KR102387278B1 - Apparatus for treating substrate - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 기판 상에 형성된 막을 제거하는 장치를 제공한다. 기판 상에 형성된 막을 처리하는 장치는 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판에 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판에 냉매를 공급하는 냉매 공급 유닛, 그리고 공정 가스 및 냉매로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되, 상기 플라즈마 소스는 냉매가 흐르는 유로가 형성되는 제1전극을 포함한다. An embodiment of the present invention provides an apparatus for removing a film formed on a substrate. An apparatus for processing a film formed on a substrate includes a substrate supporting unit supporting a substrate, a process gas supplying unit supplying a process gas to a substrate supported by the substrate supporting unit, and a refrigerant supplying a refrigerant to a substrate supported by the substrate supporting unit. A supply unit and a plasma source for generating plasma from a process gas and a refrigerant, wherein the plasma source includes a first electrode through which a flow path through which the refrigerant flows is formed.

Description

기판 처리 장치{Apparatus for treating substrate}Substrate processing apparatus

본 발명은 기판을 처리하는 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 기판 상에 형성된 막을 처리하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for processing a substrate, and more particularly, to an apparatus for processing a film formed on a substrate.

일반적으로 반도체 소자는 실리콘 기판상에 소정의 회로 패턴을 형성하도록 박막을 순차적으로 적층하는 과정을 반복함으로써 제조되며, 박막의 형성 및 적층을 위해서는 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정 등 다수의 단위 공정들이 반복 수행된다.In general, semiconductor devices are manufactured by repeating the process of sequentially stacking thin films to form a predetermined circuit pattern on a silicon substrate. is performed repeatedly.

이러한 다수의 단위 공정들 중 사진 공정은 기판상에 패턴을 형성하기 위한 공정으로서, 감광액 도포(Coating) 공정, 노광(Exposuring) 공정 및 현상(Developing) 공정 등으로 이루어진다. 그리고 현상 공정에 의해 기판상에 형성된 패턴을 이용하여 기판의 최상단층을 현상 처리한 후, 기판상에 남아 있는 감광막 층을 제거하는 애싱(Ashing) 공정을 진행함으로써 패턴에 따른 소자의 형성이 가능하게 된다. Among the plurality of unit processes, a photo process is a process for forming a pattern on a substrate, and includes a photoresist coating process, an exposure process, and a developing process. Then, the uppermost layer of the substrate is developed using the pattern formed on the substrate by the developing process, and then an ashing process is performed to remove the photoresist layer remaining on the substrate, so that the device can be formed according to the pattern. do.

애싱 공정을 수행하는 장치로는 플라즈마 처리 장치가 일반적으로 사용되고 있으며, 이는 공정 가스를 챔버 내에 공급하고 마이크로 웨이브 또는 고주파 전원 등을 인가하여 기판의 상부에 플라즈마를 형성시켜 기판에 도포된 감광막 층을 제거하는 장치이다. A plasma processing apparatus is generally used as an apparatus for performing the ashing process, which supplies a process gas into a chamber and applies microwave or high frequency power to form plasma on the upper portion of the substrate to remove the photoresist layer applied to the substrate. is a device that

이러한 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마 상태가 이루어지는 챔버 내의 기압이 어떠한 압력 상태에 있는가에 따라, 저압 플라즈마 처리 장치와 상압 플라즈마 처리 장치 등으로 분류된다.Such a plasma processing apparatus is classified into a low-pressure plasma processing apparatus, an atmospheric pressure plasma processing apparatus, and the like, depending on which pressure state the atmospheric pressure in the chamber in which the plasma state is formed is.

저압 플라즈마 처리 장치는 진공 분위기를 형성하기 위해 고가 장비가 요구되며, 장치 구성이 복잡하기 때문에 장비 유지 관리 및 펌핑 시간이 길어지는 문제점이 있다. The low-pressure plasma processing apparatus requires expensive equipment to form a vacuum atmosphere, and has a problem in that equipment maintenance and pumping time are long because the apparatus configuration is complicated.

이와 달리, 대기압에서 플라즈마를 발생시켜 기판을 처리하는 상압 플라즈마 처리 장치는 진공 분위기 형성을 위한 별도의 장치가 불필요하므로, 저압 플라즈마 장치에 비해 쉽게 플라즈마 생성이 가능하다. In contrast, the atmospheric pressure plasma processing apparatus that processes the substrate by generating plasma at atmospheric pressure does not require a separate apparatus for forming a vacuum atmosphere, so that plasma can be easily generated compared to a low pressure plasma apparatus.

