KR20080067896A

KR20080067896A - 플라즈마 조절기 및 이를 구비한 플라즈마 처리 장치

Info

Publication number: KR20080067896A
Application number: KR1020070005374A
Authority: KR
Inventors: 최대규
Original assignee: 주식회사 뉴파워 프라즈마
Priority date: 2007-01-17
Filing date: 2007-01-17
Publication date: 2008-07-22
Also published as: KR100862686B1

Abstract

본 발명의 플라즈마 처리 장치는 기판 처리 공간을 갖는 기판 처리 챔버(100)를 갖는다. 기판 처리 챔버(100)의 내측 하부에는 피처리 기판을 지지하기 위한 기판 지지대(110)가 구비되고 기판 지지대(110)에 대향하여 상부에는 플라즈마 조절기(400)가 설치된다. 기판 처리 챔버(100)의 상부에는 피처리 기판(W)의 가장 자리 주변으로 환형 플라즈마를 형성하는 환형 플라즈마 발생기(200)가 탑재된다. 플라즈마 조절기(400)는 피처리 기판(W)의 가장 자리 영역에서 플라즈마 밀도가 선택적으로 서로 다르게 조절하여 피처리 기판(W)의 가장 자리 영역이 선택적으로 플라즈마 처리되도록 한다. 본 발명의 플라즈마 조절기 및 이를 구비한 플라즈마 처리 장치에 의하면 여러 사이즈의 피처리 기판에 대하여 각기 사이즈 적합한 기판 가장 자리의 선택적 식각이 가능함으로 기판 사이즈에 따라 여러 공정 설비를 구축해야 하는 비용 부담을 줄일 수 있다. 이와 더불어 기판 가장 자리 영역의 선택적 식각과 함께 피처리 기판의 후면을 동시에 식각 할 수 있음으로 공정 설비의 비용 부담을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 기판 처리량을 높일 수 있다.

플라즈마, 마그네틱 코어, 가장 자리 식각

Description

플라즈마 조절기 및 이를 구비한 플라즈마 처리 장치{PLASMA REGULATOR AND PLASMA PROCESSING APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 사시도이다.

도 2는 도 1의 플라즈마 처리 장치의 단면도이다.

도 3은 플라즈마 조절기의 전체 사시도이다.

도 4는 플라즈마 조절기의 이동체 구동 메커니즘의 부분 단면도이다.

도 5는 도 2의 A 영역의 부분 확대도이다.

도 6은 플라즈마 조절링의 간격을 서로 다르게 조절한 예를 보여주는 도면이다.

도 7 및 도 8은 플라즈마 조절기에 의해 의해서 기판 가장 자리 부분에서의 플라즈마 밀도가 조절되는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 9는 기판 가장 자리 영역에서의 식각률의 변화를 보여주는 도면이다.

도 10은 플라즈마 조절기의 변형예를 보여주는 사시도이다.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 사시도이다.

도 12는 도 11의 플라즈마 처리 장치의 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100: 기판 처리 챔버 101: 가스 출구

110: 기판 지지대 112: 리프트 핀

230: 제1 가스 공급부 300: 제2 가스 공급부

400: 플라즈마 조절기 430: 가변 조립체

본 발명은 반도체 장치의 제조에 사용되는 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 피처리 기판의 가장 자리를 선택적으로 플라즈마 처리하기 위한 플라즈마 조절기 및 이를 구비한 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.

고집적 반도체 칩, 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 등의 반도체 장치를 제조하기 위한 반도체 제조 공정에서는 물리적 또는 화학적 증착이나 물리적 또는 화학적 식각 공정을 통하여 웨이퍼 기판이나 유리 기판과 같은 피처리 기판 위에 원하는 패턴의 박막을 형성한다.

