KR20160004408A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 내부 공간이 형성된 공정 챔버, 상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 기판을 지지하는 지지 유닛, 상기 공정 챔버 내부로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛, 상기 하우징 내부에 공급된 상기 공정 가스를 여기시키는 플라즈마 생성 유닛을 포함하되, 상기 플라즈마 생성 유닛은, 접지되어 제공되는 상부 전극, 상기 상부 전극과 대향되게 제공되는 하부 전극, 그리고 상기 하부 전극에 연결되는 전원 유닛을 포함하되, 상기 전원 유닛은, 제 1 주파수를 갖는 제 1 전원, 제 2 주파수를 갖는 제 2 전원, 그리고 제 3 주파수를 갖는 제 3 전원을 포함하되, 상기 제 1 주파수, 상기 제 2 주파수, 그리고 상기 제 3 주파수는 순차적으로 고주파로 제공될 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체소자를 제조하기 위해서, 기판을 포토리소그라피, 식각, 애싱, 이온주입, 박막증착, 그리고 세정 등 다양한 공정을 수행하여 기판 상에 원하는 패턴을 형성한다. 이 중 식각 공정은 기판 상에 형성된 막 중 선택된 가열 영역을 제거하는 공정으로 습식식각과 건식식각이 사용된다.
이 중 건식식각을 위해 플라즈마를 이용한 식각 장치가 사용된다. 일반적으로 플라즈마를 형성하기 위해서는 챔버의 내부공간에 전자기장을 형성하고, 전자기장은 챔버 내에 제공된 공정가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다.
플라즈마는 이온이나 전자, 라디칼등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말한다. 플라즈마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성된다. 반도체 소자 제조 공정은 플라즈마를 사용하여 식각 공정을 수행한다. 식각 공정은 플라즈마에 함유된 이온 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다. 이 때, 식각 효율을 위해서는 고에너지의 이온이 다량 생성되어야 한다. 그러나, 종래의 기판 처리 장치는 회로적인 측면에서, 제공되는 접지 면적이 접지 면적으로 확실히 인지되지 못하고 식각 효율성이 떨어진다.
본 발명은 식각 효율을 높일 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 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 발명은 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 내부 공간이 형성된 공정 챔버, 상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 기판을 지지하는 지지 유닛, 상기 공정 챔버 내부로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛, 상기 하우징 내부에 공급된 상기 공정 가스를 여기시키는 플라즈마 생성 유닛을 포함하되, 상기 플라즈마 생성 유닛은, 접지되어 제공되는 상부 전극, 상기 상부 전극과 대향되게 제공되는 하부 전극, 그리고 상기 하부 전극에 연결되는 전원 유닛을 포함하되, 상기 전원 유닛은, 제 1 주파수를 갖는 제 1 전원, 제 2 주파수를 갖는 제 2 전원, 그리고 제 3 주파수를 갖는 제 3 전원을 포함하되, 상기 제 1 주파수, 상기 제 2 주파수, 그리고 상기 제 3 주파수는 순차적으로 고주파로 제공될 수 있다.
상기 기판 처리 장치는 상기 하우징 내에서 상기 지지 유닛의 상부인 방전 공간을 감싸는 접지 전극을 가지는 접지 전극 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 접지 전극 유닛은, 상기 접지 전극을 접지시키는 접지라인을 더 포함하며, 상기 접지라인 상에는 임피던스가 연결될 수 있다.
상기 임피던스는 커패시터를 포함할 수 있다.
상기 임피던스는 인덕턴스를 포함할 수 있다.
상기 공정은 식각 공정일 수 있다.
또한, 본 발명은 기판 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판을 처리하는 방법에 있어서, 서로 대향되게 제공되는 상부 전극 및 하부 전극을 갖는 공정 챔버 내 플라즈마를 생성하여 기판을 식각하되, 상기 상부 전극은 접지시키고 상기 하부 전극에는 서로 상이한 제 1 주파수, 제 2 주파수, 그리고 제 3 주파수를 인가하되, 상기 제 1 주파수, 상기 제 2 주파수, 그리고 상기 제 3 주파수는 순차적으로 고주파로 제공될 수 있다.
상기 공정 챔버 내에서, 자기바이어스(self bias)를 형성할 때는 상기 제 1 주파수를 주로 인가하고, 플라즈마 변수를 제어할 때는 상기 제 2 주파수를 주로 인가할 수 있다.
