KR20160148093A - 정전 척 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 기판을 지지하는 지지 유닛을 포함하고, 지지 유닛은 상부에서 바라볼 때, 영역별 유전율을 상이하게 제공할 수 있는 지지판을 포함한다.
Description
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 플라스마를 이용한 기판 처리 장치에 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 플라스마를 이용한 식각 장치가 사용된다. 일반적으로 플라스마를 형성하기 위해서는 챔버의 내부공간에 전자기장을 형성하고, 전자기장은 챔버 내에 제공된 공정가스를 플라스마 상태로 여기시킨다.
플라스마는 이온이나 전자, 라디칼등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말한다. 플라스마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성된다. 반도체 소자 제조 공정은 플라스마를 사용하여 식각 공정을 수행한다. 식각 공정은 플라스마에 함유된 이온 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치(1)를 나타낸 단면도이다. 도 1을 참고하면, 챔버 내에 공급된 가스를 플라스마로 여기 시키기 위해 기판의 상부 및/또는 하부에 고주파 전력이 인가된다. 기판의 균일한 처리를 위해 챔버 내 플라스마 밀도를 균일하게 제공하여야 하고, 플라스마 밀도를 조절하기 위해 일반적으로 기판이 놓이는 지지판(3)의 하부에 제공되고 전계를 발생시키는 전극(4)에 인가되는 전원의 전력 및 주파수를 조절하는 방식을 이용하나, 이것만으로는 플라스마 밀도의 조절이 용이하지 않다.
본 발명은 챔버 내에 균일한 전계를 발생시킬 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 챔버 내에 균일한 밀도의 플라스마를 발생시킬 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 기판을 균일하게 처리할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.
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 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 챔버와; 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛과; 상기 처리 공간 내로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 상기 처리 공간 내의 공정 가스로부터 플라스마를 생성하는 플라스마 소스;를 포함하되, 상기 지지 유닛은, 기판이 놓이는 지지판;과 고주파 전력이 인가되고, 상기 지지판의 하부에 제공된 하부 전극;을 포함하고, 상기 지지판은 상부에서 바라볼 때, 영역별로 서로 상이한 유전율을 가지도록 제공된다.
상기 지지판은 상부에서 바라볼 때, 영역별로 서로 상이한 재질로 제공된다.
상기 영역은, 상기 지지판의 중앙 영역에 원형으로 제공된 제 1 영역; 및 상기 제 1 영역을 둘러싸는 링 형상으로 하나 또는 복수개로 제공된 제 2 영역을 포함한다.
상기 지지판은 중앙 영역에서 가장자리 영역으로 갈수록 유전율이 작게 제공된다.
상기 고주파 전력은 공정 진행에 따라 주파수 또는 전력의 크기가 상이하게 인가된다.
또한, 본 발명은 정전 척을 제공한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 정전 척은 기판이 놓이는 지지판;과 상기 지지판의 내부에 제공되며, 전류가 인가되어 정전기력을 발생시켜 상기 기판을 상기 지지판에 흡착시키는 정전 전극;과 고주파 전력이 인가되고, 상기 지지판의 하부에 제공된 하부 전극;을 포함하고, 상기 지지판은 상부에서 바라볼 때, 영역별로 서로 상이한 유전율을 가지도록 제공된다.
상기 지지판은 상부에서 바라볼 때, 영역별로 서로 상이한 재질로 제공된다.
상기 영역은, 상기 지지판의 중앙 영역에 원형으로 제공된 제 1 영역; 및 상기 제 1 영역을 둘러싸는 링 형상으로 하나 또는 복수개로 제공된 제 2 영역을 포함한다.
상기 지지판은 중앙영역에서 가장자리 영역으로 갈수록 유전율이 작게 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 가지는 챔버와; 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛과; 상기 처리 공간 내로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 상기 처리 공간 내의 공정 가스로부터 플라스마를 생성하는 플라스마 소스;를 포함하되, 상기 지지 유닛은, 기판이 놓이는 지지판;과 고주파 전력이 인가되고, 상기 지지판의 하부에 제공된 하부 전극;을 포함하고, 상기 지지판은 상부에서 바라볼 때, 영역별로 상이한 두께로 제공된다.
상기 지지판은 하면이 영역별로 상기 하부 전극 과의 거리가 상이하게 제공된다.
