KR102615604B1

KR102615604B1 - 기판 처리 방법, 그리고 챔버 세정 방법

Info

Publication number: KR102615604B1
Application number: KR1020210143849A
Authority: KR
Inventors: 이원석; 윤영배
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2021-10-26
Filing date: 2021-10-26
Publication date: 2023-12-20
Also published as: KR20230059550A; US20230130652A1; CN116031130A

Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 기판 처리 방법은, 챔버가 가지는 처리 공간으로 공정 플라즈마를 전달하여 상기 기판을 처리하는 기판 처리 단계; 및 상기 챔버가 가지며, 상기 처리 공간의 아래에 배치되는 배기 공간으로 세정 매체를 공급하여 상기 배기 공간을 세정하는 세정 단계를 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 방법, 그리고 챔버 세정 방법{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND CHAMBER CLEANING METHOD}

본 발명은 기판 처리 방법, 그리고 챔버 세정 방법에 관한 것이다.

플라즈마는 이온이나 라디칼, 그리고 전자 등으로 이루어진 이온화 된 가스 상태를 말한다. 플라즈마는 매우 높은 온도, 강한 전계, 또는 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성된다. 반도체 소자 제조 공정은 플라즈마를 이용하여 웨이퍼 등의 기판 상에 형성된 박막이나 이물을 제거하는 에칭 공정(Etching Process)을 포함할 수 있다. 에칭 공정은 플라즈마의 이온 및/또는 라디칼들이 기판 상의 박막과 충돌하거나, 박막과 반응하여 수행된다.

플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 과정에서 다양한 처리 가스가 사용된다. 이로 인해, 기판을 처리하는 챔버 내부에는 파티클을 포함한 다양한 공정 부산물이 발생한다. 챔버 내부에 공정 부산물이 증착되는 경우, 챔버 내부에서 처리가 진행되는 기판(W) 상에 파티클이 부착되어 기판(W)이 오염될 수 있다. 또한, 챔버 내부에 대한 배기가 진행되지 않아 챔버 내부의 압력 조절이 어렵다. 이에, 챔버 내부 환경을 청정한 상태로 유지하는 것이 중요하다.

일반적인으로 기판 처리 장치는 기판을 처리하는 처리 공간과 처리 공간 아래에 위치하여 처리 공간의 분위기를 배기하는 배기 공간으로 구획된다. 기판을 처리하는 처리 공간에서 발생한 공정 부산물은 배기 공간으로 유입되어 증착된다. 배기 공간은 플라즈마 소스로부터 상대적으로 먼 곳에 위치하므로, 플라즈마를 이용하여 배기 공간에 증착된 공정 부산물을 제거하기 어렵다. 또한, 배기 공간은 구조상의 제약으로 인해, 배기 공간에 증착된 파티클 등을 물리적으로 세정하는 것도 어렵다.

배기 공간에 공정 부산물 등이 지속적으로 증착되는 경우, 공정 부산물이 부유하며 기판 상에 부착되어, 공정 불량을 야기할 수 있다. 또한, 배기 공간 상에 공정 부산물이 증착됨으로써, 처리 공간에 대한 원활한 배기가 진행되지 않는다. 이로 인해, 처리 공간의 압력을 일정하게 유지할 수 없어 효율적인 기판 처리를 진행할 수 없다.

본 발명은 챔버가 가지는 배기 공간을 세정할 수 있는 기판 처리 방법, 그리고 챔버 세정 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 기판에 대한 플라즈마 처리가 수행되는 도중에도 배기 공간을 세정할 수 있는 기판 처리 방법, 그리고 챔버 세정 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

본 발명은 기판을 처리하는 처리 공간과 처리 공간의 아래에 배치되는 배기 공간을 포함한 챔버 전 영역에 대해 세정할 수 있는 기판 처리 방법, 그리고 챔버 세정 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재들로부터 통상의 기술자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일 실시 예에 의하면, 상기 처리 공간과 상기 배기 공간은, 상기 처리 공간과 상기 배기 공간을 유체 연통시키는 통공이 형성된 배기 배플에 의해 구획될 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 세정 매체는, 세정 가스로부터 발생되는 세정 플라즈마일 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 세정 플라즈마는, 상기 세정 가스를 여기하여 상기 세정 플라즈마를 발생시키는 리모트 플라즈마 소스에 의해 발생될 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 세정 단계는, 상기 처리 공간에서 상기 기판을 지지하는 지지 유닛의 측부와 마주하는 공급 포트가 상기 세정 플라즈마를 상기 배기 공간으로 주입하여 수행될 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 세정 단계가 수행되는 시기는, 상기 기판 처리 단계가 수행되는 시기와 적어도 일부가 중첩될 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 세정 단계는, 상기 기판 처리 단계가 수행된 이후, 설정 시간 동안 더 수행될 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 세정 단계는, 상기 기판 처리 단계가 수행되기 전, 설정 시간 동안 더 수행될 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 세정 매체는, 세정 가스가 여기되어 발생되는 세정 플라즈마로부터 이온을 포획한 중성 기체일 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 세정 가스는, CF4, NF3, N2, O2, F2, 그리고 Ar 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 챔버 세정 방법을 제공한다. 내부 공간 ? 상기 내부 공간은 배기 배플에 의해 기판을 처리하는 처리 공간, 그리고 배기 공간으로 구획되며, 상기 처리 공간과 상기 배기 공간은 상기 배기 배플에 형성된 통공에 의해 유체 연통됨 - 가지는 챔버를 세정하는 챔버 세정 방법은, 상기 처리 공간과 상기 배기 공간 중, 상기 배기 공간으로 세정 플라즈마를 전달하여 상기 배기 공간을 세정하는 배기 공간 세정 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 배기 공간 세정 단계는, 상기 처리 공간으로 공정 플라즈마를 전달하여 상기 기판을 처리하는 동안 수행될 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 배기 공간 세정 단계는, 상기 처리 공간으로 공정 플라즈마를 전달하여 상기 기판을 처리한 이후 수행될 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 처리 공간과 상기 배기 공간 중, 상기 처리 공간으로 세정 플라즈마를 전달하여 상기 처리 공간 및 상기 배기 공간을 세정하는 처리 공간 세정 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 처리 공간 세정 단계는, 상기 처리 공간으로부터 상기 기판이 반출된 이후 수행될 수 있다.

또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 기판 처리 방법은, 챔버가 가지는 내부 공간 ? 상기 내부 공간은, 상기 내부 공간에서 상기 기판을 지지하는 지지 유닛을 둘러싸는 배기 배플에 의해 상기 기판이 처리되는 처리 공간, 그리고 상기 처리 공간의 분위기를 배기하는 배기 공간으로 구획되며, 상기 배기 배플에는 상기 처리 공간과 상기 배기 공간을 유체 연통시키는 통공이 형성됨 - 으로 상기 기판을 반입하는 기판 반입 단계; 상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 공정 플라즈마를 전달하여 상기 기판을 처리하는 기판 처리 단계; 상기 배기 공간으로 세정 플라즈마를 전달하여 상기 배기 공간에 부착된 불순물을 제거하는 배기 공간 세정 단계; 및 상기 내부 공간에서 상기 기판을 반출하는 기판 반출 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 배기 공간 세정 단계는, 상기 기판 처리 단계와 함께 수행될 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 배기 공간 세정 단계는, 상기 기판 처리 단계가 종료된 이후 수행될 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 처리 공간과 상기 배기 공간 중, 상기 처리 공간으로 세정 플라즈마를 전달하여 상기 처리 공간 및 상기 배기 공간을 세정하는 처리 공간 세정 단계를 더 포함하되, 상기 배기 공간 세정 단계는, 상기 처리 공간 세정 단계와 함께 수행될 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 세정 플라즈마로 여기되는 세정 가스는, CF4, NF3, N2, O2, F2, 그리고 Ar 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는, 내부 공간을 가지는 챔버; 상기 내부 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 내부 공간을 처리 공간과 배기 공간으로 구획하며, 상기 처리 공간과 상기 배기 공간을 서로 연통시키는 통공이 형성된 배기 배플; 상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및 상기 배기 공간을 세정하는 세정 매체를 공급하는 세정 유닛을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 세정 유닛은, 제1세정 가스로부터 상기 세정 매체인 제1세정 플라즈마를 발생시키는 리모트 플라즈마 소스; 및 상기 제1세정 플라즈마를 상기 배기 공간으로 공급하는 공급 포트를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 공급 포트는, 상기 배기 공간과 상기 처리 공간 중 상기 배기 공간에 설치될 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 공급 포트는, 복수로 제공되되, 상기 챔버의 측벽을 따라 서로 이격되어 제공될 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 장치는, 상기 공정 가스로부터 공정 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스; 및 상기 가스 공급 유닛, 상기 플라즈마 소스, 그리고 상기 리모트 플라즈마 소스를 제어하는 제어기를 더 포함하되, 상기 제어기는, 상기 공정 플라즈마로 기판을 처리하는 동안 상기 제1세정 플라즈마로 상기 배기 공간을 세정하도록 상기 가스 공급 유닛, 상기 플라즈마 소스, 그리고 상기 리모트 플라즈마를 제어할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 가스 공급 유닛은 상기 처리 공간에 제2세정 가스를 더 공급하고, 상기 플라즈마 소스는 상기 제2세정 가스로부터 제2세정 플라즈마를 발생시키고, 상기 장치는, 상기 공정 가스로부터 공정 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스; 및 상기 가스 공급 유닛, 상기 플라즈마 소스, 그리고 상기 리모트 플라즈마 소스를 제어하는 제어기를 더 포함하되, 상기 제어기는, 기판이 상기 챔버로부터 반출된 상태에서, 상기 제2세정 플라즈마를 상기 처리 공간으로 공급하여 상기 처리 공간을 세정하는 동안에 상기 제1세정 플라즈마를 상기 배기 공간으로 공급하여 상기 배기 공간을 세정하도록 상기 플라즈마 소스, 상기 가스 공급 유닛, 그리고 상기 리모트 플라즈마 소스를 제어할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 세정 유닛은, 상기 리모트 플라즈마 소스와 상기 공급 포트 사이에 위치한 이온 트랩을 더 포함하되,상기 이온 트랩은, 상기 제1세정 플라즈마로부터 이온을 포획하는 하여 상기 배기 공간으로 라디칼을 공급할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 제1세정 가스는 CF4, NF3, N2, O2, F2, 그리고 Ar 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는, 내부 공간을 가지는 챔버; 상기 내부 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 내부 공간을 구획하는 배플; 상기 배플에 의해 구획된 공간 중 어느 하나의 공간으로 플라즈마 상태로 여기되는 공정 가스를 공급하는 제1가스 공급 유닛; 및 상기 배플에 의해 구획된 공간 중 다른 하나의 공간으로 세정 가스를 공급하는 제2가스 공급 유닛을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 장치는, 상기 세정 가스로부터 세정 플라즈마를 발생시키는 세정 유닛을 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 세정 유닛은, 상기 세정 가스를 여기시켜 상기 세정 플라즈마를 발생시키는 리모트 플라즈마 소스; 상기 세정 플라즈마를 상기 배플에 의해 구획된 공간 중 다른 하나의 공간에 공급하는 공급 포트; 및 상기 리모트 플라즈마 소스로부터 상기 공급 포트로 상기 세정 플라즈마를 전달하는 리모트 채널을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 공급 포트는, 상기 세정 플라즈마를 상향 또는 하향 경사진 방향으로 공급하도록 구성될 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 장치는, 상기 제1가스 공급 유닛, 그리고 상기 제2가스 공급 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는, 상기 공정 가스를 상기 내부 공간에 공급하여 기판을 처리한 이후 상기 세정 가스를 공급하도록 상기 제1가스 공급 유닛, 그리고 상기 제2가스 공급 유닛을 제어할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 장치는, 상기 제1가스 공급 유닛, 그리고 상기 제2가스 공급 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는, 기판이 상기 챔버로부터 반출된 상태에서, 상기 배플에 의해 구획된 공간 중 다른 하나의 공간을 세정하기 위해 상기 세정 가스를 공급하도록 상기 제2가스 공급 유닛을 제어할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 세정 유닛은, 상기 리모트 플라즈마 소스와 상기 공급 포트 사이에 위치한 이온 트랩을 더 포함하되, 상기 이온 트랩은, 복수 개의 관통 홀이 제공되고, 상기 세정 플라즈마에 포함되는 이온을 포획하여 상기 배기 공간으로 라디칼을 공급할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 챔버가 가지는 배기 공간을 세정할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판에 대한 플라즈마 처리가 수행되는 도중에도 배기 공간을 세정할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 처리하는 처리 공간과 처리 공간의 아래에 배치되는 배기 공간을 포함한 챔버 전 영역에 대해 세정할 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 C 부분을 확대한 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법의 순서도이다.
도 8은 도 7의 기판 처리 단계와 배기 공간 세정 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법의 순서도이다.
도 10은 도 9의 기판 처리 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도 11은 도 9의 배기 공간 세정 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도 12는 도 9의 기판 반출 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도 13은 도 9의 처리 공간 세정 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면들이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 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.

