KR20070066390A - 플라즈마 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 플라즈마 처리 장치는 챔버와, 상기 챔버 내에 서로 대향 위치한 상부 전극부 및 하부 전극부와, 상기 하부 전극부에 구비된 정전척 내의 하부 도전체에 연결된 제전용 전원으로 구성되어 있다.
상기와 같은 발명은 정전척 표면에 남아 있는 잔류 전하를 제거함으로서, 기판 반송시 기판과 정전척 사이의 정전 흡착 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
플라즈마, 챔버, 가스, 정전척, 기판

Description

플라즈마 처리 장치 및 방법{PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PLASMA PROCESSING METHOD}
도 1은 일반적인 플라즈마 처리 장치를 나타낸 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제 1 실시예를 나타낸 플라즈마 처리 장치를 나타낸 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 처리 동작 즉 기판 디처킹 방법을 나타낸 타이밍 차트이다.
도 4는 본 발명에 따른 제 2 실시예를 나타낸 플라즈마 처리 장치를 나타낸 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 처리 동작 즉 기판 디처킹 방법을 나타낸 타이밍 차트이다.
도 6은 본 발명에 따른 제 3 실시예를 나타낸 플라즈마 처리 장치를 나타낸 개략 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 처리 동작 즉 기판 디처킹 방법을 나타낸 타이밍 차트이다.
도 8은 본 발명에 따른 제 4 실시예를 나타낸 플라즈마 처리 장치를 나타낸 개략 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 처리 동작 즉 기판 디처킹 방법을 나타낸 타이밍 차트이다.
< 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10, 100: 반응 챔버 12, 112: 상부 전극부
14, 114: 기판 16, 116: 하부 전극부
18, 118: 상부 고주파 전원 20, 120: 하부 전극
22, 122: 정전척 203: 제 2 방전용 전극
210: 제 3 제어기 212: 제 2 제전용 전원
214: 제 2 전환기 215: 제 1 제어기
216: 제 1 전환기 217: 제 2 제어기
218: 제 1 제전용 전원 220: 제 2 가스 공급원
222: 제 3 제전용 전원 224: 제 1 방전용 전극
본 발명은 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판과 정전척 사이의 이상 방전을 방지하기 위한 플라즈마 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 및 디스플레이 산업이 발전함에 따라 웨이퍼, 유리 등의 기판 가공도 한정된 면적에 원하는 패턴을 극미세화하고 고집적화하는 방향으로 진행되고 있다.
일반적으로 반도체 소자는 웨이퍼와 같은 반도체 기판의 표면에 절연막 또는 금속막 등을 형성시킨 후, 이 막에 반도체 소자의 특성에 따른 패턴을 형성시킴으로써 제조된다.
이때, 기판 표면에 형성시킬 수 있는 패턴은 기판 상에 형성시킨 막을 완전히 제거하거나 또는 선택적으로 제거함으로써 형성할 수 있으며, 이는 주로 식각 공정에서 수행된다.
반도체 초기의 식각 공정은 일반적으로 화학 용액을 이용한 습식 식각(Wet etching)으로 진행되어 왔으나, 회로의 집적도가 높아짐에 따라 습식 식각의 등방성 식각으로는 한계에 이르고 이를 대체하는 기술로 플라즈마를 이용한 건식 식각 공정이 적용되고 있다.
습식 식각에 이용되는 용액은 산(ACID)이 주류를 이루며 활성화된 산이 식각할 필름과 화학적으로 반응하여 기체화되어 제거하는 것으로서 전자적인 손상을 주지 않는다. 이는 표면을 세정하는 효과도 크지만 등방성 식각이라는 특성에 의해 그 역할을 세정 공정에 제한하면서, 식각 공정은 플라즈마를 이용한 건식 식각(Dry etching) 공정으로 대체되고 있다. 더욱이, 최근에는 플라즈마의 효율을 더욱 향상시킨 반응성 이온 식각(Reactive ion etching) 공정으로 발전해 가고 있다.
도 1은 일반적인 플라즈마 처리 장치를 나타낸 개략 단면도이다.
도면을 참조하면, 플라즈마 처리 장치는 반응 챔버(10)와, 상기 반응 챔버(10) 내에 위치한 상부 전극부(12)와, 상기 상부 전극부(12)와 대향 위치하고 피처리체인 반도체 기판(14)이 안착되는 하부 전극부(16)로 구성되어 있다.
