KR102228931B1 - 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판에 대한 식각 및 증착 등의 기판처리를 수행하는 기판처리장치에 관한 것이다.
본 발명은, 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와; 상기 공정챔버(100) 상측에 설치되어 상기 처리공간(S)으로 공정가스를 분사하는 가스분사부(200)와; 상기 공정챔버(100) 내에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(300)와; 상기 가스분사부(200)로 공정가스를 공급하기 위한 가스소스부(400)와; 상기 가스분사부(200)에 RF전력을 공급하기 위한 RF전력소스부(500)와; 상기 가스소스부(400)와 상기 가스분사부(200) 사이에서 공정가스가 흐르는 유로를 형성하는 가스공급관부(600)와; 상기 RF전력에 의한 상기 가스공급관부(600) 내부의 플라즈마 방전을 방지하기 위하여, 전류인가에 따라 자기장을 형성하며 상기 가스공급관부(600)의 외주측에 설치되는 전자석부(700)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.

Description

기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법{Substrate processing apparatus and substrate processing method using the same}
본 발명은 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판에 대한 식각 및 증착 등의 기판처리를 수행하는 기판처리장치에 관한 것이다.
기판에 식각 또는 증착 등의 기판처리를 수행하기 위해서는, 가스소스로부터 기판처리장치의 공정챔버 내부로 공정이나 세정을 위한 가스를 공급하기 위한 가스공급구조가 필요하다.
그런데, 종래의 가스공급구조의 경우, 공정챔버에 공급되는 RF전력에 의해 가스공급구조 내부에 의도하지 않은 기생플라즈마 또는 플라즈마 방전에 의한 아크가 형성되어 최적화된 기판처리가 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 인식하여, 공정챔버 내에 가스를 공급하는 가스공급관 내부의 플라즈마 방전을 방지할 수 있는 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법 를 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와, 공정챔버(100) 상측에 설치되어 처리공간(S)으로 공정가스를 분사하는 가스분사부(200)와, 공정챔버(100) 내에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(300)와, 가스분사부(200)로 공정가스를 공급하기 위한 가스소스부(400)와, 가스분사부(200)에 RF전력을 공급하기 위한 RF전력소스부(500)와, 가스소스부(400)와 가스분사부(200) 사이에서 공정가스가 흐르는 유로를 형성하는 가스공급관부(600)와, RF전력에 의한 가스공급관부(600) 내부의 플라즈마 방전을 방지하기 위하여, 전류인가에 따라 자기장을 형성하며 가스공급관부(600)의 외주측에 설치되는 전자석부(700)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.
상기 전자석부(700)는, 가스공급관부(600)의 외주측에 가스공급관부(600)의 길이방향을 따라 감기는 하나 이상의 코일부(710)와, 코일부(710)에 전류를 인가하기 위한 DC전원부를 포함할 수 있다.
상기 전자석부(700)는, 가스공급관부(600)의 길이방향을 따라 배치되는 복수의 코일부(710)를 포함하며, 복수의 코일부(710)는, 각각 독립적인 DC전원부에 의해 전류가 인가될 수 있다.
상기 전자석부(700)는, 코일부(710)에 인가되는 전류의 크기를 제어하기 위하여 DC전원부에서 공급되는 전압크기를 제어하는 DC전원제어부를 추가로 포함할 수 있다.
상기 전자석부(700)는, 코일부(710)에 인가되는 전류의 크기를 제어하기 위하여 코일부(710)와 전기적으로 연결되는 가변저항부(730)와. 가변저항부(730)의 저항값을 제어하는 가변저항제어부를 추가로 포함할 수 있다.
상기 전자석부(700)는, 가스공급관부(600) 및 코일부(710) 사이에 설치되는 코일절연부(720)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 코일절연부(720)는, 절연재질이며 가스공급관부(600)와 대응되는 형상의 중공형 구조로 이루어져 가스공급관부(600) 외주면에 결합될 수 있다.
상기 전자석부(700)는, 전자석부(700)가 미리 설정된 온도 이상으로 과열되는 것을 방지하기 위하여 코일부(710) 및 가스공급관부(600) 사이에 설치되는 냉각부(740)를 더 포함할 수 있다.