이하에서는, 도 1 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)는 기판(W)에 대해 공정을 수행할 수 있다. 기판 처리 장치(10)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리할 수 있다. 예컨대, 기판 처리 장치(10)는 플라즈마를 이용하여 기판(W) 상의 박막을 제거하는 에칭(Etching) 공정, 포토 레지스트 막을 제거하는 애싱(Ashing) 공정, 기판(W) 상에 박막을 형성하는 증착 공정, 또는 드라이 클리닝 공정을 수행할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 기판 처리 장치(10)에서 수행하는 플라즈마 처리 공정은 공지된 플라즈마 처리 공정으로 다양하게 변형될 수 있다.

기판 처리 장치(10)에 반입되는 기판(W)은 처리 공정이 일부 수행된 기판(W)이 반입될 수 있다. 예컨대, 기판 처리 장치(10)에 반입되는 기판(W)은 식각 공정, 사진 공정 등이 수행된 기판(W)일 수 있다.

기판 처리 장치(10)는 챔버(100), 배기 배플(200), 지지 유닛(300), 플라즈마 소스(400), 샤워 헤드(500), 가스 공급 유닛(600), 배기 유닛(700), 세정 유닛(800), 그리고 제어기(900)를 포함할 수 있다.

챔버(100)는 내부 공간(A1, A2, A3, B)을 가질 수 있다. 챔버(100)의 내부 공간(A1, A2, A3, B)은 후술하는 배기 배플(200)에 의해 상부의 공정 공간(A)과 처리 공간(A)의 아래에 배치되는 배기 공간(B)으로 구획될 수 있다. 공정 공간(A)은 처리 공간(A1, 제1공간의 일 예), 플라즈마 공간(A2, 제2공간의 일 예), 그리고 혼합 공간(A3, 제3공간의 일 예)으로 구분될 수 있다. 처리 공간(A1)에서는 실제 기판(W)에 대한 처리가 이루어지므로, 처리 공간(A1)은 좁은 의미의 처리 공간이라 볼 수 있다. 또한, 플라즈마 공간(A2), 그리고 혼합 공간(A3)은 기판(W)을 처리하기 위한 에천트를 발생시키므로, 넓은 의미의 처리 공간이라 볼 수 있다.

처리 공간(A1)은 배기 배플(200), 지지 유닛(300), 그리고 후술하는 샤워 헤드(500)가 서로 조합되어 정의하는 공간일 수 있다. 처리 공간(A1)은 기판(W)이 처리되는 공간으로 제공될 수 있다. 플라즈마 공간(A2)은 후술하는 상부 전극(420)과 후술하는 이온 블로커(440)가 서로 조합된 공간으로 정의될 수 있다. 플라즈마 공간(A2)은 플라즈마가 발생되는 공간으로 제공될 수 있다. 혼합 공간(A3)은 이온 블로커(440)와 샤워 헤드(500)가 서로 조합된 공간으로 정의될 수 있다. 혼합 공간(A3)은 이온이 제거된 플라즈마와 후술하는 제2가스 공급 유닛(640)이 공급하는 제2공정 가스(G2)가 서로 혼합되어 반응 가스를 생성하는 공간으로 제공될 수 있다.

챔버(100)는 상부가 개방된 통 형상으로 제공될 수 있다. 챔버(100)의 개방된 상부에는 후술하는 상부 전극(420)이 위치할 수 있다. 기판(W)을 처리할 때, 챔버(100)의 처리 공간(A1)은 대체로 진공 분위기로 유지될 수 있다. 챔버(100)의 내측벽은 플라즈마에 의해 식각되는 것을 방지할 수 있는 소재로 코팅될 수 있다. 일 예로, 챔버(100)의 내측벽은 세라믹과 같은 유전체 막으로 코팅될 수 있다. 챔버(100)는 접지될 수 있다.

챔버(100)의 바닥면에는 배기 홀이 형성될 수 있다. 배기 홀에는 배기 유닛(700)이 연결될 수 있다. 챔버(100)의 일 측에는 기판(W)이 반입 또는 반출되는 반입구(미도시)가 형성될 수 있다. 반입구는 도어(미도시)에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다.

배기 배플(200)은 상부에서 바라볼 때, 대체로 링 형상을 가질 수 있다. 배기 배플(200)에는 적어도 하나 이상의 통공이 형성될 수 있다. 일 예로, 배기 배플(200)에는 상하 방향으로 복수 개의 통공이 형성될 수 있다. 배기 배플(200)에 형성된 통공은, 처리 공간(A1), 그리고 배기 공간(B)을 서로 유체 연통시킬 수 있다. 배기 배플(200)은 후술하는 지지 유닛(300)의 둘러싸도록 구성될 수 있다. 예컨대, 배기 배플(200)은 상부에서 바라볼 때 지지 유닛(300)을 둘러싸도록 구성될 수 있다. 배기 배플(200)은 지지 유닛(300)의 둘레로부터 챔버(100)의 일 측벽까지 연장될 수 있다.

배기 배플(200)은 챔버(100)의 내부 공간(A1, A2, A3, B)을 처리 공간(A1)과 배기 공간(B)으로 구획할 수 있다. 처리 공간(A1)은 배기 배플(200)의 상부 영역으로 정의될 수 있다. 처리 공간(A1)은 기판이 처리되는 공간으로 제공될 수 있다. 배기 공간(B)은 배기 배플(200)의 하부 영역으로 정의될 수 있다. 배기 공간(B)은 처리 공간(A1)에 공급된 가스, 공정 부산물 등을 챔버(100)의 외부로 배기하는 공간으로 제공될 수 있다. 일 예로, 처리 공간(A1)에 발생한 공정 부산물 등이 배기 배플(200)의 통공을 통과하여 배기 유닛(700)으로 전달될 수 있다. 배기 유닛(700)에 전달된 공정 부산물은 챔버(100)의 외부로 배기될 수 있다.

지지 유닛(300)은 챔버(100)의 내부 공간(A1, A2, A3, B)에서 기판(W)을 지지하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 지지 유닛(300)은 처리 공간(A1)에서 기판(W)을 지지하도록 구성될 수 있다. 지지 유닛(300)은 챔버(100)의 바닥면에서 상부로 이격되어 제공될 수 있다. 지지 유닛(300)은 기판(W)을 지지한다.

지지 유닛(300)은 정전기력(Electrostatic force)을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척을 포함할 수 있다. 이와 달리, 지지 유닛(300)은 진공 흡착 방식 또는 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수 있다. 이하에서는 정전 척을 포함하는 지지 유닛(300)에 대하여 설명한다.

지지 유닛(300)은 유전판(320), 지지판(340), 하부 바디(360), 그리고 링 부재(R)를 포함할 수 있다. 유전판(320)은 지지 유닛(300)의 상단부에 위치한다. 유전판(320)은 원판 형상의 유전체(Dielectric substance)로 제공될 수 있다. 일 예로, 유전판(320)은 세라믹 소재로 제공될 수 있다. 유전판(320)은 기판(W)을 지지하는 지지면을 가질 수 있다. 유전판(320)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 유전판(320)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 갖는다. 기판(W)이 유전판(320)의 상면에 놓일 때, 기판(W)의 가장자리 영역은 유전판(320)의 외측에 위치할 수 있다. 유전판(320) 내에는 전극(322)과 히터(324)가 매설될 수 있다. 전극(322)은 히터(324)의 상부에 위치할 수 있다.

전극(322)은 상부에서 바라볼 때, 기판(W)과 중첩되는 위치에 제공될 수 있다. 전극(322)은 제1전원(322a)과 전기적으로 연결된다. 제1전원(322a)은 직류 전원을 포함할 수 있다. 전극(322)과 제1전원(322a) 사이에는 제1스위치(322b)가 설치된다. 전극(322)은 제1스위치(322b)의 온/오프에 의해 제1전원(322a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1스위치(322b)가 온(ON) 되면, 전극(322)에는 직류 전류가 인가된다. 전극(322)에 전류가 인가되면, 전극(322)은 기판(W)을 척킹시킬 수 있는 정전기력에 의한 전계를 형성할 수 있다. 전계는 기판(W)이 유전판(320)을 향하는 방향으로 척킹되도록 하는 인력을 기판(W)에 전달할 수 있다. 이에 따라, 기판(W)은 유전판(320)에 흡착된다. 또한, 전계는 후술하는 이온이 기판(W)을 향해 직진으로 유동하게 할 수 있다. 즉, 전계는 이온이 이방성을 갖도록 할 수 있다.

히터(324)는 제2전원(324a)과 전기적으로 연결된다. 히터(324)와 제2전원(324a) 사이에는 제2스위치(324b)가 설치될 수 있다. 히터(324)는 제2스위치(324b)의 온/오프에 의해 제2전원(324a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 히터(324)는 제2전원(324a)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 유전판(320)을 통해 기판(W)으로 전달된다. 히터(324)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 소정의 온도로 유지될 수 있다. 히터(324)는 나선 형상의 코일을 포함할 수 있다. 히터(324)는 복수 개가 제공된다. 히터(324)는 유전판(320)의 서로 다른 영역에 각각 제공될 수 있다. 예컨대, 유전판(320)의 중앙 영역을 가열하는 히터(324)와 유전판(320)의 가장자리 영역을 가열하는 히터(324)가 각각 제공될 수 있고, 이들 히터(324)들은 서로 간에 독립적으로 발열 정도를 조절할 수 있다. 히터(324)는 텅스텐과 같은 발열체 일 수 있다. 그러나, 히터(324)의 종류는 이에 한정되는 것은 아니고 공지된 히터(324)로 다양하게 변형될 수 있다.

상술한 예에서는 유전판(320) 내에 히터(324)가 제공되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 유전판(320) 내에 히터(324)가 제공되지 않을 수 있다.

지지판(340)은 유전판(320)의 하부에 위치한다. 지지판(340)은 상부에서 바라볼 때, 원판 형상으로 제공될 수 있다. 지지판(340)은 유전판(320)과 상응하는 면적으로 제공될 수 있다. 지지판(340)은 절연 재질로 제공될 수 있다. 지지판(340)은 유전판(320)과 후술할 하부 바디(360)를 전기적으로 절연시킬 수 있다.

상술한 예에서는 지지판(340)이 절연 재질로 제공되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 지지판(340)은 전극판(342)과 절연판(344)을 포함할 수 있다.

전극판(342)은 유전판(320)의 하부에 위치할 수 있다. 전극판(342)은 원판 형상으로 제공될 수 있다. 전극판(342)은 도전성 재질로 제공될 수 있다. 일 예로, 전극판(342)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 전극판(342)의 상부 중심 영역을 유전판(320)의 저면과 상응하는 면적을 가질 수 있다. 전극판(342)은 금속판을 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 전극판(342)의 전 영역이 금속판으로 제공될 수 있다. 일 예로, 전극판(342)에는 고주파 전력이 인가될 수 있다. 전극판(342)에는 냉각 유로(미도시)가 제공될 수 있다.

절연판(344)은 전극판(342)의 하부에 위치할 수 있다. 절연판(344)은 상부에서 바라볼 때, 원판 형상으로 제공될 수 있다. 절연판(344)은 전극판(342)과 상응하는 면적으로 제공될 수 있다. 절연판(344)은 절연 재질로 제공될 수 있다. 절연판(344)은 전극판(342)과 후술할 하부 바디(360)를 전기적으로 절연시킬 수 있다.

하부 바디(360)는 지지판(340)의 하부에 제공된다. 하부 바디(360)는 상부에서 바라볼 때, 상부가 개방된 통 형상을 가질 수 있다. 하부 바디(360)의 내부 공간에는 기판(W) 및/또는 후술할 링 부재(R)를 승강시키는 승강 부재(미도시)가 위치할 수 있다.

하부 바디(360)는 연결 부재(362)를 갖는다. 연결 부재(362)는 하부 바디(360)의 외측면과 챔버(100)의 내측벽을 연결한다. 연결 부재(362)는 하부 바디(360)의 외측면에 일정한 간격으로 복수 개 제공될 수 있다. 연결 부재(362)는 지지 유닛(300)을 챔버(100)의 내부에서 지지한다. 또한, 연결 부재(362)는 챔버(100)의 내측벽과 연결됨으로써, 하부 바디(360)가 전기적으로 접지(Grounding)되도록 한다. 제1전원(322a)과 연결되는 제1전원 라인(322c), 제2전원(324a)과 연결되는 제2전원 라인(324c) 등은 연결 부재(362)의 내부 공간을 통해 챔버(100)의 외부로 연장된다.

플라즈마 소스(400)는 챔버(100) 내 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 플라즈마 소스(400)는 챔버(100) 내 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킬 수 있다. 일 예로, 플라즈마 소스(400)는 챔버(100) 내 후술하는 제1공정 가스(G1)를 플라즈마 상태로 여기시킬 수 있다. 플라즈마 소스(400)는 상부 전극(420)과 이온 블로커(440)를 포함할 수 있다.

상부 전극(420)은 판 형상을 가질 수 있다. 상부 전극(420)은 챔버(100)의 개방된 상단에 위치할 수 있다. 상부 전극(420)은 후술하는 이온 블로커(440)의 상부에 위치할 수 있다. 상부 전극(420)은 이온 블로커(440)와 마주보도록 배치될 수 있다. 상부 전극(420)은 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 일 예로, 상부 전극(420)은 공정 플라즈마를 발생시킬 수 있다.

상부 전극(420)은 기판 처리 장치(10)가 가지는 상부 전원 모듈(424, 426)에 의해 전력이 인가될 수 있다. 상부 전원 모듈(424, 426)은 상부 전원(424)과 상부 전원 스위치(426)를 포함할 수 있다. 상부 전원(424)은 고주파(RF) 전원으로 제공될 수 있다. 고주파(RF) 전원은 하이 바이어스 파워 알에프(High Bias Power RF) 전원으로 제공될 수 있다. 상부 전원 스위치(426)의 온/오프에 따라 상부 전극(420)에 전력이 인가될 수 있다. 상부 전극(420)에 전력이 인가되면, 대향 전극으로서 기능하는 후술하는 이온 블로커(440)와 상부 전극(420) 사이에 전계가 형성된다.

상부 전극(420)은 서로 조합된 공간으로 정의되는 플라즈마 공간(A2)에서 후술하는 제1공정 가스(G1)를 여기하여 공정 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 상부 전극(420)과 이온 블로커(440) 사이에는 절연 소재로 제공되는 절연 부재(DR)가 배치될 수 있다. 절연 부재(DR)는 상부에서 바라볼 때, 링 형상을 가질 수 있다.

이온 블로커(440)는 플라즈마 공간(A2)에서 발생되는 플라즈마로부터 이온을 포집할 수 있다. 이온 블로커(440)는 플라즈마 공간(A2)에서 발생된 플라즈마가 처리 공간(A1)으로 전달되는 경로에 배치되어, 플라즈마 공간(A2)에서 발생된 플라즈마가 가지는 이온을 포집할 수 있다. 이에, 플라즈마 공간(A2)에서 발생된 플라즈마가 혼합 공간(A3)을 거쳐 처리 공간(A1)으로 전달되면, 실질적으로 이온이 제거된 플라즈마, 즉, 중성 기체(라디칼)가 혼합 공간(A3)과 처리 공간(A1)에 전달될 수 있다.

이온 블로커(440)는 상부 전극(420)의 하부에 위치할 수 있다. 이온 블로커(440)는 지지 유닛(300)의 상부에 위치할 수 있다. 이온 블로커(440)는 후술하는 샤워 헤드(500)의 상부에 위치할 수 있다. 일 예로, 이온 블로커(440)는 지지 유닛(300)과 상부 전극(420)의 사이에 위치할 수 있다. 일 예로, 이온 블로커(440)는 상부 전극(420)과 샤워 헤드(500)의 사이에 위치할 수 있다. 이온 블로커(440)는 상부 전극(420)과 마주보게 위치할 수 있다. 이온 블로커(440)와 후술하는 샤워 헤드(500)가 서로 조합되어 혼합 공간(A3)을 정의할 수 있다.

또한, 이온 블로커(440)는 접지되어 상부 전극(420)과 서로 대향 전극으로서 기능할 수 있다. 이온 블로커(440)에는 복수의 통공(442)들이 형성될 수 있다. 통공(442)들은 이온 블로커(440)를 상하로 관통하여 형성될 수 있다. 통공(442)들은 플라즈마 공간 및 혼합 공간 간에 유체를 연통시킬 수 있다.

샤워 헤드(500)는 챔버(100)의 내부 공간(A1, A2, A3, B)에 배치될 수 있다. 샤워 헤드(500)는 이온 블로커(440)의 하부에 위치할 수 있다. 샤워 헤드(500)는 지지 유닛(300)의 상부에 위치할 수 있다. 일 예로, 샤워 헤드(500)는 지지 유닛(300)과 이온 블로커(440) 사이에 위치할 수 있다. 샤워 헤드(500)는 이온 블로커(440)와 마주보도록 배치될 수 있다.

샤워 헤드(500)는 접지될 수 있다. 샤워 헤드(500)에는 복수의 홀(502)들이 형성될 수 있다. 홀(502)들은 샤워 헤드(500)의 상면으로부터 하면까지 상하로 연장되어 형성될 수 있다. 홀(502)들은 처리 공간(A1)과 플라즈마 공간(A2)에서 유동하는 유체를 서로 연통시킬 수 있다.

가열 부재(H)는 샤워 헤드(500)의 상부에 배치될 수 있다. 가열 부재 (H)는 상부에서 바라볼 때, 링 형상을 가지는 링 히터일 수 있다. 가열 부재(H)는 열을 발생시켜 혼합 공간(A3)의 온도를 높여 이온이 제거된 공정 플라즈마와 후술하는 제2공정 가스(G2)가 서로 반응하여 반응 가스를 생성하는 것을 보다 효과적으로 이루어 질 수 있게 도울 수 있다.

가스 공급 유닛(600)은 챔버(100) 내부로 공정 가스와 세정 가스를 공급할 수 있다. 일 예로, 가스 공급 유닛(600)은 챔버(100) 내부로 제1공정 가스(G1), 제2공정 가스(G2), 그리고 세정 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 유닛(600)은 제1가스 공급 유닛(620), 제2가스 공급 유닛(640), 그리고 제3가스 공급 유닛(660)을 포함할 수 있다.

제1가스 공급 유닛(620)은 챔버(100) 내부로 제1공정 가스(G1)를 공급할 수 있다. 제1가스 공급 유닛(620)은 플라즈마 공간(A2)으로 제1공정 가스(G1)를 공급할 수 있다. 일 예로, 제1가스 공급 유닛(620)은 상부 전극(420)과 이온 블로커(440) 사이의 공간으로 제1공정 가스(G1)를 공급할 수 있다. 제1가스 공급 유닛(620)은 플라즈마 공간(A2)으로 제1공정 가스(G1)를 직접 주입하여, 간접적으로 혼합 공간(A3)과 처리 공간(A1)으로 제1공정 가스(G1)를 공급할 수 있다.