상부 전극부(12)는 고주파 전원(18)으로부터 고주파 전력을 인가받아, 상부 전극부(12)로 인입된 반응 가스를 플라즈마 처리하여 상부 전극부(12)와 대향 위치하고 있는 하부 전극부(16)로 분사하는 역할을 한다.
상기 상부 전극부(12)와 대향 위치하는 하부 전극부(16)는 플라즈마를 발생시키기 위한 하부 전극(20)과 기판(14)이 안착되는 정전척(22)을 포함한다. 하부 전극부(16)는 안전하게 기판(14)을 안착시키고, 상부 전극부(12)와의 사이에 형성된 고밀도 플라즈마에 의해 안정적으로 기판(14)을 처리할 수 있도록 도와주는 역할을 한다.
정전척(22) 내에는 기판 승강기(21)가 마련되어 있어, 기판(14)이 반응 챔버(10) 내에 인입되면, 기판(14)을 정전척(22)에 이동시키고, 공정이 끝나면 기판(14)을 정전척(22)으로부터 분리시키는 역할을 한다.
또한, 정전척(22)에는 고압 직류 전원(24)이 연결되어 있다. 기판(14)이 정전척(22)에 정전 흡착되기 위해 직류 전압이 인가되고, 기판(14)을 정전척(22)으로부터 분리시키기 위해 직류 전압의 공급은 정지되어 진다.
하지만, 정전척(22)은 도전성 판 위에 절연성 판이 위치하고, 그 상부에서 기판(14)이 흡착되어 있기 때문에 공정이 종료된 후, 고압 직류 전원(24)을 끊어져도 정전척(22) 표면에는 잔류 전하가 남아 있다.
따라서, 기판(14)이 정전척(22)에서 분리되기가 어렵게 되고, 기판(14)을 정전척(22)으로부터 분리시키기 위해 이동 승강기(21)가 상승하면, 상기의 잔류 전하는 전도성 이동 승강기(21)가 기판(14)을 향해 상승할 때 생기는 작은 간격으로 전하가 하부 전극(20)으로 이동하게 된다. 이는 기판(14)의 하부면과 전극 사이에 아 크를 발생시키는 원인이 된다. 즉, 기판(14)과 정전척(22) 사이에는 이상 방전이 발생하여 기판(14)의 표면에 형성된 회로에 심각한 영향을 끼치게 된다.
또한, 차후 새로운 공정을 진행할 시, 정전척(22) 표면에는 잔류 전하가 남아 있기 때문에, 기판(14)을 정전척(22)에 정전 흡착하는데도 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 기판과 정전척 표면의 잔류 전하를 제거할 수 있는 플라즈마 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판과 정전척의 정전 흡착을 용이하게 하기 위한 플라즈마 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 챔버와, 상기 상버 내에 서로 대향 위치한 상부 전극부 및 하부 전극부와, 상기 하부 전극부에 구비된 정전척 내의 하부 도전체에 연결된 제전용 전원으로 구성되어 있다. 상기 하부 도전체를 상기 제전용 전원과 직류 고압 전압 중 어느 하나를 선택적으로 접속시키는 전환기가 더 구비되어 있다.
또한, 본 발명은 챔버와, 상기 챔버 내에 서로 대향 위치한 상부 전극부 및 하부 전극부와, 상기 하부 전극부의 하부 전극에 연결된 제전용 전원으로 구성될 수 있다. 상기 하부 전극을 상기 제전용 전원과 접지 중 어느 하나에 선택적으로 접속시키는 전환기가 더 구비되어 있다.
또한, 본 발명은 챔버와, 상기 챔버 내에 서로 대향 위치한 상부 전극부 및 하부 전극부와, 상기 하부 전극부의 가스 공급 관로에 연결되고 내부에 방전용 전극이 구비된 플라즈마 형성실과, 상기 플라즈마 형성실에 가스를 공급하는 가스 공급원과, 상기 방전용 전극에 전력을 인가할 수 있는 제전용 전원으로 구성되어 있다.
또한, 본 발명은 챔버와, 상기 챔버 내에 서로 대향 위치한 상부 전극부 및 하부 전극부와, 상기 상부 전극부의 가스 공급 관로에 연결되고 내부에 방전용 전극이 구비된 플라즈마 형성실과, 상기 플라즈마 형성실에 가스를 공급하는 가스 공급원과, 상기 방전용 전극에 전력을 인가할 수 있는 제전용 전원으로 구성되어 있다.
상기 가스 공급관로에는 필터와 개폐 수단이 더 구비되며, 상기 가스 공급원에서 공급되는 가스는 불활성 가스인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제전용 전원은 정현파 또는 구형파를 발생시킨다.
공정 종료 후, 기판을 디처킹 하는 방법은 가스를 챔버 내로 인입하고, 챔버 내의 압력을 유지하는 단계와, 상기 가스를 배기 장치에 의해 배기하는 단계를 포함하고, 상기 압력을 유지하는 단계 전, 후 또는 동시에 하부 전극부에 제전용 전력을 인가하여 정전척 표면의 잔류 전하를 제전하는 단계를 포함하여 구성된다.
상기 제전용 전력은 정현파 또는 구형파이고, 상기 하부 전극부 내의 하부 전극에 일정 시간 접지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
공정 종료 후, 기판을 디처킹 하는 또 다른 방법은 가스를 챔버 내로 인입하 고, 챔버 외부에 위치하는 플라즈마 형성실에서 플라즈마를 생성하는 단계와, 상기 플라즈마에 의해 이온화된 가스로 정전척 표면의 잔류 전하를 제거하는 단계와, 상기 가스를 배기 장치에 의해 배기하는 단계로 구성되어 있다.
상기 압력은 100mTorr 내지 3Torr의 범위인 것을 특징으로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 제 1 실시예를 나타낸 플라즈마 처리 장치를 나타낸 개략 단면도이다.
도면을 참조하면, 플라즈마 처리 장치는 반응 챔버(100)와, 상기 반응 챔버(100) 내의 상부에 위치한 상부 전극부(112)와, 상기 상부 전극부(112)와 대향 위치하는 하부 전극부(116)로 구성되어 있다.
반응 챔버(100)는 그 표면이 알루마이트 처리된 알루미늄으로 이루어진 원통형 형상이고, 상기 반응 챔버(100)는 보안 접지(Safety-grounded) 되어 있다. 물론, 반응 챔버(100)의 형상은 원통형 형상으로 한정된 것이 아니며, 여러 형상이 가능하며 예컨데 입방체 형상이라도 무방하다.
반응 챔버(100)의 하부면에는 배기 장치(130)가 접속되어 있고, 반응 챔버(100)의 하부면과 배기 장치(130) 사이에는 압력 제어 밸브(132)가 접속되어 있다. 배기 장치(130)로는 터보 분자 펌프(Turbo-molecular Pump) 등의 진공 펌프가 사용되고, 이에 따라 반응 챔버(100) 내부를 소정의 감압 분위기, 예를 들어 0.1 mTorr 이하의 소정의 압력까지 진공 흡입할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 반응 챔버(100) 측벽에는 게이트 밸브(Gate valve, 134)가 설치되어 있고, 이 게이트 밸브(134)를 연 상태에서 기판(114)이 인접하는 로드록실(136)과 의 사이에서 반송되도록 되어 있다.
반응 챔버(100) 내의 상부에 위치한 상부 전극부(112)는 절연재를 통해 반응 챔버(100)의 상부에 지지되어 있고, 하부 전극부(116)와 대향 위치한다. 상부 전극부(112) 하부에는 다수의 토출 구멍(138)을 가지며, 예를 들면 알루미늄으로 이루어지는 상부 도전판(140)과, 이 상부 도전판(140)을 지지하고, 표면이 알루마이트 처리된 알루미늄과 같은 도전성 재료로 이루어지는 전극 지지체(142)를 구비하고 있다.
상부 전극부(112)에는 제 1 가스 공급원(144)이 접속되어 있다. 상기 제 1 가스 공급원(144)에는 밸브(146) 및 질량 흐름 제어기(Mass flow controller, 148)가 설치되어 있고, 이는 제 1 가스 공급원(144)으로 접속되어 있다. 제 1 가스 공급원(144)으로부터 플라즈마 처리하기 위한 반응 가스가 공급된다. 반응 가스로는 CHF3, Ar, O2 등의 가스를 사용한다.
