KR102275508B1 - 지지 유닛 및 기판 처리 장치 - Google Patents

지지 유닛 및 기판 처리 장치 Download PDF

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이주석
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피에스케이 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 장치에 있어서, 처리 공간을 가지는 챔버; 상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 상기 처리 공간에 전계를 발생시키는 전원 유닛; 및 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛을 포함하고, 상기 지지 유닛은, 상기 기판이 놓이는 지지 판; 상기 지지 판에 제공되는 전극; 및 상기 전극을 접지시키는 로드를 포함하고, 상기 로드의 표면에는, 상기 로드보다 전도도가 높은 소재로 제공되는 코팅 막이 코팅될 수 있다.

Description

지지 유닛 및 기판 처리 장치{SUPPORTING UNIT AND APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 지지 유닛 및 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치 및 상기 기판 처리 장치가 가지는 지지 유닛에 관한 것이다.
플라즈마는 이온이나 라디칼, 그리고 전자 등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말하며, 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성된다. 반도체 소자 제조 공정은 플라즈마를 이용하여 기판 상의 막질을 제거하는 애싱 또는 식각 공정을 포함한다. 애싱 또는 식각 공정은 플라즈마에 함유된 이온 및 라디칼 입자들이 기판 상의 막질과 충돌 또는 반응함으로써 수행된다.
이와 같은 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치는 High RF Power를 사용한다. 그리고, 기판 처리 장치가 가지는 플라즈마 챔버에서는 변위 전류(Displacement Current)가 발생한다.
도 1은 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 장치가 가지는 일반적인 지지 유닛의 모습을 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 기판을 처리하는 장치가 가지는 일반적인 지지 유닛(1)은 지지 판(2), 지지 축(3), 커버(4), 전극(5), 금속 로드(6), 클램프(7), 그리고 마운트(8)를 포함한다. 지지 판(2)은 웨이퍼 등의 기판이 놓이는 안착 면을 가진다. 지지 판(2) 내에는 전극(5)이 제공된다. 지지 판(2)은 지지 축(3)에 의해 지지된다. 지지 축(3)의 아래에는 커버(4)가 제공된다. 커버(4)의 하부에는 접지 라인(9)과 연결되는 마운트(8)가 제공된다. 마운트(8)와 클램프(7)는 전기적으로 연결된다. 금속 로드(6)는 전극(5)과 연결된다. 클램프(7)는 금속 로드(6)와 접촉된다. 이에, 전극(5)과 연결된 금속 로드(6)는 클램프(7)와 전기적으로 연결되어 접지된다.
이와 같은 일반적인 지지 유닛(1)에서는 금속 로드(6)가 클램프(7) 및/또는 마운트(8)를 매개로 접지된다. 이에, 금속 로드(6)와 클램프(7)와의 접촉면에서 접촉 저항이 발생된다. 접촉 저항에 의해 금속 로드(6)와 클램프(7)와의 접촉면에서 열이 발생한다. 발생한 열은 전압을 떨어 뜨리고, 금속 로드(6)와 클램프(7)에 데미지를 입힌다. 또한, 앞서 언급한 변위 전류가 금속 로드(6)의 표면을 따라 흐르면서 전극(5)을 접지시키는 금속 로드(6)에 데미지가 발생한다.
또한, 금속 로드(6)는 내산화성이 우수한 니켈(Ni)을 포함하는 소재로 제공된다. 그러나, 니켈(Ni)은 전기 전도성이 상대적으로 낮다. 즉, 니켈(Ni)은 상대적으로 저항이 커 금속 로드(6)에 전기가 흐르면 금속 로드(6)는 열을 발생시킬 수 있다.