이러한 반도체 제조 공정에서 회로 패턴이 형성되지 않는 기판의 가장 자리 영역이나 후면에도 불필요한 막이 형성되는데 이렇게 형성되어지는 막은 불필요한 오염원으로 작용하게 된다. 그럼으로 기판의 전면과 후면에 불필요하게 증착된 박막을 제거하기 위한 식각 공정 및 장치가 반도체 제조 공정에 사용되고 있다.

그러나 기판의 가장자리를 식각하기 위한 공정과 기판의 후면을 식각하기 공 정이 개별적으로 진행됨으로 인하여 이를 위한 피처리 기판의 처리 시간의 증가나 설비 구성의 비용 부담이 있어 왔다. 또한, 대형화 되어가는 피처리 기판의 사이즈에 대응하여 그에 적합한 공정 설비가 필요하다. 즉, 기판의 가장자리를 식각하기 위하여 해당 설비는 처리하고자 하는 피처리 기판의 사이즈에 적합한 설비를 구성하게 됨으로 다른 사이즈의 피처리 기판을 처리하기 위해서는 또 다른 설비를 증설하여야 한다.

만약, 여러 사이즈의 피처리 기판에 대하여 각기 사이즈 적합한 기판 가장 자리의 선택적 식각이 가능하다면 기판 사이즈에 따라 여러 공정 설비를 구축해야 하는 비용 부담을 줄일 수 있을 것이다. 또한, 가장 자리 영역의 선택적 식각 범위에 있어서도 가변적으로 처리할 수 있다면 기판 처리 효율을 높일 수 있을 것이다. 이와 더불어 기판 가장 자리 영역의 선택적 식각과 함께 피처리 기판의 후면을 동시에 식각 할 수 있다면 공정 설비의 비용 부담을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 기판 처리량을 높일 수 있을 것이다.

본 발명의 목적은 기판 가장 자리 영역의 플라즈마 처리 영역을 가변적 조절할 수 있는 플라즈마 조절기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 기판 가장 자리 영역의 플라즈마 처리 영역을 가변적으로 할 수 있는 플라즈마 조절기를 구비하며 피처리 기판의 가장 자리 영역의 선택적 플라즈마 처리와 함께 피처리 기판의 후면도 동시에 플라즈마 처리할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공하는데 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 플라즈마 조절기에 관한 것이다. 본 발명의 플라즈마 조절기는: 피처리 기판의 상부에 배치되며 피처리 기판과의 간격이 가변적으로 조절되는 가변 조립체; 및 가변 조립체를 구동시켜 피처리 기판과의 간격을 선택적으로 서로 다르게 제어하는 가변 조립체 구동 메커니즘을 포함하고, 가변 조립체 구동 메커니즘에 의해서 가변 조립체와 피처리 기판 사이의 간격이 피처리 기판의 가장 자리 영역에서 선택적으로 서로 다르게 제어되어서 가장 자리 영역의 플라즈마 밀도가 선택적으로 서로 다르게 조절됨으로 피처리 기판의 가장 자리 영역이 선택적으로 플라즈마 처리된다.

일 실시예에 있어서, 가변 조립체는 피처리 기판의 상부에 배치되며 동심으로 배열되는 서로 다른 직경을 갖는 링-형상을 갖는 복수개의 플라즈마 조절링을 포함한다.

일 실시예에 있어서, 가변 조립체 구동 메커니즘은 복수개의 플라즈마 조절링을 상하로 구동시키기 위한 구동력을 제공하는 구동부; 및 구동부와 복수개의 플라즈마 조절링 사이에 연결되는 복수개의 상하 이동축을 포함한다.

본 발명의 다른 일면은 상기 플라즈마 조절기를 갖는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다. 플라즈마 처리 장치는: 기판 지지대와 기판 지지대에 대향하여 상부에 설치되는 플라즈마 조절기가 설치된 기판 처리 챔버를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 가변 조립체의 중심 영역을 통하여 제1 가스를 공급하는 제1 가스 공급 채널; 및 가변 조립체의 바깥 영역에서 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급 채널을 포함한다.

