KR102278081B1 - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 가스 처리하는 장치 및 방법을 제공한다.
기판을 처리하는 장치는 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 챔버, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 처리 공간에서 가스를 공급하는 가스 공급 유닛, 그리고 상기 처리 공간에 공급되는 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되, 상기 가스 공급 유닛은 상기 기판 지지 유닛과 마주하는 상부에 위치되며, 가스가 토출되는 복수의 토출홀들이 형성되는 샤워 헤드 유닛과 상기 샤워 헤드 유닛에 가스를 공급하는 가스 블록을 포함하되, 상기 샤워 헤드 유닛은 내부에 상기 토출홀과 연통되며 서로 구획된 영역들이 형성되고, 상기 가스 블록은 상기 구획된 영역들 각각에 가스를 서로 다른 유속으로 공급한다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and Method for treating substrate}
본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 기판을 가스 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하는 공정에 있어서 사진, 식각, 박막 증착, 이온주입, 그리고 세정 등 다양한 공정들이 수행된다. 이러한 공정들 중 식각, 박막 증착, 이온 주입, 그리고 세정 공정에는 가스를 이용한 기판 처리 장치가 사용된다.
일반적으로 가스 처리 공정은 챔버 내에 공정 가스를 공급하여 기판을 가스 처리하는 공정을 포함한다. 공정 가스는 기판의 전체 영역에 균일하게 공급되기 위해 기판과 유사 크기를 갖는 샤워 헤드가 기판의 상부에 위치된다. 샤워 헤드는 기판과 마주하는 면에 복수의 토출홀들이 형성되며, 각 토출홀들로부터 공정 가스를 공급하여 기판을 가스 처리한다.
일반적으로 각 토출홀은 동일한 형상을 가지며, 동일 유속으로 공급된다. 그러나 공정이 진행되는 중에 공정 가스의 일부는 샤워 헤드와 반응하여 토출홀의 크기를 변경시킨다. 예컨대. 공정 가스는 기판의 막의 제거하는 식각 가스로 제공되며, 공정 가스는 샤워 헤드를 식각할 수 있습니다.
특히, 토출홀은 내측단에서 토출단까지 연장되는 홀로 제공되고, 토출단은 기판이 처리되는 공간에 노출됩니다. 이에 따라 도 1과 같이, 토출단(2a)은 내측단(2b)에 비해 다량의 식각 가스에 노출되며 공정이 반복 진행될수록 토출단(2a)은 내측단(2b)에 비해 큰 직경을 가집니다.
이 결과 각각의 토출홀은 서로 다른 유속의 공정 가스를 토출하며, 이는 불균일한 가스 처리의 원인이 된다. 특히, 샤워 헤드(2)의 중앙 영역은 다른 부분에 비해 공정 가스의 유속이 느릴 수 있으며, 이 경우 도 2와 같이, 공정 가스가 기판이 공급되지 못한 채로 배기된다.
본 발명은 기판을 균일하게 가스 처리할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한 본 발명은 가스가 영역 별로 균일한 속도로 토출되는 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 가스 처리하는 장치 및 방법을 제공한다.
기판을 처리하는 장치는 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 챔버, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 처리 공간에서 가스를 공급하는 가스 공급 유닛, 그리고 상기 처리 공간에 공급되는 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되, 상기 가스 공급 유닛은 상기 기판 지지 유닛과 마주하는 상부에 위치되며, 가스가 토출되는 복수의 토출홀들이 형성되는 샤워 헤드 유닛과 상기 샤워 헤드 유닛에 가스를 공급하는 가스 블록을 포함하되, 상기 샤워 헤드 유닛은 내부에 상기 토출홀과 연통되며 서로 구획된 영역들이 형성되고, 상기 가스 블록은 상기 구획된 영역들 각각에 가스를 서로 다른 유속으로 공급한다.
상기 장치는 상기 가스 블록을 제어하는 제어기를 더 포함하되, 상부에서 바라볼 때 상기 구획된 영역들은, 중심을 포함하는 제1영역과 상기 제1영역을 감싸는 제2영역을 포함하고, 상기 가스 블록은 상기 제1영역에 연결되는 제1유로와 상기 제2영역에 연결되는 제2유로가 형성되는 바디, 상기 제1유로에 흐르는 가스를 제1유속으로 조절하는 제1조절기, 그리고 상기 제2유로에 흐르는 가스를 제2유속으로 조절하는 제2조절기를 포함하되, 상기 제어기는 상기 제1유속과 상기 제2유속이 상이하도록 상기 가스 블록을 조절할 수 있다. 상기 제어기는 상기 제1유속이 상기 제2유속에 비해 빠르도록 상기 가스 블록을 조절할 수 있다.
