KR20130138474A - 기판 처리 장치 - Google Patents

기판 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20130138474A
KR20130138474A KR1020120062081A KR20120062081A KR20130138474A KR 20130138474 A KR20130138474 A KR 20130138474A KR 1020120062081 A KR1020120062081 A KR 1020120062081A KR 20120062081 A KR20120062081 A KR 20120062081A KR 20130138474 A KR20130138474 A KR 20130138474A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plasma
substrate
ring
plasma boundary
process chamber
Prior art date
Application number
KR1020120062081A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102086795B1 (ko
Inventor
구일교
심현종
Original Assignee
세메스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세메스 주식회사 filed Critical 세메스 주식회사
Priority to KR1020120062081A priority Critical patent/KR102086795B1/ko
Publication of KR20130138474A publication Critical patent/KR20130138474A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102086795B1 publication Critical patent/KR102086795B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623—Mechanical discharge control means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

기판을 처리하는 장치가 제공된다. 기판 처리 장치는 플라즈마 경계 제한 유닛을 가지며, 플라즈마 경계 제한 유닛은 기판이 출입되는 개구를 개폐하는 도어 어셈블리에 고정 결합되어 이와 함께 상하로 이동될 수 있다.

Description

기판 처리 장치{APPARATUS FOR TREATING A SUBSTRATE }
본 발명은 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 장치 및 방법, 그리고 이에 사용되는 플라즈마 경계 제한 유닛에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조 공정은 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정, 연마 공정, 그리고 세정 공정 등 다양한 종류의 공정으로 나누어진다. 이들 중 증착 공정이나 식각 공정 등은 플라즈마를 이용하여 기판을 처리한다. 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치 중 일부는 공정 진행시 공정 챔버 내 플라즈마가 웨이퍼의 수직 상부 공간에 머무르도록 플라즈마를 가두어두는 컨파인먼트 링을 가질 수 있다.
일반적으로 컨파인먼트 링은 기판의 수직 상부 공간을 감싸도록 제공되며 일체로 된 환형의 몸체를 가진다. 컨파인먼트 링은 복수 개가 상하 방향으로 서로 이격되게 제공된다. 컨파인먼트 링들 사이의 간격은 비교적 좁게 제공되어 이들 사이의 틈을 통해 플라즈마가 빠져나가는 것을 억제한다.
그러나 컨파인먼트 링은 기판이 공정 챔버로 출입될 때 기판의 이동 경로를 간섭한다. 따라서 컨파인먼트 링은 링 구동기에 의해 기판이 공정 챔버로 출입할 때에는 기판의 이동 경로를 간섭하지 않은 대기 위치로 이동한다.
따라서 기판의 반입 또는 반출시 개구가 개방되기 전 또는 후에 컨파인먼트 링이 대기 위치로 이동하여야 하므로 많은 공정 단계가 필요하다.
또한, 컨파인먼트 링의 이동을 위해 링 구동기가 제공되어야 하므로 장치 구조가 복잡하다.
또한, 링 구동기는 컨파인먼트 링 전체를 상하로 이동하여야 하므로, 링 구동기에 많은 부하가 걸린다.
본 발명의 실시예들은 공정 챔버로 기판을 반입 또는 반출할 때 소요되는 단계를 줄일 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 공정 챔버로 기판을 반입 또는 반출할 때 소요되는 시간을 줄일 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 컨파인먼트 링의 이동을 위해 사용되는 부품의 수를 줄일 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 컨파인먼트 링의 상하 이동에 소요되는 부하를 줄일 수 있는 기판 처리 장치 및 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 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치를 제공한다. 상기 기판 처리 장치는 기판이 출입되는 개구가 형성되고, 상기 개구를 개폐하는 도어 어셈블리를 가지는 공정 챔버와; 상기 공정 챔버 내에 위치되며 기판을 지지하는 지지 유닛과; 상기 공정 챔버 내로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 상기 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 생성 유닛과; 그리고 상기 공정 챔버 내에서 상기 지지 유닛의 상부에 위치된 방전 공간을 감싸도록 제공되어, 상기 방전 공간으로부터 플라즈마가 빠져나가는 것을 최소화하는 플라즈마 경계 제한 유닛(plasma boundary limiter unit)을 포함하되, 상기 플라즈마 경계 제한 유닛은 상기 도어 어셈블리에 결합되어, 상기 도어 어셈블리와 함께 상하 방향으로 이동된다.
일 예에 의하면 상기 플라즈마 경계 제한 유닛은 제 1 바디와; 상기 공정 챔버 내에서 상기 제 1 바디에 대해 상하로 이동 가능하게 제공되는 제 2 바디를 포함하고, 상기 제 1 바디와 상기 제 2 바디는 서로 조합되어 링 형상을 가진다.
