KR20150051109A

KR20150051109A - 기판 처리 장치

Info

Publication number: KR20150051109A
Application number: KR1020130166499A
Authority: KR
Inventors: 김형준; 김승규
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2015-05-11
Also published as: KR101543696B1; KR101570177B1; KR20150051192A

Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 내부에 상면이 개방된 처리 공간을 가지는 챔버; 상기 챔버 내에 배치되며 기판을 지지하는 지지유닛; 상기 챔버의 개방된 상면에 설치되어 상기 개방된 상면을 덮는 유전체 어셈블리; 및 상기 유전체 어셈블리의 상측에 위치되고, 상기 챔버 내로 공급되는 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 안테나를 가지는 플라즈마 소스를 포함하되; 상기 유전체 어셈블리는 유전체 윈도우; 및 상기 유전체 윈도우의 상부면에 설치되고, 상기 유전체 윈도우을 가열하는 비금속 재질의 가열 유닛을 포함한다.

Description

기판 처리 장치{Apparatus for treating substrate}

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에 관한 것이다.

플라즈마 발생장치에는 박막증착을 위한 플라즈마 장치(Plasma Enhanced Chemical Vaper Deposition, PECVD), 증착된 박막을 식각하여 패터닝하는 식각장치, 스퍼터(Sputter), 애싱(Ashing) 장치 등이 있다.

또한, 이러한 플라즈마 장치는 RF전력의 인가방식에 따라 용량결합형(Capacitively Coupled Plasma, CCP) 장치와 유도결합형(Inductively Coupled Plasma, ICP) 장치로 구분된다. 용량결합형 장치는 서로 대향되는 평행판과 전극에 RF전력을 인가하여 전극 사이에 수직으로 형성되는 RF전기장을 이용하여 플라즈마를 발생시키는 방식이다. 유도결합형 장치는 안테나에 의하여 유도되는 유도전기장을 이용하여 소스물질을 플라즈마로 변환시키는 방식이다.

종래 유도결합형 장치는 안테나가 코일 형상으로 제공되어, 안테나 하부에 제공되는 지지판의 전면을 고온으로 균일하게 제어하기 어렵다. 또한, 가열 부재는 안테나와의 간섭 때문에 지지판의 측면에 제공될 수 밖에 없어, 지지판의 온도를 전면적으로 균일하게 제어하기 힘들다.

본 발명의 실시예들은 지지판의 온도를 균일하게 조절 가능한 기판 처리 장치를 제공하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 상면이 개방된 처리 공간을 가지는 챔버; 상기 챔버 내에 배치되며 기판을 지지하는 지지유닛; 상기 챔버의 개방된 상면에 설치되어 상기 개방된 상면을 덮는 유전체 어셈블리; 및 상기 유전체 어셈블리의 상측에 위치되고, 상기 챔버 내로 공급되는 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 안테나를 가지는 플라즈마 소스를 포함하되; 상기 유전체 어셈블리는 유전체 윈도우; 및 상기 유전체 윈도우의 상부면에 설치되고, 상기 유전체 윈도우을 가열하는 비금속 재질의 가열 유닛을 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.

또한, 상기 유전체 윈도우은 상부에서 바라볼 때 상기 안테나와 대향되는 제1영역과, 상기 안테나와 대향되지 않는 제2영역으로 구분되고, 상기 가열 유닛은 상기 제2영역에 제공될 수 있다.

또한, 상기 유전체 윈도우은 상부에서 바라볼 때 상기 안테나와 대향되는 제1영역과, 상기 안테나와 대향되지 않는 제2영역으로 구분되고, 상기 가열 유닛은 상기 제1영역과 상기 제2영역에 각각 독립 제어가 가능하게 제공될 수 있다.

또한, 상기 가열 유닛은 박막형 카본히터 필름을 포함할 수 있다.

또한, 상기 비금속 재질은 탄소 나노 튜브를 포함할 수 있다.

또한, 상기 유전체 어셈블리는상기 유전체 윈도우를 냉각하는 냉각 라인을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 냉각 라인은 상부에서 바라볼 때 상기 안테나와 대향되게 제공될 수 있다.