상기 공정 챔버 내에서, 상기 기판의 중앙 영역과 가장자리 영역 간의 식각 균일도를 제어할 때는 상기 제 3 주파수를 주로 인가할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 공정을 수행하는 내부 공간이 형성된 하우징, 상기 하우징 내부에 위치하며, 기판을 지지하는 지지 유닛, 상기 하우징 내부로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛, 서로 대향되게 제응되는 상부 전극 및 하부 전극을 갖고, 상기 하우징 내부에 공급된 상기 공정 가스를 여기시키는 플라즈마 생성 유닛 그리고 상기 하우징 내에서 상기 지지 유닛의 상부인 방전 공간을 감싸는 접지 전극 및 상기 접지 전극을 접지시키는 접지 라인을 가지는 접지 전극 유닛을 포함하되, 상기 접지라인 상에는 임피던스가 연결될 수 있다.
상기 임피던스는 커패시터를 포함할 수 있다.
상기 임피던스는 인덕턴스를 포함할 수 있다.
상기 접지 전극은 복수 개가 상하로 서로 이격되게 제공될 수 있다.
상기 복수 개의 접지 전극들은 전기적으로 서로 연결되게 제공될 수 있다.
상기 접지 전극 유닛은 상기 접지 전극을 상하 방향으로 이동시키는 구동기를 더 포함할 수 있다.
상기 상부 전극은 접지되고, 상기 하부 전극은 서로 상이한 주파수의 전원들을 포함하는 고주파 유닛을 포함할 수 있다.
상기 고주파 유닛은, 제 1 주파수를 갖는 제 1 전원, 제 2 주파수를 갖는 제 2 전원, 그리고 제 3 주파수를 갖는 제 3 전원을 포함하되, 상기 제 1 주파수, 상기 제 2 주파수, 그리고 상기 제 3 주파수는 순차적으로 고주파로 제공될 수 있다.
상기 공정은 식각 공정일 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 식각 효율을 높일 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
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 보여주는 단면도이다.
도 2는 접지 전극의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 접지 전극 유닛의 임피던스를 보여주는 도면이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 접지 전극 유닛의 임피던스를 보여주는 도면이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
본 발명의 실시예에서는 플라즈마를 이용하여 기판을 세정하는 기판 처리 장치 에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 그 상부에 놓여진 기판을 가열하는 다양한 종류의 장치에 적용 가능하다.
또한 본 발명의 실시예에서는 지지 유닛으로 정전 척을 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 지지 유닛은 기계적 클램핑에 의해 기판을 지지하거나, 진공에 의해 기판을 지지할 수 있다.
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), 라이너 유닛(130), 지지 유닛(200), 가스 공급 유닛(300), 플라즈마 생성 유닛(400), 그리고 접지 전극 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 기판이 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 연결판(146)을 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 연결판(146)에 의해 서로 고정 결합된다. 연결판(146)은 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.
라이너 유닛(130)은 공정 챔버(100) 내측면과 대응되게 제공된다. 라이너 유닛(130)은 공정 가스가 여기되는 여기 공간을 둘러싸도록 제공된다. 라이너 유닛(130)은 공정 챔버(100) 내측면을 보호한다. 공정 가스가 여기되는 과정에서, 공정 챔버(100) 내부에는 아크(Arc) 방전이 발생될 수 있다. 라이너 유닛(130)은 공정 챔버(100)에 비해 비용이 저렴하고, 교체가 용이하다. 따라서, 아크 방전으로 라이너 유닛(130)이 손상될 경우, 라이너 유닛(130)을 교체할 수 있다. 라이너 유닛(130)은 공정 챔버(100)와 동일한 재질로 제공될 수 있다. 일 예로, 라이너 유닛(130)은 알루미늄으로 제공될 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 지지판(210), 링 어셈블리(260), 그리고 가스 공급 라인부(270)를 가진다. 지지판(210)에는 기판(W)이 놓인다. 지지판(210)은 베이스(220)와 정전 척(240)을 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 링 형상으로 제공된다. 링 어셈블리(260)는 지지판(210)의 둘레를 감싸도록 제공된다. 일 예로, 링 어셈블리(260)는 정전 척(240)의 둘레를 감싸도록 제공된다. 링 어셈블리(260)는 기판(W)의 가장자리 영역을 지지한다. 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.
