 조절할 수 있다. 이에 기판의 식각 처리 효율을 증가시킬 수 있다. When a process gas having a small molecular weight is excited to generate plasma, the number of protons or electrons constituting plasma ions may be small. Accordingly, the size of plasma ions may be small. The ion size of plasma may mean the average size of ions. When the size of plasma ions is small, the movement speed of ions may be high. In the case of ions having a high moving speed, they may pass through the hole 442 of the spray plate 440 without being shielded from the spray plate 440. Accordingly, the substrate may be etched by exceeding the degree of etching required by the substrate. However, according to an embodiment of the present invention, ions that are not shielded from the spray plate 440 can be controlled by varying the magnitude of the applied voltage according to the size of the plasma generated from the process gas. Accordingly, it is possible to increase the etching efficiency of the substrate.

또한, 차폐가 요구되는 이온의 전기적 성질에 따라 분사 플레이트(440)에 인가하는 전압을 달리할 수 있다. 일 예로, 차폐가 요구되는 이온이 양이온인 경우에는 분사 플레이트(440)에 인가되는 전압은 음의 크기를 갖는 전압일 수 있다. 또한, 차폐가 요구되는 이온이 음이온인 경우에는, 분사 플레이트(440)에 인가되는 전압은 양의 크기를 갖는 전압일 수 있다. 이에 분사 플레이트(440)는 특정 전기적 성질을 갖는 이온을 차폐할 수 있다.In addition, the voltage applied to the spray plate 440 may be changed according to the electrical properties of the ions required to be shielded. For example, when the ions required to be shielded are positive ions, the voltage applied to the spray plate 440 may be a voltage having a negative magnitude. In addition, when the ions requiring shielding are negative ions, the voltage applied to the spray plate 440 may be a voltage having a positive magnitude. Accordingly, the spray plate 440 may shield ions having specific electrical properties.

도 10은 도 2의 플레이트 유닛이 이온을 차폐하는 다른 실시예를 보여주는 도면이다. 도 10을 참조하면, 분사 플레이트(440)는 복수 개의 분사 플레이트(440)를 포함할 수 있다. 복수 개의 분사 플레이트(440)는 상하 방향으로 서로 이격되도록 적층되어 위치될 수 있다. 제1분사 플레이트(440a), 제2분사플레이트(440b)를 포함할 수 있다. 또한, 전압 유닛(500)은 제1전압(510), 제2전압(520)을 포함할 수 있다. 제1전압(510)은 제1분사플레이트(440a)에 전압을 인가하고, 제2전압(520)은 제2분사플레이트(440b)에 전압을 인가할 수 있다.10 is a view showing another embodiment in which the plate unit of FIG. 2 shields ions. Referring to FIG. 10, the spray plate 440 may include a plurality of spray plates 440. The plurality of spray plates 440 may be stacked and positioned to be spaced apart from each other in the vertical direction. A first injection plate 440a and a second injection plate 440b may be included. Also, the voltage unit 500 may include a first voltage 510 and a second voltage 520. The first voltage 510 may apply a voltage to the first injection plate 440a, and the second voltage 520 may apply a voltage to the second injection plate 440b.

제1전압(510)과 제2전압(520)이 제1, 2분사 플레이트(440a, 440b)에 인가하는 전압의 크기는 서로 동일할 수 있다. 제1전압(510)과 제2전압(520)이 제1, 2분사 플레이트(440a, 440b)에 인가하는 전압의 크기는 공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기에 따라 조절될 수 있다. 예컨대, 가스 공급 유닛(600)이 제1공정가스를 공급시에는 전압 유닛(500)은 제1전압을 인가할 수 있다. 가스 공급 유닛(600)이 제2공정가스를 공급시에는 제2전압을 인가할 수 있다. 상술한 제2공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기가 제1공정가스로부터 발생하는 이온의 크기보다 작을 수 있다. 또한, 제2전압은 제1전압보다 큰 전압일 수 있다. The voltages applied by the first voltage 510 and the second voltage 520 to the first and second spray plates 440a and 440b may be the same. The magnitude of the voltage applied by the first voltage 510 and the second voltage 520 to the first and second injection plates 440a and 440b may be adjusted according to the magnitude of plasma ions generated from the process gas. For example, when the gas supply unit 600 supplies the first process gas, the voltage unit 500 may apply the first voltage. When the gas supply unit 600 supplies the second process gas, the second voltage may be applied. The size of plasma ions generated from the above-described second process gas may be smaller than the size of ions generated from the first process gas. Also, the second voltage may be a voltage greater than the first voltage.