본 발명은 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 지지 유닛 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판을 지지하는 지지 유닛의 전극을 효과적으로 접지할 수 있는 지지 유닛 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 챔버의 처리 공간에서 발생될 수 있는 변위 전류가 접지 로드에 데미지를 주는 것을 최소화 할 수 있는 지지 유닛 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 장치에 있어서, 처리 공간을 가지는 챔버; 상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 상기 처리 공간에 전계를 발생시키는 전원 유닛; 및 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛을 포함하고, 상기 지지 유닛은, 상기 기판이 놓이는 지지 판; 상기 지지 판에 제공되는 전극; 및 상기 전극을 접지시키는 로드를 포함하고, 상기 로드의 표면에는, 상기 로드보다 전도도가 높은 소재로 제공되는 코팅 막이 코팅될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 로드의 단면에서 바라볼 때, 상기 코팅 막의 두께는, 상기 전원 유닛에 의해 상기 처리 공간에서 발생되는 변위 전류(Displacement current)가 상기 로드로 전달되는 것을 방지할 수 있는 설정 두께 이상의 두께를 가질 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 코팅 막은, 은을 포함하는 소재로 제공되고, 상기 설정 두께는, 17.4 um일 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 코팅 막은, 구리를 포함하는 소재로 제공되고, 상기 설정 두께는, 17.9 um일 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 코팅 막은, 금을 포함하는 소재로 제공되고, 상기 설정 두께는, 21.3 um일 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 로드의 일 단은, 상기 전극과 연결되고, 상기 로드의 타 단은, 상기 로드를 접지시키는 접지 어셈블리와 연결되고, 상기 접지 어셈블리는, 접지 라인; 및 상기 접지 라인, 그리고 상기 로드 사이에 제공되며, 상기 접지 라인과 상기 로드를 서로 전기적으로 연결시키는 접지 플레이트를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 접지 어셈블리는, 상기 접지 플레이트보다 아래에 배치되고, 상기 접지 플레이트를 상기 로드에 밀착시키는 밀착 플레이트를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 로드에는, 상기 밀착 플레이트에 형성된 삽입 홀에 삽입되는 고정 수단이 끼워지는 고정 홀이 형성될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 밀착 플레이트를 상부에서 바라볼 때, 상기 밀착 플레이트에는, 상부에서 바라볼 때, 상기 밀착 플레이트의 가장자리 영역에는 상기 접지 라인이 삽입되는 복수의 개구가 형성될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상부에서 바라본 상기 밀착 플레이트의 가장자리 영역을 가상의 n 개의 영역으로 나누어 볼 때, 상기 n 개의 영역들 중 어느 일부에는 상기 개구가 형성되고, 상기 n 개의 영역들 중 다른 일부에는 상기 개구가 형성되지 않을 수 있다.
또한, 본 발명은, 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 장치가 가지는 지지 유닛을 제공한다. 지지 유닛은, 기판이 놓이는 안착 면을 가지고, 유전 체로 제공되는 지지 판; 상기 지지 판 내에 제공되며, 도전 체로 제공되는 전극; 및 상기 전극을 접지시키는 접지 로드를 포함하고, 상기 접지 로드의 표면에는, 상기 접지 로드보다 전도도가 높은 소재로 제공되는 코팅 막이 코팅될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 접지 로드의 단면에서 바라볼 때, 상기 코팅 막의 두께는, 상기 기판 처리 장치의 전원 유닛에 의해 발생되는 변위 전류가 상기 접지 로드에 전달되는 것을 방지할 수 있도록 스킨 뎁스(Skin Depth) 이상의 두께로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 접지 로드의 일 단은, 상기 전극과 연결되고, 상기 접지 로드의 타 단은, 상기 접지 로드를 접지시키는 접지 어셈블리와 연결되고, 상기 접지 어셈블리는, 접지 라인; 및 상기 접지 라인, 그리고 상기 접지 로드 사이에 제공되며, 상기 접지 라인과 상기 접지 로드를 서로 전기적으로 연결시키는 접지 플레이트를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 접지 어셈블리는, 상기 접지 플레이트보다 아래에 배치되고, 상기 접지 플레이트를 상기 접지 로드에 밀착시키는 밀착 플레이트를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 접지 로드에는, 상기 밀착 플레이트에 형성된 삽입 홀에 삽입되는 고정 수단이 끼워지는 고정 홀이 형성될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 밀착 플레이트를 상부에서 바라볼 때, 상기 밀착 플레이트에는, 상부에서 바라볼 때, 상기 밀착 플레이트의 가장자리 영역에는 상기 접지 라인이 삽입되는 복수의 개구가 형성될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상부에서 바라본 상기 밀착 플레이트의 가장자리 영역을 가상의 n 개의 영역으로 나누어 볼 때, 상기 n 개의 영역들 중 어느 일부에는 상기 개구가 형성되고, 상기 n 개의 영역들 중 다른 일부에는 상기 개구가 형성되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판을 지지하는 지지 유닛의 전극을 효과적으로 접지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 챔버의 처리 공간에서 발생될 수 있는 변위 전류가 접지 로드에 데미지를 주는 것을 최소화 할 수 있다.
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.
도 1은 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 장치가 가지는 일반적인 지지 유닛의 모습을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 지지 유닛을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 지지 유닛을 하부에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 3의 로드를 확대한 모습을 보여주는 도면이다.
도 6은 도 3의 'B' 영역을 확대한 모습을 보여주는 분해 사시도이다.
도 7은 도 6의 접지 플레이트를 상부에서 바라본 도면이다.