일 실시예에 있어서, 기판 처리 챔버의 기판 지지대에 놓이는 피처리 기판의 가장 자리를 주변으로 환형 플라즈마를 형성하는 환형 플라즈마 발생기를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 환형 플라즈마 발생기는: 기판 처리 챔버의 외측에 환형으로 설치되는 유도 안테나 및 유도 안테나로 무선 주파수 전원을 공급하는 전원 공급원을 포함하고, 유도 안테나가 설치된 기판 처리 챔버의 천정 가장 자리 부분은 유전체 윈도우를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 유전체 윈도우는: 평판의 환형 구조 또는 기판 처리 챔버의 천정 보다 아래에 유도 안테나가 설치되도록 수직의 고랑을 갖는 환형 구조 중 어느 하나의 구조를 갖는다.

일 실시예에 있어서, 환형 플라즈마 발생기는: 기판 처리 챔버의 측벽을 따라서 환형으로 설치되는 유도 안테나 및 유도 안테나로 무선 주파수 전원을 공급하는 전원 공급원을 포함하고, 유도 안테나가 설치된 기판 처리 챔버의 측벽 부분을 형성하는 유전체 윈도우를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 유전체 윈도우는: 링-형상의 환형 구조 또는 기판 처리 챔버의 측벽보다 안쪽으로 더 들어가서 설치되도록 수평의 고랑을 갖는 환형 구조 중 어느 하나의 구조를 갖는다.

일 실시예에 있어서, 유도 안테나를 따라서 덥혀지며 자속 출입구가 기판 처리 챔버의 내측으로 향하도록 설치되는 코어 커버를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 코어 커버는 비자성 스페이서를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 기판 지지대는 바이어스 공급이 없는 제로 포텐셜을 갖거나 또는 하나 이상의 바이어스 전원을 공급 받는 것 중 어느 하나의 구조를 갖는다.

본 발명의 또 다른 일면은 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다. 플라즈마 처리 장치는: 기판 지지대가 구비된 기판 처리 챔버; 및 기판 지지대에 놓이는 피처리 기판의 가장 자리 영역을 따라서 환형 플라즈마를 형성하는 환형 플라즈마 발생기를 포함하여, 환형 플라즈마 발생기에 의해 발생된 환형 플라즈마에 의해 피처리 기판의 가장자리 영역이 선택적으로 플라즈마 처리된다.

일 실시예에 있어서, 유전체 윈도우는: 링-형상의 환형 구조; 또는 기판 처리 챔버의 측벽보다 안쪽으로 더 들어가서 설치되도록 수평의 고랑을 갖는 환형 구조 중 어느 하나의 구조를 갖는다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의하여야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

(실시예)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 플라즈마 조절기 및 이를 구비한 플라즈마 처리 장치를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 플라즈마 처리 장치의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 플라즈마 처리 장치는 기판 처리 공간을 갖는 기판 처리 챔버(100)가 구비된다. 기판 처리 챔버(100)의 내측 하부에는 피처리 기판을 지지하기 위한 기판 지지대(110)가 구비되고 기판 지지대(110)에 대향하여 상부에는 플라즈마 조절기(400)가 설치된다. 기판 처리 챔버(100)의 상부에는 피처리 기판(W)의 가장 자리 주변으로 환형 플라즈마를 형성하는 환형 플라즈마 발생기(200)가 탑재된다.

환형 플라즈마 발생기(200)는 기판 처리 챔버(100)의 천정 외측에 가장자리를 따라서 환형으로 설치되는 유도 안테나(220)와 유도 안테나(220)로 무선 주파수 전원을 공급하는 전원 공급원(230)을 포함하여 구성된다. 유도 안테나(220)는 임피던스 정합기(232)를 통하여 전원 공급원(230)에 연결된다. 전원 공급원(230)은 별도의 임피던스 정합기 없이 출력 전압의 제어가 가능한 무선 주파수 전원 공급원을 사용하여 구성할 수 도 있다.