전압이 인가되는 분사 플레이트(440)가 복수 개로 제공됨으로써, 상층에 위치한 제1분사플레이트(440a)가 미처 차폐하지 못한 이온을 하층에 위치한 제2분사 플레이트(440b)가 차폐할 수 있다. 이에 기판의 식각 처리 효율을 더 높일 수 있다. Since a plurality of spray plates 440 to which a voltage is applied are provided, the second spray plate 440b located on the lower layer can shield ions that the first spray plate 440a located on the upper layer has not yet blocked. Accordingly, the efficiency of etching the substrate can be further increased.

또한, 제1전압(510)과 제2전압(520)이 제1, 2분사 플레이트(440a, 440b)에 인가하는 전압의 크기는 서로 상이할 수 있다. 예컨대, 상층에 위치된 분사 플레이트(440a)에서 하층에 위치된 분사 플레이트(440b)로 갈수록 각각의 분사 플레이트(440a, 440b)에 인가되는 전압의 크기는 작아질 수 있다. 이에 상층에 위치한 제1분사플레이트(440a)가 이동속도가 큰 이온을 차폐할 수 있다. 이후, 제2분사플레이트(440b)는 제1분사플레이트(440a)에서 미처 차폐되지 못한 이온을 차폐할 수 있다. 이온들이 제1분사플레이트(440a)를 통과하면서 이온들이 지니고 있는 에너지는 작아질 수 있다. 이에 제2분사플레이트(440b)가 차폐하는 이온들의 이동속도는 상대적으로 작을 수 있다. 이에 제2분사플레이트(440b)는 큰 전압이 요구되지 않을 수 있다. 상술한 바와 같이, 각 분사 플레이트(440a, 440b)에 인가되는 전압의 크기를 달리하여 식각 처리 효율은 유지시키되, 손실되는 전력의 낭비를 최소화 할 수 있다. In addition, the voltages applied by the first voltage 510 and the second voltage 520 to the first and second spray plates 440a and 440b may be different from each other. For example, the magnitude of the voltage applied to each of the spray plates 440a and 440b may decrease as the spray plate 440a located on the upper layer goes to the spray plate 440b located on the lower layer. Accordingly, the first injection plate 440a located on the upper layer may shield ions having a high moving speed. Thereafter, the second injection plate 440b may shield ions that have not yet been shielded from the first injection plate 440a. As the ions pass through the first injection plate 440a, the energy of the ions may decrease. Accordingly, the moving speed of the ions shielded by the second injection plate 440b may be relatively small. Accordingly, a large voltage may not be required for the second injection plate 440b. As described above, the etch treatment efficiency is maintained by varying the magnitude of the voltage applied to each of the spray plates 440a and 440b, but waste of lost power can be minimized.

또한, 차폐가 요구되는 이온의 전기적 성질에 따라 분사 플레이트(440)에 인가하는 전압을 달리할 수 있다. 일 예로, 제1전압(510)은 제1분사플레이트(440a)에 양의 크기를 갖는 전압을 인가할 수 있다. 이에 제1분사플레이트(440a)은 음이온을 차폐할 수 있다. 일 예로, 제2전압(520)은 제2분사플레이트(440b)에 음의 크기를 갖는 전압을 인가할 수 있다. 이에 제2분사플레이트(440b)는 양이온을 차폐할 수 있다. 이와 반대로, 제1전압(510)이 음의 크기를 갖는 전압을 인가하고, 제2전압(520)이 양의 크기를 갖는 전압을 인가하는 경우도 있을 수 있다. 이에 제1,2분사플레이트(440a, 440b)가 차폐하는 이온의 종류를 달리할 수 있다. 이에 분사 플레이트(440)가 차폐하는 이온들의 종류를 조절할 수 있다. 이에 기판의 식각률을 조절할 수 있다. In addition, the voltage applied to the spray plate 440 may be changed according to the electrical properties of the ions required to be shielded. For example, the first voltage 510 may apply a voltage having a positive magnitude to the first injection plate 440a. Accordingly, the first injection plate 440a may shield negative ions. As an example, the second voltage 520 may apply a voltage having a negative amplitude to the second injection plate 440b. Accordingly, the second injection plate 440b may shield positive ions. Conversely, there may be a case where the first voltage 510 applies a voltage having a negative magnitude and the second voltage 520 applies a voltage having a positive magnitude. Accordingly, the types of ions shielded by the first and second injection plates 440a and 440b may be different. Accordingly, the type of ions shielded by the spray plate 440 may be adjusted. Accordingly, the etch rate of the substrate can be adjusted.

도 11 및 도 12는 도 2의 플레이트 유닛이 이온을 차폐하는 다른 실시예를 보여주는 도면이다.11 and 12 are views showing another embodiment in which the plate unit of FIG. 2 shields ions.

