KR102322187B1 - 기판 지지 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

에지링의 미장착/오장착을 빠르게 확인할 수 있는 기판 지지 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다. 상기 기판 지지 장치는 기판을 지지하는 지지대; 및 상기 지지대 상에 설치되고, 상기 기판의 주변을 둘러싸는 링 어셈블리를 포함하되, 상기 링 어셈블리는 상기 지지대에 결합부재에 의해 결합되는 제1 링과, 상기 제1 링 상에, 상기 결합부재를 커버하도록 배치되고 상기 제1 링과는 결합되지 않는 제2 링을 포함하고, 상기 결합부재의 적어도 일부에는 형광물질이 도포된다.

Description

기판 지지 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치{Substrate supporting device and substrate treating apparatus comprising the same}
본 발명은 기판 지지 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 장치 또는 디스플레이 장치를 제조할 때에는, 사진, 식각, 애싱, 이온주입, 박막증착, 세정 등 다양한 공정이 실시된다. 여기서, 식각공정은 플라즈마를 이용하는 건식 식각과, 에천트를 이용하는 습식 식각이 있다. 특히, 플라스마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성되며, 이온이나 전자, 라디칼등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말한다. 건식 식각 공정은 플라스마에 포함된 입자들이 기판에 충돌함으로써 수행된다.
한편, 건식 식각 장치에서 기판의 에지 영역에서의 공정 제어를 위해서, 기판 주변에 다수의 에지링(edge ring)이 설치된다. 유지보수 과정에서, 몇몇 에지링은 주기적으로 교체될 수 있다. 그런데 종종 작업자의 실수로 인해서 일부 에지링이 미장착되거나 오장착되는 경우가 있다. 양산용 기판의 공정 진행 전까지는 이러한 실수를 발견하기 어렵다. 또한, 예를 들어, 일부 에지링이 미장착된 상태에서 장시간 플라즈마에 노출되면, 하부 모듈 또는 고가의 정전척에 문제가 발생할 수도 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 에지링의 미장착/오장착을 빠르게 확인할 수 있는 기판 지지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 상기 기판 지지 장치를 채택하고, 플라즈마를 이용하여 건식 식각을 수행하는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 지지 장치의 일 면(aspect)은, 기판을 지지하는 지지대; 및 상기 지지대 상에 설치되고, 상기 기판의 주변을 둘러싸는 링 어셈블리를 포함하되, 상기 링 어셈블리는 상기 지지대에 결합부재에 의해 결합되는 제1 링과, 상기 제1 링 상에, 상기 결합부재를 커버하도록 배치되고 상기 제1 링과는 결합되지 않는 제2 링을 포함하고, 상기 결합부재의 적어도 일부에는 형광물질이 도포된다.
상기 결합부재는 볼트이고, 상기 볼트는 볼트 바디와, 상기 볼트 바디의 일부를 캡핑(capping)하는 볼트캡을 포함하고, 상기 볼트캡에는 형광물질이 도포된다.
상기 지지대 또는 상기 제1 링 상에는 적어도 하나의 얼라인 핀(align pin)을 포함하고, 상기 제2 링은 상기 얼라인 핀 상에 배치되되, 상기 제1 링과 상기 제2 링은 서로 결합되지 않는다.
상기 제2 링 상에는 제3 링과 제4 링이 배치되고, 상기 제2 링의 상면에는 돌출부가 형성되고, 상기 제3 링은 상기 돌출부를 중심으로 안쪽에 배치되고, 상기 제4 링은 상기 돌출부를 중심으로 바깥쪽에 배치되고, 상기 제4 링은 상기 돌출부를 넘어서 상기 제3 링의 일부와 오버랩되고, 상기 제2 링, 상기 제3 링 및 상기 제4 링은 결합부재에 의해 결합되지 않는다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 지지 장치의 일 면(aspect)은, 플라즈마 공정이 진행되는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 내부에 위치하며, 기판을 지지하는 기판 지지 장치; 및 상기 플라즈마 내에 존재하는 원소를 측정하는 광 방출 분석기(Optical Emission Spectroscopy)를 포함하되, 상기 기판 지지 장치는 상기 기판을 지지하는 지지대와, 상기 지지대 상에 설치되고, 상기 기판의 주변을 둘러싸는 링 어셈블리를 포함하고, 상기 링 어셈블리는 상기 지지대에 결합부재에 의해 결합되는 제1 링과, 상기 제1 링 상에, 상기 결합부재를 커버하도록 배치되고 상기 제1 링과는 결합되지 않는 제2 링을 포함하고, 상기 결합부재의 적어도 일부에는 형광물질이 도포된다.