가스 공급 라인부(270)는 가스 공급원(272)과 가스 공급 라인(274)을 포함한다. 가스 공급 라인(274)은 링 어셈블리(260)와 지지판(210) 사이에 제공된다. 가스 공급 라인(274)은 링 어셈블리(260)의 상면 또는 지지판(210)의 가장자리 영역에 잔류하는 이물질을 제거하도록 가스를 공급한다. 일 예로, 가스는 질소 가스(N2)일 수 있다. 선택적으로, 다른 가스 또는 세정제를 공급할 수 있다. 도 3을 참조하면, 가스 공급 라인(274)은 지지판(210) 내부에서 포커스 링(262)과 정전 척(240) 사이로 연결되도록 형성될 수 있다. 이와 달리, 가스 공급 라인(274)은 포커스 링(262) 내부에서 제공되어, 포커스 링(262)과 정전 척(240) 사이로 연결되도록 절곡되는 구조일 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 전원 유닛(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 어셈블리(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 어셈블리(424)는 샤워 헤드(422)를 감싸도록 제공된다. 링 어셈블리(424)는 샤워 헤드(422)와 전기적으로 연결되도록 샤워 헤드(422)에 접촉되게 제공될 수 있다. 링 어셈블리(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 어셈블리(424)는 샤워 헤드(422)와 동일한 재질로 제공될 수 있다. 하부 전극(440)은 상부 전극(420)에 대향되게 제공된다. 하부 전극(440)은 정전 척(240) 내에 제공될 수 있다.
상부 전극(420)은 접지(429)되어 제공된다. 하부 전극(440)에는 전원 유닛(460)이 연결된다. 전원 유닛(460)은 복수 개의 전원을 포함한다. 일 예로, 전원 유닛(460)은 제 1 전원(462), 제 2 전원(464), 그리고 제 3 전원(466)을 가진다. 제 1 전원(462)은 제 1 주파수를 인가한다. 제 2 전원(464)은 제 2 주파수를 인가한다. 제 3 전원(466)은 제 3 주파수를 인가한다. 제 1 주파수, 제 2 주파수, 그리고 제 3 주파수는 서로 상이하게 제공된다. 제 1 주파수, 제 2 주파수, 그리고 제 3 주파수는 순차적으로 고주파로 제공된다. 제 1 주파수는 장파(LF:Low Frequency), 제 2 주파수는 (HF:High Frequency), 그리고 제 3 주파수는 초단파(VHF:Very High Frequency)로 제공된다. 일 예로, 제 1 주파수는 1MHz 내지 2MHz의 주파수이고, 제 2 주파수는 13.56MHz 내지 40MHz의 주파수이며, 제 3 주파수는 60MHz 내지 200MHz의 주파수일 수 있다. 제 1 전원(462), 제 2 전원(464), 그리고 제 3 전원(466)은 동시에 인가될 수 있다. 선택적으로, 제 1 전원(462), 제 2 전원(464), 그리고 제 3 전원(466)의 일부만이 인가될 수 있다. 공정 챔버(100) 내에서, 자기 바이어스(Self Bias)의 형성은 주로 제 1 전원(462)이 인가하는 제 1 주파수에 의해 이루어진다. 또한, 플라즈마 변수 제어는 주로 제 2 전원(464)이 인가하는 제 2 주파수에 의해 이루어진다. 또한, 기판의 영역별 식각 균일도 제어는 제 3 전원(466)이 인가하는 제 3 주파수에 의해 이루어질 수 있다. 일 예로, 기판의 중앙 영역과 가장자리 영역 간의 식각 균일도를 제어할 때, 제 3 전원(466)으로 제 3 주파수를 주로 인가할 수 있다. 전원 유닛(460)이 모두 하부 전극(440)에 연결되고 상부 전극(420)이 접지됨으로써, 상부 전극(420)은 접지 면적으로 확실히 인식될 수 있다. 이로 인해, 방전 공간 내 형성되는 플라즈마 주변에 쉬스(Sheath)가 형성되어, 밀도높은 플라즈마를 형성할 수 있다.