도 11 및 도 12를 참조하면, 공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기에 따라 복수의 분사 플레이트(440) 사이의 이격 거리를 조절 할 수 있다. 예컨대, 공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기에 따라 제1분사플레이트(440a)과 제2분사플레이트(440b)의 이격거리를 조절할 수 있다. 이격거리는 제1이격거리(D1)와 제2이격거리(D2)를 포함할 수 있다. 제2이격거리(D2)는 제1이격거리(D1)보다 클 수 있다.Referring to FIGS. 11 and 12, the separation distance between the plurality of spray plates 440 may be adjusted according to the size of plasma ions generated from the process gas. For example, the separation distance between the first injection plate 440a and the second injection plate 440b may be adjusted according to the size of plasma ions generated from the process gas. The separation distance may include a first separation distance D1 and a second separation distance D2. The second separation distance D2 may be greater than the first separation distance D1.

가스 공급 유닛(600)이 제1공정가스를 공급시에는 제1분사플레이트(440a)과 제2분사플레이트(440b)의 이격거리를 제1이격거리(D1)로 조절할 수 있다. 또한, 가스 공급 유닛(600)이 제2공정가스를 공급시에는 제1분사플레이트(440a)과 제2분사플레이트(440b)의 이격거리를 제2이격거리(D2)로 조절할 수 있다. 상술한 제2공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기는 제1공정가스로부터 발생하는 이온의 크기보다 작을 수 있다.When the gas supply unit 600 supplies the first process gas, the separation distance between the first injection plate 440a and the second injection plate 440b may be adjusted to the first separation distance D1. In addition, when the gas supply unit 600 supplies the second process gas, the separation distance between the first injection plate 440a and the second injection plate 440b may be adjusted to the second separation distance D2. The size of plasma ions generated from the above-described second process gas may be smaller than the size of ions generated from the first process gas.

플라즈마 이온의 크기가 작은 경우에는 이온의 이동속도가 클 수 있다. 이에 복수의 분사 플레이트(400) 사이의 이격거리가 작으면 이온이 분사 플레이트(400)에서 차폐되지 않고 그대로 기판에 공급될 수 있다. 이 경우 기판에 요구되는 식각률을 초과하여 식각 처리가 수행될 수 있다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 공정가스의 종류에 따라 따라 복수의 분사 플레이트(400) 사이의 이격거리를 달리 할 수 있다. 예컨대, 공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기가 작은 경우에는, 복수의 분사 플레이트(400)사이의 이격거리를 크게 할 수 있다. 이에 상층에 위치한 분사플레이트(400)를 이온이 통과하고, 이온이 가지고 있는 에너지를 충분히 소모한 이후에 하층에 위치한 분사 플레이트(400)를 통과한다. 이에 하층에 위치한 분사 플레이트(400)는 효율적으로 이온을 차폐할 수 있다. 이와 같이 복수의 분사 플레이트(400) 사이의 이격거리를 조절하여 기판의 식각 처리 효율을 높일 수 있다.When the size of plasma ions is small, the movement speed of ions may be high. Accordingly, if the separation distance between the plurality of spray plates 400 is small, ions may be supplied to the substrate as they are without being shielded from the spray plate 400. In this case, the etching process may be performed in excess of the etching rate required for the substrate. However, according to another embodiment of the present invention, the separation distance between the plurality of injection plates 400 may be different according to the type of the process gas. For example, when the size of plasma ions generated from the process gas is small, the separation distance between the plurality of spray plates 400 can be increased. Accordingly, ions pass through the spray plate 400 located on the upper layer, and after sufficiently consuming the energy of the ions, they pass through the spray plate 400 located on the lower layer. Accordingly, the spray plate 400 located on the lower layer can effectively shield ions. In this way, the separation distance between the plurality of spray plates 400 can be adjusted to increase the efficiency of etching the substrate.

도 13은 도 2의 플레이트 유닛의 다른 실시예를 보여주는 단면도이고, 도 14는 도 13의 플레이트 유닛의 회전 부재를 보여주는 사시도이다.13 is a cross-sectional view illustrating another embodiment of the plate unit of FIG. 2, and FIG. 14 is a perspective view illustrating a rotating member of the plate unit of FIG. 13.

도 13 및 도 14를 참조하면, 플레이트 유닛(400)은 회전 부재(470)를 포함할 수 있다. 회전 부재(470)는 회전지지대(472), 구동부(474), 회전 부재 지지판(476)을 포함할 수 있다.13 and 14, the plate unit 400 may include a rotating member 470. The rotation member 470 may include a rotation support 472, a driving part 474, and a rotation member support plate 476.