유도 안테나(220)는 일 회 이상 평판 나선 구조를 갖고 기판 처리 챔버(100)의 천정 외측에 가장자리를 따라서 환형으로 설치된다. 유도 안테나(220)가 설치된 기판 처리 챔버(100)의 천정 가장 자리 부분은 유전체 윈도우(130)를 포함한다. 유전체 윈도우(130)는 유도 안테나(220)를 따라서 평판의 환형 구조를 갖도록 하거나 기판 처리 챔버(100)의 천정을 전체적으로 덮는 평판 구조를 갖도록 할 수 있다. 또는 기판 처리 챔버의 천정 보다 아래에 유도 안테나(220)가 설치되도록 수직의 고랑을 갖는 환형 구조로 실시될 수도 있다.

유도 안테나(220)는 코어 커버(210)에 의해 덥혀져 자속 손실을 줄이고 기판 처리 챔버(100)의 내부에서 플라즈마 발생 효율이 높아지도록 할 수 있다. 코어 커버(210)는 유도 안테나(220)를 따라서 덥혀지며 자속 출입구가 기판 처리 챔버(100)의 내측으로 향하도록 설치된다. 그럼으로 유도 안테나(220)에 의해 발생되는 자속은 코어 커버(210)에 의해 강하게 집속되어 기판 처리 챔버(100)의 내부로 전달된다. 무선 주파수 안테나(220)가 코어 커버(210)에 의해 덮여 있음으로 자속의 손실을 최대한 방지하고 플라즈마 발생 효율을 높일 수 있다.

코어 커버(210)는 페라이트 재질로 제작되지만 다른 대안의 재료로 제작될 수 도 있다. 코어 커버(210)는 말편자 형상의 페라이트 코어 조각들을 조립하여 구성할 수 있다. 여러 개의 조각을 사용하여 구성하는 경우에는 각 조각의 조립면에 절연 물질과 같은 비자성 스페이서를 삽입하여 연결할 수 있다. 유도 안테나(220)와 유전체 윈도우(130) 사이에는 선택적으로 패러데이 실드가 구성될 수 있다.

전원 공급원(320)으로부터 무선 주파수가 유도 안테나(220)로 공급되면 유도 안테나(220)에 전류가 구동되어 기판 처리 챔버(100)의 내부로 유도 기전력이 전달되어 피처리 기판(W)의 가장 자리 주변으로 환형 플라즈마가 형성된다. 환형 플라 즈마 발생기(200)에 의해서 발생된 환형 플라즈마에 의해서 기본적으로 피처리 기판(W)의 가장자리 영역에 대한 플라즈마 처리가 가능하지만 플라즈마 조절기(400)에 의해서 피처리 기판(W)의 가장 자리 영역에서 플라즈마 밀도가 선택적으로 서로 다르게 조절되어 피처리 기판(W)의 가장 자리 영역이 선택적으로 플라즈마 처리된다. 이와 더불어, 기판 지지대(110)에 놓이는 피처리 기판(W)은 리프트 핀(112)과 같은 기판 상하 이동 메커니즘에 의해 일정 높이로 들려서 플라즈마 처리됨으로 피처리 기판(W)의 가장 자리 영역과 후면이 동시에 플라즈마 처리되도록 할 수 있다.

기판 지지대(110)는 임피던스 정합기(122)를 통하여 바이어스 전원 공급원(120)에 연결되어 바이어스 된다. 또는 기판 지지대(110)는 둘 이상의 서로 다른 주파수의 바이어스 전원을 공급 받아 다중으로 바이어스 될 수도 있다. 또는 기판 지지대(110)는 바이어스 공급이 없는 제로 포텐셜을 갖도록 하는 것도 가능하다.

