KR20170026940A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20170026940A KR1020150123073A KR20150123073A KR20170026940A KR 20170026940 A KR20170026940 A KR 20170026940A KR 1020150123073 A KR1020150123073 A KR 1020150123073A KR 20150123073 A KR20150123073 A KR 20150123073A KR 20170026940 A KR20170026940 A KR 20170026940A
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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 공정을 수행하는 처리 공간이 형성된 챔버; 상기 처리 공간에 위치하며, 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 그리고 상기 챔버 내부에 공급된 상기 가스를 플라즈마로 여기시키는 플라즈마 생성 유닛;을 포함하되, 상기 플라즈마 생성 유닛은, 상기 지지 유닛과 대향되게 제공되며 분사홀들이 형성되고, 수평 방향으로 2이상 영역으로 구획된 샤워 헤드를 포함하고, 상기 가스 공급 유닛은, 상기 가스를 저장하는 저장부; 상기 저장부로부터 공급된 상기 가스를 상기 샤워 헤드로 분배하는 가스 분배기; 상기 저장부와 상기 가스 분배기를 연결하는 공급 라인; 상기 공급 라인에 제공되어 상기 가스의 유동을 제어하는 공급 밸브; 상기 가스 분배기로부터 상기 샤워 헤드의 상기 2이상 영역으로 각각 상기 가스를 분배하는 복수의 분배 라인; 상기 복수의 분배 라인에 각각 제공되어 상기 가스의 유동을 제어하는 복수의 제어 밸브; 및 상기 공급 밸브와 상기 복수의 제어 밸브를 각각 독립적으로 제어하는 제어기를 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치 및 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.
점차적으로 장치가 소형화 됨에 따라 균일한 식각율과 선택비가 요구되어 지고 있다. 에칭 과정은 등방성 에칭이기 때문에 측벽의 에칭을 보호하기 위해 에칭 증착 가스를 공급한다. 그러나 종래에는 에칭 가스와 증착 가스의 공급이 교대로 진행되어, 패턴 측면에 형성되는 노칭(notching) 현상으로 패턴 측면 에칭이 매끄럽게 되지 못한다. 또한, 챔버 내 영역별로 에칭 가스와 증착 가스를 개별적으로 공급하지 못하여 기판의 영역별 식각율이 고르지 못하고, 선택비가 저하된다. 또한, 각각의 가스 공급을 독립적으로 제어하지 못하여 공정 중 발생하는 변수에 대한 대응이 어렵고, 공정의 다양성에 한계가 있었다.
본 발명은 챔버 내 영역별로 공급하는 가스를 독립적으로 제어하여 공정 중 발생하는 변수에 대한 대응성과 공정의 다양성을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 기판의 영역별 식각율을 균일하게 하고, 패턴의 측면에 대한 식각을 개선하면서, 선택비를 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 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 실시예에 의하면, 공정을 수행하는 처리 공간이 형성된 챔버; 상기 처리 공간에 위치하며, 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 그리고 상기 챔버 내부에 공급된 상기 가스를 플라즈마로 여기시키는 플라즈마 생성 유닛;을 포함하되, 상기 플라즈마 생성 유닛은, 상기 지지 유닛과 대향되게 제공되며 분사홀들이 형성되고, 수평 방향으로 2이상 영역으로 구획된 샤워 헤드를 포함하고, 상기 가스 공급 유닛은, 상기 가스를 저장하는 저장부; 상기 저장부로부터 공급된 상기 가스를 상기 샤워 헤드로 분배하는 가스 분배기; 상기 저장부와 상기 가스 분배기를 연결하는 공급 라인; 상기 공급 라인에 제공되어 상기 가스의 유동을 제어하는 공급 밸브; 상기 가스 분배기로부터 상기 샤워 헤드의 상기 2이상 영역으로 각각 상기 가스를 분배하는 복수의 분배 라인; 상기 복수의 분배 라인에 각각 제공되어 상기 가스의 유동을 제어하는 복수의 제어 밸브; 및 상기 공급 밸브와 상기 복수의 제어 밸브를 각각 독립적으로 제어하는 제어기를 포함한다.
일 실시예에 의하면, 상기 샤워 헤드는, 상기 지지 유닛의 중심에 대향되게 제공되는 센터부; 상기 센터부와 동심을 가지고, 상기 센터부와 상이한 직경을 가지며 직경 방향으로 상기 센터부를 둘러싸도록 제공된 링 형상의 외곽부를 가진다.
일 실시예에 의하면, 상기 외곽부는 상기 센터부로부터 상기 센터부의 직경 방향으로 순차적으로 배열되는 미들부와 에지부를 포함하고, 상기 미들부는 에지부보다 직경이 작도록 제공된다.
일 실시예에 의하면, 상기 분배 라인은, 상기 가스 분배기와 상기 센터부를 연결하는 제1 분배 라인; 상기 가스 분배기와 상기 미들부를 연결하는 제2 분배 라인; 그리고 상기 가스 분배기와 상기 에지부를 연결하는 제3 분배 라인을 포함한다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어 밸브는, 상기 제1 분배 라인에 제공되는 제1 제어 밸브; 상기 제2 분배 라인에 제공되는 제2 제어 밸브; 그리고 상기 제3 분배 라인에 제공되는 제3 제어 밸브;를 포함하고, 상기 제어기는 상기 제1 제어 밸브 내지 제3 제어 밸브를 독립적으로 제어 일 실시예에 의하면, 상기 저장부는, 에칭 가스를 저장하는 제1 저장부와; 증착 가스를 저장하는 제2 저장부를 포함하고, 상기 공급 라인은, 상기 제1 저장부와 상기 가스 분배기를 연결하는 제1 공급 라인과; 상기 제2 저장부와 상기 가스 분배기를 연결하는 제2 공급 라인을 포함하되, 상기 공급 밸브는, 상기 제1 공급 라인에 제공되어 상기 에칭 가스의 유동을 제어하는 제1 공급 밸브와; 상기 제2 공급 라인에 제공되어 상기 증착 가스의 유동을 제어하는 제2 공급 밸브를 포함하고, 상기 제어기는 상기 제1 공급 밸브와 상기 제2 공급 밸브를 독립적으로 제어한다.