상기 제 1 바디와 상기 제 2 바디는 각각 상기 링의 일부로서 제공되는 링체와; 상기 링체의 일면에 제공되는 복수의 플레이트를 포함하되, 상기 방전 공간 내 가스가 인접하는 상기 플레이트들 사이에 제공된 통로를 통해 상기 방전 공간의 외부로 흐르도록 상기 복수의 플레이트들은 상기 링체의 길이 방향을 따라 서로 이격된다. 상기 제 1 바디와 상기 제 2 바디는 서로 조합되어 환형의 링 형상을 이룰 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 플라즈마 경계 제한 유닛은 상하 방향으로 서로 이격되도록 복수 개 제공되는 복수의 플라즈마 경계 제한 링을 가진다. 상기 복수의 플라즈마 경계 제한 링들을 결합하는 브라켓을 더 구비하고, 상기 브라켓은 상기 도어 어셈블리에 결합되어 상기 도어 어셈블리와 함께 상하 이동되도록 제공될 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 플라즈마 경계 제한 유닛은 도전성 재질로 제공되고, 상기 플라즈마 경계 제한 유닛은 상기 상부 전극과 전기적으로 연결되도록 상기 상부 전극에 접촉되게 설치될 수 있다.
또한, 본 발명은 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 방법을 제공한다.
상기 기판 처리 방법은 링으로 제공되는 플라즈마 경계 제한 유닛을 제공하여 공정 챔버 내에 플라즈마가 방전되는 방전 공간을 제한하되, 상기 플라즈마 경계 제한 유닛은 상기 공정 챔버로 기판이 출입되는 개구를 개폐하는 도어 어셈블리와 결합되어, 상기 기판이 상기 공정 챔버로 출입시 상기 기판의 이동 경로를 방해하지 않도록 상기 도어 어셈블리의 상하 이동과 함께 상기 플라즈마 경계 제한 유닛도 상하 이동된다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 플라즈마 경계 제한 유닛이 도어 어셈블리에 결합되어 도어와 함께 상하로 이동되므로 도어 어셈블리의 이동을 위한 부품의 수를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 공정 챔버로 기판을 반입 또는 반출할 때 소요되는 단계 및 시간을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 플라즈마 경계 제한 유닛이 제 1 바디와 제 2 바디로 분리되고 기판의 출입시 제 2 바디만 상하로 이동되므로, 제 2 바디의 상하 이동에 걸리는 부하를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 링체의 길이 방향을 따라 제공된 복수의 플레이트들을 제공함으로써 방전 공간 내 가스를 원활하게 배기할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면 플레이트들의 배치 및 형상에 따라 식각 율을 기판의 전체 영역에서 향상시키거나, 기판의 영역별 식각율을 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 2와 도 3은 도 1의 플라즈마 경계 제한 유닛의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 1의 플라즈마 경계 제한 유닛과 도어 어셈블리와의 결합 상태를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 5 내지 도 8은 도 1의 기판 처리 장치를 이용하여 공정을 수행하는 과정을 순차적으로 보여주는 도면들이다.
도 9 내지 도 10은 각각 도 1의 기판 처리 장치의 변형된 예를 보여주는 도면들이다.
도 11 내지 도 22는 각각 플라즈마 경계 제한 유닛의 다른 예를 보여주는 도면들이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)를 나타내는 단면도이다. 기판 처리 장치(10)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리한다. 본 발명의 실시예에서는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 식각하는 장치를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 특징은 이에 한정되지 않으며 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리하는 다양한 종류의 장치에 적용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 공정 챔버(100), 지지 유닛(200), 가스 공급 유닛(300), 플라즈마 생성 유닛(400), 그리고 플라즈마 경계 제한 유닛(500)을 포함한다.
공정 챔버(100)는 내부에 공정 수행을 위한 공간을 가진다. 공정 챔버(100)의 바닥면에는 배기홀(103)이 형성된다. 배기홀(103)은 펌프(122)가 장착된 배기 라인(121)과 연결된다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 공정 챔버(100) 내부에 머무르는 가스는 배기 라인(121)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 또한, 배기 과정에 의해 공정 챔버(100)의 내부공간은 소정 압력으로 감압된다. 배기홀(103)은 공정 챔버(100)에서 후술하는 플라즈마 경계 제한 유닛(500)의 외부 공간과 직접 통하는 위치에 제공된다. 일 예에 의하면, 배기홀(103)은 플라즈마 경계 제한 유닛(500)의 수직 아래 위치에 제공될 수 있다.
공정 챔버(100)의 측벽에는 개구(104)가 형성된다. 개구(104)는 공정 챔버(100) 내부로 기판(도 6의 W)이 출입하는 통로로 기능한다. 개구(104)는 도어 어셈블리(140)에 의해 개폐된다. 일 예에 의하면, 도어 어셈블리(140)는 외측 도어(142), 내측 도어(144), 그리고 연결 부재(146)를 가진다. 외측 도어(142)는 공정 챔버(100)의 외벽에 제공된다. 내측 도어(144)는 공정 챔버(100)의 내벽에 제공된다. 외측 도어(142)와 내측 도어(144)는 연결 부재(146)에 의해 서로 고정 결합된다. 연결 부재(146)는 개구(104)를 통해 공정 챔버(100)의 내측에서 외측까지 연장되게 제공된다. 도어 구동기(148)은 외측 도어(142)를 상하 방향으로 이동시킨다. 도어 구동기(148)는 유공압 실린더나 모터를 포함할 수 있다.
공정 챔버(100)의 내부 중 아래 영역에는 지지 유닛(200)이 위치한다. 지지 유닛(200)은 정전기력에 의해 기판(W)을 지지한다. 이와 달리 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑 등과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수 있다.