회전지지대(472)는 중앙에 개구가 형성된다. 회전지지대(472)는 환형의 링의 형상으로 제공되고, 그 외측면에는 원주 방향을 따라 기어 형상이 제공될 수 있다. 회전지지대(472)의 내측면은 안쪽으로 갈수록 높이가 낮아지도록 단차지고, 분사 플레이트(440)는 단차진 영역에 놓여질 수 있다.The rotation support 472 has an opening in the center. The rotation support 472 may be provided in the shape of an annular ring, and a gear shape may be provided on an outer surface thereof along a circumferential direction. The inner surface of the rotation support 472 is stepped so that the height decreases toward the inside, and the spray plate 440 may be placed in the stepped area.

구동부(474)는 회전지지대(472)가 회전할 수 있도록 구동력을 제공한다. 구동부(474)는 기어 형상으로 제공될 수 있다. 구동부(474)의 기어는 회전지지대(472)의 외측면에 제공된 기어와 맞물리도록 제공될 수 있다. 이에 구동부(474)가 제공하는 구동력이 회전지지대(472)를 회전시킬 수 있다. 구동부(474)는 모터를 포함할 수 있다.The driving unit 474 provides a driving force so that the rotation support 472 can rotate. The driving unit 474 may be provided in a gear shape. The gear of the driving unit 474 may be provided to mesh with a gear provided on the outer surface of the rotation support 472. Accordingly, the driving force provided by the driving unit 474 may rotate the rotation support 472. The driving unit 474 may include a motor.

회전부재 지지판(476)은 회전지지대(472)와 구동부(474)를 지지한다. 회전부재 지지판(476)은 공정 챔버(100)의 바디(120)의 내측면에 결합할 수 있다.The rotating member support plate 476 supports the rotating support 472 and the driving part 474. The rotating member support plate 476 may be coupled to the inner surface of the body 120 of the process chamber 100.

도 15 및 도 16은 제2분사플레이트의 회전에 따라 제1분사플레이트의 홀이 개폐되는 모습을 설명하는 도면이다.15 and 16 are views for explaining a state in which a hole of the first injection plate is opened and closed according to the rotation of the second injection plate.

도 15와 도 16를 참조하면, 복수의 플레이트는 동일한 크기의 홀(442a, 442b)들이 동일한 위치에 있을 수 있다. 예컨대, 상부에서 바라 볼 때, 제1분사플레이트(440a)의 홀(442a)과 제2분사플레이트(440b)의 홀(442b)은 중첩되어 있을 수 있다. 이에 상부에서 바라보았을 때, 제1분사 플레이트(440a)의 홀(442a)은 개방되어 있을 수 있다. 회전 부재(470)가 제2분사플레이트(440b)를 설정각도만큼 회전 시키면, 제1분사플레이트(440a)의 홀(442a)과 제2분사플레이트(440b)의 홀(442b)은 중첩되어 있지 않을 수 있다. 이에 상부에서 바라보았을 때, 제1분사플레이트(440a)의 홀(442a)은 폐쇄되어 있을 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상부에서 바라 보았을 때 복수의 플레이트(440)의 홀(442)들의 중첩률을 조절할 수 있다. 홀(442)들의 중첩률은 가스 공급 유닛(600)이 공급하는 공정가스에서 발생하는 플라즈마 이온의 크기에 따라 따라 조절될 수 있다. 일 예로, 플라즈마 이온의 크기가 클수록 중첩률도 커질 수 있다. 15 and 16, holes 442a and 442b having the same size may be in the same position in a plurality of plates. For example, when viewed from the top, the hole 442a of the first injection plate 440a and the hole 442b of the second injection plate 440b may overlap. Accordingly, when viewed from the top, the hole 442a of the first injection plate 440a may be open. When the rotating member 470 rotates the second injection plate 440b by a set angle, the hole 442a of the first injection plate 440a and the hole 442b of the second injection plate 440b do not overlap. I can. Accordingly, when viewed from the top, the hole 442a of the first injection plate 440a may be closed. According to another embodiment of the present invention, it is possible to adjust the overlapping rate of the holes 442 of the plurality of plates 440 when viewed from the top. The overlapping rate of the holes 442 may be adjusted according to the size of plasma ions generated in the process gas supplied by the gas supply unit 600. For example, as the size of the plasma ion increases, the overlapping rate may increase.

도 17은 도 13의 플레이트 유닛이 이온을 차폐하는 일 실시예를 보여주는 도면이고, 도 18은 도 13의 플레이트 유닛이 이온을 차폐하는 다른 실시예를 보여주는 도면이다.17 is a view showing an embodiment in which the plate unit of FIG. 13 shields ions, and FIG. 18 is a view showing another embodiment in which the plate unit of FIG. 13 shields ions.