일 실시예에 의하면, 공정을 수행하는 처리 공간이 형성된 챔버; 상기 처리 공간에 위치하며, 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 그리고 상기 챔버 내부에 공급된 상기 가스를 플라즈마로 여기시키는 플라즈마 생성 유닛;을 포함하되, 상기 플라즈마 생성 유닛은, 상기 지지 유닛과 대향되게 제공되며 분사홀들이 형성되고, 수평 방향으로 2이상 영역으로 구획된 샤워 헤드를 포함하고, 상기 가스 공급 유닛은, 상기 가스를 상기 샤워 헤드로 공급하는 저장부; 상기 저장부로부터 상기 샤워 헤드의 상기 2이상 영역으로 각각 상기 가스를 공급하는 복수의 연결 라인; 그리고 상기 복수의 연결 라인에 각각 제공되어 상기 가스의 유동을 제어하는 복수의 잠금 밸브를 포함하고, 상기 제어기는 상기 복수의 잠금 밸브를 독립적으로 제어한다.
일 실시예에 의하면, 상기 샤워 헤드는, 상기 지지 유닛의 중심에 대향되게 제공되는 센터부; 상기 센터부와 동심을 가지고, 상기 센터부와 상이한 직경을 가지며 직경 방향으로 상기 센터부를 둘러싸도록 제공된 링 형상의 외곽부를 가진다.
일 실시예에 의하면, 상기 외곽부는 상기 센터부로부터 상기 센터부의 직경 방향으로 순차적으로 배열되는 미들부와 에지부를 포함하고, 상기 미들부는 에지부보다 직경이 작도록 제공된다.
일 실시예에 의하면, 상기 연결 라인은, 상기 저장부로부터 상기 센터부로 상기 가스를 공급하는 센터 라인; 상기 저장부로부터 상기 미들부로 상기 가스를 공급하는 미들 라인; 상기 저장부로부터 상기 에지부로 상기 가스를 공급하는 에지 라인을 포함한다.
일 실시예에 의하면, 상기 잠금 밸브를 제어하는 제어기를 더 포함하고, 상기 잠금 밸브는, 상기 센터 라인에 제공되어 상기 가스의 유동을 제어하는 센터 밸브; 상기 미들 라인에 제공되어 상기 가스의 유동을 제어하는 미들 밸브; 및 상기 에지 라인에 제공되어 상기 가스의 유동을 제어하는 에지 밸브;를 포함하되, 상기 제어기는 상기 센터 밸브, 상기 미들 밸브, 그리고 상기 에지 밸브를 독립적으로 제어한다.
일 실시예에 의하면, 상기 저장부는, 에칭 가스를 공급하는 제1 저장부와 증착 가스를 공급하는 제2 저장부를 포함하고, 상기 연결 라인은, 상기 제1 저장부와 상기 센터부를 연결하는 제1 센터 라인; 상기 제2 저장부와 상기 센터부를 연결하는 제2 센터 라인; 상기 제1 저장부와 상기 미들부를 연결하는 제1 미들 라인; 상기 제2 저장부와 상기 미들부를 연결하는 제2 미들 라인; 상기 제1 저장부와 상기 에지부를 연결하는 제1 에지 라인; 그리고 상기 제2 저장부와 상기 에지부를 연결하는 제2 에지 라인; 을 포함한다.
일 실시예에 의하면, 상기 센터 밸브는, 상기 제1 센터 라인에 제공되는 제1 센터 밸브와 상기 제2 센터 라인에 제공되는 제2 센터 밸브를 포함하고, 상기 제어기는 상기 제1 센터 밸브와 상기 제2 센터 밸브를 독립적으로 제어한다.
일 실시예에 의하면, 상기 미들 밸브는, 상기 제1 미들 라인에 제공되는 제1 미들 밸브와; 상기 제2 미들 라인에 제공되는 제2 미들 밸브를 포함하고, 상기 제어기는 상기 제1 미들 밸브와 상기 제2 미들 밸브를 독립적으로 제어한다.
일 실시예에 의하면, 상기 에지 밸브는, 상기 제1 에지 라인에 제공되는 제1 에지 밸브와, 상기 제2 에지 라인에 제공되는 제2 에지 밸브를 포함하고, 상기 제어기는 상기 제1 에지 밸브와 상기 제2 에지 밸브를 독립적으로 제어한다.
본 발명은 기판 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 공급된 가스를 플라즈마로 여기하여 기판을 처리하는 방법에 있어서, 수평 방향으로 2이상의 영역으로 구획된 샤워 헤드에 에칭 가스와 증착 가스를 공급하여 기판을 처리하되, 상기 구획된 각 영역마다 독립적으로 가스를 공급한다.
일 실시예에 의하면, 상기 처리는 상기 기판을 식각하는 공정이다.
일 실시예에 의하면, 상기 처리는 상기 기판상의 산화막을 식각하는 공정이다.
일 실시예에 의하면, 상기 에칭 가스와 상기 증착 가스를 혼합한 혼합 가스를 상기 샤워 헤드의 각 영역에 공급하되, 상기 각 영역마다 독립적으로 혼합 가스를 공급한다.
