KR20130136124A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 상기 기판 처리 장치는 공정 챔버, 상기 공정실 내에서 기판을 지지하는 지지판, 상기 공정 챔버로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛, 상기 공정 챔버 내에서 플라즈마를 발생시키도록 제공되는 제 1 플라즈마 발생 유닛; 상기 공정 챔버 외부에서 플라즈마를 발생시키도록 제공되는 제 2 플라즈마 발생 유닛을 포함한다. 상기 기판 처리 장치 내에서 기판은 식각 공정, 애싱 공정, 가장자리 세정 공정, 그리고 후면 세정 공정이 순차적으로 수행된다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{An apparatus and a method for treating a substrate}
본 발명은 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조를 위해서는 다양한 공정이 요구된다. 일 예로, 기판 상에 박막을 제거하는 식각 공정, 기판 상에 남아 있는 감광막을 제거하는 애싱 공정, 그리고 기판의 가장자리 영역 또는 기판의 후면 영역에 잔류하는 부산물 및 파티클을 제거하는 세정 공정이 순차적으로 수행된다. 최근에는 상술한 식각 공정, 애싱 공정, 그리고 세정 공정 각각은 플라즈마를 사용하여 많이 이루어지고 있다.
일반적으로 식각 공정, 애싱 공정, 그리고 세정 공정은 사용하는 플라즈마의 소스의 종류, 처리가 이루어지는 기판의 영역, 또는 사용되는 처리 가스의 종류 등이 상이함으로 인해 독립적으로 제공된 각각의 장치에서 수행된다. 따라서 기판은 식각 장치, 애싱 장치, 그리고 세정 장치를 로봇 또는 작업자에 의해 순차적으로 반송되면서 식각 공정, 애싱 공정, 그리고 세정 공정이 순차적으로 이루어진다.
그러나 상술한 일반적인 방법은 많은 수의 장치가 필요하고, 각 장치 간에 기판의 반송으로 인해 공정에 많은 시간이 소요된다.
본 발명의 실시 예들은 새로운 구조의 기판 처리 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시 예들은 다수의 플라즈마 처리 공정을 하나의 공정 챔버 내에서 수행할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시 예들은 다수의 플라즈마 처리 공정을 수행할 때 전체 공정에 소요되는 시간을 줄일 수 있는 기판 처리 방법을 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 상기 기판 처리 장치는 공정 챔버와; 상기 공정 챔버 내에서 기판을 지지하는 지지판과; 상기 공정 챔버로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 상기 공정 챔버 내에서 플라즈마를 발생시키도록 제공되는 제 1 플라즈마 발생 유닛과; 그리고 상기 공정 챔버 외부에서 플라즈마를 발생시키도록 제공되는 제 2 플라즈마 발생 유닛을 포함한다. 상기 가스 공급 유닛은 애싱 처리 가스를 공급하는 애싱 가스 공급 부재, 식각 처리 가스를 공급하는 식각 가스 공급 부재, 그리고 세정 처리 가스를 공급하는 세정 가스 공급 부재 중 적어도 2개를 포함한다. 상기 제 1 플라즈마 발생 유닛은 상기 지지판에 제공되는 하부 전극과 상기 하부 전극과 대향되도록 상기 공정 챔버 내에 제공되는 상부 전극과; 그리고 상기 하부 전극에 전력을 인가하는 전원을 포함한다. 상기 상부 전극은 상하 방향으로 관통된 복수의 분사홀이 형성되고 도전성 재질로 제공되며 접지된 배플을 포함한다.
일 예에 의하면, 상기 배플은 상기 기판보다 작은 크기로 제공되고, 상기 기판 처리 장치는 상기 배플과 상기 지지판과의 상대 거리 조절이 가능하도록 상기 지지판을 상하로 구동하는 지지판 구동기를 더 포함할 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 기판 처리 장치는 기판을 상기 지지판으로부터 들어올리거나 상기 지지판에 내려놓도록 제공되는 리프트 유닛을 더 포함할 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 리프트 유닛은 지지 어셈블리를 포함하되, 상기 지지 어셈블리는 상기 지지판의 외측에 제공되며, 상기 지지판 상에 놓인 기판을 상하로 이동시키는 지지 핀과; 상기 지지 핀을 구동하는 지지 핀 구동기를 가지되, 상기 지지 핀은 상기 기판의 가장자리 영역에 접촉 가능하게 제공될 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 제 1 플라즈마 발생 유닛은 상기 배플을 가지는 제 1 전극과; 상기 지지판 내에 제공되는 제 2 전극과; 그리고 상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극에 전력을 인가하는 제 1 전원을 가지고, 상기 제 2 플라즈마 발생 유닛은 몸체와; 상기 몸체의 외측 둘레를 감싸도록 제공되는 안테나와; 그리고 상기 안테나에 전력을 인가하는 제 2 전원을 가지고, 상기 애싱 가스 공급 부재와 상기 식각 가스 공급 부재는 상기 몸체의 가스 포트를 통해 애싱 처리 가스와 식각 처리 가스를 공급하도록 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 기판 처리 장치는 공정 챔버와; 상기 공정 챔버 내에서 기판을 지지하는 지지판과; 상기 공정 챔버로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 상기 공정 챔버 내에서 플라즈마를 발생시키도록 제공되는 제 1 플라즈마 발생 유닛과; 상기 공정 챔버 외부에서 플라즈마를 발생시키도록 제공되는 제 2 플라즈마 발생 유닛과; 그리고 기판을 상기 지지판으로부터 들어올리거나 상기 지지판에 내려놓도록 제공되는 리프트 유닛을 포함한다.
일 예에 의하면, 상기 제 1 플라즈마 발생 유닛은 상기 공정 챔버 내에 제공되는 제 1 전극과; 상기 제 1 전극과 대향되도록 상기 지지판에 제공되는 제 2 전극과; 그리고 상기 제 2 전극에 전력을 인가하는 제 1 전원을 포함하되, 상기 제 1 전극은 상하 방향으로 관통된 복수의 분사홀이 형성된 배플을 포함할 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 제 2 플라즈마 발생 유닛은 몸체와; 상기 몸체의 외측 둘레를 감싸도록 제공되는 안테나와; 그리고 상기 안테나에 전력을 인가하는 제 2 전원을 가질 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 가스 공급 유닛은 애싱 처리 가스를 공급하는 애싱 가스 공급 부재, 식각 처리 가스를 공급하는 식각 가스 공급 부재, 그리고 세정 처리 가스를 공급하는 세정 가스 공급 부재 중 적어도 2개를 포함할 수 있다.