도 3은 플라즈마 조절기의 전체 사시도이고, 도 4는 플라즈마 조절기의 이동체 구동 메커니즘의 부분 단면도이다. 그리고 도 5는 도 2의 A 영역의 부분 확대도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하여, 플라즈마 조절기(400)는 가변 조립체(430)와 가변 조립체 구동 메커니즘(410)으로 구성된다. 가변 조립체(430)는 피처리 기판(W)의 상부에 배치되며 동심으로 배열되는 서로 다른 직경을 갖는 링-형상을 갖는 복수개의 플라즈마 조절링(R1, R2, R3, R4, R5)을 구비한다.

복수개의 플라즈마 조절링(R1, R2, R3, R4, R5)은 기판 처리 챔버(100)의 천 정(104)에 고정된 링-형상의 조절링 가이드(420)의 안쪽으로 설치된다(도 2 참조). 복수개의 플라즈마 조절링(R1, R2, R3, R4, R5)은 석영이나 세라믹과 같은 절연 물질을 사용하여 구성하는 것이 바람직하다. 복수개의 플라즈마 조절링(R1, R2, R3, R4, R5)의 두께(T)는 서로 동일하거나 또는 서로 다를 수 있다. 제일 안쪽의 조절링(R1)의 내측으로는 제1 가스 공급부를 구성하는 샤워 헤드(230)가 설치된다(도 2 참조). 가스 공급 구조에 대한 설명은 후술한다.

구동 메커니즘(410)은 구동부(411)와 복수개의 상하 이동축(414)을 포함하여 구성된다. 구동부(411)는 복수개의 플라즈마 조절링(R1, R2, R3, R4, R5)을 상하로 구동시키기 위한 구동력을 제공한다. 구동부(411)는 기판 처리 챔버(100)의 외측 상부에 하나 이상 구비된다. 이 실시예에서 네 개의 구동부(411)가 기판 처리 챔버(100)의 외측 상부에 정방형으로 배치된다. 구동부(411)는 예를 들어, 구동 모터와 상하 이동축(414)으로 상하 구동력이 제공되도록 하는 기어 조립체로 구성할 수 있다. 두 개 이상이 구동부(411)는 하나의 구동 모터로부터 동력을 받아 작동하도록 할 수 있다.

복수개의 상하 이동축(414)은 구동부(411)와 복수개의 플라즈마 조절링(R1, R2, R3, R4, R5) 사이에 연결된다. 상하 이동축(414)은 기판 처리 챔버(100)의 천정(104)을 관통하여 구동부(411)에 연결된다. 이때, 상하 이동축(414)은 벨로우즈(412)에 의해 쌓여 있어서 상하 이동축(414)이 관통된 천정(04) 부분을 진공 절연시키고 상하 이동시에 발생되는 미세한 분진이 기판 처리 챔버(100)의 내부에 발생되는 것을 방지한다.

이와 같은 구동 메커니즘(410)에 의해서 가변 조립체(430)와 피처리 기판(W) 사이의 간격이 피처리 기판(W)의 가장 자리 부분에서 선택적으로 서로 다르게 제어된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 복수개의 플라즈마 조절링(R1, R2, R3, R4, R5)과 피처리 기판(W)과의 간격은 일정 간격(S1)으로 모두 동일하게 정렬 될 수 있다. 이때, 그 간격을 일정 간격 이하(예를 들어, 간격이 0.3mm 이하)로 좁게 정렬하는 경우에는 복수개의 플라즈마 조절링(R1, R2, R3, R4, R5)과 피처리 기판(W) 사이 영역으로는 플라즈마가 발생되지 않는다. 또는 도 6에 도시된 바와 같이, 복수개의 플라즈마 조절링(R1, R2, R3, R4, R5)과 피처리 기판(W)과의 간격을 서로 다른 간격(S1, S2, S3)으로 정렬할 수 있다. 그 간격이 클수록 해당 영역의 플라즈마 밀도는 높아지게 된다.

도 7 및 도 8은 플라즈마 조절기에 의해 의해서 기판 가장 자리 부분에서의 플라즈마 밀도가 조절되는 것을 설명하기 위한 도면이다. 그리고 도 9는 기판 가장 자리 영역에서의 식각률의 변화를 보여주는 도면이다.

