KR20190051291A - 기판 처리 장치 및 기판 지지 유닛 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 지지 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 지지 유닛에 관한 것으로, 기판의 베벨부에 도달한 챔버 내기가 에지 링과 맞부딪치지 않고, 에지 링에 제공된 유로를 통해 유동됨으로써, 기판 베벨부에 와류가 생성되는 것이 방지되는 효과가 있는, 기판 처리 장치 및 기판 지지 유닛을 제공한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 지지 유닛{SUBSTRATE TREATING APPARAUS AND SUBSTRATE SUPPORTING UNIT}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 지지 유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 공정 가스에 의한 와류 발생을 억제함으로써 파티클이 기판에 적하하는 것을 방지하는 기판 처리 장치 및 기판 지지 유닛에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 공정이 복수 회 이용된다. 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 공정으로 식각 공정, 증착 공정, 애싱 공정, 또는 어닐 공정 등이 있다. 이와 같은 플라즈마 처리 공정은 공정 챔버 내부에 공급된 반응가스로부터 플라즈마를 발생하고 이들 플라즈마를 기판에 반응시켜 기판을 처리한다.
도 1 내지 도 2는 일반적으로 사용되는 플라즈마 처리 장치의 일 예를 보여준다. 도 1과 도 2를 참고하면, 지지판 상에 기판이 놓이고, 공정 진행 시 지지판의 가장자리에 반응 부산물 등이 증착되지 않도록 지지판의 가장자리 영역에는 에지 링이 제공된다.
그러나 위와 같은 구조의 장치를 이용하여 기판 처리시 에지링의 내측 끝단과 인접한 영역으로 공급된 이온이나 라디칼이 에지링으로 인해 외측으로 원활하게 배출되지 못하고 기류가 정체되거나, 이 영역에서 와류를 형성한다. 이는 기판의 가장자리 영역에서 처리 균일도를 크게 저하시킨다.
대한민국 공개특허공보 제10-2015-0078635호(2015.07.08.)
본 발명은 챔버 내부 유동장에 의해 기판 베벨부에 도달한 챔버 내기를 임의적으로 유도함으로써, 기판 베벨부에 와류가 생성되는 것을 방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 지지 유닛을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 본 발명의 일실시예에 의하면, 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간이 형성된 공정 챔버와, 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과, 공정 챔버 내부에 공급된 반응가스를 플라즈마로 변형시키는 플라즈마 발생 유닛을 가지고, 기판 지지 유닛은, 기판이 놓이는 지지판과, 지지판의 상면 중 기판이 놓이는 중앙 영역 외측의 가장자리 영역과 대향되는 상부 커버부와, 상부 커버부의 외측으로부터 아래로 연장되어 지지판의 측부와 대향되는 측부 커버부를 가지는 에지 링을 포함하고, 에지 링과 지지판 사이에는, 상부 커버부의 내측으로 유입된 가스를 기판 지지 유닛의 외측으로 안내하는 유로가 제공된다.
상기 에지 링은, 상부 커버부의 저면이 지지판의 가장자리 영역으로부터 소정 간격 떨어져 배치되도록, 상부 커버부의 저면에서 아래를 향해 돌출 형성된 복수의 돌기를 포함하고, 유로는, 지지판의 상면과, 상부 커버부의 저면과, 돌기들에 의해 둘러싸인 공간일 수 있다.
상기 에지 링은 복수의 돌기에 의해 지지판의 상면에 지지될 수 있다.
상기 공정 챔버에는 처리 공간으로 기판이 출입되는 반입구가 형성되고, 에지 링은 원주 방향으로 구분되는 제1영역과 제2영역을 포함하고, 상부에서 바라볼 때 제1영역은 제2영역에 비해 반입구에 더 인접한 영역이고, 상부에서 바라볼 때, 제1영역에 형성된 돌기와 제2영역에 형성된 돌기는 서로 상이한 형상으로 제공될 수 있다.
