KR20090006400A

KR20090006400A - Method for plasma-treatment

Info

Publication number: KR20090006400A
Application number: KR1020070069704A
Authority: KR
Inventors: 나관구; 이중희; 장철희
Original assignee: (주)소슬
Priority date: 2007-07-11
Filing date: 2007-07-11
Publication date: 2009-01-15
Also published as: KR101372356B1

Abstract

The plasma processing method is provided to focus plasma on the substrate edge region and to remove easily the metal thin film like the Cu layer of the edge region by increasing the temperature of the chamber including the substrate support. The plasma-etching apparatus comprises the chamber(100). The shield part(200) divides the inside of chamber into the reaction space(A) and the release space(D). The shielding part(300) is positioned in the reaction space of the inner side of the shield part. The plasma generator part(400) is positioned in the release space of the outer side of shield part. The substrate support portion(500) is prepared in the shield bottom side. The Faraday shield(600) is positioned between the shield and the plasma generator part.

Description

Plasma treatment method {Method for plasma-treatment}

본 발명은 플라즈마 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 기판 에지 영역에 퇴적되는 박막 또는 파티클을 제거할 수 있는 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma processing method, and more particularly, to a plasma processing method capable of removing a thin film or particles deposited on a semiconductor substrate edge region.

일반적으로, 반도체 기판의 에지 영역은 기판의 이송을 위해 별도의 소자 또는 회로 패턴을 제작하지 않는 영역이다. 반도체 기판상에 반도체 소자와 회로 패턴의 제작을 위해 공정 중 상기의 반도체 기판의 에지 영역에 원치 않는 막이 증착되거나 파티클들이 퇴적되는 현상이 발생하였다. 이때, 기판 에지 영역의 막과 파티클들을 제거하지 않은 상태에서 반도체 소자와 회로 패턴의 제작을 위한 공정을 계속적으로 진행하게 되는 경우 기판이 휘어지거나, 후속으로 진행되는 공정상의 결함으로 작용하여 수율을 감소시키거나, 기판 정렬이 어려워지는 등의 많은 문제점이 발생한다. In general, the edge region of the semiconductor substrate is a region in which no separate device or circuit pattern is manufactured for the transfer of the substrate. In order to fabricate a semiconductor device and a circuit pattern on the semiconductor substrate, an unwanted film is deposited or particles are deposited in the edge region of the semiconductor substrate during the process. In this case, when the process for fabricating the semiconductor device and the circuit pattern is continuously performed without removing the film and the particles in the substrate edge region, the substrate may be bent, or as a defect in the subsequent process to reduce the yield. Many problems arise, such as, or difficult to align the substrate.

이에 소정의 후처리 공정을 통해 기판의 에지 영역에 형성된 막 및 파티클들을 제거해주어야 한다. 이를 위해 종래에는 케미컬을 이용한 습식 식각을 통해 기판 에지 영역의 막 또는 파티클을 제거하였다. 그러나, 최근에는 기판의 에지 영역 에만 국부적으로 플라즈마를 발생시켜 에지 영역의 막 또는 파티클을 제거하였다. Therefore, it is necessary to remove the film and particles formed in the edge region of the substrate through a predetermined post-treatment process. To this end, conventionally, the film or particles of the substrate edge region are removed by wet etching using chemicals. Recently, however, plasma was generated locally only at the edge regions of the substrate to remove films or particles in the edge regions.

이러한 종래의 플라즈마를 이용한 반도체 에지 식각 장치는 기판의 비식각부 즉, 기판 중심부와 상응되는 형상으로 그 상부에 배치된 절연판의 주변으로 반응 가스를 공급하고, 기판 지지부 내에 마련된 전극부에 RF 전원(RF power)를 인가하여 기판 주변의 반응 가스를 플라즈마로 변환시켜 기판이 에지 영역의 막 또는 파티클을 제거한다. 상술한 종래 방법에서는 비식각부인 기판의 중심부에 플라즈마가 발생 또는 침투하거나 아킹(Arcing)이 발생하는 등의 문제 그리고, 중심부(즉, 비식각부)의 박막이 식각되는 문제가 발생하였다. 또한, 종래에는 낮은 플라즈마 밀도(Plasma Density)로 인하여 식각률이 높지 않으며, 이에 따라 공정 시간이 길어지거나, 일부 막질은 식각되지 않는 문제가 발생하였다. The semiconductor edge etching apparatus using the conventional plasma supplies the reaction gas to the non-etched portion of the substrate, that is, the periphery of the insulating plate disposed on the upper portion of the substrate, and the RF power source (RF) in the substrate support portion. power is applied to convert the reaction gas around the substrate into a plasma so that the substrate removes the film or particles in the edge region. In the above-described conventional method, problems such as plasma generation or penetration or arcing occur in the center portion of the substrate, which is the non-etching portion, and a problem in which the thin film of the center portion (ie, the non-etching portion) is etched has occurred. In addition, conventionally, the etching rate is not high due to the low plasma density, and thus, a process time is long, and some films are not etched.

이러한 어려움에 더하여 종래의 플라즈마를 이용한 기판 에지 식각 장치의 경우에는 공정 진행 온도가 낮아 기판 에지 영역의 금속막의 제거가 용이하지 않을 뿐만 아니라 Cu막 등의 경우 식각이 되지 않는 문제가 있다. In addition to this difficulty, in the case of a substrate edge etching apparatus using a conventional plasma, a process progress temperature is low, so that the removal of the metal film in the substrate edge region is not easy, and in the case of a Cu film or the like, there is a problem.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 높은 밀도의 플라즈마를 발생시킬 수 있으며, 기판 에지 영역에 플라즈마를 집중시킬 수 있고, 기판 지지대를 포함한 챔버 내의 온도를 상승시켜 기판 에지 영역의 Cu 막, 또는 여타의 금속박막들을 용이하게 제거할 수 있는 플라즈마 처리 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. Accordingly, the present invention can generate a plasma of high density in order to solve the above problems, can concentrate the plasma in the substrate edge region, by raising the temperature in the chamber including the substrate support, Cu film of the substrate edge region, Another object is to provide a plasma processing method that can easily remove other metal thin films.

본 발명에 따른 플라즈마 처리 방법은, 플라즈마 처리 장치 내의 기판 지지대 상에 기판의 중심 영역을 안착시키는 단계; 상기 플라즈마 처리 장치 내에 공정 가스를 유입하는 단계; 및 상기 플라즈마 처리 장치 내에 플라즈마를 형성시켜 상기 기판의 외주 영역상의 피처리 원소종을 처리하는 단계;를 포함하고, 상기 플라즈마를 형성시키기 이전에 상기 기판을 가열하는 것을 특징으로 한다.A plasma processing method according to the present invention includes the steps of: seating a central region of a substrate on a substrate support in a plasma processing apparatus; Introducing a process gas into the plasma processing apparatus; And forming a plasma in the plasma processing apparatus to process the target element species on the outer circumferential region of the substrate, wherein the substrate is heated before forming the plasma.

여기서, 상기 기판과 상기 플라즈마 처리 장치 내의 차폐부와의 간극을 0.1 내지 10 ㎜로 조정하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the method may include adjusting the gap between the substrate and the shield in the plasma processing apparatus to 0.1 to 10 mm.

또한, 상기 기판의 가열은 350℃ 이하로 수행될 수 있으며, 상기 기판의 가열은, 상기 피처리 원소종이 Cu일 때 250~350℃로 수행되고, 상기 피처리 원소종이 Al일 때 40~80℃로 수행되며, 상기 피처리 원소종이 W일 때 30~50℃로 수행될 수 있다.In addition, the heating of the substrate may be carried out at 350 ℃ or less, the heating of the substrate is performed at 250 ~ 350 ℃ when the element to be treated is Cu, 40 ~ 80 ℃ when the element to be treated is Al It may be carried out as, when the treated element species is W may be carried out at 30 ~ 50 ℃.

이때, 상기 기판의 가열은 상기 기판 지지대에 마련된 가열 수단으로 수행될 수 있다.In this case, the heating of the substrate may be performed by heating means provided on the substrate support.

여기서, 상기 기판의 가열은 상기 플라즈마 처리 장치의 챔버 내부를 100℃ 이하로 가열하는 단계를 포함할 수 있다.The heating of the substrate may include heating the inside of the chamber of the plasma processing apparatus to 100 ° C. or less.

또한, 상기 공정 가스는 18족 원소 및 질소로 구성되는 일 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 불활성 가스 및 17족 원소 또는 산소계로 구성되는 일 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 반응 가스를 포함할 수 있으며, 상기 반응 가스는 상기 피처리 원소종이 Cu일 때 Cl₂ 및 BCl₃ 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 피처리 원소종이 Al일 때 Cl₂, BCl₃ 및 O₂ 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 피처리 원소종이 W일 때 SF₆ 및 NF₃ 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.In addition, the process gas may include at least one or more inert gas selected from the group consisting of Group 18 elements and nitrogen and at least one or more reactant gas selected from the group consisting of Group 17 elements or oxygen-based, The reaction gas includes at least one or more of Cl ₂ and BCl ₃ when the target element species is Cu, and includes at least one or more of Cl ₂ , BCl ₃ and O ₂ when the target element species is Al. When the treated element species is W, it may include at least one or more of SF ₆ and NF ₃ .

바람직하게는, 상기 플라즈마 처리 장치내 공정 압력은 5 내지 500 mTorr이다.Preferably, the process pressure in the plasma processing apparatus is 5 to 500 mTorr.

여기서, 상기 기판의 외주 영역은 상기 기판 지지부 상에서 측방향으로 0.1 내지 5 ㎜의 돌출된다.Here, the outer peripheral region of the substrate protrudes 0.1 to 5 mm laterally on the substrate support.