도 7을 참조하여, 복수개의 플라즈마 조절링(R1, R2, R3, R4, R5)과 피처리 기판(W) 사이의 간격이 플라즈마가 발생되지 않는 일정 간격 이하로 정렬된 경우에는 피처리 기판(W)의 전면으로는 플라즈마가 존재하지 않으며 피처리 기판(W)의 가장 자리(W_edge)와 기판 처리 챔버(100)의 벽(C_wall) 사이의 영역에만 플라즈마가 존재하게 된다.

그러나 도 8에 도시된 바와 같이, 복수개의 플라즈마 조절링(R1, R2, R3, R4, R5)에서 외곽에 있는 몇 개의 플라즈마 조절링(R5, R4, R3)의 일정 간격 이상 으로 높게 이동되면 그 간격(S4, S3, S2)에 대응하는 영역으로는 플라즈마 밀도가 높아지게 된다. 이에 따라, 도 9에 도시된 바와 같이, 피처리 기판(W)의 가장 자리 영역의 식각률도 플라즈마 밀도의 변화에 따라 가변된다.

이와 같이, 복수개의 플라즈마 조절링(R1, R2, R3, R4, R5)과 피처리 기판(W) 사이의 간격을 가변적으로 제어하여 피처리 기판(W)의 가장 자리 영역에서 플라즈마 밀도가 선택적으로 서로 다르게 조절되어 피처리 기판(W)의 가장 자리 영역이 선택적으로 플라즈마 처리된다.

도 10은 플라즈마 조절기의 변형예를 보여주는 사시도이다.

도 10을 참조하여, 일 변형의 플라즈마 조절기(400')는 사각의 링-형상을 갖는 복수개의 플라즈마 조절링(R1', R2', R3', R4', R5')으로 구성된 가변 조립체(430')를 구비한다. 이와 같이, 복수개의 플라즈마 조절링(R1', R2', R3', R4', R5')은 사각의 링-형상으로 변형이 가능하다. 이는 피처리 기판(W)이 갖는 구조적 특징에 따른 겻으로 원형이나 사각형 등으로 변형이 가능하다.

다시, 도 2 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 플라즈마 처리 장치는 플라즈마 조절기(400)의 가변 조립체(430)의 중심부를 통하여 가스를 공급하는 제1 가스 공급 채널과 플라즈마 조절기(400)의 가변 조립체(430) 바깥 영역에서 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급 채널을 구비한다. 제1 가스 공급 채널은 가변 조립체(430)의 중심부에 구성되는 가스 샤워 헤드(230)로 구성된다. 제2 가스 공급 채널은 기판 처리 챔버(100)의 외측 상부에서 유도 안테나(220) 보다 내측으로 설치되는 가스 공급관(300)으로 구성된다. 가스 공급관(300)은 기판 처리 챔버(100)의 천 정(104)에 관통된 다수개의 홀(302)에 연결되는 가스 공급로(301)를 갖는다.

제1 및 제2 가스 공급 채널을 통해서 제1 및 제2 공정 가스가 분리 공급된다. 제1 가스 공급 채널을 통해서 공급되는 제1 가스는 예를 들어, 퍼지 가스이다. 제2 가스 공급 채널을 통해서 공급되는 제2 가스는 예를 들어, 식각 공정을 위한 공정 가스이다.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 사시도이고, 도 12는 도 11의 플라즈마 처리 장치의 단면도이다.

