KR102323074B1

KR102323074B1 - 기판 척킹 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102323074B1
Application number: KR1020150128381A
Authority: KR
Inventors: 이정환; 정경화; 박정수
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2015-09-10
Filing date: 2015-09-10
Publication date: 2021-11-10
Also published as: KR20170031292A

Abstract

본 발명은 기판 척킹 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 척킹 장치는 정전기력에 의해 기판을 흡착하는 정전 척; 상기 정전 척에 대한 상기 기판의 척킹력에 상응하는 척킹 정보를 검출하는 척킹 정보 검출부; 및 상기 척킹 정보에 따라 상기 척킹력이 조절되도록 상기 정전 척을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

기판 척킹 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CHUCKING SUBSTRATE}

본 발명은 기판 척킹 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 웨이퍼, 평판디스플레이 기판 등의 표면을 처리하는 플라즈마 처리방식은, 크게 용량 결합형 플라즈마(CCP : Capacitively Coupled Plasma) 처리방식과 유도 결합형 플라즈마(ICP : Inductively Coupled Plasma) 처리방식이 이용되고 있다.

용량 결합형 플라즈마 처리방식은 두 개의 평행 평판형 전극 사이에 고주파 전원을 인가한 상태에서 플라즈마를 발생시켜 기판을 처리를 하는 방식이고, 유도 결합형 플라즈마 처리방식은 반응기 외부에 위치된 코일형 안테나에 고주파 전원을 인가하여, 무전극형(Electrodeless type)으로 반응기 내부에 플라즈마를 발생시키는 방식이다.

이와 같은 플라즈마를 이용한 기판 처리 장비는 기판 처리 공정 진행시 기판을 고정하기 위한 정전 척을 포함한다.

정전 척(ESC; Electro Static Chuck)은 정전기력을 이용하여 기판을 수평상태로 고정시킬 수 있도록 구성된다.

반도체소자를 제조하기 위해서 기판을 포토리소그라피, 식각, 애싱, 이온주입, 박막 증착, 그리고 세정 등 다양한 공정을 수행하는 경우, 공정 챔버 내의 다양한 원인에 따라 기판을 정척 척에 흡착시키기 위한 척킹력에 영향을 미칠 수 있다.

그러나, 기존의 척킹 방법은 정전 척에 고정된 척킹 전압을 인가할 뿐이어서 기판의 처리공정별로 적절한 척킹력을 제어할 수 없어 기판 처리 장치의 효율을 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명은 기판 처리 공정시 변화하는 척킹력을 적응적으로 제어할 수 있는 기판 척킹 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 척킹 장치는 정전기력에 의해 기판을 흡착하는 정전 척; 상기 정전 척에 대한 상기 기판의 척킹력에 상응하는 척킹 정보를 검출하는 척킹 정보 검출부; 및 상기 척킹 정보에 따라 상기 척킹력이 조절되도록 상기 정전 척을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 척킹 정보에 따라 상기 정전 척에 인가되는 척킹 전압을 조절하는 전압 조절부를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 전압 조절부는, 상기 척킹 정보가 기설정된 기준 척킹 범위 내에 속하도록 상기 정전 척에 인가되는 척킹 전압을 조절할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 척킹 정보 검출부는, 상기 기판의 처리를 위해 형성되는 플라즈마의 상태 정보 및 상기 플라즈마의 형성을 위한 RF 전력 중 적어도 하나를 포함하는 척킹 정보를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 척킹 정보는 상기 기판의 막질 정보를 더 포함하고, 상기 전압 조절부는 상기 기판의 막질 정보에 따라 설정된 기준 척킹 범위 내에 속하도록 상기 정전 척에 인가되는 척킹 전압을 조절할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 척킹 정보 검출부는, 상기 정전 척으로부터 상기 기판의 저면으로 공급되어 상기 정전 척과 상기 기판 사이의 틈새를 통해 누출되는 누출 가스의 유량 정보를 포함하는 척킹 정보를 측정하는 센서부를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 센서부는, 상기 기판의 냉각을 위해 상기 정전 척으로 유입되는 냉각 가스의 유량을 측정하여 상기 누출 가스의 유량 정보를 측정할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 누출 가스의 유량 정보가 기설정된 기준 누출 가스 범위의 상한보다 큰 경우 상기 정전 척의 척킹력이 증가되도록 상기 정전 척을 제어하고, 상기 누출 가스의 유량 정보가 상기 기설정된 기준 누출 가스 범위의 하한보다 작은 경우 상기 정전 척의 척킹력이 감소되도록 상기 정전 척을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 내부에 위치하고, 정전기력에 의해 기판을 흡착하는 정전 척; 상기 공정 챔버 내부에 가스를 공급하는 가스 공급부; 상기 공정 챔버 내부의 가스를 여기시키는 플라즈마 생성부; 싱기 정전 척에 대한 기판의 척킹력에 상응하는 척킹 정보를 검출하는 척킹 정보 검출부; 및 상기 척킹 정보에 따라 상기 척킹력이 조절되도록 상기 정전 척에 인가되는 척킹 전압을 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 척킹 방법은 정전기력에 의해 정전 척에 기판을 흡착하는 기판 척킹 방법에 있어서, 정전 척에 대한 기판의 척킹력에 상응하는 척킹 정보를 독출하는 단계; 및 상기 척킹 정보에 따라 상기 척킹력이 조절되도록 상기 정전 척에 인가되는 척킹 전압을 조절하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 척킹 정보는, 상기 기판의 처리를 위해 형성되는 플라즈마의 상태 정보 및 상기 플라즈마의 형성을 위한 RF 전력 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 상기 척킹 정보는 상기 기판의 막질 정보를 더 포함하고, 상기 정전 척에 인가되는 척킹 전압을 조절하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계는 독출된 상기 척킹 정보가 기판의 막질 정보에 따라 설정된 기준 척킹 범위 내에 속하도록 상기 척킹 전압을 조절하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 척킹 방법은 기판 척킹 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 기판 처리 공정시 변화하는 척킹력을 적응적으로 제어할 수 있다.