지지 유닛(200)은 베이스(220), 정전 척(240), 그리고 링 어셈블리(260)를 가진다. 정전 척(240)은 정전기력에 의해 기판(W)을 그 상면에 지지한다. 정전 척(240)은 베이스(220) 상에 고정결합된다. 링 어셈블리(260)는 정전 척(240)의 둘레를 감싸도록 제공된다. 일 예에 의하면, 링 어셈블리(260)는 포커스 링(262)과 절연 링(264)을 가진다. 포커스 링(262)은 정전 척(240)을 감싸도록 제공되며 플라즈마를 기판(W)으로 집중시킨다. 절연 링(264)는 포커스 링(262)을 감싸도록 제공된다. 선택적으로 링 어셈블리(260)는 플라즈마에 의해 정전 척(240)의 측면이 손상되는 것을 방지하도록 포커스 링(262)의 둘레에 밀착되게 제공되는 에지 링(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 상술한 바와 달리 링 어셈블리(260)의 구조는 다양하게 변경될 수 있다.
일 예에 의하면, 정전 척(240)은 세라믹 재질로 제공되고, 포커스 링(262)은 실리콘 재질로 제공되고, 절연 링(264)은 쿼츠 재질로 제공될 수 있다. 정전 척(240) 또는 베이스(220) 내에는 공정 진행 중 기판(W)을 공정 온도로 유지하도록 하는 가열 부재(282) 및 냉각 부재(284)가 제공될 수 있다. 가열 부재(282)는 열선으로 제공될 수 있다. 냉각 부재(284)는 냉매가 흐르는 냉각 라인으로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 가열 부재(282)는 정전 척(240)에 제공되고, 냉각 부재(284)는 베이스(220)에 제공될 수 있다.
가스 공급 유닛(300)은 공정 챔버(100) 내부로 공정가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(300)은 가스 저장부(310), 가스 공급 라인(320), 그리고 가스 유입 포트(330)를 포함한다. 가스 공급 라인(320)은 가스 저장부(310)와 가스 유입 포트(330)를 연결한다. 가스 공급 라인(320)은 가스 저장부(310)에 저장된 공정 가스를 가스 유입 포트(330)에 공급한다. 가스 공급 라인(320)에는 그 통로를 개폐하거나, 그 통로를 흐르는 유체의 유량을 조절하는 밸브(322)가 설치될 수 있다.
플라즈마 생성 유닛(400)은 방전 공간(102)에 머무르는 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시킨다. 방전 공간(102)은 공정 챔버(100) 내에서 지지 유닛(200)의 상부 영역에 해당된다. 플라즈마 생성 유닛(400)은 용량 결합형 플라즈마(capacitive coupled plasma) 소스를 가질 수 있다.
플라즈마 생성 유닛(400)은 상부 전극(420), 하부 전극(440), 그리고 고주파 전원(460)을 가진다. 상부 전극(420)과 하부 전극(440)은 서로 상하 방향으로 대향되게 제공된다. 상부 전극(420)은 샤워 헤드(422) 및 링 부재(424)를 가진다. 샤워 헤드(422)는 정전 척(240)과 대향되게 위치되고, 정전 척(240)보다 큰 직경으로 제공될 수 있다. 샤워 헤드(422)에는 가스를 분사하는 홀들(422a)이 형성된다. 링 부재(424)는 샤워 헤드(422)를 감싸도록 제공된다. 링 부재(424)는 샤워 헤드(422)와 전기적으로 연결되도록 샤워 헤드(422)에 접촉되게 제공될 수 있다. 링 부재(424)는 샤워 헤드(422)에 밀착되게 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 샤워 헤드(422)는 실리콘으로 제공될 수 있다. 선택적으로 샤워 헤드(422)는 금속 재질로 제공될 수 있다. 링 부재(424)는 샤워 헤드(422)와 동일한 재질로 제공될 수 있다. 하부 전극(440)은 정전 척(240) 내에 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 상부 전극(420)은 접지(429)되고, 하부 전극(440)에는 고주파 전원(460)이 연결될 수 있다. 선택적으로 상부 전극(420)에 고주파 전원(460)이 연결되고 하부 전극(440)이 접지될 수 있다. 또한, 선택적으로 상부 전극(420) 및 하부 전극(440) 모두에 고주파 전원(460)이 연결될 수 있다. 일 예에 의하면, 고주파 전원(460)은 상부 전극(420) 또는 하부 전극(440)에 연속적으로 전력을 인가하거나 펄스로 전력을 인가할 수 있다.
플라즈마 경계 제한 유닛(plasma boundary limiter unit, 500)은 링 형상을 가지며, 방전 공간(102)을 감싸도록 제공된다. 플라즈마 경계 제한 유닛(500)은 플라즈마가 방전 공간(102)에서 그 외측으로 빠져나가는 것을 억제한다. 플라즈마 경계 제한 유닛(500)은 제 1 바디(520)와 제 2 바디(540)를 가진다.