상부에서 바라볼 때 제1분사플레이트(440a)에 제공되는 홀은 개방되어 있을 수 있다. 또는 상부에서 바라 볼 때 제1분사플레이트(440a)에 제공되는 홀은 폐쇄되어 있을 수 있다. 즉, 상부에서 바라 볼 때 복수의 분사 플레이트(440)에 제공되는 홀들 사이의 중첩률은 회전 부재(470)에 의해 제어될 수 있다. 중첩률은 공정 가스에서 발생하는 플라즈마 이온의 크기에 따라 조절될 수 있다.When viewed from the top, the hole provided in the first injection plate 440a may be open. Alternatively, the hole provided in the first injection plate 440a may be closed when viewed from the top. That is, when viewed from above, the overlapping rate between the holes provided in the plurality of spray plates 440 may be controlled by the rotating member 470. The overlapping rate can be adjusted according to the size of plasma ions generated in the process gas.

예컨대, 가스 공급 유닛(600)이 제1공정가스를 공급시에는 도 17에 도시된 바처럼 중첩률이 커지게 할 수 있다. 또한, 가스 공급 유닛(600)이 제2공정가스를 공급시에는 도 18에 도시된바 처럼 중첩률이 작아지게 할 수 있다. 상술한 제2공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기가 제1공정가스로부터 발생하는 이온의 크기보다 작을 수 있다.For example, when the gas supply unit 600 supplies the first process gas, the overlapping rate may be increased as shown in FIG. 17. In addition, when the gas supply unit 600 supplies the second process gas, the overlapping rate may be reduced as shown in FIG. 18. The size of plasma ions generated from the above-described second process gas may be smaller than the size of ions generated from the first process gas.

플라즈마 이온의 크기가 작은 경우에는 이온의 이동속도가 클 수 있다. 이 경우에는 도 18과 같이 복수의 플레이트(440a, 440b)에 제공되는 홀들의 중첩률을 작게하여 이온들의 이동 경로가 커지게 할 수 있다. 이에 플레이트 유닛(400)은 이온들을 효율적으로 차폐할 수 있게 할 수 있다.When the size of plasma ions is small, the movement speed of the ions may be high. In this case, as shown in FIG. 18, the overlapping rate of the holes provided in the plurality of plates 440a and 440b may be reduced to increase the movement path of ions. Accordingly, the plate unit 400 can effectively shield ions.

상술한 예에서는 기판이 포토마스크인 것을 예로 들어 설명하였다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않고, 웨이퍼 또는 유리기판과 같은 종류의 기판에도 적용 가능하다.In the above-described example, the substrate was described as an example of a photomask. However, the technical idea of the present invention is not limited thereto, and can be applied to a substrate such as a wafer or a glass substrate.

상술한 예에서는 기판 처리 장치가 플라즈마를 이용한 식각 공정을 수행하는 장치인 것으로 예를 들어 설명하였다. 그러나 이와 달리 본 발명의 기술적 사상은 식각 공정 이외에 플라즈마로 기판을 처리하는 증착, 애싱, 또는 드라이 클리닝과 같은 공정을 수행하는 장치에 적용 가능하다.In the above example, it has been described that the substrate processing apparatus is an apparatus that performs an etching process using plasma. However, unlike this, the technical idea of the present invention can be applied to an apparatus that performs a process such as deposition, ashing, or dry cleaning in which a substrate is treated with plasma in addition to the etching process.

상술한 예에서는 중첩률을 분사 플레이트를 회전시켜 조절하는 것을 예를 들어 설명하였다. 그러나 이와 달리 분사 플레이트를 좌우로 이동시켜 복수의 플레이트 사이의 중첩률을 조절할 수 있다.In the above-described example, it has been described as an example that the overlapping rate is adjusted by rotating the spray plate. However, unlike this, by moving the spray plate left and right, the overlapping rate between the plurality of plates can be adjusted.

상술한 예에서는 분사 플레이트가 제1, 2분사플레이트를 갖는 것을 예로 들어 설명하였다. 그러나 분사 플레이트의 수는 이에 한정되는 것은 아니며, 둘 이상의 분사 플레이트가 제공될 수 있다. 또한, 본 발명의 기술적 사상은 둘 이상의 분사 플레이트가 제공되는 경우에도 마찬가지로 적용 가능하다.In the above-described example, the injection plate has been described as an example having the first and second injection plates. However, the number of spray plates is not limited thereto, and two or more spray plates may be provided. In addition, the technical idea of the present invention is similarly applicable even when two or more spray plates are provided.

상술한 예에서는 지지대가 금속 재질을 포함하는 것을 예로 들어 설명하였다. 그러나 이와 달리 지지대는 금속으로 제한되지 않고 비금속 재질도 포함될 수 있다.In the above-described example, it has been described as an example that the support includes a metal material. However, unlike this, the support is not limited to metal and may include non-metallic materials.

100: 공정 챔버 200: 지지유닛
400: 플레이트 유닛 500: 전압유닛
600 : 가스 공급 유닛 800 : 플라즈마 소스
1000 : 온도 조절 유닛100: process chamber 200: support unit
400: plate unit 500: voltage unit
600: gas supply unit 800: plasma source
1000: temperature control unit

Claims (24)

기판을 처리하는 장치에 있어서,
내부 공간을 가지는 공정 챔버와;
상기 내부 공간에 배치되며, 상기 내부 공간을 상부의 가스 도입 공간과 하부의 처리 공간으로 구획하며 상기 가스 도입공간으로부터 상기 처리공간으로 가스가 흐르는 홀들이 형성된 플레이트 유닛과;
상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과;
상기 가스 도입 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
상기 가스 도입 공간에서 또는 상기 가스 도입 공간으로 공급되기 이전에 상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스와; 그리고
상기 플레이트 유닛에 전압을 인가하는 전원 유닛과; 그리고,
상기 전원 유닛을 제어하는 제어기를 포함하고,
상기 가스 공급 유닛은,
제1공정가스 또는 제2공정가스를 공급하되,
상기 제2공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기는 상기 제1공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기보다 작고,
상기 제어기는,
상기 공정 가스로부터 발생하는 플라즈마 이온 크기에 따라 상기 전압의 크기를 조절하되,
상기 가스 공급 유닛이 상기 제1공정가스를 공급시에는 제1전압을 인가하고,
상기 가스 공급 유닛이 상기 제2공정가스를 공급시에는 상기 제1전압보다 큰 제2전압을 인가하도록 상기 전원 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.In the apparatus for processing a substrate,
A process chamber having an inner space;
A plate unit disposed in the inner space, dividing the inner space into an upper gas introduction space and a lower treatment space, and having holes through which gas flows from the gas introduction space to the treatment space;
A support unit supporting the substrate in the processing space;
A gas supply unit for supplying a process gas to the gas introduction space;
A plasma source generating plasma from the gas in the gas introduction space or before being supplied to the gas introduction space; And
A power unit for applying a voltage to the plate unit; And,
Comprising a controller for controlling the power unit,
The gas supply unit,
Supply the first process gas or the second process gas,
The size of plasma ions generated from the second process gas is smaller than the size of plasma ions generated from the first process gas,
The controller,
Adjusting the level of the voltage according to the size of plasma ions generated from the process gas,
When the gas supply unit supplies the first process gas, a first voltage is applied,
When the gas supply unit supplies the second process gas, the substrate processing apparatus controls the power supply unit to apply a second voltage greater than the first voltage. 제1항에 있어서,
상기 플레이트 유닛은,
상하 방향으로 서로 이격되도록 적층되며 상기 가스 도입 공간 내 가스가 상기 처리 공간으로 흐르도록 하는 홀이 형성된 복수의 분사 플레이트를 가지는 기판 처리 장치.The method of claim 1,
The plate unit,
A substrate processing apparatus having a plurality of spray plates stacked to be spaced apart from each other in a vertical direction and formed with holes for allowing gas in the gas introduction space to flow into the processing space. 제2항에 있어서,
상부에서 바라 볼 때, 복수의 상기 분사 플레이트에 제공된 홀들은 서로 간에 비정렬 상태로 제공되는 기판 처리 장치.The method of claim 2,
When viewed from above, the holes provided in the plurality of spray plates are provided in an unaligned state with each other. 제1항에 있어서,
상기 플레이트 유닛은,
상기 공정 챔버의 내벽에 결합되며, 중앙에 개구가 형성된 지지대와;
상기 가스 도입 공간 내 공정 가스가 상기 처리 공간으로 흐르도록 하는 홀이 형성된 분사 플레이트를 포함하고,
상기 분사 플레이트는,
상기 지지대의 상기 개구에 위치되어 상기 지지대에 의해 지지되고,
상기 지지대는 링 형상으로 제공되고 그 원주 방향을 따라 상하 방향으로 관통된 복수의 통공들이 형성되는 기판 처리 장치.The method of claim 1,
The plate unit,
A support coupled to the inner wall of the process chamber and having an opening formed at the center thereof;
And a spray plate having a hole formed therein to allow the process gas in the gas introduction space to flow into the processing space,
The spray plate,
It is located in the opening of the support and is supported by the support,
