KR20210117625A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20210117625A
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심규철
조충호
어지호
이진석
조남기
김해주
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 안착시키도록 구성된 정전 척; 상기 정전 척을 둘러싸고, 제1 결합 홈을 갖는 링; 및 상기 링의 상기 제1 결합 홈에 삽입되도록 링 형상으로 마련되고, 상기 링으로부터 노출되고, 상기 정전 척으로 갈수록 하향 경사진 경사 면을 갖는 테이퍼 형상의 제1 플로팅 전극;을 포함한다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPRATUS}
본 개시의 기술적 사상은 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 플라즈마를 이용하여 기판을 식각 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
기판 처리 장치는 기판을 안착시키는 정전 척을 포함하고, 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 처리할 수 있다. 기판 처리 장치에서 생성되는 플라즈마의 형상은 정전 척을 둘러싸는 링의 형상, 표면의 거칠기, 및 높이 등에 의해 영향을 받을 수 있다. 링은 기판 처리 공정에서 물리적 또는 화학적 반응에 의해 식각될 수 있고, 이는 기판 처리 공정에서 생성되는 플라즈마의 형상의 변화를 초래할 수 있다. 또한, 플라즈마의 형상의 변화는 기판 처리 공정의 수율을 저하시킬 수 있다.
본 개시의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제들 중 하나는 부품들의 수명을 연장시키고, 기판 처리 공정의 수율을 개선시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 개시의 예시적 실시예로 기판을 안착시키도록 구성된 정전 척; 상기 정전 척을 둘러싸고, 제1 결합 홈을 갖는 링; 및 상기 링의 상기 제1 결합 홈에 삽입되도록 링 형상으로 마련되고, 상기 링으로부터 상면이 노출되고, 상기 정전 척으로 갈수록 하향 경사진 경사 면을 갖는 테이퍼 형상의 제1 플로팅 전극;을 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 본 개시의 예시적 실시예로 기판을 안착시키도록 구성된 정전 척; 상기 정전 척의 가장자리를 둘러싸는 제1 링; 상기 제1 링의 가장자리를 둘러싸고, 결합 홈 및 상기 결합 홈의 하부에 형성된 돌기 홈을 갖는 제2 링; 및 상기 제2 링의 상기 제1 결합 홈에 삽입되고, 측면들이 상기 제2 링에 의해 포위되는 링 형상의 플로팅 전극;을 포함하고, 상기 플로팅 전극은, 상기 제2 링으로부터 상면이 노출되고, 상기 정전 척으로 갈수록 하향 경사진 경사 면을 갖는 경사 부분; 상기 경사 부분의 외측에 있고, 상기 제2 링의 상면의 일부와 정렬되는 평면을 갖는 플랫 부분; 및 상기 플로팅 전극의 하부에 있고, 상기 제2 링의 상기 돌기 홈에 삽입되는 돌기 부분;을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
본 개시의 기술적 사상에 따른 기판 처리 장치는 내식성이 우수하고, 링의 홈에 삽입된 플로팅 전극을 포함할 수 있어서, 기판 처리 장치의 부품들의 수명을 연장시키고, 기판 처리 공정의 수율을 개선시킬 수 있다.
도 1은 비교 예에 따른 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 3은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치의 조립 단면도이다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치의 조립 단면도이다.
도 5는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 6은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치의 조립 단면도이다.
도 7은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치의 조립 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 개시의 예시적 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 비교 예에 따른 기판 처리 장치(10')의 단면도이다.
도 1을 참조할 때, 비교 예에 따른 기판 처리 장치(10')는 플라즈마를 생성시키고, 생성된 플라즈마로 기판(S)을 식각 처리하도록 구성된 장치일 수 있다. 기판 처리 장치(10')는 정전 척(100'), 제1 링(110'), 및 제2 링(120')을 포함할 수 있다.
정전 척(100')은 정전기력을 이용하여 기판(S)을 안착시키도록 구성된 장치일 수 있다. 제1 링(110')은 정전 척(100')의 가장자리를 둘러싸는 링일 수 있고, 제2 링(120')은 제1 링(110')의 가장자리를 둘러싸는 링일 수 있다.
제1 링(110') 및 제2 링(120')은 기판 처리 장치(10')에서 생성되는 플라즈마의 형상에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 제1 링(110') 및 제2 링(120')의 형상, 표면의 거칠기, 및 높이 등은 기판 처리 장치(10')에서 생성되는 플라즈마의 형상을 변화시킬 수 있다.
또한, 제1 링(110') 및 제2 링(120')은 다수의 반복적인 기판 처리 공정들을 통해, 물리적 또는 화학적 반응으로 식각될 수 있다. 이에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 링(110') 및 제2 링(120')의 형상, 표면의 거칠기, 및 높이 등이 변화될 수 있다.
제1 링(110') 및 제2 링(120')의 형상, 표면의 거칠기, 및 높이 등의 변화는 기판 처리 공정의 수율을 저하시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 링(110') 및 제2 링(120')의 형상, 표면의 거칠기, 및 높이 등의 변화는 기판 처리 공정에서 생성되는 플라즈마의 형상을 변화시킬 수 있고, 변화된 형상의 플라즈마는 특히 기판(S)의 가장자리 부근에서 식각 처리 수율을 저하시킬 수 있다.