도 2와 도 3은 플라즈마 경계 제한 유닛(500)의 일 예를 보여주는 사시도이다. 도 2는 제 1 바디(520)와 제 2 바디(540)가 동일 높이에 위치된 상태를 보여주고, 도 3은 제 1 바디(520)와 제 2 바디(540)가 상이한 높이에 위치된 상태를 보여준다. 도 2와 도 3을 참조하면, 제 1 바디(520)와 제 2 바디(540)는 서로 조합되어 링 형상을 가진다. 기판(W)이 원판 형상의 반도체 웨이퍼인 경우, 제 1 바디(520)와 제 2 바디(540)는 서로 조합되어 환형으로 제공될 수 있다. 공정 챔버(100) 내에서 제 2 바디(540)는 기판(W)이 출입되는 개구(104)와 대향되는 영역에 제공된다. 제 1 바디(520)와 제 2 바디(540)는 각각 호 형상을 가진다. 제 1 바디(520)는 제 2 바디(540)에 비해 중심각이 더 크게 제공된다.
제 1 바디(520)와 상기 제 2 바디(540)는 각각 링의 일부로서 제공되는 링체(562)와 이에 결합되는 복수의 플레이트(564)를 포함한다. 링체(562)는 호 형상으로 라운드진 로드 형상을 가지며, 대체로 동일 평면 상에 제공될 수 있다. 플레이트(564)는 링체(562)의 저면에 아래 방향으로 돌출되게 제공될 수 있다. 플레이트(564)는 직사각의 얇은 판 형상을 가질 수 있다. 플레이트(564)는 길이 변(L), 폭 변(W), 그리고 높이 변(H)을 가진다. 플레이트(564)의 길이 변(L)은 대체로 링체(562)의 반경 방향에 평행하게 제공된다. 플레이트(564)의 폭 변(W)은 상부에서 바라볼 때 대체로 링체(562)의 반경 방향에 수직하게 제공된다. 플레이트(564)의 높이 변(H)은 대체로 링체(562)에 수직하게 상하 방향으로 제공된다. 플레이트(564)의 길이 변(L)은 플레이트(564)의 폭 변(W)보다 길게 제공된다. 플레이트(564)의 폭은 플레이트(564)의 길이 방향을 따라 동일하게 제공될 수 있다.
플레이트(564)는 복수 개 제공된다. 플레이트들(564)은 서로 동일한 형상 및 크기를 가진다. 플레이트들(564)은 링체(562)의 반경 방향을 따라 서로 이격되게 제공된다. 인접하는 플레이트들(564) 사이에 제공된 공간은 방전 공간(102) 내의 가스가 배출되는 통로로 제공된다. 플레이트들(564) 간의 간격은 대체로 서로 동일하게 제공될 수 있다. 플레이트들(564) 간의 간격은 방전 공간(102) 내 플라즈마가 플레이트들(564) 사이에 제공된 공간을 통해 빠져 나가는 것을 억제할 수 있는 크기로 제공될 수 있다. 본 발명의 도면들에서 플레이트들 간의 간격은 실제보다 과장되어 도시되었다.
플레이트(564)의 하단은 지지 유닛(200)의 상면과 동일한 높이 또는 이와 인접한 높이에 위치될 수 있다. 예컨대, 플레이트(564)의 하단은 절연 링(264)의 상면과 동일한 높이 또는 이와 인접한 높이에 위치될 수 있다. 선택적으로 플레이트(564)의 하단은 지지 유닛(200)보다 높게 제공될 수 있다.
도 1의 실시예에 의하면, 인접하는 플레이트들(564) 사이의 공간은 반경 방향 및 아래 방향으로 각각 개방되어 있다. 따라서 방전 공간(102)으로부터 플레이트들(564) 사이의 공간으로 유입된 가스의 일부는 링체(562)의 반경 방향을 따라 흘러 플레이트(564) 외부로 배출된다. 또한 가스의 다른 일부는 플레이트들(564) 사이의 공간에서 아래 방향을 따라 흘러 플레이트(564) 외부로 배출될 수 있다. 따라서 복수의 링이 상하로 이격되게 적층된 일반적인 컨파인먼트 링에 비해 가스가 더 원활하게 배기될 수 있다.
또한, 기판(W)은 공정 챔버(100)의 외부에서 개구(104)를 통해 공정 챔버(100) 내 방전 공간(102)으로 유입되고, 승·하강 가능하게 제공된 리프트 핀(170)에 놓여진 후, 리프트 핀(170)의 하강에 의해 지지 유닛(200)에 놓인다. 제 1 바디(520)와 제 2 바디(540)는 서로 간에 결합된 상태에서 링 형상을 가지므로, 기판(W)의 이동 경로를 간섭한다.
본 실시예에서, 제 2 바디(540)와 제 1 바디(520)는 상대 높이가 변화 가능하게 제공된다. 예컨대, 제 1 바디(520)는 공정 챔버(100) 내에 고정 설치되고, 제 2 바디(540)는 상하 방향으로 이동 가능하게 제공될 수 있다. 기판(W)이 개구(104)를 통해 이동시에 도 3과 같이 제 2 바디(540)는 기판(W)의 이동 경로를 간섭하지 않도록 위치되고, 공정 진행시에는 도 2와 같이 제 1 바디(520)와 결합되도록 위치된다.