제1가스 공급 유닛(620)은 제1가스 공급원(622)과 제1가스 채널(624)을 포함할 수 있다. 제1가스 채널(624)의 일단은 제1가스 공급원(622)과 연결되고, 타단은 플라즈마 공간(A2)과 연통될 수 있다. 제1공정 가스(G1)는 불소를 포함하는 불소(플루오린) 함유 가스일 수 있다. 예컨대, 제1공정 가스(G1)는 NF3일 수 있다. 선택적으로, 제1공정 가스(G1)는 He, Ar, Xe 또는 N2 중 어느 하나, 또는 복수를 더 포함할 수 있다.

제2가스 공급 유닛(640)은 챔버(100) 내부로 제2공정 가스(G2)를 공급할 수 있다. 제2가스 공급 유닛(640)은 혼합 공간(A3)으로 제2공정 가스(G2)를 공급할 수 있다. 제2가스 공급 유닛(640)은 이온 블로커(440)와 샤워 헤드(500) 사이 공간으로 제2공정 가스(G2)를 공급할 수 있다. 일 예로, 제2가스 공급 유닛(640)은 이온 블로커(440)와 샤워 헤드(500) 사이에 위치한 챔버(100)의 측벽에 설치될 수 있다. 제2가스 공급 유닛(640)은 혼합 공간(A3)으로 제2공정 가스(G2)를 직접 주입하여, 간접적으로 기판(W)이 처리되는 처리 공간(A1)에 제2공정 가스(G2)를 공급할 수 있다. 제2가스 공급 유닛(640)은 제2가스 공급원(642)과 제2가스 채널(644)을 포함할 수 있다. 제2가스 채널(644)의 일단은 제2가스 공급원(642)과 연결되고, 타단은 혼합 공간(A3)과 연통될 수 있다. 제2공정 가스(G2)는 수소를 함유하는 가스일 수 있다. 예컨대, 제2공정 가스(G2)는 NH3일 수 있다.

상술한 실시예에서는 제1가스 공급 유닛(620)과 제2가스 공급 유닛(640)이 별도로 제공되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1가스 공급 유닛(620)과 제2가스 공급 유닛(640)은 단일의 가스 공급 유닛에서 플라즈마 공간(A2)과 혼합 공간(A3)으로 분기되는 채널을 가지고, 각각의 채널로 플라즈마 공간(A2)에 제1공정 가스(G1)를, 혼합 공간(A3)에 제2공정 가스(G2)를 각각 주입할 수 있다.

제3가스 공급 유닛(660)은 후술하는 세정 유닛(800)으로 세정 가스를 공급할 수 있다. 일 예로, 제3가스 공급 유닛(660)은 후술하는 리모트 플라즈마 소스(810)로 제1세정 가스(G3)를 공급할 수 있다. 제3가스 공급 유닛(660)은 제3가스 공급원(662)과 제3가스 채널(664)을 포함할 수 있다. 제3가스 채널(664)의 일단은 제3가스 공급원(662)과 연결되고, 타단은 리모트 플라즈마 소스(810)와 연결될 수 있다. 제3가스 공급 유닛(660)이 공급하는 제1세정 가스(G3)는 O2, N2, F2, Ar, CF4, 그리고 NF3 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

배기 유닛(700)은 처리 공간(A1)에 공급된 제1공정 가스(G1), 제2공정 가스(G2), 그리고 공정 부산물 등을 배출할 수 있다. 일 예로, 배기 유닛(700)은 처리 공간(A1)의 가스와 공정 부산물 등이 배기 배플(200)을 통해 배기 공간(B)으로 유입되면, 이를 챔버(100)의 외부로 배출할 수 있다. 배기 유닛(700)은 처리 공간(A1)의 압력을 조절할 수 있다. 배기 유닛(700)은 배기 라인과 펌프와 같은 감압 부재를 포함할 수 있다. 배기 라인의 일단은 챔버의 배기 홀과 연결되고, 타단은 감압 부재와 연결될 수 있다.

세정 유닛(800)은 챔버(100) 내부를 세정할 수 있다. 세정 유닛(800)은 배기 공간(B)으로 세정 매체(CM)를 공급할 수 있다. 세정 매체(CM)는 제3가스 공급 유닛(660)이 공급하는 제1세정 가스가 여기되어 발생되는 제1세정 플라즈마일 수 있다. 세정 유닛(800)은 배기 공간(B)을 세정할 수 있다. 세정 유닛(800)은 배기 배플(200)을 거쳐 처리 공간(A1)에서 배기 공간(B)으로 유입된 공정 부산물 등을 세정할 수 있다. 세정 유닛(800)은 리모트 플라즈마 소스(810), 공급 포트(830), 그리고 리모트 채널(850)을 포함할 수 있다.

리모트 플라즈마 소스(810)는 제3가스 공급 유닛(660)에서 공급된 제1세정 가스로부터 제1세정 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 리모트 플라즈마 소스(810)는 용량 결합형 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma, CCP), 유도 결합형 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP), 또는 마이크로파 플라즈마(Microwave Plasma)일 수 있다.

공급 포트(830)는 챔버(100)의 내측벽에 설치될 수 있다. 공급 포트(830)는 지지 유닛(300)의 측부와 마주하도록 설치될 수 있다. 공급 포트(830)는 배기 공간(B)에 위치할 수 있다. 공급 포트(830)는 배기 배플(200)보다 아래에 위치할 수 있다. 공급 포트(830)는 리모트 채널(850)과 연결될 수 있다. 리모트 채널(850)의 일단은 공급 포트(830)와 연결되고, 타단은 리모트 플라즈마 소스(810)와 연결될 수 있다. 공급 포트(830)에는 확산부(미도시)가 제공될 수 있다. 확산부(미도시)는 제1세정 플라즈마가 배기 공간(B)으로 확산될 수 있도록 제1세정 플라즈마를 분산시킬 수 있다. 확산부(미도시)는 스프레이 방식으로 토출하는 디퓨저로 제공될 수 있다.

공급 포트(830)는 배기 공간(B)으로 제1세정 플라즈마를 공급할 수 있다. 공급 포트(830)는 배기 공간(B)으로 제1세정 플라즈마를 직접 공급하도록 위치할 수 있다. 리모트 플라즈마 소스(810)로부터 발생된 제1세정 플라즈마는 공급 포트(830)를 거쳐 배기 공간(B) 내부에 존재하는 공정 부산물 등을 세정할 수 있다. 이에, 기판(W)이 처리되는 처리 공간(A1) 외에, 배기 공간(B)에 증착될 수 있는 공정 부산물 등을 세정함으로써, 챔버(100)의 하부 영역에 대한 오염을 최소화할 수 있다. 또한, 배기 공간(B)에 공정 부산물이 증착되게 되면, 배기 유닛(700)에 의한 처리 공간(A1)의 기체 유동이 달라질 수 있는데, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 세정 유닛(800)이 배기 공간(B)을 세정함으로써, 처리 공간(A1)에서의 기체 유동이 변화하는 것을 최소화 할 수 있다.

제어기(900)는 플라즈마 소스(400), 가스 공급 유닛(600), 그리고 리모트 플라즈마 소스(810)를 제어할 수 있다. 제어기(900)는 기판 처리 장치(10)의 제어를 실행하는 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 프로세스 컨트롤러와, 오퍼레이터가 기판 처리 장치를 관리하기 위해서 커맨드 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 기판 처리 장치의 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.

제어기(900)는 기판(W)이 챔버(100) 내부로 반입되어 지지 유닛(300)에 안착된 경우, 플라즈마 공간(A2)으로 제1공정 가스(G1)를 공급하도록 제1가스 공급 유닛(620)을 제어할 수 있다. 또한, 혼합 공간(A3)으로 제2공정 가스(G2)를 공급하도록 제2가스 공급 유닛(640)을 제어할 수 있다. 또한, 상부 전극(420)에 고주파 전력이 인가되도록 상부 스위치(426)가 온(ON)되도록 상부 스위치(426)를 제어할 수 있다.

이에, 상부 전극(420)과 이온 블로커(440)에 의해 제1공정 가스(G1)가 여기되어 플라즈마 공간(A2)에 공정 플라즈마가 발생한다. 공정 플라즈마는 이온, 전자, 그리고 라디칼을 포함할 수 있다. 플라즈마 공간(A2)에 발생한 공정 플라즈마는 이온 블로커(440)를 거쳐 혼합 공간(A3)으로 유동한다. 이 과정에서 공정 플라즈마는 접지된 이온 블로커(440)에 형성된 통공(442)들에 의해 이온 및/또는 전자가 제거된 상태로 혼합 공간(A3)으로 유동한다. 즉, 혼합 공간(A3)에 라디칼이 유동할 수 있다. 혼합 공간(A3)에 존재하는 라디칼과 혼합 공간(A3)으로 공급된 제2공정 가스(G2)가 서로 혼합되어 반응될 수 있다. 제2공정 가스(G2)와 라디칼이 반응하여 생성된 반응 가스(에천트)가 샤워 헤드(500)를 거쳐 처리 공간(A1)으로 유동하여 기판(W) 상에 작용한다. 예컨대, 반응 가스는 NH4F 또는 HF을 포함할 수 있다. 반응 가스는 기판(W) 상의 박막과 반응하고, 이에 기판 상에 반응 부산물이 형성된다. 박막은 실리콘을 포함하는 물질일 수 있다. 박막은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘일 수 있다. 예컨대, 박막은 SiO2 또는 Si3N4일 수 있다. 반응 부산물은 (NH4)2SiF6일 수 있다. 기판을 처리하는 동안에 히터(324)에 의해서 기판이 가열되고, 이에 따라 반응 부산물은 기판(W)으로부터 제거될 수 있다.