도 11 및 도 12를 참조하여, 제2 실시예의 플라즈마 처리 장치는 기본적으로 상술한 제1 실시예와 동일한 구성을 갖는다. 그럼으로 동일한 구성의 반복된 설명은 생략한다. 다만, 제2 실시예의 플라즈마 처리 장치는 환형 플라즈마 발생기(200)가 기판 처리 챔버(100)의 측벽을 따라서 설치된다. 여기서, 유도 안테나(220)가 설치되는 기판의 처리 챔버(100)의 측벽 부분은 유전체 윈도우(130)로 구성된다. 유전체 윈도우(130)의 형상은 기판 처리 챔버(100)의 측벽보다 안쪽으로 더 들어가서 설치되도록 고랑을 갖는 환형 구조를 갖는다. 그러나 측벽과 동일한 링-형상의 환형 구조를 갖도록 할 수도 있다. 그리고 제2 가스 공급 채널의 구성에 있어서 다수의 홀(302)에서 아래로 연장된 가스 분사관(303)이 구비될 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 플라즈마 조절기 및 이를 구비한 플라즈마 처리 장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 한다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 플라즈마 조절기 및 이를 구비한 플라즈마 처리 장치에 의하면, 여러 사이즈의 피처리 기판에 대하여 각기 사이즈 적합한 기판 가장 자리의 선택적 식각이 가능함으로 기판 사이즈에 따라 여러 공정 설비를 구축해야 하는 비용 부담을 줄일 수 있다. 또한 가장 자리 영역의 선택적 식각 범위에 있어서도 가변적으로 처리할 수 있음으로 기판 처리 효율을 높일 수 있다. 이와 더불어 기판 가장 자리 영역의 선택적 식각과 함께 피처리 기판의 후면을 동시에 식각 할 수 있음으로 공정 설비의 비용 부담을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 기판 처리량을 높일 수 있다.

Claims

피처리 기판의 상부에 배치되며 피처리 기판과의 간격이 가변적으로 조절되는 가변 조립체; 및

가변 조립체를 구동시켜 피처리 기판과의 간격을 선택적으로 서로 다르게 제어하는 가변 조립체 구동 메커니즘을 포함하고,

가변 조립체 구동 메커니즘에 의해서 가변 조립체와 피처리 기판 사이의 간격이 피처리 기판의 가장 자리 영역에서 선택적으로 서로 다르게 제어되어서 가장 자리 영역의 플라즈마 밀도가 선택적으로 서로 다르게 조절됨으로 피처리 기판의 가장 자리 영역이 선택적으로 플라즈마 처리되는 플라즈마 조절기.
제1항에 있어서, 가변 조립체는 피처리 기판의 상부에 배치되며 동심으로 배열되는 서로 다른 직경을 갖는 링-형상을 갖는 복수개의 플라즈마 조절링을 포함하는 플라즈마 조절기.
제2항에 있어서, 가변 조립체 구동 메커니즘은 복수개의 플라즈마 조절링을 상하로 구동시키기 위한 구동력을 제공하는 구동부; 및

구동부와 복수개의 플라즈마 조절링 사이에 연결되는 복수개의 상하 이동축을 포함하는 플라즈마 조절기.
제1 내지 제3항의 플라즈마 조절기를 구비한 플라즈마 처리 장치에 있어서:

기판 지지대와 기판 지지대에 대향하여 상부에 설치되는 플라즈마 조절기가 설치된 기판 처리 챔버를 포함하는 플라즈마 처리 장치.
제4항에 있어서, 가변 조립체의 중심 영역을 통하여 제1 가스를 공급하는 제1 가스 공급 채널; 및

가변 조립체의 바깥 영역에서 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급 채널을 포함하는 플라즈마 처리 장치.
제4항에 있어서, 기판 처리 챔버의 기판 지지대에 놓이는 피처리 기판의 가장 자리를 주변으로 환형 플라즈마를 형성하는 환형 플라즈마 발생기를 포함하는 플라즈마 처리 장치.
제6항에 있어서, 환형 플라즈마 발생기는: 기판 처리 챔버의 외측에 환형으로 설치되는 유도 안테나 및 유도 안테나로 무선 주파수 전원을 공급하는 전원 공급원을 포함하고,

