KR20140043013A

KR20140043013A - 플라스마 처리 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20140043013A
Application number: KR1020120141022A
Authority: KR
Inventors: 멜리키안; 구일교; 성효성; 이수진; 김현중
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2014-04-08
Also published as: KR101395245B1

Abstract

플라스마 처리 장치가 개시된다. 플라스마 처리 장치는 내부에 공간이 형성된 챔버;상기 챔버 내에 위치하며 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 상기 챔버 내로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 상기 챔버의 상부에 위치하며 상기 공정 가스로부터 플라스마를 발생시키는 전자기파를 제공하는 안테나를 가지는 플라스마 소스 유닛; 상기 안테나의 상부에 위치되어 상기 안테나로부터 상기 챔버와 반대방향으로 제공되는 전자기파를 상기 챔버를 향하는 방향으로 반사시키는 반사판; 및 상기 반사판의 위치를 이동시키는 반사판 구동부를 포함한다.

Description

플라스마 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE USING PLASMA}

본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라스마를 이용하여 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

반도체 소자의 제조 공정 중 식각, 증착, 그리고 세정 공정 등은 플라스마를 이용하여 기판을 처리한다. 플라스마를 이용한 공정은 챔버 내부에 공정 가스를 분사하고, 공정 가스로부터 플라스마를 발생시켜 기판으로 제공한다.

한국 등록특허 제10-854995호에는 플라스마를 이용하여 기판을 처리하는 장치가 개시된다. 상기 선행기술에는 챔버 덮개에 제공된 유도 코일(또는 안테나)에서 전자기장이 형성되어 공정가스로부터 플라스마가 생성된다.

유도 코일에서는 전자기장이 방사상으로 형성된다. 유도 코일의 하부에서 발생된 전장기장은 챔버로 제공되어 플라스마 생성에 사용되나, 유도 코일의 상부에서 발생된 전자기장은 챔버 내부로 제공되지 않는다. 이러한 장치는 유도 코일에서 발생하는 전자기장의 사용 효율을 감소시킬 뿐만 아니라, 플라스마의 생성 효율을 떨으뜨린다.

한국 등록특허 제10-854995호

본 발명은 챔버 내부에서 생성되는 플라스마 밀도를 조절할 수 있는 플라스마 처리 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 안테나에서 발생하는 전자기파의 사용 효율을 향상시킬 수 있는 플라스마 처리 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 플라스마 처리 장치는 내부에 공간이 형성된 챔버;상기 챔버 내에 위치하며 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 상기 챔버 내로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 상기 챔버의 상부에 위치하며 상기 공정 가스로부터 플라스마를 발생시키는 전자기파를 제공하는 안테나를 가지는 플라스마 소스 유닛; 상기 안테나의 상부에 위치되어 상기 안테나로부터 상기 챔버와 반대방향으로 제공되는 전자기파를 상기 챔버를 향하는 방향으로 반사시키는 반사판; 및 상기 반사판의 위치를 이동시키는 반사판 구동부를 포함한다.

또한, 상기 반사판 구동부는 상기 반사판을 상하방향으로 이동시킬 수 있다.

또한, 상기 반사판은 금속 재질로 제공될 수 있다.

또한, 상기 안테나는 나선 형상의 코일로 제공되며, 상기 반사판은 상기 안테나와 마주하는 저면이 평평하게 제공될 수 있다.

또한, 상기 반사판은 상기 안테나와 마주하는 저면이 오목한 곡면으로 제공될 수 있다.

또한, 상기 챔버 내에 발생된 플라스마 밀도를 측정하는 센서; 및 상기 센서에서 측정된 플라스마 밀도에 따라 상기 반사판과 상기 안테나의 거리가 변동되도록 상기 안테나 구동부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 플라스마 처리 방법은 기판이 제공된 챔버 내부로 공정 가스를 공급하고, 상기 챔버 상부에 위치한 안테나에서 인가되는 전자기파를 상기 챔버 내부에 제공하여 상기 공정 가스로부터 플라스마를 발생시키되, 상기 안테나로부터 상기 챔버와 반대방향으로 제공되는 전자기파는 상기 안테나의 상부에 제공된 반사판에서 반사시켜 상기 챔버 내부로 제공한다.