상부 전극부(112)에는 상부 정합기(150)를 거쳐 상부 고주파 전원(118)이 연결되어 있다. 상부 고주파 전원(118)의 고주파 전력은 상부 전극부(112)로 인입된 반응 가스를 해리시켜 플라즈마를 형성시킨다.
반응 챔버(100)의 하부에는 상부 전극부(112)와 대향하는 하부 전극부(116)가 위치해 있다. 하부 전극부(116)는 반응 챔버(100) 바닥부에 위치한 절연 지지 부재(152)와, 상기 절연 지지 부재(152)의 상부 면에 하부 전극(120)과, 기판(114)을 정전 흡착하기 위한 정전척(122)으로 구성되어 있다.
반응 챔버(100) 하부에는 하부 고주파 전원(154)이 접속되어 있고, 하부 고주파 전원(154)과 하부 전극(120) 사이에는 하부 정합기(156)가 설치되어 있다.
또한, 정전척(122) 내부에 위치한 하부 도전판(158)에는 고압 직류 전원(160)과 제 2 제어기(217)가 연결되어 있으며, 고압 직류 전원(160)과 하부 전극부(116) 사이에는 제 1 전환기(216)가 위치해 있다. 또한, 제 1 전환기(216)의 다른 분기점에는 제 1 제전용 전원(218)과 제 1 제어기(215)가 연결되어 있다. 따라서, 고압 직류 전원(160) 또는 제 1 제전용 전원(218)을 선택적으로 사용할 수 있다. 제 1 및 제 2 제어기(215, 217)는 제 1 제전용 전원(218)과 고압 직류 전원(160)에서 공급되는 전력을 제어하는 역할을 한다.
하부 전극(120)의 상부면에는 기판(114)과 대략 동일한 형상의 정전척(122)이 설치되며, 제 1 고압 직류 전원(160)으로부터 직류 전압이 인가된다. 이때, 정전척(122)은 정전력 외에 기계적 힘에 의해 기판(114)을 유지할 수도 있다.
또한, 정전척(122) 내에는 기판 승강기(164)가 구비되어 있어, 기판 승강기(164)는 기판(114)을 상부 전극부(112) 방향으로 승하강 시키는 역할을 한다.
정전척(122)과 기판(114) 사이의 미소 공간에는 기판(114)의 온도 제어를 용이하게 하기 위하여 제 1 가스 공급 라인(166)이 연결되어 있고, 제 1 가스 공급 라인(166)이 연결된 하부 전극부 내에는 방전 부재(167)가 설치되어 있다. 따라서, 이상 방전이 발생하는 것을 방지한다. 제 1 가스 공급원(220)으로부터 공급되는 가스로는 예컨데 헬륨 가스가 공급된다.
다음은 플라즈마 처리 장치의 동작 방법에 대해 살펴본다.
선행 공정을 마친 기판(114)은 이송 로봇(176)에 의해 게이트 밸브(134)를 통하여, 반응 챔버(100) 내로 반입된다. 기판(114)은 정전척(122) 상부면에 위치하게 되고, 즉 기판 승강기(164)가 상승하여 기판(114)을 받아서 정전척(122) 위에 위치시킨다.
이후, 반응 챔버(100) 하부면에 위치한 진공 펌프에 의해 진공은 압력 제어 밸브(132)의 제어를 받아 감압 분위기로 만든다. 이어서, 가스 공급원(144)으로부터 상부 전극부(112)로 반응 가스가 인입되고, 상부 도전판(158)의 분사 홀(138)을 통해 기판(114)을 향해 분사된다.
이후, 상부 고주파 전원(118)으로부터 상부 정합기(150)를 통해 상부 전극부(112)에 고주파 전력이 인가되고 동시에 하부 고주파 전원(154)으로부터 하부 정합기(156)를 통해 하부 전극부(116)에 고주파 전력이 인가된다.
이에 따라, 플라즈마가 발생되고 이 플라즈마를 통해 기판(114)이 균일하게 처리되고, 이후 기판 처리 동작이 종료된다.
다음 기판 처리 동작이 종료된 후, 기판을 디처킹 하는 방법을 다양한 실시예들을 통해 알아본다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 처리 동작 즉 기판 디처킹 방법을 나타낸 타이밍 차트이다.