또한, 상기 가열 유닛은 복수 개의 영역으로 구획화되고, 구획된 영역별로 독립 제어가 가능할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면 비금속 히터를 적용하여 상부 안테나에 인가되는 RF 커플링 효과를 최소화할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 안테나 형상을 고려하여 히팅 영역을 개별 구현함으로써 안테나 하부의 발열부위와 그외 지역의 온도 구배를 맞출 수 있는 각별한 효과를 갖는다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 챔버를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 1의 유전체 어셈블리를 보여주는 측단면도이ek.
도 4는 유전체 어셈블리의 평면도이다.
도 5는 유전체 어셈블리의 변형예를 보여주는 측단면도이다.
도 6은 가열 유닛의 다양한 형태를 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 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.

본 발명의 실시예에서는 플라즈마를 이용하여 기판을 식각하는 기판처리장치 에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 챔버 내에 플라즈마를 공급하여 공정을 수행하는 다양한 종류의 장치에 적용 가능하다.

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

도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리한다. 예를 들어, 기판 처리 장치(10)는 기판(W)에 대하여 식각 공정을 수행할 수 있다. 기판 처리 장치(10)는 챔버(100), 지지 유닛(200), 가스 공급 유닛(300), 플라즈마 소스(400) 그리고 배플 유닛(500)을 포함한다.

챔버(100)는 기판 처리 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 챔버(100)는 하우징(110), 유전체 어셈블리(120), 그리고 라이너(130)를 포함한다.

하우징(110)은 내부에 상면이 개방된 공간을 가진다. 하우징(110)의 내부 공간은 기판 처리 공정이 수행되는 공간으로 제공된다. 하우징(110)은 금속 재질로 제공된다. 일 예로, 하우징(110)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 하우징(110)은 접지될 수 있다. 하우징(110)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성된다. 배기홀(102)은 배기 라인(151)과 연결된다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 하우징의 내부 공간에 머무르는 가스는 배기 라인(151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 하우징(110) 내부는 소정 압력으로 감압된다.

라이너(130)는 하우징(110) 내부에 제공된다. 라이너(130)는 상면 및 하면이 개방된 공간이 내부에 형성된다. 일 예로, 라이너(130)는 원통 형상으로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110)의 내측면에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110)의 내측면을 따라 제공된다. 라이너(130)의 상단에는 지지 링(131)이 형성된다. 지지 링(131)은 링 형상의 판으로 제공되며, 라이너(130)의 둘레를 따라 라이너(130)의 외측으로 돌출된다. 지지 링(131)은 하우징(110)의 상단에 놓이며, 라이너(130)를 지지한다. 라이너(130)는 하우징(110)과 동일한 재질로 제공될 수 있다. 일 예로, 라이너(130)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110) 내측면을 보호한다. 공정 가스가 여기되는 과정에서 챔버(100) 내부에는 아크(Arc) 방전이 발생될 수 있다. 아크 방전은 주변 장치들을 손상시킨다. 라이너(130)는 하우징(110)의 내측면을 보호하여 하우징(110)의 내측면이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지한다. 또한, 기판 처리 공정 중에 발생한 불순물이 하우징(110)의 내측벽에 증착되는 것을 방지한다. 라이너(130)는 하우징(110)에 비하여 비용이 저렴하고, 교체가 용이하다. 따라서, 아크 방전으로 라이너(130)가 손상될 경우, 작업자는 새로운 라이너(130)로 교체할 수 있다.

하우징(110)의 내부에는 지지 유닛(200)이 위치한다. 지지 유닛(200)은 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(200)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척(210)을 포함할 수 있다. 이와 달리, 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 정전 척(210)을 포함하는 지지 유닛(200)에 대하여 설명한다.

지지 유닛(200)은 정전 척(210), 절연 플레이트(250) 그리고 하부 커버(270)를 포함한다. 지지 유닛(200)은 챔버(100) 내부에서 하우징(110)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치된다.

정전 척(210)은 지지판(220), 전극(223), 히터(225), 베이스판(230), 그리고 포커스 링(240)을 포함한다.

지지판(220)은 정전 척(210)의 상단부에 위치한다. 지지판(220)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공될 수 있다. 지지판(220)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 지지판(220)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 갖는다. 때문에, 기판(W) 가장자리 영역은 지지판(220)의 외측에 위치한다.

지지판(220)에는 제1 공급 유로(221)가 형성된다. 제1 공급 유로(221)는 지지판(210)의 상면으로부터 저면으로 제공된다. 제1 공급 유로(221)는 서로 이격하여 복수개 형성되며, 기판(W)의 저면으로 열전달 매체가 공급되는 통로로 제공된다.

지지판(220)의 내부에는 하부 전극(223)과 히터(225)가 매설된다. 하부 전극(223)은 히터(225)의 상부에 위치한다. 하부 전극(223)은 제1 하부 전원(223a)과 전기적으로 연결된다. 제1 하부 전원(223a)은 직류 전원을 포함한다. 하부 전극(223)과 제1 하부 전원(223a) 사이에는 스위치(223b)가 설치된다. 하부 전극(223)은 스위치(223b)의 온/오프(ON/OFF)에 의해 제1 하부 전원(223a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치(223b)가 온(ON) 되면, 하부 전극(223)에는 직류 전류가 인가된다. 하부 전극(223)에 인가된 전류에 의해 하부 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 지지판(220)에 흡착된다.

히터(225)는 제2 하부 전원(225a)과 전기적으로 연결된다. 히터(225)는 제2 하부 전원(225a)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 지지판(220)을 통해 기판(W)으로 전달된다. 히터(225)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 소정 온도로 유지된다. 히터(225)는 나선 형상의 코일을 포함한다.

지지판(220)의 하부에는 베이스판(230)이 위치한다. 지지판(220)의 저면과 베이스판(230)의 상면은 접착제(236)에 의해 접착될 수 있다. 베이스판(230)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 베이스판(230)의 상면은 중심 영역이 가장자리 영역보다 높게 위치되도록 단차질 수 있다. 베이스판(230)의 상면 중심 영역은 지지판(220)의 저면에 상응하는 면적을 가지며, 지지판(220)의 저면과 접착된다. 베이스판(230)에는 제1 순환 유로(231), 제2 순환 유로(232), 그리고 제2 공급 유로(233)가 형성된다.

제1 순환 유로(231)는 열전달 매체가 순환하는 통로로 제공된다. 제1 순환 유로(231)는 베이스판(230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제1 순환 유로(231)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제1 순환 유로(231)들은 서로 연통될 수 있다. 제1 순환 유로(231)들은 동일한 높이에 형성된다.

제2 순환 유로(232)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공된다. 제2 순환 유로(232)는 베이스판(230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제2 순환 유로(232)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제2 순환 유로(232)들은 서로 연통될 수 있다. 제2 순환 유로(232)는 제1 순환 유로(231)보다 큰 단면적을 가질 수 있다. 제2 순환 유로(232)들은 동일한 높이에 형성된다. 제2 순환 유로(232)는 제1 순환 유로(231)의 하부에 위치될 수 있다.

제2 공급 유로(233)는 제1 순환 유로(231)부터 상부로 연장되며, 베이스판(230)의 상면으로 제공된다. 제2 공급 유로(243)는 제1 공급 유로(221)에 대응하는 개수로 제공되며, 제1 순환 유로(231)와 제1 공급 유로(221)를 연결한다.

제1 순환 유로(231)는 열전달 매체 공급라인(231b)을 통해 열전달 매체 저장부(231a)와 연결된다. 열전달 매체 저장부(231a)에는 열전달 매체가 저장된다. 열전달 매체는 불활성 가스를 포함한다. 실시예에 의하면, 열전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함한다. 헬륨 가스는 공급 라인(231b)을 통해 제1 순환 유로(231)에 공급되며, 제2 공급 유로(233)와 제1 공급 유로(221)를 순차적으로 거쳐 기판(W) 저면으로 공급된다. 헬륨 가스는 플라즈마에서 기판(W)으로 전달된 열이 정전 척(210)으로 전달되는 매개체 역할을 한다.

제2 순환 유로(232)는 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 냉각 유체 저장부(232a)와 연결된다. 냉각 유체 저장부(232a)에는 냉각 유체가 저장된다. 냉각 유체 저장부(232a) 내에는 냉각기(232b)가 제공될 수 있다. 냉각기(232b)는 냉각 유체를 소정 온도로 냉각시킨다. 이와 달리, 냉각기(232b)는 냉각 유체 공급 라인(232c) 상에 설치될 수 있다. 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 제2 순환 유로(232)에 공급된 냉각 유체는 제2 순환 유로(232)를 따라 순환하며 베이스판(230)을 냉각한다. 베이스판(230)은 냉각되면서 지지판(220)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킨다.

포커스 링(240)은 정전 척(210)의 가장자리 영역에 배치된다. 포커스 링(240)은 링 형상을 가지며, 지지판(220)의 둘레를 따라 배치된다. 포커스 링(240)의 상면은 외측부(240a)가 내측부(240b)보다 높도록 단차질 수 있다. 포커스 링(240)의 상면 내측부(240b)는 지지판(220)의 상면과 동일 높이에 위치된다. 포커스 링(240)의 상면 내측부(240b)는 지지판(220)의 외측에 위치된 기판(W)의 가장자리 영역을 지지한다. 포커스 링(240)의 외측부(240a)는 기판(W)의 가장자리 영역을 둘러싸도록 제공된다. 포커스 링(240)은 챔버(100) 내에서 플라즈마가 기판(W)과 마주하는 영역으로 집중되도록 한다.

베이스판(230)의 하부에는 절연 플레이트(250)가 위치한다. 절연 플레이트(250)는 베이스판(230)에 상응하는 단면적으로 제공된다. 절연 플레이트(250)는 베이스판(230)과 하부 커버(270) 사이에 위치한다. 절연 플레이트(250)는 절연 재질로 제공되며, 베이스판(230)과 하부 커버(270)를 전기적으로 절연시킨다.

하부 커버(270)는 지지 유닛(200)의 하단부에 위치한다. 하부 커버(270)는 하우징(110)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치한다. 하부 커버(270)는 상면이 개방된 공간이 내부에 형성된다. 하부 커버(270)의 상면은 절연 플레이트(250)에 의해 덮어진다. 따라서 하부 커버(270)의 단면의 외부 반경은 절연 플레이트(250)의 외부 반경과 동일한 길이로 제공될 수 있다. 하부 커버(270)의 내부 공간에는 반송되는 기판(W)을 외부의 반송 부재로부터 정전 척(210)으로 이동시키는 리프트 핀 모듈(미도시) 등이 위치할 수 있다.

하부 커버(270)는 연결 부재(273)를 갖는다. 연결 부재(273)는 하부 커버(270)의 외측면과 하우징(110)의 내측벽을 연결한다. 연결 부재(273)는 하부 커버(270)의 외측면에 일정한 간격으로 복수개 제공될 수 있다. 연결 부재(273)는 지지 유닛(200)을 챔버(100) 내부에서 지지한다. 또한, 연결 부재(273)는 하우징(110)의 내측벽과 연결됨으로써 하부 커버(270)가 전기적으로 접지(grounding)되도록 한다. 제1 하부 전원(223a)과 연결되는 제1 전원라인(223c), 제2 하부 전원(225a)과 연결되는 제2 전원라인(225c), 열전달 매체 저장부(231a)와 연결된 열전달 매체 공급라인(231b) 그리고 냉각 유체 저장부(232a)와 연결된 냉각 유체 공급 라인(232c)등은 연결 부재(273)의 내부 공간을 통해 하부 커버(270) 내부로 연장된다.

가스 공급 유닛(300)은 챔버(100) 내부에 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(300)은 가스 공급 노즐(310), 가스 공급 라인(320), 그리고 가스 저장부(330)를 포함한다. 일 예로, 가스 공급 노즐(310)은 유전체 어셈블리(120)의 중앙부에 설치될 수 있다. 가스 공급 노즐(310)의 저면에는 분사구가 형성된다. 분사구는 밀폐 커버(120)의 하부에 위치하며, 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(320)은 가스 공급 노즐(310)과 가스 저장부(330)를 연결한다. 가스 공급 라인(320)은 가스 저장부(330)에 저장된 공정 가스를 가스 공급 노즐(310)에 공급한다. 가스 공급 라인(320)에는 밸브(321)가 설치된다. 밸브(321)는 가스 공급 라인(320)을 개폐하며, 가스 공급 라인(320)을 통해 공급되는 공정 가스의 유량을 조절한다. 또 다른 예로, 가스 공급 노즐(310)은 유전체 어셈블리(120)의 중앙이 아닌 하우징(110)의 상단 테두리를 따라 제공될 수 있다.

플라즈마 소스(400)는 챔버(100) 내에 공정가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 플라즈마 소스(400)로는 유도결합형 플라즈마(ICP: inductively coupled plasma) 소스가 사용될 수 있다. 플라즈마 소스(400)는 안테나 실(410), 안테나(420), 그리고 플라즈마 전원(430)을 포함할 수 있다. 안테나 실(410)은 하부가 개방된 원통 형상으로 제공된다. 안테나 실(410)은 내부에 공간이 제공된다. 안테나 실(410)은 챔버(100)와 대응되는 직경을 가지도록 제공된다. 안테나 실(410)의 하단은 유전체 어셈블리(120)에 탈착 가능하도록 제공된다. 안테나(420)는 안테나 실(410)의 내부에 배치된다. 안테나(420)는 복수 회 감기는 나선 형상의 코일로 제공되고, 플라즈마 전원(430)과 연결된다. 안테나(420)는 플라즈마 전원(430)으로부터 전력을 인가받는다. 플라즈마 전원(430)은 챔버(100) 외부에 위치할 수 있다. 전력이 인가된 안테나(420)는 챔버(100)의 처리공간에 전자기장을 형성할 수 있다. 공정가스는 전자기장에 의해 플라즈마 상태로 여기된다.

배플 유닛(500)은 하우징(110)의 내측벽과 지지 유닛(200)의 사이에 위치된다. 배플 유닛(500)은 관통홀들이 형성된 몸체를 포함한다. 배플 유닛(500)의 몸체는 환형의 링 형상으로 제공된다. 하우징(110) 내에 제공된 공정가스는 배플 유닛(500)의 관통홀들을 통과하여 배기홀(102)로 배기된다. 배플 유닛(500)의 형상 및 관통홀들의 형상에 따라 공정가스의 흐름이 제어될 수 있다.

도 2는 도 1의 챔버(100)를 보여주는 사시도이다. 도 3은 도 1의 유전체 어셈블리를 보여주는 측단면도이고, 도 4는 유전체 어셈블리의 평면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 유전체 어셈블리(120)는 하우징(110)의 개방된 상면을 덮는다. 유전체 어셈블리(120)는 판 형상으로 제공되며, 하우징(110)의 내부공간을 밀폐시킨다. 유전체 어셈블리(120)는 분리 가능하도록 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 유전체 어셈블리(120)는 플라즈마 전원(430)으로부터 안테나(420)로 공급되는 알에프(RF, Radio-Frequency) 파워가 투과될 수 있도록 유전체 윈도우(Dielectric Window, 122)와, 유전체 윈도우(122)의 상부면에 설치되는 가열 유닛(140)을 포함한다.

유전체 윈도우(122)는 석영 유리, 또는 질화알루미늄과 같은 세라믹 절연체로 마련될 수 있다. 유전체 윈도우(122의 상부에는 코일 구조의 유도 결합형 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP) 안테나(420)가 위치된다. 유전체 윈도우(122)는 하우징(110)과 동일한 직경을 갖는다.

가열 유닛(140)은 유전체 윈도우(122)를 가열한다. 가열 유닛(140)은 유전체 윈도우(122) 상면에 제공될 수 있다. 가열 유닛(미도시)을 통하여 발생된 열은 유전체 어셈블리(120) 전체로 전달된다.

도시하지 않았지만, 가열 유닛(140)이 설치된 유전체 윈도우(122)는 코딩막에 의해 둘러싸일 수 있다. 코딩막은 내화학성이 우수한 재질을 포함한다. 일 예에 의하면, 코딩막은 테프론(Teflon)을 포함할 수 있다.

가열 유닛(140)은 비금속 재질의 박막형 필름 형태로 제공될 수 있다. 일 예로, 가열 유닛(140)은 탄소 나노 튜브를 이용한 박막형 카본히터 필름일 수 있다.

가열 유닛(140)은 복수 개의 영역으로 구획화될 수 있으며, 각각의 구획된 영역은 독립 제어가 가능할 수 있다. 일 예로, 유전체 윈도우(122)는 상부에서 바라볼 때 안테나(420)와 대향되는 제1영역(X1)과, 안테나(420)와 대향되지 않는 제2영역(X2)으로 구분될 수 있으며, 가열 유닛(140)은 제2영역(X2)에만 제공될 수 있다. 가열 유닛(140)이 안테나(420)와 대향되는 제1영역(X1)에 설치되지 않은 이유는, 안테나(420)에 알에프(RF, Radio-Frequency) 파워가 인가되면, 안테나 자체 발열 및 유도자기장에 의한 커플링 효과에 의한 발열이 발생된다. 이러한 원인들에 의해 안테나(420)와 대향되는 유전체 윈도우(122)의 제1영역(X1) 온도가 올라가게 된다. 따라서, 유전체 윈도우(122)의 균일한 온도 분포를 위해 가열 유닛(140)은 제2영역(X2)에만 제공될 수 있다.