유도 안테나가 설치된 기판 처리 챔버의 천정 가장 자리 부분은 유전체 윈도우를 포함하는 플라즈마 처리 장치.
제7항에 있어서, 유전체 윈도우는: 평판의 환형 구조 또는 기판 처리 챔버의 천정 보다 아래에 유도 안테나가 설치되도록 수직의 고랑을 갖는 환형 구조 중 어느 하나의 구조를 갖는 플라즈마 처리 장치.
제6항에 있어서, 환형 플라즈마 발생기는: 기판 처리 챔버의 측벽을 따라서 환형으로 설치되는 유도 안테나 및 유도 안테나로 무선 주파수 전원을 공급하는 전원 공급원을 포함하고,

유도 안테나가 설치된 기판 처리 챔버의 측벽 부분을 형성하는 유전체 윈도우를 포함하는 플라즈마 처리 장치.
제9항에 있어서, 유전체 윈도우는: 링-형상의 환형 구조 또는 기판 처리 챔버의 측벽보다 안쪽으로 더 들어가서 설치되도록 수평의 고랑을 갖는 환형 구조 중 어느 하나의 구조를 갖는 플라즈마 처리 장치.
제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 유도 안테나를 따라서 덥혀지며 자속 출입구가 기판 처리 챔버의 내측으로 향하도록 설치되는 코어 커버를 포함하는 플라즈마 처리 장치.
제11항에 있어서, 상기 코어 커버는 비자성 스페이서를 포함하는 플라즈마 처리 장치.
제4항에 있어서, 상기 기판 지지대는 바이어스 공급이 없는 제로 포텐셜을 갖거나 또는 하나 이상의 바이어스 전원을 공급 받는 것 중 어느 하나의 구조를 갖는 플라즈마 처리 장치.
기판 지지대가 구비된 기판 처리 챔버; 및

기판 지지대에 놓이는 피처리 기판의 가장 자리 영역을 따라서 환형 플라즈마를 형성하는 환형 플라즈마 발생기를 포함하여,

환형 플라즈마 발생기에 의해 발생된 환형 플라즈마에 의해 피처리 기판의 가장자리 영역이 선택적으로 플라즈마 처리되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
제14항에 있어서, 환형 플라즈마 발생기는: 기판 처리 챔버의 외측에 환형으로 설치되는 유도 안테나 및 유도 안테나로 무선 주파수 전원을 공급하는 전원 공급원을 포함하고,

유도 안테나가 설치된 기판 처리 챔버의 천정 가장 자리 부분은 유전체 윈도우를 포함하는 플라즈마 처리 장치.
제15항에 있어서, 유전체 윈도우는: 평판의 환형 구조 또는 기판 처리 챔버의 천정 보다 아래에 유도 안테나가 설치되도록 수직의 고랑을 갖는 환형 구조 중 어느 하나의 구조를 갖는 플라즈마 처리 장치.
제14항에 있어서, 환형 플라즈마 발생기는: 기판 처리 챔버의 측벽을 따라서 환형으로 설치되는 유도 안테나 및 유도 안테나로 무선 주파수 전원을 공급하는 전원 공급원을 포함하고,

유도 안테나가 설치된 기판 처리 챔버의 측벽 부분을 형성하는 유전체 윈도우를 포함하는 플라즈마 처리 장치.
제17항에 있어서, 유전체 윈도우는: 링-형상의 환형 구조; 또는 기판 처리 챔버의 측벽보다 안쪽으로 더 들어가서 설치되도록 수평의 고랑을 갖는 환형 구조 중 어느 하나의 구조를 갖는 플라즈마 처리 장치.
제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 유도 안테나를 따라서 덥혀지며 자속 출입구가 기판 처리 챔버의 내측으로 향하도록 설치되는 코어 커버를 포함하는 플라즈마 처리 장치.
제19항에 있어서, 상기 코어 커버는 비자성 스페이서를 포함하는 플라즈마 처리 장치.
제14항에 있어서, 상기 기판 지지대는 바이어스 공급이 없는 제로 포텐셜을 갖거나 또는 하나 이상의 바이어스 전원을 공급 받는 것 중 어느 하나의 구조를 갖 는 플라즈마 처리 장치.