도 8은 도 6의 밀착 플레이트를 상부에서 바라본 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는 도 2 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(10)는 기판(W) 상에 형성된 하드 마스크(Hardmask)와 같은 박막을 제거하는 박막 제거 공정(스트립 또는 에칭 공정)을 수행할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(10)는 챔버(100), 지지 유닛(200), 배플(300), 유체 공급 유닛(400), 가스 공급 유닛(500), 배기 유닛(600), 전원 유닛(700), 그리고 제어기(800)를 포함할 수 있다.
챔버(100)는 처리 공간(102)을 가질 수 있다. 챔버(100)는 접지될 수 있다. 챔버(100)가 가지는 처리 공간(102)은 기판(W) 상에 형성된 하드 마스크를 제거하는 박막 제거 공정이 수행되는 공간일 수 있다. 챔버(100)의 일 측에는 기판(W)이 처리 공간(102)으로 반입 또는 기판(W)이 처리 공간(102)으로부터 반출되는 반입구(미도시)가 형성될 수 있다. 반입구는 도어(미도시)에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다. 또한, 챔버(100)의 바닥면에는 후술하는 배기 유닛(600)과 연결되는 배기 홀(104)이 형성될 수 있다.
또한, 챔버(100)에는 냉각 부재(110)가 제공될 수 있다. 냉각 부재(110)는 챔버(100)의 온도를 조절할 수 있다. 냉각 부재(110)는 처리 공간(102)의 온도를 조절할 수 있다. 냉각 부재(110)는 냉각 유체를 공급하는 냉각 유체 공급원과 연결된 유로일 수 있다. 냉각 부재(110)에 공급되는 냉각 유체는, 냉각 수이거나 냉각 가스일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 냉각 부재(110)는 챔버(100)에 냉열을 전달할 수 있는 공지된 기재로 다양하게 변형될 수 있다.
지지 유닛(200)은 처리 공간(102)에서 기판(W)을 지지할 수 있다. 지지 유닛(200)에는 후술하는 전극(240)이 제공될 수 있다. 전극(240)은 접지될 수 있다. 전극(240)은 하부 전극으로서 기능을 수행할 수 있다. 지지 유닛(200)의 구체적인 구조는 후술한다.
배플(300)은 처리 공간(102)으로 공정 가스 및/또는 처리 유체를 공급할 수 있다. 배플(300)은 내부 공간(302)을 가지는 통 형상으로 제공될 수 있다. 또한, 배플(300)의 하면에는 공정 가스 및/또는 처리 유체가 흐르는 분사 홀(304)이 형성될 수 있다. 배플(300)의 상부에는 후술하는 유체 공급 라인(440), 그리고 가스 공급 라인(530)이 연결되는 주입 포트가 형성될 수 있다. 유체 공급 라인(440)이 공급하는 처리 유체, 그리고 가스 공급 라인(530)이 공급하는 공정 가스는 주입 포트를 통해 내부 공간(302)으로 유입될 수 있다. 내부 공간(302)으로 유입된 공정 가스 및/또는 처리 유체는 분사 홀(304)을 통해 처리 공간(102)으로 유입될 수 있다. 또한, 배플(300)의 하면은 가장자리 영역의 하면이 중앙 영역의 하면보다 낮은 단차진 형상을 가질 수 있다. 이에, 배플(300)은 챔버(100)의 상부에 형성된 개구에 삽입되어 설치될 수 있다. 또한, 배플(300)은 접지될 수 있다.
유체 공급 유닛(400)은 처리 공간(102)으로 처리 유체를 공급할 수 있다. 유체 공급 유닛(400)이 공급하는 처리 유체는 물(H20) 또는 알코올 등을 포함할 수 있다. 알코올은 메탄올(MeOH, 제1알코올의 일 예), 또는 에탄올(EtOH, 제2알코올의 일 예)일 수 있다. 또한, 유체 공급 유닛(400)은 처리 유체 공급원(410), 기화기(420, Vaporizer), 유량 조절 부재(430), 그리고 유체 공급 라인(440)을 포함할 수 있다.
처리 유체 공급원(410)은 물(H2O)을 포함하는 처리 유체를 기화기(420)로 전달할 수 있다. 또한, 처리 유체 공급원(410)은 알코올을 포함하는 처리 유체를 기화기(420)로 전달할 수 있다. 알코올은 메탄올(MeOH) 또는 에탄올(EtOH)일 수 있다.