상기 지지판의 하면은 단차지도록 제공된다.
상기 지지판의 하면의 중앙 영역은 상기 하부 전극과 접촉되고, 상기 지지판의 하면의 가장자리 영역은 상기 하부 전극과 이격되게 제공된다.
상기 지지판은 상기 하부 전극과 이격되게 제공된다.
상기 지지판 및 상기 하부 전극 사이에는 빈 공간이 형성된다.
상기 지지판은 상부에서 바라볼 때, 영역별로 서로 상이한 재질로 제공된다.
상기 영역은, 상기 지지판의 중앙 영역에 원형으로 제공된 제 1 영역; 및 상기 제 1 영역을 둘러싸는 링 형상으로 하나 또는 복수개로 제공된 제 2 영역을 포함한다.
상기 지지판은 중앙 영역에서 가장자리 영역으로 갈수록 얇게 제공된다.
상기 고주파 전력은 공정 진행에 따라 주파수 또는 전력의 크기가 상이하게 인가된다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정전 척은, 기판이 놓이는 지지판;과 상기 지지판의 내부에 제공되며, 전류가 인가되어 정전기력을 발생시켜 상기 기판을 상기 지지판에 흡착시키는 정전 전극;과 고주파 전력이 인가되고, 상기 지지판의 하부에 제공된 하부 전극;을 포함하고, 상기 지지판은 상부에서 바라볼 때, 영역별로 상이한 두께로 제공된다.
상기 지지판은 하면이 영역별로 상기 하부 전극과의 거리가 상이하게 제공된다.
상기 지지판의 하면은 단차지도록 제공된다.
상기 영역은, 상기 지지판의 중앙 영역에 원형으로 제공된 제 1 영역; 및 상기 제 1 영역을 둘러싸는 링 형상으로 하나 또는 복수개로 제공된 제 2 영역을 포함한다.
상기 지지판은 중앙 영역에서 가장자리 영역으로 갈수록 얇게 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는 챔버 내에 균일한 전계를 발생시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는 챔버 내에 균일한 밀도의 플라스마를 발생시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는 기판을 균일하게 처리할 수 있다.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 지지판을 상부에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 2의 지지 유닛의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 지지 유닛의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 지지판을 상부에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 2의 지지 유닛의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 지지 유닛의 일부를 보여주는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 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 실시 예에서는 플라스마를 이용하여 기판을 식각하는 기판 처리 장치 에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 챔버 내부에 플라스마를 발생시켜 기판을 처리하는 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 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 플라스마를 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), 플라스마 소스(400) 및 배기 유닛(500) 을 포함한다.
챔버(100)는 기판을 처리하는 처리 공간을 가진다. 챔버(100)는 하우징(110), 커버(120), 그리고 라이너(130)를 포함한다.
하우징(110)은 내부에 상면이 개방된 공간을 가진다. 하우징(110)의 내부 공간은 기판 처리 공정이 수행되는 처리 공간으로 제공된다. 하우징(110)은 금속 재질로 제공된다. 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.
커버(120)는 하우징(110)의 개방된 상면을 덮는다. 커버(120)는 판 형상으로 제공되며, 하우징(110)의 내부공간을 밀폐시킨다. 커버(120)는 유전체(dielectric substance) 창을 포함할 수 있다.
라이너(130)는 하우징(110) 내부에 제공된다. 라이너(130)는 상면 및 하면이 개방된 내부 공간을 가진다. 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. 라이너(130)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110)의 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 반응 부산물이 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.
지지 유닛(200)은 챔버(100) 내부의 처리 공간 내에서 기판을 지지한다. 예를 들면, 지지 유닛(200)은 챔버 하우징(110)의 내부에 배치된다. 지지 유닛(200)은 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(200)은 정전기력(electrostatic force)을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 정전 척으로 제공된 지지 유닛(200)에 대하여 설명한다.
도 3은 도 2의 지지판(220)을 상부에서 바라본 도면이다. 도 4는 도 2의 지지 유닛(200)의 일부를 나타낸 단면도이다. 도 3 및 도 4를 참고하면, 지지 유닛(200)은 지지판(220), 하부 전극(230), 포커스 링(240), 절연 플레이트(250), 하부 커버(270) 및 정전 전극(280)을 포함한다. 지지 유닛(200)은 챔버(100) 내부에서 챔버 하우징(110)의 바닥면에서 상부로 이격되어 제공될 수 있다.