그리고, 상기 플라즈마 처리 장치는, 상기 기판 지지부 상부에 위치하여 상기 기판의 중심영역을 차폐하는 차폐부; 상기 기판 지지부와 상기 차폐부를 수납하고, 그 벽면에 가열 수단이 마련된 챔버; 상기 기판 지지부 및 상기 차폐부와 상기 챔버의 측벽면 사이 공간에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 생성부; 및 상기 챔버 내측에 공정 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함할 수 있다.The plasma processing apparatus may further include: a shielding portion disposed on the substrate support portion to shield a central area of the substrate; A chamber accommodating the substrate support and the shield and provided with a heating means on a wall thereof; A plasma generation unit generating plasma in a space between the substrate support and the shield and the side wall of the chamber; And it may include a gas supply for supplying a process gas inside the chamber.

또한, 상기 플라즈마 처리 장치는, 반응 공간을 갖는 챔버; 상기 챔버에 구 비된 플라즈마 생성부; 상기 반응 공간에 마련되며, 상기 기판 지지부 상측에 배치되는 차폐부; 및 상기 반응 공간에 공정 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함할 수 있다.In addition, the plasma processing apparatus includes a chamber having a reaction space; A plasma generation unit provided in the chamber; A shield provided in the reaction space and disposed above the substrate support; And a gas supply unit supplying a process gas to the reaction space.

어느 경우에나 상기 플라즈마 생성부는, 상기 챔버 내측의 상기 차폐부 둘레 영역에 마련된 안테나부와, 상기 안테나부에 플라즈마 전원을 공급하는 플라즈마 전원 공급부를 포함할 수 있으며, 상기 챔버에 분리 공간을 형성하는 실드부를 포함하고, 상기 실드부의 외주면 둘레에 마련된 패러데이 실드를 포함할 수도 있다.In any case, the plasma generation unit may include an antenna unit provided in an area around the shielding unit inside the chamber, and a plasma power supply unit supplying plasma power to the antenna unit, and forming a separation space in the chamber. And a Faraday shield provided around the outer circumferential surface of the shield portion.

여기서, 상기 피처리 원소종을 처리하는 단계 이후에, 상기 피처리 원소종의 처리 부산물을 제거하는 단계가 포함되는 것이 바람직하다.Here, after the processing of the elemental species to be treated, it is preferable to include the step of removing the by-products of the elemental species to be treated.

본 발명에 따른 플라즈마 처리 방법은, 챔버내측에 고밀도의 플라즈마를 발생시킬 수 있고, 균일한 고밀도 플라즈마를 기판의 에지 영역에 집중시켜 기판 단부의 식각 능력을 향상시킬 수 있다. In the plasma processing method according to the present invention, high density plasma can be generated inside the chamber, and a uniform high density plasma can be concentrated in an edge region of the substrate to improve the etching ability of the substrate end.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you. Like numbers refer to like elements in the figures.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 방법에 사용되는 장치의 개 념 단면도이다. 1 is a conceptual cross-sectional view of an apparatus used in a plasma processing method according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 방법의 실시예에 따른 플라즈마 식각 장치는 챔버(100)와, 챔버(100) 내부를 반응 공간(A)과 분리 공간(D)으로 분할하는 실드부(200)와, 상기 실드부(200) 내측의 상기 반응 공간(A)에 마련된 차폐부(300)와, 상기 실드부(200) 외측의 상기 분리 공간(D)에 마련된 플라즈마 생성부(400)와, 상기 차폐부(300) 하측에 마련된 기판 지지부(500)를 포함한다. 차폐부(300)와 플라즈마 생성부(400) 사이에 마련된 패러데이 실드(600)를 더 포함할 수 있다. 상기의 차폐부(300)와 기판 지지부(500)에 의해 기판(10)의 중심 영역은 차폐되고 에지 영역은 노출된다. Referring to FIG. 1, a plasma etching apparatus according to an embodiment of a plasma processing method according to the present invention may include a shield unit for dividing a chamber 100 and an inside of the chamber 100 into a reaction space A and a separation space D. (200), the shield 300 provided in the reaction space (A) inside the shield 200, and the plasma generating unit 400 provided in the separation space (D) outside the shield 200 And a substrate support part 500 provided below the shield part 300. The method may further include a Faraday shield 600 provided between the shield 300 and the plasma generator 400. The center region of the substrate 10 is shielded and the edge region is exposed by the shield 300 and the substrate support 500.

상술한 챔버(100)는 가열 수단(112, 122)을 구비하는 하부 및 상부 챔버부(110, 120)를 포함한다. The chamber 100 described above comprises lower and upper chamber portions 110, 120 having heating means 112, 122.

먼저, 하부 챔버부(110)는 내부가 비어 있는 대략 육면체 형태의 하측 몸체(111)와, 적어도 하측 몸체(111)의 측벽에 마련된 하측 가열 수단(112) 그리고, 하측 몸체(111)의 상측벽에 마련된 원형상의 관통홀(113)을 구비할 수 있다. 하측 몸체(111)의 내부 빈 공간은 기판(10)을 지지하는 기판 지지부(500)가 승강할 수 있도록 형성된다. 하측 몸체(111)의 일측에는 기판(10)의 로딩 및 언로딩을 위한 게이트 밸브(130)와, 챔버(100) 내부의 불순물을 배기하기 위한 배기부(140)가 마련된다. 게이트 밸브(130)를 통해 하부 챔버부(110)가 다른 공정을 수행하는 챔버(미도시)에 연결될 수도 있다. First, the lower chamber part 110 includes a lower body 111 having a substantially hexahedron shape, a lower heating means 112 provided on at least a side wall of the lower body 111, and an upper wall of the lower body 111. It may be provided with a circular through hole 113 provided in. The inner empty space of the lower body 111 is formed so that the substrate support part 500 supporting the substrate 10 can be elevated. One side of the lower body 111 is provided with a gate valve 130 for loading and unloading the substrate 10 and an exhaust 140 for exhausting impurities in the chamber 100. The lower chamber part 110 may be connected to a chamber (not shown) that performs another process through the gate valve 130.

하측 몸체(111)의 적어도 측벽의 일부 영역에는 챔버(100)를 가열하기 위하 여 전기 히터 등과 같은 하측 가열 수단(112)이 마련된다. 하측 가열 수단(112)은 이를 통해 하측 몸체(111)를 가열하고, 온도를 제어하여 외부 영향에 의해 하측 몸체(111) 내측의 온도가 급격하게 변화하는 것을 방지할 수 있다. 전기 히터는 하측 몸체(111) 내부 또는 측부에 마련된 복수의 열선(112a)과 상기 열선(112a)에 전원을 공급하여 발열시키는 전원 공급부(112b)를 구비한다. 이와 같이 하측 몸체(111) 내부 즉, 몸체의 측벽 내부 또는 측부에 가열 수단(112)을 위치시켜 기판(10)의 로딩 단계에서부터 기판(10)의 에지 영역을 집중적으로 가열할 수 있다. 이를 통해 기판 에지 영역 식각시 반응성을 향상시킬 수 있다. 더욱이 기판(10)의 에지 영역에 금속막이 형성된 경우 기판 에지 영역의 가열을 통해 금속막과 반응 가스 사이의 식각 반응을 향상시키며 식각반응으로 발생하는 식각 반응 부산물이 다시 퇴적되지 않고 용이하게 배기될 수 있게 하여 플라즈마 공정으로 금속막을 용이하게 제거시킬 수 있게 된다. 하측 가열 수단(112)은 하측 몸체(111)의 상측벽 및/또는 하측벽에도 마련될 수 있다.In at least a portion of the side wall of the lower body 111, lower heating means 112, such as an electric heater, is provided to heat the chamber 100. The lower heating means 112 heats the lower body 111 through this, and controls the temperature to prevent the temperature inside the lower body 111 from suddenly changing due to external influences. The electric heater includes a plurality of heating wires 112a provided inside or on the lower body 111 and a power supply 112b for supplying power to the heating wires 112a to generate heat. As such, the heating means 112 may be positioned inside the lower body 111, that is, inside or on the sidewall of the body, to intensively heat the edge region of the substrate 10 from the loading step of the substrate 10. This may improve the reactivity when etching the substrate edge region. Furthermore, when the metal film is formed in the edge region of the substrate 10, the etching reaction between the metal film and the reactant gas is enhanced by heating the substrate edge region, and the etching reaction by-products generated by the etching reaction can be easily exhausted without being deposited again. In this way, the metal film can be easily removed by the plasma process. The lower heating means 112 may also be provided on the upper wall and / or the lower wall of the lower body 111.

하측 몸체(111)의 상측벽에 마련된 관통홀(113)의 직경은 기판(10)의 직경 보다 큰 것이 바람직하다. 이를 통해 기판 지지부(500)가 관통홀(113)을 통해 하측 몸체(111) 내측으로 승강할 수 있다. The diameter of the through hole 113 provided in the upper wall of the lower body 111 is preferably larger than the diameter of the substrate (10). Through this, the substrate support part 500 may be lifted and lowered into the lower body 111 through the through hole 113.

이어서, 상부 챔버부(120)는 대략 육면체 형태의 상측 몸체(121)와, 상측 몸체(121)에 마련된 상측 가열 수단(122)과, 상측 몸체(121)에 마련된 오목홈부(123)를 구비한다. 상측 몸체(121)의 형태는 이에 한정되지 않고, 하부 챔버부(110)의 하측 몸체(111)와 유사한 형상으로 제작될 수 있다. 상측 몸체(121)는 하측 몸 체(111)의 관통홀 영역을 덮을 수 있는 형상으로 제작되는 것이 효과적이다. 즉, 상측 몸체(121)의 하부면이 하측 몸체(111)의 상부면에 밀착된다. 오목홈부(123)는 하측 몸체(111)의 관통홀(113)과 연통된다. 본 실시예에서는 기판 지지부(500)의 승강을 통해 기판(10)이 상부 챔버부(120)의 오목홈부(123) 내측에 위치하게 된다. 이때, 오목홈부(123) 내측 영역에서 플라즈마를 집중 발생시켜 기판 에지 영역의 막 및 파티클을 제거할 수 있게 된다.Subsequently, the upper chamber part 120 includes an upper body 121 having a substantially hexahedron shape, an upper heating means 122 provided on the upper body 121, and a concave groove part 123 provided on the upper body 121. . The shape of the upper body 121 is not limited thereto, and may be manufactured in a shape similar to that of the lower body 111 of the lower chamber part 110. It is effective that the upper body 121 is manufactured in a shape that can cover the through-hole area of the lower body 111. That is, the lower surface of the upper body 121 is in close contact with the upper surface of the lower body 111. The recess 123 communicates with the through hole 113 of the lower body 111. In the present embodiment, the substrate 10 is positioned inside the concave groove 123 of the upper chamber 120 through the lifting of the substrate support 500. At this time, plasma is generated in the region inside the recess 123 to remove the film and the particles of the substrate edge region.

상측 몸체(121)의 오목홈부(123)의 주변 영역의 일부에 상측 가열 수단(122)이 마련된다. 상측 가열 수단(122)은 상측 몸체(121)의 상측벽 영역의 일부에 위치되는 것이 바람직하다. 상측 가열 수단(122)은 하측 몸체(111)에 마련된 하측 가열 수단(112)과 동일하게 기판(10)을 가열시켜 기판 에지 영역에서의 플라즈마 반응을 향상시킨다. 하측 및 상측 가열 수단(112, 122)의 가열 온도는 대략 80도 부근에서 수행되는 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고, 30 내지 350도 온도 범위 내에서 가열이 수행되는 것이 효과적이다. 하측 및 상측 가열 수단(112, 122)은 기판 에지 영역과 대응하는 영역에 집중적으로 전열선이 배치될 수 있다.The upper heating means 122 is provided in a part of the peripheral region of the concave groove 123 of the upper body 121. The upper heating means 122 is preferably located in a portion of the upper wall area of the upper body 121. The upper heating means 122 heats the substrate 10 in the same manner as the lower heating means 112 provided in the lower body 111 to improve the plasma reaction in the substrate edge region. The heating temperature of the lower and upper heating means 112, 122 is preferably carried out at approximately 80 degrees. Of course, it is not limited to this, it is effective that the heating is carried out within a temperature range of 30 to 350 degrees. In the lower and upper heating means 112 and 122, heating wires may be concentrated in an area corresponding to the substrate edge area.

상술한 챔버(100)는 상부 영역과 하부 영역으로 분리되었지만, 챔버(100)를 단일 몸체, 즉 챔버(100)로 내부가 비어 있는 다면체 또는 원통 형상으로 제작할 수도 있다.Although the chamber 100 is divided into an upper region and a lower region, the chamber 100 may be manufactured as a single body, that is, a polyhedron or a cylindrical shape having an empty inside as the chamber 100.

실드부(200)는 하부 챔버부(110)의 상측벽에서 상부 챔버부(120)의 오목홈부(123) 내측을 거쳐 상부 챔버부(120)의 상측벽으로 연장된 링 형상으로 제작된다. 실드부(200)는 하부 챔버부(110)의 관통홀(113)의 가장 자리 둘레 영역에 배치 되어 상부 챔버부(120)와 하부 챔버부(110)를 포함하는 챔버(100)를 분리 공간(D)과 반응 공간(A)으로 분리한다. 상기 반응 공간(A)은 기판(10)이 위치하고, 공간 내에 플라즈마가 발생되어 기판(10)의 에지 영역을 식각하는 공정이 수행되는 공간이고, 분리 공간(D)은 플라즈마 발생을 위한 플라즈마 생성부(400)의 일부가 위치하는 공간이다. 상기 분리 공간(D)과 반응 공간(A)은 실드부(200)에 의해 서로 고립되는 것이 바람직하다. 예를 들어 분리 공간(D)은 대기압 상태를 유지하고, 반응 공간(A)은 진공을 유지할 수 있다. The shield part 200 is formed in a ring shape extending from the upper side wall of the lower chamber part 110 to the upper side wall of the upper chamber part 120 through the inside of the concave groove 123 of the upper chamber part 120. The shield part 200 is disposed in an edge circumference region of the through hole 113 of the lower chamber part 110 to separate the chamber 100 including the upper chamber part 120 and the lower chamber part 110 into a separation space ( Separated into D) and reaction space (A). The reaction space A is a space in which the substrate 10 is located, a plasma is generated in the space, and a process of etching an edge region of the substrate 10 is performed, and the separation space D is a plasma generation unit for generating plasma. It is a space where a part of 400 is located. The separation space D and the reaction space A are preferably isolated from each other by the shield part 200. For example, the separation space D may maintain an atmospheric pressure state, and the reaction space A may maintain a vacuum.

상기 반응 공간(A)은 상부 챔버부(120)의 상측벽과 실드부(200)에 의해 둘러쌓인 실드부(200) 내측 영역과, 하부 챔버부(110)의 내부 공간을 포함한다. 분리 공간(D)은 상부 챔버부(120)의 상측벽 및 측벽, 하부 챔버부(110)의 상측벽 그리고, 실드부(200)에 의해 둘러 쌓인 실드부(200) 외측 영역을 포함한다. 실드부(200)는 고주파 에너지를 투과시켜 그 내측에 플라즈마를 발생시킬 수 있는 물질로 제작하는 것이 바람직하다. 예를 들어 절연체 즉, 알루미나(Al₂O₃)로 제조할 수 있다. The reaction space A includes an inner region of the shield part 200 surrounded by the upper wall of the upper chamber part 120 and the shield part 200, and an inner space of the lower chamber part 110. The separation space D includes an upper wall and a side wall of the upper chamber part 120, an upper wall of the lower chamber part 110, and an outer region of the shield part 200 surrounded by the shield part 200. The shield unit 200 is preferably made of a material capable of transmitting high frequency energy to generate a plasma therein. For example, it may be made of an insulator, that is, alumina (Al ₂ O ₃ ).

본 실시예에서는 상기 기판(10)이 기판 지지부(500)에 의해 실드부(200)의 내측 영역으로 상승되고, 실드부(200)의 내측 영역 즉, 실드부(200)와 기판 지지수단(500) 사이 공간에서 플라즈마를 발생시켜 기판(10)의 에지 영역을 식각할 수 있다. In this embodiment, the substrate 10 is raised to the inner region of the shield portion 200 by the substrate support portion 500, and the inner region of the shield portion 200, that is, the shield portion 200 and the substrate support means 500. The edge region of the substrate 10 may be etched by generating a plasma in the space between the layers.

실드부(200)는 내부가 비어 있는 링 형상의 링 몸체부(210)와, 상기 링 몸체 부(210)의 상하측에 각기 마련된 상측 및 하측 연장부(220, 230)를 구비한다. 이때, 상기 상측 연장부(220)는 상부 챔버부(120)의 상측벽과 결합하고, 상기 하부 연장부(230)는 하부 챔버부(110)의 상측벽과 결합한다. 링 몸체부를 기판(10)의 형상과 유사한 형상을 갖는 링 형상으로 제작한다. 이를 통해 실드부(200)와 기판(10) 사이의 거리를 일정하게 유지할 수 있다. 기판 에지 영역에 플라즈마를 균일하게 분포시킬 수 있다. 여기서, 상기 링 몸체부(210)는 원형 링 형상으로 제작하는 것이 바람직하다. The shield 200 includes a ring-shaped ring body 210 having an empty inside, and upper and lower extensions 220 and 230 provided on upper and lower sides of the ring body 210, respectively. In this case, the upper extension part 220 is coupled to the upper wall of the upper chamber part 120, and the lower extension part 230 is coupled to the upper wall of the lower chamber part 110. The ring body portion is manufactured in a ring shape having a shape similar to that of the substrate 10. As a result, the distance between the shield unit 200 and the substrate 10 may be kept constant. The plasma may be uniformly distributed in the substrate edge region. Here, the ring body portion 210 is preferably manufactured in a circular ring shape.

상기 하측 연장부(230)는 링 몸체부(210)의 하측 영역에 마련되어 링 몸체부(210)의 외측 영역으로 연장되고, 상측 연장부(220)는 링 몸체부(210)의 상측 영역에 마련되어 링 몸체부(210)의 내측 영역으로 연장되는 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고, 상기 하측 연장부(230)는 링 몸체부(210)의 내측 영역으로 연장될 수 있고, 상측 연장부(220)는 링 몸체부(210)의 외측 영역으로 연장될 수도 있다. 이와 같이 링 몸체부(210)의 상하측 영역에서 연장된 하측 및 상측 연장부(220, 230)가 하부 챔버부(110) 및 상부 챔버부(120)에 밀착되어 반응 공간과 분리 공간 간의 기압차를 다르게 유지할 수 있다. 즉, 하측 연장부(230)와 상측 연장부(220)는 반응 공간을 밀봉하는 밀봉부재 역할을 한다. The lower extension portion 230 is provided in the lower region of the ring body portion 210 extends to the outer region of the ring body portion 210, the upper extension portion 220 is provided in the upper region of the ring body portion 210 It preferably extends into the inner region of the ring body portion 210. Of course, the present invention is not limited thereto, and the lower extension portion 230 may extend to an inner region of the ring body portion 210, and the upper extension portion 220 may extend to an outer region of the ring body portion 210. . As described above, the lower and upper extensions 220 and 230 extending from the upper and lower regions of the ring body 210 are in close contact with the lower chamber 110 and the upper chamber 120 so that the pressure difference between the reaction space and the separation space is increased. Can be kept different. That is, the lower extension 230 and the upper extension 220 serve as a sealing member to seal the reaction space.

그리고, 실드부(200)는 하측 연장부(230) 또는 상측 연장부(220)를 통해 하부 챔버부(110) 또는 상부 챔버부(120)에 고정될 수도 있다. 도시되지는 않았지만, 실드부(200)와 접하는 하부 챔버부(110) 및 상부 챔버부(120)에는 반응 공간의 밀봉을 위한 오링과 같은 밀봉 부재가 더 마련될 수도 있다. 도 1에서는 실드부(200) 가 하부 및 상부 챔버부(110, 120)의 표면에 위치함이 도시되어있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 상기 실드부(200)와 접하는 하부 및 상부 챔버부(110, 120)의 표면 영역에 소정의 오목홈이 형성될 수 있다. 실드부(200)가 상기 오목홈 내측으로 인입되어 반응 공간의 밀봉 능력을 더 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 설명에서는 상기 실드부(200)가 상부 및 하부 챔버부(110, 120)와 분리 제작됨을 설명하였다. 그러나 실드부(200)는 상부 또는 하부 챔버부(110, 120)와 일체로 제작될 수도 있다. In addition, the shield 200 may be fixed to the lower chamber 110 or the upper chamber 120 through the lower extension 230 or the upper extension 220. Although not shown, the lower chamber part 110 and the upper chamber part 120 contacting the shield part 200 may be further provided with a sealing member such as an O-ring for sealing the reaction space. In FIG. 1, the shield 200 is located on the surfaces of the lower and upper chambers 110 and 120. However, the present invention is not limited thereto, and a predetermined concave groove may be formed in the surface areas of the lower and upper chamber parts 110 and 120 contacting the shield part 200. The shield part 200 may be introduced into the concave groove to further improve the sealing ability of the reaction space. In addition, in the above description, the shield part 200 has been described to be manufactured separately from the upper and lower chamber parts 110 and 120. However, the shield part 200 may be manufactured integrally with the upper or lower chamber parts 110 and 120.

차폐부(300)는 기판 지지부(500) 상에 위치한 기판(10)의 비식각 영역 즉, 기판(10)의 중심영역에서의 플라즈마 발생을 차폐하여 비식각 영역에서의 기판(10)의 식각을 방지한다. 차폐부(300)는 기판(10)의 에지 영역을 제외한 영역을 차폐한다. 이로인해 차폐부(300)는 기판(10)의 형상과 유사한 형상으로 제작되며, 본 실시예에서는 원형 판 형상으로 제작된다. 차폐부(300)는 기판(10)의 사이즈보다 작은 사이즈를 갖는 것이 바람직하다. 이를 통해 차폐부(300)에 의해 기판(10)의 에지 영역을 선택적으로 노출시킬 수 있다. 차폐부(300)에 의해 노출되는 기판 에지 영역은 기판(10) 끝단을 기준으로 0.1 내지 5mm 일 수 있다. 상기 범위보다 작을 경우에는 기판 에지 영역의 노출되는 면적이 줄어들게 되고, 상기 범위보다 클 경우에는 기판 중심 영역(즉, 비식각 영역)의 막 또는 패턴이 노출되는 문제가 발생할 가능성이 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 차폐부(300)의 사이즈가 기판(10)의 사이즈와 같거나 기판(10)의 사이즈보다 더 클 수도 있다. 그리고, 차폐부(300)의 내부 영역에서 비활성 가스가 분사되어 플라즈마화된 식각 가스가 차폐부(300) 내의 기판 중심 영역으로 침투하는 것을 방지할 수도 있다.The shield 300 shields the generation of the substrate 10 in the non-etched region by shielding the plasma generation in the non-etched region of the substrate 10 located on the substrate support 500, that is, the center region of the substrate 10. prevent. The shield 300 shields an area excluding the edge area of the substrate 10. As a result, the shield 300 is manufactured in a shape similar to that of the substrate 10, and in this embodiment, is formed in a circular plate shape. The shield 300 preferably has a size smaller than the size of the substrate 10. As a result, the edge portion of the substrate 10 may be selectively exposed by the shield 300. The substrate edge region exposed by the shield 300 may be 0.1 to 5 mm based on the end of the substrate 10. If it is smaller than the above range, the exposed area of the substrate edge region is reduced, and if it is larger than the above range, there is a possibility that the film or pattern of the substrate center region (ie, the non-etched region) is exposed. Of course, the present invention is not limited thereto, and the size of the shield 300 may be equal to or larger than the size of the substrate 10. In addition, an inert gas may be injected from the inner region of the shield 300 to prevent the plasma-formed etching gas from penetrating into the substrate center region of the shield 300.

차폐부(300)는 실드부(200) 내측의 반응 공간에 위치한다. 차폐부(300)는 도면에서와 같이 상부 챔버부(120)의 상측벽의 내부면에 마련된다. 차폐부(300)는 별도의 부재를 통해 제작된 다음 결합부재를 통해 상부 챔버부(120)의 상측벽의 내부면에 부착되는 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고, 차폐부(300)는 상부 챔버부(120)와 일체로 제작될 수 있다. The shield 300 is located in the reaction space inside the shield 200. The shield 300 is provided on the inner surface of the upper wall of the upper chamber 120 as shown in the figure. The shield 300 is preferably manufactured through a separate member and then attached to the inner surface of the upper wall of the upper chamber 120 through the coupling member. Of course, the present invention is not limited thereto, and the shield 300 may be manufactured integrally with the upper chamber 120.

차폐부(300)의 단부에는 도면에 도시된 바와 같이 상측 전극부(310)가 마련될 수 있다. 이때, 상측 전극부(310)에는 접지 전원이 인가된다. 물론 이에 한정되지 않고, 차폐부(300) 내측에 상측 전극부가 마련될 수 있다. 그리고, 차폐부(300)를 상부 전극으로 사용할 수도 있다. 이때, 차폐부(300)의 일측에는 절연층이 마련된다. 이러한 상측 전극부(310)는 기판 지지부(500)에 인가되는 바이어스 전원의 커플링을 유도하여 플라즈마 밀도를 증가시키고, 이로인하여 기판 가장자리 둘레의 식각율을 향상시킨다. An upper electrode portion 310 may be provided at an end portion of the shield 300 as shown in the drawing. In this case, ground power is applied to the upper electrode part 310. Of course, the present invention is not limited thereto, and an upper electrode unit may be provided inside the shield 300. In addition, the shield 300 may be used as the upper electrode. At this time, one side of the shield 300 is provided with an insulating layer. The upper electrode part 310 induces coupling of a bias power source applied to the substrate support part 500 to increase the plasma density, thereby improving the etch rate around the edge of the substrate.

상술한 플라즈마 생성부(400)는 안테나부(410) 및 전원 공급부(420)를 포함한다. 상기 안테나부(410)는 실드부(200)와, 상부 챔버부(120) 및 하부 챔버부(110)에 의해 둘러쌓인 분리 공간(D) 내에 마련된다. 안테나부(410)는 적어도 하나의 코일을 구비하고, 코일이 실드부(200)를 N번 감싸는 형상으로 마련된다. 기판(10)과 기판에 가장 근접한 안테나 간의 거리는 2 내지 10cm일 때, 기판의 가장자리부에 효과적으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 그러나 2cm 미만일 경우, 플라즈마가 웨이퍼 중심부까지 생성되어 불필요한 식각을 발생시킬 수 있고, 10cm를 초과하는 경우에는 기판 가장자리 부근에 밀도있는 플라즈마 형성이 어렵다.The plasma generator 400 includes the antenna unit 410 and the power supply unit 420. The antenna unit 410 is provided in the separation space D surrounded by the shield 200, the upper chamber 120, and the lower chamber 110. The antenna unit 410 is provided with at least one coil, the coil is provided in a shape surrounding the shield unit 200 N times. When the distance between the substrate 10 and the antenna closest to the substrate is 2 to 10 cm, plasma can be effectively generated at the edge portion of the substrate. However, if it is less than 2 cm, plasma may be generated to the center of the wafer to cause unnecessary etching, and if it is more than 10 cm, it is difficult to form a dense plasma near the edge of the substrate.

전원 공급부(420)는 RF 등과 같은 전원을 공급하는 수단으로 안테나부(410)에 고주파를 공급할 수 있다. 이때, 전원 공급부(420)는 챔버(100)의 외측 영역에 위치하는 것이 바람직하다. 플라즈마 생성부(400) 중 안테나부(410) 만이 상기 챔버(100) 내측의 분리 공간에 위치하고 나머지 요소들은 챔버(100) 외측에 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 본 실시예에서는 안테나부(410)를 챔버(100) 내측 즉, 반응 공간(A)과 인접한 분리 공간(D)에 위치시켜 고밀도의 플라즈마를 안테나부(410)에 인접한 반응 공간에 발생시키고 집중시킬 수 있다. 원형 링 형태의 실드부(200) 내측의 반응 공간에 원형 링 형상으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 또한, 안테나부(410)를 챔버(100)와 일체로 형성하여 장비를 단순화 및 소형화시킬 수 있다. 전원 공급부(420)를 통해 3.0KW 이하의 전력을 공급하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 전원의 주파수는 2 내지 13.56MHz인 것이 바람직하다. The power supply unit 420 may supply a high frequency to the antenna unit 410 by means of supplying power such as RF. In this case, the power supply unit 420 is preferably located in the outer region of the chamber 100. It is preferable that only the antenna unit 410 of the plasma generating unit 400 is located in the separation space inside the chamber 100 and the remaining elements are disposed outside the chamber 100. As described above, in the present embodiment, the antenna unit 410 is positioned inside the chamber 100, that is, in the separation space D adjacent to the reaction space A, thereby generating high-density plasma in the reaction space adjacent to the antenna unit 410. You can focus. Plasma may be generated in a circular ring shape in the reaction space inside the shield portion 200 having a circular ring shape. In addition, the antenna unit 410 may be integrally formed with the chamber 100 to simplify and downsize the equipment. It is preferable to supply power of 3.0 KW or less through the power supply unit 420. And, the frequency of the power supply is preferably 2 to 13.56MHz.

안테나부(410)에 상기의 플라즈마용 전원(고주파 전원)이 인가되면 실드부(200) 내측의 반응 공간에서 플라즈마가 발생하게 된다. 이러한 안테나부(410)에 의해 실드부(200) 내측 영역에 고밀도의 플라즈마가 발생하게 된다. 실드부(200)의 내측 영역에는 차폐부(300)가 마련되어 있기 때문에 차폐부(300)와 실드부(200) 사이 영역, 실드부(200)와 상승한 기판 지지부(500)의 사이 영역에 플라즈마가 집중 발생하게 된다.When the plasma power source (high frequency power source) is applied to the antenna unit 410, plasma is generated in the reaction space inside the shield unit 200. The antenna unit 410 generates high-density plasma in the inner region of the shield unit 200. Since the shielding portion 300 is provided in the inner region of the shield portion 200, plasma is generated in the region between the shielding portion 300 and the shielding portion 200, and between the shielding portion 200 and the raised substrate support portion 500. Concentration occurs.

이와 같이 본 실시예에서는 기판 지지부(500)에 의해 상승된 기판(10)의 측면 영역에 안테나부(410)를 위치시키고, 그 상하부에 접지 전극을 두어 기판 에지 영역에 고밀도의 플라즈마를 균일하게 분포시킬 수 있고, 기판 에지 영역에 플라즈 마를 집중시킬 수 있어 기판 에지 영역의 식각능력을 향상시킬 수 있다. As described above, in the present embodiment, the antenna unit 410 is positioned in the side region of the substrate 10 lifted by the substrate support unit 500, and the ground electrodes are disposed on the upper and lower sides of the substrate 10 to uniformly distribute the high density plasma in the substrate edge region. It is possible to concentrate the plasma in the substrate edge region, thereby improving the etching ability of the substrate edge region.

플라즈마 생성부(400)는 이에 한정되지 않고, 용량성 결합에 의한 플라즈마 발생장치(CCP; Capacitively coupled plasma), 하이브리드 타입의 플라즈마 발생장치, ECR(Electron cyclotorn resonance)플라즈마 발생장치, SWP(Surface wave plasma)발생장치 등을 사용할 수 있다. The plasma generating unit 400 is not limited to this, and capacitively coupled plasma (CCP), hybrid type plasma generator, ECR (Electron cyclotorn resonance) plasma generator, SWP (Surface wave plasma) A generator can be used.

상부 챔버부(120)에는 전원 공급부(420)와 안테나부(410)를 연결하기 위한 소정의 연결구(미도시)가 마련된다. 상기 연결구를 통해 전원 공급부(420)가 연장되어 상부 챔버부(120) 내측의 반응 공간 내의 안테나부(410)에 접속될 수 있다. 물론 이와 반대의 경우도 가능하다. 그리고, 상기 전원 공급부(420)와 안테나부(410) 사이에 임피던스 매칭을 위한 매칭 수단(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 그리고, 본 실시예의 챔버(100)는 그 내측 또는 측면에 가열 수단(112, 122)이 마련되어 있다. 따라서, 이러한 가열 수단(112, 122)에 의한 안테나부(410)의 손상을 막기 위한 소정의 냉각 부재가 상기 안테나부(410)의 일측 영역에 마련될 수도 있다. The upper chamber unit 120 is provided with a predetermined connector (not shown) for connecting the power supply unit 420 and the antenna unit 410. The power supply unit 420 may extend through the connector to be connected to the antenna unit 410 in the reaction space inside the upper chamber unit 120. Of course, the opposite is also true. The power supply unit 420 may further include a matching unit (not shown) for impedance matching between the antenna unit 410. And the chamber 100 of this embodiment is provided with the heating means 112 and 122 in the inside or the side surface. Therefore, a predetermined cooling member for preventing damage to the antenna unit 410 by the heating means 112 and 122 may be provided in one region of the antenna unit 410.

패러데이 실드(600)는 실드부(200) 외측면에 위치하여 실드부(200) 내측에 형성되는 플라즈마를 기판 에지 영역에 집중시킨다. 본 실시예에서는 실드부(200)와 안테나부(410) 사이 공간에 패러데이 실드(600)가 마련되는 것이 바람직하다. 이때, 패러데이 실드(600)는 패러데이 효과를 이용하여 안테나부에 위치한 코일 위치로 플라즈마의 형성이 집중되는 것을 방지하여 챔버 내부에 균일한 플라즈마가 형성되도록 돕는 역할을 하고, 실드부(200)의 내측벽면에 코일이 위치하는 부분에 만 식각 부산물과 폴리머(polymer)들이 쌓이지 못하도록 스퍼터링(sputtering)되는 현상을 방지하여 공정 챔버 내측 전면에 골고루 최소량의 식각 부산물과 폴리머들이 쌓이도록 작용하여, 장비사용시간을 늘리고 공정진행 중 챔버 내측에 퇴적된 불순물들이 불규칙하게 떨어져 나와 파티클을 생성하는 문제가 발생하는 것을 막아 줄 수 있다. The Faraday shield 600 is located on the outer surface of the shield 200 to concentrate the plasma formed inside the shield 200 at the substrate edge region. In the present embodiment, it is preferable that the Faraday shield 600 is provided in the space between the shield unit 200 and the antenna unit 410. In this case, the Faraday shield 600 prevents plasma formation from being concentrated at the coil position located in the antenna unit by using the Faraday effect, thereby helping to form a uniform plasma inside the chamber, and inside the shield unit 200. It prevents sputtering to prevent the etch byproducts and polymers from accumulating only in the part where the coil is located on the wall, and it works by accumulating the minimum amount of etch byproducts and polymers evenly inside the process chamber. It can increase the number of impurities deposited inside the chamber during the process and prevent particles from generating irregularly.

패러데이 실드(600)는 도시되지 않았지만 링형상의 몸체와, 상기 몸체 내에 마련된 복수의 슬릿을 포함할 수 있다. 슬릿은 챔버(100) 상측벽을 기준으로 세로 방향으로 마련된다. 이때, 상기 슬릿의 폭 그리고, 슬릿들 간의 간격을 조절하여 플라즈마의 균일도를 조절할 수 있다. 패러데이 실드(600)는 플라즈마 발생시에 안테나 코일부와 플라즈마 사이에 발생되는 원치않는 전압을 최소화하고, 실드부(200) 전면에 골고루 분포시키는 역할을 위하여 장비의 접지부에 접지시킨다.Although not shown, the Faraday shield 600 may include a ring-shaped body and a plurality of slits provided in the body. The slit is provided in the longitudinal direction based on the upper wall of the chamber 100. In this case, the uniformity of the plasma may be adjusted by adjusting the width of the slits and the gap between the slits. The Faraday shield 600 minimizes unwanted voltage generated between the antenna coil part and the plasma during plasma generation, and grounds the ground part of the equipment in order to distribute evenly over the shield part 200.

도시되지 않았지만, 패러데이 실드(600)와 안테나부(410) 사이에는 절연을 위한 절연부재가 마련될 수도 있다. 상기의 패러데시 실드(600)는 실드부(600)의 외측면에 접촉되어 플라즈마 형성을 위한 안테나 코일과 일정한 간격을 유지하게 하는 것이 바람직하다. Although not shown, an insulation member for insulation may be provided between the Faraday shield 600 and the antenna unit 410. The parasitic shield 600 may be in contact with the outer surface of the shield 600 to maintain a constant distance from the antenna coil for plasma formation.

상술한 기판 지지부(500)는 챔버(100)의 반응 공간 내에 위치하여 기판(10)을 지지하고, 하부 챔버부(110)를 통해 로딩된 기판(10)을 차폐부(300)와 실드부(200)가 위치한 상부 챔버부(120)의 오목홈부(123) 내측 영역으로까지 상승시키거나, 오목홈부(123) 내측까지 상승한 기판(10)을 하부 챔버부(110) 영역으로 하강시킨다.The substrate support part 500 described above is positioned in the reaction space of the chamber 100 to support the substrate 10, and the shielding part 300 and the shield part 300 may be disposed on the substrate 10 loaded through the lower chamber part 110. The substrate 10 raised to the inside of the concave groove 123 of the upper chamber part 120 in which the 200 is located or raised to the inside of the concave groove 123 is lowered to the area of the lower chamber part 110.

기판 지지부(500)는 기판(10)을 지지하는 기판 지지척(520)과, 기판 지지척(520)을 승강시키는 구동부(540) 및 기판 지지척(520)에 바이어스 전원을 공급하는 바이어스 전원 공급부(550)를 구비한다.The substrate support part 500 includes a substrate support chuck 520 for supporting the substrate 10, a driver 540 for elevating the substrate support chuck 520, and a bias power supply for supplying bias power to the substrate support chuck 520. 550.

기판 지지척(520)은 기판(10)과 유사한 형상을 갖고, 기판(10)의 사이즈보다 더 작은 사이즈를 갖는 판 형상으로 제작된다. 이를 통해 기판 지지척(520) 상에 위치하는 기판(10)은 그 하측 에지 영역이 플라즈마 생성 공간에 노출될 수 있다. 기판 지지척(520) 내에는 기판 지지척(520)을 가열하기 위한 기판 가열 수단(530)이 마련된다. 기판 가열 수단(530)은 기판 지지척(520) 내에 마련된 열선(531)과, 상기 열선(531)에 전원을 공급하는 열선 전원 공급 장치(532)를 구비한다. 그리고, 기판 가열 수단(530)의 열선이 기판 지지척(520)의 에지 영역에 집중 배치되는 것이 바람직하다. 기판 지지척(520) 상에 위치하는 기판 에지 영역을 가열하여 기판 에지 영역의 반응성을 향상시킬 수 있다. The substrate support chuck 520 has a shape similar to that of the substrate 10 and is manufactured in a plate shape having a size smaller than that of the substrate 10. As a result, the lower edge region of the substrate 10 positioned on the substrate support chuck 520 may be exposed to the plasma generation space. The substrate supporting chuck 520 is provided with substrate heating means 530 for heating the substrate supporting chuck 520. The substrate heating means 530 includes a hot wire 531 provided in the substrate support chuck 520 and a hot wire power supply device 532 for supplying power to the hot wire 531. Then, it is preferable that the heating wire of the substrate heating means 530 is concentrated in the edge region of the substrate support chuck 520. The substrate edge region positioned on the substrate support chuck 520 may be heated to improve reactivity of the substrate edge region.

바이어스 전원 공급부(550)는 1000W 이하의 전력을 공급하는 것이 바람직하다. 그리고, 바이어스 전원의 주파수는 2 내지 13.56MHz인 것이 바람직하다. 이와 같이 바이어스 전원 공급부(550)는 바이어스 전원을 기판 지지척(520)에 인가하고, 이를 통해 기판 지지척(520) 상의 기판(10)에 바이어스 전원이 제공된다. 이러한 바이어스 전원에 의해 기판 지지척(520)과 차폐부(300) 외측으로 노출된 기판 에지 영역으로 플라즈마가 이동하도록 할 수 있다. The bias power supply 550 preferably supplies power of 1000W or less. The frequency of the bias power supply is preferably 2 to 13.56 MHz. As described above, the bias power supply unit 550 applies the bias power to the substrate support chuck 520, thereby providing the bias power to the substrate 10 on the substrate support chuck 520. The plasma may be moved to the substrate edge region exposed to the substrate support chuck 520 and the shield 300 by the bias power.

기판 지지척(520)의 단부에는 도면에 도시된 바와 같이 하측 전극부(510)가 마련될 수 있다. 하측 전극부(510)는 접지 전원과 접속된다. 하측 전극부(510)는 기판 지지부(500)에 인가되는 바이어스 전원의 커플링을 유도하여 플라즈마 밀도를 증가시키고, 이로인하여 기판 가장자리 둘레의 식각율을 향상시킨다. The lower electrode portion 510 may be provided at an end of the substrate support chuck 520 as shown in the drawing. The lower electrode part 510 is connected to a ground power source. The lower electrode part 510 induces coupling of a bias power source applied to the substrate support part 500 to increase the plasma density, thereby improving the etch rate around the edge of the substrate.

기판 지지척(520)에는 바이어스 전원이 제공되기 때문에 기판 지지척(520)과 하측 전극부(510) 사이에는 절연층(511)이 마련된다. 도 1에서는 기판 지지척(520)의 측면 둘레를 따라 절연층(511)이 마련됨이 도시되었다. 이 경우, 기판 지지부(500)의 사이즈는 기판 지지척(520)과 절연층(511)을 포함하게 된다. 따라서, 기판 지지부(500) 상에 위치하게 되는 기판(10)은 절연층(511)의 끝단으로부터 0.1 내지 5mm 돌출된다. 물론 절연층(511)이 기판 지지척(520)과 하측 전극부(510) 사이 영역에만 위치하는 경우, 즉, 절연층(511)이 기판(10)과 접하지 않는 경우에는 기판 지지척(520)의 끝단에서부터 기판이 0.1 내지 5mm 돌출되는 것이 바람직하다. 또한, 기판 지지척(520)의 측면에 하측 전극부(510)를 생략할 수 있고, 이에 따라 절연층(511) 또한 생략할 수 있다. Since a bias power is provided to the substrate support chuck 520, an insulating layer 511 is provided between the substrate support chuck 520 and the lower electrode part 510. In FIG. 1, an insulating layer 511 is illustrated along a side circumference of the substrate support chuck 520. In this case, the size of the substrate support 500 includes the substrate support chuck 520 and the insulating layer 511. Therefore, the substrate 10 positioned on the substrate support part 500 protrudes 0.1 to 5 mm from the end of the insulating layer 511. Of course, when the insulating layer 511 is located only in the region between the substrate support chuck 520 and the lower electrode part 510, that is, when the insulating layer 511 does not contact the substrate 10, the substrate support chuck 520. It is preferable that the substrate protrudes 0.1 to 5 mm from the end of the). In addition, the lower electrode part 510 may be omitted on the side surface of the substrate support chuck 520, and thus the insulating layer 511 may be omitted.

구동부(540)는 챔버(100) 내측으로 연장되어 기판 지지척(520)을 승강시키는 구동축부(541)와, 상기 구동축부(541)를 이동시키는 구동부재(542)를 포함한다. The driving unit 540 includes a driving shaft portion 541 extending into the chamber 100 to lift and lower the substrate support chuck 520, and a driving member 542 moving the driving shaft portion 541.

상술한 플라즈마 식각 장치는 플라즈마 발생 영역(즉, 실드부(200)와 차폐부(300) 및 기판 지지부(500) 사이 공간)에 공정 가스를 공급하는 가스 공급부(700)를 더 포함한다. 가스 공급부(700)는 챔버(100) 내의 반응 공간으로 공정 가스를 분사하는 분사부(710)와, 분사부(710)에 공정 가스를 공급하는 가스 파이프(720) 및 상기 가스 파이프(720)에 공정 가스를 제공하는 가스 저장부(730)를 포함한다. 상기 분사부(710)는 복수의 노즐 형태로 제작되어 차폐부(300) 둘레를 따 라 상부 챔버부(120)에 마련된다. 이를 통해 차폐부(300) 둘레에 균일한 공정 가스를 제공할 수 있다. 이때, 앞서 설명한 바와 같이 본 실시예의 챔버(100) 내에는 가열 수단(112, 122)들이 마련되어 있다. 따라서, 이러한 가열 수단(112, 122)을 통해 챔버(100) 내부 공간에 공정 가스를 분사하기 전에 공정가스를 가열시킬 수 있다.The plasma etching apparatus further includes a gas supply unit 700 supplying a process gas to a plasma generation region (that is, a space between the shield 200, the shield 300, and the substrate support 500). The gas supply unit 700 may include an injection unit 710 for injecting a process gas into the reaction space in the chamber 100, a gas pipe 720 for supplying the process gas to the injection unit 710, and the gas pipe 720. And a gas reservoir 730 for providing a process gas. The injection part 710 is manufactured in the form of a plurality of nozzles and is provided in the upper chamber part 120 around the shielding part 300. Through this, a uniform process gas may be provided around the shield 300. At this time, as described above, the heating means 112 and 122 are provided in the chamber 100 of the present embodiment. Therefore, the process gas may be heated before the process gas is injected into the chamber 100 through the heating means 112 and 122.

물론 이에 한정되지 않고, 다양하게 변경될 수 있으며, 예를 들어, 가스 공급부(700)는 실드부(200)를 통해 실드부(200) 내측으로 제공될 수도 있다. 즉, 실드부(200) 내측면에 균일하게 복수의 분사부(710)가 마련되고, 상부 챔버부(120)를 관통하여 가스 파이프(720)가 연장되어 공정 가스를 실드부(200) 내측 영역 즉, 플라즈마 발생 영역에 제공할 수 있다. Of course, the present invention is not limited thereto and may be variously changed. For example, the gas supply part 700 may be provided inside the shield part 200 through the shield part 200. That is, the plurality of injection parts 710 are uniformly provided on the inner surface of the shield part 200, and the gas pipe 720 extends through the upper chamber part 120 to process the process gas inside the shield part 200. That is, it can provide to a plasma generation area.

본 발명에 따른 플라즈마 처리 방법의 실시예로서, 상술한 구조를 갖는 플라즈마 식각 장치의 식각 방법을 도 2를 참조하여 간략히 설명하면 다음과 같다. As an embodiment of the plasma processing method according to the present invention, the etching method of the plasma etching apparatus having the above-described structure will be briefly described with reference to FIG.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 방법의 순서도이다.2 is a flowchart of a plasma processing method according to an embodiment of the present invention.

챔버(100)의 측벽에 마련된 게이트 밸브(130)가 개방되고, 상기 게이트 밸브를 통해 챔버(100) 내측 즉, 반응 공간(A)으로 기판(10)이 인입되며, 인입된 기판(10)은 기판 지지부(500) 상에 안착된다(S100). 이때, 챔버(100) 내부는 기판 지지부 및 챔버(100)내에 마련된 가열 수단(112, 122, 531)에 의해 일정 온도로 가열될 수도 있고, 기판(10) 인입과 동시에 가열될 수도 있다. 특히, 기판 에지 영역을 가열하여 상기 영역에서의 식각 반응성을 향상시킨다. 챔버(100)의 소재 등에 따라 달라질 수 있지만, 통상적으로 챔버(100)의 열변형 등을 감안하면 챔버(100)는 100 ℃ 이하까지 가열되는 것이 바람직할 것이다. The gate valve 130 provided on the side wall of the chamber 100 is opened, and the substrate 10 is introduced into the chamber 100, that is, the reaction space A, through the gate valve. It is mounted on the substrate support 500 (S100). At this time, the inside of the chamber 100 may be heated to a predetermined temperature by the substrate support and the heating means 112, 122, 531 provided in the chamber 100, or may be heated simultaneously with the introduction of the substrate 10. In particular, the substrate edge region is heated to improve the etching responsiveness in the region. Although it may vary depending on the material of the chamber 100 and the like, in general, in consideration of thermal deformation of the chamber 100, the chamber 100 may be heated to 100 ° C. or less.

기판(10)을 기판 지지부(500)에 위치시킨 후 게이트 밸브(130)가 닫히고, 챔버(100) 내부의 반응 공간(A)의 압력을 목표로 하는 압력으로 조절한다. 상기 압력이 1×10^-3torr이하가 되도록 한다. 그리고, 기판 지지부(500)를 상승시켜 상부 챔버부(120)의 오목홈부(123) 내측으로 이동시킨다. 이때, 기판 지지부(500)를 오목홈부(123) 내에 마련된 차폐부(300)에 근접 위치시킨다. 즉, 기판 지지부(500) 상에 안착된 기판(10)과 차폐부(300) 사이의 간극 거리가 0.1 내지 10mm를 유지하도록 한다(S200). 상기 범위를 유지하여 기판 지지부(500)와 차폐부(300) 사이 영역에서의 플라즈마 발생을 방지할 수 있다. 그리고, 기판(10), 기판 지지부(500) 및 차폐부(300)는 원형상으로 제작되고, 이들의 중심이 일치된다. 이를 통해 근접 배치된 기판 지지부(500)와 차폐부(300)에 의해 기판(10)의 에지 영역이 이들 외측 영역으로 노출된다. 차폐부(300)와 기판(10) 사이의 거리가 가까울 경우, 차폐부(300) 하측의 기판 영역에는 플라즈마가 발생하지 않는다. After placing the substrate 10 in the substrate support 500, the gate valve 130 is closed to adjust the pressure of the reaction space A inside the chamber 100 to a target pressure. The pressure is set at 1 × 10 ⁻³ torr or less. Then, the substrate support part 500 is raised to move into the concave groove part 123 of the upper chamber part 120. At this time, the substrate support 500 is located close to the shield 300 provided in the recess 123. That is, the gap distance between the substrate 10 seated on the substrate support part 500 and the shielding part 300 is maintained at 0.1 to 10 mm (S200). By maintaining the above range, plasma generation in the area between the substrate support part 500 and the shield part 300 can be prevented. And the board | substrate 10, the board | substrate support part 500, and the shield part 300 are manufactured circularly, and the center of these is coincident. As a result, the edge regions of the substrate 10 are exposed to these outer regions by the substrate support 500 and the shield 300 disposed in close proximity. When the distance between the shield 300 and the substrate 10 is close, no plasma is generated in the substrate region under the shield 300.

이어서, 가스 공급부(700)를 통해 반응 공간(A)에 공정 가스를 공급하고(S300), 플라즈마 발생부(400)를 통해 공정 가스가 공급되는 반응 공간(A)에 플라즈마를 발생시킨다(S400). 이를 통해 플라즈마화된 공정 가스를 생성한다. 이때, 공정 압력은 5 내지 500mTorr인 것이 바람직하다. 공정 압력이 5 mTorr 미만일 경우에는 미미한 플라즈마 밀도로 인하여 공정 시간이 오래 걸리게 되어 효율이 저하된다. 만약, 플라즈마가 발생되지 않을 정도의 저압력이라면 전호방전 등에 의하여 기판(10) 또는 식각 장치가 손상될 수 있다. 공정 압력이 500 mTorr를 넘으면 공정 가스의 평균 자유 행로가 단축되어 플라즈마 생성이 용이하지 않을 수 있다.Subsequently, process gas is supplied to the reaction space A through the gas supply unit 700 (S300), and plasma is generated in the reaction space A to which the process gas is supplied through the plasma generator 400 (S400). . This produces a plasmalized process gas. At this time, the process pressure is preferably 5 to 500mTorr. If the process pressure is less than 5 mTorr, the processing time is long due to the insignificant plasma density, which decreases the efficiency. If the pressure is low enough that no plasma is generated, the substrate 10 or the etching apparatus may be damaged by an electric discharge. If the process pressure exceeds 500 mTorr, the average free path of the process gas may be shortened and plasma generation may not be easy.

플라즈마는 실드부 외측 공간(즉, 분리 영역(D))에 마련된 안테나부(410)에 고주파 전원을 인가하고, 차폐부(300) 측면의 상측 전극부(310)와, 기판 지지부(500) 측면의 하측 전극부(510)에 접지 전원을 인가하면 이들 사이 공간 즉, 실드부(200) 내측 공간에 생성된다. 즉, 예를 들어 안테나부(410)에 2MHz의 주파수를 갖고 1.5KW의 전력을 갖는 고주파 전원을 공급하여 기판 에지 영역에 플라즈마를 발생시킨다. The plasma applies high frequency power to the antenna portion 410 provided in the shield outer space (that is, the separation region D), and the upper electrode portion 310 on the side of the shield 300 and the side of the substrate support 500. When ground power is applied to the lower electrode portion 510, the space is formed in the space between them, that is, in the space inside the shield 200. That is, for example, a high frequency power source having a frequency of 2 MHz and a power of 1.5 KW is supplied to the antenna unit 410 to generate plasma in the substrate edge region.

이때, 차폐부(300) 둘레를 따라 공정 가스가 균일하게 분사되게 되고, 상기 공정 가스는 플라즈마에 의해 활성화된다. 그리고, 실드부(200) 내측 표면에 마련된 패러데이 실드(600)에 의해 플라즈마화된 공정 가스가 기판(10)의 에지 영역에 집중된다. 이때, 차폐부(300) 둘레에 마련된 상부 전극부(310)와 기판 지지부(500) 둘레에 마련된 하부 전극부(510)에 바이어스 전원을 인가하여 기판 에지 영역의 막 및 파티클을 제거한다. 예를 들어 13.56MHz의 주파수를 갖고, 500W의 전력을 갖는 바이어스 전원을 기판 지지부(500)에 제공하면 바이어스 전원에 의해 플라즈마가 노출된 기판 에지 영역이 식각된다. 본 실시예에서는 기판 에지 영역에 금속막이 형성된 경우에도 챔버(100) 내측 또는 측면 및 기판 지지부(500) 내측에 마련된 가열 수단에 의해 기판에 층착된 금속막을 가열시킨 다음 활성화된 플라즈마로 기판 에지 영역을 식각하여 금속막을 제거할 수 있다. At this time, the process gas is uniformly injected along the circumference of the shield 300, and the process gas is activated by the plasma. The process gas plasma-formed by the Faraday shield 600 provided on the inner surface of the shield 200 is concentrated in the edge region of the substrate 10. In this case, a bias power is applied to the upper electrode 310 provided around the shield 300 and the lower electrode 510 provided around the substrate support 500 to remove the film and particles of the substrate edge region. For example, when a bias power source having a frequency of 13.56 MHz and a power of 500 W is provided to the substrate support 500, the substrate edge region where the plasma is exposed by the bias power source is etched. In the present embodiment, even when the metal film is formed in the substrate edge region, the metal film deposited on the substrate is heated by heating means provided inside or on the side of the chamber 100 and inside the substrate support 500, and then the substrate edge region is activated by the activated plasma. The metal film may be removed by etching.

경우에 따라서, 기판(10)은 식각이 수행되기 이전에 상온에서 350℃까지 가 열될 수 있다. 기판(10)의 가열 온도는 기판(10) 상의 식각 대상 원소종에 종속될 수 있다. 이를 테면, Cu를 식각하는 경우에는 250~350℃로, Al을 식각하는 경우에는 40~80℃로, W을 식각하는 경우에는 30~50℃로 가열된다. 어느 원소종을 식각하는 경우에나, 기판(10)의 가열 온도는 단일 원소종의 식각이 수행되는 동안 일정하게 유지되는 것이 바람직하며, 대상 원소종을 순차적으로 식각하는 경우 상기 온도 범위로 가열 또는 냉각되는 것이 바람직할 것이다.In some cases, the substrate 10 may be heated up to 350 ° C. at room temperature before etching is performed. The heating temperature of the substrate 10 may depend on the element species to be etched on the substrate 10. For example, it is heated to 250 to 350 ° C when etching Cu, 40 to 80 ° C when etching Al, and 30 to 50 ° C when etching W. In any case of etching elemental species, the heating temperature of the substrate 10 is preferably kept constant during the etching of a single elemental species, and heating or cooling to the above temperature range when the elemental species of interest are sequentially etched. It would be desirable to be.

여기서, 공정 가스는 불활성 가스 및 반응 가스가 사용된다. 불활성 가스는 Ar, He 등의 18족 원소종이나 기판(10) 또는 챔버(10) 내측과 화학적 활성을 이루지 않는 가스, 이를테면 질소 등이다. 반응 가스는 Cl계, F계를 포함한 17족 원소종이나, 산소계 가스가 사용될 수 있으며, 식각 대상 원소종에 따라 다른 가스가 사용될 수 있다. 여기서, F계 가스로는 CF₄, CHF₄, SF₆, C₂F₆, NF₃, F₂, F₂N₂ 및 C₄F₈ 등이 사용될 수 있으며, Cl계 가스로는 BCl₃ 및 Cl₂ 등이 사용될 수 있다. 식각 대상 원소종에 따라 예시하자면, Cu를 식각하는 경우에는 반응 가스로서 Cl₂ 및 BCl₃과 불활성 가스로서 Ar이, Al을 식각하는 경우에는 반응 가스로서 Cl₂, BCl₃ 및 O₂와 불활성 가스로서 Ar이, W을 식각하는 경우에는 반응 가스로서 SF₆ 또는 NF₃과 불활성 가스로서 Ar이 사용될 수 있다. 상기 반응 가스들은 Cu를 식각하는 경우에는 250~350℃, Al을 식각하는 경우에는 40~80℃, W을 식각하는 경우에는 30~50℃의 온도에서 식각 대상 원소종에 대하여 큰 활성을 가져 식각을 용이하게 한다.Here, the inert gas and the reactive gas are used as the process gas. The inert gas is a group 18 element species, such as Ar and He, or a gas that does not have chemical activity with the substrate 10 or the inside of the chamber 10, such as nitrogen. The reactive gas may be a group 17 element species including Cl, F, or an oxygen gas, and other gases may be used depending on the element species to be etched. Here, as the F-based gas, CF ₄ , CHF ₄ , SF ₆ , C ₂ F ₆ , NF ₃ , F ₂ , F ₂ N ₂ And C ₄ F _{8 And the like} can be used, Cl-based gas BCl ₃ And Cl ₂ And the like can be used. To exemplify according to the element species to be etched, when etching Cu, Cl ₂ and BCl ₃ as a reaction gas and Ar as an inert gas, and when etching Al, Cl ₂ , BCl ₃ and O ₂ as an reactive gas and an inert gas When Ar is used to etch W, SF ₆ or NF ₃ as a reaction gas and Ar as an inert gas may be used. The reaction gases have a large activity with respect to the element species to be etched at a temperature of 250 ~ 350 ℃ when etching Cu, 40 ~ 80 ℃ when etching Al, 30 ~ 50 ℃ when etching W To facilitate.

상기 기판 에지 영역의 식각을 완료한 다음 공급 전원과 공정 가스 주입을 차단하고, 챔버(100) 내부의 잔류 가스를 배기한다(S500). 그리고, 기판 지지부(500)는 하부 챔버부(110)의 하측벽 영역으로 하강한다. 이때 필요에 따라 필요한 가스를 주입하고 안테나와 바이어스 고주파 전력을 천천히 줄여서, 잔류 가스가 배기될때 까지 또는 기판 지지부(500)가 하강할 때까지 공정 플라즈마를 유지하여 천천히 꺼지도록 유도하는 것이 파티클 문제와 결함(defect)을 줄여주는데 바람직할 수 있다. 이후, 게이트 밸브(130)가 개방되고, 공정이 완료된 기판(10)을 챔버(100) 외부로 인출시킨다(S600).After the etching of the substrate edge region is completed, the supply power and process gas injection are cut off, and the residual gas inside the chamber 100 is exhausted (S500). In addition, the substrate support part 500 descends to the lower wall area of the lower chamber part 110. In this case, it is necessary to inject the required gas and slowly reduce the antenna and bias high-frequency power to maintain the process plasma until the residual gas is exhausted or the substrate support 500 is lowered to induce it to turn off slowly. It may be desirable to reduce defects. Thereafter, the gate valve 130 is opened and the substrate 10 having the process completed is taken out to the outside of the chamber 100 (S600).

이와 같은 각 공정 단계별 구성요소의 구동을 도 3에 나타내었다.The driving of the components of each process step is shown in FIG. 3.

먼저, 플라즈마 식각 장치는 대기 상태에서, 기판 지지부(500)는 차폐부(300)와 소정의 간격을 가지고 위치되어 있다(S1). 이후, 퍼지 밸브(미도시)를 통하여 챔버(100) 내에 공기를 주입하면서 기판 지지부(500)가 하강하고(S2) 대기압 분위기가 형성된 뒤 게이트 밸브(130)를 통하여 기판(10)이 인입된다(S3). First, in the plasma etching apparatus, the substrate support part 500 is positioned at a predetermined distance from the shielding part 300 (S1). Subsequently, while injecting air into the chamber 100 through a purge valve (not shown), the substrate support 500 is lowered (S2), and an atmospheric pressure atmosphere is formed, and then the substrate 10 is introduced through the gate valve 130 ( S3).

게이트 밸브(130)가 폐쇄되면 기판 지지부(500)를 상승시키고(S4), 진공 분위기가 형성되면 불활성 가스가 인입되며(S5), 기판 지지부(500) 상에 안착된 기판(10)과 차폐부(300) 사이의 간극 조정이 수행되고(S6) 간극이 고정된다(S7).When the gate valve 130 is closed, the substrate support part 500 is raised (S4), and when a vacuum atmosphere is formed, an inert gas is introduced (S5), and the substrate 10 and the shield part seated on the substrate support part 500 are closed. The gap adjustment between 300 is performed (S6) and the gap is fixed (S7).

이후, 반응 가스가 유입되어(S8) 요구되는 공정 분위기가 조성된 뒤(S9), 고주파 전력을 인가하여 공정을 수행한다(S10).Thereafter, the reaction gas is introduced (S8) and the required process atmosphere is formed (S9), and then a high frequency power is applied to perform the process (S10).

공정이 종료되면 공급 전력 및 반응 가스와 불활성 가스의 유입이 차단되고(S11), 유지된 간극이 재조정을 통하여 이격된다(S12). 경우에 따라서, 불활성 가스 등이 전력이 공급되지 않는 상태에서 챔버(100) 내부로 공급되어 가열된 기판(10) 및 챔버(100) 내부를 냉각시킬 수도 있다. When the process is completed, the supply power and the inflow of the reactive gas and the inert gas are blocked (S11), and the maintained gap is spaced through the readjustment (S12). In some cases, an inert gas or the like may be supplied into the chamber 100 to cool the heated substrate 10 and the inside of the chamber 100 in a state where power is not supplied.

간극의 이격이 종료되면(S13) 퍼지 밸브가 열려(S14) 챔버(100)는 대기압 분위기로 되고 게이트 밸브(130)를 통하여 기판(10)을 인출시킨 뒤(S15), 챔버(100)의 진공을 형성하고(S16) 기판 지지부(500)를 대기 위치로 상승시킨다.When the separation of the gap is completed (S13), the purge valve is opened (S14), and the chamber 100 is in an atmospheric pressure atmosphere, and the substrate 10 is drawn out through the gate valve 130 (S15), and the vacuum of the chamber 100 is removed. (S16) and raises the substrate support 500 to the standby position.

이와 같은 전체적인 공정 압력을 제어하기 위하여 별도의 압력 조절 수단이 더 구비될 수도 있다.In order to control such an overall process pressure, a separate pressure adjusting means may be further provided.

플라즈마 영역의 한정을 위하여 별도의 구속 자계를 더 형성할 수 있으며, 이 구속 자계는 영구 자석, 전자석 또는 유도자계 등으로 형성될 수 있다. 경우에 따라서, 자력으로 플라즈마 내 이온들의 진동을 야기시켜 플라즈마 발생 효율을 더욱 향상시킬 수도 있다. 이 경우 형성되는 자계는 장치 등의 형상에 따라서 다르게 형성될 수 있다.A separate confining magnetic field may be further formed to limit the plasma region, and the confining magnetic field may be formed of a permanent magnet, an electromagnet, or an induction magnetic field. In some cases, vibration of the ions in the plasma may be caused by magnetic force to further improve the plasma generation efficiency. In this case, the magnetic field formed may be formed differently according to the shape of the device.

또한, 전극에 전력을 인가하는 전원은 고주파 전원 이외에 직류, 교류 등이 사용될 수 있으며, 단극 또는 양극 펄스 전원이 사용될 수도 있다. 이 경우 사용되는 전원에 따라서 각 부재의 전기적 연결이 달라질 수 있으며, 전력인가를 위한 별도의 부재가 더 구비될 수도 있다.In addition, a power source for applying power to the electrode may be used in addition to a high frequency power source, a direct current, an alternating current, and the like, or a single pole or a bipolar pulse power source. In this case, the electrical connection of each member may vary according to the power source used, and a separate member for applying power may be further provided.

식각이 종료되면 전력 공급을 중단하고 반응성 가스 및 비반응성 가스의 공급을 차단하며, 진공 배기를 통하여 식각 부산물을 챔버 내에서 제거한다. 이때의 식각 부산물은 플라즈마의 라디칼과 반응한 기체형태이므로 진공 배기만으로 충분히 제거가능할 수 있다.When the etching is finished, the power supply is stopped, the supply of reactive gas and non-reactive gas is cut off, and the etching by-products are removed from the chamber through vacuum exhaust. At this time, the etching by-products are in the form of a gas reacted with radicals of the plasma, and thus may be sufficiently removed by vacuum exhaust.

본 발명의 기술적 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above-described preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 방법에 사용되는 장치의 개념 단면도,1 is a conceptual cross-sectional view of an apparatus used in a plasma processing method according to an embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 방법의 순서도.2 is a flow chart of a plasma processing method according to an embodiment of the present invention.

도 3은 각 공정 단계별 구성요소의 구동을 나타내는 도면.3 is a view showing driving of components in each process step.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 챔버 110 : 하부 챔버부100 chamber 110 lower chamber portion

120 : 상부 챔버부 112, 122 : 가열 수단120: upper chamber portion 112, 122: heating means

200 : 실드부 300 : 차폐부200: shield portion 300: shield portion

310, 510 : 전극부 400 : 플라즈마 생성부310, 510: electrode 400: plasma generating unit

410 : 안테나부 500 : 기판 지지부410: antenna portion 500: substrate support portion

600 : 패러데이 실드 700 : 가스 공급부600: Faraday shield 700: gas supply unit

Claims

Seating a central region of the substrate on a substrate support in the plasma processing apparatus;

Introducing a process gas into the plasma processing apparatus;

Forming a plasma in the plasma processing apparatus to process the target element species on the outer circumferential region of the substrate;

Including,

And heating the substrate prior to forming the plasma.

The method of claim 1,

And adjusting a gap between the substrate and the shield in the plasma processing apparatus.

The method of claim 2,

The gap is a plasma processing method, characterized in that 0.1 to 10 mm.

The method of claim 1,

Plasma processing method characterized in that the heating of the substrate is carried out at 350 ℃ or less.

The method of claim 4, wherein

The heating of the substrate, the plasma processing method, characterized in that carried out at 250 ~ 350 ℃ when the element to be treated is Cu.

The method of claim 4, wherein

The heating of the substrate, the plasma processing method, characterized in that carried out at 40 ~ 80 ℃ when the target element species is Al.

The method of claim 4, wherein

The heating of the substrate, the plasma processing method, characterized in that carried out at 30 ~ 50 ℃ when the element to be treated is W.

The method of claim 1,

And heating the substrate is performed by heating means provided on the substrate support.

The method of claim 1,

The heating of the substrate comprises heating the interior of the chamber of the plasma processing apparatus.

The method of claim 9,

The chamber of the plasma processing apparatus is heated to 100 ° C or less.

The method of claim 1,

And said process gas comprises an inert gas and a reactive gas.

The method of claim 11,

The inert gas is at least one selected from the group consisting of Group 18 elements and nitrogen.

The method of claim 11,

The reaction gas is at least one selected from the group consisting of Group 17 elements or oxygen-based plasma processing method.

The method of claim 13,

Wherein said reactive gas comprises at least one of Cl ₂ and BCl ₃ when said elemental species to be Cu are Cu.

The method of claim 13,

Wherein the reactive gas comprises at least one of Cl ₂ , BCl ₃ and O ₂ when the elemental species to be treated are Al.

The method of claim 13,

And at least one of SF ₆ and NF ₃ when the reactive gas species are W.

The method of claim 1,

Process pressure in the plasma processing apparatus is characterized in that 5 to 500 mTorr.

The method of claim 1,

And an outer circumferential region of the substrate protrudes 0.1 to 5 mm laterally on the substrate support.

The method of claim 1,

The plasma processing apparatus includes: a shielding portion disposed on the substrate support portion to shield a central area of the substrate; A chamber accommodating the substrate support and the shield and provided with a heating means on a wall thereof; A plasma generation unit generating plasma in a space between the substrate support and the shield and the side wall of the chamber; And a gas supply unit supplying a process gas into the chamber.

The method of claim 1,

The plasma processing apparatus includes a chamber having a reaction space; A plasma generator provided in the chamber; A shield provided in the reaction space and disposed above the substrate support; And a gas supply unit supplying a process gas to the reaction space.

The method of claim 19 or 20,

And the plasma generating unit includes an antenna unit provided in an area around the shielding unit inside the chamber, and a plasma power supply unit supplying plasma power to the antenna unit.

The method of claim 19 or 20,

And a shield configured to form a separation space in the chamber.

The method of claim 22,

And a Faraday shield provided around an outer circumferential surface of the shield portion.

The method of claim 1,

And after treating the elemental species to be treated, removing the by-products of the elemental species to be treated.