또한, 처리 유체 공급원(410)은 액상의 처리 유체를 기화기(420)로 전달할 수 있다. 기화기(420)에서는 전달 받은 처리 유체를 고온으로 가열하는 등의 방식으로 처리 유체를 기화된 상태로 변화시킬 수 있다. 기화기(420)에서 기화된 상태로 변화된 고온의 처리 유체는 배플(300)과 연결되는 유체 공급 라인(440)을 통해 배플(300)로 전달될 수 있다. 또한, 배플(300)로 전달된 처리 유체는 분사 홀(304)을 통해 처리 공간(102)으로 주입될 수 있다. 또한, 유량 조절 부재(430)는 배플(300)로 전달되는 처리 유체의 단위 시간당 공급 유량을 변경할 수 있다. 유량 조절 부재(430)는 레귤레이터(Regulator)이거나, 유량 조절 밸브 일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 유량 조절 부재(430)는 처리 유체의 단위 시간당 공급 유량을 변경할 수 있는 공지된 장치로 다양하게 변형될 수 있다.
가스 공급 유닛(500)은 처리 공간(102)으로 공정 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 유닛(500)이 처리 공간(102)으로 공급하는 공정 가스는, N2, Ar, H2, O2, O* 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
가스 공급 유닛(500)은 가스 공급원(510), 유량 제어 부재(520), 그리고 가스 공급 라인(530)을 포함할 수 있다.
가스 공급원(510)은 가스 공급 라인(530)을 통해 배플(300)로 공정 가스를 공급할 수 있다. 배플(300)로 공급된 공정 가스는 분사 홀(304)을 통해 처리 공간(102)으로 공급될 수 있다. 가스 공급원(510)은 제1가스 공급원(511), 제2가스 공급원(512), 그리고 제3가스 공급원(513)을 포함할 수 있다. 제1가스 공급원(511)은 질소(N2) 가스를 공급할 수 있다. 제2가스 공급원(512)은 아르곤(Ar) 가스를 공급할 수 있다. 제3가스 공급원(513)은 수소(H2) 가스를 공급할 수 있다. 또한, 가스 공급원(510)이 공급하는 공정 가스의 단위 시간당 공급 유량은 유량 제어 부재(520)에 의해 조절될 수 있다. 예컨대, 유량 제어 부재(520)는 제1유량 제어 부재(521), 제2유량 제어 부재(522), 그리고 제3유량 제어 부재(523)를 포함할 수 있다. 또한, 제1가스 공급원(511)이 공급하는 공정 가스의 단위 시간당 공급 유량은 가스 공급 라인(530)에 설치되는 제1유량 제어 부재(521)에 의해 조절될 수 있다. 또한, 제2가스 공급원(512)이 공급하는 공정 가스의 단위 시간당 공급 유량은 가스 공급 라인(530)에 설치되는 제2유량 제어 부재(522)에 의해 조절될 수 있다. 또한, 제3가스 공급원(513)이 공급하는 공정 가스의 단위 시간당 공급 유량은 가스 공급 라인(530)에 설치되는 제3유량 제어 부재(523)에 의해 조절될 수 있다. 유량 제어 부재(520)는 레귤레이터이거나, 유량 조절 밸브일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 유량 제어 부재(520)는 공정 가스의 단위 시간당 공급 유량을 조절하는 공지된 장치로 다양하게 변형될 수 있다.
배기 유닛(600)은 처리 공간(102)을 배기할 수 있다. 배기 유닛(600)은 기판(W)이 처리되기 전, 기판(W)이 처리되고 난 후, 기판(W)이 처리되는 동안 중 적어도 하나 이상의 시기에 처리 공간(102)을 배기할 수 있다. 배기 유닛(600)은 처리 공간(102)을 배기하여, 처리 공간(102)으로 공급된 공정 가스, 처리 유체, 기판(W)을 처리하는 과정에서 발생될 수 있는 부산물(또는 불순물)을 처리 공간(102)의 외부로 배출할 수 있다. 배기 유닛(600)은 배기 홀(104)과 연결되는 배기 라인(602), 그리고 배기 라인(602)에 감압을 제공하는 배기 부재(604)를 포함할 수 있다. 배기 부재(604)는 펌프일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 배기 부재(604)는 처리 공간(102)에 감압을 제공하여 처리 공간(102)을 배기하는 공지된 장치로 다양하게 변형될 수 있다.
전원 유닛(700)은 처리 공간(102)에 전계를 발생시킬 수 있다. 전원 유닛(700)은 처리 공간(102)에 전계를 발생시켜, 처리 공간(102)으로 공급되는 공정 가스 또는 처리 유체로부터 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 전원 유닛(700)은 고주파 전원(702), 그리고 정합기(704)를 포함할 수 있다. 고주파 전원(702)은 RF 전원일 수 있다. 정합기(704)는 고주파 전원(702)에 대한 정합을 수행할 수 있다.