지지판(220)에는 기판이 놓인다. 지지판(220)은 지지 유닛(200)의 상부에 위치한다. 지지판(220)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공된다. 지지판(220)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 지지판(220)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다.
지지판(220)은 상부에서 바라볼 때, 영역별로 서로 상이한 유전율을 가지도록 제공된다. 일 실시 예에 의하면, 지지판(220)은 상부에서 바라볼 때, 영역별로 상이한 재질로 제공된다. 지지판(220)은 중앙 영역에서 가장자리 영역으로 갈수록 유전율이 작게 제공될 수 있다. 예를 들면, 지지판(220)의 영역은 제 1 영역(221) 및 제 2 영역(222)을 포함한다. 제 1 영역(221)은 지지판(220)의 중앙 영역에 원형으로 제공된다. 제 2 영역(222)은 제 1 영역(221)을 둘러싸는 링 형상으로 하나 또는 복수개 제공될 수 있다. 지지판(220)은 제 1 영역(221)에서 제 2 영역(222) 중 제 1 영역(221)과 인접한 영역 및 제 2 영역(222) 중 제 1 영역(221)과 이격된 영역으로 갈수록 유전율이 작게 제공된다. 이와 달리, 지지판(220)의 영역은 다양한 형태로 제공될 수 있다. 또한, 유전율의 크기는 지지판(220)의 영역별로 상술한 경우와 상이하게 설정될 수 있다.
지지판(220)에는 기판(W)의 저면으로 열 전달 가스가 공급되는 통로가 형성될 수 있다. 지지판(220) 내에는 정전 전극(280)과 히터(미도시)가 매설된다.
히터는 기판(W)을 소정 온도로 유지시킨다. 히터는 나선 형상의 코일을 포함할 수 있다.
지지판(220)의 하부에는 하부 전극(230)이 위치한다. 지지판(220)의 저면과 하부 전극(230)의 상면은 접착제(236)에 의해 접착될 수 있다. 하부 전극(230)에는 고주파 전력이 인가된다. 고주파 전력은 주파수 또는 전력의 크기가 공정 진행에 따라 하부 전극(230)에 상이하게 인가될 수 있다. 따라서, 고주파 전력의 주파수 또는 전력의 크기를 조절함으로써, 처리공간의 전자기장을 제어하여 공정 진행 중 플라스마를 균일하게 생성시키도록 조절할 수 있다.
하부 전극(230)에는 기판(W)의 저면으로 공급될 열 전달 가스가 순환하는 통로 및 냉각 유체가 순환하는 통로가 형성될 수 있다. 열 전달 가스는 기판(W)과 지지판(220) 간에 열 교환을 돕는 매개체 역할을 한다. 따라서 기판(W)은 전체적으로 온도가 균일하게 된다. 냉각 유체는 하부 전극(230)을 냉각한다. 하부 전극(230)은 냉각되면서 지지판(220)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킨다.
정전 전극(280)은 지지판(220)의 내부에 매설된다. 정전 전극(280)에는 직류 전원이 연결된다. 정전 전극(280)에 인가된 전류에 의해 정전 전극(280)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 지지판(220)에 흡착된다.