도 4는 도 1의 플라즈마 경계 제한 유닛(500)과 도어 어셈블리(140)와의 결합 상태를 개략적으로 보여주는 평면도이다. 도 4를 참조하면, 제 2 바디(540)는 도어 어셈블리(140)에 고정 결합되어 도어 어셈블리(140)와 함께 상하 방향으로 이동될 수 있다. 일 예에 의하면, 제 2 바디(540)는 내측 도어(144)에 고정 결합된다. 이 경우, 제 2 바디(540)를 구동하기 위한 별도의 구동기 없이, 도어 구동기(148)에 의해 도어 어셈블리(140)와 제 2 바디(540)가 같이 이동될 수 있다. 개구(104)가 도어 어셈블리(140)에 의해 닫힌 상태에서 제 2 바디(540)는 대체로 제 1 바디(520)와 동일 높이에 위치되고, 개구(104)가 도어 어셈블리(140)에 의해 열린 상태에서 제 2 바디(540)는 제 1 바디(520)와 다른 높이에 위치된다. 예컨대, 개구(104)가 열린 상태에서 제 2 바디(540)는 제 1 바디(520)보다 낮은 높이에 위치될 수 있다.
또한, 플라즈마 경계 제한 유닛(500)은 상부 전극(420)과 전기적으로 연결되도록 상부 전극(420)에 접촉되도록 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 제 1 바디(510)의 상면은 링 부재(424)의 하면에 접촉되도록 제공될 수 있다. 플라즈마 경계 제한 유닛(500)은 도전성 재질로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면 플라즈마 경계 제한 유닛(500)은 상부 전극(420)과 동일한 재질로 제공될 수 있다. 예컨대, 플라즈마 경계 제한 유닛(500)은 실리콘 또는 금속 재질로 제공될 수 있다. 이 경우, 플라즈마 경계 제한 유닛(500)은 상부 전극(420)과 유사한 기능을 수행할 수 있다. 플라즈마 경계 제한 유닛(500)과 상부 전극(420)의 면적의 합은 하부 전극의 면적보다 더 크게 제공되므로, 하부 전극(440)과 인접한 영역에 플라즈마가 더욱 집중된다. 이로 인해 기판의 식각률이 향상된다.
다른 실시예에 의하면, 플라즈마 경계 제한 유닛(500)은 절연 재질로 제공될 수 있다. 예컨대 플라즈마 경계 제한 유닛(500)은 석영(quartz)으로 제공될 수 있다. 또한, 플라즈마 경계 제한 유닛(500)은 상부 전극(420)과 이격되게 제공될 수 있다.
도 5 내지 도 8은 도 1의 기판 처리 장치(10)를 이용하여 공정을 수행하는 과정을 순차적으로 보여주는 도면들이다. 도 1의 기판 처리 장치(10)에서 기판(W)을 처리하는 방법의 일 예는 다음과 같다. 먼저, 도 5와 같이 도어 어셈블리(140)가 아래 방향으로 이동되어 공정 챔버(100)의 개구(104)가 열리면 이와 동시에 제 2 바디(540)는 제 1 바디(520)의 아래로 이동된다. 도 6과 같이 기판(W)을 반송하는 반송 부재(190)에 의해 기판(W)은 개구(104) 및 플라즈마 경계 제한 유닛(500)을 통해 방전 공간(102)으로 유입된다. 도 7과 같이 기판(W)은 지지 유닛(200)에 안착되고, 이와 함께 반송 부재(190)가 공정 챔버(100) 외부로 이동된다. 도 8과 같이 도어 어셈블리(140)가 위 방향으로 이동되어 공정 챔버(100)의 개구(104)가 닫히면, 이와 동시에 제 2 바디(540)는 제 1 바디(520)와 결합되어 플라즈마 경계 제한 유닛(500)은 전체적으로 링 형상을 이룬다. 이 상태에서, 공정 가스가 방전 공간(102) 내로 공급되고, 방전 공간(102) 내에서 플라즈마가 발생되며, 플라즈마에 의해 기판(W)이 처리된다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 플라즈마 경계 제한 유닛(500)이 제 1 바디(520)와 제 2 바디(540)로 분리되고 기판(W)의 출입시 제 2 바디(540)만 상하로 이동되므로 상하 이동에 걸리는 부하를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 플라즈마 경계 제한 유닛(500)이 제 1 바디(520)와 제 2 바디(540)로 분리되고 제 2 바디(540)가 도어 어셈블리(140)에 결합되어 도어 어셈블리(140)와 함께 상하로 이동되므로 제 2 바디(540)의 이동을 위한 구동기를 추가로 제공할 필요가 없다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 제 2 바디(540)의 이동이 도어 어셈블리(140)의 이동과 구조적으로 동시에 이루어지도록 제공되어 있으므로, 기판 처리 장치(10)의 제어가 더욱 간편하다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 개구(104)의 개폐와 제 2 바디(540)의 이동이 동시에 이루어지므로, 공정 챔버(100)로 기판(W)을 반입할 때부터 플라즈마 처리 후 공정 챔버(100)로부터 기판(W)을 반출할 때까지 소요되는 단계 또는 시간을 줄일 수 있다.
도 9 내지 도 10은 각각 도 1의 기판 처리 장치(10)의 변형된 예를 보여준다. 도 9 내지 도 10의 기판 처리 장치(10a, 10b)에서 플라즈마 경계 제한 유닛(500a, 500b)은 대체로 도 1의 플라즈마 경계 제한 유닛(500)과 동일 또는 유사한 구조로 제공된다.