도 3을 참조하면, 챔버(100) 내에서 기판(114)을 플라즈마 처리 한 후, 정전척(122)의 표면 잔류 전하를 제거하여 기판(114)을 정전척(122)과 분리시키기 위해, 상기와 같이 기판 처리를 완료 후 반응 챔버(100) 내부에는 불활성 가스가 도 입이 되고, 반응 챔버(100) 하부에 위치한 배기 장치(130)로 압력을 유지한다. 이때, 압력은 100mTorr 내지 3Torr 로 한다. 또한, 불활성 가스로는 아르곤(Ar), 질소(N), 헬륨(He) 등을 사용할 수 있다.
이후, 제 1 전환기(216)를 제 1 제전용 전원(218)에 연결한 후, 교류 펄스 방식의 제전용 전력을 인가한다. 따라서, 제전용 전력에 의해 정전척(122) 표면의 잔류 전하를 제전시킨다. 이때, 교류 펄스 방식의 제전용 전력을 인가하는 단계는 압력을 유지하는 단계 전 또는 동시에 이루어질 수 있다.
이후, 챔버(100) 내부의 압력을 배기 장치(130)를 통해 챔버(100) 내의 가스를 배기하여, 잔류 전하를 완전 소멸한다.
교류 펄스 방식의 제전용 전력은 특성상 플러스와 마이너스가 번갈아 가면서 인가되면서 구형파 또는 정현파가 발생된다. 이 구형파 또는 정현파는 제 1 제어기(215)를 통해 인가되는 비율을 조절할 수 있다. 즉, 흡착용 직류 고압 전원을 플러스 극성으로 인가하였을 경우 제전용 전력은 마이너스의 인가 비율이 많도록 설정하고, 흡착용 직류 고압 전원을 마이너스 극성으로 인가하였을 경우에는 제전용 전력은 플러스 극성의 인가 비율이 많도록 인가한다.
이와 같이, 불활성 가스를 인가함과 동시에 압력을 유지하여, 정전척(122) 표면의 잔류 전하의 일정량을 제거하고, 제전용 전력을 인가하여 제전시킨 후, 배기 장치(130)를 통해 가스를 배기하면 정전척(122) 표면의 잔류 전하는 완전 소멸하게 된다. 이로 인해 기판(114)은 정전척(122)으로부터 안전하게 분리되고, 불활성 가스로 인해 챔버(100) 내부의 파티클도 제거할 수 있는 효과가 있다.
도 4는 본 발명에 따른 제 2 실시예를 나타낸 플라즈마 처리 장치를 나타낸 개략 단면도이다.
도면을 참조하면, 하부 고주파 전원(154)에서 분기되어, 제 3 제어기(210)와 제 2 제전용 전원(212)이 연결되어 있고, 분기된 선과 제 2 제전용 전원(212) 사이에는 제 2 전환기(214)가 설치되어 있다. 제 2 전환기(214)의 다른 선은 접지되어 있어, 제 2 제전용 전원(212) 또는 접지 중 하나를 선택할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 처리 동작 즉 기판 디처킹 방법을 나타낸 타이밍 차트이다.
도 5를 참조하면, 챔버(100) 내에서 기판(114)을 플라즈마 처리한 후, 정전척(122)의 표면 잔류 전하를 제거하여 기판(114)을 정전척(122)과 분리시키기 위해, 기판 처리를 완료 후 반응 챔버(100) 내부에는 불활성 가스가 도입이 되고, 반응 챔버(100) 하부 위치한 배기 장치(130)로 압력을 유지한다. 이때, 압력은 100mTorr 내지 3Torr 로 한다.
불활성 가스가 도입되고 압력을 유지하기 전에, 하부 고주파 전원(154)의 또 다른 분기점에 연결된 제 2 전환기(214)를 통해, 하부 전극(120)을 일정 시간 접지를 실시할 수 있다. 이로 인해, 정전척(122) 표면의 전위는 접지 전위 근처로 떨어지게 된다. 이후, 제 2 전환기(214)를 제 2 제전용 전원(212)에 연결한 후, 교류 펄스 방식의 제전용 전력을 인가하여 정전척(122) 표면의 잔류 전하를 제전시킨다. 또한, 교류 펄스 방식의 제전용 전력을 인가하는 단계는 불활성 가스가 도입되고 압력을 유지하기 전 또는 동시에 수행될 수 있다.