도 5는 본 발명의 기판 처리 장치의 다른 실시 예에 따른 지지 유닛(200)의 일부를 보여주는 단면도이다. 도 5를 참고하면, 지지판(220)은 상부에서 바라볼 때, 영역별로 상이한 두께로 제공된다. 지지판(220)은 하면이 영역별로 하부 전극(230)과의 거리가 상이하게 제공된다. 지지판(220)은 중앙 영역에서 가장자리 영역으로 갈수록 얇게 제공될 수 있다. 지지판(220)의 하면은 단차지도록 제공될 수 있다. 예를 들면, 지지판(220)의 영역은 도 3 및 도 4의 경우와 동일하게 제공된 제 1 영역(221) 및 제 2 영역(222)을 포함하고, 지지판(220)은 제 1 영역(221)에서 제 2 영역(222) 중 제 1 영역(221)과 인접한 영역 및 제 2 영역(222) 중 제 1 영역(221)과 이격된 영역으로 갈수록 순차적으로 얇게 제공된다. 따라서, 지지판(220)의 하면의 중앙 영역은 하부 전극과 접촉되고, 지지판(220)의 하면의 가장자리 영역은 하부 전극(230)과 이격되게 제공될 수 있다. 이와 달리, 지지판(220) 하면 전체가 하부 전극(230)과 이격되게 제공될 수 있다. 그러므로, 지지판(220) 및 하부 전극(230) 사이에는 빈공간이 형성되거나, 지지판(220)과 상이한 유전율을 가지는 재질로 채워질 수 있다. 지지판(220) 하면 전체가 하부 전극(230)과 이격되게 제공되고, 지지판(220) 및 하부 전극(230) 사이에는 빈공간이 형성된 경우에는 지지판(220)은 그 측면에 돌기가 형성되어 포커스 링(240)에 지지되거나, 지지판(220) 및 하부 전극(230)의 사이에 지지판(220)을 지지하는 복수개의 지지대가 제공될 수 있다. 또한, 도 5의 경우와 달리, 지지판(220)의 영역은 다양한 형태로 제공될 수 있다. 또한, 지지판(220)의 두께는 지지판(220)의 영역별로 상술한 경우와 상이하게 설정될 수 있다. 또한, 본 실시 예에 따른 지지판(220)은 상부에서 바라볼 때, 영역별로 서로 상이한 재질로 제공될 수 있다. 상술한 바와 같이, 지지판(220)의 두께가 영역별로 서로 상이하게 제공됨으로써, 기판(W)의 상면 및 하부 전극(230) 사이의 각 영역별 평균 유전율의 크기를 각각 설정할 수 있다. 그 외 기판 처리 장치의 구성, 구조 및 기능 등은 도 4의 지지 유닛(200)이 제공된 기판 처리 장치와 유사하다.
상술한 도 4 및 도 5의 지지판(220)의 재질 및/또는 두께에 따라 상부에서 바라볼 때, 지지판(220)의 상면 및 하부 전극(230) 사이의 각 영역별 평균 유전율의 크기는 시뮬레이션 또는 시험 가동을 통해 설정될 수 있다.
포커스 링(240)은 지지 유닛(200)의 가장자리 영역에 배치된다. 포커스 링(240)은 링 형상을 가지며, 지지판(220)을 둘러싸도록 제공된다. 예를 들면, 포커스 링(240)은 지지판(220)의 둘레를 따라 배치되어 기판(W)의 가장자리 영역을 지지한다. 포커스 링(240)은 상부 가장자리 영역이 링 형상으로 돌출되게 제공됨으로써, 플라스마가 기판(W)상으로 집중되도록 유도한다.
하부 전극(230)의 하부에는 절연 플레이트(250)가 위치한다. 절연 플레이트(250)는 절연 재질로 제공되며, 하부 전극(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 전달받아 지지판으로 안착시키는 리프트 핀 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. 지지판(220) 내부의 전극, 유로, 하부 전극(230) 및 하부 전극 내부의 유로 등과 외부의 전원, 유체 저장장치 등을 연결하는 라인 등은 연결 부재(273)의 내부 공간을 통해 하부 커버(270) 내부로 연장된다.
가스 공급 유닛(300)은 챔버(100) 내부의 처리 공간에 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(300)은 가스 공급 노즐(310), 가스 공급 라인(320), 그리고 가스 저장부(330)를 포함한다. 가스 공급 노즐(310)은 커버(120)의 중앙부에 설치된다. 가스 공급 노즐(310)의 저면에는 분사구가 형성된다. 분사구는 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.
플라스마 소스(400)는 챔버(100) 내부의 처리 공간 내에 공급된 공정가스로부터 플라스마를 생성한다. 일 실시 예에 따르면, 플라스마 소스(400)는 챔버(100)의 처리 공간의 외부에 제공된다. 플라스마 소스(400)로는 유도결합형 플라스마(ICP: inductively coupled plasma) 소스가 사용될 수 있다. 플라스마 소스(400)는 안테나 실(410), 안테나(420), 그리고 플라스마 전원(430)을 포함한다. 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 커버(120)에 탈착 가능하도록 제공된다. 안테나(420)는 안테나 실(410)의 내부에 배치된다. 안테나(420)는 복수 회 감기는 나선 형상의 코일로 제공되고, 플라스마 전원(430)과 연결된다. 안테나(420)는 플라스마 전원(430)으로부터 전력을 인가 받는다. 플라스마 전원(430)은 챔버(100) 외부에 위치할 수 있다. 전력이 인가된 안테나(420)는 챔버(100)의 처리 공간에 전자기장을 형성할 수 있다. 공정가스는 전자기장에 의해 플라스마 상태로 여기 된다. 이와 달리, 플라스마 소스로는 용량결합형 플라스마(CCP: Conductively coupled plasma) 소스 등 다양한 종류의 플라스마 소스가 제공될 수 있다.