상기 제2 영역의 단위 중심 각도에서 유로를 통해 흐르는 가스의 유량이 제1영역의 단위 중심 각도에서 유로를 통해 흐르는 가스의 유량보다 더 많도록, 제2영역에서 돌기의 너비는 제1영역에서 돌기의 너비 보다 더 작게 제공될 수 있다.
상부에서 바라볼 때, 제1영역에 형성된 돌기는 원형으로 형성되고, 제2영역에 형성된 돌기는 호형으로 형성될 수 있다.
상기 지지판의 상면은, 중심 영역이 기판이 놓이는 홈 형태로 제공되고, 상부 커버부는, 홈의 외측에 배치되며, 홈을 형성하는 내벽은 지지판의 중심을 향해 하향 경사지도록 제공될 수 있다.
상기 상부 커버부의 내측 단부는, 지지판의 중심을 향해 하향 경사진 정렬면을 가질 수 있다.
상기 상부 커버부의 내측 단부는, 유로를 향해 하향 경사진 안내면을 가지며, 안내면은 유로와 인접하도록 유로의 상부에 배치될 수 있다.
상기 상부 커버부의 내측 단부는 지지판의 중심을 향해 하향 경사진 정렬면과, 정렬면의 아래에 배치되며 유로를 향해 하향 경사진 안내면을 가질 수 있다.
상기 측부 커버부와 지지판의 외측면 간의 거리는, 상부 커버부의 하면과 지지판 간의 거리보다 클 수 있다.
상기 기판을 가열하도록 상기 지지판에 제공된 히터와, 처리 공간 내로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과, 지지판을 감싸도록 제공되며, 상하방향으로 관통홀이 형성된 배기 배플과, 배기 배플을 통해 처리 공간 내부를 강제 배기하는 진공펌프를 더 포함할 수 있다.
상기 배기 배플은, 지지판과 배기 배플 사이의 공간을 덮는 커버링을 포함하고, 측부 커버부의 하단은 커버링 상에 놓이며, 커버링에는, 에지 링의 위치를 안내하는 가이드 돌기가 제공될 수 있다.
상기 플라즈마 발생 유닛은, 기판 지지 유닛의 상부에 배치되며, 복수의 슬롯들이 형성된 안테나 판과, 안테나 판으로 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가 유닛과, 안테나 판의 하부에 제공되고, 마이크로파를 공정 챔버 내부 공간으로 확산 및 투과시키는 유전판을 포함할 수 있다.
본 발명은 기판 지지 유닛을 제공한다. 본 발명의 일실시예에 의하면, 기판 지지 유닛은, 기판이 놓이는 지지판과, 지지판의 상면 중 기판이 놓이는 중앙 영역 외측의 가장자리 영역을 덮는 상부 커버부와, 상부 커버부의 외측으로부터 아래로 연장되어 지지판의 측부를 덮는 측부 커버부를 가지는 에지 링을 포함하고, 에지 링과 지지판 사이에는, 그 내측으로 유입된 기류를 지지판의 외측으로 안내하는 유로가 제공된다.
상기 에지 링은, 상부 커버부 저면에 아래를 향해 돌출 형성된 복수의 돌기를 포함하고, 유로는, 지지판의 상면과, 상부 커버부의 저면과, 돌기부에 의해 둘러싸인 공간일 수 있다.
상기 상부 커버부의 내측 단부는, 중심을 향해 하향 경사진 안내면을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 기판의 베벨부에 도달한 챔버 내기가 에지 링과 맞부딪치지 않고, 에지 링에 제공된 유로를 통해 유동되므로, 기판 베벨부에 와류가 생성되는 것이 방지되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, 기판 주연부에 파티클 적하가 극소화되므로, 기판 처리 품질이 향상된다.
또한, 공정 챔버 내부를 임의적으로 구획했을 때, 기판이 출입되는 반입구 측의 처리 공간이 상대적으로 큰 것을 감안해, 반입구 측의 처리 공간에 존재하던 내기가 배출되는 유로의 면적이 다른 구획 공간에 비해 상대적으로 작게 제공되므로, 반입구 측 처리 공간에 존재하는 이온화된 입자들의 량이 다른 구획공간에 존재하는 이온화된 입자들의 량에 비해 적지 않게 유지된다.
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 종래 플라즈마 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치 내부에 유동하는 내기를 표현한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 4는 도 3의 기판 처리 장치 내부에 유동하는 내기를 표현한 예시도이다.
도 5는 도 3의 기판 처리 장치의 요부 단면이다.
도 6은 도 3의 기판 처리 장치의 요부 단면도이다.
도 7은 도 3에 도시된 에지 링의 저면도이다.
도 8은 도 3에 도시된 에지 링의 저면도이다.
도 9는 도 3에 도시된 에지 링의 저면도이다.
도 10은 도 3에 도시된 에지 링의 저면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 12는 도 11의 기판 처리 장치 내부에 유동하는 내기를 표현한 예시도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에지 링의 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 해석돼서는 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 과장 또는 축소되었다.
이하에서는 본 발명에 따른 일실시예의 기판 처리 장치에 관하여 설명한다. 일실시예의 기판 처리 장치는, 플라즈마를 활용해 기판을 식각 처리한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 단면도이고, 도 4는 도 3의 기판 처리 장치 내부에 유동하는 내기를 표현한 예시도이고, 도 5 내지 도 6은 도 3의 기판 처리 장치의 요부 단면이고, 도 7 내지 도 10은 도 3에 도시된 에지 링의 저면도이다.
도 3 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 기판 처리 장치(10)는, 공정 챔버(100), 기판 지지 유닛(200), 가스 공급 유닛(300), 플라즈마 발생 유닛(400) 배기 배플(500), 진공 펌프(600)를 포함한다.
공정 챔버(100)는, 내부에 처리 공간(101)이 형성되며, 처리 공간(101)은 기판 처리 공정이 수행되는 공간으로 제공된다. 공정 챔버(100)는 바디(110)와 커버(120)를 포함한다. 바디(110)는 상면이 개방되며 내부에 공간이 형성된다. 커버(120)는 바디(110)의 상단에 놓이며, 바디(110)의 개방된 상면을 밀폐한다. 커버(120)는 상부 공간이 하부 공간보다 더 큰 반경을 갖도록 하단부 내측이 단차진다.
공정 챔버(100)의 일측벽에는 기판이 출입하는 반입구(130)가 형성된다. 반입구(130)는 배기 배플(500) 상측에 제공된다. 반입구(130)는 기판(W)이 공정 챔버(100) 내부로 출입할 수 있는 통로로 제공된다. 반입구(130)는 공정 챔버(100) 외부에 위치하는 도어(131)에 의해 개폐된다.
공정 챔버(100)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성된다. 배기홀(102)은 배기 라인(140)과 연결된다. 배기 라인(140)을 통한 배기로, 공정 챔버(100)의 내부는 상압보다 낮은 압력으로 유지될 수 있다. 그리고, 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 공정 챔버(100) 내부에 존재하는 가스는 배기 라인(140)을 통해 외부로 배출된다.
기판 지지 유닛(200)은, 공정 챔버(100) 내부에 위치하며, 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(200)은 지지판(210), 리프트핀(미도시), 히터(220), 지지축(230), 에지 링(240)을 포함한다.
지지판(210)은 소정의 두께를 가지며, 기판(W) 보다 큰 반경을 갖는 원판으로 제공된다. 지지판(210)의 상면에는 기판(W)이 놓이는 홈이 제공된다. 지지판(210)의 홈을 형성하는 내벽은, 지지판(210)의 중심을 향해 하향 경사지도록 제공된다.
리프트핀은 지지판(210)에 제공된 리프트핀 홀(미도시)에 각각 제공된다. 리프트핀들은 리프트핀 홀을 따라 상하방향으로 이동하며, 기판(W)을 지지판(210)에 로딩하거나 지지판(210)으로부터 기판(W)을 언로딩 한다.
