KR20210097963A

KR20210097963A - 기판 처리 장치

Info

Publication number: KR20210097963A
Application number: KR1020200011603A
Authority: KR
Inventors: 김근석
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2020-01-31
Filing date: 2020-01-31
Publication date: 2021-08-10
Also published as: KR102336731B1

Abstract

기판 처리 장치가 제공된다. 기판 처리 장치는 기판에 대한 공정 처리 공간을 제공하는 공정 챔버와, 상기 기판을 지지하는 기판 지지부, 및 상기 기판으로 공정 가스를 분사하는 샤워헤드를 포함하되, 상기 샤워헤드는 상기 기판과의 거리가 개별적으로 조절되면서 상기 기판으로 공정 가스를 분사하는 복수의 분사 블록을 포함한다.

Description

기판 처리 장치{Apparatus for treating substrate}

본 발명은 위치 조절이 가능한 복수의 가스 분사 블록으로 구성된 샤워헤드를 구비한 기판 처리 장치에 관한 것이다.

반도체 장치 또는 디스플레이 장치를 제조할 때에는, 사진, 식각, 애싱, 이온주입, 박막증착, 세정 등 다양한 공정이 실시된다. 여기서, 사진공정은 도포, 노광, 그리고 현상 공정을 포함한다. 기판 상에 감광액을 도포하고(즉, 도포 공정), 감광막이 형성된 기판 상에 회로 패턴을 노광하며(즉, 노광 공정), 기판의 노광처리된 영역을 선택적으로 현상한다(즉, 현상 공정).

일반적으로 반도체 제조공정에서 웨이퍼 또는 기판에 대한 공정 처리를 위하여 플라즈마가 이용될 수 있다. 플라즈마 발생을 위한 가스는 샤워헤드를 통해 분사될 수 있다. 샤워헤드에서 분사된 가스에 RF 전력이 인가됨으로써 플라즈마가 발생하고, 해당 플라즘에 의해 기판에 대한 식각 또는 세정 등의 작업이 수행될 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 위치 조절이 가능한 복수의 가스 분사 블록으로 구성된 샤워헤드를 구비한 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 장치의 일 면(aspect)은, 기판에 대한 공정 처리 공간을 제공하는 공정 챔버와, 상기 기판을 지지하는 기판 지지부, 및 상기 기판으로 공정 가스를 분사하는 샤워헤드를 포함하되, 상기 샤워헤드는 상기 기판과의 거리가 개별적으로 조절되면서 상기 기판으로 공정 가스를 분사하는 복수의 분사 블록을 포함한다.

상기 복수의 분사 블록은, 상기 기판의 중심 영역으로 공정 가스를 분사하는 중심 분사 블록과, 상기 중심 분사 블록을 둘러싸도록 배치되어 상기 기판의 중심 영역을 벗어난 제1 외측 가장자리에 공정 가스를 분사하는 중간 분사 블록과, 상기 중간 분사 블록을 둘러싸도록 배치되어 상기 제1 외측 가장자리를 벗어난 제2 외측 가장자리에 공정 가스를 분사하는 에지 분사 블록, 및 상기 에지 분사 블록을 둘러싸도록 배치되어 상기 제2 외측 가장자리를 벗어난 제3 외측 가장자리에 공정 가스를 분사하는 극 에지 분사 블록을 포함한다.

상기 중간 분사 블록은 복수 개가 구비되어 상기 중심 분사 블록을 둘러싸고, 상기 에지 분사 블록은 복수 개가 구비되어 상기 복수의 중간 분사 블록을 둘러싸며, 상기 극 에지 분사 블록은 복수 개가 구비되어 상기 복수의 에지 분사 블록을 둘러싼다.

상기 중심 분사 블록, 상기 복수의 중간 분사 블록, 상기 복수의 에지 분사 블록 및 상기 복수의 극 에지 분사 블록별로 상기 기판에 대한 거리가 조절된다.

상기 복수의 중간 분사 블록, 상기 복수의 에지 분사 블록 및 상기 복수의 극 에지 분사 블록에 포함된 분사 블록별로 상기 기판에 대한 거리가 조절된다.