이와 달리, 선택적으로 상부 전극(420)에 전원 유닛(460)이 연결되고 하부 전극(440)이 접지될 수 있다. 또한, 선택적으로 상부 전극(420) 및 하부 전극(440) 모두에 전원 유닛(460)이 연결될 수 있다. 일 예에 의하면, 전원 유닛(460)은 상부 전극(420) 또는 하부 전극(440)에 연속적으로 전력을 인가하거나 펄스로 전력을 인가할 수 있다.
도 2는 접지 전극(510)의 일 예를 보여주는 단면도이다. 도 3은 일 실시예에 따른 접지 전극 유닛(500)의 임피던스(542)를 보여주는 도면이다. 도 4는 다른 실시예에 따른 접지 전극 유닛(500)의 임피던스(544)를 보여주는 도면이다. 접지 전극 유닛(500)은 공정 챔버(100) 내에서 지지 유닛(200)의 상부인 방전 공간을 감싼다. 접지 전극 유닛(500)은 접지 전극(510), 아암(520), 구동기(530), 그리고 임피던스 부재(540)를 포함한다. 접지 전극(510)은 링 형상으로 제공된다. 일 예로, 접지 전극(510)은 복수 개로 제공될 수 있다. 도 2와 같이, 복수 개의 접지 전극(511, 512, 513)들은 상하로 이격되게 제공될 수 있다. 이 때, 접지 전극(510)들은 서로 인접하게 제공된다. 복수 개의 접지 전극(511, 512, 513)들은 전기적으로 서로 연결되게 제공된다. 접지 전극(510)은 접지라인을 포함한다. 접지 전극(510)은 방전 공간을 감싸, 플라즈마 형성이 원활하게 이루어질 수 있다. 또한, 접지 전극(510)은 플라즈마가 누설되는 것을 방지할 수 있다.
아암(520)은 접지 전극(510)과 구동기(530)를 연결한다. 구동기(530)는 접지 전극(510)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 일 예로, 구동기(530)는 공정 챔버(100) 내 기판이 반출입될 때, 접지 전극(510)을 지지 유닛(200)의 측면인 대기 위치로 위치시킨다. 반면에, 공정 챔버(100) 내 공정이 진행될 때, 구동기(530)는 접지 전극(510)을 방전 공간을 감싸는 공정 위치로 위치시킬 수 있다. 접지라인 상에는 임피던스 부재(540)가 설치된다. 도 3과 같이, 임피던스 부재(540)는 커패시터(542)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 도 4와 같이, 임피던스 부재(540)는 인덕턴스(544)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 임피던스 부재(540)는 커패시터(542) 및 인덕턴스(544)를 모두 포함할 수 있다. 임피던스 부재(540)를 추가하여 접지를 강화시킬 수 있고, 바이어스 효율을 높일 수 있다.
이상의 실시예에서는 공정 챔버(100) 내 결합된 라이너 유닛(130)을 설명하였으나, 이와 달리, 라이너 유닛(130)은 라이너 유닛 구동기를 포함할 수 있다. 일 예로, 라이너 유닛 구동기는 라이너 유닛(130)을 회전시킬 수 있다. 일 예로, 라이너 유닛 구동기는 라이너 유닛(130)을 비접촉 방식에 의해 회전시킬 수 있다. 선택적으로, 라이너 유닛 구동기는 라이너 유닛(130)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
이상에서는, 상기 실시예에서는 플라스마를 이용하여 식각 공정을 수행하는 것으로 설명하였으나, 기판 처리 공정은 이에 한정되지 않으며, 플라스마를 이용하는 다양한 기판 처리 공정, 예컨대 증착 공정, 애싱 공정, 그리고 세정 공정 등에도 적용될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 플라즈마 생성 유닛이, 용량 결합형 플라즈마(capacitive coupled plasma) 소스로 제공되는 구조로 설명하였다. 그러나, 이와 달리, 플라즈마 생성 유닛은 유도 결합형 플라즈마(ICP: inductively coupled plasma)으로 제공될 수 있다. 유도 결합형 플라즈마는 안테나를 포함할 수 있다. 또한, 기판 처리 장치는 추가적으로 플라즈마 경계 제한 유닛을 포함할 수 있다. 플라즈마 경계 제한 유닛은, 일 예로, 링 형상으로 제공될 수 있으며, 방전 공간을 감싸도록 제공되어 플라즈마가 그 외측으로 빠져나가는 것을 억제할 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
200 : 지지 유닛 210 : 지지판
220 : 베이스 240 : 정전 척
260 : 링 어셈블리 270 : 가스 공급 라인부
272 : 가스 공급원 274 : 가스 공급라인
300 : 가스 공급 유닛 400 : 플라즈마 발생 유닛
500 : 접지 전극 유닛 510 : 접지 전극
530 : 구동기 540 : 임피던스

Claims (17)

  1. 공정을 수행하는 내부 공간이 형성된 공정 챔버;
    상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 공정 챔버 내부로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 그리고