히터(220)는 지지판(210)의 내부에 제공된다. 히터(220)는 나선 형상의 코일로 제공되며, 균일한 간격으로 지지판(210) 내부에 매설된다. 히터(220)는 외부 전원과 연결되며, 외부 전원에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 히터(220)에 의해 발생된 열은 지지판(210)을 통해 기판(W)에 전도된다. 지지축(230)은 지지판(210)의 하부에 위치하며, 지지판(210)을 지지한다.
에지 링(240)은 지지판(210)의 가장자리 영역에 반응 분산물이 증착되는 것을 방지한다. 에지 링(240)은 지지판(210)의 가장자리 영역에 탈착 가능하게 장착한다.
에지 링(240)은, 지지판(210)의 상면 중 가장자리 영역을 덮는 상부 커버부(241)와, 상부 커버부(241)로부터 아래로 연장되어 지지판(210)의 측부를 덮는 측부 커버부(242)를 가진다. 상부 커버부(241)는, 지지판(210)에 제공된 홈의 외측에 배치된다. 에지 링(240)에는 에지 링(240)과 기판(W)의 베벨부 사이로 유입된 가스를 기판 지지 유닛의 외측으로 안내하는 유로(P)가 제공된다.
유로(P)로 유입된 내기는 측부 커버부(242)와 지지판(210) 외측면 사이 공간(S)을 통해 배기 라인(140)으로 유입된다. 유로(P)로 유입된 내기가 원활히 배기 라인(130)으로 유입될 수 있도록 측부 커버부(242)와 지지판(210)의 외측면 간의 거리는, 상부 커버부(241)의 하면과 지지판(210) 간의 거리보다 크게 제공 된다.
에지 링(240)은, 상부 커버부(241)의 저면에서 아래를 향해 돌출 형성된 복수의 돌기(243)를 포함한다. 유로(P)는 지지판(210)의 상면과, 상부 커버부(241)의 저면과, 돌기(243)들에 의해 둘러싸인 공간으로써 에지 링(240)에 제공된다.
돌기(243)는 유로(P)로 유도되는 내기의 목표 값에 따라 그 형상이 달리 제공된다. 도 7 또는 도 8에 도시된 바와 같이, 유로(P)로 유도되는 내기의 목표값에 따라서 돌기(243)는 상부에서 봤을 때 원 또는 호 형태로 제공될 수 있다.처리 공간(101)을 임의적으로 구획했을 때, 구획된 모든 공간이 동일한 체적을 갖는다면, 상부 커버부(241)에 형성되는 돌기(243)는 모두 동일한 형태로 제공될 수 있다. 그러나, 도 3에 도시된 바와 같이, 반입구(130)에 의해 일정 구획 공간이 다른 구획공간에 비해 체적이 커질 경우에는 균일도 향상을 위해서 유로(P)로 유입되는 가스의 양을 임의적으로 조절할 필요가 있다.
이러한 점을 감안하여, 본 발명의 일실시예에 포함되는 에지 링(240)은 도 9 내지 10에 도시된 바와 같이, 원주방향을 따라 제1영역(A1)과 제2영역(A2)으로 구획되고, 각 영역별로 상이한 량의 가스가 유로(P)로 유도될 수 있도록 상이한 형태로 돌기(243)가 배치된다.
에지 링(240)을 상부에서 바라볼 때, 반입구(130)에 인접한 영역을 제1영역(A1), 제1영역(A1)을 제외한 영역을 제2영역(A2)이라 칭한다. 제2영역(A2)의 단위 중심 각도에서 유로(P)를 통해 흐르는 가스의 유량이 제1영역(A1)의 단위 중심 각도에서 유로(P)를 통해 흐르는 가스의 유량보다 더 많도록, 제2영역(A2)에 제공된 돌기(243)의 너비는 제1영역(A1)에 제공된 돌기(243)의 너비 보다 더 작게 제공된다.
이때, 단위 중심 각도란, 에지 링(240)의 중심을 기준으로 그려지는 임의 넓이의 부채꼴의 중심각을 의미한다. 단위 중심 각도에서, 유로(P)를 형성시키기 위해서 제2영역(A) 또는 제1영역(B)에 제공되는 면적은 동일하다.