도 9의 기판 처리 장치(10a)에서 플라즈마 소스(400a)는 유도 결합형 플라즈마(inductively coupled plasma) 소스를 가진다. 플라즈마 소스(400a)는 공정 챔버(100a)의 외부에 배치되는 안테나(420a)를 가지고, 안테나(420a)에는 고주파 전원(460a)이 연결될 수 있다. 일 예에 의하면, 안테나(420a)는 공정 챔버(100a)의 상부에 제공될 수 있다.
도 10의 기판 처리 장치(10b)에서 도어 어셈블리(140b)는 내측 도어 없이 외측 도어(142b) 만을 가진다. 이 경우 제 2 바디(540b)는 연결 부재(146b)에 의해 외측 도어(142b)에 직접 결합될 수 있다.
도 11 내지 도 22는 각각 플라즈마 경계 제한 유닛(500d~500j)의 다른 예를 보여주는 도면들이다. 도 11 내지 도 22의 각각의 플라즈마 경계 제한 유닛(500d~500k, 500m, 500n, 500p, 500q)은 도 1, 그리고 도 9 내지 도 10의 기판 처리 장치(500, 500a)에 제공될 수 있다.
도 11의 플라즈마 경계 제한 유닛(500d)에서 플레이트(564d)는 도 1의 플레이트(564)에 비해 아래 방향으로 더 길게 제공된다. 플레이트(564d)의 하단은 지지 유닛(200d)의 상면보다 높게 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 제 2 바디(540d)가 아래 방향으로 이동된 상태에서 제 2 바디(540d)의 플레이트(564d)는 배기 홀(103)과 인접한 위치에 제공될 수 있다. 도 11의 플라즈마 경계 제한 유닛(500d) 사용시 플레이트(564d)가 높이 방향으로 길게 제공됨에 따라 플레이트들(564d) 사이에 제공된 공간 내에서 플레이트(564d)의 높이 방향을 따른 가스의 흐름이 방해되므로, 플라즈마가 플라즈마가 경계 제한 유닛의 외부로 빠져나가는 것을 더 효율적으로 방지할 수 있다.
도 12의 플라즈마 경계 제한 유닛(500e)에서 제 1 바디(520e)와 제 2 바디(540e)는 각각 상하 방향으로 마주보는 2개의 링체(562e, 566e)를 가지고, 플레이트들(564e)은 링체들(562e, 566e) 사이에 제공될 수 있다. 이 경우, 방전 공간(102) 내의 플라즈마가 플레이트(564e)의 높이 방향을 따라 플라즈마 경계 제한 유닛(500e)의 외부로 빠져나가는 것을 더 효율적으로 방지할 수 있다.
도 13의 플라즈마 경계 제한 유닛(500f)에서 각각의 플레이트(564f)는 높이 방향을 따라 굴곡진 형태를 가진다. 이 경우, 방전 공간(102f) 내의 플라즈마가 플레이트(564f)의 높이 방향을 따라 플라즈마 경계 제한 유닛(500f)의 외부로 빠져나가는 것을 더 효율적으로 방지할 수 있다.
도 14의 플라즈마 경계 제한 유닛(500g)에서 각각의 플레이트(564g)는 길이 방향을 따라 굴곡진 형태를 가진다. 이 경우, 방전 공간(102) 내의 플라즈마가 플레이트(564g)의 길이 방향을 따라 플라즈마 경계 제한 유닛(500g)의 외부로 빠져나가는 것을 더 효율적으로 방지할 수 있다.
도 15의 플라즈마 경계 제한 유닛(500h)에서 플레이트(564h)의 폭은 플레이트(564h)의 길이 방향을 따라 방전 공간(102)에서 멀어지도록 두껍게 제공될 수 있다. 이로 인해, 인접하는 플레이트(564h)들 간의 간격은 반경 방향을 따라 동일하도록 제공된다. 이 경우, 도 1의 플라즈마 경계 제한 유닛(500)에 비해 방전 공간(102) 내의 플라즈마가 플레이트(564h)의 길이 방향을 따라 플라즈마 경계 제한 유닛(500h)의 외부로 빠져나가는 것을 더 효율적으로 방지할 수 있다.
도 16의 플라즈마 경계 제한 유닛(500i)에서 플레이트(564i)의 폭은 플레이트(564i)의 높이에 따라 변경될 수 있다. 이로 인해 인접하는 플레이트(564i)들 간의 간격이 상하 방향으로 상이하게 제공된다. 이 경우 상부 전극(도 1의 420)과 인접한 영역과 하부 전극(도 1의 440)과 인접한 영역을 통해 방전 공간(102)으로부터 배기되는 가스의 량을 조절할 수 있다. 일 예에 의하면, 플레이트(564i)의 폭은 아래로 갈수록 점차적으로 두껍게 제공함으로써 방전 공간(102) 내 상부 영역에서 빠져나가는 플라즈마의 량을 줄일 수 있다. 선택적으로 도 17의 플라즈마 경계 제한 유닛(500j)과 같이 플레이트(564j)의 폭은 아래로 갈수록 단차지면서 두껍게 제공될 수 있다. 도 16과 도 17의 플라즈마 경계 제한 유닛(500i, 500j) 사용시, 기판(W)의 전체 영역에서 식각률을 향상시킬 수 있다.