공정 플라즈마로 기판(W)을 처리하는 동안에, 제어기(900)는 리모트 플라즈마 소스(810)로 제1세정 가스를 공급하도록 제3가스 공급 유닛(660)을 제어할 수 있다. 제어기(900)는 리모트 플라즈마 소스(810)에서 제1세정 가스를 여기하도록 리모트 플라즈마 소스(810)를 제어할 수 있다. 리모트 플라즈마 소스(810)에 공급된 제1세정 가스로부터 발생된 제1세정 플라즈마는 공급 포트(830)를 거쳐 배기 공간(B)으로 공급될 수 있다. 이에, 배기 공간(B)은 제1세정 플라즈마에 의해 세정될 수 있다. 배기 공간(B)에 증착된 공정 부산물 등은 제1세정 플라즈마에 의해 세정될 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예에 따르면, 기판(W)이 처리되는 처리 공간(A1) 상에서 기판(W)에 대한 플라즈마 처리가 진행되는 도중에도, 처리 공간(A1)의 하부에 위치하는 배기 공간(B)에 대한 세정을 진행할 수 있다. 배기 공간(B)에 증착되는 공정 부산물을 제어할 수 있다. 이에, 배기 공간(B) 내부를 청정한 상태로 유지함으로써, 배기 공간(B)뿐만 아니라, 처리 공간(A1), 플라즈마 공간(A2), 그리고 혼합 공간(A3)에 대한 원활한 기류의 흐름을 유도할 수 있다. 각각의 공간의 배기가 원활히 진행됨으로써, 기판(W)이 처리되는 처리 공간(A1) 내부의 압력 조절이 용이하게 수행될 수 있다. 이로 인해, 기판(W)에 대한 플라즈마 처리 공정 진행시 기판(W)에 대한 공정률을 일정하게 유지할 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다. 도 3은 도 2의 C 부분을 확대한 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하에서는, 도 2와 도 3을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대한 기판 처리 장치에 대해 설명한다. 이하에서 설명하는 본 발명의 실시예는 배기 포트를 제외하고, 앞서 설명한 실시예와 대부분 유사하게 제공된다. 이에, 내용의 중복을 방지하기 위해 유사하게 제공되는 구성에 대해서는 설명을 생략한다.

공급 포트(830)는 챔버(100)의 내측벽에 설치될 수 있다. 공급 포트(830)는 배기 공간(B)에 위치할 수 있다. 공급 포트(830)는 배기 배플(200)보다 아래에 위치할 수 있다. 일 예로, 공급 포트(830)는 배기 배플(200)과 배기 홀(110) 사이에 위치할 수 있다. 공급 포트(830)는 복수 개로 제공될 수 있다. 공급 포트(830)는 챔버(100)의 내측벽의 둘레를 따라 서로 이격되어 제공될 수 있다. 복수 개의 공급 포트(830)들 각각은 배기 공간(B) 내의 서로 다른 영역에 대해 제1세정 플라즈마를 공급할 수 있다.

공급 포트(830)들은 리모트 채널(850)과 각각 연결될 수 있다. 리모트 채널(850)은 메인 채널(미도시)과 분기 채널(미도시)을 포함할 수 있다. 메인 채널의 일단은 리모트 플라즈마 소스(810)와 연결될 수 있다. 메인 채널의 타단은 분기 채널로 분기될 수 있다. 분기 채널은 복수 개로 제공될 수 있다. 분기 채널들의 일단은 메인 채널과 연결될 수 있다. 분기 채널들의 타단은 공급 포트(830)들과 각각 연결될 수 있다. 공급 포트(830)들에는 확산부(미도시)가 제공될 수 있다. 확산부(미도시)는 제1세정 플라즈마가 배기 공간(B)으로 확산될 수 있도록 제1세정 플라즈마를 분산시킬 수 있다. 확산부(미도시)는 스프레이 방식으로 토출하는 디퓨저로 제공될 수 있다.

공급 포트(830)들은 배기 공간(B)으로 제1세정 플라즈마를 공급할 수 있다. 공급 포트(830)들은 배기 공간(B)으로 제1세정 플라즈마를 직접 공급하도록 위치할 수 있다. 각각의 공급 포트(830)들은 배기 공간(B) 내의 서로 다른 영역에 대해 제1세정 플라즈마를 공급할 수 있다. 리모트 플라즈마 소스(810)로부터 발생된 제1세정 플라즈마는 공급 포트(830)를 거쳐 배기 공간(B) 내부에 존재하는 공정 부산물 등을 세정할 수 있다. 이에, 기판(W)이 처리되는 처리 공간(A1) 외에, 배기 공간(B)에 증착될 수 있는 공정 부산물 등을 세정함으로써, 챔버(100)의 하부 영역에 대한 오염을 최소화할 수 있다.

상술한 실시예와 달리, 분기 채널들에는 온/오프 밸브(미도시)가 제공될 수 있다. 분기 채널에 제공되는 밸브(미도시)들은 제어기(900)에 의해 제어될 수 있다. 이에, 배기 공간(B) 상에 서로 다른 영역으로 제1세정 플라즈마를 공급하는 복수 개의 공급 포트(830)들에 의해 배기 공간(B) 내부의 오염 정도에 따라, 오염 정도가 심한 영역에 대해 선별적으로 제1세정 플라즈마를 공급할 수 있다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면들이다. 이하에서 설명하는 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대한 설명 중 추가적으로 설명하는 경우를 제외하고는 전술한 도 1 및 도 2의 기판 처리 장치에 대한 설명과 유사한 것으로써, 내용의 중복을 방지하기 위해 이하에서는 중복되는 구성의 설명을 생략한다.

도 4를 참조하면, 세정 유닛(800)은 챔버(100) 내부를 세정할 수 있다. 세정 유닛(800)은 배기 공간(B)을 세정할 수 있다. 세정 유닛(800)은 배기 배플(200)을 거쳐 처리 공간(A1)에서 배기 공간(B)으로 유입된 공정 부산물 등을 세정할 수 있다. 세정 유닛(800)은 리모트 플라즈마 소스(810), 공급 포트(830), 그리고 이온 트랩(870)을 포함할 수 있다.

리모트 플라즈마 소스(810)는 제3가스 공급 유닛(660)에서 공급된 제1세정 가스(G3)로부터 제1세정 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 리모트 플라즈마 소스(810)는 용량 결합형 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma, CCP), 유도 결합형 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP), 또는 마이크로파 플라즈마(Microwave Plasma)일 수 있다.

공급 포트(830)는 챔버(100)의 내측벽에 설치될 수 있다. 공급 포트(830)는 배기 공간(B)에 위치할 수 있다. 공급 포트(830)는 배기 배플(200)보다 아래에 위치할 수 있다. 일 예로, 공급 포트(830)는 배기 배플(200)과 배기 홀(110) 사이에 위치할 수 있다. 공급 포트(830)는 리모트 채널(850)과 연결될 수 있다. 리모트 채널(850)의 일단은 공급 포트(830)와 연결되고, 타단은 리모트 플라즈마 소스(810)와 연결될 수 있다. 공급 포트(830)에는 확산부(미도시)가 제공될 수 있다. 확산부(미도시)는 제1세정 플라즈마가 배기 공간(B)으로 확산될 수 있도록 제1세정 플라즈마를 분산시킬 수 있다. 확산부(미도시)는 스프레이 방식으로 토출하는 디퓨저로 제공될 수 있다.

이온 트랩(870)은 공급 포트(830)와 리모트 플라즈마 소스(810) 사이에 위치할 수 있다. 이온 트랩(870)은 리모트 채널(850) 내부에 제공될 수 있다. 이온 트랩(870)은 플레이트 형상으로 제공될 수 있다. 이온 트랩(870)의 길이 방향은 리모트 채널(850) 내부에서 리모트 채널(850)의 길이 방향과 수직한 방향으로 제공될 수 있다. 이온 트랩(870)은 복수 개의 관통 홀이 제공될 수 있다. 관통 홀은 이온 트랩(870)을 상하 방향으로 관통할 수 있다. 이온 트랩(870)은 리모트 플라즈마 소스(810)에서 발생한 제1세정 플라즈마에 포함되는 이온을 포획할 수 있다. 이온 트랩(870)에 의해 이온이 제거된 제1세정 플라즈마, 즉 중성 기체(라디칼)는 공급 포트(830)를 통해 배기 공간(B)으로 공급될 수 있다. 이에, 배기 공간(B)으로 라디칼이 공급될 수 있다. 리모트 플라즈마 소스(810)로부터 발생된 제1세정 플라즈마는 이온 트랩(870)에 의해 이온이 제거될 상태로 공급 포트(830)를 거쳐 배기 공간(B) 내부에 존재하는 공정 부산물 등을 라디컬로 세정할 수 있다. 이에, 기판(W)이 처리되는 처리 공간(A1) 외에, 배기 공간(B)에 증착될 수 있는 공정 부산물 등을 더욱 효율적으로 세정함으로써, 챔버(100)의 하부 영역에 대한 오염을 최소화할 수 있다.

도 5를 참조하면, 제2가스 공급 유닛(640)은 챔버(100) 내부로 제2공정 가스(G2)를 공급할 수 있다. 제2가스 공급 유닛(640)은 혼합 공간(A3)으로 제2공정 가스(G2)를 공급할 수 있다. 제2가스 공급 유닛(640)은 이온 블로커(440)와 샤워 헤드(500) 사이 공간으로 제2공정 가스(G2)를 공급할 수 있다. 제2가스 공급 유닛(640)은 제2가스 공급원(642), 메인 가스 라인(646), 제1분기 라인(647), 그리고 제2분기 라인(648)을 포함할 수 있다.

메인 가스 라인(646)의 일단은 제2가스 공급원(642)과 연결될 수 있다. 메인 가스 라인(646)의 차단은 제1분기 라인(647)과 제2분기 라인(648)으로 분기될 수 있다. 제1분기 라인(647)은 후술하는 가스 공급구(444)와 연결될 수 있다. 제2분기 라인(648)은 후술하는 가스 주입구(504)와 연결될 수 있다.

이온 블로커(440)에는 가스 공급구(444)가 형성될 수 있다. 가스 공급구(444)는 이온 블로커(440)의 중앙 영역에 제공될 수 있다. 가스 공급구(444)는 이온 블로커(440)의 하단에 설치될 수 있다. 가스 공급구(444)는 이온 블로커(440)의 하단에 설치되어, 혼합 공간(A3)을 향해 제2공정 가스(G2)를 공급하도록 형성될 수 있다. 이에, 가스 공급구(444)는 혼합 공간(A3)으로 제2공정 가스(G2)를 공급할 수 있다.

샤워 헤드(500)에는 가스 주입구(504)가 형성될 수 있다. 가스 주입구(504)는 샤워 헤드(500)의 가장자리 영역에 제공될 수 있다. 일 예로, 가스 주입구(504)는 샤워 헤드(500)의 상단에 설치될 수 있다. 가스 주입구(504)는 샤워 헤드(500)의 상단에 설치되어, 혼합 공간(A3)을 향해 제2공정 가스(G2)를 공급하도록 형성될 수 있다. 이에, 가스 주입구(504)는 혼합 공간(A3)으로 제2공정 가스(G2)를 공급할 수 있다. 혼합 공간(A3)의 상부와 하부에서 각각 제2공정 가스(G2)를 토출함으로써, 공정 플라즈마에 포함되는 전자 및/또는 이온이 제거된 라디칼이 혼합 공간(A3)에서 제2공정 가스(G2)와 효율적으로 반응할 수 있다.