제2영역(A2)에 제공된 유로(P)를 통해 흐르는 가스의 유량이 제1영역(A1)에 제공된 유로(P)를 통해 흐르는 가스의 유량 보다 많도록제2영역(A2) 및 제1영역(A2)에 제공된 돌기(243)는 서로 상이한 형상으로 제공된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상부에서 바라볼 때, 제2영역(A2)에 형성된 돌기(243b)는 원 형태이고, 제1영역(A1)에 형성된 돌기(243a)는 호 형상으로 제공될 수 있다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 경우에 따라서는 동일한 형태의 돌기(243c, 243d)의 군집 정도를 가감하여 유로(P)의 넓이를 조절할 수도 있다.
예를 들어, 제2영역(A2)에 제공된 유로(P)를 통해 흐르는 가스의 양이 제1영역(A1)에 제공된 유로(P)를 통해 흐르는 가스의 양보다 더 많도록, 제2영역(A2)에 형성된 돌기(243d)의 밀도 보다 제1영역(A1)에 형성된 돌기(243c)의 밀도가 더 크게 제공될 수 있을 것이다.
또는 제2영역(A2)에 제공된 인접한 돌기(243d)들 사이 거리 보다 제1영역(A1)에 제공된 인접한 돌기(243c)들 사이 거리가 더 가깝게 제공될 수도 있을 것이다.
상부 커버부(241)의 내측 단부는, 지지판(210)의 중심을 향해 하향 경사진 정렬면(244)을 가지도록 제작된다. 정렬면(244)에 의해, 지지판(210)으로 적하된 기판(W)이 지지판(210)의 홈으로 슬라이딩 이동된다.
가스 공급 유닛(300)은 공정 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급한다. 공정 가스는 수소 및 산소가 혼합된 가스이다. 가스 공급 유닛(300)은 공정 챔버(100)의 측벽에 형성된 가스 공급홀(105)을 통해 공정 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급한다.
플라즈마 발생 유닛(400)은 공정 챔버(100) 내부로 공급된 반응가스로부터 플라즈마를 발생시킨다. 플라즈마 발생 유닛(400)은, 마이크로파 인가 유닛(410), 안테나 판(420), 지파판(430), 유전판(440)을 포함한다.
마이크로파 인가 유닛(410)은 안테나 판(420)으로 마이크로파를 인가한다. 마이크로파 인가 유닛(410)은 마아크로파 발생기(411), 제1도파관(412), 제2도파관(413), 위상 변환기(414), 그리고 매칭 네트워크(415)를 포함한다.
마이크로파 발생기(411)는 마이크로파를 발생시킨다. 제1도파관(412)은 마이크로파 발생기(411)와 연결되며, 내부에 통로가 형성된다. 마이크로파 발생기(411)에서 발생된 마이크로파는 제1도파관(412)을 따라 위상 변환기(414) 측으로 전달된다. 제2도파관(413)은 외부 도체(413a) 및 내부 도체(413b)를 포함한다.
외부 도체(413a)는 제1도파관(412)의 끝단에서 수직한 방향으로 아래로 연장되며, 내부에 통로가 형성된다. 외부 도체(413a)의 상단은 제1도파관(412)의 하단에 연결되고, 외부 도체(413a)의 하단은 커버(120)의 상단에 연결된다.
내부 도체(413b)는 외부 도체(413a) 내에 위치한다. 내부 도체(413b)는 원기둥 형상의 로드로 제공되며, 그 길이방향이 상하방향과 나란하게 배치된다. 내부 도체(413b)의 상단은 위상 변환기(414)의 하단부에 삽입 고정된다.
내부 도체(413b)는 아래 방향으로 연장되어 그 하단이 공정 챔버(100)의 내부에 위치한다. 내부 도체(413b)의 하단은 안테나 판(420)의 중심에 고정 결합 된다. 내부 도체(413b)는 안테나 판(420)의 상면에 수직하게 배치된다. 마이크로파는 내부 도체(413b)를 통해 안테나 판(420)으로 전파된다.