또한, 상기 반사판은 상기 안테나와의 거리가 변동되도록 상하방향으로 이동할 수 있다.

또한, 상기 반사판은 상기 기판의 공정 처리 단계에 따라 이동할 수 있다.

또한, 상기 반사판은 1매의 기판에 대한 공정 진행 중 반복적으로 이동할 수 있다.

또한, 상기 챔버 내부의 플라스마 밀도를 측정하고, 상기 플라스마 밀도에 따라 상기 반사판을 이동시킬 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 플라스마 처리 방법은 챔버 내부로 공정 가스를 공급하여 제1기판을 처리하고, 상기 제1기판의 처리 후 제2기판을 처리하되, 상기 공정 가스는 상기 챔버 상부에 위치한 안테나에서 제공되는 전자기파에 의해 플라스마 상태로 여기되고, 상기 제1기판의 공정 처리가 진행되는 동안, 상기 안테나의 상부에 제공된 반사판은 제1지점에서 상기 전자기파를 반사시켜 상기 챔버 내부로 제공하고, 상기 제2기판의 공정 처리가 진행되는 동안, 상기 안테나는 상기 제1지점과 상이한 제2지점에서 상기 전자기파를 반사시켜 상기 챔버 내부로 제공한다.

또한, 상기 제1지점과 상기 제2지점은 상하방향으로 상기 안테나와의 사이 거리가 상이할 수 있다.

또한, 상기 반사판은 상하방향으로 반복적으로 이동할 수 있다.

본 발명에 의하면, 챔버 내에 제공되는 전자기파의 밀도가 조절가능하므로, 챔버 내에서의 플라스마 발생 밀도가 조절된다.

또한, 본 발명에 의하면, 안테나로부터 챔버의 반대 방향으로 발생하는 전자기파를 반사시켜 챔버 내에 제공하므로 전자기파 사용 효율이 향상된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 1의 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 또 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 플라스마 처리 장치(10)는 챔버(100), 기판 지지 유닛(200), 가스 공급 유닛(300), 플라스마 소스 유닛(400), 그리고 반사 유닛(500)을 포함한다. 챔버(100)는 플라스마 처리가 수행되는 공간을 제공하고, 기판 지지 유닛(200)은 챔버(100) 내부에서 기판(W)을 지지한다. 가스 공급 유닛(300)은 챔버 (100) 내부로 공정 가스를 공급하고, 플라스마 소스 유닛(400)은 챔버(100) 내부에 전자기파를 제공하여 공정 가스로부터 플라스마를 생성한다. 반사 유닛(500)은 플라스마 소스 유닛(400)에서 발생하는 전자기파를 반사시켜 챔버(100) 내부로 제공한다. 이하, 각 구성에 대해 상세하게 설명한다.

챔버(100)는 챔버 바디(110)와 유전체 커버(120)를 포함한다. 챔버 바디(110)는 상면이 개방되고, 내부에 공간이 형성된다. 챔버 바디(110)의 바닥벽에는 배기홀(113)이 형성된다. 배기홀(113)은 배기 라인(117)과 연결되며, 챔버 바디(110) 내부에 머무르는 가스와 공정 과정에서 발생한 반응 부산물이 외부로 배출되는 통로를 제공한다. 배기홀(113)은 챔버 바디(110)의 바닥벽 가장자리영역에 복수 개 형성될 수 있다.

유전체 커버(120)는 챔버 바디(110)의 개방된 상면을 밀폐한다. 유전체 커버(120)는 챔버 바디(110) 둘레에 상응하는 반경을 가진다. 유전체 커버(120)는 유전체 재질로 제공될 수 있다. 유전체 커버(120)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 유전체 커버(120)와 챔버 바디(110)에 의해 에워싸지는 공간은 플라스마 처리 공정이 수행되는 처리 공간(130)으로 제공된다.

기판 지지 유닛(200)은 처리 공간(130)에 위치하며, 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(200)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 고정하거나, 기계적 클램핑 방식으로 기판(W)을 지지할 수 있다. 이하, 기판 지지 유닛(200)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 고정하는 방식을 예를 들어 설명한다.