상기 광 방출 분석기에 의해서, 상기 플라즈마 내에 상기 형광물질의 원소가 존재하는 것으로 분석되는 경우, 상기 제1 링 상에 상기 제2 링이 미장착된 것으로 판단된다.
상기 결합부재는 볼트이고, 상기 볼트는 볼트 바디와, 상기 볼트 바디의 일부를 캡핑(capping)하는 볼트캡을 포함하고, 상기 볼트캡에는 형광물질이 도포된다.
상기 제1 링 상에는 적어도 하나의 얼라인 핀(align pin)을 포함하고, 상기 제2 링은 상기 얼라인 핀 상에 배치되되, 상기 제1 링과 상기 제2 링은 서로 결합되지 않는다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판 지지 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 영역 A를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 볼트를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치에 설치된 광 방출 분석기(Optical Emission Spectroscopy, OES)를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치에서, 링 어셈블리의 미장착/오장착을 확인하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 기판 지지 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 영역 A를 확대하여 도시한 단면도이다. 도 4는 도 3에 도시된 볼트를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치에 설치된 광 방출 분석기(Optical Emission Spectroscopy, OES)를 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리장치는 공정 챔버(100), 기판 지지 장치(200), 가스 공급부(300), 플라즈마 생성부(400), 광 방출 분석기(도 5의 700 참조)를 포함한다.
공정 챔버(100)는 기판(W)의 처리 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 처리 공정은 플라즈마를 이용한 공정(예를 들어, 식각 공정, 세정 공정 등)일 수 있다. 이러한 공정 챔버(100)는 몸체(110), 밀폐 커버(120) 등을 포함한다.
몸체(110)에는 상면이 개방된 공간이 내부에 형성된다. 몸체(110)의 내부 공간은 기판(W) 처리 공정이 수행되는 공간으로 제공된다. 몸체(110)는 금속 재질(예를 들어, 알루미늄)로 제공될 수 있다. 몸체(110)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성된다. 배기홀(102)은 배기 라인(121)과 연결된다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 몸체의 내부 공간에 머무르는 가스는 배기 라인(121)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 몸체(110) 내부는 소정 압력으로 감압된다.
밀폐 커버(120)는 몸체(110)의 개방된 상면을 덮는다. 밀폐 커버(120)는 판 형상으로 제공되며, 몸체(110)의 내부공간을 밀폐시킨다. 밀폐 커버(120)는 몸체(110)와 상이한 재질로 제공될 수 있다. 예를 들어, 밀폐 커버(120)는 유전체(dielectric substance)로 제공될 수 있다.
몸체(110)의 내부에는 기판 지지 장치(200)가 위치한다. 기판 지지 장치(200)는 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 장치(200)는 정전기력을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
기판 지지 장치(200)는 지지대(201)와 링 어셈블리(280)를 포함한다.
우선, 지지대(201)는 기판(W)을 지지한다. 지지대(201)은 제1 판(210)과, 제1 판(210)의 하부에 배치되는 제2 판(240)을 포함한다. 제1 판(210)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공되고, 제1 판(210)의 상면에 기판(W)이 위치한다. 도시된 것과 같이, 제1 판(210)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 갖는다. 따라서, 기판(W)의 가장자리영역은 제1 판(210)의 외측에 위치하고, 링 어셈블리(280)과 접하게 된다.