그러나 상압 플라즈마 처리 장치는 전극들 사이에 형성된 방전 공간으로부터 플라즈마가 발생되는 과정에서 아크(Arc)가 발생된다. 아크는 전극의 열손상시키는 주 원인이 된다. 또한 기판에 공급되는 플라즈마는 기판을 열손상시켜 패턴에 데미지를 가할 수 있다.However, in the atmospheric pressure plasma processing apparatus, an arc is generated while plasma is generated from the discharge space formed between the electrodes. Arcing is the main cause of thermal damage to the electrode. In addition, the plasma supplied to the substrate may damage the pattern by thermally damaging the substrate.

본 발명은 전극이 열손상되는 것을 방지할 수 있는 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a device capable of preventing an electrode from being thermally damaged.

또한 본 발명은 기판이 플라즈마에 의해 열손상되는 것을 방지할 수 있는 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an apparatus capable of preventing a substrate from being thermally damaged by plasma.

본 발명의 실시예는 기판 상에 형성된 막을 제거하는 장치를 제공한다. 기판 상에 형성된 막을 처리하는 장치는 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판에 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판에 냉매를 공급하는 냉매 공급 유닛, 그리고 공정 가스 및 냉매로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되, 상기 플라즈마 소스는 냉매가 흐르는 유로가 형성되는 제1전극을 포함한다. An embodiment of the present invention provides an apparatus for removing a film formed on a substrate. An apparatus for processing a film formed on a substrate includes a substrate supporting unit supporting a substrate, a process gas supplying unit supplying a process gas to a substrate supported by the substrate supporting unit, and a refrigerant supplying a refrigerant to a substrate supported by the substrate supporting unit. A supply unit and a plasma source for generating plasma from a process gas and a refrigerant, wherein the plasma source includes a first electrode through which a flow path through which the refrigerant flows is formed.

상기 플라즈마 소스는, 상기 제1전극과 조합되어 방전 공간을 형성하는 제2전극을 더 포함하되, 상기 제1전극에는 상기 방전 공간으로 냉매가 유출되는 유출구가 형성될 수 있다. 상기 제1전극은 길이 방향이 일 방향을 향하는 바 형상을 가지며, 상기 유출구는 상기 일 방향을 따라 배열되도록 복수 개로 제공될 수 있다. The plasma source may further include a second electrode combined with the first electrode to form a discharge space, wherein an outlet through which a refrigerant flows into the discharge space may be formed in the first electrode. The first electrode may have a bar shape with a longitudinal direction oriented in one direction, and a plurality of outlets may be provided to be arranged along the one direction.

상기 제2전극은 상기 제1전극을 감싸도록 제공되며, 공정 가스가 토출되는 토출구가 형성되되, 상기 유출구와 상기 토출구는 서로 대향되게 위치될 수 있다. The second electrode may be provided to surround the first electrode, and an outlet through which the process gas is discharged may be formed, and the outlet and the outlet may be positioned to face each other.

상기 플라즈마 소스는, 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 가지는 토출 헤드와 상기 토출 헤드를 상기 기판 지지 유닛에 대해 상대 이동시키는 헤드 구동 부재를 포함할 수 있다. The plasma source may include a discharge head having the first electrode and the second electrode, and a head driving member for relatively moving the discharge head with respect to the substrate support unit.

상기 냉매는 순수를 포함할 수 있다. 상기 막은 감광액막을 포함하고, 상기 방전 공간은 대기압에서 형성될 수 있다. The refrigerant may include pure water. The film may include a photoresist film, and the discharge space may be formed at atmospheric pressure.

본 발명의 실시예에 의하면, 제1전극 내에는 냉매가 흐르는 유로가 형성된다. 이로 인해 제1전극이 열손상되는 것을 방지할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, a flow path through which the refrigerant flows is formed in the first electrode. Accordingly, it is possible to prevent the first electrode from being thermally damaged.

또한 본 밤령의 실시예에 의하면, 냉매에 의한 플라즈마는 공정 가스에 의한 플라즈마를 냉각하는 동시에, 막 제거 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present night, the plasma by the refrigerant cools the plasma by the process gas, and at the same time, it is possible to improve the film removal efficiency.