이후, 배기 장치(130)에 의해 가스를 배기시킴으로써 공정을 마치게 된다.
교류 펄스 전압의 인가 시간은 반응 챔버(100) 내부의 상황에 따라 달라지며, 이는 챔버(100) 내부를 확인하면서 기판(114)이 안착될 때 미끄러짐 없는 조건을 만족해야 한다. 이는 경험적인 요소로 설정 가능하다.
도 6은 본 발명에 따른 제 3 실시예를 나타낸 플라즈마 처리 장치를 나타낸 개략 단면도이다.
열전달 가스 공급 라인(166)과 분기하여 제 3 제전용 전원(222)과 제 1 방전용 전극(224)이 구비된 제 1 플라즈마 형성실(225)과, 제 1 필터(226)와 제 1 개폐 밸브(228)가 차례대로 연결되어 있다. 제 1 플라즈마 형성실(225)에는 제 3 가스 공급원(230)이 연결되어 있어, 제전용 전원에 의해 플라즈마를 생성시킨다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 처리 동작 즉 기판 디처킹 방법을 나타낸 타이밍 차트이다.
도 7을 참조하면, 정전척(122)의 표면 잔류 전하를 제거하여 기판(114)을 정전척(122)과 분리시키기 위해, 기판 처리를 완료 후 반응 챔버(100) 내부에는 불활성 가스가 상부 전극부(112)로부터 도입이 되고, 반응 챔버(100) 하부 위치한 배기 장치(130)로 압력을 유지한다. 이때, 압력은 100mTorr 내지 3Torr 로 한다.
이후, 제 3 가스 공급원(230)으로부터 불활성 가스가 플라즈마 형성실(225)에 인입되고, 이 가스는 제 3 제전용 전원(222)의 전력에 의해 플라즈마화 된다. 플라즈마에 의해 이온화된 가스는 가스 공급 관로(166)를 통해 정전척에 남아 있는 전하를 제전시킨다. 이때, 제 1 필터(226)는 이물질의 유입을 방지하게 되고, 플라 즈마 형성실(225)로부터 방전 부재(167)까지는 절연을 하여 플라즈마에 의해 이온화된 가스가 가스 공급 관로(166)에서 소멸되는 것을 방지한다.
이후 플라즈마는 정전척 표면의 잔류 전하를 제전시키게 되고, 배기 장치(130)에 의해 가스를 배기시킴으로써 공정을 마치게 된다.
도 8은 본 발명에 따른 제 4 실시예를 나타낸 플라즈마 처리 장치를 나타낸 개략 단면도이다.
도면을 참조하면, 가스 공급원과 분기되어 제 4 제전용 전원(200)이 연결되어 있고, 제 4 제전용 전원(200)과 상부 전극부(112)는 제 1 가스 공급 가스 관로(207)에 의해 연결되고 상기 제 1 가스 공급 관로(207) 상에는 제 2 방전용 전극(202)이 구비된 제 2 플라즈마 형성실(203)과, 제 2 필터(204)와 제 2 개폐 수단(206)이 연결되어 있다. 제 2 플라즈마 형성실(203)에는 제 2 가스 공급원(208)이 연결되어 있다.
제 4 제전용 전원(200)으로부터 교류 펄스 전력이 제 2 플라즈마 형성실(203)에 인가되면, 제 2 가스 공급원(208)으로부터 인입된 가스를 플라즈마 상태로 만들어 상기 플라즈마에 의해 이온화된 가스를 상부 도전판(140)의 분사 홀(138)을 통해 챔버(100) 내부로 분사된다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 처리 동작 즉 기판 디처킹 방법을 나타낸 타이밍 차트이다.
도 9를 참조하면, 챔버(100) 내에서 기판(114)을 플라즈마 처리한 후, 정전척(122)의 표면 잔류 전하를 제거하여 기판(114)을 정전척(122)과 분리시키기 위 해, 기판 처리를 완료 후 반응 챔버(100) 내부에는 불활성 가스가 상부 전극부(112)로부터 도입이 되고, 반응 챔버(100) 하부 위치한 배기 장치(130)로 압력을 유지한다. 이때, 압력은 100mTorr 내지 3Torr 로 한다.