제1 판(210)에는 하부 전극(220)과 히터(230)가 매설된다.
하부 전극(220)은 히터(230)의 상부에 위치한다. 하부 전극(220)은 제1 하부 전원(221)과 전기적으로 연결된다. 하부 전극(220)과 제1 하부 전원(221) 사이에는 스위치(222)가 설치된다. 하부 전극(220)은 스위치(222)의 온/오프(ON/OFF)에 의해 제1 하부 전원(221)과 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치(222)가 온(ON) 되면, 하부 전극(220)에는 전류가 인가된다. 하부 전극(220)에 인가된 전류에 의해 하부 전극(220)과 기판(W) 사이에는 전기력이 작용하며, 전기력에 의해 기판(W)은 제1 판(210)에 흡착된다.
히터(230)는 외부 전원(미도시)과 전기적으로 연결된다. 히터(230)는 외부 전원에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 제1 판(210)을 통해 기판(W)으로 전달된다. 히터(230)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 소정 온도로 유지된다. 히터(230)는 나선 형상의 코일을 포함한다. 히터(230)는 균일한 간격으로 제1 판(210)에 매설될 수 있다.
제2 판(240)은 제1 판(210)의 하부에 위치한다.
제1 판(210)의 저면과 제2 판(240)의 상면은 접착제에 의해 접착될 수도 있다. 제2 판(240)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다.
제2 판(240)에는 제1 순환 유로(241), 제2 순환 유로(242) 등이 형성된다.
제1 순환 유로(241)는 열전달 매체가 순환하는 통로로 제공된다. 제1 순환 유로(241)는 제2 판(240) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제1 순환 유로(241)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제1 순환 유로(241)들은 서로 연통될 수 있다. 제1 순환 유로(241)들은 동일한 높이에 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 순환 유로(241)는 공급라인(251)을 통해 열전달 매체 저장부(252)와 연결된다. 열전달 매체 저장부(252)에는 열전달 매체가 저장된다. 열전달 매체는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 실시예에 의하면, 열전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함한다. 헬륨 가스는 공급라인(251)을 통해 제1 순환 유로(241)에 공급되며, 공급 유로(211)를 순차적으로 거쳐 기판(W) 저면으로 공급된다. 공급유로(211)는 제1 순환 유로(241)부터 상부로 연장되며, 제2 판(240)의 상면으로 제공된다. 헬륨 가스는 플라스마에서 기판(W)으로 전달된 열이 기판 지지 장치(200)로 전달되는 매개체 역할을 한다.
제2 순환 유로(242)는 온도 조절 유체가 순환하는 통로로 제공된다. 제2 순환 유로(242)는 제2 판(240) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제2 순환 유로(242)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제2 순환 유로(242)들은 서로 연통될 수 있다. 제2 순환 유로(242)는 제1 순환 유로(241)보다 큰 단면적을 가질 수 있다. 제2 순환 유로(242)들은 동일한 높이에 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제2 순환 유로(242)는 제1 순환 유로(241)의 하부에 위치될 수 있다.
또한, 플라스마에 함유된 이온 입자들은 기판 지지 장치(200)에 형성된 전기력에 끌려 기판 지지 장치(200)로 이동하며, 이동하는 과정에서 기판(W)과 충돌하여 식각/세정 공정을 수행한다. 이온 입자들이 기판(W)에 충돌하는 과정에서 기판(W)에는 열이 발생한다. 기판(W)에서 발생된 열은 기판(W) 저면과 제1 판(210)의 상면 사이 공간에 공급된 헬륨 가스를 통해 기판 지지 장치(200)로 전달될 수 있다. 이에 의해, 기판(W)은 설정온도로 유지될 수 있다.
링 어셈블리(280)는 지지대(201) 상에 설치되고, 기판(W)의 주변을 둘러싸도록 배치된다.