제어기(800)는 기판 처리 장치(10)를 제어할 수 있다. 제어기(800)는 기판 처리 장치(10)가 기판(W) 상의 박막을 제거하는 박막 제거 공정을 수행할 수 있도록 기판 처리 장치(10)를 제어할 수 있다. 또한, 제어기(800)는 기판 처리 장치(10)의 제어를 실행하는 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 프로세스 컨트롤러와, 오퍼레이터가 기판 처리 장치(10)를 관리하기 위해서 커맨드 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 기판 처리 장치(10)의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스와, 기판 처리 장치(10)에서 실행되는 처리를 프로세스 컨트롤러의 제어로 실행하기 위한 제어 프로그램이나, 각종 데이터 및 처리 조건에 따라 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램, 즉 처리 레시피가 저장된 기억부를 구비할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스 및 기억부는 프로세스 컨트롤러에 접속되어 있을 수 있다. 처리 레시피는 기억 부 중 기억 매체에 기억되어 있을 수 있고, 기억 매체는, 하드 디스크이어도 되고, CD-ROM, DVD 등의 가반성 디스크나, 플래시 메모리 등의 반도체 메모리 일 수도 있다.
도 3은 도 2의 지지 유닛을 보여주는 도면이고, 도 4는 도 3의 지지 유닛을 하부에서 바라본 도면이다. 도 3, 그리고 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 지지 유닛(200)은 지지 판(210), 지지 축(220), 커버(230), 전극(240), 로드(250), 클램프(260), 마운트(270), 그리고 접지 어셈블리(280)를 포함할 수 있다.
지지 판(210)에는 기판(W)이 놓일 수 있다. 지지 판(210)은 기판(W)이 놓이는 안착 면을 가질 수 있다. 지지 판(210)은 유전 체로 제공될 수 있다. 지지 판(210)은 유전체를 포함하는 소재로 제공될 수 있다. 지지 판(210)은 세라믹을 포함하는 소재로 제공될 수 있다. 지지 판(210)은 상부에서 바라 볼 때, 기판(W)과 동일하거나, 그보다 큰 직경을 가질 수 있다. 지지 판(210)은 상부에서 바라볼 때, 원 판 형상을 가질 수 있다.
지지 축(220)은 지지 판(210)을 지지할 수 있다. 지지 축(220)은 유전체를 포함하는 소재로 제공될 수 있다. 지지 축(220)은 절연체를 포함하는 소재로 제공될 수 있다. 지지 축(220)은 지지 판(210)의 하면에 결합될 수 있다. 지지 축(220)은 상부에서 바라볼 때, 지지 판(210)의 중앙 영역에 결합될 수 있다. 지지 축(220)의 하부에는 커버(230)가 제공될 수 있다. 커버(230)는 후술하는 마운트(270)를 고정시킬 수 있다.
전극(240)은 지지 판(210) 내에 제공될 수 있다. 전극(240)은 하부 전극일 수 있다. 전극(240)은 도전 체로 제공될 수 있다. 예컨대, 전극(240)은 도전 성을 가지는 소재로 제공될 수 있다.
로드(250)는 전극(240)을 접지시킬 수 있다. 로드(250)는 접지 로드일 수 있다. 로드(250)는 금속을 포함하는 소재로 제공될 수 있다. 예컨대, 로드(250)는 메탈 로드일 수 있다. 로드(250)는 니켈(Ni)을 포함하는 소재로 제공될 수 있다. 로드(250)의 일 단은 전극(240)과 연결될 수 있다. 로드(250)의 일 단은 전극(240)과 브레이징(Brazing) 방식으로 서로 연결될 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이 로드(250)는 로드(250)보다 전도도가 높은 소재로 제공되는 코팅 막(254)이 코팅될 수 있다. 코팅 막(254)은 금속을 포함하는 소재로 제공될 수 있다. 코팅 막(254)은 전기 도금(Electro plating) 방식으로 로드(250)에 코팅될 수 있다. 코팅 막(254)의 두께(TH)는 설정 두께 이상의 두께를 가질 수 있다. 여기서 설정 두께는 상술한 전원 유닛(700)에 의해 처리 공간(102)에서 발생되는 변위 전류(Displacement current)가 로드(250)로 전달되는 것을 방지할 수 있는 두께일 수 있다. 예컨대, 설정 두께는 스킨 뎁스(Skin Depth)일 수 있다. 스킨 뎁스는 코팅 막(254)의 소재에 따라 달라질 수 있다.