가열 유닛(140)은 플라즈마를 이용한 기판 처리 공정 중 또는 공정 전에 유전체 어셈블리(120)를 가열할 수 있다. 이로 인하여 유전체 어셈블리(122)는 기판 처리 공정 중의 급격한 온도 변화가 일어나는 것을 방지할 수 있고, 균일한 온도 구배를 형성할 수 있다. .

한편, 냉각 라인(128)은 유전체 윈도우(122)에 제공된다. 일 예로, 냉각 라인(128)은 유전체 윈도우(122) 내부에 매설될 수 있다. 냉각 라인(128)은 유전체 윈도우(122)를 냉각시킨다. 상부에서 바라볼 때, 냉각 라인(128)은 안테나(420)가 제공된 영역과 대향되는 영역(X2)에 제공될 수 있다.

도 5는 유전체 어셈블리의 변형예를 보여주는 측단면도이다.

도 5를 참조하면, 유전체 어셈블리(120a)는 유전체 윈도우(Dielectric Window, 122)와, 유전체 윈도우(122)의 상부면에 설치되는 가열 유닛(140a,140b)을 포함한다.

다만, 가열 유닛(140q,140b)은 안테나(420)와 대향되는 제1영역(X1)과, 안테나(420)와 대향되지 않는 제2영역(X2)에 각각 제공될 수 있다. 제1영역과 제2영역에 각각 제공되는 가열 유닛(140a,140b)은 각각 독립 제어가 가능할 수 있다.

도 6은 가열 유닛의 다양한 형태를 보여주는 도면이다.

도 6에서와 같이, 가열 유닛(140c)은 안테나의 크기, 형태, 플라즈마 밀도의 제어 영역 등에 따라 다양하게 변경가능하다.

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: 기판 처리 장치 100 : 챔버
200 : 지지유닛 300 : 가스 공급 유닛
400 : 플라즈마 소스 500 : 배플 유닛
120 : 유전체 어셈블리 122 : 유전체 윈도우
140 : 가열 유닛

Claims

기판 처리 장치에 있어서:
내부에 상면이 개방된 처리 공간을 가지는 챔버;
상기 챔버 내에 배치되며 기판을 지지하는 지지유닛;
상기 챔버의 개방된 상면에 설치되어 상기 개방된 상면을 덮는 유전체 어셈블리; 및
상기 유전체 어셈블리의 상측에 위치되고, 상기 챔버 내로 공급되는 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 안테나를 가지는 플라즈마 소스를 포함하되;
상기 유전체 어셈블리는
유전체 윈도우; 및
상기 유전체 윈도우의 상부면에 설치되고, 상기 유전체 윈도우을 가열하는 비금속 재질의 가열 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 유전체 윈도우은
상부에서 바라볼 때 상기 안테나와 대향되는 제1영역과, 상기 안테나와 대향되지 않는 제2영역으로 구분되고,
상기 가열 유닛은
상기 제2영역에 제공되는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 유전체 윈도우은
상부에서 바라볼 때 상기 안테나와 대향되는 제1영역과, 상기 안테나와 대향되지 않는 제2영역으로 구분되고,
상기 가열 유닛은
상기 제1영역과 상기 제2영역에 각각 독립 제어가 가능하게 제공되는 기판 처리 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 가열 유닛은
박막형 카본히터 필름을 포함하는 기판 처리 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 비금속 재질은 탄소 나노 튜브를 포함하는 기판 처리 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 유전체 어셈블리는
상기 유전체 윈도우을 냉각하는 냉각 라인을 더 포함하는 기판 처리 장치.
제6항에 있어서,
상기 냉각 라인은 상부에서 바라볼 때 상기 안테나와 대향되게 제공되는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 가열 유닛은 복수 개의 영역으로 구획화되고, 구획된 영역별로 독립 제어가 가능한 기판 처리 장치.