기판 지지 유닛(200)은 유전판(210), 전극(220), 히터(230), 포커스 링(240), 절연판(250), 접지판(260), 하우징(270), 그리고 리프트 핀 유닛(280)을 포함한다.

유전판(210)은 원판 형상으로 제공된다. 유전판(210)의 상면은 기판(W)에 상응하거나, 기판(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 유전판(210)의 상면에는 돌출부(211)들이 형성될 수 있다. 기판(W)은 돌출부(211)들에 지지되며, 유전판(210)의 상면과 소정 간격 이격된다. 유전판(210)은 하부 영역이 상부 영역보다 큰 반경을 갖도록 측면이 단차질 수 있다.

전극(220)은 유전판(210) 내부에 매설된다. 전극은 두께가 얇은 전도성 재질의 원판으로 제공되며, 케이블(221)을 통해 외부 전원(미도시)과 연결된다. 외부 전원에서 인가된 전력은 전극(220)과 기판(W) 사이에 정전기력을 형성하여 기판(W)을 유전판(210)의 상면에 고정시킨다.

히터(230)는 유전판(210) 내부에 제공된다. 히터(230)는 전극(220)의 하부에 제공될 수 있다. 히터(230)는 케이블(231)을 통해 외부 전원(미도시)과 연결된다. 히터(230)는 외부 전원에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 유전판(210)을 거쳐 기판(W)으로 전달되며, 기판(W)을 소정 온도로 가열한다. 히터(230)는 나선 형상의 코일로 제공되며, 균일한 간격으로 유전판(210) 내부에 매설될 수 있다.

포커스 링(240)은 링 형상으로 제공되며, 유전판(210)의 상부 영역 둘레를 따라 배치된다. 포커스 링(240)의 상면은 유전판(210)에 인접한 내측부가 외측부보다 낮도록 단차질 수 있다. 포커스 링(240)의 상면 내측부는 유전판(210)의 상면과 동일 높에에 위치할 수 있다. 포커스 링(240)은 플라스마가 형성되는 영역의 중심에 기판(W)이 위치하도록 전자기장 형성 영역을 확장시킨다. 이에 의해 기판 전체 영역에 걸쳐 플라스마가 균일하게 형성될 수 있다.

절연판(250)은 유전판(210)의 하부에 위치하며, 유전판(210)을 지지한다. 절연판(250)은 소정 두께를 갖는 원판으로, 유전판(210)에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 절연판(250)은 절연 재질로 제공된다. 절연판(250)은 케이블(251)을 통해 RF 전원(미도시)과 연결된다. 케이블(251)을 통해 절연판(250)에 인가된 RF 전류는 기판 지지 유닛(200)과 유전체 커버(120) 사이에 전자기장을 형성한다. 전자기장은 플라스마를 생성하는 에너지로 제공된다.

절연판(250)에는 냉각 유로(212)가 형성될 수 있다. 냉각 유로(212)는 히터(220)의 하부에 형성된다. 냉각 유로(212)는 냉각 유체가 순환하는 통로를 제공한다. 냉각 유체의 열은 유전판(210)과 기판(W)으로 전달되며, 가열된 유전판(210)과 기판(W)을 신속하게 냉각한다. 냉각 유로(212)는 나선 형상으로 형성될 수 있다. 이와 달리, 냉각 유로(212)는 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 유로들은 서로 연통될 수 있다. 이와 달리, 냉각 유로(213)는 접지판(260)에 형성될 수 있다.

접지판(260)은 절연판(250)의 하부에 위치한다. 접지판(260)은 소정 두께를 갖는 원판으로, 절연판(250)에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 접지판(260)은 접지된다. 접지판(260)은 절연판(250)과 챔버 바디(110)를 전기적으로 절연시킨다.

유전판(210), 절연판(250), 그리고 접지판(260)에는 핀 홀(201)과 퍼지 가스 공급홀(202)이 형성된다. 핀 홀(201)은 유전판(210)의 상면으로부터 접지판(260)의 하면으로 제공된다. 핀 홀(210)은 복수 개 형성되며, 내부에 리프트 핀(281)이 각각 위치한다.