여기서, 도 2 및 도 3을 참조하면, 링 어셈블리(280)는 제1 링(281), 제2 링(283), 제3 링(285), 제4 링(287)을 포함한다. 여기서는 링 어셈블리(280)가 4개의 링(281, 283, 285, 287)으로 구성된 것을 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 2개, 3개 또는 5개 이상의 링으로 구성될 수도 있다.
제1 링(281)은 지지대(201)에 결합부재(예를 들어, 볼트(500))에 의해 결합된다. 구체적으로, 제1 링(281)은 지지대(201)의 제2 판(240)의 상면과, 제1 판(210)의 측면에 배치될 수 있다. 제1 링(281)에는 적어도 하나의 홀(281a)이 형성될 수 있다. 볼트(500)가 홀(281a)에 삽입되어, 제1 링(281)과 제2 판(240)을 서로 결합시킨다. 제1 링(281)은 제2 판(240)에 결합되어 있기 때문에, 유지보수 과정에서 주기적으로 교체되지 않는 파트(part)이다. 도 2 및 도 3에서는 결합부재의 예로서, 볼트(500)를 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 결합용 핀 등이 사용될 수도 있다. 본 명세서에서 "구성요소 A와 B가 결합되지 않는다"는 의미는, 구성요소 A와 B가 볼트(500)와 같은 결합부재에 의해서 결합되지 않음을 의미한다.
제2 링(283)은 제1 링(281) 상에, 볼트(500)를 커버하도록 배치될 수 있다. 제2 링(283)은 예를 들어, 세라믹 재질일 수 있고, 아이솔레이터(isolator)로 불리기도 한다.
여기서, 적어도 하나의 얼라인 핀(align pin)(241)이 지지대(201) 또는 제1 링(281) 상에 형성될 수 있다. 도 2에서는 예시적으로 지지대(201)의 제2 판(240)에 배치된 것을 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 다수의 얼라인 핀(241)이 일정한 간격을 가지고 서로 이격되어 배치될 수 있다.
이러한 얼라인 핀(241)은 제2 링(283)의 위치를 잡아주기 위한 것이다. 즉, 제2 링(283)이 제1 링(281) 또는 지지대(201)에 (볼트 등의 결합부재에 의해서) 결합되지는 않는다. 하지만, 얼라인 핀(241)은 제2 링(283)이 제1 링(281) 및/또는 지지대(201) 상의 적절한 위치에 배치되기 위해 사용된다.
제3 링(285)과 제4 링(287)은 제2 링(283) 상에 배치된다. 제2 링(283)의 상면에 돌출부(283a)가 형성되어 있어서, 돌출부(283a)를 중심으로 제3 링(285)이 배치될 위치와, 제4 링(287)이 배치될 위치가 구분된다. 제3 링(285)은 제4 링(287)에 비해서 지름이 작다. 제3 링(285)은 돌출부(283a)를 중심으로 안쪽에 배치되고, 제4 링(287)은 돌출부(283a)를 중심으로 바깥쪽에 배치된다.
제3 링(285)은 SiC 재질일 수 있고, 포커스 링으로 부르기도 한다.
제4 링(287)은 쿼츠 재질일 수 있다. 도 3에 도시된 것과 같이, 제4 링(287)은 돌출부(283a)를 넘어서 제3 링(285)의 일부와 오버랩된다. 따라서, 제4 링(287)은 제3 링(285)을 위에서 눌러서, 제3 링(285)의 위치를 안정적으로 잡아준다.
제3 링(285)과 제4 링(287)은 제2 링(283)에 (볼트 등의 결합부재에 의해서) 결합되지는 않는다. 별도로 도시하지 않았으나, 제2 링(283) 상에 얼라인 핀(미도시)이 형성되어, 제3 링(285)과 제4 링(287)을 적절한 위치에 배치시킬 수 있다.