상기 복수의 중간 분사 블록, 상기 복수의 에지 분사 블록 및 상기 복수의 극 에지 분사 블록에 포함된 분사 블록별로 크기 및 형태가 개별적으로 결정된다.

상기 기판 처리 장치는 상기 샤워헤드를 가열하는 히터를 더 포함한다.

상기 히터는 상기 복수의 분사 블록별로 구비된다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 샤워헤드가 복수의 분사 블록을 포함하여 구성된 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 샤워헤드가 기판의 상측에 배치된 것을 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 6은 도 3에 도시된 샤워헤드의 분사 블록이 기판에 대하여 거리가 조절되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 도 3에 도시된 샤워헤드에 히터가 배치된 것을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 공정 챔버(100), 기판 지지부(200), 공정 가스 탱크(300), 샤워헤드(400) 및 플라즈마 발생부(500)를 포함하여 구성된다.

공정 챔버(100)는 기판(W)의 공정 처리 공간(101)을 제공한다. 공정 챔버(100)는 금속 재질로 구성되고, 접지될 수 있다. 공정 챔버(100)의 바닥면에는 배출구(120)가 구비될 수 있다. 배출구(120)는 배출 라인(121)에 연결된다. 기판(W)에 대한 공정 처리 중 발생된 부산물 및 가스는 배출구(120) 및 배출 라인(121)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

공정 챔버(100)의 내부에는 라이너(130)가 구비될 수 있다. 라이너(130)는 아크 방전에 의하여 공정 챔버(100)의 내측면이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 라이너(130)는 기판(W)에 대한 공정이 수행되면서 발생하는 불순물이 공정 챔버(100)에 증착되는 것을 방지할 수 있다. 이를 위하여, 라이너(130)는 기판 지지부(200)의 둘러싸도록 공정 챔버(100)의 내측면에 부착될 수 있다.

기판 지지부(200)는 기판(W)을 지지하는 역할을 수행한다. 기판 지지부(200)는 공정 처리 공간(101)의 하부에 배치될 수 있다. 기판 지지부(200)는 베이스 플레이트(210), 메인 몸체(220), 척(230), 포커스 링(240) 및 링 지지체(250)를 포함하여 구성된다.

베이스 플레이트(210)는 메인 몸체(220), 척(230), 포커스 링(240) 및 링 지지체(250)를 지지하는 역할을 수행한다. 베이스 플레이트(210)는 절연체일 수 있다.

메인 몸체(220)는 베이스 플레이트(210) 및 척(230)의 사이에 구비될 수 있다. 메인 몸체(220)의 내부에는 열 매체 순환관(221) 및 냉매 순환관(222)이 구비될 수 있다. 열 매체 순환관(221)을 통하여 열 매체가 순환하고, 냉매 순환관(222)을 통해 냉매가 순환될 수 있다. 열 매체 순환관(221) 및 냉매 순환관(222)은 메인 몸체(220)의 내부에서 나선 형상으로 배치될 수 있다. 열 매체 순환관(221)을 통해 열 매체가 순환함에 따라 메인 몸체(220)가 가열되고, 냉매 순환관(222)을 통해 냉매가 순환함에 따라 메인 몸체(220)가 냉각될 수 있다.

메인 몸체(220)는 금속으로 구성될 수 있다. 메인 몸체(220)에 밀착된 척(230)은 메인 몸체(220)의 온도에 영향을 받을 수 있다. 메인 몸체(220)가 가열됨에 따라 척(230)이 가열되고, 메인 몸체(220)가 냉각됨에 따라 척(230)이 냉각될 수 있다.

열 매체 순환관(221)에는 척(230)의 상부로 열 매체를 공급하기 위한 열 매체 공급관(221a)이 연결될 수 있다. 열 매체 공급관(221a)을 통해 열 매체가 기판(W)에 공급될 수 있다.

척(230)은 기판(W)을 지지하는 역할을 수행한다. 본 발명에서 척(230)은 정전척일 수 있다. 즉, 척(230)은 정전기력으로 기판(W)을 흡착할 수 있다. 그러나, 본 발명의 척(230)이 정전척에 한정되는 것은 아니고, 척(230)은 기계적인 방식으로 기판(W)을 파지하여 지지할 수도 있다. 이하, 척(230)이 정전척인 것을 위주로 설명하기로 한다.

척(230)의 몸체는 유전체일 수 있다. 척(230)의 내부에는 정전 전극(231) 및 가열 유닛(232)이 구비될 수 있다. 정전 전극(231)은 제1 전력 공급부(231a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 정전 전극(231)은 제1 전력 공급부(231a)로부터 공급된 전력에 의해 정전기력을 발생시킬 수 있다. 해당 정전기력에 의해 기판(W)이 척(230)에 흡착될 수 있다.

가열 유닛(232)은 제2 전력 공급부(232a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 가열 유닛(232)은 제2 전력 공급부(232a)로부터 공급된 전력에 의해 가열될 수 있다. 가열 유닛(232)의 열은 기판(W)으로 전달될 수 있다. 기판(W)은 가열 유닛(232)의 열에 의해 일정 온도로 유지될 수 있다. 가열 유닛(232)은 코일의 형태로 제공되어 척(230)의 내부에서 나선 형상으로 배치될 수 있다.

포커스 링(240)은 링의 형태로 제공되어 척(230)의 가장자리를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 포커스 링(240)은 척(230)의 가장자리에 형성되는 전기장을 조절하는 역할을 수행한다. 이를 위하여, 포커스 링(240)은 일정 크기의 유전율을 갖는 재질로 형성될 수 있다.

링 지지체(250)는 베이스 플레이트(210)에 대하여 포커스 링(240)을 지지할 수 있다. 링 지지체(250)에 의하여 포커스 링(240)은 베이스 플레이트(210)에 대하여 일정 높이를 유지하여 척(230)의 가장자리를 둘러싼 상태를 유지할 수 있다. 링 지지체(250)는 절연 재질로 형성될 수 있다.

공정 가스 탱크(300)는 공정 가스(GS)를 저장할 수 있다. 공정 가스(GS)는 제1 유입 라인(111)을 통해 이송되어 공정 챔버(100)의 내부로 주입될 수 있다. 공정 가스 탱크(300)와 공정 가스 유입구(110)를 연결하는 제1 유입 라인(111)에는 공정 가스 밸브(V)가 구비될 수 있다. 기판(W)에 대한 공정 처리가 수행되는 경우 공정 가스 밸브(V)에 의해 제1 유입 라인(111)이 개방되어 공정 가스(GS)가 공정 챔버(100)의 공정 처리 공간(101)으로 주입될 수 있다. 또한, 기판(W)에 대한 공정 처리가 완료된 경우 공정 가스 밸브(V)에 의해 제1 유입 라인(111)이 폐쇄되어 공정 챔버(100)의 내부로 공정 가스(GS)가 주입되는 것이 차단될 수 있다.

샤워헤드(400)는 기판(W)에 대한 공정을 위한 공정 가스(GS)를 기판(W)으로 분사하는 역할을 수행한다. 샤워헤드(400)는 공정 처리 공간(101)의 상부에 배치될 수 있다. 샤워헤드(400)는 공정 가스(GS)를 임시로 수용할 수 있는 수용 공간을 구비할 수 있다. 공정 가스 유입구(110)를 통하여 유입된 공정 가스(GS)는 수용 공간에 수용된 이후에 분사될 수 있다.

샤워헤드(400)는 공정 가스(GS)가 분사되는 분사홀(SH)을 구비할 수 있다. 공정 가스(GS)는 분사홀(SH)을 관통하여 공정 처리 공간(101)으로 유입될 수 있다. 샤워헤드(400)에서 분사된 공정 가스(GS)는 하측 방향으로 분사되어 기판(W)에 도달하게 된다.

플라즈마 발생부(500)는 공정 가스(GS)를 플라즈마 상태로 여기시키는 역할을 수행한다. 플라즈마 발생부(500)는 고주파 전력 공급부(510), 제1 코일(521) 및 제2 코일(522)을 포함하여 구성된다. 고주파 전력 공급부(510)는 제1 코일(521) 및 제2 코일(522)에 고주파 RF 전력을 공급할 수 있다. 고주파 RF 전력을 공급받은 제1 코일(521) 및 제2 코일(522)은 유도 자계를 발생시킬 수 있다. 발생된 유도 자계에 의해 공정 처리 공간(101)에 주입된 공정 가스(GS)가 플라즈마 상태로 여기될 수 있다.

이상은 유도 결합형 플라즈마(ICP; Inductively Coupled Plasma) 방식의 플라즈마 발생부(500)를 설명하였으나, 본 발명의 몇몇 실시예에 따르면 플라즈마 발생부(500)는 용량 결합형 플라즈마(CCP; Capacitively Coupled Plasma) 방식에 따른 것일 수도 있다. 이하, 유도 결합형 플라즈마 방식의 플라즈마 발생부(500)를 위주로 설명하기로 한다.

도 2는 도 1에 도시된 샤워헤드가 복수의 분사 블록을 포함하여 구성된 것을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 샤워헤드가 기판(W)의 상측에 배치된 것을 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 샤워헤드(400)는 복수의 분사 블록(C, M, E, Ex)을 포함하여 구성될 수 있다.

분사 블록(C, M, E, Ex)은 중심 분사 블록(C), 중간 분사 블록(M), 에지 분사 블록(E) 및 극 에지 분사 블록(Ex)을 포함할 수 있다. 중심 분사 블록(C)은 샤워헤드(400)의 중심(O)에 배치되어 기판(W)의 중심 영역으로 공정 가스를 분사할 수 있다. 중간 분사 블록(M)은 중심 분사 블록(C)을 둘러싸도록 배치되어 기판(W)의 중심 영역을 벗어난 제1 외측 가장자리에 공정 가스를 분사할 수 있다. 에지 분사 블록(E)은 중간 분사 블록(M)을 둘러싸도록 배치되어 제1 외측 가장자리를 벗어난 제2 외측 가장자리에 공정 가스를 분사할 수 있다. 극 에지 분사 블록(Ex)은 에지 분사 블록(E)을 둘러싸도록 배치되어 제2 외측 가장자리를 벗어난 제3 외측 가장자리에 공정 가스를 분사할 수 있다. 즉, 중간 분사 블록(M), 에지 분사 블록(E) 및 극 에지 분사 블록(Ex)의 순서로 샤워헤드(400)의 중심(O)에서 거리가 멀어지도록 배치되고, 기판(W)의 중심에서 멀어지는 지점에 공정 가스를 분사할 수 있다.

중간 분사 블록(M)은 복수 개가 구비되어 중심 분사 블록(C)을 둘러쌀 수 있다. 에지 분사 블록(E)은 복수 개가 구비되어 복수의 중간 분사 블록(M)을 둘러쌀 수 있다. 또한, 극 에지 분사 블록(Ex)은 복수 개가 구비되어 복수의 에지 분사 블록(E)을 둘러쌀 수 있다. 도 2는 중간 분사 블록(M), 에지 분사 블록(E) 및 극 에지 분사 블록(Ex)이 각각 4개로 구성된 것을 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것으로서, 중간 분사 블록(M), 에지 분사 블록(E) 및 극 에지 분사 블록(Ex)의 개수는 각각 3개 이하 또는 5개 이상으로 구성될 수도 있다. 또한, 중간 분사 블록(M)의 개수, 에지 분사 블록(E)의 개수 및 극 에지 분사 블록(Ex)의 개수는 동일할 수 있고, 상이할 수도 있다.

또한, 도 2는 기판(W)을 향하는 측면이 원형인 샤워헤드(400)를 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것으로서, 본 발명의 몇몇 실시예에 따르면 기판(W)을 향하는 샤워헤드(400)의 측면은 사각형 등의 다각형일 수 있다. 즉, 기판(W)을 향하는 샤워헤드(400)의 측면은 기판(W)의 형태에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 이하, 기판(W)을 향하는 샤워헤드(400)의 측면이 원형인 것을 위주로 설명하기로 한다.

복수의 중간 분사 블록(M), 복수의 에지 분사 블록(E) 및 복수의 극 에지 분사 블록(Ex)에 포함된 분사 블록별로 크기 및 형태가 개별적으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 복수의 중간 분사 블록(M)의 크기 및 형태는 동일하거나 상이하고, 복수의 에지 분사 블록(E)의 크기 및 형태는 동일하거나 상이하고, 복수의 극 에지 분사 블록(Ex)의 크기 및 형태는 동일하거나 상이할 수 있는 것이다. 분사 블록의 크기 및 형태는 기판(W)에 대한 공정 처리 환경에 따라 적절히 결정될 수 있다.

복수의 중간 분사 블록(M) 각각과 샤워헤드(400)의 중심(O) 간의 거리는 동일하고, 복수의 에지 분사 블록(E) 각각과 샤워헤드(400)의 중심(O) 간의 거리는 동일하며, 복수의 극 에지 분사 블록(Ex) 각각과 샤워헤드(400)의 중심(O) 간의 거리는 동일할 수 있다. 즉, 복수의 중간 분사 블록(M), 복수의 에지 분사 블록(E) 및 복수의 극 에지 분사 블록(Ex)은 대응하는 반경 내에 배치될 수 있는 것이다. 그러나, 이는 예시적인 것으로서 샤워헤드(400)를 구성하는 각 분사 블록과 샤워헤드(400)의 중심(O) 간의 거리는 개별적으로 결정될 수도 있다. 예를 들어, 복수의 중간 분사 블록(M) 각각과 샤워헤드(400)의 중심(O) 간의 거리가 상이하고, 복수의 에지 분사 블록(E) 각각과 샤워헤드(400)의 중심(O) 간의 거리가 상이하며, 복수의 극 에지 분사 블록(Ex) 각각과 샤워헤드(400)의 중심(O) 간의 거리가 상이할 수 있는 것이다.

샤워헤드(400)를 구성하는 각 분사 블록(C, M, E, Ex)은 기판(W)으로 공정 가스를 분사할 수 있다. 예를 들어, 공정 가스의 분사 방향은 기판(W)의 표면에 직각일 수 있고, 각 분사 블록(C, M, E, Ex)에 의한 공정 가스의 분사 방향은 모두 평행할 수 있다. 따라서, 각 분사 블록(C, M, E, Ex)은 기판(W)의 서로 다른 영역에 공정 가스를 분사할 수 있다.

본 발명의 실시예예 따른 샤워헤드(400)를 구성하는 복수의 분사 블록(C, M, E, Ex)은 기판(W)과의 거리가 개별적으로 조절되면서 기판(W)으로 공정 가스를 분사할 수 있다.

이하, 도 4 내지 도 6을 통하여 샤워헤드(400)의 동작에 대하여 자세히 설명하기로 한다.

도 4 내지 도 6은 도 3에 도시된 샤워헤드의 분사 블록이 기판에 대하여 거리가 조절되는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 복수의 분사 블록(C, M, E, Ex)은 기판(W)과의 거리가 개별적으로 조절될 수 있다.

분사 블록(C, M, E, Ex)을 이동시키기 위하여 구동부(600)가 구비될 수 있다. 구동부(600)는 구동력을 발생시켜 샤워헤드(400)에 포함된 각 분사 블록(C, M, E, Ex)의 위치를 변경할 수 있다. 예를 들어, 구동부(600)는 도 4에 도시된 바와 같이 중심 분사 블록(C)을 아래 방향 즉, 기판(W)을 향하는 방향으로 이동시킬 수 있다.

중심 분사 블록(C), 복수의 중간 분사 블록(M), 복수의 에지 분사 블록(E) 및 복수의 극 에지 분사 블록(Ex)별로 기판(W)에 대한 거리가 조절될 수 있다. 예를 들어, 구동부(600)는 도 5에 도시된 바와 같이 중심 분사 블록(C)에서 극 에지 분사 블록(Ex)으로 진행할수록 기판(W)과의 거리가 멀어지도록 분사 블록의 위치를 변경할 수 있고, 도 6에 도시된 바와 같이 중심 분사 블록(C)에서 에지 분사 블록(E)으로 진행할수록 기판(W)과의 거리가 가까워지도록 분사 블록의 위치를 변경할 수도 있다. 이 때, 복수의 중간 분사 블록(M) 각각과 기판(W) 간의 거리는 동일하고, 복수의 에지 분사 블록(E) 각각과 기판(W) 간의 거리는 동일하며, 복수의 극 에지 분사 블록(Ex) 각각과 기판(W) 간의 거리는 동일할 수 있다.

또한, 복수의 중간 분사 블록(M), 복수의 에지 분사 블록(E) 및 복수의 극 에지 분사 블록(Ex)에 포함된 분사 블록별로 기판(W)에 대한 거리가 조절될 수도 있다. 예를 들어, 복수의 중간 분사 블록(M) 각각과 기판(W) 간의 거리가 상이하고, 복수의 에지 분사 블록(E) 각각과 기판(W) 간의 거리가 상이하며, 복수의 극 에지 분사 블록(Ex) 각각과 기판(W) 간의 거리가 상이할 수 있는 것이다.

샤워헤드(400)를 구성하는 각 분사 블록(C, M, E, Ex)과 기판(W) 간의 거리는 기판(W)에 대한 공정 처리 환경에 따라 적절히 결정될 수 있다. 예를 들어, 기판(W)의 특정 영역에 플라즈마의 밀도가 낮은 것으로 판단되는 경우 해당 영역에 대응하는 분사 블록과 기판(W) 간의 거리가 감소될 수 있다. 이와 마찬가지로, 기판(W)의 특정 영역에 플라즈마의 밀도가 높은 것으로 판단되는 경우 해당 영역에 대응하는 분사 블록과 기판(W) 간의 거리가 증가할 수 있다.

또한, 공정 처리 공간(101)에서의 공정 가스의 흐름을 능동적으로 제어하기 위하여 분사 블록(C, M, E, Ex)의 위치가 결정될 수도 있다.

또한, 기판(W)에 대한 공정 처리가 진행되면서 샤워헤드(400)가 식각되면서 복수의 분사 블록(C, M, E, Ex)과 기판(W) 간의 거리가 전체적으로 증가할 수 있다. 이러한 경우 복수의 분사 블록(C, M, E, Ex)이 전체적으로 하강하여 기판(W)과의 거리가 감소될 수 있다. 이 때, 분사 블록(C, M, E, Ex)의 식각 정도에 따라 각 분사 블록(C, M, E, Ex)의 하강 거리가 개별적으로 결정될 수도 있다.

도 7 및 도 8은 도 3에 도시된 샤워헤드에 히터가 배치된 것을 나타낸 도면이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 샤워헤드(400)에 인접하여 샤워헤드(400)를 가열하는 히터(700, 710~770)가 구비될 수 있다.

도 7은 전체 분사 블록(C, M, E, Ex)을 가열하는 하나의 히터(700)가 구비된 것을 도시하고 있고, 도 8은 복수의 분사 블록(C, M, E, Ex)별로 히터(710~770)가 구비된 것을 도시하고 있다.

하나의 히터(700)가 전체 분사 블록(C, M, E, Ex)을 가열하는 경우 히터(700)는 고정된 위치에서 전체 분사 블록(C, M, E, Ex)을 가열할 수 있다. 한편, 복수의 히터(710~770)가 전체 분사 블록(C, M, E, Ex)을 가열하는 경우 각 히터(710~770)는 대응하는 분사 블록과 함께 이동하면서 분사 블록을 가열할 수 있다.

히터(700, 710~770)는 분사 블록(C, M, E, Ex)에 수용된 공정 가스를 가열하는 역할을 수행한다. 공정 가스가 가열됨으로써 플라즈마의 발생이 용이하게 수행될 수 있다.

또한, 히터(700, 710~770)에 의하여 분사 블록(C, M, E, Ex)이 가열되고, 가열된 분사 블록(C, M, E, Ex)에 인접하여 존재하는 플라즈마가 가열될 수 있다. 이에, 공정 처리 공간(101)의 특정 영역에 존재하는 플라즈마의 온도를 조절하기 위하여 대응하는 분사 블록(C, M, E, Ex)의 위치가 조절될 수 있다. 예를 들어, 기판(W)에 대한 공정 처리를 수행함에 있어서 기판(W)의 중심 영역에 존재하는 플라즈마의 온도 상승이 필요한 경우 중심 분사 블록(C)이 하강하여 대응하는 플라즈마를 가열할 수 있다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 기판 처리 장치 100: 공정 챔버
110: 공정 가스 유입구 200: 기판 지지부
210: 베이스 플레이트 220: 메인 몸체
230: 척 240: 포커스 링
250: 링 지지체 300: 공정 가스 탱크
400: 샤워헤드 500: 플라즈마 발생부
510: 고주파 전력 공급부 521, 522: 코일
600: 구동부 700, 710~760: 히터
C, M, E, Ex: 분사 블록 W: 기판

Claims

기판에 대한 공정 처리 공간을 제공하는 공정 챔버;
상기 기판을 지지하는 기판 지지부; 및
상기 기판으로 공정 가스를 분사하는 샤워헤드를 포함하되,
상기 샤워헤드는 상기 기판과의 거리가 개별적으로 조절되면서 상기 기판으로 공정 가스를 분사하는 복수의 분사 블록을 포함하는 기판 처리 장치.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 분사 블록은,
상기 기판의 중심 영역으로 공정 가스를 분사하는 중심 분사 블록;
상기 중심 분사 블록을 둘러싸도록 배치되어 상기 기판의 중심 영역을 벗어난 제1 외측 가장자리에 공정 가스를 분사하는 중간 분사 블록;
상기 중간 분사 블록을 둘러싸도록 배치되어 상기 제1 외측 가장자리를 벗어난 제2 외측 가장자리에 공정 가스를 분사하는 에지 분사 블록; 및
상기 에지 분사 블록을 둘러싸도록 배치되어 상기 제2 외측 가장자리를 벗어난 제3 외측 가장자리에 공정 가스를 분사하는 극 에지 분사 블록을 포함하는 기판 처리 장치.
제2 항에 있어서,
상기 중간 분사 블록은 복수 개가 구비되어 상기 중심 분사 블록을 둘러싸고,
상기 에지 분사 블록은 복수 개가 구비되어 상기 복수의 중간 분사 블록을 둘러싸며,
상기 극 에지 분사 블록은 복수 개가 구비되어 상기 복수의 에지 분사 블록을 둘러싸는 기판 처리 장치.
제3 항에 있어서,
상기 중심 분사 블록, 상기 복수의 중간 분사 블록, 상기 복수의 에지 분사 블록 및 상기 복수의 극 에지 분사 블록별로 상기 기판에 대한 거리가 조절되는 기판 처리 장치.
제3 항에 있어서,
상기 복수의 중간 분사 블록, 상기 복수의 에지 분사 블록 및 상기 복수의 극 에지 분사 블록에 포함된 분사 블록별로 상기 기판에 대한 거리가 조절되는 기판 처리 장치.
제3 항에 있어서,
상기 복수의 중간 분사 블록, 상기 복수의 에지 분사 블록 및 상기 복수의 극 에지 분사 블록에 포함된 분사 블록별로 크기 및 형태가 개별적으로 결정되는 기판 처리 장치.
제1 항에 있어서,
상기 샤워헤드를 가열하는 히터를 더 포함하는 기판 처리 장치.
제7 항에 있어서,
상기 히터는 상기 복수의 분사 블록별로 구비되는 기판 처리 장치.