상술한 실시예에서 가스 공급구(444)가 이온 블로커(440)의 중앙 영역에 제공되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 가스 공급구(444)는 이온 블로커(440)의 전 영역에 형성될 수 있다. 또한, 가스 공급구(444)는 이온 블로커(440)의 가장자리 영역에 형성될 수 있다.

또한, 상술한 실시예에서 가스 주입구(504)는 샤워 헤드(500)의 가장자리 영역에 제공되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 가스 주입구(504)는 샤워 헤드(500)의 전 영역에 형성될 수 있다. 또한, 가스 주입구(504)는 샤워 헤드(500)의 중앙 영역에 형성될 수 있다.

또한, 상술한 실시예와 달리, 제2공정 가스(G2)를 혼합 공간(A3)에 공급하는 가스 공급구(444), 그리고 가스 주입구(504) 중 어느 하나만 제공될 수 있다.

도 6을 참조하면, 가스 공급 유닛(600)은 챔버(100) 내부로 공정 가스와 세정 가스를 공급할 수 있다. 일 예로, 가스 공급 유닛(600)은 챔버(100) 내부로 제1공정 가스(G1), 제2공정 가스(G2), 제1세정 가스, 그리고 제2세정 가스(G4)를 공급할 수 있다. 가스 공급 유닛(600)은 제1가스 공급 유닛(620), 제2가스 공급 유닛(640), 제3가스 공급 유닛(660), 그리고 제4가스 공급 유닛(680)을 포함할 수 있다.

제1가스 공급 유닛(620)은 챔버(100) 내부로 제1공정 가스(G1)를 공급할 수 있다. 제1가스 공급 유닛(620)은 플라즈마 공간(A2)으로 제1공정 가스(G1)를 공급할 수 있다. 일 예로, 제1가스 공급 유닛(620)은 상부 전극(420)과 이온 블로커(440) 사이의 공간으로 제1공정 가스(G1)를 공급할 수 있다. 제1가스 공급 유닛(620)은 플라즈마 공간(A2)으로 제1공정 가스(G1)를 주입하여, 혼합 공간(A3)과 처리 공간(A1)으로 제1공정 가스(G1)를 공급할 수 있다. 제1가스 공급 유닛(620)은 제1가스 공급원(622)과 제1가스 채널(624)을 포함할 수 있다. 제1가스 채널(624)의 일단은 제1가스 공급원(622)과 연결되고, 타단은 플라즈마 공간(A2)과 연통될 수 있다.

제1공정 가스(G1)는 불소를 포함하는 불소(플루오린) 함유 가스일 수 있다. 예컨대, 제1공정 가스(G1)는 NF3일 수 있다. 선택적으로, 제1공정 가스(G1)는 He, Ar, Xe 또는 N2 중 어느 하나, 또는 복수를 더 포함할 수 있다.

제2가스 공급 유닛(640)은 챔버(100) 내부로 제2공정 가스(G2)를 공급할 수 있다. 제2가스 공급 유닛(640)은 혼합 공간(A3)으로 제2공정 가스(G2)를 공급할 수 있다. 제2가스 공급 유닛(640)은 이온 블로커(440)와 샤워 헤드(500) 사이 공간으로 제2공정 가스(G2)를 공급할 수 있다. 일 예로, 제2가스 공급 유닛(640)은 이온 블로커(440)와 샤워 헤드(500) 사이에 위치한 챔버(100)의 측벽에 설치될 수 있다. 제2가스 공급 유닛(640)은 혼합 공간(A3)으로 제2공정 가스(G2)를 주입하여, 기판(W)이 처리되는 처리 공간(A1)으로 제2공정 가스(G2)를 공급할 수 있다. 제2가스 공급 유닛(640)은 제2가스 공급원(642)과 제2가스 채널(644)을 포함할 수 있다. 제2가스 채널(644)의 일단은 제2가스 공급원(642)과 연결되고, 타단은 혼합 공간(A3)과 연통될 수 있다. 제2공정 가스(G2)는 수소를 함유하는 가스일 수 있다. 예컨대, 제2공정 가스(G2)는 NH3일 수 있다.

제3가스 공급 유닛(660)은 세정 유닛(800)으로 제1세정 가스(G3)를 공급할 수 있다. 일 예로, 제3가스 공급 유닛(660)은 리모트 플라즈마 소스(840)로 제1세정 가스(G3)를 공급할 수 있다. 제3가스 공급 유닛(660)은 제3가스 공급원(662)과 제3가스 채널(664)을 포함할 수 있다. 제3가스 채널(664)의 일단은 제3가스 공급원(662)과 연결되고, 타단은 리모트 플라즈마 소스(840)와 연결될 수 있다. 제3가스 공급 유닛(660)이 공급하는 제1세정 가스(G3)는 O2, N2, F2, Ar, CF4, 그리고 NF3 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

제4가스 공급 유닛(680)은 챔버(100) 내부로 제2세정 가스(G4)를 공급할 수 있다. 제4가스 공급 유닛(680)은 플라즈마 공간(A2)으로 제2세정 가스(G4)를 공급할 수 있다. 일 예로, 제4가스 공급 유닛(680)은 상부 전극(420)과 이온 블로커(440) 사이의 공간으로 제2세정 가스(G4)를 공급할 수 있다. 제4가스 공급 유닛(680)은 플라즈마 공간(A2)으로 제2세정 가스(G4)를 주입하여, 혼합 공간(A3)과 처리 공간(A1)으로 제2세정 가스(G4)를 공급할 수 있다. 제4가스 공급 유닛(680)은 제4가스 공급원(682)과 제4가스 채널(684)을 포함할 수 있다. 제4가스 채널(684)의 일단은 제4가스 공급원(682)과 연결되고, 타단은 플라즈마 공간(A2)과 연통될 수 있다. 제4가스 공급 유닛(680)이 공급하는 제2세정 가스(G4)는 O2, N2, F2, Cl2, Ar, CF4, 그리고 NF3 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

제어기(900)는 플라즈마 소스(400), 가스 공급 유닛(600), 그리고 리모트 플라즈마 소스(810)를 제어할 수 있다. 제어기(900)는 기판(W)이 챔버(100) 내부로 반입되어 지지 유닛(300)에 안착된 경우, 플라즈마 공간(A2)으로 제1공정 가스(G1)를 공급하도록 제1가스 공급 유닛(620)을 제어할 수 있다. 또한, 혼합 공간(A3)으로 제2공정 가스(G2)를 공급하도록 제2가스 공급 유닛(640)을 제어할 수 있다. 또한, 상부 전극(420)에 고주파 전력이 인가되도록 상부 스위치(426)가 온(ON)되도록 상부 스위치(426)를 제어할 수 있다. 이에, 상부 전극(420)과 이온 블로커(440)에 의해 제1공정 가스(G1)가 여기되어 플라즈마 공간(A2)에 공정 플라즈마가 발생한다. 공정 플라즈마는 이온, 전자, 그리고 라디칼을 포함할 수 있다. 플라즈마 공간(A2)에 발생한 공정 플라즈마는 이온 블로커(440)를 거쳐 혼합 공간(A3)으로 유동한다. 이 과정에서 공정 플라즈마는 접지된 이온 블로커(440)에 형성된 통공(442)들에 의해 이온 및/또는 전자가 제거된 상태로 혼합 공간(A3)으로 유동한다. 즉, 혼합 공간(A3)에 라디칼이 유동할 수 있다. 혼합 공간(A3)에 존재하는 라디칼과 혼합 공간(A3)으로 공급된 제2공정 가스(G2)가 서로 혼합되어 반응될 수 있다. 제2공정 가스(G2)와 라디칼이 반응하여 생성된 반응 가스가 샤워 헤드(500)를 거쳐 처리 공간(A1)으로 유동하여 기판(W) 상에 작용한다. 예컨대, 반응 가스는 NH4F 또는 HF을 포함할 수 있다. 반응 가스는 기판(W) 상의 박막과 반응하고, 이에 기판 상에 반응 부산물이 형성된다. 박막은 실리콘을 포함하는 물질일 수 있다. 박막은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘일 수 있다. 예컨대, 박막은 SiO2 또는 Si3N4일 수 있다. 반응 부산물은 (NH4)2SiF6일 수 있다. 기판을 처리하는 동안에 히터(324)에 의해서 기판이 가열되고, 이에 따라 반응 부산물은 기판(W)으로부터 제거될 수 있다.

공정 플라즈마로 기판(W)을 처리하는 동안에, 제어기(900)는 리모트 플라즈마 소스(810)로 제1세정 가스(G3)를 공급하도록 제3가스 공급 유닛(660)을 제어할 수 있다. 제어기(900)는 리모트 플라즈마 소스(810)에서 제1세정 가스(G3)를 여기하도록 리모트 플라즈마 소스(810)를 제어할 수 있다. 리모트 플라즈마 소스(810)에 공급된 제1세정 가스(G3)로부터 발생된 제1세정 플라즈마는 공급 포트(830)를 거쳐 배기 공간(B)으로 공급될 수 있다. 이에, 배기 공간(B)은 제1세정 플라즈마에 의해 세정될 수 있다. 배기 공간(B)에 증착된 공정 부산물 등은 제1세정 플라즈마에 의해 세정될 수 있다.

기판(W)에 대해 공정 플라즈마를 이용한 처리가 종료된 이후, 기판(W)이 챔버(100)의 외부로 반출된다. 기판(W)이 챔버(100)의 외부로 반출된 이후, 제어기(900)는 플라즈마 공간(A2)에 제2세정 가스(G2)를 공급하도록 제4가스 공급 유닛(680)을 제어할 수 있다. 제어기(900)는 혼합 공간(A3)으로 제2공정 가스(G2)를 공급하도록 제2가스 공급 유닛(640)을 제어할 수 있다. 선택적으로, 제어기(900)는 혼합 공간(A3)으로 제2공정 가스(G2)의 공급을 중지하도록 제2가스 공급 유닛(640)을 제어할 수 있다. 또한, 상부 전극(420)에 고주파 전력이 인가되도록 상부 스위치(426)가 온(ON)되도록 상부 스위치(426)를 제어할 수 있다. 이에, 발생된 제2세정 플라즈마는 이온 블로커(440), 그리고 샤워 헤드(500)를 거쳐 처리 공간(A1)으로 공급될 수 있다. 처리 공간(A1)에 이온이 제거된 제2세정 플라즈마가 공급되어, 처리 공간(A1)에 대한 세정 처리가 진행될 수 있다.