여기서, 제1 링(281)을 지지대(201)에 결합시키는 볼트(500)는 형광물질을 포함할 수 있다. 여기서 형광물질은, 플라즈마를 이용한 기판 처리 공정에서 사용되지 않은 물질일 수 있다. 예를 들어, 인듐(In) 또는 갈륨(Ga), 인듐, 갈륨을 포함하는 화합물을 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 것과 같이, 볼트(500)는 볼트 바디(510)와 볼트 바디(510)의 일부를 캡핑(capping)하는 볼트캡(520)을 포함할 수 있다. 여기서, 볼트캡(520)에는 형광물질이 도포될 수 있다.
볼트(500)가 형광물질을 포함하는 방법은, 형광물질이 도포된 볼트캡(520)을 사용할 수도 있다. 또는, 볼트캡(520)을 사용하지 않는 경우에는, 볼트 바디(510)의 적어도 일부에 형광물질이 도포될 수도 있다. 예를 들어, 볼트 바디(510) 중 헤드(head) 부분에 형광물질이 도포될 수 있다.
몇몇 링(283, 285, 287)은 유지보수 과정에서 주기적으로 교체된다. 그런데 전술한 것과 같이, 몇몇 링(283, 285, 287)은 볼트 등으로 결합방식으로 고정되지 않기 때문에 미장착/오장착이 종종 발생된다. 형광물질을 포함하는 볼트(500)를 이용하여, 링 어셈블리(280)의 미장착/오장착을 빠르게 확인할 수 있는 방법을 도 6을 이용하여 후술하도록 한다.
다시 도 1을 참조하면, 가스 공급부(300)는 공정 챔버(100) 내부에 공정 가스를 공급한다. 가스 공급부(300)는 가스 공급 노즐(310), 가스 공급 라인(320), 그리고 가스 저장부(330)를 포함한다. 가스 공급 노즐(310)은 밀폐 커버(120)의 중앙부에 설치될 수 있다. 가스 공급 노즐(310)의 저면에는 분사구가 형성된다. 분사구는 밀폐 커버(120)의 하부에 위치하며, 공정 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(320)은 가스 공급 노즐(310)과 가스 저장부(330)를 연결한다. 가스 공급 라인(320)은 가스 저장부(330)에 저장된 공정 가스를 가스 공급 노즐(310)에 공급한다. 가스 공급 라인(320)에는 밸브가 설치된다. 밸브는 가스 공급 라인(320)을 개폐하며, 가스 공급 라인(320)을 통해 공급되는 공정 가스의 유량을 조절한다.
플라스마 생성부(400)는 공정 챔버(100) 내부에 고주파 전력을 인가하여 공정 챔버(100) 내부에 공급된 공정 가스를 여기시킨다. 플라스마 생성부(400)는 하우징(410), 상부 전원(420), 그리고 안테나 유닛(430)을 포함한다
하우징(410)은 저면이 개방되며, 내부에 공간이 형성된다. 하우징(410)은 밀폐 커버(120)의 상부에 위치하며, 밀폐 커버(120)의 상면에 놓일 수 있다. 하우징(410)의 내부는 안테나(430)가 위치하는 공간으로 제공된다. 상부 전원(420)은 고주파 전류를 발생시킨다. 발생된 고주파 전류는 안테나(430)에 인가된다. 안테나(430)는 공정 챔버(100) 내부에 고주파 전력을 인가한다. 안테나(430)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 코일들이 동일한 중심에 위치되도록 배치될 수 있다. 안테나(430)에서 인가된 고주파 전력은 공정 챔버(100) 내부에 머무르는 공정 가스를 여기시킨다. 여기된 공정 가스는 기판(W)으로 제공되어 기판(W)을 처리한다. 여기된 공정 가스는 식각 공정 또는 세정 공정을 수행할 수 있다.
여기서, 도 5를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치에는 광 방출 분석기(700)이 설치되어 있다. 광 방출 분석기(700)는 플라즈마를 교란시키지 않으면서 낮은 비용으로 중성종과 특정 이온의 존재 유무를 판단할 수 있다.
광 방출 분석기(700)의 원리를 설명하면 다음과 같다. 플라즈마 내 원소의 전자는 여기된 상태로부터 기저상태로 떨어지면서 빛을 방출하게 되는데, 이때 방출되는 빛은 원소에 따라 고유의 파장 혹은 파장 범위를 가지게 된다. 이 특정 파장을 통해서 플라즈마 내에 존재하는 원소를 추정할 수 있고, 그 파장의 강도 변화로부터 원소의 양을 추정할 수 있다.
광 방출 분석기(700)는 플라즈마로부터 빛을 집광하고 또한 측정장치로 유도하는 렌즈와 광섬유(710), 집광된 빛을 파장별로 분광하는 모노크로미터(monochromator)(720), 그리고 이 분광된 빛에 대해 파장별로 각각의 강도를 측정하기 위한 포토멀티플라이어(photomultiplier)나 포토다이오드(photodiode) 같은 광 검출기(730)를 포함한다. 도 5에 도시된 광 방출 분석기(700)의 구성은 예시적인 것에 불과하다.
전술한 원리에서 살펴본 바와 같이, 플라즈마에서 방출되는 빛의 파장별 강도(optical emission spectra)는 플라즈마를 구성하는 원자 및 분자에 따라 변화하게 된다. 즉, 식각 부산물이나 반응가스와 관련된 특정 파장의 변화를 추적하여 그 파장과 관련된 물질의 존재 유무를 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치에서, 링 어셈블리의 미장착/오장착을 확인하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 전술한 것과 같이, 링 어셈블리(280)의 몇몇 링(예를 들어, 283, 285, 287)은 결합부재(예를 들어, 볼트(500)에 의해서 결합된 상태가 아니다.
예를 들어, 제1 링(281)은 볼트(500)에 의해서 제2 판(240)과 결합되어 있고, 유지보수 과정에서 주기적으로 교체되지 않는다. 반면, 결합부재에 의해 결합되지 않는 링(283, 285, 287)은 유지보수 과정에서 주기적으로 교체되어야 한다. 그런데, 작업자의 실수에 의해서, 결합부재에 의해 결합되지 않는 링(283, 285, 287)은 미설치되거나, 잘못된 방식으로 설치될 수 있다.
이와 같이 결합부재에 의해 결합되지 않는 링(283, 285, 287)이 미설치/오설치된 경우, 도 6에 도시된 것과 같이, 볼트(500)가 외부에 노출된다. 즉, 플라즈마에 볼트(500)가 노출되기 때문에, 형광물질(예를 들어, In, Ga)이 플라즈마에 포함될 수 있다(S810). 다르게 표현하면, 형광물질에서 특정 파장의 형광을 방출하게 된다.
광 방출 분석기(700)에 의해서 방출된 형광물질을 검출하게 된다(S820). 전술한 것과 같이, 볼트(500)에 사용되는 형광물질은 플라즈마를 이용한 기판 처리 공정에서 사용되지 않는 물질이다. 따라서, 광 방출 분석 결과 형광물질이 검출된다면, 결합부재에 의해 결합되지 않는 링(283, 285, 287)이 미설치/오설치된 것으로 판단할 수 있다(S830).
반면, 결합부재에 의해 결합되지 않는 링(283, 285, 287)이 정상설치된 경우에는, 볼트(500)가 외부에 노출되지 않는다. 따라서, 형광물질이 특정 파장의 형광을 방출하지 않는다. 광 방출 분석을 하더라도, 형광물질이 검출되지 않는다.
이와 같은 방식을 이용함으로써, 빠르고 정확하게 결합부재에 의해 결합되지 않는 링(283, 285, 287)의 미설치/오설치를 판단할 수 있다. 그 결과, 링(283, 285, 287)의 미설치/오설치로 인해 발생할 수 있는 하부 모듈 또는 고가의 정전척에 발생되는 문제를 줄일 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
200: 기판 지지 장치 201: 지지판
280: 링 어셈블리 281: 제1 링
283: 제2 링 285: 제3 링
287: 제4 링 500: 볼트
510: 볼트 바디 520: 볼트캡

Claims (8)

  1. 기판을 지지하는 지지대; 및 상기 지지대 상에 설치되고, 상기 기판의 주변을 둘러싸는 링 어셈블리를 포함하되,
    상기 링 어셈블리는,
    상기 지지대에 결합부재에 의해 결합되는 제1 링과, 상기 제1 링 상에, 상기 결합부재를 커버하도록 배치되고 상기 제1 링과는 결합되지 않는 제2 링을 포함하고,
    상기 결합부재의 적어도 일부에는 형광물질이 도포되되,
    상기 제2 링 상에는 제3 링과 제4 링이 배치되고, 상기 제2 링의 상면에는 돌출부가 형성되고,
    상기 제3 링은 상기 돌출부를 중심으로 안쪽에 배치되고,
    상기 제4 링은 상기 돌출부를 중심으로 바깥쪽에 배치되고, 상기 제4 링은 상기 돌출부를 넘어서 상기 제3 링의 일부와 오버랩되고,
    상기 제2 링, 상기 제3 링 및 상기 제4 링은 결합부재에 의해 결합되지 않는 것인, 기판 지지 장치.
  2. 제 1항에 있어서
    상기 결합부재는 볼트이고,
    상기 볼트는 볼트 바디와, 상기 볼트 바디의 일부를 캡핑(capping)하는 볼트캡을 포함하고,
    상기 볼트캡에는 형광물질이 도포되는, 기판 지지 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 지지대 또는 상기 제1 링 상에는 적어도 하나의 얼라인 핀(align pin)을 포함하고,
    상기 제2 링은 상기 얼라인 핀 상에 배치되되, 상기 제1 링과 상기 제2 링은 서로 결합되지 않는, 기판 지지 장치.
  4. 삭제
  5. 플라즈마 공정이 진행되는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 내부에 위치하며, 기판을 지지하는 기판 지지 장치; 및 상기 플라즈마 내에 존재하는 원소를 측정하는 광 방출 분석기(Optical Emission Spectroscopy)를 포함하되,
    상기 기판 지지 장치는,
    상기 기판을 지지하는 지지대와, 상기 지지대 상에 설치되고, 상기 기판의 주변을 둘러싸는 링 어셈블리를 포함하고,
    상기 링 어셈블리는,
    상기 지지대에 결합부재에 의해 결합되는 제1 링과, 상기 제1 링 상에, 상기 결합부재를 커버하도록 배치되고 상기 제1 링과는 결합되지 않는 제2 링을 포함하고,
    상기 결합부재의 적어도 일부에는 형광물질이 도포되되,
    상기 제2 링 상에는 제3 링과 제4 링이 배치되고,
    상기 제2 링의 상면에는 돌출부가 형성되고,
    상기 제3 링은 상기 돌출부를 중심으로 안쪽에 배치되고,
    상기 제4 링은 상기 돌출부를 중심으로 바깥쪽에 배치되고, 상기 제4 링은 상기 돌출부를 넘어서 상기 제3 링의 일부와 오버랩되고,
    상기 제2 링, 상기 제3 링 및 상기 제4 링은 결합부재에 의해 결합되지 않는 것인, 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광 방출 분석기에 의해서, 상기 플라즈마 내에 상기 형광물질의 원소가 존재하는 것으로 분석되는 경우,
    상기 제1 링 상에 상기 제2 링이 미장착된 것으로 판단되는, 기판 처리 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 결합부재는 볼트이고,
    상기 볼트는 볼트 바디와, 상기 볼트 바디의 일부를 캡핑(capping)하는 볼트캡을 포함하고,
    상기 볼트캡에는 형광물질이 도포되는, 기판 처리 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 링 상에는 적어도 하나의 얼라인 핀(align pin)을 포함하고,
    상기 제2 링은 상기 얼라인 핀 상에 배치되되, 상기 제1 링과 상기 제2 링은 서로 결합되지 않는, 기판 처리 장치.
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