일 실시예에 의하면, 상기 에칭 가스와 상기 증착 가스를 각각 상기 샤워 헤드의 각 영역에 공급하되, 상기 각 영역마다 독립적으로 상기 에칭 가스와 상기 증착 가스를 공급한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 공정 중에 발생하는 변수에 대한 대응이 용이하고, 공정의 다양성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 패턴 측면에 대한 식각을 개선하고, 선택비를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 기판의 영역별 식각률을 균일하게 할 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 도면이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 샤워 헤드를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 공급 유닛을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4 내지 도 6은 도 3의 제1 실시예에 따른 가스 공급 유닛의 작동 예시를 보여주는 도면들이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 공급 유닛을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8 내지 도 10은 도 7의 제2 실시예에 따른 가스 공급 유닛의 작동 예시를 보여주는 도면들이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 가스 공급 유닛에 의한 가스 공급이 온/오프(ON/OFF)되는 예시를 시간에 따라 나타낸 그래프들이다.
도 14은 종래 기술과 본 발명의 선택비를 비교한 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 식각하는 기판 처리 장치 에 대해 설명한다. 구체적으로는, 기판 상의 산화막을 식각하는 기판 처리 장치에 대해 설명한다.
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 제1 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 챔버(100), 지지 유닛(200), 가스 공급 유닛(300), 그리고 플라즈마 생성 유닛(400)을 포함한다.
챔버(100)는 내부에 공정 수행을 위한 공간을 가진다. 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 챔버(100) 내부에 머무르는 가스는 배기 라인(121)을 통해 배기홀(103)로 배기된다. 따라서, 챔버(100)의 외부로 배출될 수 있다. 또한, 배기 과정에 의해 챔버(100)의 내부공간은 소정 압력으로 감압된다.
챔버(100)의 측벽에는 개구(104)가 형성된다. 개구(104)는 챔버(100) 내부로 기판이 출입하는 통로로 기능한다. 개구(104)는 도어 어셈블리(미도시됨)에 의해 개폐된다. 일 예에 의하면, 도어 어셈블리(미도시됨)는 외측 도어, 내측 도어, 그리고 연결판을 가진다. 외측 도어는 챔버의 외벽에 제공된다. 내측 도어는 챔버의 내벽에 제공된다. 외측 도어와 내측 도어는 연결판에 의해 서로 고정 결합된다. 연결판은 개구를 통해 챔버의 내측에서 외측까지 연장되게 제공된다. 도어 구동기는 외측 도어를 상하 방향으로 이동시킨다. 도어 구동기는 유공압 실린더나 모터를 포함할 수 있다.
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 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.
공급 라인부(270)는 가스 공급원(272)과 공급 라인(274)을 포함한다. 공급 라인(274)은 링 어셈블리(260)와 지지판(210) 사이에 제공된다. 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. 공급 라인(274)은 지지판(210) 내부에서 포커스 링(262)과 정전 척(240) 사이로 연결되도록 형성될 수 있다. 이와 달리, 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.
플라즈마 생성 유닛(400)은 방전 공간에 머무르는 가스로부터 플라즈마를 발생시킨다. 방전 공간은 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), 상부 전원(430), 하부 전원(460), 그리고 매칭 네트워크(470)를 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 지지 유닛(200)의 정전 척(240)과 대향되게 위치되고, 정전 척(240)보다 큰 직경으로 제공될 수 있다. 샤워 헤드(422)에는 가스를 분사하는 복수의 분사홀(422a)이 형성된다. 링 어셈블리(424)는 샤워 헤드(422)를 감싸도록 제공된다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 샤워 헤드를 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 샤워 헤드(422)는 수평 방향으로 2이상의 영역으로 구획될 수 있다. 일 예로, 샤워 헤드(422)는 센터부(424), 외곽부(426)를 포함할 수 있다. 센터부(424)는 지지 유닛(200)의 중심에 대향되게 제공된다. 센터부(424)를 통해 분사되는 가스 및 여기되는 플라즈마는 지지 유닛(200)에 놓이는 기판의 중심 영역에 주로 도달할 수 있도록 제공된다.
외곽부(426)는 센터부(424)의 중심과 같은 중심을 가진다. 외곽부(426)의 직경은 센터부(424)의 직경보다 크게 제공된다. 따라서, 외곽부(426)는 그 직경 방향으로 배열되어 센터부(424)를 둘러싸는 링 형상으로 제공된다.
외곽부(426)는 1이상 제공될 수 있다. 일 예로, 외곽부(426)는 2개일 수 있다. 외곽부(426)는 미들부(426a)와 에지부(426b)가 포함될 수 있다. 미들부(426a)와 에지부(426b)는 센터부(424)의 직경 방향으로 순차적으로 배열된다. 따라서, 수평방향에서 볼 때, 미들부(426a), 에지부(426b)가 순차적으로 배열된다. 미들부(426a)는 에지부(426b)보다 직경이 작도록 제공된다. 에지부(426b)를 통해 분사되는 가스 및 여기되는 플라즈마는 지지 유닛(200)에 놓이는 기판의 가장자리에 주로 도달할 수 있다. 미들부(426a)를 통해 분사되는 가스 및 여기되는 플라즈마는 지지 유닛(200)에 놓이는 기판의 가장자리보다 내측에 주로 도달할 수 있다.
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 정전 척(240) 내에 제공될 수 있다.
상부 전극(420)에는 상부 전원(430)에 의해 전력이 인가될 수 있다. 상부 전원(430)은 플라즈마의 특성을 제어한다. 즉, 상부 전원(430)은 이온 충격 에너지(Ion Bombardment Energy)를 조절한다. 또한, 상부 전원(430)은 플라즈마를 발생시킨다. 다만, 상부 전원(430)은 후술하는 제1 하부 전원(462) 및 제3 하부 전원(466)에 비해 플라즈마 특성을 제어하는 것에 주로 기여한다.