예를 들어, 변화된 형상의 플라즈마는 기판(S)의 가장자리에서 본래 수직 방향으로 형성되어야 하는 식각 홀을 수직 방향에 대하여 기울어지도록 형성시킬 수 있다. 또한, 변화된 형상의 플라즈마는 본래 상호 이격되어야 하는 인접한 복수의 식각 홀들을 상호 연결시킬 수도 있다. 이에 따라, 상기 기판(S)을 통해 생성된 반도체 장치들은 결함을 가질 수 있다.
이하에서, 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 개시의 기판 처리 장치의 실시예들에 대하여 도면들을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)의 단면도이다. 본 개시의 기판 처리 장치(10)는 기판(S)을 고정시키고, 상기 기판(S)의 일 부분을 플라즈마를 이용하여 식각 처리하도록 구성된 장치일 수 있다. 도 2를 참조할 때, 본 개시의 기판 처리 장치(10)는 정전 척(100), 제1 링(110), 제2 링(120), 및 제1 플로팅 전극(floating electrode, 130)을 포함할 수 있다.
정전 척(100)은 정전기력에 의해 기판(S)을 고정시키도록 구성된 척일 수 있다. 정전 척(100)은 척 플레이트(103) 및 몸체부(105)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 척 플레이트(103)는 정전 척(100)의 상부에 있고, 기판(S)이 안착되는 플레이트일 수 있다. 예를 들어, 척 플레이트(103) 상에 안착되는 기판(S)은 반도체 소자들이 형성되기 전의 웨이퍼 또는 반도체 소자들이 형성된 웨이퍼일 수 있다.
몸체부(105)는 척 플레이트(103)의 하부에 마련된 페데스탈(pedestal)일 수 있다. 예를 들어, 몸체부(105)는 원통 형상일 수 있다. 도 1에 도시되지 않았지만, 몸체부(105)는 내부에서 정전 플레이트, 가열 플레이트, 및 냉각 플레이트 등을 수용할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 정전 플레이트는 척 플레이트(103)의 하부에서 정전기력을 발생시키는 플레이트일 수 있다. 정전 플레이트가 발생하는 정전기력에 의해, 기판(S)은 척 플레이트(103) 상에 견고하게 고정될 수 있다. 또한, 가열 플레이트는 척 플레이트(103) 상의 기판(S)을 가열시키기 위해 열을 방출하도록 구성된 플레이트일 수 있다. 또한, 냉각 플레이트는 척 플레이트(103) 상의 기판을 냉각시키기 위해, 냉각수 유로를 포함하는 플레이트일 수 있다.
제1 링(110)은 정전 척(100)의 가장자리를 둘러싸는 링일 수 있다. 또한, 제1 링(110)은 정전 척(100) 및 제2 링(120) 사이에 있을 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 링(110)은 실리콘 카바이드(SiC) 및 실리콘(Si) 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다. 다만 전술한 바에 한정되지 않고, 제1 링(110)은 다양한 물질을 포함할 수도 있다.
제2 링(120)은 제1 링(110)의 가장자리를 둘러싸는 링일 수 있다. 또한, 제2 링(120)은 상부에서 후술할 제1 플로팅 전극(130)을 삽입시키기 위한 제1 결합 홈(도 4, 120H_1)을 가질 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제2 링(120)은 제1 링(110) 및 제1 플로팅 전극(130) 간의 물리적 접촉을 방지하도록 구성된 링일 수 있다. 또한, 제2 링(120)은 제1 링(110) 및 기판 처리 장치(10)가 포함하는 전기 부품들 간의 물리적 접촉을 방지하도록 구성된 링일 수 있다. 예를 들어, 제2 링(120)은 제1 링(110)과 수평 방향으로 이격될 수 있다.
또한, 제2 링(120)은 쿼츠(Quartz) 물질을 포함할 수 있다. 다만 전술한 바에 한정되지 않고, 제2 링(120)은 다양한 물질을 포함할 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 제2 링(120)은 제1 플로팅 전극(130)의 측면들을 포위하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 링(120)은 제1 플로팅 전극(130)의 측면을 포위하여, 제1 플로팅 전극(130)의 측면들을 노출시키지 않을 수 있다. 또한, 제2 링(120)은 제1 플로팅 전극(130)의 상면을 노출시킬 수 있다.
제2 링(120)이 제1 플로팅 전극(130)의 측면을 포위할 수 있어서, 제2 링(120)의 일 부분은 제1 링(110) 및 제1 플로팅 전극(130) 사이에 있을 수 있다. 제1 링(110) 및 제1 플로팅 전극(130) 사이에 있는 제2 링(120)의 일 부분은 제1 링(110) 및 제1 플로팅 전극(130)의 물리적인 접촉을 방지할 수 있다. 이에 따라, 제1 링(110) 및 제1 플로팅 전극(130)의 접촉으로 발생하는 플라즈마 이상 방전 현상(예를 들어, 아킹 현상)이 억제될 수 있다. 또한, 제1 링(110) 및 제1 플로팅 전극(130)의 접촉으로 발생하는 입자들의 비산 현상이 억제될 수 있다.