The support is provided in a ring shape and a plurality of through-holes penetrating in a vertical direction along a circumferential direction thereof are formed. 삭제delete 제2항에 있어서,
각각의 상기 분사 플레이트에 인가되는 상기 전압의 크기는 서로 상이한 기판 처리 장치.The method of claim 2,
A substrate processing apparatus having different magnitudes of the voltages applied to each of the spray plates. 제6항에 있어서,
각각의 상기 분사 플레이트에 인가되는 상기 전압의 크기는 상층에 위치된 분사 플레이트에서 하층에 위치된 분사 플레이트로 갈수록 작아지는 기판 처리 장치.The method of claim 6,
A substrate processing apparatus in which the magnitude of the voltage applied to each of the spray plates decreases from a spray plate positioned on an upper layer to a spray plate positioned on a lower layer. 제2항에 있어서,
복수의 상기 분사 플레이트 각각에 제공된 상기 홀들의 크기는 서로 상이한 기판 처리 장치.The method of claim 2,
A substrate processing apparatus having different sizes of the holes provided in each of the plurality of spray plates. 제2항에 있어서,
상기 플레이트 유닛은,
상기 분사 플레이트를 회전시키는 회전 부재를 포함하고,
상기 제어기는,
상기 회전 부재를 더 제어하고,
상기 제어기는,
상부에서 바라 볼 때 복수의 상기 분사 플레이트에 제공된 홀들 사이의 중첩률을 상기 분사 플레이트를 회전시켜 제어하고,
상기 공정 가스로부터 발생하는 플라즈마 이온 크기에 따라 상기 중첩률을 조절하도록 상기 회전 부재를 제어하는 기판 처리 장치.The method of claim 2,
The plate unit,
Including a rotating member for rotating the spray plate,
The controller,
Further controlling the rotating member,
The controller,
When viewed from the top, the overlap rate between the holes provided in the plurality of spray plates is controlled by rotating the spray plate,
A substrate processing apparatus for controlling the rotating member to adjust the overlapping rate according to the size of plasma ions generated from the process gas. 제9항에 있어서,
상기 공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기가 클수록 상기 중첩률은 커지도록 제공되는 기판 처리 장치.The method of claim 9,
The substrate processing apparatus is provided such that the overlapping rate increases as the size of plasma ions generated from the process gas increases. 제2항에 있어서,
상기 플레이트 유닛을 이동시키는 이동 부재를 더 포함하고,
상기 제어기는,
상기 이동 부재를 더 제어하고,
상기 제어기는,
복수의 상기 분사 플레이트 사이의 이격 거리를 조절 하되,
상기 이격 거리는 상기 공정 가스로부터 발생하는 플라즈마 이온 크기에 따라 조절되도록 상기 이동 부재를 제어하는 기판 처리 장치.The method of claim 2,
Further comprising a moving member for moving the plate unit,
The controller,
Further controlling the moving member,
The controller,
Adjust the separation distance between the plurality of spray plates,
The substrate processing apparatus for controlling the moving member so that the separation distance is adjusted according to the size of plasma ions generated from the process gas. 제11항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 가스 공급 유닛이 상기 제1공정 가스를 공급시에는 상기 이격 거리를 제1이격 거리로 조절하고,
상기 가스 공급 유닛이 상기 제2공정 가스를 공급시에는 상기 제1이격 거리보다 큰 제2이격 거리로 조절하도록 상기 이동 부재를 제어하는 기판 처리 장치.The method of claim 11,
The controller,
When the gas supply unit supplies the first process gas, the separation distance is adjusted to the first separation distance,
When the gas supply unit supplies the second process gas, the substrate processing apparatus controls the moving member so that the second separation distance is greater than the first separation distance. 제2항에 있어서,
상기 플레이트 유닛은,
상기 공정 챔버의 내벽에 결합되며, 중앙에 개구가 형성된 지지대를 포함하되,
복수의 상기 분사 플레이트는 상기 지지대의 상기 개구에 위치되도록 상기 지지대에 의해 지지되며,
상기 분사 플레이트와 상기 지지대는 서로 상이한 재질로 제공되고,
상기 지지대는 금속 재질을 포함하고, 상기 분사 플레이트는 세라믹 재질을 포함하는 기판 처리 장치.The method of claim 2,
The plate unit,
It is coupled to the inner wall of the process chamber and includes a support having an opening in the center,
A plurality of the spray plates are supported by the support so as to be located in the opening of the support,
The spray plate and the support are provided with different materials from each other,
The substrate processing apparatus includes a metal material and the spray plate includes a ceramic material. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
기판을 지지 유닛에 위치시키고,
공정 챔버의 내부 공간에 공급되는 공정 가스를 여기시켜 플라즈마를 발생시키고,
상기 플라즈마에서 라디칼을 홀들이 제공된 분사 플레이트를 통해 상기 기판에 공급하여 상기 기판을 식각 처리하되,
상기 분사 플레이트는 전압이 인가되고,
상기 공정 가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기에 따라 상기 분사 플레이트에 인가되는 전압의 크기를 조절하되,
상기 공정 챔버에 제1공정 가스를 공급시에는 상기 분사 플레이트에 제1전압을 인가하고,
상기 공정 챔버에 제2공정 가스를 공급시에는 상기 분사 플레이트에 상기 제1전압 보다 큰 제2전압을 인가하되,
상기 제2공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기는 상기 제1공정가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기보다 작은 기판 처리 방법.In the method of processing a substrate,
Placing the substrate on the support unit,
Excite the process gas supplied to the inner space of the process chamber to generate plasma,
In the plasma, radicals are supplied to the substrate through a spray plate provided with holes to etch the substrate,
Voltage is applied to the spray plate,
Adjusting the size of the voltage applied to the spray plate according to the size of plasma ions generated from the process gas,
When supplying the first process gas to the process chamber, a first voltage is applied to the injection plate,
When supplying the second process gas to the process chamber, a second voltage greater than the first voltage is applied to the spray plate,
A substrate processing method in which the size of plasma ions generated from the second process gas is smaller than the size of plasma ions generated from the first process gas. 제14항에 있어서,
상기 분사 플레이트는 복수로 제공되어 상하 방향으로 서로 이격되고 적층되도록 제공되는 기판 처리 방법.The method of claim 14,
A substrate processing method wherein a plurality of spray plates are provided so as to be spaced apart from each other and stacked in a vertical direction. 제15항에 있어서,
상부에서 바라 볼 때, 복수의 상기 분사 플레이트에 제공된 홀들은 서로 간에 비정렬 상태로 제공되는 기판 처리 방법.The method of claim 15,
When viewed from above, the holes provided in the plurality of spray plates are provided in an unaligned state with each other. 삭제delete 삭제delete 제15항에 있어서,
각각의 상기 분사 플레이트에 서로 상이한 크기의 전압을 인가하는 기판 처리 방법.The method of claim 15,
A substrate processing method of applying voltages of different sizes to each of the spray plates. 제19항에 있어서,
상층에 위치된 분사 플레이트에서 하층에 위치된 분사 플레이트로 갈수록 작은 크기의 전압을 인가하는 기판 처리 방법.The method of claim 19,
A substrate processing method in which a voltage of a smaller magnitude is applied from the spray plate located on the upper layer to the spray plate located on the lower layer. 제15항에 있어서,
상기 분사 플레이트를 회전시켜 상부에서 바라볼 때 복수의 상기 분사 플레이트에 제공된 홀들 사이의 중첩률을 조절하되,
상기 중첩률은 상기 공정 가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기에 따라 조절하는 기판 처리 방법.The method of claim 15,
Adjusting the overlapping rate between the holes provided in the plurality of spray plates when viewed from the top by rotating the spray plate,
The substrate processing method wherein the overlapping rate is adjusted according to the size of plasma ions generated from the process gas. 제21항에 있어서,
상기 공정 가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기가 클수록 상기 중첩률은 커지도록 제공되는 기판 처리 방법.The method of claim 21,
A method of processing a substrate, wherein the overlapping rate increases as the size of plasma ions generated from the process gas increases. 제15항에 있어서,
상기 공정 가스로부터 발생하는 플라즈마 이온의 크기에 따라 복수의 상기 분사 플레이트 사이의 이격 거리를 변화시키는 기판 처리 방법.The method of claim 15,
A substrate processing method of changing a separation distance between the plurality of spray plates according to the size of plasma ions generated from the process gas. 제23항에 있어서,
상기 공정 챔버에 상기 제1공정 가스를 공급시에는 복수의 상기 분사 플레이트 사이의 이격거리를 제1이격거리로 조절하고,
상기 공정 챔버에 상기 제2공정 가스를 공급시에는 복수의 상기 분사 플레이트 사이의 이격거리를 상기 제1이격거리보다 보다 큰 제2이격거리로 조절하는 기판 처리 방법.
The method of claim 23,
When supplying the first process gas to the process chamber, the separation distance between the plurality of injection plates is adjusted to the first separation distance,
When supplying the second process gas to the process chamber, a separation distance between the plurality of injection plates is adjusted to a second separation distance greater than the first separation distance.
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