위상 변환기(414)에서 위상이 변화된 마이크로파는 제2도파관(413)을 따라 안테나 판(420)으로 전달된다. 위상 변환기(414)는 제1도파관(412)과 제2도파관(413)이 접속되는 지점에 제공되며, 마이크로파의 위상을 변화시킨다. 위상 변환기(414)는 아래가 뾰족한 콘 형상으로 제공된다. 위상 변환기(414)는 제1도파관(412)으로부터 전달된 마이크로파를 모드가 변환된 상태로 제2도파관(413)에 전파한다. 위상 변환기(414)는 마이크로파를 TE모드에서 TEM모드로 변환시킬 수 있다.
매칭 네트워크(415)는 제1도파관(412)에 제공된다. 매칭 네트워크(415)는 제1도파관(412)을 통해 전파되는 마이크로파를 소정 주파수로 변환시킨다.
안테나 판(420)은 플레이트 형상으로 제공된다. 안테나 판(420)은 지지판(210)에 대향되도록 배치된다. 안테나 판(420)에는 복수의 슬롯(421)들이 형성된다. 안테나 판(420)의 중심에는 홀(422)가 형성된다. 내부 도체(413b)는 그 하단이 홀(422)를 관통하여 안테나 판(420)과 결합된다. 마이크로파는 슬롯(421)을 투과하여 유전판(440)으로 전달된다.
지파판(430)은 안테나 판(420)의 상부에 위치한다. 지파판(430)은 소정 두께를 갖는 원판으로 제공된다. 지파판(430)은 알루미나, 석영 등의 유전체로 제공된다. 내부 도체(413b)를 통해 수직 방향으로 전파된 마이크로파는 지파판(430)의 반경 방향으로 전파된다. 지파판(430)에 전파된 마이크로파는 파장이 압축되며, 공진된다.
유전판(440)은, 소정 두께를 갖는 원판으로 제공된다. 유전판(440)은 알루미나, 석영 등의 유전체로 제공된다. 유전판(440)의 저면은 내측으로 만입된 오목면으로 제공된다. 마이크로파는 유전판(440)을 거쳐 공정 챔버(100) 내부로 방사된다. 방사된 마이크로파의 전계에 의하여 공정 챔버(100) 내에 공급된 공정 가스는 플라스마 상태로 여기 된다.
배기 배플(500)은, 링 형상의 판형으로 제공된다. 배기홀(501)들은 배기 배플(500)의 외측 영역에 상하 방향을 관통하도록 제공된다. 배기 배플(500)은 지지판(210)을 둘러 싸도록 공정 챔버(100) 내측면에 고정된다.
배기 배플(500)의 상부에는 커버링(510)이 제공된다. 커버링(510)은, 지지판(210)과 배기 배플(500) 사이의 공간을 덮어 배기 배플(500) 상부에 존재하는 가스가 지지판(210)과 배기 배플(500) 사이로 유동하는 것을 방지한다.
측부 커버부(242)는 커버링(510) 상에 놓인다. 또한, 커버링(510)에는 가이드 돌기(511)가 제공된다. 가이드 돌기(511)는 커버링(510)의 상측으로 연장 형성되어 에지 링(240)의 장착 위치를 가이드 한다. 가이드 돌기(511)에 의해 에지 링(240)이 편향되지 않고 지지판(210)과 동심을 이루게 된다.
진공펌프(600)는, 처리 공간(101) 내부를 강제 배기한다. 진공펌프(600)는, 배기라인(130)과 연통된다. 진공펌프(600)에 의해 흡입되는 처리 공간(101)의 내기는 배기 배플(500)을 통과해 배기라인(130)으로 도달하게 된다.
이상의 상세한 설명은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 유닛을 상세히 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 예에 한정되지 않으며, 플라즈마를 통해 기판을 처리하는 모든 장치에 적용 가능하다.
특히, 도 11 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 지지판(210)에 기판(W)이 안착되는 홈이 형성되어 있지 않더라도, 에지 링(240)은 쉽게 지지판(210)에 장착될 수 있을 것이다.