하부 전극(440)은 정전 척(240) 내에 제공될 수 있다. 하부 전극(440)에는 하부 전원(460)에 의해 RF 전력이 인가될 수 있다. 하부 전원(460)은 제1 하부 전원(462), 제2 하부 전원(464)을 포함할 수 있다. 하부 전원(460)은 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스 역할을 하거나, 플라즈마의 특성을 제어하는 역할을 한다.
매칭 네트워크(470)는 제1 하부 전원(462) 및 2 하부 전원(464)과 전기적으로 연결되며, 상이한 크기의 주파수 전력들을 매칭하여 하부 전극에 인가한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 공급 유닛을 개략적으로 보여주는 도면이다. 가스 공급 유닛(300)은 챔버(100) 내부로 공정가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(300)은 저장부(310), 공급 라인(320), 가스 분배기(330), 공급 밸브(322), 분배 라인(332), 제어 밸브(334) 그리고 제어기(700)를 포함한다.
저장부(310)는 기판 처리에 사용되는 가스를 저장한다. 저장부(310)는 가스를 샤워 헤드(422)로 공급한다. 저장부(310)는 제1 저장부(310a)와 제2 저장부(310b)를 포함할 수 있다. 제1 저장부(310a)는 에칭 가스를 저장한다. 에칭 가스는 불소 에칭 가스, 염소 에칭 가스, 브롬 에칭 가스 등일 수 잇다. 일 예로 에칭 가스는 SF6, CF4 일 수 있다. 에칭 가스는 기판을 에칭한다. 제2 저장부(310b)는 증착 가스를 저장한다. 증착 가스는 기판 패턴의 측면을 보호하여 이방성 에칭이 가능하도록 한다. 증착 가스는 C4F8, C2F4 등일 수 있다.
가스 분배기(330)는 제1 저장부(310a) 및 제2 저장부(310b)와 연결된다. 가스 분배기(330)는 저장부(310)로부터 공급된 가스를 다시 샤워 헤드(422)로 분배한다. 가스 분배기(330)에서는 에칭 가스와 증착 가스가 혼합될 수 있다.
공급 라인(320)은 저장부(310)와 가스 분배기(330)를 연결한다. 공급 라인(320)은 제1 공급 라인(320a)과 제2 공급 라인(320b)을 포함할 수 있다. 제1 공급 라인(320a)은 제1 저장부(310a)와 가스 분배기(330)를 연결한다. 제2 공급 라인(320b)은 제2 저장부(310b)와 가스 분배기(330)를 연결한다. 공급 라인(320)에는 공급 밸브(322)가 제공될 수 있다. 공급 밸브(322)는 가스의 공급을 온/오프(On/Off) 하거나 유량을 조절할 수 있다. 제1 공급 라인(320a)에는 제1 공급 밸브(322a)가 제공될 수 있다. 제1 공급 밸브(322a)는 에칭 가스의 유동을 제어한다. 제2 공급 라인(320b)에는 제2 공급 밸브(322b)가 제공될 수 있다. 제2 공급 밸브(322b)는 증착 가스의 유동을 제어한다.
분배 라인(332)은 가스 분배기(330)에서 혼합된 가스를 샤워 헤드(422)의 구획된 각 영역으로 공급한다. 예를 들어, 복수의 분배라인이 각각 센터부(424), 미들부(426a), 에지부(426b)에 연결될 수 있다. 일 예로, 분배 라인(332)은 제1 분배 라인(332a), 제2 분배 라인(332b), 그리고 제3 분배 라인(332c)을 포함할 수 있다. 제1 분배 라인(332a)은 가스 분배기(330)와 센터부(424)를 연결할 수 있다. 제2 분배 라인(332b)은 가스 분배기(330)와 미들부(426a)를 연결할 수 있다. 제3 분배 라인(332c)은 가스 분배기(330)와 에지부(426b)를 연결할 수 있다.
제어 밸브(334)는 분배 라인(332) 상에 흐르는 가스의 유동을 제어한다. 제어 밸브(334)는 분배 라인(332) 상의 가스 흐름을 온/오프(On/Off)하거나 유량을 조절할 수 있다. 제어 밸브(334)는 제1 제어 밸브(334a), 제2 제어 밸브(334b), 그리고 제3 제어 밸브(334c)를 포함할 수 있다. 제1 제어 밸브(334a)는 제1 분배 라인(332a) 상에 제공된다. 제1 제어 밸브(334a)는 센터부(424)로 공급되는 가스의 유동을 제어한다. 제2 제어 밸브(334b)는 제2 분배 라인(332b) 상에 제공된다. 제2 제어 밸브(334b)는 미들부(426a)로 공급되는 가스의 유동을 제어한다. 제3 제어 밸브(334c)는 제3 분배 라인(332c) 상에 제공된다. 제3 제어 밸브(334c)는 에지부(426b)로 공급되는 가스의 유동을 제어한다.
제어기(700)는 공급 밸브(322)와 제어 밸브(334)를 각각 독립적으로 제어할 수 있다. 제어기(700)는 제1 공급 밸브(322a)와 제2 공급 밸브(322b), 제1 제어 밸브(334a) 내지 제3 제어 밸브(334c)를 모두 각각 독립적으로 제어 가능하도록 한다.