상기 제어기는 기판을 처리하는 공정 횟수가 늘어날수록 상기 제1유속을 높일 수 있다. 상기 제어기는 상기 공정 횟수에 따라 상기 제2유속을 함께 높일 수 있다. 상기 제어기는 상기 제1유속과 상기 제2유속을 높여 상기 샤워 헤드 유닛과 상기 기판 지지 유닛의 사이 공간에 공급되는 가스의 유속을 일정하게 유지할 수 있다.
기판을 처리하는 방법은 샤워 헤드 유닛 내에 서로 구획된 제1영역과 제2영역으로부터 공정 가스를 토출하여 상기 기판을 처리하되, 상기 제1영역과 상기 제2영역에 공급되는 가스의 유속은 서로 상이하게 제공된다.
상부에서 바라볼 때 상기 제1영역은 중심을 포함하고, 상기 제2영역은 상기 제1영역을 감싸도록 제공되며, 상기 공정 가스는 상기 제1영역에 제1유속으로 공급되고, 상기 제2영역에 상기 제1유속보다 느린 제2유속으로 공급될 수 있다.
상기 기판은 제1기판부터 제N기판을 포함하되, 상기 기판을 가스 처리하는 것은 상기 제1기판에서 상기 제N기판(N은 자연수)까지 순차적으로 가스 처리하는 것을 포함하고, 상기 제N기판에 대한 공정 때에는 상기 제1기판에 대한 공정 때보다 상기 제1영역에 공급되는 공정 가스의 유속을 더 빠르게 제공할 수 있다.
상기 공정 가스는 상기 기판을 식각 처리하는 식각 가스를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 토출홀의 크기가 영역 별로 상이해지더라도, 토출홀에 공급되는 가스의 유속을 보상함으로써, 가스의 토출 속도를 균일하게 조절할 수 있다.
도 1은 일반적은 샤워 헤드의 토출홀을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 샤워 헤드로부터 토출되는 가스의 흐름을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 3의 배플을 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 3의 샤워 헤드 유닛을 개략적으로 보여주는 절단 사시도이다.
도 6은 도 5의 분배 플레이트를 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 5의 각 영역 별 토출홀을 확대해 보여주는 도면이다.
도 8은 도 7의 각 토출홀에서 토출되는 가스의 흐름을 보여주는 도면이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
본 실시예에서는 챔버 내에서 플라즈마를 이용하여 기판을 식각 처리하는 기판 처리 장치를 일 예로 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 샤워 헤드 유닛으로부터 토출되는 가스를 이용하여 기판을 처리하는 장치라면 다양한 공정에 적용 가능하다.
이하, 도 3 내지 도 8을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이다. 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 챔버(100), 기판 지지 유닛(200), 플라즈마 소스(400), 배플(500), 가스 공급 유닛(600), 그리고 제어기(900)를 포함한다.
챔버(100)은 내부에 기판(W)이 처리되는 처리 공간을 제공한다. 챔버(100)는 원형의 통 형상으로 제공된다. 챔버(100)은 금속 재질로 제공된다. 예컨대, 챔버(100)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 챔버(100)의 일측벽에는 개구(130)가 형성된다. 개구(130)는 기판(W)이 반출입 가능한 출입구(130)로 제공된다. 출입구(130)는 도어(140)에 의해 개폐 가능하다. 챔버(100)의 바닥면에는 배기홀(150)이 형성된다. 배기홀(150)은 배기 라인을 통해 감압 부재(160)에 연결된다. 감압부재(160)는 배기 라인을 통해 배기홀(150)로 진공압을 제공한다. 공정 진행 중에 발생되는 부산물 및 챔버(100) 내에 머무르는 플라즈마는 진공압에 의해 챔버(100)의 외부로 배출된다.