또한, 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이, 상부 커버부(241)의 내측 단부에는 정렬면(244) 외에도 안내면(245)이 제공될 수 있다. 안내면(245)은 유로(P)와 인접하도록 유로(P)의 상부에 배치된다. 안내면(245)에 의해 기판(W)의 베벨부에 도달한 내기가 유로(P)로 더 원활히 유도된다.
도 13의 (c)에 도시된 바와 같이, 정렬면(244)과 안내면(244)이 동시에 상부 커버부(241)의 내측 단부에 제공될 수 도 있다. 이때, 정렬면(244)은 안내면(245) 보다 높은 위치에 제공된다. 이러한 경우에는 지지판(210)에 낙하된 기판(W)이 정렬면(244)을 따라 미끄러져 정위치에 안착될 수 있고, 안내면(244)에 의해 기판(W)의 베벨부에 도달한 내기가 유로(P)로 더 원활히 유도될 수 있다.
위와 같은 본 발명의 일실시예에 따르면, 기판(W)의 베벨부에 도달한 챔버 내기(f)가 에지 링(240)과 맞부딪치지 않고, 에지 링(240)에 제공된 유로(P)를 통해 유동되므로, 기판(W) 베벨부에 와류가 생성되는 것이 방지되고, 기판(W) 주연부에 파티클 적하가 극소화되므로, 플라즈마를 통한 기판(W) 처리 품질이 향상된다.
공정 챔버(100) 내부를 임의적으로 구획했을 때, 기판(W)이 출입되는 반입구(130) 측의 처리 공간이 상대적으로 큰 것을 감안해, 반입구(130) 측의 처리 공간에 존재하던 내기가 배출되는 유로(P)의 면적이 다른 구획 공간에 비해 상대적으로 작게 제공되므로, 반입구(130) 측 처리 공간에 존재하는 이온화된 입자들의 량이 다른 구획공간에 존재하는 이온화된 입자들의 량에 비해 적지 않게 유지된다.
10: 기판 처리 장치 100: 공정 챔버
200: 기판 지지 유닛 300: 가스 공급 유닛
400: 플라즈마 발생 유닛 410: 마이크로파 인가 유닛
420: 안테나 판 430: 지파판
440: 유전판 500: 배기 배플
600: 진공 펌프

Claims (17)

  1. 기판을 처리 하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간이 형성된 공정 챔버와;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 공정 챔버 내부에 공급된 반응가스를 플라즈마로 변형시키는 플라즈마 발생 유닛을 가지고,
    상기 기판 지지 유닛은,
    상기 기판이 놓이는 지지판과;
    상기 지지판의 상면 중 기판이 놓이는 중앙 영역 외측의 가장자리 영역과 대향되는 상부 커버부와, 상기 상부 커버부의 외측으로부터 아래로 연장되어 상기 지지판의 측부와 대향되는 측부 커버부를 가지는 에지 링을 포함하고,
    상기 에지 링과 상기 지지판 사이에는, 상기 상부 커버부의 내측으로 유입된 가스를 상기 기판 지지 유닛의 외측으로 안내하는 유로가 제공된, 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에지 링은,
    상부 커버부의 저면이 상기 지지판의 가장자리 영역으로부터 소정 간격 떨어져 배치되도록, 상기 상부 커버부의 저면에서 아래를 향해 돌출 형성된 복수의 돌기를 포함하고,
    상기 유로는,
    상기 지지판의 상면과, 상기 상부 커버부의 저면과, 상기 돌기들에 의해 둘러싸인 공간인, 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 에지 링은 상기 복수의 돌기에 의해 상기 지지판의 상면에 지지되는, 기판 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 공정 챔버에는 상기 처리 공간으로 기판이 출입되는 반입구가 형성되고,
    상기 에지 링은 원주 방향으로 구분되는 제1영역과 제2영역을 포함하고,
    상부에서 바라볼 때 상기 제1영역은 상기 제2영역에 비해 상기 반입구에 더 인접한 영역이고,
    상부에서 바라볼 때, 상기 제1영역에 형성된 돌기와 상기 제2영역에 형성된 돌기는 서로 상이한 형상으로 제공되는, 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 영역의 단위 중심 각도에서 상기 유로를 통해 흐르는 가스의 유량이 상기 제1영역의 단위 중심 각도에서 상기 유로를 통해 흐르는 가스의 유량보다 더 많도록, 상기 제2영역에서 상기 돌기의 너비는 상기 제1영역에서 상기 돌기의 너비 보다 더 작게 제공되는, 기판 처리 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상부에서 바라볼 때, 상기 제1영역에 형성된 돌기는 원형으로 형성되고, 상기 제2영역에 형성된 돌기는 호형으로 형성되는, 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 지지판의 상면은, 중심 영역이 상기 기판이 놓이는 홈 형태로 제공되고,