종래에는 샤워 헤드(422)에 영역 별로 공급되는 가스의 양을 각각 독립적으로 조절할 수 없었다. 따라서, 샤워 헤드(422)의 영역별로 식각 가스 또는 증착 가스의 공급을 하는 경우의 수가 제한적이고, 기판의 영역 별로 적절한 처리 공정을 수행하는데에 어려움이 있었다. 그러나, 본 발명은 각각의 분배 라인(332)에 가스의 유동을 제어할 수 있는 제어 밸브(334)를 제공하여, 공정 중에 발생하는 다양한 변수에 적절하게 대처할 수 있다. 일 예로 기판의 영역 중 처리가 필요한 영역에 대향되는 샤워 헤드(422)에 가스를 공급, 차단하거나 유량을 제어함으로써, 기판의 에칭을 효율적으로 수행할 수 있다. 또한, 샤워 헤드(422) 각 영역에 가스를 공급하는 것이 더욱 세분화될 수 있다. 이로 인해 기판의 영역별 식각율을 균일하게 할 수 있다. 또한, 패턴의 측면에 대한 식각을 보다 개선하면서, 선택비를 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 4 내지 도 6은 가스 공급 유닛에서 밸브 제어를 통한 몇가지 작동 예시를 보여주는 도면들이다. 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 공급 라인(320a), 제2 공급 라인(320b)뿐 아니라 제1 분배 라인(332a) 내지 제3 분배 라인(332c)에도 밸브를 제공하고, 각각의 밸브를 서로 독립적으로 개폐하거나 유량을 조절한 상태에서 각각의 샤워 헤드(422)에 상이하게 에칭 가스 또는 증착 가스를 공급하여 기판을 처리한다. 또한, 에칭 가스와 증착 가스를 함께 공급하면, 기판 패턴 측면의 에칭이 매끄럽게 되어 개선될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 공급 유닛(1310)을 개략적으로 보여주는 도면이다. 상술한 제1 실시예에서는 가스 분배기(330)를 통해 에칭 가스와 증착 가스가 혼합되어 각각의 샤워 헤드(422)에 공급되었다. 에칭 가스와 증착 가스가 동시에 샤워 헤드(422)로 공급되어 챔버 내로 유입되는 경우, 에칭 공정과 증착 공정이 동시에 수행된다. 다만, 기판을 처리함에 있어서, 에칭 공정 또는 증착 공정만을 수행하거나, 기판의 영역별로 에칭 공정 또는 증착 공정을 선택적으로 수행할 필요가 있을 때, 샤워 헤드(422)의 각 영역마다 다른 종류의 가스를 공급하는 것이 효율적이다. 또한, 그러한 경우, 샤워 헤드(422)의 각 영역마다 특정 가스의 유량을 조절하여 공급할 수 있다.
아래에서는 도 7을 참조하여, 제1 실시예와 차이점을 중심으로 제2 실시예를 설명하도록 한다.
가스 공급 유닛(1300)에서 에칭 가스와 증착 가스는 서로 혼합되지 않고 개별적인 경로를 통해 샤워 헤드(1422)에 직접 연결되도록 한다. 또한, 각각의 샤워 헤드(1422)에 공급되는 각각의 가스들이 독립적, 개별적으로 제어가능하도록 한다.
가스 공급 유닛(1300)은 제1 실시예의 공급 라인(320), 분배 라인(332) 대신에 연결 라인(1320)을 포함한다. 또한 가스 공급 유닛(1300)은 연결 라인(1320) 상에 제공되는 잠금 밸브(1330)를 포함할 수 있다. 또한, 각 연결 라인(1320)의 전방에는 중앙 라인(1340)이 포함될 수 있다. 중앙 라인(1340)은 제1 중앙 라인(1340a), 제2 중앙 라인(1340b)을 포함할 수 있다. 제1 중앙 라인(1340a)은 제1 저장부(1310a)와 연결 라인(1320)들을 연결한다. 제1 중앙 라인(1340a)에는 제1 중앙 밸브(1342a)가 제공될 수 있다. 제1 중앙 밸브(1342a)는 제1 저장부(1310a)에서 나오는 에칭 가스의 공급을 제어할 수 있다. 제2 중앙 라인(1340b)은 제2 저장부(1310b)와 연결 라인(1320)들을 연결한다. 제2 중앙 라인(1340b)에는 제2 중앙 밸브(1342b)가 제공될 수 있다. 제2 중앙 밸브(1342b)는 제2 저장부(1310b)에서 나오는 증착 가스의 공급을 제어할 수 있다.
연결 라인(1320)은 각각의 저장부(1310)와 각각의 샤워 헤드(1422)를 연결한다. 연결 라인(1320)은 센터 라인(1322), 미들 라인(1324), 그리고 에지 라인(1326)을 포함할 수 있다.
센터 라인(1322)은 저장부(1310)와 센터부(1424)를 연결한다. 센터 라인(1322)은 저장부(1310)로부터 센터부(1424)로 가스를 공급한다. 센터 라인(1322)은 제1 센터 라인(1322a)과 제2 센터 라인(1322b)을 포함한다. 제1 센터 라인(1322a)은 제1 저장부(1310a)와 센터부(1424)를 연결한다. 제1 센터 라인(1322a)은 제1 저장부(1310a)로부터 센터부(1424)로 에칭 가스를 공급한다. 제2 센터 라인(1322b)은 제2 저장부(1310b)와 센터부(1424)를 연결한다. 제2 센터 라인(1322b)은 제2 저장부(1310b)로부터 센터부(1424)로 증착 가스를 공급한다.
미들 라인(1324)은 저장부(1310)와 미들부(1426a)를 연결한다. 미들 라인(1324)은 저장부(1310)로부터 미들부(1426a)로 가스를 공급한다. 미들 라인(1324)은 제1 미들 라인(1324a)과 제2 미들 라인(1324b)을 포함한다. 제1 미들 라인(1324a)은 제1 저장부(1310a)와 미들부(1426a)를 연결한다. 제1 미들 라인(1324a)은 제1 저장부(1310a)로부터 미들부(1426a)로 에칭 가스를 공급한다. 제2 미들 라인(1324b)은 제2 저장부(1310b)와 미들부(1426a)를 연결한다. 제2 미들 라인(1324b)은 제2 저장부(1310b)로부터 미들부(1426a)로 증착 가스를 공급한다.
에지 라인(1326)은 저장부(1310)와 에지부(1426b)를 연결한다. 에지 라인(1326)은 저장부(1310)로부터 에지부(1426b)로 가스를 공급한다. 에지 라인(1326)은 제1 에지 라인(1326a)과 제2 에지 라인(1326b)을 포함한다. 제1 에지 라인(1326a)은 제1 저장부(1310a)와 에지부(1426b)를 연결한다. 제1 에지 라인(1326a)은 제1 저장부(1310a)로부터 에지부(1426b)로 에칭 가스를 공급한다. 제2 에지 라인(1326b)은 제2 저장부(1310b)와 에지부(1426b)를 연결한다. 제2 에지 라인(1326b)은 제2 저장부(1310b)로부터 에지부(1426b)로 증착 가스를 공급한다.
잠금 밸브(1330)는 연결 라인(1320) 상에 흐르는 가스의 유동을 제어한다. 잠금 밸브(1330)는 연결 라인(1320) 상의 가스 흐름을 온/오프(On/Off)하거나 유량을 조절할 수 있다. 잠금 밸브(1330)는 센터 밸브(1332), 미들 밸브(1334), 그리고 에지 밸브(1336)를 포함할 수 있다.
센터 밸브(1332)는 제1 센터 밸브(1332a)와 제2 센터 밸브(1332b)를 포함한다. 제1 센터 밸브(1332a)는 제1 센터 라인(1322a) 상에 제공된다. 제1 센터 밸브(1332a)는 센터부(1424)로 공급되는 에칭 가스의 유동을 제어한다. 제2 센터 밸브(1332b)는 제2 센터 라인(1322b) 상에 제공된다. 제2 센터 밸브(1332b)는 센터부(1424)로 공급되는 증착 가스의 유동을 제어한다.
미들 밸브(1334)는 제1 미들 밸브(1334a)와 제2 미들 밸브(1334b)를 포함한다. 제1 미들 밸브(1334a)는 제1 미들 라인(1324a) 상에 제공된다. 제1 미들 밸브(1334a)는 미들부(1426a)로 공급되는 에칭 가스의 유동을 제어한다. 제2 미들 밸브(1334b)는 제2 미들 라인(1324b) 상에 제공된다. 제2 미들 밸브(1334b)는 미들부(1426a)로 공급되는 증착 가스의 유동을 제어한다.
에지 밸브(1336)는 제1 에지 밸브(1336a)와 제2 에지 밸브(1336b)를 포함한다. 제1 에지 밸브(1336a)는 제1 에지 라인(1326a) 상에 제공된다. 제1 에지 밸브(1336a)는 에지부(1426b)로 공급되는 에칭 가스의 유동을 제어한다. 제2 에지 밸브(1336b)는 제2 에지 라인(1326b) 상에 제공된다. 제2 에지 밸브(1336b)는 에지부(1426b)로 공급되는 증착 가스의 유동을 제어한다.
제어기(1700)는 잠금 밸브(1330)들을 각각 독립적으로 제어할 수 있다. 제어기(1700)는 제1 센터 밸브(1332a), 제2 센터 밸브(1332b), 제1 미들 밸브(1334a), 제2 미들 밸브(1334b), 제1 에지 밸브(1336a), 그리고 제2 에지 밸브(1336b) 각각을 독립적, 개별적으로 제어한다. 따라서, 에칭 가스와 증착 가스가 샤워 헤드(1422)의 각 영역에 개별적, 또는 함께 공급될 수 있다. 또한 공급되는 가스의 유량도 제어될 수 있다. 이로 인해, 가스 공급을 다양하게 하여 처리 공정의 다양성을 도모할 수 있다. 따라서, 기판의 영역별 식각률을 균일하게 할 수 있다. 그리고 선택비를 향상시켜 공정 전체의 효율성을 높일 수 있다. 또한, 에칭 가스와 증착 가스를 함께 공급하여 기판을 영역 별로 선택하여 기판 패턴 측면의 에칭을 개선할 수 있다.
도 8 내지 도 10은 제2 실시예에 따른 가스 공급 유닛(1300)의 밸브를 제어를 통한 몇가지 작동 예시를 보여주는 도면들이다. 음영 처리된 잠금 밸브(1330)는 폐쇄된 것을 의미한다. 다만, 잠금 밸브(1330)는 완전히 개방 또는 완전히 폐쇄될 수도 있지만, 일부만을 폐쇄하여 가스 유량을 조절할 수도 있다. 잠금 밸브(1330)를 각각 독립적으로 개폐하거나 유량을 조절한 상태에서 각각의 샤워 헤드(1422)에 상이하게 에칭 가스 또는 장착 가스를 공급하여 기판을 처리한다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 제1 실시예 또는 제2 실시예의 가스 공급 유닛에 의해 가스가 공급되는 몇가지 예시를 시간에 따라 나타낸 그래프들이다.
상술한 바와 같이, 에칭 가스와 증착 가스를 샤워 헤드(1422)에 함께 공급을 하기도 하고, 어느 하나만 공급을 하기도 하는 방식으로 가스를 공급할 수 있다. 이것은 센터부(1424), 미들부(1426a), 에지부(1426b)와 같은 임의의 샤워 헤드(1422)에 공급하는 것을 나타낸 것이고, 이러한 방식으로 샤워 헤드(1422)의 각각의 영역에 개별적으로 서로 다른 펄스를 형성하도록 가스를 공급할 수도 있다. 또한, 가스 공급을 단순히 온/오프(On/Off)가 아닌 온(On) 상태에서도 유량을 달리하여 공급할 수 있다.
도 14는 종래 기술과 본 발명의 선택비를 비교한 표이다. 본 발명에 의해 에칭 가스 및 증착 가스의 공급을 적절하게 제어하여 기판 처리 공정의 효율성이 향상되었음을 알 수 있다. 일 예로, 도 14는 질화규소(SiN)막과 산화규소(SiO2)막 사이의 선택비가 현저하게 향상되었음을 보여준다. 종래에는 각각의 샤워 헤드에 직접적으로 연결되는 분배 라인(332, 제1 실시예) 또는 연결 라인(1320, 제2 실시예) 상에 가스의 유동을 제어하는 밸브가 제공되지 않은 경우이다. 본 발명은 각각의 샤워 헤드(422, 1422)에 연결되는 분배 라인(332) 또는 연결 라인(1320) 상의 밸브를 통해 가스의 유동을 제어하면서 기판을 처리한 경우이다. 도 14를 참조하면 잔류하는 질화규소(SiN)막의 두께가 약 30%정도 증가하고, 선택비가 약 45% 향상되었음을 알 수 있다.
상술한 실시예에서는 샤워 헤드가 센터부, 미들부, 에지부의 3개 영역으로 제공되는 것으로 하였으나, 2개의 영역으로 제공될 수도 있다. 또는 4개 이상의 영역으로 제공될 수도 있다.
상술한 실시예에서는 하부 전원(460)이 제1 하부 전원(462), 제2 하부 전원(464)을 모두 포함하는 것으로 설명하였으나, 상술한 실시예와 달리, 제2 하부 전원(464)은 생략될 수 있다.
상술한 제1 실시예에서는 가스 분배기(330)가 제공되는 것으로 하였으나, 가스 분배기는 생략될 수 있다. 이때 제1 공급 라인(320a)과 제2 공급 라인(320b)이 서로 만나게 되어 공급 라인 내부에서 에칭 가스와 증착 가스가 혼합될 수 있다.
상술한 제2 실시예에서는 중앙 라인(1340)과 중앙 밸브(1342)가 제공되는 것으로 하였으나, 중앙 라인과 중앙 밸브는 생략될 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: 챔버 200: 지지 유닛
300: 가스 공급 유닛 400: 플라즈마 생성 유닛
422: 샤워 헤드 424: 센터부
426: 외곽부 700: 제어기

Claims (20)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    공정을 수행하는 처리 공간이 형성된 챔버;
    상기 처리 공간에 위치하며, 기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 그리고
    상기 챔버 내부에 공급된 상기 가스를 플라즈마로 여기시키는 플라즈마 생성 유닛;을 포함하되,
    상기 플라즈마 생성 유닛은,
    상기 지지 유닛과 대향되게 제공되며 분사홀들이 형성되고, 수평 방향으로 2이상 영역으로 구획된 샤워 헤드를 포함하고,
    상기 가스 공급 유닛은,
    상기 가스를 저장하는 저장부;
    상기 저장부로부터 공급된 상기 가스를 상기 샤워 헤드로 분배하는 가스 분배기;
    상기 저장부와 상기 가스 분배기를 연결하는 공급 라인;
    상기 공급 라인에 제공되어 상기 가스의 유동을 제어하는 공급 밸브;
    상기 가스 분배기로부터 상기 샤워 헤드의 상기 2이상 영역으로 각각 상기 가스를 분배하는 복수의 분배 라인;
    상기 복수의 분배 라인에 각각 제공되어 상기 가스의 유동을 제어하는 복수의 제어 밸브; 및
    상기 공급 밸브와 상기 복수의 제어 밸브를 각각 독립적으로 제어하는 제어기를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 샤워 헤드는,
    상기 지지 유닛의 중심에 대향되게 제공되는 센터부;
    상기 센터부와 동심을 가지고, 상기 센터부와 상이한 직경을 가지며 직경 방향으로 상기 센터부를 둘러싸도록 제공된 링 형상의 외곽부를 가지는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 외곽부는 상기 센터부로부터 상기 센터부의 직경 방향으로 순차적으로 배열되는 미들부와 에지부를 포함하고,
    상기 미들부는 에지부보다 직경이 작도록 제공되는 기판 처리 장치
  4. 제3항에 있어서,
    상기 분배 라인은,
    상기 가스 분배기와 상기 센터부를 연결하는 제1 분배 라인;
    상기 가스 분배기와 상기 미들부를 연결하는 제2 분배 라인; 그리고
    상기 가스 분배기와 상기 에지부를 연결하는 제3 분배 라인을 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어 밸브는,
    상기 제1 분배 라인에 제공되는 제1 제어 밸브;
    상기 제2 분배 라인에 제공되는 제2 제어 밸브; 그리고
    상기 제3 분배 라인에 제공되는 제3 제어 밸브;를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 제1 제어 밸브 내지 제3 제어 밸브를 독립적으로 제어하는 기판 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저장부는,
    에칭 가스를 저장하는 제1 저장부와;
    증착 가스를 저장하는 제2 저장부를 포함하고,
    상기 공급 라인은,
    상기 제1 저장부와 상기 가스 분배기를 연결하는 제1 공급 라인과;
    상기 제2 저장부와 상기 가스 분배기를 연결하는 제2 공급 라인을 포함하되,
    상기 공급 밸브는,
    상기 제1 공급 라인에 제공되어 상기 에칭 가스의 유동을 제어하는 제1 공급 밸브와;
    상기 제2 공급 라인에 제공되어 상기 증착 가스의 유동을 제어하는 제2 공급 밸브를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 제1 공급 밸브와 상기 제2 공급 밸브를 독립적으로 제어하는 기판 처리 장치.
  7. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    공정을 수행하는 처리 공간이 형성된 챔버;
    상기 처리 공간에 위치하며, 기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 그리고
    상기 챔버 내부에 공급된 상기 가스를 플라즈마로 여기시키는 플라즈마 생성 유닛;을 포함하되,
    상기 플라즈마 생성 유닛은,
    상기 지지 유닛과 대향되게 제공되며 분사홀들이 형성되고, 수평 방향으로 2이상 영역으로 구획된 샤워 헤드를 포함하고,
    상기 가스 공급 유닛은,
    상기 가스를 상기 샤워 헤드로 공급하는 저장부;
    상기 저장부로부터 상기 샤워 헤드의 상기 2이상 영역으로 각각 상기 가스를 공급하는 복수의 연결 라인;
    상기 복수의 연결 라인에 각각 제공되어 상기 가스의 유동을 제어하는 복수의 잠금 밸브; 그리고
    상기 상기 복수의 잠금 밸브를 독립적으로 제어하는 제어기를 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 샤워 헤드는,
    상기 지지 유닛의 중심에 대향되게 제공되는 센터부;
    상기 센터부와 동심을 가지고, 상기 센터부와 상이한 직경을 가지며 직경 방향으로 상기 센터부를 둘러싸도록 제공된 링 형상의 외곽부를 가지는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 외곽부는 상기 센터부로부터 상기 센터부의 직경 방향으로 순차적으로 배열되는 미들부와 에지부를 포함하고,
    상기 미들부는 에지부보다 직경이 작도록 제공되는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 연결 라인은,
    상기 저장부로부터 상기 센터부로 상기 가스를 공급하는 센터 라인;
    상기 저장부로부터 상기 미들부로 상기 가스를 공급하는 미들 라인;
    상기 저장부로부터 상기 에지부로 상기 가스를 공급하는 에지 라인을 포함하는 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 잠금 밸브는,
    상기 센터 라인에 제공되어 상기 가스의 유동을 제어하는 센터 밸브;
    상기 미들 라인에 제공되어 상기 가스의 유동을 제어하는 미들 밸브; 및
    상기 에지 라인에 제공되어 상기 가스의 유동을 제어하는 에지 밸브;를 포함하되,
    상기 제어기는 상기 센터 밸브, 상기 미들 밸브, 그리고 상기 에지 밸브를 독립적으로 제어하는 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 저장부는,
    에칭 가스를 공급하는 제1 저장부와
    증착 가스를 공급하는 제2 저장부를 포함하고,
    상기 연결 라인은,
    상기 제1 저장부와 상기 센터부를 연결하는 제1 센터 라인;
    상기 제2 저장부와 상기 센터부를 연결하는 제2 센터 라인;
    상기 제1 저장부와 상기 미들부를 연결하는 제1 미들 라인;
    상기 제2 저장부와 상기 미들부를 연결하는 제2 미들 라인;
    상기 제1 저장부와 상기 에지부를 연결하는 제1 에지 라인; 그리고
    상기 제2 저장부와 상기 에지부를 연결하는 제2 에지 라인;
    을 포함하는 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 센터 밸브는,
    상기 제1 센터 라인에 제공되는 제1 센터 밸브와
    상기 제2 센터 라인에 제공되는 제2 센터 밸브를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 제1 센터 밸브와 상기 제2 센터 밸브를 독립적으로 제어하는 기판 처리 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 미들 밸브는,
    상기 제1 미들 라인에 제공되는 제1 미들 밸브와;
    상기 제2 미들 라인에 제공되는 제2 미들 밸브를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 제1 미들 밸브와 상기 제2 미들 밸브를 독립적으로 제어하는 기판 처리 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 에지 밸브는,
    상기 제1 에지 라인에 제공되는 제1 에지 밸브와,
    상기 제2 에지 라인에 제공되는 제2 에지 밸브를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 제1 에지 밸브와 상기 제2 에지 밸브를 독립적으로 제어하는 기판 처리 장치.
  16. 공급된 가스를 플라즈마로 여기하여 기판을 처리하는 방법에 있어서, 수평 방향으로 2이상의 영역으로 구획된 샤워 헤드에 에칭 가스와 증착 가스를 공급하여 기판을 처리하되, 상기 구획된 각 영역마다 독립적으로 가스를 공급하는 기판 처리 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 처리는 상기 기판을 식각하는 공정인 기판 처리 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 처리는 상기 기판상의 산화막을 식각하는 공정인 기판 처리 방법.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에칭 가스와 상기 증착 가스를 혼합한 혼합 가스를 상기 샤워 헤드의 각 영역에 공급하되, 상기 각 영역마다 독립적으로 상기 혼합 가스를 공급하는 기판 처리 방법.
  20. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에칭 가스와 상기 증착 가스를 각각 상기 샤워 헤드의 각 영역에 공급하되, 상기 각 영역마다 독립적으로 상기 에칭 가스와 상기 증착 가스를 각각 공급하는 기판 처리 방법.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190025772A (ko) * 2017-09-01 2019-03-12 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20190035149A (ko) * 2017-09-26 2019-04-03 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20190086845A (ko) * 2018-01-15 2019-07-24 삼성전자주식회사 플라즈마 처리 장치
KR20190114089A (ko) * 2018-03-29 2019-10-10 삼성전자주식회사 가스 분배 판을 갖는 플라즈마 처리 장치
KR20220070800A (ko) * 2020-11-23 2022-05-31 세메스 주식회사 전극 제어 유닛 및 이를 구비하는 기판 처리 장치

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5089669B2 (ja) * 2009-10-15 2012-12-05 三菱電機株式会社 薄膜形成装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190025772A (ko) * 2017-09-01 2019-03-12 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20190035149A (ko) * 2017-09-26 2019-04-03 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20190086845A (ko) * 2018-01-15 2019-07-24 삼성전자주식회사 플라즈마 처리 장치
KR20190114089A (ko) * 2018-03-29 2019-10-10 삼성전자주식회사 가스 분배 판을 갖는 플라즈마 처리 장치
CN110323116A (zh) * 2018-03-29 2019-10-11 三星电子株式会社 气体分布板及包括其的等离子体处理设备
KR20220070800A (ko) * 2020-11-23 2022-05-31 세메스 주식회사 전극 제어 유닛 및 이를 구비하는 기판 처리 장치

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