퍼지 가스 공급홀(202)은 복수 개 형성되며, 유전판(210)의 상면으로부터 접지판(260)의 하면으로 제공된다. 퍼지 가스 공급홀(202)은 퍼지 가스 공급 라인(203)과 연결되며, 퍼지 가스가 공급되는 유로로 제공된다. 퍼지 가스는 기판(W)과 유전판(210)의 상면 사이 공간으로 공급된다. 기판(W)과 유전판(210) 사이에 머무르는 퍼지 가스는 유전판(210)에서 기판(W)으로 열 전달 효율을 향상시킨다. 퍼지 가스는 불활성 가스를 포함한다. 퍼지 가스는 헬륨(He) 가스일 수 있다.

하우징(270)은 접지판(260)의 하부에 위치하며, 접지판(260)을 지지한다. 하우징(270)은 소정 높이를 갖는 원통으로, 내부에 공간이 형성된다. 하우징(270)은 접지판(260)에 상응하는 변경을 가질 수 있다. 하우징(270)의 내부에는 각종 케이블(203, 221, 231, 251)들과 리프트 핀 유닛(280)이 위치한다.

리프트 핀 유닛(280)은 유전판(210)에 기판(W)을 로딩하거나, 유전판(210)으로부터 기판(W)을 언로딩한다.리프트 핀 유닛(280)은 리프트 핀(281), 지지판(282), 그리고 구동부(283)를 포함한다. 리프트 핀(281)은 복수 개 제공되며, 핀 홀(201)들 각각에 위치한다. 리프트 핀(281)들은 핀 홀(201)들을 따라 상하방향으로 이동하며, 기판(W)을 로딩/언로딩한다.

지지판(282)은 하우징(270)의 내부에 위치하며, 리프트 핀(281)들을 지지한다. 구동부(283)는 지지판(282)을 승강시킨다. 구동부(283)의 구동으로 지지판(282)은 상하방향으로 이동하며, 이에 의해 리프트 핀(281)들은 핀 홀(201)들을 따라 이동한다.

접지판(260)과 지지판(282) 사이에는 벨로우즈(284)가 제공될 수 있다. 벨로우즈(284)는 하우징(270) 내에 위치하는 리프트 핀(281) 영역을 에워싼다. 벨로우즈(284)는 지지판(282)의 승강에 따라 수축 및 팽창한다.

배플(290)은 챔버(100) 내에서 공정가스의 흐름을 제어한다. 배플(290)은 링 형상으로 제공되며, 챔버(110)와 기판 지지 유닛(200) 사이에 위치한다. 배플(290)에는 분배홀(291)들이 형성된다. 챔버(100) 내에 머무르는 공정가스는 분배홀(291)들을 통과하여 배기홀(113)에 유입된다. 분배홀(291)들의 형상 및 배열에 따라 배기홀(113)로 유입되는 공정 가스의 흐름이 제어될 수 있다.

가스 공급 유닛(300)은 챔버(100) 내부에 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(300)은 노즐(310), 가스 저장부(320), 그리고 가스 공급 라인(330)을 포함한다.

노즐(310)은 유전체 커버(120)에 장착된다. 노즐(310)은 유전체 커버(120)의 중심영역에 위치할 수 있다. 노즐(310)은 가스 공급 라인(330)을 통해 가스 저장부(330)와 연결된다. 가스 공급 라인(330)에는 밸브(340)가 설치된다. 밸브(340)는 가스 공급 라인(330)을 개폐하고, 공정 가스의 공급 유량을 조절한다. 가스 저장부(320)에 저장된 공정 가스는 가스 공급 라인(330)을 통해 노즐(310)에 공급되고, 노즐(310)로부터 챔버(100) 내부로 분사된다. 노즐(310)은 주로 처리 공간(130)의 중앙 영역으로 공정 가스를 공급한다. 이와 달리, 가스 공급 유닛(300)은 챔버 바디(110)의 측벽에 장착된 노즐(미도시)을 더 포함할 수 있다. 노즐은 처리 공간(130)의 가장 자리 영역으로 공정 가스를 공급한다.