도 18의 플라즈마 경계 제한 유닛(500k)에서 원주 방향을 따라 플레이트들(564k)의 간격은 상이하게 제공될 수 있다. 이 경우, 기판(W)의 영역별로 식각률을 조절할 수 있다. 플레이트들(564k) 간의 간격이 좁게 제공된 영역과 인접한 영역에서 기판(W)의 식각률은 플레이트들(564k) 간의 간격이 상대적으로 넓게 제공된 영역과 인접한 영역에서 기판(W)의 식각률보다 높다.
도 19의 플라즈마 경계 제한 유닛(500m)에서 링체(520m)의 위치는 도 1과 상이하게 제공될 수 있다.예컨대, 도 19와 같이 링체(520m)는 플레이트들(540m)의 외측면 상단에 제공될 수 있다. 선택적으로 링체는 플레이트들의 내측면 상단에 제공될 수 있다.
도 20은 플라즈마 경계 제한 유닛(500n)에서 플레이트들을 결합시키는 결합부재는 링체 이외의 다른 구성으로 제공될 수 있다. 예컨대, 결합 부재는 인접하는 플레이트들(540n)을 연결하는 복수의 연결 로드(520n)로 제공될 수 있다. 연결 로드(520n)는 플레이트들(540n) 사이에 제공되며, 인접하는 플레이트들(540n)의 상단 영역에 결합될 수 있다.
도 21은 플라즈마 경계 제한 유닛(500p)의 또 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도 21을 참조하면, 플라즈마 경계 제한 유닛(500p)은 복수의 플라즈마 경계 제한 링(510p) 및 브라켓(570p)을 가진다. 각각의 플라즈마 경계 제한 링(510p)은 대체로 도 3의 플라즈마 경계 제한 유닛(500)에서 링체(562)와 동일한 형상을 가진다. 즉, 각각의 플라즈마 경계 제한 링(510p)은 제 1 바디(520p)와 제 2 바디(540p)를 가지고, 도 3의 플레이트(564)는 도 21의 플라즈마 경계 제한 유닛(500p)에는 제공되지 않는다.
복수의 플라즈마 경계 제한 링(510p)은 대체로 서로 동일한 형상을 가진다. 복수의 플라즈마 경계 제한 링(510p)은 서로 상하 방향으로 일정 거리 이격되게 제공된다. 인접하는 플라즈마 경계 제한 링들(510p) 사이의 간격은 방전 공간(102) 내 가스가 빠져나가는 통로로서 제공된다. 일 예에 의하면 플라즈마 경계 제한 링(510p)은 3개가 제공될 수 있다. 그러나 플라즈마 경계 제한 링(510p)의 수는 이에 한정되지 않는다. 플라즈마 경계 제한 링들(510p)의 제 2 바디(540p)는 브라켓(570p)에 의해 서로 결합된다. 브라켓(570p)은 도 1과 같이 도어 어셈블리(도 1의 140)에 고정결합될 수 있다.
도 22는 플라즈마 경계 제한 유닛(500q)의 또 다른 실시예를 보여주는 도면이다. 앞의 실시예들에서 플라즈마 경계 제한 유닛의 링체는 서로 분리 가능한 제 1 바디와 제 2 바디를 가지는 것으로 설명하였다. 그러나 이와 달리 도 22와 같이 플라즈마 경계 제한 유닛(500q)에서 링체(520q)는 일체로 제공될 수 있다. 이 경우, 플라즈마 경계 제한 유닛(500q)은 전체가 상하 방향으로 이동된다. 상하 방향으로 이동은 도 1과 같이 링체가 도어 어셈블리와 결합되어 도어 어셈블리와 함께 도어 구동기에 의해 이동될 수 있다. 또한, 도 11 내지 도 21의 플라즈마 경계 제한 유닛에서도 링체 또는 플라즈마 경계 제한 링은 제 1 바디와 제 2 바디로 분리되지 않고 일체로 제공될 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 140 : 도어 어셈블리
520 : 제 1 바디 540 : 제 2 바디
562 : 링체 564 : 플레이트
200 : 지지 유닛 300 : 가스 공급 유닛
400 : 플라즈마 발생 유닛 500 : 플라즈마 경계 제한 유닛

Claims (2)

  1. 기판이 출입되는 개구가 형성되고, 상기 개구를 개폐하는 도어 어셈블리를 가지는 공정 챔버와;
    상기 공정 챔버 내에 위치되며 기판을 지지하는 지지 유닛과;
    상기 공정 챔버 내로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
    상기 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 생성 유닛과;
    상기 공정 챔버 내에서 상기 지지 유닛의 상부에 위치된 방전 공간을 감싸도록 제공되어, 상기 방전 공간으로부터 플라즈마가 빠져나가는 것을 최소화하는 플라즈마 경계 제한 유닛(plasma boundary limiter unit)을 포함하되,
    상기 플라즈마 경계 제한 유닛은 상기 도어 어셈블리에 결합되어, 상기 도어 어셈블리와 함께 상하 방향으로 이동되는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마 경계 제한 유닛은,
    제 1 바디와;
    상기 공정 챔버 내에서 상기 제 1 바디에 대해 상하로 이동 가능하게 제공되는 제 2 바디를 포함하고,
    상기 제 1 바디와 상기 제 2 바디는 서로 조합되어 링 형상을 가지는 기판 처리 장치.