또한, 처리 공간(A1)에 의한 세정 처리가 진행되는 도중에도, 제어기(900)는 리모트 플라즈마 소스(810)로 제1세정 가스(G3)를 공급하도록 제3가스 공급 유닛(660)을 제어할 수 있다. 제어기(900)는 리모트 플라즈마 소스(810)에서 제1세정 가스(G3)를 여기하도록 리모트 플라즈마 소스(810)를 제어할 수 있다. 리모트 플라즈마 소스(810)에 공급된 제1세정 가스(G3)로부터 발생된 제1세정 플라즈마는 공급 포트(830)를 거쳐 배기 공간(B)으로 공급될 수 있다. 이에, 배기 공간(B)은 제1세정 플라즈마에 의해 세정될 수 있다. 배기 공간(B)에 증착된 공정 부산물 등은 제1세정 플라즈마에 의해 세정될 수 있다.

나아가, 공정 플라즈마에 의해 발생할 수 있는 다량의 공정 부산물 등이 처리 공간(A1)에 증착될 수 있다. 이에, 공정 플라즈마를 이용한 기판(W)에 대한 처리가 종료되어, 기판(W)이 챔버(100)의 외부로 반출된 이후에 기판(W)이 처리된 공간인 처리 공간(A1)에 대한 세정을 수행할 수 있다. 이에 따라, 처리 공간(A1)과 배기 공간(B) 각각에 대한 세정 처리를 수행할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예에서는 제3가스 공급 유닛(660)과 제4가스 공급 유닛(680)이 각각 구비되는 것으로 설명하였다. 다만, 이에 한정되지 않고, 제3가스 공급 유닛(660)에서 리모트 플라즈마 소스(810)로 제1세정 가스(G3)를 공급하는 제3가스 채널(664)이 분기되어 플라즈마 공간(A2)으로 제1세정 가스(G3)를 공급할 수 있다. 또한, 제1가스 공급 유닛(620)이 제1공정 가스(G1)와 제2세정 가스(G4)를 모두 공급할 수 있도록 구성될 수도 있다.

이하에서는, 본 발명의 기판 처리 방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 기판 처리 방법은 챔버(100)를 세정하는 챔버 세정 방법을 포함할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법에 대한 순서도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은 기판 반입 단계(S10), 공정 단계(S20), 그리고 기판 반출 단계(S30)를 포함할 수 있다.

기판 반입 단계(S10)는 챔버(100) 내부로 기판(W)이 반입되는 단계이다. 기판(W)은 반송 로봇(미도시)에 의해 챔버(100)의 일 측에 형성된 반입구(미도시)로 반입될 수 있다. 일 예로, 도어(미도시)에 의해 반입구(미도시)가 개방되면, 반송 로봇(미도시)은 기판(W)을 챔버(100)의 처리 공간(A1)으로 반송한다. 반송 로봇(미도시)은 기판(W)을 지지 유닛(300) 상에 내려놓는다. 기판(W)이 유전판(320) 상부에 안착된다. 제1스위치(322b)가 온(ON)되어 전극(322)에 정전기력에 의한 전계가 형성되고, 기판(W)은 유전판(320)에 척킹될 수 있다.

공정 단계(S20)는 기판 처리 단계(S21), 그리고 배기 공간 세정 단계(S22)를 포함할 수 있다. 기판 처리 단계(S21)와 배기 공간 세정 단계(S22)가 수행되는 시기는 적어도 일부가 중첩될 수 있다. 즉, 기판 처리 단계(S21)와 배기 공간 세정 단계(S22)는 함께 수행될 수 있다(도 8 참조).

기판 처리 단계(S21)는 제1가스 공급 유닛(620) 및/또는 제2가스 공급 유닛(640)이 공급하는 공정 가스로부터 발생하는 공정 플라즈마(P)를 이용하여 기판(W)에 대한 처리가 진행되는 단게이다. 기판 처리 단계에서 수행되는 공정은 플라즈마(P)를 이용하여 기판(W) 상의 박막을 제거하는 에칭(Etching) 공정, 포토 레지스트 막을 제거하는 애싱(Ashing) 공정 등 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리하는 다양한 공정을 포함할 수 있다.

기판 처리 단계(S21)에서는 제1가스 공급 유닛(620)은 플라즈마 공간으로 규정되는 플라즈마 공간(A2)으로 제1공정 가스(G1)를 공급한다. 제1공정 가스(G1)는 불소를 포함하는 불소(플루오린) 함유 가스일 수 있다. 예컨대, 제1공정 가스(G1)는 NF3일 수 있다. 선택적으로, 제1공정 가스(G1)는 He, Ar, Xe 또는 N2 중 어느 하나, 또는 복수를 더 포함할 수 있다. 또한, 상부 전극(420)에 고주파 전력이 인가된다. 이에, 상부 전극(420)과 이온 블로커(440)에 의해 제1공정 가스(G1)가 여기되어 플라즈마 공간(A2)에 공정 플라즈마가 발생한다. 플라즈마 공간(A2)에 발생한 공정 플라즈마는 이온 블로커(440)를 거쳐 혼합 공간(A3)으로 유동한다. 이 과정에서 공정 플라즈마는 접지된 이온 블로커(440)에 형성된 통공(442)들에 의해 이온 및/또는 전자가 제거된 상태로 혼합 공간(A3)으로 유동한다. 즉, 혼합 공간(A3)에 라디칼이 유동할 수 있다.

제2가스 공급 유닛(640)은 혼합 공간(A3)으로 제2공정 가스(G2)를 공급한다. 제2공정 가스(G2)는 수소를 함유하는 가스일 수 있다. 예컨대, 제2공정 가스(G2)는 NH3일 수 있다.

혼합 공간(A3)에 존재하는 라디칼과 혼합 공간(A3)으로 공급된 제2공정 가스(G2)가 서로 혼합되어 반응될 수 있다. 제2공정 가스(G2)와 라디칼이 반응하여 생성된 반응 가스가 샤워 헤드(500)를 거쳐 처리 공간(A1)으로 유동하여 기판(W) 상에 작용한다. 예컨대, 반응 가스는 NH4F 또는 HF을 포함할 수 있다. 반응 가스는 기판(W) 상의 박막과 반응하고, 이에 기판 상에 반응 부산물이 형성된다. 박막은 실리콘을 포함하는 물질일 수 있다. 박막은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘일 수 있다. 예컨대, 박막은 SiO2 또는 Si3N4일 수 있다. 반응 부산물은 (NH4)2SiF6일 수 있다. 기판을 처리하는 동안에 히터(324)에 의해서 기판이 가열되고, 이에 따라 반응 부산물은 기판(W)으로부터 제거될 수 있다.

배기 공간 세정 단계(S22)는 세정 매체(CM)인 제1세정 플라즈마를 배기 공간(B)으로 공급하여 배기 공간(B)을 세정하는 단계이다. 기판 처리 단계(S21)와 배기 공간 세정 단계(S22)는 동시에 수행될 수 있다. 기판(W)이 처리 공간(A1)에서 공정 플라즈마에 의해 처리가 진행되는 도중에, 배기 공간(B)에 제1세정 플라즈마를 공급하여 배기 공간(B)에 대한 세정 처리가 수행될 수 있다. 또한, 배기 공간 세정 단계(S22)는 기판 반입 단계(S10)와 기판 반출 단계(S30)를 수행하는 도중에도 진행될 수 있다.

제3가스 공급 유닛(660)은 리모트 플라즈마 소스(810)로 제1세정 가스(G3)를 공급한다. 제1세정 가스(G3)는 O2, N2, F2, Ar, CF4, 그리고 NF3 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 리모트 플라즈마 소스(810)는 제1세정 가스(G3)를 여기시켜 제1세정 플라즈마를 발생시킨다. 제1세정 플라즈마는 배기 공간(B)에 위치하는 공급 포트(830)로 공급된다. 공급 포트(830)는 배기 공간(B)을 향해 제1세정 플라즈마를 공급하여, 배기 공간(B)에 증착된 공정 부산물 등에 대한 세정 처리를 진행한다. 선택적으로. 배기 공간(B)에는 이온 트랩(870)에 의해 이온이 제거된 제1세정 플라즈마가 공급될 수 있다. 이에, 배기 공간(B)에 증착된 공정 부산물 등은 라디칼에 의해 제거될 수 있다.

기판 반출 단계(S30)는 기판(W)을 챔버(100) 외부로 반출하는 단계이다. 기판(W)은 반송 유닛(미도시)에 의해 챔버(100)의 외부로 반출될 수 있다. 기판 반출 단계(S30)는 기판 반입 단계(S10)의 역순으로 수행될 수 있으므로, 이에 대한 중복되는 설명은 생략한다.

또한, 배기 공간 세정 단계(S22)는 기판 처리 단계(S21)가 수행된 이후, 계속하여 설정 시간 동안 더 수행될 수도 있다. 또한, 배기 공간 세정 단계(S22)는 기판 처리 단계(S21)가 수행되기 이전부터 계속하여, 설정 시간 동안 더 수행될 수도 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법의 순서도이다

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법은 기판 반입 단계(S10), 기판 처리 단계(S21), 배기 공간 세정 단계(S22), 기판 반출 단계(S30), 그리고 처리 공간 세정 단계(S40)를 포함할 수 있다. 기판 반입 단계(S10), 기판 반출 단계(S30)에 대한 설명은 상술한 내용과 동일 또는 유사하므로, 반복된 설명은 생략한다.

상술한 예에서는, 기판 처리 단계(S21)와 배기 공간 세정 단계(S22)가 함께 수행되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 본원 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법은, 기판 처리 단계(S21)가 수행되고(도 10 참조), 이후, 배기 공간 세정 단계(S22)를 수행할 수 있다(도 11 참조). 구체적으로, 배기 공간 세정 단계(S22)는 기판 처리 단계(S21)가 종료된 이후 수행될 수 있다.

배기 공간 세정 단계(S22)가 수행되면, 배기 공간(B)으로는 상술한 세정 매체(CM)가 공급되는데, 이 경우 공급된 세정 매체(CM)는 처리 공간(A1)의 분위기 유동에 일부 영향을 줄 수 있다. 세정 매체(CM)의 공급으로 인하여 처리 공간(A1)의 분위기 유동에 영향이 미치는 것은, 배기 배플(200)에 의해 대체로 방지될 수 있으나, 피처리물인 기판(W)에 요구되는 공정 정밀도에 따라, 이러한 영향이 기판(W) 처리에 크게 작용할 수 있다. 이에, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법은, 배기 공간 세정 단계(S22)를 기판 처리 단계(S21)가 종료된 이후, 수행함으로써, 상술한 기판(W) 처리에 영향이 미치는 것을 방지한다. 또한, 배기 공간 세정 단계(S22)는 처리 공간(A1)에서 기판(W)을 반출하는 기판 반출 단계(S30, 도 12 참조)가 수행되기 이전에 수행하여, 배기 공간(B)을 세정하는데 별도의 시간이 소요되는 것을 최소화 할 수 있다.