예컨대, 코팅 막(254)이 은을 포함하는 소재로 제공되는 경우, 설정 두께는 17.40143um 일 수 있다. 예컨대, 코팅 막(254)이 구리를 포함하는 소재로 제공되는 경우, 설정 두께는 17.9479um 일 수 있다. 예컨대, 코팅 막(254)이 금을 포함하는 소재로 제공되는 경우, 설정 두께는 21.34694um 일 수 있다. 예컨대, 코팅 막(254)이 크롬을 포함하는 소재로 제공되는 경우, 설정 두께는 22.02913um 일 수 있다. 예컨대, 코팅 막(254)이 알루미늄을 포함하는 소재로 제공되는 경우, 설정 두께는 22.11546um 일 수 있다. 예컨대, 코팅 막(254)이 알루미늄을 포함하는 소재로 제공되는 경우, 설정 두께는 32.03996um 일 수 있다. 예컨대, 코팅 막(254)이 아연을 포함하는 소재로 제공되는 경우, 설정 두께는 33.44794um 일 수 있다. 또한, 코팅 막(254)은 로드(250)보다 상대적으로 전기 전도도가 높다. 이에, 코팅 막(254)에 의한 접지는 보다 효과적으로 이루어질 수 있고, 전기 전도도가 높아(즉, 저항이 상대적으로 낮아), 상술한 열이 발생하는 문제점을 최소화 할 수 있다.
다시 도 3, 그리고 도 4를 참조하면, 클램프(260)는 로드(250)를 클램핑 할 수 있다. 클램프(260)는 로드(250)의 위치를 고정시킬 수 있다. 클램프(260)는 절연 체로 제공될 수 있다. 클램프(260)는 마운트(270)에 고정될 수 있다. 마운트(270)는 금속을 포함하는 소재로 제공될 수 있다. 또한, 도시하지 않았으나, 클램프(260), 마운트(270), 로드(250)의 일 부분, 후술하는 접지 어셈블리(280)는 하우징(미도시)에 둘러싸여질 수 있다. 즉, 클램프(260), 마운트(270), 로드(250)의 일 부분, 후술하는 접지 어셈블리(280)는 하우징이 가지는 내부 공간에 배치될 수 있다. 하우징의 내부 공간으로는 질소(N2)와 같은 비활성 가스가 공급될 수 있다. 로드(250)의 표면에 코팅되는 코팅 막(254)이 외부로 노출되는 경우, 이러한 코팅 막(254)은 니켈(Ni)로 제공되는 로드(250)보다 상대적으로 내산화성이 낮은데, 상술한 바와 같이 로드(250)의 표면이 코팅되는 코팅 막(254)이 하우징의 내부 공간에서 노출되고, 내부 공간으로 비활성 가스가 공급되는 경우 코팅 막(254)이 산화되는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 도 3의 'B' 영역을 확대한 모습을 보여주는 분해 사시도이다. 도 6을 참조하면, 상술한 바와 같이 본 발명의 로드(250)의 일 단은 전극(240)과 연결되고, 본 발명의 로드(250)의 타 단은 접지 어셈블리(280)와 연결될 수 있다.
접지 어셈블리(280)는 접지 플레이트(281), 밀착 플레이트(282), 고정 수단(283), 그리고 접지 라인(GL)을 포함할 수 있다.
로드(250)의 타단에는 접지 플레이트(281)가 접촉되고, 접지 플레이트(281)의 아래에는 밀착 플레이트(282)가 배치되고, 밀착 플레이트(282)는 후술하는 고정 수단(283)에 의해 접지 플레이트(281)를 로드(250)에 밀착시킬 수 있다. 또한, 고정 수단(283)은 나사, 스크류 일 수 있다. 고정 수단(283)은 로드(250)에 형성된 고정 홀(252)에 삽입될 수 있다. 고정 홀(252)은 Helicoil일 수 있다. 고정 홀(252)은 로드(250)의 타단, 중앙 영역에 형성될 수 있다. 전원 유닛(700)에 의한 RF Power는 Skin Effect에 의해 로드(250)의 표면(예컨대, 로드(250) 표면에 제공되는 코팅 막(254)을 따라 흐르기 때문에, 로드(250)에 고정 홀(252)이 형성되고, 고정 홀(252)에 고정 수단(283)이 삽입되더라도, 전기적으로 손실이 거의 없다.
접지 플레이트(281)는 접지 라인(GL)과 연결될 수 있다. 접지 플레이트(281)의 상면은 로드(250)의 타 단과 접촉될 수 있다. 접지 플레이트(281)는 접지 라인(GL), 그리고 로드(250) 사이에 제공될 수 있다. 접지 플레이트(281)는 로드(250)와 접지 라인(GL)을 서로 전기적으로 연결시킬 수 있다. 접지 플레이트(281)는 전도성을 가지는 소재로 제공될 수 있다. 또한,
도 7에 도시된 바 같이 접지 플레이트(281)는 대체로 링 형상을 가질 수 있다. 접지 플레이트(281)의 외주는 로드(250) 및 코팅 막(254)을 포함하는 직경과 같거나, 그보다 큰 직경을 가질 수 있다. 또한, 접지 플레이트(281)에 연결되는 접지 라인(GL)은 접지 플레이트(281)가 가지는 영역을 가상의 n 개의 영역으로 나누어 볼 때, n 개의 영역들 중 어느 일부에 연결되고, n 개의 영역들 중 다른 일부에는 연결되지 않을 수 있다. 예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이, 접지 플레이트(281)가 가지는 영역을 8 개의 영역으로 나누어 볼 때, 접지 라인(GL) 8 개의 영역들 중 7 개의 영역에는 연결되고, 8 개의 영역들 중 1 개의 영역에는 연결되지 않을 수 있다. 이는, 접지 라인(GL)이 연결되지 않는 영역을 통해 후술하는 고정 수단(283)을 사용자가 집어 넣기 용이하게 하기 위함이다.