    상기 상부 커버부는, 상기 홈의 외측에 배치되며,
    상기 홈을 형성하는 내벽은 상기 지지판의 중심을 향해 하향 경사지도록 제공된, 기판 처리 장치.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 상부 커버부의 내측 단부는,
    상기 지지판의 중심을 향해 하향 경사진 정렬면을 가지는, 기판 처리 장치.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 상부 커버부의 내측 단부는,
    상기 유로를 향해 하향 경사진 안내면을 가지며,
    상기 안내면은 상기 유로와 인접하도록 상기 유로의 상부에 배치되는, 기판 처리 장치.
  10. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 상부 커버부의 내측 단부는 상기 지지판의 중심을 향해 하향 경사진 정렬면과;
    상기 정렬면의 아래에 배치되며 상기 유로를 향해 하향 경사진 안내면을 가지는, 기판 처리 장치.
  11. 제2항 내지 제5항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 측부 커버부와 상기 지지판의 외측면 간의 거리는, 상기 상부 커버부의 하면과 상기 지지판 간의 거리보다 큰, 기판 처리 장치.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 기판을 가열하도록 상기 지지판에 제공된 히터와;
    상기 처리 공간 내로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
    상기 지지판을 감싸도록 제공되며, 상하방향으로 관통홀이 형성된 배기 배플과;
    상기 배기 배플을 통해 상기 처리 공간 내부를 강제 배기하는 진공펌프를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 배기 배플은,
    상기 지지판과 상기 배기 배플 사이의 공간을 덮는 커버링을 포함하고,
    상기 측부 커버부의 하단은 상기 커버링 상에 놓이며,
    상기 커버링에는,
    상기 에지 링의 위치를 안내하는 가이드 돌기가 제공된, 기판 처리 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생 유닛은,
    상기 기판 지지 유닛의 상부에 배치되며, 복수의 슬롯들이 형성된 안테나 판과;
    상기 안테나 판으로 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가 유닛과;
    상기 안테나 판의 하부에 제공되고, 마이크로파를 상기 공정 챔버 내부 공간으로 확산 및 투과시키는 유전판을 포함하는, 기판 처리 장치.
  15. 공정 챔버 내부에 공급된 반응가스로부터 플라즈마를 발생시켜 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 사용되고, 상기 공정 챔버 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛에 있어서,
    기판이 놓이는 지지판과;
    상기 지지판의 상면 중 기판이 놓이는 중앙 영역 외측의 가장자리 영역을 덮는 상부 커버부와, 상기 상부 커버부의 외측으로부터 아래로 연장되어 상기 지지판의 측부를 덮는 측부 커버부를 가지는 에지 링을 포함하고,
    상기 에지 링과 상기 지지판 사이에는, 그 내측으로 유입된 기류를 상기 지지판의 외측으로 안내하는 유로가 제공된, 기판 지지 유닛.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 에지 링은,
    상기 상부 커버부 저면에 아래를 향해 돌출 형성된 복수의 돌기를 포함하고,
    상기 유로는,
    상기 지지판의 상면과, 상기 상부 커버부의 저면과, 상기 돌기부에 의해 둘러싸인 공간인, 기판 지지 유닛.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 상부 커버부의 내측 단부는,
    중심을 향해 하향 경사진 안내면을 포함하는, 기판 지지 유닛.
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