상기 몸체는 가스 포트, 방전실, 그리고 유도관을 포함하고, 상기 가스 포트, 상기 방전실, 그리고 상기 유도관은 순차적으로 제공되며, 상기 유도관은 상기 공정 챔버와 결합되고, 상기 안테나는 상기 방전실의 외측을 감싸도록 제공되며, 상기 애싱 처리 가스, 상기 세정 처리 가스, 그리고 상기 식각 처리 가스는 상기 가스 포트를 통해 공급될 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 배플은 도전성 재질로 제공되고, 상기 배플은 접지될 수 있다. 상기 배플은 상기 기판의 중앙 영역과 대응되는 크기를 가질 수 있다. 상기 지지판은 상기 기판의 중앙 영역과 대응되는 크기를 가질 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 기판 처리 장치는 상기 지지판을 상하로 이동시키는 지지판 구동기를 더 포함할 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 리프트 유닛은 지지 어셈블리를 포함하되, 상기 지지 어셈블리는 상기 지지판에 외측에 제공되며 상기 지지판 상에 놓인 기판을 상하로 이동시키는 지지 핀과; 상기 지지 핀을 구동하는 지지 핀 구동기를 가지되, 상기 지지 핀은 상기 기판의 가장자리 영역에 접촉 가능하게 제공될 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 리프트 유닛은 리프트 어셈블리를 더 포함하되, 상기 리프트 어셈블리는 상기 지지판 내에 제공된 핀 홀에 삽입되는 리프트 핀과; 상기 리프트 핀을 구동하는 리프트 핀 구동기를 가지되; 상기 리프트 핀은 기판의 중앙 영역에 접촉 가능하도록 제공될 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공하다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판 처리 방법은 식각 공정, 애싱 공정, 그리고 세정 공정 중 적어도 2개의 공정을 동일한 공정 챔버 내에 기판이 제공된 상태에서 순차적으로 수행하되, 상기 식각 공정은 상기 공정 챔버 내에서 제 1 플라즈마 발생 유닛을 이용하여 식각 처리 가스로부터 플라즈마를 발생시켜 수행하고, 상기 애싱 공정은 상기 공정 챔버 외부에서 제 2 플라즈마 발생 유닛을 이용하여 애싱 처리 가스로부터 플라즈마를 발생시킨 후, 이를 상기 공정 챔버 내로 공급하여 수행하고, 상기 세정 공정은 상기 공정 챔버 내에서 상기 제 1 플라즈마 발생 유닛을 이용하여 세정 처리 가스로부터 플라즈마를 발생시켜 수행한다.
일 예에 의하면, 상기 식각 공정은 상기 공정 챔버 외부에서 상기 제 2 플라즈마 발생 유닛을 이용하여 1차적으로 플라즈마를 발생시키는 것을 더 포함할 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 애싱 공정은 상기 공정 챔버 내에서 상기 제 1 플라즈마 발생 유닛을 이용하여 2차적으로 플라즈마를 발생시키는 것을 더 포함할 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 공정 챔버 내에는 상하 방향으로 분사홀이 형성되고 접지된 배플이 제공되며, 상기 식각 처리 가스 또는 상기 애싱 처리 가스는 상기 배플의 분사홀을 통해 상기 기판으로 공급될 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 제 1 플라즈마 발생 유닛은 상기 공정 챔버 내에 제공되는 제 1 전극과 상기 공정 챔버 내에 상기 제 1 전극과 대향되게 제공되는 제 2 전극을 포함하되, 상기 제 1 전극은 상하 방향으로 관통된 분사홀이 형성되며 접지된 배플을 포함하고, 상기 제 2 전극은 상기 기판을 지지하는 지지판 내에 제공되며, 상기 세정 공정은 기판의 가장자리 영역을 세정하는 가장자리 세정 공정을 더 포함하고, 상기 배플은 상기 기판의 중앙 영역과 대응되는 크기를 가지며 상기 기판의 중앙 영역과 대향되게 배치되며, 상기 가장자리 세정 공정 수행시 상기 기판과 상기 배플 사이의 거리는 플라즈마 쉬스 영역보다 작은 거리로 제공될 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 제 1 플라즈마 발생 유닛은 상기 공정 챔버 내에 제공되는 제 1 전극과 상기 공정 챔버 내에 상기 제 1 전극과 대향되게 제공되는 제 2 전극을 포함하되, 상기 제 1 전극은 상하 방향으로 관통된 분사홀이 형성되며 접지된 배플을 포함하고, 상기 제 2 전극은 상기 기판을 지지하는 지지판 내에 제공되며, 상기 세정 공정은 기판의 후면을 세정하는 후면 세정 공정을 더 포함하고, 상기 후면 세정 공정 수행시 상기 기판은 플라즈마 쉬스 영역보다 큰 거리로 상기 지지판으로부터 이격되게 제공될 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 후면 세정 공정 수행시 상기 기판은 상기 지지판의 외측 둘레에 제공되는 지지 핀에 의해 그 가장자리 영역이 지지될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 기판 처리 방법은 기판을 공정 챔버 내로 반입하고, 상기 공정 챔버 내에서 식각 처리 가스로부터 플라즈마를 발생시켜 상기 기판에 대해 식각 공정을 수행하고, 상기 공정 챔버 외부에서 애싱 처리 가스로부터 플라즈마를 발생시키고 이를 상기 공정 챔버 내로 공급하여 상기 기판에 대해 애싱 공정을 수행하고, 상기 공정 챔버 내에서 세정 처리 가스로부터 플라즈마를 발생시켜 상기 기판에 대해 세정 공정을 수행하고, 그리고 상기 기판을 상기 공정 챔버 외부로 반출한다.
일 예에 의하면, 상기 세정 공정은 기판의 가장자리 영역을 세정하는 가장자리 세정 공정을 포함하고, 상기 공정 챔버 내에는 상하 방향으로 분사홀이 형성되며 접지된 배플이 제공되며, 상기 배플은 상기 기판의 중앙 영역과 대응되는 크기를 가지고, 상기 가장자리 세정 공정 수행시 상기 기판과 상기 배플의 거리는 상기 식각 공정 및 상기 애싱 공정 수행시 상기 기판과 상기 배플의 거리보다 더 가깝게 제공될 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 가장자리 세정 공정 수행시 상기 기판과 상기 배플의 거리는 플라즈마 쉬스 영역보다 짧게 제공되고, 상기 식각 공정과 상기 애싱 공정 수행시 상기 기판과 상기 배플의 거리는 플라즈마 쉬스 영역보다 길게 제공될 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 세정 공정은 기판의 후면 영역을 세정하는 후면 영역을 세정하는 후면 세정 공정을 더 포함하되, 상기 식각 공정과 상기 애싱 공정 수행시 상기 기판은 지지판 상에 놓여진 상태로 공정이 이루어지고, 상기 후면 세정 공정 수행시 상기 기판은 상기 지지판으로부터 이격된 상태로 공정이 이루어질 수 있다.
상기 후면 세정 공정 수행시 상기 기판은 상기 지지판의 외측 둘레에 제공된 지지 핀에 의해 그 가장자리 영역이 지지된 상태로 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 순차적으로 보여주는 플로우 차트이다.
도 3은 각각 도 1의 기판 처리 장치에서 식각 공정이 수행되는 상태를 보여주는 도면이다.
도 4는 각각 도 1의 기판 처리 장치에서 애싱 공정이 수행되는 상태를 보여주는 도면이다.
도 5는 각각 도 1의 기판 처리 장치에서 가장자리 세정 공정이 수행되는 상태를 보여주는 도면이다.
도 6은 각각 도 1의 기판 처리 장치에서 후면 세정 공정이 수행되는 상태를 보여주는 도면이다.
도 7과 도 8은 각각 도 1의 기판 처리 장치의 변형된 예를 보여주는 도면들이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시 예들에서 기판은 반도체 웨이퍼일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 기판은 유리 기판 등과 같이 다른 종류의 기판일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들에서 기판의 중앙 영역은 기판에서 유효 칩(valid chip)이 형성된 영역을 의미하고, 기판의 가장자리 영역은 기판에서 유효 칩이 형성되지 않는 영역을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(1)를 나타내는 도면이다.
기판 처리 장치(1)는 플라즈마를 이용하여 기판(W) 상에 다수의 공정을 수행한다. 일 예에 의하면, 기판 처리 장치(1)는 플라즈마를 이용하여 식각 공정, 애싱 공정, 그리고 세정 공정을 순차적으로 수행한다. 세정 공정은 가장자리 세정 공정과 후면 세정 공정을 순차적으로 수행한다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 공정 챔버(100), 지지 유닛(200), 리프트 유닛(300), 가스 공급 유닛(400), 제 1 플라즈마 발생 유닛(500), 그리고 제 2 플라즈마 발생 유닛(600)을 가진다.
공정 챔버(100)는 하우징(120)과 커버(140)를 가진다.
하우징(120)은 내부에 상부가 개방된 처리 공간(122)을 가진다. 공정 수행시 기판(W)은 처리 공간(122)에 위치되고, 처리 공간(122) 내에서 다수의 공정이 수행된다. 하우징(120)은 대체로 원통 형상으로 제공될 수 있다. 하우징(120)의 측벽에는 개구(도시되지 않음)가 형성된다. 기판(W)은 개구를 통하여 하우징(120) 내부로 출입한다. 개구는 도어(미도시)와 같은 개폐 부재(도시되지 않음)에 의해 개폐될 수 있다. 하우징(120)의 바닥면에는 배기 홀(124)이 형성된다. 배기 홀(124)에는 배기 라인(126)이 연결된다. 배기 라인(126)에는 펌프(128)가 설치된다. 펌프(128)는 하우징(120) 내 압력을 공정 압력으로 조절한다. 하우징(120) 내 잔류 가스 및 반응 부산물은 배기 라인(126)을 통해 하우징(120) 외부로 배출된다. 하우징(120)의 외측에는 월 히터(129)가 제공될 수 있다. 월 히터(129)는 코일 형상으로 제공될 수 있다. 선택적으로 월 히터(129)는 하우징(120)의 외벽 내부에 제공될 수 있다.
커버(140)는 하우징(120)의 상단에 접촉되도록 위치되며, 하우징(120)의 개방된 상부를 외부로부터 밀폐한다. 커버(140) 내에는 유입 공간(142)이 형성된다. 커버(140)의 상단에는 유입구(144)가 형성된다. 가스 또는 공정 챔버(100)의 외부에서 발생된 플라즈마는 유입구(144)를 통해 공정 챔버(100) 내로 유입된다. 유입 공간(142)은 아래로 갈수록 가스가 흐르는 통로가 넓어지도록 제공된다. 일 예에 의하면, 커버(140)는 대체로 원뿔 형상으로 제공될 수 있다.
공정 챔버(100)는 도전성 재질로 제공된다. 공정 챔버(100)는 접지 라인(102)을 통해 접지될 수 있다. 하우징(120)과 커버(140)는 모두 도전성 재질로 제공될 수 있다. 일 예로, 하우징(120)과 커버(140)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다.
지지 유닛(200)은 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(200)은 지지판(220), 지지축(240), 그리고 지지판 구동기(260)를 가진다. 지지판(220)은 처리 공간(122) 내에 위치되며 원판 형상으로 제공된다. 지지판(220)은 지지축(240)에 의해 지지된다. 기판(W)은 지지판(220)의 상면에 놓인다. 지지판(220)의 상면은 기판(W)보다 작은 크기로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 지지판(220)의 상면은 기판(W)의 중앙 영역과 대응되는 크기로 제공된다. 지지판(220)의 내부에는 가열 부재(222)가 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 가열 부재(222)는 열선으로 제공될 수 있다. 가열부재는 기판(W)을 약 섭씨 300 도 또는 그 이상까지 가열할 수 있도록 제공된다. 또한, 지지판(220)의 내부에는 냉각 부재(224)가 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 냉각 부재(224)는 냉각수가 흐르는 냉각라인으로 제공될 수 있다. 가열 부재(222)는 기판(W)을 기 설정된 온도로 가열하고, 냉각 부재(224)는 기판(W)을 강제 냉각시킨다.
지지판 구동기(260)는 지지판(220)을 상하 방향으로 이동시킨다. 지지판(220)의 상하 방향 이동에 의해 지지판(220)에 놓인 기판(W)과 후술하는 배플(520) 간의 간격이 조절된다. 지지판 구동기(260)로는 모터 또는 실린더 등과 같은 다양한 종류의 구동기가 사용될 수 있다. 지지판 구동기(260)는 도 1에 도시된 바와 같이 지지축(240)과 직접 결합되어 지지판(220)을 이동시킬 수 있다. 선택적으로 지지판 구동기(260)는 지지판(220)과 직접 결합되어 지지판(220)을 이동시킬 수 있다.
리프트 유닛(300)은 리프트 어셈블리(320)와 지지 어셈블리(340)를 가진다.
리프트 어셈블리(320)는 외부에서 공정 챔버(100) 내로 반송된 로봇(도시되지 않음)으로부터 기판(W)을 인수받아 이를 지지판(220) 상으로 로딩하거나, 공정이 완료된 기판(W)을 지지판(220)으로부터 언로딩하고 이를 로봇으로 인계한다. 리프트 어셈블리(320)는 복수의 리프트 핀(322), 베이스(324), 그리고 리프트 핀 구동기(326)를 가진다. 베이스(324)는 대체로 호 형상으로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 베이스(324)는 지지축(240)을 감싸도록 위치될 수 있다. 복수의 리프트 핀(322)은 베이스(324)의 상면에 설치된다. 복수의 리프트 핀(322)은 서로 동일한 형상 및 크기로 제공될 수 있다. 각각의 리프트 핀(322)은 대체로 일(ㅡ)자 형상으로 제공되고, 그 상단은 위로 볼록한 형상으로 제공될 수 있다. 리프트 핀(322)은 절연 재질로 제공된다. 일 예에 의하면, 리프트 핀(322)은 세라믹 재질로 제공될 수 있다. 리프트 핀(322)은 기판(W)과 접촉시 기판(W)의 중앙 영역과 접촉될 수 있다. 지지판(220)에는 상하 방향으로 관통되도록 제공된 복수의 핀 홀(226)이 제공된다. 복수의 핀 홀(226)은 복수의 리프트 핀(322)에 대응되는 위치에 형성되고, 하나의 리프트 핀(322)은 하나의 핀 홀(226)에 삽입된다. 핀 홀(226)이 대기 위치와 지지 위치 간에 이동되도록 리프트 핀 구동기(326)는 베이스(324)를 승하강시킨다. 대기 위치는 핀 홀(226)의 상단이 핀 홀(226) 내에 삽입된 위치이고, 지지 위치는 핀 홀(226)의 상단이 지지판(220)의 상면으로부터 위로 돌출된 위치이다.
지지 어셈블리(340)는 후술하는 세정 공정 수행시 기판(W)을 지지한다. 지지 어셈블리(340)는 복수의 지지 핀(342), 베이스(344), 그리고 지지 핀 구동기(346)를 가진다. 베이스(344)는 대체로 호 형상으로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 베이스(344)는 지지축(240)을 감싸도록 위치될 수 있다. 복수의 지지 핀(342)은 베이스(344)의 상면에 설치된다. 복수의 지지 핀(342)은 지지판(220)의 외측에 제공된다. 지지 핀(342)은 기판(W)의 가장자리 영역과 접촉되도록 제공된다. 복수의 지지 핀(342)은 서로 동일한 형상 및 크기로 제공될 수 있다. 지지 핀(342)은 절연 재질로 제공된다. 예컨대, 지지 핀(342)은 리프트 핀(322)과 동일한 재질로 제공될 수 있다. 각각의 지지 핀(342)은 수직부(342a)와 지지부(342b)를 가진다. 수직부(342a)는 베이스(344)로부터 상 방향으로 일직선으로 돌출되게 제공된다. 지지부(342b)는 수직부(342a)의 상단으로부터 지지판(220)을 향하는 방향으로 돌출되게 제공된다. 지지부(342b)의 상단은 대체로 평면으로 제공될 수 있다.
가스 공급 유닛(400)은 공정에 사용되는 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(400)은 식각 가스 공급 부재(420), 애싱 가스 공급 부재(440), 그리고 세정 가스 공급 부재(460)를 가진다.
식각 가스 공급 부재(420)는 기판(W)에 대해 식각 공정을 수행할 때 사용되는 식각 처리 가스를 공급한다. 식각 처리 가스는 불소 가스(F), 불소를 포함하는 가스, 염소 가스(Cl), 염소를 포함하는 가스, 또는 이들의 조합된 가스를 포함할 수 있다. 식각 가스 공급 부재(420)는 식각 가스 공급 라인(422)과 식각 가스 저장부(424)를 가진다. 식각 가스 공급 라인(422)은 후술하는 제 2 플라즈마 발생 유닛(600)의 가스 포트(622)와 연결될 수 있다. 식각 가스 공급 라인(422)에는 그 내부의 가스 흐름 통로를 개폐하거나 가스 유량을 조절하는 밸브(423)가 설치된다.
애싱 가스 공급 부재(440)는 기판(W)에 대해 애싱 공정을 수행할 때 사용되는 애싱 처리 가스를 공급한다. 애싱 처리 가스는 산소 가스(O2), 질소 가스(N2), 수소 가스(H2), 암모늄 가스(NH3), 또는 이들의 조합된 가스를 포함할 수 있다. 애싱 가스 공급 부재(440)는 애싱 가스 공급 라인(442)과 애싱 가스 저장부(444)를 가진다. 애싱 가스 공급 라인(442)은 후술하는 제 2 플라즈마 발생 유닛(600)의 가스 포트(622)와 연결될 수 있다. 애싱 가스 공급 라인(442)에는 그 내부의 가스 흐름 통로를 개폐하거나 가스 유량을 조절하는 밸브(443)가 설치된다.
세정 가스 공급 부재(460)는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행할 때 사용되는 세정 처리 가스를 공급한다. 세정 처리 가스는 산소 가스(O2), 질소 가스(N2), 아르곤 가스(Ar) 또는 이들의 조합된 가스를 포함할 수 있다. 세정 처리 가스는 세정 가스 공급 라인(462)과 세정 가스 저장부(464)를 가진다. 세정 가스 공급 라인(462)은 후술하는 제 2 플라즈마 발생 유닛(600)의 가스 포트(622)와 연결될 수 있다. 세정 가스 공급 라인(462)에는 그 내부의 가스 흐름 통로를 개폐하거나 가스 유량을 조절하는 밸브(463)가 설치된다.
일 예에 의하면, 도 1에 도시된 바와 같이 가스 포트(622)에는 메인 라인(480)이 직접 연결되고, 식각 가스 공급 라인(422), 애싱 가스 공급 라인(442), 그리고 세정 가스 공급 라인(462)은 각각 메인 라인(480)으로부터 분기되도록 제공될 수 있다. 선택적으로 식각 가스 공급 라인(422), 애싱 가스 공급 라인(442), 그리고 세정 가스 공급 라인(462)은 각각 가스 포트(622)에 직접 연결될 수 있다.
또한, 도 1에서는 식각 가스 공급 부재(420), 애싱 가스 공급 부재(440), 그리고 세정 가스 공급 부재(460)는 각각 하나의 가스 라인과 가스 저장부를 가지는 것으로 도시하였다. 그러나 각각의 공정에서 사용되는 가스의 종류가 복수인 경우, 식각 가스 공급 부재(420), 애싱 가스 공급 부재(440), 그리고 세정 가스 공급 부재(460)는 각각 복수의 가스 라인과 가스 저장부를 가질 수 있다.
또한, 식각 처리 가스, 애싱 처리 가스, 그리고 세정 처리 가스들 중 일부가 서로 동일한 종류의 가스를 사용하는 경우, 식각 가스 공급 부재(420), 애싱 가스 공급 부재(440), 그리고 세정 가스 공급 부재(460) 중 일부는 제공되지 않을 수 있다.
제 1 플라즈마 발생 유닛(500)은 하우징(120) 내에서 식각 처리 가스, 애싱 처리 가스, 그리고 세정 처리 가스로부터 플라즈마를 발생시키기 위해 사용될 수 있다.
제 1 플라즈마 발생 유닛(500)은 제 1 전극(520), 제 2 전극(540), 그리고 제 1 전원(560)을 가진다. 제 1 전극(520)과 제 2 전극(540)은 상하로 서로 대향되게 배치된다. 제 1 전극(520)은 제 2 전극(540)보다 상부에 위치된다. 일 예에 의하면, 제 1 전극(520)은 도전성 재질의 배플(520)로 제공될 수 있다. 배플(520)은 원판 형상을 가진다. 배플(520)은 커버(140)의 저면에 결합될 수 있다. 배플(520)은 커버(140)와 전기적으로 통하도록 커버(140)에 접촉되게 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 배플(520)은 알루미늄(Al) 또는 양극 처리된 알루미늄(Anodizing Al) 재질로 제공될 수 있다. 배플(520)은 기판(W)보다 작은 크기로 제공된다. 일 예에 의하면, 배플(520)은 기판(W)의 중앙 영역과 대응되는 크기를 가질 수 있다.
선택적으로 공정 챔버(100)와 배플(520) 사이에는 도전성 구조물이 제공되고, 도전성 구조물을 통해 배플(520)은 공정 챔버(100)에 결합될 수 있다. 배플(520)에는 그 상단에서 그 하단까지 연장된 복수의 분사홀(522)이 형성된다. 외부로부터 커버(140) 내 유입 공간(142)으로 공급된 가스는 분사홀(522)을 통해 하우징(120) 내 처리 공간(122)으로 흐를 수 있다. 제 2 전극(540)은 지지판(220) 내에 제공될 수 있다. 제 2 전극(540)은 도전성 판으로서 제공될 수 있다.
제 1 전원(560)은 제 1 전극(520) 또는 제 2 전극(540)으로 전력을 인가한다. 일 예에 의하면, 제 1 전극(520)은 접지되고, 제 2 전극(540)에는 제 1 전원(560)이 고주파 라인(562)을 통해 연결된다. 고주파 라인(562)에는 스위치(564)가 제공될 수 있다. 제 1 전원(560)은 제 2 전극(540)으로 알에프 바이어스(RF bias)를 인가할 수 있다.
선택적으로 배플(520)은 절연 재질로 제공될 수 있다. 예컨대, 배플(520)은 석영 재질로 제공될 수 있다. 이 경우 제 1 플라즈마 발생 유닛(500)은 제 1 전극 없이 제 2 전극(540)과 제 1 전원(560)을 구비할 수 있다.
제 2 플라즈마 발생 유닛(600)은 식각 처리 가스, 그리고 애싱 처리 가스로부터 플라즈마를 발생시키기 위해 사용될 수 있다. 제 2 플라즈마 발생 유닛(600)은 공정 챔버(100)의 외부에 위치된다. 일 예에 의하면, 제 2 플라즈마 발생 유닛(600)은 몸체(620), 안테나(640), 그리고 제 2 전원(660)을 가진다. 몸체(620)는 가스 포트(622), 방전실(624), 그리고 유도관(626, guide pipe)을 가진다. 가스 포트(622), 방전실(624), 그리고 유도관(626)은 위에서부터 아래를 향하는 방향으로 순차적으로 제공된다. 가스 포트(622)는 가스 공급 유닛(400)로부터 다양한 종류의 가스를 공급받는다. 방전실(624)은 중공의 원통 형상을 가진다. 상부에서 바라볼 때 방전실(624) 내 공간은 하우징(120) 내 공간보다 좁게 제공된다. 방전실(624) 내에서 애싱 처리 가스 또는 식각 처리 가스로부터 플라즈마가 발생된다. 유도관(626)은 방전실(624)에서 발생된 플라즈마를 하우징(120)으로 공급한다. 유도관(626)은 커버(140)에 결합된다. 방전실(624)과 유도관(626)은 독립적으로 제조된 후 서로 결합될 수 있다. 선택적으로 유도관(626)은 방전실(624)과 일체로 제공되며, 방전실(624)로부터 아래로 연장되게 제공될 수 있다.
안테나(640)는 방전실(624)의 외부에 제공되며 방전실(624)을 복수 회 감싸도록 제공된다. 안테나(640)의 일단은 제 2 전원(660)에 연결되고, 타단은 접지된다. 제 2 전원(660)은 고주파 라인(6620을 통해 안테나(640)에 전력을 인가한다. 고주파 라인(662)에는 스위치(664)가 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 제 2 전원(660)은 안테나(640)에 고주파 전력 또는 마이크로파를 인가할 수 있다.
상술한 예에서 제 2 플라즈마 발생 유닛은 유도 결합형 플라즈마(ICP, inductively coupled plasma) 소스로 제공되는 것으로 설명하였다. 그러나 이와 달리 제 2 플라즈마 발생 유닛은 마이크로파(microwave)를 전극에 인가하는 구조, 페라이트 코어(ferrite core)를 가지는 유도 결합형 플라즈마 소스 구조, 또는 용량 결합형 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma) 소스를 가지는 구조 등 다양하게 제공될 수 있다.
애싱 처리 가스는 삼불화질소 가스(NF3)를 더 포함할 수 있다. 삼불화질소 가스는 상술한 가스 포트(622)를 통해 유입되어 방전실(624) 내에서 플라즈마로 여기될 수 있다. 선택적으로 삼불화질소 가스는 방전실(624)에서 발생된 플라즈마가 공정 챔버(100)로 공급되는 경로로 공급될 수 있다. 일 예에 의하면, 삼불화질소 가스는 안테나(640)보다 아래 위치에서 방전실(624)로 공급될 수 있다.
일반적으로 플라즈마는 이온, 전자, 그리고 라디칼을 포함한다. 제 2 플라즈마 발생 유닛(600)에서 공정 챔버(100)로 공급된 플라즈마에서 이온과 전자는 상술한 배플(520)에 의해 처리 공간(122)으로 유입되는 것이 방지되고, 라디칼은 배플(520)의 분사홀(522)을 통해 처리 공간(122)으로 공급된다.
다음에는 도 1의 기판 처리 장치(1)를 이용하여 플라즈마 공정을 수행하는 방법에 대해 설명한다. 제어기는 기판 처리 장치(1)의 구성들을 제어한다. 예컨대, 제어기는 제 1 플라즈마 발생 유닛(500)과 제 2 플라즈마 발생 유닛(600)에서 전력의 인가 여부, 전력의 크기, 가스 공급 유닛(300)에 제공된 밸브(423, 443, 463)의 개폐 및 유량 조절, 그리고 리프트 핀 구동기(326), 지지 핀 구동기(346), 지지판 구동기(260)의 동작 등을 제어한다.
도 2는 기판(W) 처리 과정을 순차적으로 보여주는 플로우차트이고, 도 3 내지 도 6은 각각 기판(W) 처리 과정을 순차적으로 보여주는 도면들이다. 도 3은 식각 공정이 수행되는 상태를 보여주는 도면이고, 도 4는 애싱 공정이 수행되는 상태를 보여주는 도면이며, 도 5는 가장자리 세정 공정이 수행되는 상태를 보여주는 도면이고, 도 6은 후면 세정 공정이 수행되는 상태를 보여주는 도면이다. 도 3 내지 도 6에서 내부가 채워진 밸브는 닫힌 상태이고, 내부가 개방된 밸브는 열린 상태를 보여준다. 또한, 도 3 내지 도 6에서 'A' 영역은 플라즈마가 발생된 영역이고, 'B' 영역은 플라즈마 쉬스 영역이다.
먼저, 반송 로봇에 의해 기판(W)이 공정 챔버(100) 내로 반송된다(스텝 S10). 이때 리프트 핀(226)은 지지판(220)으로부터 상부로 돌출되게 위치된다. 반송 로봇의 하강에 의해 기판(W)이 리프트 핀(226)으로 인계된다. 반송 로봇은 공정 챔버(100)의 외부로 이동되고, 리프트 핀(226)은 하강하여 기판(W)은 지지판(220) 상에 놓인다
다음에 기판(W)에 대해 식각 공정이 수행된다(스텝 S20). 식각 공정에서 기판(W) 상의 식각 대상 막이 제거된다. 식각 대상 막은 폴리 실리콘 막, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 또는 자연 산화막 등 다양한 종류의 막일 수 있다.
도 3을 참조하면, 식각 공정 수행시 기판(W)은 지지판(220) 상에 놓여진 상태를 유지한다. 식각 처리 가스가 식각 가스 공급 부재(420)으로부터 제 2 플라즈마 발생 유닛(600)으로 공급되고, 제 2 전원(660)으로부터 안테나(640)에 전력이 인가된다. 방전실(624)에서 식각 처리 가스로부터 1차로 플라즈마(A)가 발생되고, 플라즈마는 공정 챔버(100)로 흐른다. 배플(520)에 의해 이온 및 전자가 처리 공간(122)으로 유입되는 것이 차단되고, 라디칼은 배플(520)의 분사홀(522)을 통해 처리 공간(122) 내로 유입된다. 제 1 전원(560)으로부터 제 2 전극(540)에 알에프 바이어스(RF bias)가 인가된다. 처리 공간(122)에서 식각 처리 가스로부터 2차로 플라즈마(A)가 발생된다.
기판(W)과 배플(520)은 제 1 거리를 유지한다. 여기서 제 1 거리는 기판(W)의 상부에 형성된 플라즈마 쉬스 영역(B)보다 큰 거리이다. 일반적으로 다양한 공정 변수에 따라 상이하긴 하나, 플라즈마 쉬스 영역(B)은 수 밀리미터(mm)에서 수십 밀리미터(mm)로 형성한다. 예컨대, 플라즈마 쉬스 영역(B)은 약 0.1밀리미터(mm)에서 30 밀리미터(mm)로 형성될 수 있다. 따라서 제 1 거리는 약 0.1밀리미터보다 큰 거리로 제공될 수 있다. 식각 처리 가스로부터 발생된 플라즈마는 기판(W) 상의 식각 대상 막과 반응하여 식각 대상 막을 제거한다.
식각 공정 수행시 공정 챔버(100) 내부 온도는 약 상온 내지 섭씨 60도이고, 공정 챔버(100) 내부 압력은 약 수백 미리토르(mTorr)로 유지될 수 있다. 그러나 온도 및 압력은 이에 한정되지 않는다.
이후, 애싱 공정이 수행된다(스텝 S30). 애싱 공정에서 기판(W) 상의 포토 레지스트 막이 제거된다.
애싱 공정 수행시 애싱 처리 가스가 제 2 플라즈마 발생 유닛(600)으로 공급된다. 애싱 처리 가스가 애싱 가스 공급 부재(440)로부터 제 2 플라즈마 발생 유닛(600)으로 공급되고, 제 2 전원(660)으로부터 안테나(640)에 전력이 인가된다. 방전실(624) 내에서 애싱 처리 가스로부터 1차로 플라즈마(A)가 발생되고, 플라즈마는 공정 챔버(100)로 흐른다. 배플(520)에 의해 이온 및 전자는 처리 공간(122)으로 유입되는 것이 차단되고, 라디칼은 배플(520)의 분사홀(522)을 통해 처리 공간(122) 내로 유입된다. 제 1 전원(560)으로부터 제 2 전극(540)에 알에프 바이어스가 인가된다. 처리 공간(122)에서 식각 처리 가스로부터 2차로 플라즈마(A)가 발생된다.
도 4를 참조하면, 애싱 공정 수행시 기판(W)은 지지판(220) 상에 놓여진 상태를 유지한다. 또한, 지지판(220) 상의 기판(W)과 배플(520)은 상술한 제 1 거리를 유지할 수 있다. 일 예에 의하면, 애싱 공정 수행시 공정 챔버(100) 내부 온도는 약 섭씨 250도 내지 섭씨 300도이고, 공정 챔버(100) 내부 압력은 약 수백 미리토르(mTorr)로 유지될 수 있다. 그러나 온도 및 압력은 이에 한정되지 않는다.
이후, 세정 공정이 수행된다(스텝 S40). 먼저 가장자리 세정 공정이 수행된다(스텝 S42). 가장자리 세정 공정에서는 기판(W)의 가장자리 영역에 잔류하는 부산물 및 파티클이 제거된다.
도 5를 참조하면, 가장자리 세정 공정 수행시 기판(W)은 지지판(220) 상에 놓여진 상태를 유지하고, 지지판(220)은 지지판 구동기(260)에 의해 승강된다. 기판(W)과 배플(520)은 제 2 거리를 유지한다. 제 2 거리는 제 1 거리보다 짧은 거리이다. 일 예에 의하면, 제 2 거리는 배플(520)과 기판(W) 사이에는 플라즈마가 존재하지 않는 플라즈마 쉬스 영역(B)만이 형성되는 거리일 수 있다. 예컨대, 제 2 거리는 약 0.1밀리미터(mm) 내지 30밀리미터(mm)로 제공될 수 있다.
세정 처리 가스는 세정 가스 공급 부재(460)으로부터 제 2 플라즈마 발생 유닛(600)으로 공급된다. 이때 스위치(664)는 오프(off)되어 안테나(640)에는 전력이 인가되지 않는다. 세정 처리 가스는 가스 상태로 공정 챔버(100)로 흐른다 세정 처리 가스는 배플(520)의 분사홀(522)을 통해 처리 공간(122) 내부 전체 영역으로 균일하게 분산된다. 제 1 전원(560)이 제 2 전극(540)에 전력을 인가한다. 이때 배플(520)은 양극(anode)으로 작용하고, 기판의 가장자리 영역에서 세정 처리 가스로부터 플라즈마가 발생된다.
기판(W)과 배플(520) 사이에는 플라즈마 쉬스(B) 영역이므로 기판(W)의 중앙 영역은 플라즈마에 노출되지 않는다. 이에 반해 기판(W)의 가장자리 영역은 플라즈마 쉬스 영역(B)에서 벗어나며, 플라즈마에 노출된다. 이에 의해 기판(W)의 중앙 영역을 제외한 기판(W)의 가장자리 영역에서만 플라즈마 처리가 이루어져, 기판(W)의 가장자리 영역이 플라즈마에 의해 세정된다. 일 예에 의하면, 가장자리 세정 공정 수행시 공정 챔버(100) 내부 온도는 약 섭씨 30도 내지 섭씨 60도이고, 공정 챔버(100) 내부 압력은 약 수백 미리토르(mTorr)로 유지될 수 있다. 그러나 온도 및 압력은 이에 한정되지 않는다.
이후, 후면 세정 공정이 수행된다(스텝 S44). 후면 세정 공정에서는 기판(W)의 후면에 잔류하는 부산물 및 파티클이 제거된다.
이 때, 지지판(220)과 배플(520)은 제 2 거리로 유지될 수 있다. 그러나 지지판(220)과 배플(520)의 거리는 이에 한정되지 않는다. 도 6을 참조하면, 기판(W)은 지지 어셈블리(340)에 의해 지지판(220)으로부터 승강된다. 후면 세정 공정시 리프트 핀(322)에 의해 기판(W)을 지지하는 경우, 리프트 핀(322)과 접촉되는 영역에서 세정 불량이 발생될 수 있다. 그러나 본 실시 예와 같이 지지 핀(342)에 의해 기판(W)의 가장자리 영역이 지지되는 경우 기판(W)의 중앙 영역 전체에서 세정이 이루어진다. 기판(W)과 지지판(220) 사이의 거리는 플라즈마 쉬스 영역(B)보다 크게 제공된다.
세정 처리 가스는 제 2 플라즈마 발생 유닛(600)으로 공급된다. 이때 스위치(664)는 오프(off)되고, 안테나(640)에는 전력이 인가되지 않는다. 세정 처리 가스는 가스 상태로 공정 챔버(100)로 흐른다 세정 처리 가스는 배플(520)의 분사홀(522)을 통해 하우징(120) 내부 전체 영역으로 균일하게 분산된다. 세정 처리 가스가 공정 챔버(100) 내로 공급되고, 제 2 전원(660)이 제 2 전극(540)에 전력을 인가한다. 이 때 기판(W)이 양극(anode)으로 작용하고, 기판(W)과 지지판(220) 사이에 세정 처리 가스로부터 플라즈마가 발생된다. 따라서 기판(W)의 저면은 플라즈마에 노출되어 플라즈마에 의해 세정된다. 일 예에 의하면, 후면 세정 공정 수행시 공정 챔버(100) 내부 온도는 약 섭씨 30도 내지 섭씨 60도이고, 공정 챔버(100) 내부 압력은 약 수백 미리토르(mTorr)일 수 있다. 그러나 온도 및 압력은 이에 한정되지 않는다.
이후 기판(W)이 공정 챔버로부터 반출된다(스텝 S 50). 리프트 핀(226)은 지지판(220)으로부터 상부로 돌출되게 위치된다. 반송 로봇이 공정 챔버(100) 내로 유입되고, 반송 로봇의 승강에 의해 기판(W)이 반송 로봇으로 인계된다. 반송 로봇은 공정 챔버(100)의 외부로 이동된다.
상술한 예에서는 가장자리 세정 공정이 먼저 수행되고, 이후에 후면 세정 공정이 수행되는 것으로 설명하였다. 그러나 이와 달리 후면 세정 공정이 먼저 수행되고, 이후에 가장자리 세정 공정이 수행될 수 있다.
또한, 상술한 예에서는 식각 공정, 그리고 애싱 공정 수행시 식각 처리 가스 및 애싱 처리 가스가 각각 제 2 플라즈마 발생 유닛(600) 내에서 1차로 플라즈마로 형성되고, 이후 공정 챔버(100) 내에서 제 1 플라즈마 발생 유닛(500)에 의해 2차로 플라즈마로 형성되는 것으로 설명하였다. 그러나 이와 달리, 식각 공정시, 제 2 전원(660)으로부터 안테나(640)로 전력 인가는 차단되고, 식각 처리 가스는 플라즈마가 아닌 가스 상태로 공정 챔버(100) 내부로 공급되고, 공정 챔버(100) 내에서 제 1 플라즈마 발생 유닛(500)에 의해 플라즈마로 형성될 수 있다. 또한, 애싱 공정 수행시 제 1 전원(560)으로부터 제 2 전극(540)으로 전력 인가는 차단되고, 애싱 처리 가스는 제 2 플라즈마 발생 유닛(600)에서 의해서만 플라즈마로 형성될 수 있다.
상술한 실시 예에서는 세정 공정이 가장자리 세정 공정과 후면 세정 공정을 포함하는 것으로 설명하였다. 그러나 이와 달리 기판(W) 세정 공정은 가장자리 세정 공정과 후면 세정 공정 중 어느 하나만을 포함할 수 있다.
또한, 상술한 실시 예에서는 기판 처리 공정이 식각 공정, 애싱 공정, 그리고 세정 공정을 포함하는 것으로 설명하였다. 그러나 이와 달리 기판 처리 공정은 상술한 3개의 공정들 중 2개의 공정만을 포함할 수 있다. 예컨대, 기판 처리 공정은 식각 공정과 애싱 공정만을 포함할 수 있다. 또는 기판 처리 공정은 애싱 공정과 세정 공정만을 포함할 수 있다.
기판 처리 공정이 후면 세정 공정을 포함하지 않는 경우, 선택적으로 지지판은 기판과 대응되는 크기로 제공되거나 지지 어셈블리는 제공되지 않을 수 있다. 또한, 기판 처리 공정이 세정 공정이 가장자리 세정 공정을 포함하지 않는 경우, 선택적으로 배플은 기판과 대응되는 크기로 제공될 수 있다.
도 7은 기판 처리 장치(2)의 다른 예를 보여준다. 도 7을 참조하면, 리프트 유닛(300)은 리프트 어셈블리(320)를 가진다. 도 1의 지지 어셈블리는 도 7의 기판 처리 장치(2)에 제공되지 않는다. 이 경우, 반송 로봇과의 기판(W)의 인수 인계 및 후면 세정 공정시 기판(W)의 승강 및 지지는 리프트 어셈블리(320)에 의해 이루어질 수 있다.
도 8은 기판 처리 장치(3)의 또 다른 예를 보여준다. 도 8을 참조하면, 리프트 유닛(300)은 지지 어셈블리(340)를 가진다. 도 1의 리프트 어셈블리는 도 8의 기판 처리 장치(3)에 제공되지 않는다. 이 경우, 반송 로봇과의 기판(W)의 인수 인계 및 후면 세정 공정시 기판(W)의 승강 및 지지는 지지 어셈블리(340)에 의해 이루어질 수 있다.
도 7 또는 도 8의 기판 처리 장치(2, 3) 사용시, 리프트 유닛(300)은 리프트 어셈블리와 지지 어셈블리 중 어느 하나만을 구비하므로 도 1의 기판 처리 장치(1)에 비해 구조가 단순하다. 또한, 도 7의 기판 처리 장치(2) 사용시 후면 세정 공정 수행할 때 기판(W)의 중앙 영역 전체에서 후면 세정이 이루어 질 수 있다. 또한, 도 8의 기판 처리 장치(3) 사용시 지지 핀(342)들이 기판(W)의 중앙 영역을 지지하므로 기판(W)의 업/다운 동작이 안정적으로 이루어질 수 있다.
또한, 도 1의 기판 처리 장치(1)에서는 세정 처리 가스가 제 2 플라즈마 발생 유닛(600)의 가스 포트(622)를 통해 공정 챔버(100) 내로 공급되는 것으로 도시되었다. 그러나 이와 달리 세정 처리 가스는 공정 챔버(100)에 직접 연결되어 공정 챔버(100) 내로 공급될 수 있다. 이 경우, 세정 가스 공급 라인은 공정 챔버(100)의 커버(140)에 직접 연결되거나 공정 챔버(100)의 하우징(120)에 직접 연결될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 공정 챔버 200 : 지지 유닛
300 : 리프트 유닛 320 : 리프트 어셈블리
340 : 지지 어셈블리 400 : 가스 공급 유닛
420 : 식각 가스 공급 부재 440 : 애싱 가스 공급 부재
460 : 세정 가스 공급 부재 500 : 제 1 플라즈마 발생 유닛
520 : 배플(상부 전극) 540 : 하부 전극
600 : 제 2 플라즈마 발생 유닛 640 : 안테나

Claims (28)

  1. 공정 챔버와;
    상기 공정 챔버 내에서 기판을 지지하는 지지판과;
    상기 공정 챔버로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
    상기 공정 챔버 내에서 플라즈마를 발생시키도록 제공되는 제 1 플라즈마 발생 유닛과; 그리고
    상기 공정 챔버 외부에서 플라즈마를 발생시키도록 제공되는 제 2 플라즈마 발생 유닛을 포함하되,
    상기 가스 공급 유닛은 애싱 처리 가스를 공급하는 애싱 가스 공급 부재, 식각 처리 가스를 공급하는 식각 가스 공급 부재, 그리고 세정 처리 가스를 공급하는 세정 가스 공급 부재 중 적어도 2개를 포함하고,
    상기 제 1 플라즈마 발생 유닛은,
    상기 지지판에 제공되는 하부 전극과;
    상기 하부 전극과 대향되도록 상기 공정 챔버 내에 제공되는 상부 전극과; 그리고
    상기 하부 전극에 전력을 인가하는 전원을 포함하되,
    상기 상부 전극은 상하 방향으로 관통된 복수의 분사홀이 형성된, 그리고 도전성 재질로 제공되며 접지된 배플을 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배플은 상기 기판보다 작은 크기로 제공되고,
    상기 기판 처리 장치는 상기 배플과 상기 지지판과의 상대 거리 조절이 가능하도록 상기 지지판을 상하로 구동하는 지지판 구동기를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는 기판을 상기 지지판으로부터 들어올리거나 상기 지지판에 내려놓도록 제공되는 리프트 유닛을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 리프트 유닛은 지지 어셈블리를 포함하되,
    상기 지지 어셈블리는
    상기 지지판의 외측에 제공되며, 상기 지지판 상에 놓인 기판을 상하로 이동시키는 지지 핀과;
    상기 지지 핀을 구동하는 지지 핀 구동기를 가지되,
    상기 지지 핀은 상기 기판의 가장자리 영역에 접촉 가능하게 제공되는 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 플라즈마 발생 유닛은,
    상기 배플을 가지는 제 1 전극과;
    상기 지지판 내에 제공되는 제 2 전극과; 그리고
    상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극에 전력을 인가하는 제 1 전원을 가지고,
    상기 제 2 플라즈마 발생 유닛은,
    몸체와;
    상기 몸체의 외측 둘레를 감싸도록 제공되는 안테나와; 그리고
    상기 안테나에 전력을 인가하는 제 2 전원을 가지고,
    상기 애싱 가스 공급 부재와 상기 식각 가스 공급 부재는 상기 몸체의 가스 포트를 통해 애싱 처리 가스와 식각 처리 가스를 공급하도록 제공되는 기판 처리 장치.
  6. 공정 챔버와;
    상기 공정 챔버 내에서 기판을 지지하는 지지판과;
    상기 공정 챔버로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
    상기 공정 챔버 내에서 플라즈마를 발생시키도록 제공되는 제 1 플라즈마 발생 유닛과;
    상기 공정 챔버 외부에서 플라즈마를 발생시키도록 제공되는 제 2 플라즈마 발생 유닛과; 그리고
    기판을 상기 지지판으로부터 들어올리거나 상기 지지판에 내려놓도록 제공되는 리프트 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 플라즈마 발생 유닛은,
    상기 공정 챔버 내에 제공되는 제 1 전극과;
    상기 제 1 전극과 대향되도록 상기 지지판에 제공되는 제 2 전극과; 그리고
    상기 제 2 전극에 전력을 인가하는 제 1 전원을 포함하되,
    상기 제 1 전극은 상하 방향으로 관통된 복수의 분사홀이 형성된 배플을 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 플라즈마 발생 유닛은,
    몸체와;
    상기 몸체의 외측 둘레를 감싸도록 제공되는 안테나와; 그리고
    상기 안테나에 전력을 인가하는 제 2 전원을 가지는 기판 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 가스 공급 유닛은 애싱 처리 가스를 공급하는 애싱 가스 공급 부재, 식각 처리 가스를 공급하는 식각 가스 공급 부재, 그리고 세정 처리 가스를 공급하는 세정 가스 공급 부재 중 적어도 2개를 포함하는 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 몸체는 가스 포트, 방전실, 그리고 유도관을 포함하고,
    상기 가스 포트, 상기 방전실, 그리고 상기 유도관은 순차적으로 제공되며,
    상기 유도관은 상기 공정 챔버와 결합되고,
    상기 안테나는 상기 방전실의 외측을 감싸도록 제공되며,
    상기 애싱 처리 가스, 상기 세정 처리 가스, 그리고 상기 식각 처리 가스는 상기 가스 포트를 통해 공급되는 기판 처리 장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 배플은 도전성 재질로 제공되고,
    상기 배플은 접지되는 기판 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 배플은 상기 기판의 중앙 영역과 대응되는 크기를 가지는 기판 처리 장치.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 지지판은 상기 기판의 중앙 영역과 대응되는 크기를 가지는 기판 처리 장치.
  14. 제 6 항 내지 제 13 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는 상기 지지판을 상하로 이동시키는 지지판 구동기를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  15. 제 6 항 내지 제 13 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 리프트 유닛은 지지 어셈블리를 포함하되,
    상기 지지 어셈블리는
    상기 지지판에 외측에 제공되며, 상기 지지판 상에 놓인 기판을 상하로 이동시키는 지지 핀과;
    상기 지지 핀을 구동하는 지지 핀 구동기를 가지되,
    상기 지지 핀은 상기 기판의 가장자리 영역에 접촉 가능하게 제공되는 기판 처리 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 리프트 유닛은 리프트 어셈블리를 더 포함하되,
    상기 리프트 어셈블리는,
    상기 지지판 내에 제공된 핀 홀에 삽입되는 리프트 핀과;
    상기 리프트 핀을 구동하는 리프트 핀 구동기를 가지되;
    상기 리프트 핀은 기판의 중앙 영역에 접촉 가능하도록 제공되는 기판 처리 장치.
  17. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    식각 공정, 애싱 공정, 그리고 세정 공정 중 적어도 2개의 공정을 동일한 공정 챔버 내에 기판이 제공된 상태에서 순차적으로 수행하되,
    상기 식각 공정은 상기 공정 챔버 내에서 제 1 플라즈마 발생 유닛을 이용하여 식각 처리 가스로부터 플라즈마를 발생시켜 수행하고,
    상기 애싱 공정은 상기 공정 챔버 외부에서 제 2 플라즈마 발생 유닛을 이용하여 애싱 처리 가스로부터 플라즈마를 발생시킨 후, 이를 상기 공정 챔버 내로 공급하여 수행하고,
    상기 세정 공정은 상기 공정 챔버 내에서 상기 제 1 플라즈마 발생 유닛을 이용하여 세정 처리 가스로부터 플라즈마를 발생시켜 수행하는 기판 처리 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 식각 공정은 상기 공정 챔버 외부에서 상기 제 2 플라즈마 발생 유닛을 이용하여 1차적으로 플라즈마를 발생시키는 것을 더 포함하는 기판 처리 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 애싱 공정은 상기 공정 챔버 내에서 상기 제 1 플라즈마 발생 유닛을 이용하여 2차적으로 플라즈마를 발생시키는 것을 더 포함하는 기판 처리 방법.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 공정 챔버 내에는 상하 방향으로 분사홀이 형성되고 접지된 배플이 제공되며,
    상기 식각 처리 가스 또는 상기 애싱 처리 가스는 상기 배플의 분사홀을 통해 상기 기판으로 공급되는 기판 처리 방법.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 플라즈마 발생 유닛은 상기 공정 챔버 내에 제공되는 제 1 전극과 상기 공정 챔버 내에 상기 제 1 전극과 대향되게 제공되는 제 2 전극을 포함하되, 상기 제 1 전극은 상하 방향으로 관통된 분사홀이 형성되며 접지된 배플을 포함하고, 상기 제 2 전극은 상기 기판을 지지하는 지지판 내에 제공되며,
    상기 세정 공정은 기판의 가장자리 영역을 세정하는 가장자리 세정 공정을 더 포함하고,
    상기 배플은 상기 기판의 중앙 영역과 대응되는 크기를 가지며 상기 기판의 중앙 영역과 대향되게 배치되며,
    상기 가장자리 세정 공정 수행시 상기 기판과 상기 배플 사이의 거리는 플라즈마 쉬스 영역보다 작은 거리로 제공되는 기판 처리 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 플라즈마 발생 유닛은 상기 공정 챔버 내에 제공되는 제 1 전극과 상기 공정 챔버 내에 상기 제 1 전극과 대향되게 제공되는 제 2 전극을 포함하되, 상기 제 1 전극은 상하 방향으로 관통된 분사홀이 형성되며 접지된 배플을 포함하고, 상기 제 2 전극은 상기 기판을 지지하는 지지판 내에 제공되며,
    상기 세정 공정은 기판의 후면을 세정하는 후면 세정 공정을 더 포함하고,
    상기 후면 세정 공정 수행시 상기 기판은 플라즈마 쉬스 영역보다 큰 거리로 상기 지지판으로부터 이격되게 제공되는 기판 처리 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 후면 세정 공정 수행시 상기 기판은 상기 지지판의 외측 둘레에 제공되는 지지 핀에 의해 그 가장자리 영역이 지지되는 기판 처리 방법.
  24. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    기판을 공정 챔버 내로 반입하고,
    상기 공정 챔버 내에서 식각 처리 가스로부터 플라즈마를 발생시켜 상기 기판에 대해 식각 공정을 수행하고,
    상기 공정 챔버 외부에서 애싱 처리 가스로부터 플라즈마를 발생시키고 이를 상기 공정 챔버 내로 공급하여 상기 기판에 대해 애싱 공정을 수행하고,
    상기 공정 챔버 내에서 세정 처리 가스로부터 플라즈마를 발생시켜 상기 기판에 대해 세정 공정을 수행하고, 그리고
    상기 기판을 상기 공정 챔버 외부로 반출하는 기판 처리 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 세정 공정은 기판의 가장자리 영역을 세정하는 가장자리 세정 공정을 포함하고,
    상기 공정 챔버 내에는 상하 방향으로 분사홀이 형성되며 접지된 배플이 제공되며, 상기 배플은 상기 기판의 중앙 영역과 대응되는 크기를 가지고,
    상기 가장자리 세정 공정 수행시 상기 기판과 상기 배플의 거리는 상기 식각 공정 및 상기 애싱 공정 수행시 상기 기판과 상기 배플의 거리보다 더 가깝게 제공되는 기판 처리 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 가장자리 세정 공정 수행시 상기 기판과 상기 배플의 거리는 플라즈마 쉬스 영역보다 짧게 제공되고, 상기 식각 공정과 상기 애싱 공정 수행시 상기 기판과 상기 배플의 거리는 플라즈마 쉬스 영역보다 길게 제공되는 기판 처리 방법.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 세정 공정은 기판의 후면 영역을 세정하는 후면 영역을 세정하는 후면 세정 공정을 더 포함하되,
    상기 식각 공정과 상기 애싱 공정 수행시 상기 기판은 지지판 상에 놓여진 상태로 공정이 이루어지고,
    상기 후면 세정 공정 수행시 상기 기판은 상기 지지판으로부터 이격된 상태로 공정이 이루어지는 기판 처리 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 후면 세정 공정 수행시 상기 기판은 상기 지지판의 외측 둘레에 제공된 지지 핀에 의해 그 가장자리 영역이 지지된 상태로 제공되는 기판 처리 방법.
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