도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 1의 플라즈마 소스를 보여주는 절단 사시도이다.
도 4는 도 3의 플라즈마 소스를 제1방향에서 바라본 단면도이다.
도 5는 도 3의 플라즈마 소스를 제2방향에서 바라본 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view illustrating the substrate processing apparatus of FIG. 1 .
FIG. 3 is a cut-away perspective view showing the plasma source of FIG. 1 .
4 is a cross-sectional view of the plasma source of FIG. 3 viewed from the first direction.
5 is a cross-sectional view of the plasma source of FIG. 3 viewed from the second direction.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 방법을 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, a substrate processing apparatus and method according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, it should be noted that in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 실시예는 대기압 분위기에서 플라즈마를 공급하여 기판의 막을 처리하는 것으로 일 예로 설명한다. 플라즈마를 공급하여 감광액막을 제거하는 것으로 설명한다. 그러나 플라즈마에 의한 감광액막 1차 제거 이후에 액을 공급하여 잔류 감광액막을 2차 제거하는 공정을 더 수행할 수 있다. This embodiment will be described as an example of processing the film of the substrate by supplying plasma in an atmospheric pressure atmosphere. It will be described that the photoresist film is removed by supplying plasma. However, after the primary removal of the photoresist film by plasma, a process of supplying a liquid to secondarily remove the remaining photoresist film may be further performed.

도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이고, 도 2는 도 1의 기판 처리 장치를 보여주는 평면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 처리 용기(400), 기판 지지 유닛(100), 플라즈마 소스(200), 공정 가스 공급 유닛(400), 그리고 냉매 공급 유닛(500)을 포함한다. 1 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view illustrating the substrate processing apparatus of FIG. 1 . 1 and 2 , the substrate processing apparatus 10 includes a processing vessel 400 , a substrate support unit 100 , a plasma source 200 , a process gas supply unit 400 , and a refrigerant supply unit 500 . includes

처리 용기(400)는 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가진다. 처리 용기(400)는 기판 상에 발생된 공정 부산물이 외부로 비산하는 것을 방지한다. 처리 용기(400)는 상부가 개방된 원통 형상을 가진다. 구체적으로 보호 용기(400)는 원형의 하부벽(410)과, 하부 벽(410) 상부로 연장되는 측벽(420)을 가지며, 측벽(420)의 상단은 경사지게 연장 형성된다. 이러한 구조에 의해 기판(W)으로부터 비산되는 공정 부산물 등은 측벽(420) 상단의 경사진 부분의 내벽을 통해 아래로 흘러 배출된다.The processing vessel 400 has a processing space for processing a substrate therein. The processing vessel 400 prevents process by-products generated on the substrate from scattering to the outside. The processing container 400 has a cylindrical shape with an open top. Specifically, the protective container 400 has a circular lower wall 410 and a side wall 420 extending above the lower wall 410 , and an upper end of the side wall 420 is formed to extend obliquely. Process by-products scattered from the substrate W by this structure flow downward through the inner wall of the inclined portion of the upper side of the side wall 420 and are discharged.

기판 지지 유닛(100)은 처리 공간 내에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(100)은 지지판(110), 핀 부재(120), 그리고 히터(130)를 포함한다. 지지판(110)은 원형의 판 형상을 가지도록 제공된다. 지지판(110)의 상부 면에는 기판(W)을 지지하는 핀 부재(120)가 설치된다. 핀 부재(120)는 지지 핀들(122)과 척킹 핀들(124)을 가진다. 지지 핀들(122)은 지지판(110)의 상부 면 가장자리부에 소정 간격 이격되어 일정 배열로 배치되며, 지지판(110)으로부터 상측으로 돌출되도록 구비된다. 지지 핀들(122)은 기판(W)의 하면을 지지하여 기판(W)이 지지판(110)으로부터 상측 방향으로 이격된 상태에서 지지되도록 한다. 지지 핀들(122)의 외측에는 척킹 핀들(124)이 각각 배치되며, 척킹 핀들(124)은 상측으로 돌출되도록 구비된다. 척킹 핀들(124)은 다수의 지지 핀들(122)에 의해 지지된 기판(W)이 지지판(110) 상의 정 위치에 놓이도록 기판(W)을 정렬한다. 공정 진행시 척킹 핀들(124)은 기판(W)의 측부와 접촉되어 기판(W)이 정 위치로부터 이탈되는 것을 방지한다. 히터(130)는 지지판 내에 위치된다. 히터(130)는 기판(W)을 처리하는 중에 기판(W)이 소정의 공정 온도로 유지되도록 기판(W)을 가열한다. The substrate support unit 100 supports the substrate W in the processing space. The substrate support unit 100 includes a support plate 110 , a fin member 120 , and a heater 130 . The support plate 110 is provided to have a circular plate shape. A pin member 120 supporting the substrate W is installed on the upper surface of the support plate 110 . The pin member 120 has support pins 122 and chucking pins 124 . The support pins 122 are arranged in a predetermined arrangement spaced apart from the edge of the upper surface of the support plate 110 , and are provided to protrude upward from the support plate 110 . The support pins 122 support the lower surface of the substrate W so that the substrate W is supported while being spaced apart from the support plate 110 in the upper direction. Chucking pins 124 are respectively disposed outside the support pins 122 , and the chucking pins 124 are provided to protrude upward. The chucking pins 124 align the substrate W so that the substrate W supported by the plurality of support pins 122 is positioned on the support plate 110 . During the process, the chucking pins 124 come into contact with the side of the substrate W to prevent the substrate W from being separated from the original position. The heater 130 is located within the support plate. The heater 130 heats the substrate W so that the substrate W is maintained at a predetermined process temperature while the substrate W is processed.

지지판(110)의 하부에는 지지판(110)을 지지하는 지지축(140)이 연결되며, 지지축(140)의 하단에는 구동부(150)가 연결된다. 구동부(150)는 모터 등으로 마련될 수 있다. 구동부(150)는 기판(W)을 액 처리 시 지지축(140)을 회전시킬 수있다. 지지축(140)이 회전함에 따라 이에 연결된 지지판(110) 및 기판(W)은 회전되고, 기판(W) 상에 공급되는 액은 그 회전으로 인하여 기판(W) 전면에 균일 공급될 수 있다. 또한, 구동부(150)는 지지판(110) 상에 기판(W)을 로딩하거나 지지판(110)으로부터 기판(W)을 언로딩하는 경우, 그리고 이외에도 공정상 필요가 있을 때 지지판(110)을 상하로 이동시킬 수 있다.A support shaft 140 supporting the support plate 110 is connected to a lower portion of the support plate 110 , and a driving unit 150 is connected to a lower end of the support shaft 140 . The driving unit 150 may be provided as a motor or the like. The driving unit 150 may rotate the support shaft 140 when the substrate W is treated with a liquid. As the support shaft 140 rotates, the support plate 110 and the substrate W connected thereto rotate, and the liquid supplied on the substrate W may be uniformly supplied to the entire surface of the substrate W due to the rotation. In addition, the driving unit 150 loads the substrate W on the support plate 110 or unloads the substrate W from the support plate 110 , and in addition, when necessary in the process, the support plate 110 is moved up and down. can be moved

본 실시예에는 기판의 위치가 정지된 채로 플라즈마 소스(200)의 토출 헤드(220)가 이동되어 플라즈마를 공급하는 것으로 설명한다. 그러나 토출 헤드(220)의 위치가 정지되고, 기판(W)은 구동부(150)에 의해 회전될 수 있다.In this embodiment, it will be described that the discharge head 220 of the plasma source 200 is moved to supply plasma while the position of the substrate is stopped. However, the position of the discharge head 220 may be stopped, and the substrate W may be rotated by the driving unit 150 .

플라즈마 소스(200)는 기판 지지 유닛(100)에 놓인 기판(W)상으로 플라즈마를 공급하여 기판(W)을 처리한다. 도 3은 도 1의 플라즈마 소스를 보여주는 절단 사시도이고 도 4는 도 3의 플라즈마 소스를 제1방향에서 바라본 단면도이며, 도 5는 도 3의 플라즈마 소스를 제2방향에서 바라본 단면도이다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 플라즈마 소스(200)는 토출 헤드(220) 및 헤드 구동 부재(300)를 포함한다. 토출 헤드(220)는 기판(W)의 직경에 대응하는 길이를 가지는 바 형상으로 제공된다. 토출 헤드(220)는 기판(W)의 상부에 기판(W)과 평행한 길이 방향을 가지도록 배치된다. 일 예에 의하면, 토출 헤드(220)는 중심점이 기판 처리면의 중심과 상하로 정렬되게 배치될 수 있다. 토출 헤드(220)는 제1전극(230) 및 제2전극(250)을 포함한다. 제1전극(230)은 전원 공급 단자에 연결되고, 제2전극(250)은 접지 단자에 연결된다. 전원 공급 단자는 제1전극(230)에 고주파 전원을 인가하여, 제1전극(230)으로부터 플라즈마 발생을 위한 전자가 방출되도록 한다. 제1전극(230)과 제2전극(250)은 서로 조합되어 전기장이 형성된 방전 공간(240)을 형성한다. 제1전극(230) 및 제2전극(250)은 각각 길이 방향이 제1방향을 향하도록 제공된다. 제2전극(250)은 제1전극(230)을 감싸는 형상으로 제공된다. 방전 공간(240)은 제1전극(230)과 제2전극(250)의 사이 공간으로 제공된다. 즉, 제1전극(230)의 외측 공간, 그리고 제2전극(250)의 내측 공간은 방전 공간(240)으로 제공된다.The plasma source 200 processes the substrate W by supplying plasma onto the substrate W placed on the substrate support unit 100 . FIG. 3 is a cut-away perspective view showing the plasma source of FIG. 1 , FIG. 4 is a cross-sectional view of the plasma source of FIG. 3 viewed from a first direction, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the plasma source of FIG. 3 viewed from a second direction. 3 to 5 , the plasma source 200 includes an ejection head 220 and a head driving member 300 . The discharge head 220 is provided in a bar shape having a length corresponding to the diameter of the substrate W. As shown in FIG. The discharge head 220 is disposed on the upper portion of the substrate W so as to have a longitudinal direction parallel to the substrate W. According to an example, the discharge head 220 may be disposed such that a center point is vertically aligned with the center of the substrate processing surface. The discharge head 220 includes a first electrode 230 and a second electrode 250 . The first electrode 230 is connected to the power supply terminal, and the second electrode 250 is connected to the ground terminal. The power supply terminal applies high-frequency power to the first electrode 230 so that electrons for plasma generation are emitted from the first electrode 230 . The first electrode 230 and the second electrode 250 are combined with each other to form a discharge space 240 in which an electric field is formed. The first electrode 230 and the second electrode 250 are provided so that their lengthwise direction faces the first direction, respectively. The second electrode 250 is provided in a shape surrounding the first electrode 230 . The discharge space 240 is provided as a space between the first electrode 230 and the second electrode 250 . That is, the outer space of the first electrode 230 and the inner space of the second electrode 250 are provided as the discharge space 240 .

다음은 제1전극(230)과 제2전극(250)의 형상에 대해 보다 자세히 설명현다. 제2전극(250)는 도입구(252) 및 토출구(260)가 형성된다. 도입구(252)는 제2전극(250)의 상면에 형성되고, 토출구(260)는 기판의 처리면과 마주하는 위치에 형성된다. 일 예에 의하면 토출구(260)는 제2전극(250)의 저면에 형성될 수 있다. 토출구(260)는 복수 개로 형성된다. 토출구(260)는 제1방향을 따라 나란하게 배열된다. 토출구(260)는 일렬 또는 복수 열로 배열될 수 있다. 복수의 토출구들(260)이 연장된 길이는 기판의 직경과 동일하거나 그보다 길게 제공될 수 있다. 도입구(252)는 공정 가스가 공급되는 홀로 기능한다. Next, the shapes of the first electrode 230 and the second electrode 250 will be described in more detail. The second electrode 250 has an inlet 252 and an outlet 260 formed therein. The inlet 252 is formed on the upper surface of the second electrode 250 , and the outlet 260 is formed at a position facing the processing surface of the substrate. According to an example, the discharge port 260 may be formed on the bottom surface of the second electrode 250 . The discharge port 260 is formed in plurality. The discharge ports 260 are arranged side by side in the first direction. The discharge ports 260 may be arranged in one line or a plurality of columns. An extended length of the plurality of outlets 260 may be the same as or longer than the diameter of the substrate. The inlet 252 functions as a hole to which the process gas is supplied.

제1전극(230)은 제2전극(250)의 내부 공간에 위치된다. 제1전극(230)은 제2전극(250)과 이격되게 위치된다. 제1전극(230)은 제2전극(250)과 평행한 길이 방향을 가지는 관 형상으로 제공된다. 따라서 제1전극(230)의 외측면과 제2전극(250)의 내측면은 마주하게 위치된다. 제1전극(230)의 내부에는 냉매가 공급되는 유로가 형성된다. 제1전극(230)에는 유출구(234)가 형성되며, 유출구(234)는 복수 개로 제공된다. 예컨대 유출구(234)는 제1전극(230)과 평행한 길이 방향을 따라 배열될 수 있다. 유출구(234)는 제1전극(230)의 저면에 형성될 수 있다. 유출구(234)는 토출구(260)와 마주하게 위치될 수 있다. 제1전극(230) 내에 흐르는 냉매는 유출구(234)를 통해 방전 공간(240)으로 제공될 수 있다. 이에 따라 냉매는 방전 공간(240)에 의해 플라즈마가 형성될 수 있다. 제1전극(230)의 외측면 및 제2전극(250)의 내측면 각각은 제1방향을 감싸도록 라운드진 형상으로 제공될 수 있다. 제1전극(230)의 외측면(235a)과 제2전극(250)의 내측면(235b) 각각에는 아크(Arc) 방지를 위한 절연체가 코팅될 수있다. 예컨데, 절연체는 세라믹일 수 있다. 세라믹은 알루미나일 수 있다. 제1전극(230) 및 제2전극(250)은 도체 금속일 수 있다. 금속은 스테인레스, 알루미늄, 그리고 구리 등일 수 있다.The first electrode 230 is located in the inner space of the second electrode 250 . The first electrode 230 is spaced apart from the second electrode 250 . The first electrode 230 is provided in a tubular shape having a longitudinal direction parallel to the second electrode 250 . Accordingly, the outer surface of the first electrode 230 and the inner surface of the second electrode 250 are positioned to face each other. A flow path through which the refrigerant is supplied is formed inside the first electrode 230 . An outlet 234 is formed in the first electrode 230 , and a plurality of outlets 234 are provided. For example, the outlet 234 may be arranged along a longitudinal direction parallel to the first electrode 230 . The outlet 234 may be formed on the bottom surface of the first electrode 230 . The outlet 234 may be positioned to face the outlet 260 . The refrigerant flowing in the first electrode 230 may be provided to the discharge space 240 through the outlet 234 . Accordingly, plasma may be formed in the refrigerant by the discharge space 240 . Each of the outer surface of the first electrode 230 and the inner surface of the second electrode 250 may be provided in a rounded shape to surround the first direction. An insulator for arc prevention may be coated on each of the outer surface 235a of the first electrode 230 and the inner surface 235b of the second electrode 250 . For example, the insulator may be ceramic. The ceramic may be alumina. The first electrode 230 and the second electrode 250 may be a conductive metal. The metal may be stainless, aluminum, copper, or the like.