본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 정전 척(200)을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 척킹 장치의 예시적인 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 척킹 방법을 나타내는 흐름도이다.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한 '구비한다', '갖는다' 등도 이와 동일하게 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다. 도 1은 용량 결합형 플라즈마(CCP : Capacitively Coupled Plasma) 처리방식에 의한 기판 처리 장치를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 유도 결합형 플라즈마 처리방식(ICP : Inductively Coupled Plasma)에 의한 기판 처리 장치에도 적용될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(10)는 공정 챔버(100), 정전 척(200), 가스 공급부(300), 그리고 플라스마 생성부(400), 척킹 정보 검출부(500) 및 제어부(600)를 포함한다.

공정 챔버(100)는 내부에 공간(101)이 형성된다. 내부공간(101)은 기판(W)에 대한 플라스마 처리를 수행하는 공간으로 제공된다. 기판(W)에 대한 플라스마 처리는 식각 공정을 포함한다. 공정 챔버(100)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성된다. 배기홀(102)은 배기 라인(121)과 연결된다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 공정 챔버(100) 내부에 머무르는 가스는 배기 라인(121)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 또한, 배기 과정에 의해 공정 챔버(100)의 내부공간(101)은 소정 압력으로 감압된다.

공정 챔버(100)의 내부에는 정전척(200)이 위치한다. 정전 척(200)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 흡착 고정한다.

도 2는 도 1의 정전 척을 나타내는 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 정전 척(200)은 유전판(210), 하부 전극(220), 지지판(240), 그리고 절연판(270)을 포함한다.

유전판(210)은 정전 척(200)의 상단부에 위치한다. 유전판(210)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공된다. 유전판(210)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 유전판(210))의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 갖는다. 때문에, 기판(W) 가장자리영역은 유전판(210)의 외측에 위치한다. 유전판(210)에는 제1공급 유로(211)가 형성된다. 제1공급 유로(211)는 유전판(210)의 상면으로부터 저면으로 제공된다. 제1공급 유로(211)는 서로 이격하여 복수개 형성되며, 기판(W)의 저면으로 열전달 매체가 공급되는 통로로 제공된다.

유전판(210)의 내부에는 하부 전극(220)이 매설된다. 하부 전극(220)은 제1전원(221)과 전기적으로 접속된다. 제1전원(221)은 직류 전원을 포함한다. 하부 전극(220)과 제1전원(221) 사이에는 스위치(222)가 설치된다. 하부 전극(220)은 스위치(222)의 온/오프(ON/OFF)에 의해 제1전원(221)과 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치(222)가 온(ON) 되면, 하부 전극(220)에는 직류 전류가 인가된다. 하부 전극(220)에 인가된 전류에 의해 하부 전극(220)과 기판(W) 사이에는 전기력이 작용하며, 전기력에 의해 기판(W)은 유전판(210)에 흡착된다.

유전판(210)의 하부에는 지지판(240)이 위치한다. 유전판(210)의 저면과 지지판(240)의 상면은 접착제(236)에 의해 접착될 수 있다. 지지판(240)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 지지판(240)의 상면은 중심 영역이 가장자리영역보다 높게 위치되도록 단차질 수 있다. 지지판(240)의 상면 중심 영역은 유전판(210)의 저면에 상응하는 면적을 가지며, 유전판(210)의 저면과 접착된다. 지지판(240)에는 제1순환 유로(241), 제2순환 유로(242), 그리고 제2공급 유로(243)가 형성된다.

제1순환 유로(241)는 열전달 매체가 순환하는 통로로 제공된다. 제1순환 유로(241)는 지지판(240) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제1순환 유로(241)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제1순환 유로(241)들은 서로 연통될 수 있다. 제1순환 유로(241)들은 동일한 높이에 형성된다. 이하, 제1순환 유로(241)들이 형성된 지지판(210) 영역을 제1영역(240a)이라 한다. 제1영역(240a)은 대체로 지지판(240)의 저면에 인접하여 위치한다.

제2순환 유로(242)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공된다. 제2순환 유로(242)는 지지판(240) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제2순환 유로(242)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제2순환 유로(242)들은 서로 연통될 수 있다. 제2순환 유로(242)들이 형성된 지지판(240) 영역을 제2영역(240b)이라 한다. 제2영역(240b)은 제1영역(240a)의 상부에 위치하며, 제1영역(240a)보다 유전판(210)에 인접하여 위치한다.

제2공급 유로(243)는 제1순환 유로(241)부터 상부로 연장되며, 지지판(240)의 상면으로 제공된다. 제2공급 유로(243)는 제1공급 유로(211)에 대응하는 개수로 제공되며, 제1순환 유로(241)와 제1공급 유로(211)를 연결한다. 제2공급 유로(243)는 제2영역(240b)에서 인접한 제1순환 유로(242)들 사이 영역에 형성된다.

제1순환 유로(241)는 열전달 매체 공급라인(251)을 통해 열전달 매체 저장부(252)와 연결된다. 열전달 매체 저장부(252)에는 열전달 매체가 저장된다. 열전달 매체는 불활성 가스를 포함한다. 실시예에 의하면, 열전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함한다. 헬륨 가스는 공급 라인(251)을 통해 제1순환 유로(241)에 공급되며, 제2 공급 유로(243)를 통해 기판(W) 저면으로 공급된다. 헬륨 가스는 플라스마에서 기판(W)으로 전달된 열이 정전 척(200)으로 전달되는 매개체 역할을 한다. 플라스마에 함유된 이온 입자들은 정전 척(200)에 형성된 전기력에 끌려 정전 척(200)으로 이동하며, 이동하는 과정에서 기판(W)과 충돌하여 식각 공정을 수행한다. 이온 입자들이 기판(W)에 충돌하는 과정에서 기판(W)에는 열이 발생한다. 기판(W)에서 발생된 열은 기판(W) 저면과 유전판(210)의 상면 사이 공간에 공급된 헬륨 가스를 통해 정전 척(200)으로 전달된다. 이에 의해, 기판(W)은 설정온도로 유지될 수 있다.

제2순환 유로(242)는 냉각 유체 공급라인(261)을 통해 냉각 유체 저장부(262)와 연결된다. 냉각 유체 저장부(262)에는 냉각 유체가 저장된다. 냉각 유체 저장부(262) 내에는 냉각기(263)가 제공될 수 있다. 냉각기(263)는 냉각 유체를 소정 온도로 냉각시킨다. 이와 달리, 냉각기(263)는 냉각 유체 공급 라인(261) 상에 설치될 수 있다. 냉각 유체 공급 라인(261)을 통해 제2순환 유로(242)에 공급된 냉각 유체는 제2순환 유로(242)를 따라 순환하며 지지판(240)을 냉각한다. 지지판(240)의 냉각은 유전판(210)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킨다.

지지판(240)의 하부에는 절연판(270)이 제공된다. 절연판(270)은 지지판(240)에 상응하는 크기로 제공된다. 절연판(270)은 지지판(240)과 챔버(100)의 바닥면 사이에 위치한다. 절연판(270)은 절연 재질로 제공되며, 지지판(240)과 챔버(100)를 전기적으로 절연시킨다.

포커스 링(280)은 정전 척(200)의 가장자리 영역에 배치된다. 포커스 링(200)은 링 형상을 가지며, 유전판(210)의 둘레를 따라 배치된다. 포커스 링(280)의 상면은 외측부(280a)가 내측부(280b)보다 높게 위치하도록 단차질 수 있다. 포커스 링(280)의 상면 내측부(280b)는 유전판(210)의 상면과 동일 높이에 위치된다. 포커스 링(280)의 상면 내측부(280b)는 유전판(210)의 외측에 위치된 기판(W)의 가장자리영역을 지지한다. 포커스 링(280)의 외측부(280a)는 기판(W) 가장자리영역을 둘러싸도록 제공된다. 포커스 링(280)은 플라스마가 형성되는 영역의 중심에 기판(W)이 위치하도록 전기장 형성 영역을 확장시킨다. 이에 의해, 기판(W)의 전체 영역에 걸쳐 플라스마가 균일하게 형성되어 기판(W)의 각 영역이 균일하게 식각될 수 있다.

가스 공급부(300)은 공정 챔버(100) 내부로 공정가스를 공급한다. 가스 공급 부(300)은 가스 저장부(310), 가스 공급 라인(320), 그리고 가스 유입 포트(330)를 포함한다. 가스 공급 라인(320)은 가스 저장부(310)와 가스 유입 포트(330)를 연결하며, 가스 저장부(310)에 저장된 공정 가스를 가스 유입 포트(330)에 공급한다. 가스 유입 포트(330)는 상부 전극(410)에 형성된 가스 공급홀(412)들과 연결되며, 가스 공급홀(412)들에 공정 가스를 공급한다.

플라스마 생성부(400)은 공정 챔버(100) 내부에 머무르는 공정 가스를 여기시킨다. 플라스마 발생부(400)은 상부 전극(410), 가스 분배판(420), 샤워 헤드(430), 그리고 전력 공급부(440)를 포함한다.

상부 전극(410)은 원판 형상으로 제공되며, 정전 척(200)의 상부에 위치한다. 상부 전극(410)은 전력 공급부(440)와 전기적으로 연결된다. 상부 전극(410)은 전력 공급부(440)에서 공급된 고주파 전력을 공정 챔버(100) 내부에 머무르는 공정 가스에 인가하여 공정 가스를 여기시킨다. 공정 가스는 여기되어 플라스마로 상태 변환된다. 상부 전극(410)의 중심영역에는 가스 공급홀(412)들이 형성된다. 가스 공급홀(412)들은 가스 유입 포트(330)와 연결되며, 상부 전극(410)의 하부에 위치된 버퍼 공간(415)으로 가스를 공급한다.

상부 전극(410)의 하부에는 가스 분배판(420)이 위치한다. 가스 분배판(420)은 원판 형상으로 제공되며, 상부 전극(410)에 대응하는 크기를 가진다. 가스 분배판(420)의 상면은 중심영역이 가장자리영역보다 낮게 위치하도록 단차진다. 가스 분배판(420)의 상면과 상부 전극(410)의 저면은 서로 조합되어 버퍼 공간(415)을 형성한다. 버퍼 공간(415)은 가스 공급홀(412)들을 통해 공급된 가스가 공정 챔버(100) 내부 공간(101)으로 공급되기 전에 일시적으로 머무르는 공간으로 제공된다. 가스 분배판(420)의 중심영역에는 제1분배홀(421)이 형성된다. 제1분배홀(421)은 가스 분배판(420)의 상면으로부터 하면으로 제공된다. 제1분배홀(421)들은 일정 간격 이격되어 복수개 형성된다. 제1분배홀(421)들은 버퍼 공간(415)과 연결된다.

가스 분배판(420)의 하부에는 샤워 헤드(430)가 위치한다. 샤워 헤드(430)는 원판 형상으로 제공된다. 샤워 헤드(430)에는 제2분배홀(431)들이 형성된다. 제2분배홀(431)들은 샤워 헤드(430)의 상면으로부터 하면으로 제공된다. 제2분배홀(431)들은 일정 간격 이격되어 복수개 형성된다. 제2분배홀(431)들은 제1분배홀(421)에 대응하는 개수로 제공되며, 제1분배홀(421)들에 대응하여 위치된다. 제2분배홀(431)들은 각각 제1분배홀(421)과 연결된다. 버퍼공간(415)에 머무르는 공정 가스는 제1분배홀(421)들과 제2분배홀(431)들을 통해 공정 챔버(100) 내부로 균일하게 공급된다.

상기 척킹 정보 검출부(500)는 상기 정전 척(200)에 대한 기판의 척킹력에 상응하는 척킹 정보를 검출할 수 있다.

척킹 정보 검출부(500) 척킹 정보를 측정하는 측정부(540)를 포함할 수 있다. 측정부(540)는 상기 공정 챔버(100) 내에 위치하여 공정 챔버(100) 내의 플라즈마 상태 정보 또는 RF 전력의 변화량 등을 측정할 수 있다. 상기 플라즈마 상태 정보는 공정 챔버(100) 내의 이온 밀도, 유량, 포텐셜 에너지(potential energy) 등을 포함할 수 있다.

플라즈마 상태 정보는 예를 들어, 랑뮈어 프로브(langmuir probe) 또는 발광분석기(optical emission spectroscopy)에 의해 측정될 수 있으나, 그 밖의 다른 방식으로 측정될 수도 있음은 물론이다. RF 전력은 일 예로, RF 전원부(441)로부터 공급된 전력을 상부 전극(410)으로 전달하는 전력케이블에 설치된 전력 측정 센서에 의해 측정될 수 있으나, 그 밖의 다른 방식으로 측정될 수도 있음은 물론이다.

또한, 척킹 정보 검출부(500)는 상기 정전 척(200)으로부터 기판의(W) 저면으로 공급되어 상기 정전 척(200)과 상기 기판(W) 사이의 틈새를 통해 누출되는 누출 가스의 유량 정보를 측정하는 센서부(520)를 포함할 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 센서부(520)는 열전달 매체 공급라인(251) 또는 냉각 유체 공급라인(261)에 위치할 수 있다. 일 실시 예로서, 상기 누출 가스의 유량 정보는 일정한 압력으로 상기 공급 라인으로 공급되는 가스에 대해, 상기 공급 라인에 배치된 센서부(520)에서 가스의 유량 변화량을 측정하여 상기 누출 가스의 유량 정보를 측정할 수 있다. 예로서, 상기 가스는 기판(W)의 냉각을 위해 상기 정전 척(200)으로 인가되는 냉각 가스일 수 있다.

상기 제어부(600)는 상기 척킹 정보 검출부(500)에서 검출된 기판(W)의 척킹 정보를 이용하여 척킹력이 조절되도록 정전 척(200)을 제어할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 척킹 장치의 예시적인 블록도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 기판 척킹 장치(1000)는 정척 척(200), 척킹 정보 검출부(500), 제어부(600) 및 직류 전원(700)을 포함할 수 있다.

상기 척킹 정보 검출부(500)는 전술한 바와 같이, 상기 정전 척(200)에 대한 상기 기판(W)의 척킹력에 상응하는 척킹 정보를 검출하기 위해 측정부(540), 센서부(520)를 포함할 수 있다. 상기 측정부(540) 및 센서부(520)는 기판의 처리 공정 진행 단계에서 실시간으로 척킹 정보를 검출할 수 있다. 이에 따라, 기판의 처리 공정에 따라 변화하는 척킹력을 감지하여, 적응적으로 척킹력을 제어할 수 있다.

또한, 상기 척킹 정보는 상기 기판의 막질 정보(560)를 더 포함할 수 있다. 예로서, 상기 막질 정보는 기판(W)의 고유 유전 상수 값으로서, 기판의 처리 공정 진행 전에 획득할 수 있는 정보일 수 있다. 기판(W)의 막질 종류에 따라 척킹력이 달라질 수 있으므로, 막질 정보에 따라 상기 측정부(540) 또는 센서부(520)로부터 감지된 척킹 정보를 이용하여 기판의 척킹력을 보다 효과적으로 제어할 수 있다.

상기 제어부(600)는 상기 척킹 정보에 따라 척킹력이 조절되도록 정전 척(200)을 제어할 수 있다. 일 실시 예로서, 상기 정전 척(200)에 인가되는 척킹 전압을 조절하는 전압 조절부(630)를 포함할 수 있다.

상기 전압 조절부(630)는 상기 척킹 정보가 기설정된 척킹 범위 내에 속하지 않는 경우, 상기 정전 척에 인가되는 척킹 전압을 조절할 수 있다. 일 실시 예로서, 상기 측정부(540)에서 측정된 척킹 정보가 플라즈마 상태로서 포텐셜 에너지에 대한 정보가 기판에 적절한 척킹력이 제공되는 기설정된 포텐셜 에너지 범위의 상한을 초과하는 경우, 상기 전압 조절부(630)는 상기 직류 전원으로 정전 척(200)에 더 낮은 척킹 전압이 인가되도록 조절할 수 있다. 다른 실시 예로서, 상기 센서부(520)에서 검출된 누출 가스의 유량 정보가 기설정된 기준 누출 가스 범위의 상한보다 큰 경우 상기 정전 척(200)의 척킹력이 증가되도록 상기 정전 척(200)에 더 높은 척킹 전압이 인가되도록 조절하고, 상기 누출 가스의 유량 정보가 상기 기설정된 누출 가스 범위의 하한보다 작은 경우 상기 정전 척(200)의 척킹력이 감소되도록 상기 정전 척(200)에 더 낮은 척킹 전압이 인가되도록 조절할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 척킹 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 4에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 척킹 방법은 척킹 정보를 독출하는 단계(S1200) 및 정전 척에 인가되는 척킹 전압을 조절하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계(S1400)를 포함할 수 있다.

상기 척킹 정보를 독출하는 단계(S1200)에서 상기 척킹 정보는 정전 척(200)에 대한 기판의 척킹력에 상응하는 정보로서, 기판(W)의 처리를 위해 형성되는 플라즈마의 상태 정보 및 상기 플라즈마의 형성을 위한 RF 전력 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일 실시 예로서, 상기 척킹 정보는 기판의 막질 정보를 더 포함하고, 상기 플라즈마의 상태 정보 및 RF 전력 정보는 기판의 막질 정보에 따라 저장될 수 있다.

상기 정전 척에 인가되는 척킹 전압을 조절하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계(S1400)는 상기 척킹 정보에 따라 정전 척(200)에 대한 기판의 척킹력이 조절되도록 정전 척(200)에 인가되는 척킹 전압을 조절하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.

일 실시 예로서, 상기 척킹 정보가 기설정된 기준 척킹 범위에 속하지 않은 경우 상기 척킹 정보가 상기 기준 척킹 범위에 속하도록 척킹 전압을 조절하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 예로서, 상기 기설정된 기준 척킹 범위는 기판의 막질 정보에 따라 다르게 설정된 범위일 수 있다.

상기와 같은 기판 척킹 방법은 컴퓨터로 실행될 수 있는 프로그램으로 구현되어 어플리케이션 형태로 실행될 수 있고, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 SRAM(Static RAM), DRAM(Dynamic RAM), SDRAM(Synchronous DRAM) 등과 같은 휘발성 메모리, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Electrically Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM), 플래시 메모리 장치, PRAM(Phase-change RAM), MRAM(Magnetic RAM), RRAM(Resistive RAM), FRAM(Ferroelectric RAM) 등과 같은 불휘발성 메모리, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 광학적 판독 매체 예를 들어 시디롬, 디브이디 등과 같은 형태의 저장매체일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.

100: 공정 챔버
200: 정전 척
300: 가스 공급부
400: 플라즈마 생성부
500: 척킹정보 검출부
600: 제어부

Claims

정전기력에 의해 기판을 흡착하는 정전 척;
척킹 정보에 따라 상기 정전 척에 대한 상기 기판의 척킹력이 조절되도록 상기 정전 척을 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 척킹 정보는 상기 기판의 처리를 위해 형성되는 플라즈마의 형성을 위한 RF 전력에 기초하는 기판 척킹 장치.
제1 항에 있어서,
상기 RF 전력을 포함하는 상기 척킹 정보를 측정하는 척킹 정보 검출부를 더 포함하는 기판 척킹 장치.
제2 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 척킹 정보에 따라 상기 정전 척에 인가되는 척킹 전압을 조절하는 전압 조절부를 포함하는 기판 척킹 장치.
제3 항에 있어서,
상기 전압 조절부는,
상기 척킹 정보가 기설정된 기준 척킹 범위 내에 속하도록 상기 정전 척에 인가되는 척킹 전압을 조절하는 기판 척킹 장치.
제3 항에 있어서,
상기 척킹 정보는 상기 기판의 막질 정보를 더 포함하고,
상기 전압 조절부는 상기 기판의 막질 정보에 따라 설정된 기준 척킹 범위 내에 속하도록 상기 정전 척에 인가되는 상기 척킹 전압을 조절하는 기판 척킹 장치.
제3 항에 있어서,
상기 척킹 정보 검출부는,
상기 정전 척으로부터 상기 기판의 저면으로 공급되어 상기 정전 척과 상기 기판 사이의 틈새를 통해 누출되는 누출 가스의 유량 정보를 포함하는 척킹 정보를 측정하는 센서부를 포함하는 기판 척킹 장치.
제6 항에 있어서,
상기 센서부는,
상기 기판의 냉각을 위해 상기 정전 척으로 유입되는 냉각 가스의 유량을 측정하여 상기 누출 가스의 유량 정보를 측정하는 기판 척킹 장치.
제7 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 누출 가스의 유량 정보가 기설정된 기준 누출 가스 범위의 상한보다 큰 경우 상기 정전 척의 척킹력이 증가되도록 상기 정전 척을 제어하고,
상기 누출 가스의 유량 정보가 상기 기설정된 기준 누출 가스 범위의 하한보다 작은 경우 상기 정전 척의 척킹력이 감소되도록 상기 정전 척을 제어하는 기판 척킹 장치.
공정 챔버;
상기 공정 챔버의 내부에 위치하고, 정전기력에 의해 기판을 흡착하는 정전 척;
상기 공정 챔버 내부에 가스를 공급하는 가스 공급부;
상기 가스를 여기시켜 플라즈마를 생성하기 위한 RF 전원부; 및
상기 RF 전원부의 RF 전력에 기초한 척킹 정보에 따라 상기 정전 척에 대한 상기 기판의 척킹력이 조절되도록 상기 정전 척에 인가되는 척킹 전압을 조절하는 제어부를 포함하는 기판 처리 장치.
제9 항에 있어서,
상기 척킹 정보를 검출하는 척킹 정보 검출부를 더 포함하는 기판 처리 장치.
제9 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 척킹 정보에 따라 설정된 기준 척킹 범위 내에 속하도록 상기 척킹 전압을 조절하는 전압 조절부를 포함하는 기판 처리 장치.
정전기력에 의해 정전 척에 기판을 흡착하는 기판 척킹 방법에 있어서,
정전 척에 대한 기판의 척킹력에 상응하는 척킹 정보를 독출하는 단계; 및
상기 척킹 정보에 따라 상기 척킹력이 조절되도록 상기 정전 척에 인가되는 척킹 전압을 조절하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하되,
상기 척킹 정보는 상기 기판의 처리를 위해 형성되는 플라즈마의 형성을 위한 RF 전력에 기초하는 기판 척킹 방법.
제12 항에 있어서,
상기 척킹 정보는,
상기 기판의 처리를 위해 형성되는 플라즈마의 상태 정보를 더 포함하는 기판 척킹 방법.
제13 항에 있어서,
상기 척킹 정보는 상기 기판의 막질 정보를 더 포함하고,
상기 정전 척에 인가되는 척킹 전압을 조절하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계는 독출된 상기 척킹 정보가 기판의 막질 정보에 따라 설정된 기준 척킹 범위 내에 속하도록 상기 척킹 전압을 조절하기 위한 제어 신호를 생성하는 기판 척킹 방법.
제12 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 기재된 기판 척킹 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.