배기 유닛(500)은 하우징(110)의 내측벽과 지지 유닛(200)의 사이에 위치된다. 배기 유닛(500)은 관통홀(511)이 형성된 배기판(510)을 포함한다. 배기판(510)은 환형의 링 형상으로 제공된다. 배기판(510)에는 복수의 관통홀(511)들이 형성된다. 하우징(110) 내에 제공된 공정가스는 배기판(510)의 관통홀(511)들을 통과하여 배기홀(102)로 배기된다. 배기판(510)의 형상 및 관통홀(511)들의 형상에 따라 공정가스의 흐름이 제어될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 지지 유닛 및 기판 처리 장치는 상부에서 바라볼 때, 지지판(220)의 재질 및/또는 두께에 따라 상부에서 바라볼 때, 지지판(220)의 상면 및 하부 전극(230) 사이의 영역별 평균 유전율의 크기를 각각 설정할 수 있다. 따라서, 상기 유전율에 영향을 받는 챔버 내의 전계를 균일하게 발생시킴으로써, 챔버 내에 균일한 밀도의 플라스마를 발생시켜 기판을 균일하게 처리할 수 있다.
10: 기판 처리 장치
W: 기판
100: 챔버 200: 지지 유닛
220: 지지판 230: 하부 전극
280: 정전 전극 300: 가스 공급 유닛
400: 플라스마 소스 500: 배기 유닛
100: 챔버 200: 지지 유닛
220: 지지판 230: 하부 전극
280: 정전 전극 300: 가스 공급 유닛
400: 플라스마 소스 500: 배기 유닛
Claims (24)
- 기판을 처리하는 장치에 있어서,
내부에 처리 공간을 가지는 챔버와;
상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛과;
상기 처리 공간 내로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
상기 처리 공간 내의 공정 가스로부터 플라스마를 생성하는 플라스마 소스;를 포함하되,
상기 지지 유닛은,
기판이 놓이는 지지판;과
고주파 전력이 인가되고, 상기 지지판의 하부에 제공된 하부 전극;을 포함하고,
상기 지지판은 상부에서 바라볼 때, 영역별로 서로 상이한 유전율을 가지도록 제공된 기판 처리 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 지지판은 상부에서 바라볼 때, 영역별로 서로 상이한 재질로 제공된 기판 처리 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 영역은,
상기 지지판의 중앙 영역에 원형으로 제공된 제 1 영역; 및
상기 제 1 영역을 둘러싸는 링 형상으로 하나 또는 복수개로 제공된 제 2 영역을 포함하는 기판 처리 장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 지지판은 중앙 영역에서 가장자리 영역으로 갈수록 유전율이 작게 제공된 기판 처리 장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 고주파 전력은 공정 진행에 따라 주파수 또는 전력의 크기가 상이하게 인가되는 기판 처리 장치. - 기판이 놓이는 지지판;과
상기 지지판의 내부에 제공되며, 전류가 인가되어 정전기력을 발생시켜 상기 기판을 상기 지지판에 흡착시키는 정전 전극;과
고주파 전력이 인가되고, 상기 지지판의 하부에 제공된 하부 전극;을 포함하고,
상기 지지판은 상부에서 바라볼 때, 영역별로 서로 상이한 유전율을 가지도록 제공된 정전 척. - 제 6 항에 있어서,
상기 지지판은 상부에서 바라볼 때, 영역별로 서로 상이한 재질로 제공된 정전 척. - 제 6 항에 있어서,
상기 영역은,
상기 지지판의 중앙 영역에 원형으로 제공된 제 1 영역; 및
상기 제 1 영역을 둘러싸는 링 형상으로 하나 또는 복수개로 제공된 제 2 영역을 포함하는 정전 척. - 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 지지판은 중앙영역에서 가장자리 영역으로 갈수록 유전율이 작게 제공된 정전 척. - 기판을 처리하는 장치에 있어서,
내부에 처리 공간을 가지는 챔버와;
상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛과;
상기 처리 공간 내로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
상기 처리 공간 내의 공정 가스로부터 플라스마를 생성하는 플라스마 소스;를 포함하되,
상기 지지 유닛은,
기판이 놓이는 지지판;과
고주파 전력이 인가되고, 상기 지지판의 하부에 제공된 하부 전극;을 포함하고,