헤드 구동 부재(300)는 토출 헤드(220)를 직선 방향으로 이동시킨다. 상부에서 바라볼 때 헤드 구동 부재(300)는 토출 헤드(220)의 길이 방향과 수직한 방향으로 토출 헤드(220)를 직선 이동시킨다. 헤드 구동 부재(300)는 아암(320) 및 가이드 레일(340)을 포함한다. 아암(320)은 토출 헤드(220)에 고정 결합되며, 토출 헤드(220)를 지지한다. 가이드 레일(340)은 처리 용기(400)의 일측에 위치된다. 가이드 레일(340)은 아암(320)과 연결되며, 아암(320)을 토출 헤드(220)와 평행한 방향으로 이동시킨다. 일 예에 의하면, 토출 헤드(220)는 제2방향으로 직선 이동될 수 있다. 기판의 감광막 제거 공정이 진행되면, 토출 헤드(220)는 토출구(260)가 기판의 중심축과 일치되는 위치에서 제2방향으로 왕복 이동되며 플라즈마를 공급할 수 있다. 토출 헤드(220)는 기판의 일단에서 이와 반대되는 타단까지 플라즈마를 공급할 수 있다. The head driving member 300 moves the discharge head 220 in a linear direction. When viewed from above, the head driving member 300 linearly moves the discharge head 220 in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the discharge head 220 . The head driving member 300 includes an arm 320 and a guide rail 340 . The arm 320 is fixedly coupled to the discharge head 220 and supports the discharge head 220 . The guide rail 340 is positioned on one side of the processing vessel 400 . The guide rail 340 is connected to the arm 320 , and moves the arm 320 in a direction parallel to the discharge head 220 . According to an example, the discharge head 220 may be linearly moved in the second direction. When the photoresist film removal process of the substrate is performed, the ejection head 220 may reciprocate in the second direction at a position where the ejection hole 260 coincides with the central axis of the substrate to supply plasma. The discharge head 220 may supply plasma from one end of the substrate to the opposite end of the substrate.

공정 가스 공급 유닛(400)은 방전 공간(240)에 공정 가스를 공급한다. 공정 가스 공급 유닛(400)은 가스 공급 라인(400)을 포함한다. 가스 공급 라인(400)은 도입구(252)에 연결되며, 도입구(252)를 통해 방전 공간(240)에 공정 가스를 공급한다. 공정 가스는 방전 공간(240)에 의해 플라즈마(이하 가스 플라즈마)가 형성된다. 예컨대, 공정 가스는 아르곤(Ar), 산소(O2), 수소(H2), 그리고 질소(N2) 중 적어도 하나일 수 있다. The process gas supply unit 400 supplies the process gas to the discharge space 240 . The process gas supply unit 400 includes a gas supply line 400 . The gas supply line 400 is connected to the inlet 252 , and supplies a process gas to the discharge space 240 through the inlet 252 . As for the process gas, plasma (hereinafter, gas plasma) is formed by the discharge space 240 . For example, the process gas may be at least one of argon (Ar), oxygen (O 2 ), hydrogen (H 2 ), and nitrogen (N 2 ).