기판 반출 단계(S30)가 종료되면, 처리 공간(A1)에는 피처리물인 기판(W)이 존재하지 않을 수 있다. 기판 반출 단계(S30)가 종료되면 처리 공간(A1)에 대한 세정이 필요할 수 있다. 기판 반출 단계(S30) 이후에는, 처리 공간 세정 단계(S40)가 수행될 수 있다(도 13 참조).

처리 공간 세정 단계(S40)에는 제1가스 공급 유닛(620)이 플라즈마 공간(A2)으로 제2세정 가스(G4)를 공급하여, 세정 매체인 제2세정 플라즈마(CP)를 발생시킬 수 있다. 처리 공간 세정 단계(S40)에는 제2세정 플라즈마(CP)가 플라즈마 공간(A2), 혼합 공간(A3), 처리 공간(A1), 그리고 배기 공간(B)을 순차적으로 거치면서, 플라즈마 공간(A2), 혼합 공간(A3), 처리 공간(A1), 그리고 배기 공간(B)을 세정할 수 있다.

처리 공간 세정 단계(S40)는 기판 반출 단계(S30) 이후에 진행될 수 있다. 처리 공간 세정 단계(S40)는 처리 공간(A1)에 대한 세정 처리를 수행할 수 있다. 처리 공간 세정 단계(S40)에서는 플라즈마 공간(A2)으로 제2세정 가스(G4)를 공급한다. 일 예로, 제4가스 공급 유닛(680)은 플라즈마 공간(A2)으로 제2세정 가스(G4)를 공급할 수 있다. 제2세정 가스(G4)는 O2, N2, F2, Cl2, Ar, CF4, 그리고 NF3 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

플라즈마 공간(A2)에 공급된 제2세정 가스(G4)는 상부 전극(420)과 이온 블로커(440)에 의해 여기되어 플라즈마 공간(A2)에 제2세정 플라즈마를 발생시킨다. 제2가스 공급 유닛(640)은 혼합 공간(A3)으로 제2공정 가스(G2)를 공급할 수 있다. 선택적으로, 제2가스 공급 유닛(640)은 혼합 공간(A3)으로 제2공정 가스(G2)를 공급을 중지할 수 있다. 플라즈마 공간(A2)에서 발생된 제2세정 플라즈마는 접지된 이온 블로커(440)에 형성된 통공(442)을 거쳐 혼합 공간(A3)으로 유동한다. 이에, 제2세정 플라즈마는 이온이 제거된 상태로 혼합 공간(A3)에 공급된다. 혼합 공간(A3)으로 유동한 이온이 제거된 제2세정 플라즈마는 샤워 헤드(500)에 형성된 홀(502)을 거쳐 처리 공간(A1)으로 유동한다. 기판 처리 단계(S21)에서 처리 공간(A1) 내부에 발생한 공정 부산물 등이 이온이 제거된 제2세정 플라즈마(즉, 라디칼)에 의해 제거될 수 있다.

또한, 선택적으로, 처리 공간 세정 단계(S40)가 수행되는 동안 배기 공간 세정 단계(S22)도 함께 수행될 수 있다. 지지 유닛(300)과 배기 배플(200) 사이의 좁은 공간에 부착된 공정 부산물은 제2세정 플라즈마(CP)에 의해 적절히 제거되지 않을 수 있는데, 그러한 문제를 해소하기 위해 처리 공간 세정 단계(S40)에도 배기 공간 세정 단계(S22)가 함께 수행될 수 있다.

나아가, 공정 플라즈마에 의해 발생할 수 있는 다량의 공정 부산물 등이 처리 공간(A1)에 증착될 수 있다. 이에, 공정 플라즈마를 이용한 기판(W)에 대한 처리가 종료되어, 기판(W)이 챔버(100)의 외부로 반출된 이후에 기판(W)이 처리된 공간인 처리 공간(A1)에 대한 세정을 수행할 수 있다. 이에 따라, 처리 공간(A1)과 배기 공간(B) 각각에 대한 세정 처리를 동시에 수행할 수 있다.

상술한 예에서는 공급 포트(830)가 세정 매체(CM)를 측 방향으로 공급하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 14에 도시된 바와 같이, 다른 실시 예에 따른 공급 포트(830a)는 하향 경사진 방향으로 세정 매체(CM)를 공급할 수 있다. 또한, 도 15에 도시된 바와 같이, 다른 실시 예에 따른 공급 포트(830b)는 상향 경사진 방향으로 세정 매체(CM)를 공급할 수 있다. 이와 같이 세정 매체(CM)를 경사진 방향으로 공급하는 경우, 지지 유닛(300)이 세정되는 면적이 보다 넓어질 수 있다.

또한, 상술한 예에서는 배기 공간 세정 단계(S22)가 기판 처리 단계(S21)와 함께, 또는 기판 처리 단계(S21)가 종료된 이후에 수행되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 배기 공간 세정 단계(S22)는 기판 반입 단계(S10), 기판 반출 단계(S30)가 수행되는 동안에도 수행될 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. 저술한 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.

100 : 챔버
200 : 배기 배플
300 : 지지 유닛
400 : 플라즈마 소스
420 : 상부 전극
440 : 이온 블로커
500 : 샤워 헤드
600 : 가스 공급 유닛
700 : 배기 유닛
800 : 세정 유닛
810 : 리모트 플라즈마 소스
830 : 공급 포트
870 : 이온 트랩
900 : 제어기

Claims

삭제
기판을 처리하는 방법에 있어서,
챔버가 가지는 처리 공간으로 공정 플라즈마를 전달하여 상기 기판을 처리하는 기판 처리 단계; 및
상기 챔버가 가지며, 상기 처리 공간의 아래에 배치되는 배기 공간으로 세정 매체를 공급하여 상기 배기 공간을 세정하는 세정 단계를 포함하고,
상기 처리 공간과 상기 배기 공간은,
상기 처리 공간과 상기 배기 공간을 유체 연통시키는 통공이 형성된 배기 배플에 의해 구획되는, 기판 처리 방법.
제2항에 있어서,
상기 세정 매체는,
세정 가스로부터 발생되는 세정 플라즈마인, 기판 처리 방법.
제3항에 있어서,
상기 세정 플라즈마는,
상기 세정 가스를 여기하여 상기 세정 플라즈마를 발생시키는 리모트 플라즈마 소스에 의해 발생되는, 기판 처리 방법.
제4항에 있어서,
상기 세정 단계는,
상기 처리 공간에서 상기 기판을 지지하는 지지 유닛의 측부와 마주하는 공급 포트가 상기 세정 플라즈마를 상기 배기 공간으로 주입하여 수행되는, 기판 처리 방법.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세정 단계가 수행되는 시기는,
상기 기판 처리 단계가 수행되는 시기와 적어도 일부가 중첩되는, 기판 처리 방법.
제6항에 있어서,
상기 세정 단계는,
상기 기판 처리 단계가 수행된 이후, 설정 시간 동안 더 수행되는, 기판 처리 방법.
제6항에 있어서,
상기 세정 단계는,
상기 기판 처리 단계가 수행되기 전, 설정 시간 동안 더 수행되는, 기판 처리 방법.
제2항에 있어서,
상기 세정 매체는,
세정 가스가 여기되어 발생되는 세정 플라즈마로부터 이온을 포획한 중성 기체인, 기판 처리 방법.
제3항에 있어서,
상기 세정 가스는,
CF4, NF3, N2, O2, F2, 그리고 Ar 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 기판 처리 방법.
내부 공간 - 상기 내부 공간은 배기 배플에 의해 기판을 처리하는 처리 공간, 그리고 배기 공간으로 구획되며, 상기 처리 공간과 상기 배기 공간은 상기 배기 배플에 형성된 통공에 의해 유체 연통되고, 상기 배기 공간은 상기 처리 공간의 하부에 위치됨 - 가지는 챔버를 세정하는 챔버 세정 방법에 있어서,
상기 처리 공간과 상기 배기 공간 중, 상기 배기 공간으로 세정 플라즈마를 전달하여 상기 배기 공간을 세정하는 배기 공간 세정 단계를 포함하는, 방법.
제11항에 있어서,
상기 배기 공간 세정 단계는,
상기 처리 공간으로 공정 플라즈마를 전달하여 상기 기판을 처리하는 동안 수행되는, 방법.
제11항에 있어서,
상기 배기 공간 세정 단계는,
상기 처리 공간으로 공정 플라즈마를 전달하여 상기 기판을 처리한 이후 수행되는, 방법.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 공간과 상기 배기 공간 중, 상기 처리 공간으로 세정 플라즈마를 전달하여 상기 처리 공간 및 상기 배기 공간을 세정하는 처리 공간 세정 단계를 더 포함하는, 방법.
제14항에 있어서,
상기 처리 공간 세정 단계는,
상기 처리 공간으로부터 상기 기판이 반출된 이후 수행되는, 방법.
기판을 처리하는 방법에 있어서,
챔버가 가지는 내부 공간 - 상기 내부 공간은, 상기 내부 공간에서 상기 기판을 지지하는 지지 유닛을 둘러싸는 배기 배플에 의해 상기 기판이 처리되는 처리 공간, 그리고 상기 처리 공간의 분위기를 배기하는 배기 공간으로 구획되며, 상기 배기 배플에는 상기 처리 공간과 상기 배기 공간을 유체 연통시키는 통공이 형성되고, 상기 배기 공간은 상기 처리 공간의 하부에 위치됨 - ; 으로 상기 기판을 반입하는 기판 반입 단계;
상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 공정 플라즈마를 전달하여 상기 기판을 처리하는 기판 처리 단계;
상기 배기 공간으로 세정 플라즈마를 전달하여 상기 배기 공간에 부착된 불순물을 제거하는 배기 공간 세정 단계; 및
상기 내부 공간에서 상기 기판을 반출하는 기판 반출 단계를 포함하는, 방법.
제16항에 있어서,
상기 배기 공간 세정 단계는,
상기 기판 처리 단계와 함께 수행되는, 방법.
제17항에 있어서,
상기 배기 공간 세정 단계는,
상기 기판 처리 단계가 종료된 이후 수행되는, 방법.
제17항에 있어서,
상기 처리 공간과 상기 배기 공간 중, 상기 처리 공간으로 세정 플라즈마를 전달하여 상기 처리 공간 및 상기 배기 공간을 세정하는 처리 공간 세정 단계를 더 포함하되,
상기 배기 공간 세정 단계는,
상기 처리 공간 세정 단계와 함께 수행되는, 방법.
제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세정 플라즈마로 여기되는 세정 가스는,
CF4, NF3, N2, O2, F2, 그리고 Ar 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 방법.