KR1020120062081A 2012-06-11 2012-06-11 기판 처리 장치 및 방법 KR102086795B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120062081A KR102086795B1 (ko) 2012-06-11 2012-06-11 기판 처리 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120062081A KR102086795B1 (ko) 2012-06-11 2012-06-11 기판 처리 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130138474A true KR20130138474A (ko) 2013-12-19
KR102086795B1 KR102086795B1 (ko) 2020-04-14

Family

ID=49984176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120062081A KR102086795B1 (ko) 2012-06-11 2012-06-11 기판 처리 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102086795B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11049737B2 (en) 2017-10-26 2021-06-29 Semes Co. Ltd. Apparatus and method for treating substrate
KR20210111268A (ko) * 2016-06-29 2021-09-10 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 노출 후 베이크를 위한 장치

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000030896A (ja) * 1998-07-10 2000-01-28 Anelva Corp プラズマ閉込め装置
KR20010104669A (ko) * 2000-05-12 2001-11-26 조셉 제이. 스위니 플라즈마 강화 ｃｖｄ 공정에 대한 플라즈마 에지 효과의감소
KR20040107692A (ko) * 2003-06-09 2004-12-23 주성엔지니어링(주) 플라즈마 차폐막을 구비한 슬롯 밸브 어셈블리
KR20050062751A (ko) * 2003-12-22 2005-06-27 어댑티브프라즈마테크놀로지 주식회사 이중 도어 게이트 밸브를 가지는 챔버 장비
KR20070004305A (ko) * 2005-07-04 2007-01-09 주식회사 아이피에스 건식식각장치
KR100884414B1 (ko) * 2001-05-16 2009-02-19 램 리서치 코포레이션 애노드형 플라즈마 반응기 및 방법
KR20100061702A (ko) * 2007-09-29 2010-06-08 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
JP2012028682A (ja) * 2010-07-27 2012-02-09 Mitsubishi Electric Corp プラズマ装置およびこれを用いた半導体薄膜の製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000030896A (ja) * 1998-07-10 2000-01-28 Anelva Corp プラズマ閉込め装置
KR20010104669A (ko) * 2000-05-12 2001-11-26 조셉 제이. 스위니 플라즈마 강화 ｃｖｄ 공정에 대한 플라즈마 에지 효과의감소
KR100884414B1 (ko) * 2001-05-16 2009-02-19 램 리서치 코포레이션 애노드형 플라즈마 반응기 및 방법
KR20040107692A (ko) * 2003-06-09 2004-12-23 주성엔지니어링(주) 플라즈마 차폐막을 구비한 슬롯 밸브 어셈블리
KR20050062751A (ko) * 2003-12-22 2005-06-27 어댑티브프라즈마테크놀로지 주식회사 이중 도어 게이트 밸브를 가지는 챔버 장비
KR20070004305A (ko) * 2005-07-04 2007-01-09 주식회사 아이피에스 건식식각장치
KR20100061702A (ko) * 2007-09-29 2010-06-08 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
JP2012028682A (ja) * 2010-07-27 2012-02-09 Mitsubishi Electric Corp プラズマ装置およびこれを用いた半導体薄膜の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210111268A (ko) * 2016-06-29 2021-09-10 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 노출 후 베이크를 위한 장치
US11049737B2 (en) 2017-10-26 2021-06-29 Semes Co. Ltd. Apparatus and method for treating substrate

Also Published As

Publication number Publication date
KR102086795B1 (ko) 2020-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9597704B2 (en) Plasma boundary limiter unit and apparatus for treating substrate
JP5196385B2 (ja) 半導体製造装置
JP5948026B2 (ja) 半導体製造装置及び処理方法
JP5668925B2 (ja) シャワーヘッドおよびこれを含む基板処理装置、並びにシャワーヘッドを用いてプラズマを供給する方法
KR101440124B1 (ko) 플라즈마 경계 제한 유닛, 그리고 기판 처리 장치
KR101909478B1 (ko) 기판 처리 장치
US10153137B2 (en) Support unit, substrate treating apparatus including the same, and method for treating a substrate
KR101974420B1 (ko) 기판처리장치 및 방법
KR102189151B1 (ko) 기판처리장치
KR20120079961A (ko) 라이너 어셈블리 및 이를 구비하는 기판 처리 장치
CN105655222A (zh) 支撑单元和包括其的基板处理装置
KR101817210B1 (ko) 플라즈마 발생 장치, 그를 포함하는 기판 처리 장치, 및 그 제어 방법
KR102099886B1 (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
KR20130138474A (ko) 기판 처리 장치
KR20140073687A (ko) 기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR101395229B1 (ko) 기판 처리 장치
KR102044389B1 (ko) 기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR101966800B1 (ko) 기판처리장치 및 방법
KR102323320B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101955575B1 (ko) 기판처리장치 및 방법
KR102129766B1 (ko) 플라즈마 경계 제한 유닛, 그리고 기판 처리 장치 및 방법
KR101605719B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102175084B1 (ko) 가스 분사 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR102310460B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101272779B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant