KR20210005367A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

기판 처리 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 챔버; 상기 처리 공간 내에 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 처리 공간 내로 상기 기판을 처리하는데 사용되는 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 상기 처리 공간 내에 공급된 상기 공정 가스를 여기하여 플라스마를 생성하는 플라스마 소스; 상기 기판의 상이한 영역 별로 상기 지지 유닛을 가열시키는 히터들; 상기 히터로 전력을 인가하는 히터 전원 공급부; 상기 전력을 상기 히터들로 전달하는 복수의 히터케이블; 및 상기 복수의 히터케이블 각각에 연결되며, 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터;를 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE AND METHOD FOR TREATING APPARATUS}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 발명이다. 보다 상세하게는, 케이블에 연결되는 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 발명이다.
반도체 소자를 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 여기 시킨다. 플라스마는 이온이나 전자, 라디칼 등으로 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.
기판 처리 장치에서는 열 처리 공정이 수행될 수 있다. 가열 플레이트에 기판이 놓여지면, 가열 플레이트의 내부에 제공된 가열 부재를 통해 해당 기판이 열처리 된다. 가열 부재는 기판의 상이한 영역을 가열하는 복수의 가열 존에 각각 배치될 수 있다. 가열 부재는 전원 공급부와 케이블을 통해 연결될 수 있다.
가열 부재와 전원 공급부를 연결하는 케이블의 접지 또는 플로팅 상태에 따라 식각량, 플라즈마 전압 트렌드 등의 관리 이슈가 발생하고, CD 산포 등의 공정 결과도 변화할 수 있다. 따라서 이를 용이하게 제어할 수 있는 기판 처리 장치가 요구된다.
본 발명의 목적은 케이블의 일단에 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터를 이용하여 원하는 방향으로 플라즈마 전압을 개선 및 제어할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하고자 함이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
기판 처리 장치가 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 챔버; 상기 처리 공간 내에 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 처리 공간 내로 상기 기판을 처리하는데 사용되는 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 상기 처리 공간 내에 공급된 상기 공정 가스를 여기하여 플라스마를 생성하는 플라스마 소스; 상기 기판의 상이한 영역 별로 상기 지지 유닛을 가열시키는 히터들; 상기 히터로 전력을 인가하는 히터 전원 공급부; 상기 전력을 상기 히터들로 전달하는 복수의 히터케이블; 및 상기 복수의 히터케이블 각각에 연결되며, 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터;를 포함할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 전력을 상기 복수의 히터케이블로 통과시키고, 상기 히터 전원 공급부로 고주파가 유입되는 것을 차단하는 필터부;를 더 포함하고, 상기 복수의 히터케이블은 상기 필터부와 상기 히터들 사이에 연결될 수 있다.
상기 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터는 상기 필터부의 입력단에 배치될 수 있다.
상기 필터부는 복수개의 단자를 포함하고, 상기 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터는 상기 복수개의 단자 중 그라운드 단자에 연결될 수 있다.
상기 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터는, 그라운드 상태 또는 플로팅 상태 중 어느 하나로 동작할 수 있다.
상기 플로팅 상태는 상기 가변 커패시터의 전극 사이의 거리를 조절하여 상기 기판의 상이한 영역 별로 인가되는 플라즈마 전압을 제어할 수 있다.
상기 그라운드 상태는 상기 가변 커패시터와 병렬로 연결되는 접지 스위치의 온오프를 통해 조절할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터를 조절하여 상기 기판의 상이한 영역 별로 손실되는 전력의 크기를 조절할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터를 조절하여 상기 기판의 상이한 영역 별로 인가되는 플라즈마의 전압을 조절할 수 있다.
본 발명이 다른 일 실시예에 따르면, 기판 처리 방법이 개시된다.
기판의 상이한 영역 별로 인가되는 전력을 조절하여 플라즈마를 제어하는 기판 처리 방법에 있어서, 상기 기판의 상이한 영역들에 전력을 인가하는 히터 전원 공급부와 기판 사이를 연결하는 히터케이블의 일단에 포함되는 가변 커패시터의 조절을 통해 상기 기판의 상이한 영역 별로 인가되는 플라즈마를 제어할 수 있다.
상기 가변 커패시터는 접지 가능하게 연결되는 구성일 수 있다.
상기 가변 커패시터는 그라운드 상태 또는 플로팅 상태 중 어느 하나로 동작할 수 있다.
상기 플로팅 상태는, 상기 가변 커패시터 내의 전극 사이의 거리를 조절하여 상기 기판의 상이한 영역 별로 인가되는 플라즈마 전압을 제어할 수 있다.
상기 그라운드 상태는, 상기 가변 커패시터와 병렬로 연결되는 접지 스위치의 온오프를 통해 조절할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법이 개시될 수 있다.
기판의 상이한 영역 별로 인가되는 전력을 조절하여 플라즈마를 제어하는 기판 처리 방법에 있어서, 상기 기판의 상이한 영역 별로 플라즈마 전압을 측정하는 단계; 상기 기판의 상이한 영역 별로 플라즈마 불균형이 있는지 여부를 판단하는 단계; 상기 기판의 상이한 영역 중 조절 대상이 되는 영역을 선택하는 단계; 및 상기 기판의 상이한 영역으로 전력을 인가하는 전원 공급부와 상기 기판을 연결하는 케이블에 포함되는 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터의 조절을 통해 상기 기판의 상이한 영역 별로 인가되는 플라즈마 전압을 조절하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 기판의 상이한 영역 별로 인가되는 플라즈마 전압을 조절하는 단계는, 상기 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터를 그라운드 상태 또는 플로팅 상태 중 어느 하나로 동작하도록 제어할 수 있다.
상기 플로팅 상태는, 상기 가변 커패시터 내의 전극 사이의 거리를 조절하여 상기 기판의 상이한 영역 별로 인가되는플라즈마 전압을 제어할 수 있다.
상기 그라운드 상태는, 상기 가변 커패시터와 병렬로 연결되는 접지 스위치의 온오프를 통해 조절할 수 있다.
상기 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터의 조절을 통해 상기 기판의 상이한 영역 별로 손실되는 전력을 조절할 수 있다.
본 발명에 따르면 케이블의 일단에 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터를 이용하여 원하는 방향으로 플라즈마 전압을 개선 및 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면 케이블의 일단에 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터를 그라운드 상태 또는 플로팅 상태로 동작할 수 있도록 함으로써 플라즈마 쉬스의 전압을 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터를 조절하여 손실되는 전력량을 조절할 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 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 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 히터들과 히터 케이블, 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터, 필터부 및 히터 전원 공급부를 보여주는 평면도이다.
도 3(a) 내지 도 3(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터부와 연결되는 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 필터부의 단자와 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터의 연결을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 기존의 기판 처리 장치와, 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서의 식각률 차이를 나타내는 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. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하에서 유도결합형 플라스마(ICP: Inductively Coupled Plasma) 방식으로 플라스마를 생성하여 기판을 식각하는 기판 처리 장치에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 용량결합형 플라스마(CCP: Conductively Coupled Plasma) 방식 또는 리모트 플라스마 방식 등 플라스마를 이용하여 기판을 처리하는 다양한 종류의 장치에 적용 가능하다.
또한 본 발명의 실시예에서는 지지 유닛으로 정전척을 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 장치를 보여주는 단면도이다. 도 1을 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 내부에 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 하우징(110)의 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 내부 공간을 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) 내측면을 보호한다. 예를 들면, 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 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 정전척 방식으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 정전척 방식으로 제공된 지지 유닛(200)에 대하여 설명한다.
지지 유닛(200)은 지지판(220), 정전 전극(223), 유로 형성판(230), 포커스 링(240), 절연 플레이트(250) 및 하부 커버(270)를 포함한다. 지지 유닛(200)은 챔버(100) 내부에서 하우징(110)의 바닥면에서 상부로 이격되어 제공될 수 있다.
지지판(220)은 지지 유닛(200)의 상단부에 위치한다. 지지판(220)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공된다. 지지판(220)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 지지판(220)에는 기판(W)의 저면으로 열 전달 가스가 공급되는 통로로 이용되는 제1 공급 유로(221)가 형성된다.
정전 전극(223)은 지지판(220) 내에 매설된다. 정전 전극(223)은 제1 하부 전원(223a)과 전기적으로 연결된다. 정전 전극(223)에 인가된 전류에 의해 정전 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 지지판(220)에 흡착된다.
유로 형성판(230)은 지지판(220)의 하부에 위치된다. 지지판(220)의 저면과 유로 형성판(230)의 상면은 접착제(236)에 의해 접착될 수 있다. 유로 형성판(230)에는 제1 순환 유로(231), 제2 순환 유로(232), 그리고 제2 공급 유로(233)가 형성된다. 제1 순환 유로(231)는 열 전달 가스가 순환하는 통로로 제공된다. 제2 순환 유로(232)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공된다. 제2 공급 유로(233)는 제1 순환 유로(231)와 제1 공급 유로(221)를 연결한다. 제1 순환 유로(231)는 열 전달 가스가 순환하는 통로로 제공된다. 제1 순환 유로(231)는 유로 형성판(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.
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. 열전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함할 수 있다. 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 기판(W)과 지지판(220) 간에 열 교환을 돕는 매개체 역할을 한다. 따라서 기판(W)은 전체적으로 온도가 균일하게 된다.
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 유로 형성판(230)을 냉각한다. 유로 형성판(230)은 냉각되면서 지지판(220)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킨다. 상술한 바와 같은 이유로, 일반적으로, 포커스 링(240)의 하부는 상부에 비해 낮은 온도로 제공된다.
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 외측 영역을 지지한다.
절연 플레이트(250)는 유로 형성판(230)의 하부에 위치한다. 절연 플레이트(250)는 절연 재질로 제공되며, 유로 형성판(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 이격 되어 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.
제1 하부 전원(223a)과 연결되는 제1 전원라인(223c), 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) 내부의 처리 공간에 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(300)이 공급하는 가스는 기판의 처리에 사용되는 공정 가스를 포함한다. 또한, 가스 공급 유닛(300)은 챔버(100) 내측을 세정하는데 사용되는 세정 가스를 공급할 수 있다.
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 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 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 가스의 유량을 조절한다.
플라스마 소스(400)는 챔버(100) 내부의 처리 공간 내에 공급된 가스로부터 플라스마를 생성한다. 플라스마 소스(400)는 챔버(100)의 처리 공간의 외부에 제공된다. 일 실시예에 따르면, 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 인가받는다. 플라스마 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 플라스마 상태로 여기 된다.
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.
지지판(220) 내에는 히터들(225)이 매설된다. 히터들(225)은 정전 전극(223)의 하부에 위치한다. 히터들(225)은 기판(W)의 상이한 영역 별로 지지 유닛(200)을 가열하기 위하여 지지판(220) 내의 상이한 영역에 제공될 수 있다.
히터 전원 공급부(229)는 히터들(225)에 발열 전원들을 인가하기 위해 제공된다. 필터부(228)는 히터 전원 공급부(229)에 의해 공급되는 발열 전원들에서 고주파를 차단한다. 일 실시예로, 플라스마 소스(400)에 의해 13.56MHz 고주파 전원이 인가되어 플라스마가 생성되는 경우, 필터부(228)는 예를 들어 60Hz 교류(AC) 전원인 발열 전원들을 히터 케이블들(226a~d)로 통과시키고, 히터 전원 공급부(229)로 13.56MHz RF가 유입되는 것을 차단하도록 설계될 수 있다. 필터부(228)는 커패시터, 인덕터 등의 소자들(228a~d)로 제공될 수 있다.
복수의 히터케이블(226a~d)은 필터부(228)와 히터들(225) 간에 연결되고, 히터 전원 공급부(229)로부터 인가된 발열 전원들을 히터들(225)로 전달한다. 히터케이블들(226a~d)은 연결 부재(273)의 내부 공간을 통해 하부 커버(270) 내부로 연장될 수 있다. 히터들(225)은 히터케이블(226a~d)과 전기적으로 연결되며, 히터케이블(226a~d)로부터 인가되는 발열 전원(전류)에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 지지판(220)을 통해 기판(W)으로 전달된다. 히터들(225)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 소정 온도로 유지된다.
복수의 히터케이블(226a~226d)에는 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)가 연결될 수 있다. 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)는 복수의 히터케이블(226a~226d)의 임피던스를 조절하여 기판의 각각 상이한 영역 별로 처리율을 조절할 수 있다. 처리율은 식각율일 수 있다. 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)는 도 2 내지 도 4에서 자세히 설명된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 히터들(225)과 히터 케이블(226a~226d), 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227), 필터부(228) 및 히터 전원 공급부(229)를 보여주는 평면도이다. 도 2에 따르면 히터 케이블(226a~226d)의 일단에 연결되는 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)가 도시된다. 히터들(225)은 지지 유닛(200)을 구성하는 지지판(220)의 반경 방향을 따라 동심을 이루어 배치될 수 있다. 히터들(225)은 중심부 히터(225a)와, 최외곽 히터(225d), 그리고 중심부 히터(225a)와 최외곽 히터(225d) 사이의 적어도 하나의 중간부 히터(225b~c)를 포함할 수 있다. 도시된 예에서, 히터들(225)은 4개의 히터(225a~d)가 동심 구조로 배치되어 있으나, 히터들(225)의 개수, 형상 및 배열 구조는 이에 제한되지 않고 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 히터들(225)은 나선 형상의 코일 형상으로 제공될 수 있으며, 원형뿐 아니라, 사각 코일 등의 형상으로 제공될 수도 있다.
도 2의 실시예에서, 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)는 기판(W)의 반경 방향으로 처리율이 균일해지도록 복수의 히터케이블(226a~d)의 임피던스를 조절할 수 있다. 기판(W)의 영역 별 처리율을 측정하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 기판(W)의 영역 별 처리율은 영상 센서에 의해 기판(W) 처리면에 대해 획득된 영상을 처리하여 식각 깊이 등을 측정하거나, IEP(Interferometry End Point detection) 모듈들에 의해 식각 깊이를 기판의 영역 별로 국부적으로 측정하거나, 발광 분광 분석(Optical Emission Spectrometer)에 의해 플라스마 밀도 분포를 측정하여 기판의 영역별 식각 깊이를 예측하는 방식 등이 고려될 수 있으나, 이러한 방식으로 제한되는 것은 아니다. 기판(W)의 영역 별 처리율은 히터들(225)의 배열 구조를 고려하여 산출될 수 있다. 예를 들어, 히터들(225)이 동심 구조로 배열되어 있는 경우, 기판(W)의 반경 방향에 따른 영역 별 처리율이 산출될 수 있다.
복수의 히터케이블(226a~d)과 연결되는 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)는, 기판(W)의 영역들 중 처리율이 낮은 영역에 대응되는 히터케이블(226a~d)의 임피던스를 감소시키고, 기판(W)의 영역들 중 처리율이 높은 영역에 대응되는 히터케이블(226a~d)의 임피던스를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 기판(W)의 반경 방향 영역들 중 식각율이 다른 영역보다 낮은 영역은 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터에 의해 감소된 임피던스에 의해 식각율이 증가되고, 반대로 기판(W)의 영역들 중 식각율이 다른 영역보다 높은 영역은 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터에 의해 증가된 임피던스에 의해 식각율이 감소될 수 있다. 이에 따라, 기판(W)의 전면에 걸쳐서 식각율을 균일하게 제어할 수 있다. 기판(W)의 최외곽 영역은 중심부에 비해 균일한 식각 특성을 나타내지 않는 경우가 있으나, 본 실시예에 의하면, 기판(W)의 최외곽 영역에 대한 히터케이블의 임피던스 조절을 통해 기판(W)의 최외곽 영역의 식각율을 효과적으로 제어할 수 있다. 또한, 히터케이블은 정전척과 같은 지지 유닛(200)에 근접하여 연결되기 때문에 아주 작은 전기적인 변화에도 임피던스에 영향을 미칠 수 있으므로, 효율적으로 기판(W)의 처리율을 제어할 수 있다.
접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)는, 기판의 반경 방향에 따른 영역 별 처리율을 산출하여, 기판의 처리율이 낮은 영역에 대응되는 가변 커패시터의 임피던스는 감소시키고, 기판의 처리율이 높은 영역에 대응되는 가변 커패시터의 임피던스는 증가시켜, 기판의 반경 방향으로 처리율을 균일하게 제어할 수 있다.
접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)는 복수의 히터케이블(226a~d) 각각에 연결되어, 각각의 히터케이블(226a~d)의 임피던스를 조절할 수 있다. 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)는 히터케이블(226a~d) 각각에 연결되어 해당 히터케이블(226a~d)과 연결된 히터(225)를 가열시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)가 히터 케이블(226a~d)의 일단에 연결될 수 있다. 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)는 필터부(228)의 입력단에 연결될 수 있다.
접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)란, 가변 커패시터의 기능을 수행할 수 있으면서 접지의 기능도 함께 수행할 수 있도록 구성되는 소자를 의미한다. 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)는 가변 커패시터(227a)와 병렬로 연결되는 접지 스위치(227b)를 포함하도록 제공될 수 있다. 본 발명에서는 일 예시에 따라 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)의 회로를 도시하였으나, 본 발명의 권리범위는 도면에 도시된 바에 한정되지 아니한다. 이는 통상의 기술자의 지식 수준의 범위에서 구성이 변경되어 제공될 수 있다.
접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)의 구성은 본 발명과 같이 접지 스위치(227b)를 병렬로 연결하는 구성을 포함하여 그라운드 상태 또는 플로팅 상태를 조절할 수 있다. 또는 가변 커패시터(227a)의 전극 사이의 거리를 조절하거나, 가변 커패시터(227a)의 전극 사이에 어떠한 물질을 삽입하는 등의 조절을 통해 그라운드 상태 또는 플로팅 상태를 조절할 수 있다.
이하에서는 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터의 일 예시와, 그를 이용한 기판 처리 장치의 구성을 도시한다.
도 3(a) 내지 도 3(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터부(228)와 연결되는 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3(a) 내지 도 3(c)에 개시된 구성은 히터 케이블 하나에 연결되는 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)를 도시한다. 그러나 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)는 히터 케이블의 개수에 따라 대응하는 개수로 제공될 수 있다.
도 3(a) 내지 도 3(c)는 본 발명에 따른 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)를 다양하게 변경하여 그라운드 상태 또는 플로팅 상태로 동작하도록 할 수 있음을 나타내는 도면이다.
도 3(a) 내지 도 3(b)의 구성은 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)가 플로팅 상태로 동작하는 것을 나타내는 도면이다.
도 3(a)에 따르면 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)에서 접지 스위치(227b)는 오프되어, 가변 커패시터(227a)의 용량에 따라 히터 케이블의 임피던스가 조절될 수 있다. 가변 커패시터 내의 전극 사이의 거리는 d1으로 조절될 수 있다.
도 3(b)에 따르면 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)에서 접지 스위치(227b)는 오프되어, 가변 커패시터(227a)의 용량에 따라 히터 케이블의 임피던스가 조절될 수 있다. 가변 커패시터 내의 전극 사이의 거리는 d2로 조절될 수 있다.
도 3(a) 내지 도 3(b)에 따르면 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)에서 접지 스위치(227b)를 오프하고, 가변 커패시터(227a) 내의 전극 사이의 거리를 조절함에 따라 플로팅 상태를 유지하도록 할 수 있다. 또한 플로팅 상태에서 가변 커패시터(227a) 내의 전극 사이의 거리를 조절하여 임피던스를 자유롭게 조절할 수 있도록 함으로써, 기판의 상이한 영역 별로 인가되는 플라즈마 전압을 조절하는 것이 가능하다.
도 3(c)의 구성은 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)가 그라운드 상태로 동작하는 것을 나타내는 도면이다.
도 3(c)에 따르면 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)에서 접지 스위치(227b)를 온 하여, 해당 히터케이블과 연결되는 히터를 접지시킬 수 있다. 접지 스위치(227b)를 온 하여 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)를 접지시키는 경우 해당 히터케이블에서는 접지를 통해 전력 손실이 발생할 수 있다. 접지 가능하도록 구성되는 가변 커패시터(227)에서의 그라운드 상태에서는 케이블을 통해 RF 전력의 손실이 발생하여, 기판의 상이한 영역 별로 식각량을 감소시키도록 제어할 수 있다. 이를 통해 기판의 상이한 영역 별로 공정 결과를 제어할 수 있다.
도 3에 따르면, 접지 가능하도록 구성되는 가변 커패시터(227)의 그라운드 상태 또는 플로팅 상태에 따라서 플라즈마 전압 및 식각량이 가변될 수 있다. 그라운드 상태의 경우, 기판의 상이한 영역과 각각 연결되는 히터 케이블을 따라 플라즈마 전력의 손실이 발생할 수 있다. 기판의 각각의 영역과 연결되는 히터 케이블이 그라운드 상태인 경우 해당 영역에서는 플라즈마의 전력이 손실됨에 따른 식각량 저하가 발생하게 된다. 해당 영역과 연결되는 히터 케이블에서의 그라운드 상태의 조절을 통해 식각량을 제어할 수 있다.
반대로, 플로팅 상태의 경우에는, 기판의 상이한 영역과 각각 연결되는 히터 케이블은 필터부와 연결되므로, 플라즈마 전력의 손실이 발생하지 아니한다. 따라서 RF 전력의 손실이 없으면서 히터 케이블의 임피던스를 조절할 수 있다. 즉, 기판의 상이한 영역과 각각 연결되는 히터 케이블 각각에 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터를 연결함으로써, 존 별로 식각량을 다양한 방법을 통해 조절할 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 필터부(228)의 단자와 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)의 연결을 나타내는 도면이다.
도 4에 따르면 필터부(228)는 기판의 각각 상이한 영역과 개별적으로 연결되는 제1 필터부(228a) 내지 제4 필터부(228d)를 포함할 수 있다. 제1 필터부(228a)는 기판의 중심부 히터(225a)와 연결될 수 있다. 제2 필터부(228b)는 기판의 중간부 히터(225b)와 연결될 수 있다. 제3 필터부(228c)는 기판의 중간부 히터(225c)와 연결될 수 있다. 제4 필터부(228d)는 기판의 최외각 히터(225d)와 연결될 수 있다. 각각의 필터부와 히터는 각각 대응되는 히터케이블로 연결될 수 있고, 각각의 히터케이블에는 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)가 연결될 수 있다.
도 4에 따르면 제1필터부(228a) 내지 제4필터부(228d) 각각에 포함되는 단자는 복수개로 제공될 수 있다. 필터부에 포함되는 단자 중 어느 하나는 그라운드 단자일 수 있다. 필터부에 포함되는 단자 중 그라운드 단자는 G일 수 있다.
히터 케이블이 필터부(228a~228d)에 포함되는 그라운드 단자 G에 연결되는 경우 접지되며, 히터 케이블이 필터에 포함되는 그라운드 단자 외의 나머지 단자 R 또는 S에 연결되는 경우 히터 전원 공급부로부터 전력이 인가될 수 있다.
본 발명에서는 그라운드 단자 G와 연결되는 히터 케이블에 접지 가능하도록 구성되는 가변 커패시터(227)를 연결함으로써, 그라운드 단자 G에서의 접지 또는 플로팅 상태를 조절 가능하여 식각량을 제어할 수 있다.
도 4에 도시된 바에 의하면 기판의 각각의 상이한 영역에 포함되는 히터와 연결되는 히터케이블은 각각 하나씩으로 표현하였으나, 실제로 기판의 상이한 영역에 포함되는 히터와 연결되는 케이블은 각각 다수개로 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치는 그라운드 단자 G와 연결되는 히터 케이블에 연결되는 접지 가능하도록 구성되는 가변 커패시터(227)의 그라운드 상태 또는 플로팅 상태의 동작을 스위칭할 수 있다. 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 접지 가능하도록 구성되는 가변 커패시터(227)에서의 그라운드 상태 또는 플로팅 상태의 전환을 수행할 수 있고, 플로팅 상태에서의 가변 커패시터의 전극 사이의 거리를 조절함을 통해 각각의 기판의 상이한 영역 별로 공정 산포도를 개선할 수 있다.
본 발명의 도면에는 도시하지 않았으나, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 측정된 플라즈마 전압 값을 이용하여 히터 케이블에 연결된 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터를 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
제어부는 기판의 상이한 영역 별로 측정되는 플라즈마의 전압을 이용하여, 기판의 상이한 영역 중 어떤 영역의 플라즈마 전압을 조절할 지 선택할 수 있다. 조절해야 할 기판의 일 영역이 선택되면, 제어부는 선택한 영역과 연결되는 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)를 제어할 수 있다.
제어부는 선택한 영역과 연결되는 히터 케이블에 연결되는 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)에 포함되는 가변 커패시터(227a)의 용량을 조절할 수 있다. 또는 제어부는 선택한 영역과 연결되는 히터 케이블에 연결되는 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터(227)에서의 접지 스위치(227b)를 온오프하도록 제어할 수 있다. 제어부는 선택한 영역에서의 조절을 위해 가변 커패시터 내에 포함되는 전극 사이의 거리를 조절하거나, 접지 스위치를 온오프하도록 조절함으로써 원하는 만큼의 플라즈마 전압을 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치는 기판의 상이한 영역 별로 플라즈마 전압 등을 측정할 수 있는 센서 등을 더 포함할 수 있다. 센서는 챔버의 내부에 설치되어 기판의 상이한 영역 별로 플라즈마 전압을 측정하여 제어부에 전달할 수 있다. 센서는 복수개로 제공될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에서는 기판의 상이한 영역 별로 온도 제어를 할 수 있는 시스템이 제공될 수 있다. 기판의 상이한 영역 별로 온도 제어를 할 수 있도록 하기 위해, 기판의 멀티 존 별로 각각 히터 케이블이 연결되는 구성이 개시된다. 각각의 히터 케이블의 일단의 그라운드 또는 플로팅 여부에 따라 각각의 히터 케이블과 연결되는 부분 별로 플라즈마 쉬스(sheah)의 전압에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 전압의 변화는 식각량 및 공정 결과의 변화를 가져올 수 있다.
이를 제어하기 위해, 본 발명에서는 히터 케이블의 일단에 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터를 설치하여 이를 통해 그라운드 상태 또는 플로팅 상태 중 어느 하나로 동작하도록 함으로써 플라즈마 쉬스의 전압을 조절할 수 있고, 이를 통해 에칭 균일도를 향상시킬 수 있다. 또한 공정 결과 산포도 개선에도 효과가 있다.
본 발명에서는 기판의 상이한 영역 별로 플라즈마 전압을 측정한다. 이는 챔버 내에 제공되는 센서를 통해 측정될 수 있다. 기판의 상이한 영역 별로 측정하는 파라미터는 플라즈마 전압에만 한정되지는 아니하며, 식각률 등과 같은 플라즈마와 연관된 파라미터일 수 있다.
상기 단계에서 얻은 파라미터의 결과를 통해, 기판의 상이한 영역 별로 플라즈마의 불균형 여부를 판단한다. 플라즈마의 불균형 여부는 식각 속도나 식각률, 플라즈마 전압 등을 통해 도출할 수 있다.
상기 단계를 통해 기판의 상이한 영역 중 조절 대상이 되는 영역을 선택할 수 있다. 그 후, 조절 대상이 되는 영역과 히터 전원 공급부를 연결하는 케이블에 포함되는 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터를 제어하여 플라즈마 전압을 조절할 수 있다.
본 발명에서는 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터를 그라운드 상태 또는 플로팅 상태 중 어느 하나로 동작하도록 할 수 있다. 본 발명에서는 플라즈마의 전압 조절이 필요한 경우 접지 가능하도록 구성되는 가변 커패시터를 플로팅 상태로 동작하도록 할 수 있다. 이를 통해 히터케이블의 임피던스를 조절함으로써 플라즈마의 전압을 기판의 상이한 영역 별로 조절할 수 있다. 본 발명에서는 기판의 상이한 영역 중 식각 속도의 차이가 있는 경우, 식각 속도가 빠른 쪽의 기판 영역과 연결되는 히터 케이블의 접지 가능하도록 구성되는 가변 커패시터를 그라운드 상태로 동작하도록 할 수 있다. 이를 통해 식각 속도를 균일하게 하고, 식각량을 균일하게 조절하는 것도 가능하다.
본 발명에서는 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터를 플로팅 상태로 동작하도록 함으로써, 기판의 상이한 영역 별로 인가되는 플라즈마 전압을 제어할 수 있다. 본 발명에서는 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터를 그라운드 상태로 동작하도록 함으로써, 기판의 상이한 영역 별로 손실되는 전력을 조절할 수 있다. 그라운드 상태의 조절을 통해 기판의 손실 전력을 조절할 수 있다.
도 6은 기존의 기판 처리 장치와, 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서의 식각률의 차이를 나타내는 도면이다. 즉, 도 6의 그래프는 히터 케이블의 끝단을 접지하지 아니한 경우와, 본 발명에 따라 히터 케이블의 끝단을 접지한 경우에 따른 식각량을 나타내는 도면이다.
도 6에 나타난 그래프의 세로축은 에칭 레이트(Etch Rate)를 의미한다. 에칭 레이트란 식각 속도를 의미한다. 이는 일정시간 동안 막질을 얼마나 제거할 수 있는지를 의미하며, 이는 주로 표면 반응에 필요한 반응성 원자와 이온의 양, 이온이 가지는 에너지 등에 의하여 변화될 수 있다.
도 6에 나타난 그래프의 가로축은 각각의 히터 케이블을 나타낸다. 도 6에 나타난 그래프의 가로축에서의 전단의 세 개의 파라미터는 히터 케이블의 끝단을 접지하지 아니한 경우를 나타내며, 도 6에 나타난 그래프의 가로축의 후단의 세 개의 파라미터는 히터 케이블의 끝단을 본 발명에 따른 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터를 연결하여 에칭 레이트를 측정한 경우를 나타낸다.
도 6에 따른 그래프에 의하면, 히터 케이블의 끝단을 접지하지 아니한 경우에는 에칭 레이트가 분당 1650~1664 정도로 식각되는 것을 확인할 수 있다. 히터 케이블의 끝단을 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터를 연결한 경우에는, 에칭 레이트가 1618 내지 1625 정도로 식각되는 것을 확인할 수 있다. 즉 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터를 연결하여 조절하는 경우 접지를 자유자재로 조절함으로써 식각 속도를 조절할 수 있음을 확인할 수 있다.
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.
100 : 챔버
200 : 지지 유닛
225 : 히터들
226a~226d : 히터케이블
227 : 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터
228 : 필터부
229 : 히터 전원 공급부

Claims (19)

  1. 내부에 처리 공간을 가지는 챔버;
    상기 처리 공간 내에 기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 처리 공간 내로 상기 기판을 처리하는데 사용되는 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛;
    상기 처리 공간 내에 공급된 상기 공정 가스를 여기하여 플라스마를 생성하는 플라스마 소스;
    상기 기판의 상이한 영역 별로 상기 지지 유닛을 가열시키는 히터들;
    상기 히터로 전력을 인가하는 히터 전원 공급부;
    상기 전력을 상기 히터들로 전달하는 복수의 히터케이블; 및
    상기 복수의 히터케이블 각각에 연결되며, 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터;를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력을 상기 복수의 히터케이블로 통과시키고, 상기 히터 전원 공급부로 고주파가 유입되는 것을 차단하는 필터부;를 더 포함하고,
    상기 복수의 히터케이블은 상기 필터부와 상기 히터들 사이에 연결되는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터는 상기 필터부의 입력단에 배치되는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 필터부는 복수개의 단자를 포함하고,
    상기 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터는 상기 복수개의 단자 중 그라운드 단자에 연결되는 것을 일 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터는,
    그라운드 상태 또는 플로팅 상태 중 어느 하나로 동작하는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 플로팅 상태는
    상기 가변 커패시터의 전극 사이의 거리를 조절하여 상기 기판의 상이한 영역 별로 인가되는 플라즈마 전압을 제어하는 기판 처리 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 그라운드 상태는
    상기 가변 커패시터와 병렬로 연결되는 접지 스위치의 온오프를 통해 조절하는 기판 처리 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 기판 처리 장치는,
    상기 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터를 조절하여 상기 기판의 상이한 영역 별로 손실되는 전력의 크기를 조절하는 기판 처리 장치.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는,
    상기 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터를 조절하여 상기 기판의 상이한 영역 별로 인가되는 플라즈마의 전압을 조절하는 기판 처리 장치.
  10. 기판의 상이한 영역 별로 인가되는 전력을 조절하여 플라즈마를 제어하는 기판 처리 방법에 있어서,
    상기 기판의 상이한 영역들에 전력을 인가하는 히터 전원 공급부와 기판 사이를 연결하는 히터케이블의 일단에 포함되는 가변 커패시터의 조절을 통해 상기 기판의 상이한 영역 별로 인가되는 플라즈마를 제어하는 기판 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가변 커패시터는 접지 가능하게 연결되는 구성인 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가변 커패시터는
    그라운드 상태 또는 플로팅 상태 중 어느 하나로 동작하는 기판 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 플로팅 상태는,
    상기 가변 커패시터 내의 전극 사이의 거리를 조절하여 상기 기판의 상이한 영역 별로 인가되는 플라즈마 전압을 제어하는 기판 처리 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 그라운드 상태는,
    상기 가변 커패시터와 병렬로 연결되는 접지 스위치의 온오프를 통해 조절하는 기판 처리 방법.
  15. 기판의 상이한 영역 별로 인가되는 전력을 조절하여 플라즈마를 제어하는 기판 처리 방법에 있어서,
    상기 기판의 상이한 영역 별로 플라즈마 전압을 측정하는 단계;
    상기 기판의 상이한 영역 별로 플라즈마 불균형이 있는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 기판의 상이한 영역 중 조절 대상이 되는 영역을 선택하는 단계; 및
    상기 기판의 상이한 영역으로 전력을 인가하는 전원 공급부와 상기 기판을 연결하는 케이블에 포함되는 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터의 조절을 통해 상기 기판의 상이한 영역 별로 인가되는 플라즈마 전압을 조절하는 단계;를 포함하는 기판 처리 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 기판의 상이한 영역 별로 인가되는 플라즈마 전압을 조절하는 단계는,
    상기 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터를 그라운드 상태 또는 플로팅 상태 중 어느 하나로 동작하도록 제어하는 기판 처리 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 플로팅 상태는,
    상기 가변 커패시터 내의 전극 사이의 거리를 조절하여 상기 기판의 상이한 영역 별로 인가되는 플라즈마 전압을 제어하는 기판 처리 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 그라운드 상태는,
    상기 가변 커패시터와 병렬로 연결되는 접지 스위치의 온오프를 통해 조절하는 기판 처리 방법.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접지 가능하게 구성되는 가변 커패시터의 조절을 통해 상기 기판의 상이한 영역 별로 손실되는 전력을 조절하는 기판 처리 방법.
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