도 8에 도시된 바 같이 밀착 플레이트(282)는 대체로 원 판 형상을 가질 수 있다. 밀착 플레이트(282)의 중앙 영역에는 상술한 고정 수단(283)이 삽입되는 삽입 홀(282a)이 형성되고, 밀착 플레이트(282)의 가장자리 영역에는 접지 플레이트(281)와 연결되는 접지 라인(GL)이 삽입되는 복수의 개구(282b)들이 형성될 수 있다. 예컨대, 상부에서 바라본 밀착 플레이트(282)의 가장자리 영역을 가장의 n 개의 영역으로 나누어 볼 때, n 개의 영역들 중 어느 일부에는 개구(282b)가 형성되고, n 개의 영역들 중 다른 일부는 개구(282b)가 형성되지 않는 블로킹 플레이트(282c)로 제공될 수 있다. 이는, 접지 라인(GL)이 연결되지 않는 영역인 블로킹 플레이트(282c)를 통해, 사용자가 고정 수단(283)을 삽입 홀(282a)에 대응하는 위치로 집어넣기 용이하게 하기 위함이다. 또한, 밀착 플레이트(282)는 전도성 소재로 제공될 수 있다. 이와 달리, 밀착 플레이트(282)는 절연 체로 제공될 수도 있다.
상술한 바와 같이 본원 발명의 로드(250)는 전기 전도성이 상대적으로 높은 코팅 막(254)으로 코팅된다. 이에, 접지 효율을 높일 수 있다. 또한, 코팅 막(254)이 스킨 뎁스보다 두꺼운 두께로 제공되므로, 처리 공간(102)의 변위 전류에 의해 로드(250)가 데미지를 입는 것을 최소화 할 수 있다. 또한, 로드(250)에 흐르는 전류는, 로드(250)의 표면, 보다 상세하게는 로드(250)의 표면에 제공되는 코팅 막(254)을 따라 흐르므로, 상술한 고정 홀(252)이 로드(250)의 중앙 영역에 형성되고, 고정 홀(252)에 고정 수단(283)이 삽입되더라도 전기적 손실이 적다. 또한, 도전성 소재로 제공되는 접지 플레이트(281)를 통해 로드(250)의 타 단과 맞닿는 면적을 넓히므로, 접지 효율을 보다 높일 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
지지 유닛 : 1
지지 판 : 2
지지 축 : 3
커버 : 4
전극 : 5
금속 로드 : 6
클램프 : 7
마운트 : 8
접지 라인 : 9
기판 : W
기판 처리 장치 : 10
챔버 : 100
처리 공간 : 102
배기 홀 : 104
냉각 부재 : 106
지지 유닛 : 200
지지 판 : 210
지지 축 : 220
커버 : 230
전극 : 240
로드 : 250
고정 홀 : 252
코팅 막 : 254
클램프 : 260
마운트 : 270
접지 어셈블리 : 280
접지 플레이트 : 281
밀착 플레이트 : 282
삽입 홀 : 282a
개구 : 282b
고정 수단 : 283
접지 라인 : GL
배플 : 300
내부 공간 : 302
분사 홀 : 304
유체 공급 유닛 : 400
처리 유체 공급원 : 410
기화기 : 420
유량 조절 부재 : 430
유체 공급 라인 : 440
가스 공급 유닛 : 500
가스 공급원 : 510
제1가스 공급원 : 511
제2가스 공급원 : 512
제3가스 공급원 : 513
유량 제어 부재 : 520
제1유량 제어 부재 : 521
제2유량 제어 부재 : 522
제3유량 제어 부재 : 523
가스 공급 라인 : 530
배기 유닛 : 600
배기 라인 : 602
배기 부재 : 604
전원 유닛 : 700
고주파 전원 : 702
정합기 : 704
제어기 : 800

Claims (17)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    처리 공간을 가지는 챔버;
    상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛;
    상기 처리 공간에 전계를 발생시키는 전원 유닛; 및
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛을 포함하고,
    상기 지지 유닛은,
    상기 기판이 놓이는 지지 판;
    상기 지지 판에 제공되는 전극; 및
    상기 전극을 접지시키는 로드를 포함하되,
    상기 로드의 표면에는,
    상기 로드보다 전도도가 높은 소재로 제공되는 코팅 막이 코팅되고,
    상기 로드의 일 단은 상기 전극과 연결되고,
    상기 로드의 타 단은 상기 로드를 접지시키는 접지 어셈블리와 연결되고,
    상기 접지 어셈블리는,
    접지 라인;