이후, 제 4 제전용 전원(200)과 제 2 방전용 전극(202)에 의해 플라즈마를 발생시킨 후, 정전척(122) 표면의 잔류 전하를 제전시킬 수 있다. 이때, 제 2 필터(204)는 이물질의 유입을 방지하게 된다.
제 2 가스 공급원(208)으로부터 불활성 가스가 인입되고, 예컨데 질소를 공급한다. 상기 가스는 제 4 제전용 전원(200)의 전력이 제 2 플라즈마 형성실(203)에 인가되어 플라즈마화 되고, 상기 플라즈마는 상부 도전판(140)의 분사 홀(138)을 통해 정전척(122)에 남아 있는 전하를 제전시키게 된다. 이후, 배기 장치(130)에 의해 가스를 배기시킴으로써 공정을 종료하게 된다.
이와 같이, 본 발명의 각각의 실시예에서는 챔버(100) 내로 인입된 가스가 배기됨으로서 챔버 내부에 존재하는 파티클을 제거할 수 있다.
상기에서는 각각의 실시예를 설명하였으나, 각 실시예가 조합되어 사용될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치 및 방법은 정전척 표면에 남아 있는 잔류 전하를 효율적으로 제거할 수 있다.
그러므로, 본 발명은 기판 반송시 기판과 정전척 사이의 정전 흡착 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 반응 챔버 내의 파티클을 제거할 수 있는 효과가 있다.

Claims (14)

  1. 챔버와,
    상기 챔버 내에 서로 대향 위치한 상부 전극부 및 하부 전극부와,
    상기 하부 전극부에 구비된 정전척 내의 하부 도전체에 연결된 제전용 전원
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  2. 챔버와,
    상기 챔버 내에 서로 대향 위치한 상부 전극부 및 하부 전극부와,
    상기 하부 전극부의 하부 전극에 연결된 제전용 전원
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 하부 도전체를 상기 제전용 전원과 직류 고압 전압 중 어느 하나에 선택적으로 접속시키는 전환기가 더 구비된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 하부 전극을 상기 제전용 전원과 접지 중 어느 하나에 선택적으로 접속시키는 전환기가 더 구비된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  5. 챔버와,
    상기 챔버 내에 서로 대향 위치한 상부 전극부 및 하부 전극부와,
    상기 하부 전극부의 가스 공급 관로에 연결되고 내부에 방전용 전극이 구비된 플라즈마 형성실과,
    상기 플라즈마 형성실에 가스를 공급하는 가스 공급원과,
    상기 방전용 전극에 전력을 인가할 수 있는 제전용 전원
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  6. 챔버와,
    상기 챔버 내에 서로 대향 위치한 상부 전극부 및 하부 전극부와,
    상기 상부 전극부의 가스 공급 관로에 연결되고 내부에 방전용 전극이 구비된 플라즈마 형성실과,
    상기 플라즈마 형성실에 가스를 공급하는 가스 공급원과,
    상기 방전용 전극에 전력을 인가할 수 있는 제전용 전원
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서, 상기 가스 공급 관로에는 필터와 개폐 수단이 더 구비된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  8. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서, 상기 가스 공급원에서 공급되는 가스는 불활성 가스인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  9. 청구항 1 내지 청구항 4, 청구항 5 및 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제전용 전원은 정현파 또는 구형파를 발생시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  10. 공정이 완료 후, 가스를 챔버 내로 인입하고, 챔버 내의 압력을 유지하는 단계와, 상기 가스를 배기 장치에 의해 배기하는 단계를 포함하고,
    상기 압력을 유지하는 단계 전, 후 또는 동시에 하부 전극부에 제전용 전력을 인가하여 정전척 표면의 잔류 전하를 제전하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  11. 공정이 완료 후, 가스를 챔버 내로 인입하고, 챔버 내의 압력을 유지하는 단계와,
    상기 챔버 외부에 위치하는 플라즈마 형성실에서 플라즈마를 생성하는 단계와,
    상기 플라즈마에 의해 이온화된 가스로 정전척 표면의 잔류 전하를 제거하는 단계와,
    상기 가스를 배기 장치에 의해 배기하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 제전용 전력은 정현파 또는 구형파인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  13. 청구항 10에 있어서, 상기 하부 전극부 내의 하부 전극에 일정 시간 접지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  14. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서, 상기 압력은 100mTorr 내지 3Torr의 범위인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
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