상기 지지판은 상부에서 바라볼 때, 영역별로 상이한 두께로 제공된 기판 처리 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 지지판은 하면이 영역별로 상기 하부 전극 과의 거리가 상이하게 제공된 기판 처리 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 지지판의 하면은 단차지도록 제공된 기판 처리 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 지지판의 하면의 중앙 영역은 상기 하부 전극과 접촉되고, 상기 지지판의 하면의 가장자리 영역은 상기 하부 전극과 이격되게 제공된 기판 처리 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 지지판은 상기 하부 전극과 이격되게 제공된 기판 처리 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 지지판 및 상기 하부 전극 사이에는 빈 공간이 형성된 기판 처리 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 지지판은 상부에서 바라볼 때, 영역별로 서로 상이한 재질로 제공된 기판 처리 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 영역은,
상기 지지판의 중앙 영역에 원형으로 제공된 제 1 영역; 및
상기 제 1 영역을 둘러싸는 링 형상으로 하나 또는 복수개로 제공된 제 2 영역을 포함하는 기판 처리 장치. - 제 10 항 내지 제 17 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 지지판은 중앙 영역에서 가장자리 영역으로 갈수록 얇게 제공된 기판 처리 장치. - 제 10 항 내지 제 17 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 고주파 전력은 공정 진행에 따라 주파수 또는 전력의 크기가 상이하게 인가되는 기판 처리 장치. - 기판이 놓이는 지지판;과
상기 지지판의 내부에 제공되며, 전류가 인가되어 정전기력을 발생시켜 상기 기판을 상기 지지판에 흡착시키는 정전 전극;과
고주파 전력이 인가되고, 상기 지지판의 하부에 제공된 하부 전극;을 포함하고,
상기 지지판은 상부에서 바라볼 때, 영역별로 상이한 두께로 제공된 정전 척. - 제 20 항에 있어서,
상기 지지판은 하면이 영역별로 상기 하부 전극과의 거리가 상이하게 제공되는 정전 척. - 제 20 항에 있어서,
상기 지지판의 하면은 단차지도록 제공된 정전 척. - 제 20 항에 있어서,
상기 영역은,
상기 지지판의 중앙 영역에 원형으로 제공된 제 1 영역; 및
상기 제 1 영역을 둘러싸는 링 형상으로 하나 또는 복수개로 제공된 제 2 영역을 포함하는 정전 척. - 제 20 항 내지 제 23 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 지지판은 중앙 영역에서 가장자리 영역으로 갈수록 얇게 제공된 정전 척.
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|---|---|---|---|
| KR1020150084053A KR102330281B1 (ko) | 2015-06-15 | 2015-06-15 | 정전 척 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 |
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| KR20170140926A (ko) * | 2016-06-14 | 2017-12-22 | 삼성전자주식회사 | 정전척 어셈블리 및 이를 구비하는 플라즈마 처리장치 |
| KR20210080593A (ko) * | 2018-12-11 | 2021-06-30 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 극저온 정전 척 |
| KR20210141104A (ko) | 2020-05-15 | 2021-11-23 | 세메스 주식회사 | 정전 척, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 |
| KR20220073993A (ko) * | 2020-11-27 | 2022-06-03 | 세메스 주식회사 | 절연 플레이트 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 |
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| JP2008042139A (ja) * | 2006-08-10 | 2008-02-21 | Tokyo Electron Ltd | 静電チャック装置 |
| KR20080039198A (ko) * | 2006-10-30 | 2008-05-07 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 에칭 속도의 균일한 분포를 제공하는 캐소드를 갖춘 마스크에칭 플라즈마 반응기 |
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