    상기 공정 챔버 내부에 공급된 상기 공정 가스를 여기시키는 플라즈마 생성 유닛을 포함하되,
    상기 플라즈마 생성 유닛은,
    접지되어 제공되는 상부 전극;
    상기 상부 전극과 대향되게 제공되는 하부 전극; 그리고
    상기 하부 전극에 연결되는 전원 유닛을 포함하되,
    상기 전원 유닛은,
    제 1 주파수를 인가하는 제 1 전원;
    제 2 주파수를 인가하는 제 2 전원;
    그리고 제 3 주파수를 인가하는 제 3 전원을 포함하되,
    상기 제 1 주파수, 상기 제 2 주파수, 그리고 상기 제 3 주파수는 순차적으로 고주파로 제공되는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는 상기 공정 챔버 내에서 상기 지지 유닛의 상부인 방전 공간을 감싸는 접지 전극을 가지는 접지 전극 유닛을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 접지 전극 유닛은,
    상기 접지 전극을 접지시키는 접지라인을 더 포함하며, 상기 접지라인 상에는 임피던스 부재가 연결되는 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 임피던스 부재는 커패시터를 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 임피던스 부재는 인덕턴스를 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공정은 식각 공정인 기판 처리 장치.
  7. 기판을 처리하는 방법에 있어서, 서로 대향되게 제공되는 상부 전극 및 하부 전극을 갖는 공정 챔버 내 플라즈마를 생성하여 기판을 식각하되, 상기 상부 전극은 접지시키고 상기 하부 전극에는 서로 상이한 제 1 주파수, 제 2 주파수, 그리고 제 3 주파수를 인가하되, 상기 제 1 주파수, 상기 제 2 주파수, 그리고 상기 제 3 주파수는 순차적으로 고주파로 제공되는 기판 처리 방법
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 공정 챔버 내에서, 자기바이어스(self bias)의 형성은 상기 제 1 주파수에 의해 주로 이루어지고, 플라즈마 변수의 제어는 상기 제 2 주파수에 의해 주로 이루어지고, 상기 기판의 중앙 영역과 가장자리 영역 간의 식각 균일도는 상기 제 3 주파수에 의해 주로 이루어지는 기판 처리 방법.
  9. 공정을 수행하는 내부 공간이 형성된 공정 챔버;
    상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 공정 챔버 내부로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛;
    서로 대향되게 제응되는 상부 전극 및 하부 전극을 갖고, 상기 공정 챔버 내부에 공급된 상기 공정 가스를 여기시키는 플라즈마 생성 유닛; 그리고
    상기 공정 챔버 내에서 상기 지지 유닛의 상부인 방전 공간을 감싸는 접지 전극 및 상기 접지 전극을 접지시키는 접지 라인을 가지는 접지 전극 유닛을 포함하되,
    상기 접지라인 상에는 임피던스를 갖는 임피던스 부재가 연결되는 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 임피던스 부재는 커패시터를 포함하는 기판 처리 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 임피던스 부재는 인덕턴스를 포함하는 기판 처리 장치.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 접지 전극은 복수 개가 상하로 서로 이격되게 제공되는 기판 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수 개의 접지 전극들은 전기적으로 서로 연결되게 제공되는 기판 처리 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 접지 전극 유닛은 상기 접지 전극을 상하 방향으로 이동시키는 구동기를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 상부 전극은 접지되고,
    상기 하부 전극은 서로 상이한 주파수를 인가하는 전원들을 포함하는 고주파 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 고주파 유닛은,
    제 1 주파수를 인가하는 제 1 전원;
    제 2 주파수를 인가하는 제 2 전원;
    그리고 제 3 주파수를 인가하는 제 3 전원을 포함하되,
    상기 제 1 주파수, 상기 제 2 주파수, 그리고 상기 제 3 주파수는 순차적으로 고주파로 제공되는 기판 처리 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 공정은 식각 공정인 기판 처리 장치.
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