플라스마 소스 유닛(400)은 공정 가스로부터 플라스마를 생성한다. 플라스마 소스 유닛(400)은 안테나(410), 전원(420), 그리고 상부 커버(430)를 포함한다.

안테나(410)는 챔버(100)의 상부에 제공된다. 안테나(410)는 나선 형상의 코일로 제공될 수 있다. 전원(420)은 케이블을 통해 안테나(410)와 연결되며, 고주파 전력을 안테나(410)에 인가한다. 고주파 전력의 인가로 안테나(410)에서는 전자기파가 발생한다. 전자기파는 안테나(410)를 중심으로 방사상으로 발생한다. 전자기파 중 일부는 챔버(100) 내부로 제공되고, 나머지 일부는 챔버(100)와 반대방향으로 제공된다. 챔버(100) 내부로 제공된 전자기파는 챔버(100) 내부에 유도 전기장을 형성한다. 공정 가스는 유도 전기장으로부터 이온화에 필요한 에너지를 얻어 플라스마로 생성된다. 플라스마는 기판(W)에 제공되며, 에칭 공정을 수행할 수 있다.

반사 유닛(500)은 안테나(410)로부터 챔버(100)와 반대 방향으로 제공되는 전자기파를 반사시켜 챔버(100) 내부로 제공한다. 반사 유닛(500)은 반사판(510), 반사판 구동부(520), 센서(530), 그리고 제어부(540)를 포함한다.

반사판(510)은 안테나(410)의 상부에 위치한다. 반사판(510)은 소정 두께를 갖는 금속 재질의 판으로 전자기파를 반사한다. 실시예에 의하면, 반사판(510)은 하면이 평평하게 제공될 수 있다. 안테나(410)로부터 챔버(100)와 반대방향으로 제공되는 전자기파는 반사판(510)의 하면에 반사되어 챔버(100) 내부로 제공된다.

반사판 구동부(520)는 반사판(510)의 위치를 이동시킨다. 반사판 구동부(520)는 반사판(510)을 상하방향으로 이동시킨다. 반사판 구동부(520)의 구동으로, 반사판(510)과 안테나(410)의 사이 거리가 변동된다. 반사판(510)과 안테나(410)의 사이 거리에 따라 반사판(510)에 반사되어 챔버(100) 내부로 제공되는 전자기파의 세기가 달라진다. 반사판(510)과 안테나(410)의 사이 거리가 가까워지면 챔버(100) 내부로 반사되는 전자기파의 세기가 커지고, 반사판(510)과 안테나(410)의 사이 거리가 멀어지면 챔버(100) 내부로 반사되는 전자기파의 세기가 약해진다. 이러한 반사 전자기파의 세기 변화는 챔버(100) 내부에 형성되는 전자기장의 세기를 변화시키고, 플라스마 발생 영역을 변화시킨다.

센서(530)는 챔버(100) 내부에 생성된 플라스마 밀도를 측정한다. 센서(530)는 챔버(100) 내부 또는 외부에 위치하여 챔버(100) 내의 플라스마 밀도를 측정할 수 있다.

센서(530)에서 측정된 플라스마 밀도는 제어부(540)에 수신된다. 제어부(540)는 챔버(100) 내부의 플라스마 밀도에 따라 반사판(510)의 위치가 이동하도록 반사판 구동부(420)를 제어한다. 제어부(540)는 안테나(410)에 가까이 반사판(510)을 위치시켜 챔버(100) 내부의 플라스마 밀도를 높일 수 있고, 안테나(410)로부터 멀어지도록 반사판(510)을 이동시켜 챔버(100) 내부의 플라스마 밀도를 낮출 수 있다.

이하, 상술한 플라스마 처리 장치를 이용하여 플라스마 처리 방법을 설명하도록 한다.

리프트 핀(281)의 승강으로 기판(W)이 유전판(210)의 상면에 놓이고, 유전판(210)에 고정된다. 노즐(310)을 통해 챔버(100) 내부로 공정 가스가 공급된다. 외부 전원으로부터 안테나(410)와 절연판(250)에 각각 고주파 전력이 인가된다. 고주파 전력의 인가로 안테나(410)에는 전자기파가 발생한다. 안테나(410)로부터 챔버(100) 측으로 발생되는 전자기파는 챔버(100) 내부로 직접 전달되고, 챔버(100)의 반대방향으로 발생되는 전자기파는 반사판(510)에 반사되어 챔버(100) 내부로 전달된다. 안테나(410)와 절연판(250)에 의해 발생된 전자기파는 유전체 커버(120)와 기판 지지 유닛(200) 사이 공간에 유도 전기장을 형성하며, 유도 전기장에 의해 공정 가스로부터 플라스마가 발생한다. 발생된 플라스마는 기판(W)으로 공급된다.

공정이 수행되는 동안, 센서(530)는 챔버(100) 내의 플라스마 밀도를 측정하고, 제어부(540)는 플라스마 밀도에 따라 반사판(510)의 위치가 변동되도록 반사판 구동부(520)를 제어한다. 플라스마 밀도가 낮은 경우, 제어부(540)는 도 2와 같이 안테나(410)에 인접하도록 반사판(510)을 이동시킨다. 안테나(410)로부터 챔버(100) 반대방향으로 발생되는 전자기파(e2)는 짧은 거리에서 반사판(510)에 반사되어 챔버(100) 측으로 제공된다. 안테나(410)로부터 직접 제공되는 전자기파(e1)와 반사판(510)에 반사된 전자기파(e2)가 중첩되므로, 챔버(100) 내에 제공되는 전자기파 밀도가 높아진다. 이는 공정 가스로부터 발생되는 플라스마 밀도를 높인다.

제어부(540)는 챔버(100) 내의 플라스마 밀도가 높은 경우, 도 3과 같이 안테나(410)로부터 멀어지도록 반사판(510)을 이동시킨다. 안테나(410)로부터 챔버 (100) 반대 방향으로 발생되는 전자기파(e3)는 도 2에 비해 상대적으로 긴 거리를 이동 후 반사판(510)에 반사되므로, 챔버(100) 내에 제공되는 전자기파 밀도가 상대적으로 낮다. 이로 인해 공정 가스로부터 발생하는 플라스마 밀도가 낮아진다.

제어부(540)는 도 4와 같이 안테나(410)와의 거리가 변동되도록 반사판(510)을 반복적으로 이동시킬 수 있다. 제어부(540)는 안테나(410)와의 거리가 가까워지고 멀어지는 것이 반복되도록 반사판(510)을 연속적으로 상하방향으로 이동시킬 수 있다. 이에 의해 챔버(100) 내에 제공되는 전자기파 밀도가 높아졌다 낮아졌다를 반복한다. 이는 안테나(410)에 펄스 신호가 인가되는 경우와 동일한 효과를 발생시킨다. 반사판(510)이 상하방향으로 이동하는 시간 간격 조절은 펄스 신호가 인가되는 간격에 대응한다.

1매의 기판 처리는 복수의 공정 단계에 의해 이루어질 수 있다. 각 단계에서 반사판(510)과 안테나(410) 사이 거리는 변동될 수 있다. 반사판(510)과 안테나(410)의 사이 거리는 각 단계에서 요구되는 공정 조전에 따라 변동된다.

다른 실시예에 의하면, 반사판(510)과 안테나(410)의 사이 거리는 공정 처리에 제공되는 기판들에 따라 달라질 수 있다. 제1기판을 처리하는 경우, 반사판(510)은 도 2와 같이 제1지점에 위치하고, 제2기판을 처리하는 경우, 반사판(510)은 도 3과 같이 제2지점에 위치할 수 있다. 제2지점은 제1지점과 상이한 위치이다. 제2지점은 제1지점에 비하여 상대적으로 안테나(410)로부터 먼 위치이다. 이처럼, 반사판(510)의 위치는 공정 처리에 제공되는 기판들의 상태에 따라 변동될 수 있다. 또한, 반사판(510)은 기판들의 공정 처리가 진행되는 동안 서로 상이한 구간에서 상하방향으로 반복적으로 이동할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라스마 처리 장치를 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 반사판(510)의 저면(510a)은 곡면으로 제공될 수 있다. 반사판(510)의 저면(510a)은 내측으로 오목한 곡면으로 제공될 수 있다. 곡면(510a)은 반사판(410)의 영역에 따라 전자기파의 반사각을 달리한다. 곡면(510a)의 곡률은 챔버(100) 내에 생성되는 플라스마의 영역별 밀도 차이에 따라 결정될 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