기판 지지 유닛(200)은 처리 공간에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(200)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 지지하는 정전척(200)으로 제공될 수 있다. 선택적으로 기판 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수 있다.
정전척(200)은 유전판(210), 포커스링(250), 그리고 베이스(230)를 포함한다. 유전판(210)의 상면에는 기판(W)이 직접 놓인다. 유전판(210)은 원판 형상으로 제공된다. 유전판(210)은 기판(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 유전판(210)의 내부에는 내부 전극(212)이 설치된다. 내부 전극(212)에는 전원(미도시)이 연결되고, 전원(미도시)으로부터 전력을 인가받는다. 내부 전극(212)은 인가된 전력(미도시)으로부터 기판(W)이 유전판(210)에 흡착되도록 정전기력을 제공한다. 유전판(210)의 내부에는 기판(W)을 가열하는 히터(214)가 설치된다. 히터(214)는 내부 전극(212)의 아래에 위치될 수 있다. 히터(214)는 나선 형상의 코일로 제공될 수 있다. 예컨대, 유전판(210)은 세라믹 재질로 제공될 수 있다.
베이스(230)는 유전판(210)을 지지한다. 베이스(230)는 유전판(210)의 아래에 위치되며, 유전판(210)과 고정결합된다. 베이스(230)의 상면은 그 중앙영역이 가장자리영역에 비해 높도록 단차진 형상을 가진다. 베이스(230)는 그 상면의 중앙영역이 유전판(210)의 저면에 대응하는 면적을 가진다. 베이스(230)의 내부에는 냉각유로(232)가 형성된다. 냉각유로(232)는 냉각유체가 순환하는 통로로 제공된다. 냉각유로(232)는 베이스(230)의 내부에서 나선 형상으로 제공될 수 있다. 베이스에는 외부에 위치된 고주파 전원(234)과 연결된다. 고주파 전원(234)은 베이스(230)에 전력을 인가한다. 베이스(230)에 인가된 전력은 챔버(100) 내에 발생된 플라즈마가 베이스(230)를 향해 이동되도록 안내한다. 베이스(230)는 금속 재질로 제공될 수 있다.
포커스링(250)은 플라즈마를 기판(W)으로 집중시킨다. 포커스링(250)은 내측링(252) 및 외측링(254)을 포함한다. 내측링(252)은 유전판(210)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내측링(252)을 베이스(230)의 가장자리영역에 위치된다. 내측링(252)의 상면은 유전판(210)의 상면과 동일한 높이를 가지도록 제공된다. 내측링(252)의 상면 내측부는 기판(W)의 저면 가장자리영역을 지지한다. 예컨대, 내측링(252)은 도전성 재질로 제공될 수 있다. 외측링(254)은 내측링(252)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 외측링(254)은 베이스(230)의 가장자리영역에서 내측링(252)과 인접하게 위치된다. 외측링(254)의 상면은 내측링(252)의 상면에 비해 그 높이가 높게 제공된다. 외측링(254)은 절연 물질로 제공될 수 있다.
플라즈마 소스(400)는 챔버(100) 내에 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 일 예에 의하면, 플라즈마 소스(400)로는 용량 결합형 플라즈마(CCP: Capacitively coupled plasma)가 사용될 수 있다. 플라즈마 소스(400)는 챔버(100) 내부에서 상부 전극 및 하부 전극(미도시)을 포함할 수 있다. 상부 전극(420) 및 하부 전극은 챔버(100)의 내부에서 서로 평행하게 상하로 배치될 수 있다. 양 전극 중 어느 하나의 전극은 고주파 전력을 인가하고, 다른 전극은 접지될 수 있다. 양 전극 간의 공간에는 전자기장이 형성되고, 이 공간에 공급되는 공정 가스는 플라즈마 상태로 여기될 수 있다. 일 예에 의하면, 상부 전극(420)은 샤워 헤드(650)에 제공되고, 하부 전극은 베이스의 내부에 제공될 수 있다. 하부 전극에는 고주파 전력이 인가되고, 상부 전극(420)은 접지될 수 있다. 이와 달리, 상부 전극과 하부 전극에 모두 고주파 전력이 인가될 수 있다. 이로 인해 상부 전극(420)과 하부 전극 사이에 전자기장이 발생된다. 발생된 전자기장은 챔버(100) 내부로 제공된 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기 시킨다.
배플(500)은 처리 공간에서 플라즈마를 영역 별로 균일하게 배기시킨다. 도 4는 도 3의 배플을 보여주는 평면도이다. 도 4를 참조하면, 배플(500)은 처리공간에서 챔버(100)의 내측벽과 기판 지지 유닛(400)의 사이에 위치된다. 배플(500)은 환형의 링 형상으로 제공된다. 배플(500)에는 복수의 관통홀들(502)이 형성된다. 관통홀들(502)은 상하방향을 향하도록 제공된다. 관통홀들(502)은 배플(500)의 원주방향을 따라 배열된다. 관통홀들(502)은 슬릿 형상을 가지며, 배플(500)의 반경방향을 향하는 길이 방향을 가진다.
가스 공급 유닛은 처리 공간으로 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛은 샤워 헤드 유닛(600) 및 가스 블록(800)을 포함한다. 샤워 헤드 유닛(600)은 기판 지지 유닛(400)에 위치한 기판(W)의 상부에서 기판과 마주하게 위치된다. 샤워 헤드 유닛(600)은 기판(W)과 마주하는 저면에 복수의 토출홀들(712)이 형성된다. 샤워 헤드 유닛(600)은 챔버(100)의 상부벽에 설치된다. 일 예에 의하면, 샤워 헤드 유닛은 중심축이 챔버(100)의 중심축과 일치하게 위치될 수 있다. 예컨대, 공정 가스는 식각 가스일 수 있다.
가스 블록(800)은 샤워 헤드 유닛(600)에 공정 가스를 공급한다. 샤워 헤드 유닛(600)의 내부에는 서로 구획된 복수의 영역들이 형성되며, 이들 영역은 토출홀(712)과 연통되게 제공된다. 가스 블록(800)은 각각의 구획 영역에 공정 가스를 공급한다. 가스 블록(800)은 구획 영역들에 공정 가스를 서로 다른 유속으로 공급한다.
다음은 샤워 헤드 유닛(600)을 보다 자세히 설명한다. 도 5는 도 3의 샤워 헤드 유닛을 개략적으로 보여주는 절단 사시도이고, 도 6은 도 5의 분배 플레이트를 보여주는 평면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 샤워 헤드 유닛(600)은 토출 플레이트(710), 분배 플레이트(730), 그리고 도입 플레이트(770)를 포함한다. 아래에서 위 방향을 향해 순차적으로 토출 플레이트(710), 분배 플레이트(730), 도입 플레이트(770)가 위치된다. 토출 플레이트(710), 분배 플레이트(730), 도입 플레이트(770) 각각은 적층되게 위치된다.
토출 플레이트(710)는 판 형상을 가진다. 예컨대, 토출 플레이트(710)는 원판 형상을 가질 수 있다. 토출 플레이트(710)는 그 저면이 처리 공간에 노출된다. 토출 플레이트(710)에는 복수의 토출홀들(712)이 형성된다. 각각의 토출홀(712)은 상하 방향을 향하도록 형성된다. 공정 가스는 토출홀들(712)을 통해 처리 공간으로 공급된다. 토출홀(712)은 토출 플레이트(710)의 저면에서 상면까지 연장되는 홀로 제공된다. 토출홀(712)은 길이 방향에 따른 직경이 동일하게 제공된다. 예컨대, 토출훌(712)은 토출 플레이트(710)의 저면에 해당되는 부분을 토출단(712a)으로 정의하고, 토출 플레이트(710)의 상면에 해당되는 부분을 내측단(712b)으로 정의한다. 토출단(712a)은 내측단(712b)에 비해 공정 가스의 노출 빈도가 높으며, 공정 가스에 의해 식각 정도가 크다. 이에 따라 토출단(712a)은 내측단(712b)에 비해 큰 직경이 형성될 수 있다.
분배 플레이트(730)는 공정 가스를 가열하며, 각 영역에 위치된 토출홀에 공급할 가스를 분배한다. 분배 플레이트(730)는 토출 플레이트(710)의 위에 위치되는 상부 플레이트(730)로 제공된다. 분배 플레이트(730)는 상판(740), 구획판, 그리고 히터(750)를 포함한다. 상판(740)는 일부가 토출 플레이트(710)와 유사한 원판 형상으로 제공된다. 상판(740)은 영역 별 높이가 서로 다르게 제공된다. 상판(740)의 저면은 가장자리 영역이 중앙 영역에 비해 높이가 다르게 제공된다. 상판(740)의 저면은 가장자리 영역이 중앙 영역에 비해 높게 위치될 수 있다. 이에 따라 상판(740)은 저면 가장자리 영역이 단차진 형상을 가지도록 제공될 수 있다. 상판(740)의 저면 중앙 영역은 토출 플레이트(710)와 마주하게 위치되며, 토출 플레이트(710)에 대응되는 크기를 가진다. 상판(740)의 중앙 영역에는 복수의 연장홀들(744)이 형성된다. 상판(740)은 토출 플레이트(710)의 상면에 접촉되게 위치된다. 연장홀들(744)은 토출홀들(712)과 일대일 대응되는 개수로 제공된다. 상판(740)은 연장홀들(744)과 토출홀들(712)이 상하 방향으로 일치하도록 위치된다. 연장홀들(744)은 아래로 갈수록 폭이 작아지도록 단차지게 제공된다. 따라서 측부에서 바라볼 때 연장홀(744) 및 토출홀(712)은 상판(740)의 상단에서 토출 플레이트(710)의 하단까지 연장된 홀로 제공된다.
구획판(738)은 상판의 상면으로부터 위로 연장되게 제공된다. 구획판(738)은 상판의 상면을 복수의 구획 영역으로 구분한다. 구획판(738)은 동심원을 가지는 복수의 링으로 제공되며, 구획 영역은 제1영역(734), 제2영역(735), 그리고 제3영역(736)을 포함한다. 제1영역(734)은 중심을 포함하는 영역이고, 제2영역(735)은 제1영역(734)을 감싸는 영역이며, 제3영역(736)은 제2영역(735)을 감싸는 영역으로 제공된다. 각 영역은 상판, 구획판(738), 그리고 도입 플레이트((770)가 서로 조합되어 형성되는 공간으로 제공된다.
히터(750)는 상판(740)의 내부에 위치된다. 예컨대, 히터(750)는 열선일 수 있다. 히터(750)는 나선 형상의 코일로 제공될 수 있다.
도입 플레이트(770)는 가스 공급 라인으로부터 공급된 공정 가스를 분배 플레이트(730)의 각 영역으로 공급한다. 도입 플레이트(770)는 상판(740)의 위에 적층되게 위치된다. 도입 플레이트(770)는 상판(740)의 상면에 대응되는 크기의 원판 형상으로 제공된다. 도입 플레이트(770)와 상판(740)은 서로 밀착된 위치에서 볼트에 의해 서로 체결될 수 있다. 도입 플레이트에는 복수의 도입 라인들이 형성된다. 복수의 도입 라인들은 서로 독립된 라인들로 제공되며, 분배 플레이트(730)의 각 영역에 대응되게 제공된다. 도입 플레이트(770)의 위에는 상부 전극(420)이 적층되게 위치된다. 상부 전극(420)은 하부 전극과 전자기장을 형성할 수 있다.
도입 플레이트(770) 내에는 냉각 부재(790)가 제공된다. 냉각 부재(790)는 도입 플레이트(770)의 내부에 형성된 냉각 유로(790)로 제공된다. 냉각 유로(790)는 냉각수 또는 냉각 유체가 흐르는 통로로 제공된다. 냉각수 또는 냉각 유체는 분배 플레이트(730) 및 토출 플레이트(710)가 한계 온도 이상으로 가열되는 것을 방지한다.
가스 블록(800)은 분배 플레이트(730)의 각 영역에 공정 가스를 공급한다. 샤워 헤드 유닛(600) 상에 설치된다. 본 실시예는 가스 블록(800)이 상부 전극에 설치되는 것으로 설명한다. 가스 블록(800)은 바디(820)와 복수의 조절기를 포함한다. 바디(820)는 내부에 도입단으로부터 복수의 분기단까지 연장되는 유로를 가진다. 유로는 도입단으로부터 연장된 후, 분기점으로부터 분기되어 각 분기단에 연장될 수 있다. 분기점에서 각 분기단을 연장하는 유로들 각각에는 조절기가 설치된다. 예컨대, 제1영역(734)에 연결되는 유로를 제1유로(822)로 정의하고, 제2영역(735)에 연결되는 유로를 제2유로(824)로 정의하며, 제3영역(736)에 연결되는 유로를 제3유로(826)로 정의할 수 있다. 조절기는 유로에 흐르는 공정 가스의 유속을 조절한다. 조절기들은 각 영역에 공급되는 공정 가스의 유속이 서로 상이하도록 공정 가스의 유속을 조절할 수 있다. 예컨대 제1유로(822)에는 제1조절기(832)가 설치되고, 제2유로(824)에는 제2조절기(842)가 설치되며, 제3유로(826)에는 제3조절기(852)가 설치된다. 다음은 설명의 편의를 위해 유로에 흐르는 공정 가스의 유속을 공급 유속으로 정의하고, 토출홀(712)로부터 토출되는 공정 가스의 유속을 토출 유속으로 정의하여 설명한다.
제어기(900)는 각 조절기(832,842,852)를 독립 제어한다. 제어기(900)는 토출홀들(712)의 손상 또는 변형 등으로 인해 토출홀(712)이 상이한 크기를 가지며, 이로 인해 영역 별 토출홀들(712)의 서로 상이한 토출 속도를 보상하도록 각 영역의 공정 가스 유속을 조절한다. 일 예에 의하면, 제어기(900)는 각 영역에 공급되는 공정 가스의 공급 유속을 서로 다르게 조절하여, 토출홀(712)로부터 토출되는 공정 가스의 토출 유속을 서로 균일하게 조절할 수 있다. 제어기(900)는 토출홀(712)의 직경이 커짐에 따라 공정 가스의 공급 유속을 높일 수 있다. 이는 토출홀(712)의 직경이 커질수록 토출 유속이 낮아지는 점을 보상하기 위함이다.
샤워 헤드 유닛(600)이 챔버에 셋업될 때에는 토출홀들(712)이 동일한 직경을 가진다. 그러나 다수의 기판(W)을 처리하는 과정에서 공정 가스는 수백 내지 수만번 토출된다. 공정 가스는 토출되는 과정에서 토출 플레이트(710)를 식각 처리한다. 또한 상부에서 바라볼 때 제1영역(734)과 마주하는 처리 공간은 다른 영역에 비해 플라즈마 밀도가 다소 높다. 이에 따라 제1영역(734)에 연결된 토출홀(712)은 제2영역(735) 및 제3영역(736)에 연결된 토출홀(712)에 비해 손상 정도가 높다. 공정 누적 횟수가 늘어날수록 제1영역(734)에 연결된 토출홀들(712)은 다른 토출홀(712)에 비해 더 큰 직경으로 제공된다. 제어기(900)는 제1유로(822)에 흐르는 공정 가스를 제2유로(824)에 흐르는 공정 가스보다 따른 유속으로 공급함으로써, 제1영역(734)의 토출홀(712)과 다른 토출홀(712) 간의 토출 유속을 균일하게 조절할 수 있다.
다음은 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판(W)을 처리하는 과정을 설명한다. 동일한 직경의 토출홀들(712)이 형성된 샤워 헤드 유닛은 챔버에 설치되고, 제1기판 내지 제N기판을 순차적으로 가스 처리한다. 제1기판을 가스 처리할 때에는 제1유로(822), 제2유로(824), 그리고 제3유로(826)의 각 공급 유속이 동일하게 제공된다. 각 토출홀(712)은 동일한 직경을 가지므로, 공정 가스는 각 영역에서 균일한 토출 유속으로 토출된다. 다수의 기판(W)을 처리하는 중에 토출 플레이트(710)는 공정 가스에 의해 식각 처리된다. 이에 따라 토출홀(712)은 제1기판을 처리할 때보다 큰 직경을 가진다. 따라서 N번째 기판을 처리할 때는 1번째 기판을 처리할 때보다 각 영역에 공급되는 공급 유속을 높여서 공급한다. 이로 인해 제1기판으로 토출되는 공정 가스와 제N기판으로 토출되는 공정 가스는 동일한 토출 유속으로 제공될 수 있다.
또한 토출홀들(712)은 위치 별로 식각 정도가 달리 제공된다. 예컨대, 중앙 영역에 위치되는 토출홀(712)은 다른 영역에 비해 식각 정도가 크다. 이는 처리 공간의 중앙 영역이 다른 영역에 비해 더 높은 밀도를 가짐으로써, 중앙 영역의 토출홀(712)이 다른 영역에 비해 식각 정도가 크게 제공될 수 있다. 이에 따라 중앙 영역의 토출홀(712)은 다른 영역의 토출홀(712)에 비해 큰 직경을 가진다. 따라서 제1영역(734)에 공급되는 공정 가스의 공급 유속은 이와 다른 영역에 공급되는 공정 가스의 공급 유속보다 높게 제공될 수 있다. 이에 따라 중앙 영역의 토출홀(712) 및 이와 다른 영역의 토출홀(712)로부터 토출되는 공정 가스의 토출 속도는 균일하게 제공될 수 있다.
710: 토출 플레이트 712: 토출홀
730: 분배 플레이트 770: 도입 플레이트
800: 가스 블록 822: 제1유로
824: 제2유로 826: 제3유로
832: 제1조절기 842: 제2조절기
852: 제3조절기

Claims (10)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 챔버와;
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 처리 공간에서 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
    상기 처리 공간에 공급되는 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되,
    상기 가스 공급 유닛은,
    상기 기판 지지 유닛과 마주하는 상부에 위치되며, 가스가 토출되는 복수의 토출홀들이 형성되는 샤워 헤드 유닛과;
    상기 샤워 헤드 유닛에 가스를 공급하는 가스 블록을 포함하되,
    상기 샤워 헤드 유닛은 내부에 상기 토출홀과 연통되며 서로 구획된 영역들이 형성되고,
    상기 가스 블록은 상기 구획된 영역들 각각에 가스를 서로 다른 유속으로 공급하고,
    상기 장치는
    상기 가스 블록을 제어하는 제어기를 더 포함하되,
    상부에서 바라볼 때 상기 구획된 영역들은,
    중심을 포함하는 제1영역과;
    상기 제1영역을 감싸는 제2영역을 포함하고,
    상기 가스 블록은,
    상기 제1영역에 연결되는 제1유로와 상기 제2영역에 연결되는 제2유로가 형성되는 바디와;
    상기 제1유로에 흐르는 가스를 제1유속으로 조절하는 제1조절기와;
    상기 제2유로에 흐르는 가스를 제2유속으로 조절하는 제2조절기를 포함하되,
    상기 제어기는 상기 제1유속과 상기 제2유속이 상이하도록 상기 가스 블록을 조절하고,
    상기 제어기는 기판을 처리하는 공정 횟수가 늘어날수록 상기 제1유속을 높이는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 제1유속이 상기 제2유속에 비해 빠르도록 상기 가스 블록을 조절하는 기판 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 공정 횟수에 따라 상기 제2유속을 함께 높이는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 제1유속과 상기 제2유속을 높여 상기 샤워 헤드 유닛과 상기 기판 지지 유닛의 사이 공간에 공급되는 가스의 유속을 일정하게 유지하는 기판 처리 장치.
  7. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    샤워 헤드 유닛 내에 서로 구획된 제1영역과 제2영역으로부터 공정 가스를 토출하여 상기 기판을 처리하되,
    상기 제1영역과 상기 제2영역에 공급되는 가스의 유속은 서로 상이하게 제공되고,
    상부에서 바라볼 때 상기 제1영역은 중심을 포함하고, 상기 제2영역은 상기 제1영역을 감싸도록 제공되며,
    상기 공정 가스는 상기 제1영역에 제1유속으로 공급되고, 상기 제2영역에 상기 제1유속보다 느린 제2유속으로 공급되는 기판 처리 방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 기판은 제1기판부터 제N기판을 포함하되,
    상기 기판을 가스 처리하는 것은 상기 제1기판에서 상기 제N기판(N은 자연수)까지 순차적으로 가스 처리하는 것을 포함하고,
    상기 제N기판에 대한 공정 때에는 상기 제1기판에 대한 공정 때보다 상기 제1영역에 공급되는 공정 가스의 유속을 더 빠르게 제공하는 기판 처리 방법.
  10. 제7항 또는 제9항에 있어서,
    상기 공정 가스는 상기 기판을 식각 처리하는 식각 가스를 포함하는 기판 처리 방법.
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