일반적으로 이온이 주입된 감광액막은 상부층에 탄소 경화층을 가진다. 이는 상압 플라즈마를 이용하여 이온 주입된 감광액막의 탄소 경화층을 제거할 시, 공정 가스로는 플루오르(F) 계열의 가스가 배제된 가스가 사용되어야 한다. 플루오르(F) 계열의 공정 가스를 사용할 경우, 진공 플라즈마의 경우와 달리 탄소 경화층의 제거 효율이 저하되거나 오히려 탄소 경화층의 두께를 증가시킬 수 있다. In general, an ion-implanted photoresist film has a carbon cured layer on its upper layer. In this case, when the carbon hardened layer of the ion-implanted photoresist film is removed using atmospheric pressure plasma, a gas excluding fluorine (F)-based gas should be used as the process gas. When a fluorine (F)-based process gas is used, unlike the case of vacuum plasma, the removal efficiency of the carbon hardened layer may be reduced or the thickness of the carbon hardened layer may be increased.

냉매 공급 유닛(500)은 방전 공간(240)에 냉매를 공급한다. 냉매 공급 유닛(500)은 냉매 공급 라인(500)을 포함한다. 냉매 공급 라인(500)은 제1전극(230)에 연결된다. 냉매는 제1전극(230) 내에 형성된 유로에서 유출구(234)를 통해 방전 공간(240)으로 공급된다. 냉매는 방전 공간(240)에 의해 플라즈마(이하 냉매 플라즈마)가 형성된다. 냉매 플라즈마는 가스 플라즈마의 온도를 냉각시키는 동시에, 기판 상의 패턴을 냉각시킨다. 이에 따라 패턴의 열손상을 방지할 수 있다. 또한 냉매는 제1전극(230)에 형성된 유로를 통과하여 방전 공간(240)으로 제공된다. 이에 따라 제1전극(230)이 과열되는 것을 방지한다. 예컨대, 냉매는 액상 또는 기상의 순수(DIW)일 수 있다. 냉매 플라즈마는 수소 라디칼(H*) 및 수산기 라디칼(OH*)을 생성한다. 수소 라디칼(H*) 및 수산기 라디칼(OH*)는 기판 상의 감광막 및 유기물을 제거한다.The refrigerant supply unit 500 supplies the refrigerant to the discharge space 240 . The refrigerant supply unit 500 includes a refrigerant supply line 500 . The refrigerant supply line 500 is connected to the first electrode 230 . The refrigerant is supplied to the discharge space 240 through the outlet 234 in the flow path formed in the first electrode 230 . In the refrigerant, plasma (hereinafter referred to as refrigerant plasma) is formed by the discharge space 240 . The refrigerant plasma cools the temperature of the gas plasma while cooling the pattern on the substrate. Accordingly, thermal damage to the pattern can be prevented. In addition, the refrigerant passes through the flow path formed in the first electrode 230 and is provided to the discharge space 240 . Accordingly, the first electrode 230 is prevented from being overheated. For example, the refrigerant may be liquid or gaseous pure water (DIW). The refrigerant plasma generates hydrogen radicals (H*) and hydroxyl radicals (OH*). The hydrogen radical (H*) and the hydroxyl radical (OH*) remove the photosensitive film and organic matter on the substrate.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

200: 플라즈마 소스 230: 제1전극
250: 제2전극 252: 도입구
260: 토출구 400: 공정 가스 공급 유닛
500: 냉매 공급 유닛200: plasma source 230: first electrode
250: second electrode 252: inlet port
260: outlet 400: process gas supply unit
500: refrigerant supply unit

Claims (7)