    상기 접지 라인, 그리고 상기 로드 사이에 제공되며, 상기 접지 라인과 상기 로드를 서로 전기적으로 연결시키는 접지 플레이트; 및
    상기 접지 플레이트보다 아래에 배치되고, 상기 접지 플레이트를 상기 로드에 밀착시키는 밀착 플레이트를 포함하되,
    상기 로드에는 상기 밀착 플레이트에 형성된 삽입 홀에 삽입되는 고정 수단이 끼워지는 고정 홀이 형성되는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로드의 단면에서 바라볼 때, 상기 코팅 막의 두께는,
    상기 전원 유닛에 의해 상기 처리 공간에서 발생되는 변위 전류(Displacement current)가 상기 로드로 전달되는 것을 방지할 수 있는 설정 두께 이상의 두께를 가지는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 코팅 막은,
    은을 포함하는 소재로 제공되고,
    상기 설정 두께는,
    17.4 um인 기판 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 코팅 막은,
    구리를 포함하는 소재로 제공되고,
    상기 설정 두께는,
    17.9 um인 기판 처리 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 코팅 막은,
    금을 포함하는 소재로 제공되고,
    상기 설정 두께는,
    21.3 um인 기판 처리 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 밀착 플레이트를 상부에서 바라볼 때, 상기 밀착 플레이트에는,
    상부에서 바라볼 때, 상기 밀착 플레이트의 가장자리 영역에는 상기 접지 라인이 삽입되는 복수의 개구가 형성되는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상부에서 바라본 상기 밀착 플레이트의 가장자리 영역을 가상의 n 개의 영역으로 나누어 볼 때, 상기 n 개의 영역들 중 어느 일부에는 상기 개구가 형성되고, 상기 n 개의 영역들 중 다른 일부에는 상기 개구가 형성되지 않는 기판 처리 장치.
  11. 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 장치가 가지는 지지 유닛에 있어서,
    기판이 놓이는 안착 면을 가지고, 유전 체로 제공되는 지지 판;
    상기 지지 판 내에 제공되며, 도전 체로 제공되는 전극; 및
    상기 전극을 접지시키는 접지 로드를 포함하고,
    상기 접지 로드의 표면에는,
    상기 접지 로드보다 전도도가 높은 소재로 제공되는 코팅 막이 코팅되고,
    상기 로드의 일 단은 상기 전극과 연결되고,
    상기 로드의 타 단은 상기 로드를 접지시키는 접지 어셈블리와 연결되고,
    상기 접지 어셈블리는,
    접지 라인;
    상기 접지 라인, 그리고 상기 로드 사이에 제공되며, 상기 접지 라인과 상기 로드를 서로 전기적으로 연결시키는 접지 플레이트; 및
    상기 접지 플레이트보다 아래에 배치되고, 상기 접지 플레이트를 상기 로드에 밀착시키는 밀착 플레이트를 포함하되,
    상기 로드에는 상기 밀착 플레이트에 형성된 삽입 홀에 삽입되는 고정 수단이 끼워지는 고정 홀이 형성되는 지지 유닛.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 접지 로드의 단면에서 바라볼 때, 상기 코팅 막의 두께는,
    상기 기판 처리 장치의 전원 유닛에 의해 발생되는 변위 전류가 상기 접지 로드에 전달되는 것을 방지할 수 있도록 스킨 뎁스(Skin Depth) 이상의 두께로 제공되는 지지 유닛.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제11항에 있어서,
    상기 밀착 플레이트를 상부에서 바라볼 때, 상기 밀착 플레이트에는,
    상부에서 바라볼 때, 상기 밀착 플레이트의 가장자리 영역에는 상기 접지 라인이 삽입되는 복수의 개구가 형성되는 지지 유닛.
  17. 제16항에 있어서,
    상부에서 바라본 상기 밀착 플레이트의 가장자리 영역을 가상의 n 개의 영역으로 나누어 볼 때, 상기 n 개의 영역들 중 어느 일부에는 상기 개구가 형성되고, 상기 n 개의 영역들 중 다른 일부에는 상기 개구가 형성되지 않는 지지 유닛.


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