10: 플라스마 처리 장치 100: 챔버
110: 챔버 바디 120: 유전체 커버
200: 기판 지지 유닛 210: 유전판
220: 전극 230: 히터
240: 포커스 링 250: 절연판
260: 접지판 270: 하우징
280: 리프트 핀 유닛 300: 가스 공급 유닛
310: 노즐 320: 가스 저장부
330: 가스 공급 라인 400: 플라스마 소스 유닛
410: 안테나 420: 전원
430: 상부 커버 500: 반사 유닛
510: 반사판 520: 반사판 구동부
530: 센서 540: 제어부

Claims

내부에 공간이 형성된 챔버;
상기 챔버 내에 위치하며 기판을 지지하는 기판 지지 유닛;
상기 챔버 내로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛;
상기 챔버의 상부에 위치하며 상기 공정 가스로부터 플라스마를 발생시키는 전자기파를 제공하는 안테나를 가지는 플라스마 소스 유닛;
상기 안테나의 상부에 위치되어 상기 안테나로부터 상기 챔버와 반대방향으로 제공되는 전자기파를 상기 챔버를 향하는 방향으로 반사시키는 반사판; 및
상기 반사판의 위치를 이동시키는 반사판 구동부를 포함하는 플라스마 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 반사판 구동부는 상기 반사판을 상하방향으로 이동시키는 플라스마 처리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 반사판은 금속 재질로 제공되는 플라스마 처리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 안테나는 나선 형상의 코일로 제공되며,
상기 반사판은 상기 안테나와 마주하는 저면이 평평하게 제공되는 플라스마 처리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 반사판은 상기 안테나와 마주하는 저면이 오목한 곡면으로 제공되는 플라스마 처리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 챔버 내에 발생된 플라스마 밀도를 측정하는 센서; 및
상기 센서에서 측정된 플라스마 밀도에 따라 상기 반사판과 상기 안테나의 거리가 변동되도록 상기 안테나 구동부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 플라스마 처리 장치.
기판이 제공된 챔버 내부로 공정 가스를 공급하고,
상기 챔버 상부에 위치한 안테나에서 인가되는 전자기파를 상기 챔버 내부에 제공하여 상기 공정 가스로부터 플라스마를 발생시키되,
상기 안테나로부터 상기 챔버와 반대방향으로 제공되는 전자기파는 상기 안테나의 상부에 제공된 반사판에서 반사시켜 상기 챔버 내부로 제공하는 플라스마 처리 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 반사판은 상기 안테나와의 거리가 변동되도록 상하방향으로 이동하는 플라스마 처리 방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 반사판은 상기 기판의 공정 처리 단계에 따라 이동하는 플라스마 처리 방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 반사판은 1매의 기판에 대한 공정 진행 중 반복적으로 이동하는 플라스마 처리 방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 챔버 내부의 플라스마 밀도를 측정하고,
상기 플라스마 밀도에 따라 상기 반사판을 이동시키는 플라스마 처리 방법.
챔버 내부로 공정 가스를 공급하여 제1기판을 처리하고, 상기 제1기판의 처리 후 제2기판을 처리하되,
상기 공정 가스는 상기 챔버 상부에 위치한 안테나에서 제공되는 전자기파에 의해 플라스마 상태로 여기되고,
상기 제1기판의 공정 처리가 진행되는 동안, 상기 안테나의 상부에 제공된 반사판은 제1지점에서 상기 전자기파를 반사시켜 상기 챔버 내부로 제공하고,
상기 제2기판의 공정 처리가 진행되는 동안, 상기 안테나는 상기 제1지점과 상이한 제2지점에서 상기 전자기파를 반사시켜 상기 챔버 내부로 제공하는 플라스마 처리 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 제1지점과 상기 제2지점은 상하방향으로 상기 안테나와의 사이 거리가 상이한 플라스마 처리 방법.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 반사판은 상하방향으로 반복적으로 이동하는 플라스마 처리 방법.