기판 상에 형성된 막을 처리하는 장치에 있어서,
기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판에 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급 유닛과;
상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판에 냉매를 공급하는 냉매 공급 유닛과;
공정 가스 및 냉매로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되,
상기 플라즈마 소스는,
냉매가 흐르는 유로가 형성되는 제1전극과 상기 제1전극을 감싸는 형상으로 제공되는 제2전극을 포함하고, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 방전 공간을 갖는 토출 헤드; 및
상기 토출 헤드를 상기 기판 지지 유닛에 대해 상대 이동시키는 헤드 구동 부재를 포함하고,
상기 토출 헤드는
기판 상부에 기판과 평행하게 배치되고, 기판의 직경에 대응하는 길이를 가지는 바 형상으로 제공되며,
상기 헤드 구동 부재는
상기 토출 헤드의 길이 방향과 수직한 방향으로 상기 토출 헤드를 직선 이동시키는 기판 처리 장치.An apparatus for processing a film formed on a substrate, the apparatus comprising:
a substrate support unit for supporting the substrate;
a process gas supply unit supplying a process gas to the substrate supported by the substrate support unit;
a refrigerant supply unit supplying a refrigerant to the substrate supported by the substrate support unit;
a plasma source for generating plasma from a process gas and a refrigerant;
The plasma source is
a discharge head including a first electrode having a flow path through which a refrigerant flows and a second electrode provided in a shape surrounding the first electrode, the discharge head having a discharge space between the first electrode and the second electrode; and
a head driving member for relatively moving the discharge head with respect to the substrate support unit;
The discharge head is
It is disposed on the upper portion of the substrate parallel to the substrate and provided in the shape of a bar having a length corresponding to the diameter of the substrate,
The head driving member is
A substrate processing apparatus for linearly moving the discharge head in a direction perpendicular to a longitudinal direction of the discharge head. 제1항에 있어서,
상기 제2전극은
상면에 제공되고, 공정 가스가 유입되는 도입구;
기판의 처리면과 마주하는 저면에 형성되는 토출구들을 포함하고;
상기 토출구들은 토출 헤드의 길이 방향을 따라 배열되고, 상기 토출구들의 배열 길이는 기판의 직경과 동일하거나 그보다 길게 제공되며,
상기 제1전극은
상기 제2전극과 평한한 길이 방향을 가지는 관 형상으로 제공되며,
내부에는 냉매가 공급되는 유로가 형성되고,
저면에 상기 토출구와 마주보도록 제공되는 유출구를 갖고, 냉매는 상기 유출구를 통해 상기 방전 공간으로 제공되는 기판 처리 장치.According to claim 1,
The second electrode is
an inlet provided on the upper surface and through which the process gas is introduced;
including outlets formed on a bottom surface facing the processing surface of the substrate;
The discharge holes are arranged along the longitudinal direction of the discharge head, and the length of the arrangement of the discharge holes is equal to or longer than the diameter of the substrate,
The first electrode is
It is provided in a tubular shape having a longitudinal direction parallel to the second electrode,
A flow path through which the refrigerant is supplied is formed inside,
A substrate processing apparatus having an outlet provided on a bottom surface to face the outlet, and a refrigerant is provided to the discharge space through the outlet. 제2항에 있어서,
상기 제1전극의 외측면 및 상기 제2전극의 내측면은 아크 방지를 위한 절연체가 코팅되는 기판 처리 장치.3. The method of claim 2,
The outer surface of the first electrode and the inner surface of the second electrode are coated with an insulator for arc prevention. 기판 상에 형성된 막을 처리하는 장치에 있어서,
기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판에 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급 유닛과;
상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판에 냉매를 공급하는 냉매 공급 유닛과;
공정 가스 및 냉매로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되,
상기 플라즈마 소스는,
냉매가 흐르는 유로가 형성되는 제1전극과 상기 제1전극을 감싸는 형상으로 제공되는 제2전극을 포함하고, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 방전 공간을 갖는 토출 헤드; 및
상기 토출 헤드를 상기 기판 지지 유닛에 대해 상대 이동시키는 헤드 구동 부재를 포함하고,
상기 제2전극은
기판의 처리면과 마주하는 저면에 형성되는 토출구들을 포함하고;
상기 제1전극은
내부에 냉매가 공급되는 유로가 형성된 관 형상으로 제공되고, 저면에 상기 토출구와 마주보도록 제공되는 유출구를 가지며, 냉매는 상기 유출구를 통해 상기 방전 공간으로 제공되는 기판 처리 장치.An apparatus for processing a film formed on a substrate, the apparatus comprising:
a substrate support unit for supporting the substrate;
a process gas supply unit supplying a process gas to the substrate supported by the substrate support unit;
a refrigerant supply unit supplying a refrigerant to the substrate supported by the substrate support unit;
a plasma source for generating plasma from a process gas and a refrigerant;
The plasma source is
a discharge head including a first electrode having a flow path through which a refrigerant flows and a second electrode provided in a shape surrounding the first electrode, the discharge head having a discharge space between the first electrode and the second electrode; and
a head driving member for relatively moving the discharge head with respect to the substrate support unit;
The second electrode is
including outlets formed on a bottom surface facing the processing surface of the substrate;
The first electrode is
The substrate processing apparatus is provided in a tubular shape having a flow path through which the refrigerant is supplied, has an outlet provided on a bottom surface to face the outlet, and the refrigerant is provided to the discharge space through the outlet. 삭제delete 제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 냉매는 순수를 포함하는 기판 처리 장치.5. The method of claim 1 or 4,
The refrigerant is a substrate processing apparatus including pure water. 제6항에 있어서,
상기 막은 감광액막을 포함하고,
상기 방전 공간은 대기압에서 형성되는 기판 처리 장치.


7. The method of claim 6,
The film comprises a photoresist film,
The discharge space is a substrate processing apparatus formed at atmospheric pressure.
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