상기 기판처리장치는, 가스공급관부(600)와 가스소스부(400)를 전기적으로 절연된 상태로 연통시키는 절연부재(800)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 가스소스부(400)는, 공정챔버(100) 내의 세정을 위한 세정가스를 공급하는 세정가스소스부(420) 및 원격플라즈마를 공급하는 원격플라즈마소스부(430) 중 적어도 하나를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
상기 RF전력소스부(500)는, 가스공급관부(600)와 가스분사부(200) 사이에서 가스분사부(200)에 RF전력을 인가할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은, 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와, 공정챔버(100) 상측에 설치되어 처리공간(S)으로 공정가스를 분사하는 가스분사부(200)와, 공정챔버(100) 내에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(300)와, 가스분사부(200)로 공정가스를 공급하기 위한 가스소스부(400)와, 가스분사부(200)에 RF전력을 공급하기 위한 RF전력소스부(500)와, 가스소스부(400)와 가스분사부(200) 사이에서 공정가스가 흐르는 유로를 형성하는 가스공급관부(600)와, RF전력에 의한 가스공급관부(600) 내부의 플라즈마 방전을 방지하기 위하여, 전류인가에 따라 자기장을 형성하며 가스공급관부(600)의 외주측에 설치되는 전자석부(700)를 포함하는 기판처리장치에서 수행되는 기판처리방법을 개시한다.
일 실시예에서, 상기 기판처리방법은, RF전력의 크기, RF전력의 주파수, 공정가스의 종류, 공정챔버(100)의 임피던스 크기 및 가스공급관부(600) 내부의 방전 유무 중 적어도 어느 하나에 대한 정보를 입력 받아 전자석부(700)에 인가되는 전류를 제어할 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 기판처리방법은, RF전력소스부(500)에 의한 RF전력 인가 시 전자석부(700)에 전류를 인가하고, 가스공급관부(600)를 통해 공정챔버(100)로 원격플라즈마 공급 시 전자석부(700)에 인가되는 전류를 차단할 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치는, 공정챔버 내에 가스를 공급하는 가스공급관 외주측에 전류인가에 의해 자기장을 형성하는 전자석부를 설치함으로써 공정챔버에 인가되는 RF전력에 의해 가스공급관 내부에서 플라즈마 방전이 발생되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
특히, 본 발명은 공정환경(RF전원 주파수, RF전원 크기, 가스종류 등)에 따라 인가되는 전류를 제어함으로써 전자석부에서 발생되는 자기장의 크기를 제어할 수 있어 공정분위기를 간단하게 최적화 할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 전자석부에 인가되는 전류의 크기에 따라 전자석부에서 발생되는 자기장의 크기가 결정되므로 공정환경 변화에 따라 전자석을 추가로 설치할 필요가 없어 설치공간의 제약 없이 한정적인 공간을 효율적으로 활용할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 전자석부에서 발생되는 자기장의 크기가 시간에 따라 일정하게 유지될 수 있으므로 기판처리를 반복적으로 수행하는 경우에도 균일한 기판처리가 높은 신뢰도로 보장될 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치를 보여주는 도면이다.
도 2는, 도 1의 기판처리장치의 구성 일부를 보여주는 단면도이다.
이하 본 발명에 따른 기판처리장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 기판처리장치는, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와; 공정챔버(100) 상측에 설치되어 처리공간(S)으로 공정가스를 분사하는 가스분사부(200)와; 공정챔버(100) 내에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(300)와; 가스분사부(200)로 공정가스를 공급하기 위한 가스소스부(400)와; 가스분사부(200)에 RF전력을 공급하기 위한 RF전력소스부(500)와; 가스소스부(400)와 가스분사부(200) 사이에서 공정가스가 흐르는 유로를 형성하는 가스공급관부(600)와; RF전력에 의한 가스공급관부(600) 내부의 플라즈마 방전을 방지하기 위하여, 전류인가에 따라 자기장을 형성하며 가스공급관부(600)의 외주측에 설치되는 전자석부(700)를 포함한다.
본 발명의 처리대상인 기판(10)은, 증착, 식각 등 기판처리가 수행되는 구성으로서, LCD 제조용 기판, OLED 제조용 기판, 태양전지 제조용 기판, 투명 글라스기판 등 어떠한 기판도 가능하다.
상기 공정챔버(100)는, 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 공정챔버(100)는, 상측에 개구가 형성된 챔버본체(120)와, 챔버본체(120)의 개구에 탈착가능하게 결합되어 챔버본체(120)와 함께 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 상부리드(110)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고 상기 공정챔버(100)는, 측면에 형성된 기판(10)의 도입 및 배출을 위한 하나 이상의 게이트(111)가 형성될 수 있다.
상기 공정챔버(100)는, 기판처리 수행을 위한 전원인가시스템, 처리공간(S)의 압력 제어 및 배기를 위한 배기시스템 등이 연결 또는 설치될 수 있다.
상기 가스분사부(200)는, 공정챔버(100) 상측에 설치되어 상기 처리공간(S)으로 공정가스를 분사하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 가스분사부(200)는, 상부리드(120)에 설치되며 일측에 형성되는 가스유입부(202)와, 가스유입부(202)를 통해 유입된 공정가스를 확산시키는 하나 이상의 확산플레이트와, 확산된 공정가스를 처리공간(S)을 향해 분사하는 복수의 분사홀들을 포함할 수 있다.
상기 가스분사부(200)는, 상부리드(120)의 가스유입부(202)에 결합되며 후술하는 가스공급관부(600)와 결합되는 제1연결관부(210)와 연통될 수 있다.
상기 기판지지부(300)는, 공정챔버(100) 내에 설치되어 기판(10)을 지지하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 기판지지부(300)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상면에서 기판(10)을 지지하는 기판지지면과, 기판지지면에 결합되고 공정챔버(100)의 챔버벽을 관통하여 기판상하구동부(미도시)와 결합되어 상하이동되는 기판지지샤프트를 포함할 수 있다.
상기 기판지지면은, 기판(10)의 평면형상에 대응되는 형상의 플레이트로 이루어질 수 있고, 기판가열을 위한 히터부(미도시)를 구비할 수 있다.
상기 기판지지샤프트는, 기판지지면에 결합되고 공정챔버(100)의 챔버벽을 관통하여 기판상하구동부(미도시)와 결합되어 상하이동되는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 기판상하구동부(미도시)는, 기판지지샤프트를 상하이동시키기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하며, 장치의 구성에 따라 모터, 리니어가이드, 스크류, 너트 등을 포함하여 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 가스소스부(400)는, 가스분사부(200)로 공정가스를 공급하기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
구체적으로, 상기 가스소스부(400)는, 기판(10) 상에 식각 또는 증착을 위한 공정가스뿐만 아니라 공정챔버(100)의 세정을 위한 세정가스, 공정챔버(100)의 세정을 위한 원격플라즈마 등을 공정챔버(100)의 가스분사부(200)로 공급하는 소스로서 구성될 수 있다.
예로서, 상기 가스소스부(400)는, 공정가스의 공급을 위한 공정가스소스부(410)에 더하여 공정챔버(100) 내의 세정을 위한 세정가스를 공급하는 세정가스소스부(420) 및 원격플라즈마를 공급하는 원격플라즈마소스부(430) 중 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있다.
상기 가스소스부(400)는, 후술하는 가스공급관부(600)와 결합되어 가스소스부(400)와 후술하는 가스공급관부(600)를 연통시키는 제2연결관부(440)와 결합될 수 있다.
상기 제2연결관부(440)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 공정가스소스부(410), 세정가스소스부(420) 및 원격플라즈마소스부(430) 각각에 대응되어 분기된 관으로 구성될 수 있음은 물론이다.
이때, 상기 기판처리장치는, 후술하는 가스공급관부(600)와 가스소스부(400)를 전기적으로 절연된 상태로 연통시키는 절연부재(800)를 추가로 포함 할 수 있다.
상기 절연부재(800)는, 가스공급관부(600)와 가스소스부(400) 사이에서 가스공급관부(600)와 가스소스부(400)를 전기적으로 절연시키는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
여기서, 상기 절연부재(800)는, 절연재질이라면 다양한 재질이 가능하며, 예로서 세라믹재질로 절연체로 구성될 수 있다.
상기 절연부재(800)는, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 가스소스부(400)의 제2연결관부(440)와 가스공급관부(600) 사이에 설치될 수 있다.
상기 RF전력소스부(500)는, 가스분사부(200)에 RF전력을 공급하기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 RF전력소스부(500)는, 가스분사부(200)에 RF전력을 공급하기 위하여 가스분사부(200)와 전기적으로 연결되며, 가스분사부(200)에 공급된 RF전력에 의하여 가스분사부(200)가 전극으로 작용함으로써 공정챔버(100) 내부에 플라즈마 환경이 조성/유지될 수 있다.
예로서, 상기 RF전력소스부(500)는, 가스공급관부(600)와 가스분사부(200) 사이에서 상기 가스분사부(200)에 RF전력을 인가할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 RF전력소스부(500)는, 가스분사부(200)에 직접 전기적으로 연결되어 RF전력을 인가하거나 또는 가스공급관부(600)와 가스분사부(200) 사이에서 가스공급관부(600)와 가스분사부(200)를 연통시키는 제1연결관부(210)에 전기적으로 연결되어 가스분사부(200)에 RF전력을 인가할 수 있다.
이때, 상기 RF전력소스부(500)에 의하여, 가스공급관부(600)의 일단에 소스가스부(400)가 연결되고 가스공급관부(600)의 타단에 RF전력소스(500)가 연결(RF전력 인가)되는 형태가 이루어진다.
상기 가스공급관부(600)는, 가스소스부(400)와 가스분사부(200) 사이에서 공정가스가 흐르는 유로를 형성하는 구성으로 다양한 구조 및 재질이 가능하다.
예로서, 상기 가스공급관부(600)는, 중공형의 세라믹부재 또는 알루미늄과 같은 금속부재로 이루어질 수 있다.그런데, 상기 가스공급관부(600)는 일측에 연통되는 가스소스부(400)와 절연부재(800)를 통해 절연되므로, 가스공급관부(500)의 타측에서 RF전력소스부(500)에 의하여 RF전력이 공급되는 경우, 가스공급관부(600) 내부에 플라즈마가 형성(기생플라즈마, 플라즈마 방전)되어 노이즈로 작용하는 문제점이 있다.
이에, 본 발명은, RF전력소스부(500)의 RF전력에 의한 가스공급관부(600) 내부의 플라즈마 방전을 방지하기 위하여, 전류인가에 따라 자기장을 형성하며 가스공급관부(600)의 외주측에 설치되는 전자석부(700)를 포함한다.
상기 전자석부(700)는, RF전력에 의한 가스공급관부(600) 내부의 플라즈마 방전을 방지하기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 전자석부(700)는, 가스공급관부(600) 내부에 자기장을 형성하여 가스공급관부(600) 내부의 플라즈마 형성을 방지하기 위하여 가스공급관부(600)의 외주측에 설치될 수 있다.
예로서, 상기 전자석부(700)는, 가스공급관부(600)의 외주측에 가스공급관부(600)의 길이방향을 따라 감기는 하나 이상의 코일부(710)와, 코일부(710)에 전류를 인가하기 위한 DC전원부를 포함할 수 있다.
상기 코일부(710)는, 표면이 유전체에 의해 코팅되어 가스공급관부(600)와 절연된 상태로 가스공급관부(600) 외주측에 감겨질 수 있다.
상기 코일부(710)는, 가스공급관부(600)를 중심으로 가스공급관부(600)의 길이방향을 따라 권선된 솔레노이드로 작용하며, DC 전압에 의해 코일부(710) 내부영역에 균일한 크기의 자기장을 형성할 수 있다.
또한, 상기 코일부(710)는, 코일부(710)를 구성하는 와이어가 권선될 수 있는 그루브가 형성되며 가스공급관부(6100)의 외주면에 결합되는 코일지그부에 감겨 고정될 수 있다.
이때, 상기 전자석부(700)는, 가스공급관부(600) 및 코일부(710) 사이에 설치되는 코일절연부(720)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 코일절연부(720)는, 절연재질(예로서, 테플론)이며 가스공급관부(600)와 대응되는 형상의 중공형 구조로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 코일절연부(720)는, 가스공급관부(600)의 외주면에 결합될 수 있다.
상기 코일절연부(720)는, 코일부(710)가 유전체에 의해 코팅되는 경우 설치가 생략될 수 있다.
한편, 도시하지는 않았으나, 상기 전자석부(700)가 복수의 코일부(710)들을 포함하는 것도 가능함은 물론이다.
즉, 상기 전자석부(700)는, 가스공급관부(600)의 길이방향을 따라 배치되는 복수의 코일부(710)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 복수의 코일부(710)들은, 각각 독립적인 DC전원부에 의해 전류가 인가될 수 있다.
상기 DC전원부는, 코일부(710)에 전류를 인가하기 위하여 코일부(710)에 DC전원을 공급하는 구성을 다양한 구성이 가능하다.
한편, 상기 전자석부(700)는, 코일부(710)에 인가되는 전류의 크기를 제어하기 위한 제어부(미도시)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 제어부는, RF전력의 크기, RF전력의 주파수, 공정가스의 종류, 공정챔버(100)의 임피던스 크기 및 가스공급관부(600) 내부의 방전 유무 중 적어도 어느 하나에 대한 정보를 입력 받아 상기 전자석부(700)에 인가되는 전류를 제어할 수 있다.
여기서, 가스공급관부(600) 내부에 플라즈마 방전이 발생됐는지 여부는, 가스공급관부(600)과 전기적으로 연결된 전류계 등의 측정장치를 활용하여 센싱될 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부는, 전자석부(700)에 전류가 인가되고 있음에도 불구하고 가스공급관부(600) 내부에 플라즈마 방전이 발생된 것으로 확인되는 경우, 전자석부(700)에 인가되는 전류값을 다른 값으로 변경할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는, 가스공급관부(600)를 통해 원격플라즈마소스부(430)에 의한 원격플라즈마가 흐르는 경우 전자석부(700)에 의한 자기장 형성이 불필요 하므로 전자석부(700)에 인가되는 전류를 차단하고, RF전력소스부(500)에 의해 RF전력이 인가되는 경우 전자석부(700)에 전류를 인가할 수 있다.(원격플라즈마소스부(430) 작동시 RF전력소스부(500) 전원 오프상태)
일 실시예에서, 상기 전자석부(700)는, 코일부(710)에 인가되는 전류의 크기를 제어하기 위하여 코일부(710)와 전기적으로 연결되는 가변DC전원부와, 가변DC전원부에서 공급되는 전압크기를 제어하는 가변DC전원제어부를 추가로 포함할 수 있다.
다른 예로서, 상기 전자석부(700)는, 코일부(710)에 인가되는 전류의 크기를 제어하기 위하여 코일부(710)와 전기적으로 연결되는 가변저항부(730)와. 가변저항부(730)의 저항값을 제어하는 가변저항제어부를 추가로 포함할 수 있다.
상기 가변저항제어부가 가변저항부(730)의 저항값을 제어함으로써 전자석부(700)의 코일부(710)에 인가되는 전류가 제어될 수 있다.
즉, 본 발명은, 가스공급관부(600) 외주면에 영구자석이 아닌 전자석부(700)를 설치함으로써, 전자석부(700)에 인가되는 전류의 크기를 조절하여 전자석부(700)에 의하여 형성되는 자기장의 세기를 용이하게 제어할 수 있다.
다시말해, 영구자석은 공정환경에 따라 요구되는 자기장의 세기가 변경되면 그에 따라 영구자석을 제거하거나 추가로 설치해야 하는 번거로움이 있고 영구자석의 추가 설치 시 추가적인 공간이 요구되는 문제점이 있으나, 본 발명은 전자석부(700)를 설치된 상태 그대로 활용할 수 있어 공정환경 변화에 용이하게 대응할 수 있고 전자석부(700)를 간편하게 최적화 할 수 있으며 추가적인 설치공간이 요구되지 않아 한정된 공간을 효율적으로 사용할 수 있는 이점이 있다.
또한, 페라이트와 같은 영구자석의 경우 시간에 따른 자기장의 변화가 존재하는데 반해, 전자석부(700)의 경우 시간에 따른 자기장의 변화가 없어 균일한 기판처리가 보장될 수 있는 이점이 있다.
그리고, 영구자석의 경우, 고온에 강한 재질(예로서, 페라이트)로 이루어진 경우에도, 소스가스부(400)에서 공급되는 고온의 가스에 지속적으로 노출됨으로써 파손되는 문제점이 있으나, 전자석부(700)의 경우 유지보수 기간이 상대적으로 길게 보장될 수 있는 이점이 있다.
한편, 상기 전자석부(700)는, 전류인가에 따른 발열이나 또는 가스공급관부(600)를 흐르는 고온의 공정가스 내지 원격플라즈마에 의하여 미리 설정된 온도 이상으로 과열될 수 있다.
상기 전자석부(700)가 과열되는 경우, 예상과 다른 양상의 자기장이 형성되어 전자석부(700)의 기능이 저하되거나 전자석부(700)가 파손되는 문제점이 있다.
이에 상기 전자석부(700)는, 상기 전자석부(700)가 미리 설정된 온도 이상으로 과열되는 것을 방지하기 위하여 코일부(710) 및 가스공급관부(600) 사이에 설치되는 냉각부(740)를 더 포함할 수 있다.
상기 냉각부(740)는, 수냉파이프 또는 공냉파이프 등 전자석부(700)의 과열을 방지할 수 있다면 다양한 냉각구조가 적용될 수 있다.
예로서, 상기 냉각부(740)는, 코일부(710)와 가스공급관부(600) 사이에(보다 구체적으로, 코일절연부(720)와 가스공급관부(600) 사이) 상기 가스공급관부(600)의 둘레를 따라 설치되는 냉각파이프를 포함할 수 있다.
본 발명과 같은 전자석 대신 영구자석을 활용하는 경우, 영구자석의 설치공간이 크게 요구되어 기판처리장치의 과열 또는 영구자석의 과열을 방지하기 위한 냉각구조의 설치가 용이하지 않은데 반해, 본 발명의 전자석부(700)는 설치공간이 크게 요구되지 않아 상술한 냉각부(740)를 포함한 다른 부재들을 위한 냉각구조가 용이하게 설치될 수 있다.
상술한 구성을 포함하는 기판처리장치에서 수행되는 기판처리방법은, RF전력의 크기, RF전력의 주파수, 공정가스의 종류, 공정챔버(100)의 임피던스 크기 및 가스공급관부(600) 내부의 방전 유무 중 적어도 어느 하나에 대한 정보를 입력 받아 상기 전자석부(700)에 인가되는 전류를 제어할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 기판처리방법은, RF전력의 크기, RF전력의 주파수, 공정가스의 종류, 공정챔버(100)의 임피던스 크기 등의 공정환경을 변화시키는 요소가 존재하는 경우에도, 장치의 구성을 변경할 필요 없이 코일부(710)에 인가되는 전류값을 변경시키는 방식으로 가스공급관부(600) 내의 플라즈마 방전을 용이하게 방지할 수 있다.
다른 측면에서, 상기 기판처리방법은, RF전력소스부(500)에 의한 RF전력 인가 시 전자석부(700)에 전류를 인가하고, 가스공급관부(600)를 통해 공정챔버(100)로 원격플라즈마 공급 시 전자석부(700)에 인가되는 전류를 차단할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 가스공급관부(600) 내에 자기장형성이 불필요한 경우 전자석부(700)에 인가되는 전류를 차단(또는 전원을 차단)하고, 가스공급관부(600) 내에 자기장형성이 필요한 경우 전자석에 전류를 인가(또는 전원을 인가)하는 방식을 통해, 불필요한 전력이 소모되는 것을 방지하고 기판처리장치내에 불필요한 자기장이나 발열이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10: 기판 100: 공정챔버
200: 가스분사부 300: 기판지지부

Claims (13)

  1. 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와;
    상기 공정챔버(100) 상측에 설치되어 상기 처리공간(S)으로 공정가스를 분사하는 가스분사부(200)와;
    상기 공정챔버(100) 내에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(300)와;
    상기 가스분사부(200)로 공정가스를 공급하기 위한 가스소스부(400)와;
    상기 가스분사부(200)에 RF전력을 공급하기 위한 RF전력소스부(500)와;
    상기 가스소스부(400)와 상기 가스분사부(200) 사이에서 공정가스가 흐르는 유로를 형성하는 가스공급관부(600)와;
    상기 RF전력에 의한 상기 가스공급관부(600) 내부의 플라즈마 방전을 방지하기 위하여, 전류인가에 따라 자기장을 형성하며 상기 가스공급관부(600)의 외주측에 설치되는 전자석부(700)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자석부(700)는,
    상기 가스공급관부(600)의 외주측에 상기 가스공급관부(600)의 길이방향을 따라 감기는 하나 이상의 코일부(710)와,
    상기 코일부(710)에 전류를 인가하기 위한 DC전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 전자석부(700)는, 상기 가스공급관부(600)의 길이방향을 따라 배치되는 복수의 코일부(710)를 포함하며,
    상기 복수의 코일부(710)는, 각각 독립적인 DC전원부에 의해 전류가 인가되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 전자석부(700)는,
    상기 코일부(710)에 인가되는 전류의 크기를 제어하기 위하여 상기 DC전원부에서 공급되는 전압크기를 제어하는 DC전원제어부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 전자석부(700)는,
    상기 코일부(710)에 인가되는 전류의 크기를 제어하기 위하여 상기 코일부(710)와 전기적으로 연결되는 가변저항부(730)와. 상기 가변저항부(730)의 저항값을 제어하는 가변저항제어부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 전자석부(700)는,
    상기 가스공급관부(600) 및 상기 코일부(710) 사이에 설치되는 코일절연부(720)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 코일절연부(720)는, 절연재질이며 상기 가스공급관부(600)와 대응되는 형상의 중공형 구조로 이루어져 상기 가스공급관부(600) 외주면에 결합되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 전자석부(700)는,
    상기 전자석부(700)가 미리 설정된 온도 이상으로 과열되는 것을 방지하기 위하여 상기 코일부(710) 및 상기 가스공급관부(600) 사이에 설치되는 냉각부(740)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판처리장치는,
    상기 가스공급관부(600)와 상기 가스소스부(400)를 전기적으로 절연된 상태로 연통시키는 절연부재(800)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스소스부(400)는,
    상기 공정챔버(100) 내의 세정을 위한 세정가스를 공급하는 세정가스소스부(420) 및 원격플라즈마를 공급하는 원격플라즈마소스부(430) 중 적어도 하나를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 RF전력소스부(500)는, 상기 가스공급관부(600)와 상기 가스분사부(200) 사이에서 상기 가스분사부(200)에 RF전력을 인가하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와; 상기 공정챔버(100) 상측에 설치되어 상기 처리공간(S)으로 공정가스를 분사하는 가스분사부(200)와; 상기 공정챔버(100) 내에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(300)와; 상기 가스분사부(200)로 공정가스를 공급하기 위한 가스소스부(400)와; 상기 가스분사부(200)에 RF전력을 공급하기 위한 RF전력소스부(500)와; 상기 가스소스부(400)와 상기 가스분사부(200) 사이에서 공정가스가 흐르는 유로를 형성하는 가스공급관부(600)와; 상기 RF전력에 의한 상기 가스공급관부(600) 내부의 플라즈마 방전을 방지하기 위하여, 전류인가에 따라 자기장을 형성하며 상기 가스공급관부(600)의 외주측에 설치되는 전자석부(700)를 포함하는 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 하나의 항에 따른 기판처리장치에서 수행되는 기판처리방법으로서,
    상기 RF전력의 크기, 상기 RF전력의 주파수, 상기 공정가스의 종류, 상기 공정챔버(100)의 임피던스 크기 및 상기 가스공급관부(600) 내부의 방전 유무 중 적어도 어느 하나에 대한 정보를 입력 받아 상기 전자석부(700)에 인가되는 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  13. 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와; 상기 공정챔버(100) 상측에 설치되어 상기 처리공간(S)으로 공정가스를 분사하는 가스분사부(200)와; 상기 공정챔버(100) 내에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(300)와; 상기 가스분사부(200)로 공정가스를 공급하기 위한 가스소스부(400)와; 상기 가스분사부(200)에 RF전력을 공급하기 위한 RF전력소스부(500)와; 상기 가스소스부(400)와 상기 가스분사부(200) 사이에서 공정가스가 흐르는 유로를 형성하는 가스공급관부(600)와; 상기 RF전력에 의한 상기 가스공급관부(600) 내부의 플라즈마 방전을 방지하기 위하여, 전류인가에 따라 자기장을 형성하며 상기 가스공급관부(600)의 외주측에 설치되는 전자석부(700)를 포함하는 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 하나의 항에 따른 기판처리장치에서 수행되는 기판처리방법으로서,
    상기 RF전력소스부(500)에 의한 RF전력 인가 시 상기 전자석부(700)에 전류를 인가하고, 상기 가스공급관부(600)를 통해 상기 공정챔버(100)로 원격플라즈마 공급 시 상기 전자석부(700)에 인가되는 전류를 차단하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
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