제1 플로팅 전극(130)은 제2 링(120)의 제1 결합 홈(120H_1)에 삽입되고, 제2 링(120)의 일 부분에 의해 측면들이 포위된 링 형상의 전극일 수 있다. 제1 플로팅 전극(130)은 제2 링(120) 상에 있고, 전압이 인가되지도 않고, 접지되지도 않는 전극일 수 있다. 제1 플로팅 전극(130)은 기판 처리 공정에서 전기장의 집중효과에 의하여 플라즈마를 용이하게 발생시키는 전극일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 플로팅 전극(130)은 제2 링(120)보다 내식성이 우수한 세라믹 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 링(120)이 쿼츠를 포함하는 경우, 제1 플로팅 전극(130)은 실리콘 카바이드(SiC), 실리콘(Si), 텅스텐 카바이드(WC), 보론 카바이드(B4C), 산화 알루미늄(Al2O3), 및 산화 이트륨(Y2O3) 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 플로팅 전극(130)은 별도의 이송 부재에 의해 제2 링(120)으로부터 수직 방향으로 이탈될 수 있다. 예를 들어, 제1 플로팅 전극(130)이 기판 처리 공정에서 물리적 또는 화학적 반응에 의해 식각된 경우, 제1 플로팅 전극(130)은 이송 부재에 의해 제2 링(120)으로부터 수직 방향으로 이탈될 수 있고, 새로운 제1 플로팅 전극(130)이 제2 링(120)의 제1 결합 홈(120H_1)에 삽입될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 플로팅 전극(130)의 상면은 외부에 노출될 수 있다. 또한, 제1 플로팅 전극(130)의 상면 및 제2 링(120)의 상면은 실질적으로 동일한 레벨에 있을 수 있다. 다시 말해, 제1 플로팅 전극(130)의 상면은 제2 링(120)의 상면과 정렬될 수 있다.
본 개시의 제1 플로팅 전극(130) 및 제2 링(120)의 상면에 대한 프로파일은 종래의 제1 플로팅 전극(130)을 포함하지 않는 제2 링(120)의 상면에 대한 프로파일과 실질적으로 동일하거나 유사할 수 있다. 이에 따라, 제1 플로팅 전극(130) 및 제2 링(120)의 상면의 프로파일에 따른 플라즈마 형상의 예측이 용이할 수 있고, 기판 처리 공정의 수율이 개선될 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)는 제2 링(120)의 상부에 위치하고, 제2 링(120)보다 내식성이 우수한 물질의 제1 플로팅 전극(130)을 포함할 수 있어서, 기판 처리 공정에서 제1 플로팅 전극(130) 및 제2 링(120)의 물리적 또는 화학적 반응에 의한 손상을 억제시킬 수 있다.
이에 따라, 본 개시의 기판 처리 장치(10)는 기판 처리 공정에서 균일한 형상의 플라즈마를 생성할 수 있고, 기판 처리 공정의 수율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 기판 처리 장치(10)는 수직 방향에 대한 기울어짐이 감소된 복수의 식각 홀들을 기판(S)에 생성할 수 있다.
도 3은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치(15)의 조립 단면도이다. 이하에서는 도 2의 기판 처리 장치(10) 및 도 3의 기판 처리 장치(15)의 중복된 내용은 생략하고, 차이점을 위주로 설명한다.
도 3을 참조할 때, 기판 처리 장치(15)의 제1 플로팅 전극(130)은 하부에서 제1 결합 돌기(130a)를 더 포함할 수 있다. 또한, 제2 링(120)은 제1 결합 홈(120H_1)의 하부에 있고, 제1 플로팅 전극(130)의 제1 결합 돌기(130a)를 수용하기 위한 제1 돌기 홈(120H_2)을 더 가질 수 있다.
본 개시의 기판 처리 장치(15)의 제1 플로팅 전극(130)이 제1 결합 돌기(130a)를 더 포함하고, 제2 링(120)이 제1 결합 돌기(130a)를 수용하기 위한 제1 돌기 홈(120H_2)을 더 포함할 수 있어서, 제1 플로팅 전극(130)의 제2 링(120)의 제1 결합 홈(120H_1) 내부로의 삽입이 용이할 수 있다. 이에 따라, 제2 플로팅 전극(230) 및 제2 링(120)은 용이하게 정렬될 수 있고, 제2 플로팅 전극(230) 및 제2 링(120)의 비대칭 정렬이 개선될 수 있다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치(20)의 조립 단면도이다. 이하에서는, 도 3의 기판 처리 장치(15) 및 도 4의 기판 처리 장치(20)의 중복된 내용은 생략하고, 차이점을 위주로 설명한다.
도 4를 참조할 때, 기판 처리 장치(20)는 제1 플로팅 전극(130) 및 상기 제1 플로팅 전극(130)의 외측에 마련된 제2 플로팅 전극(230)을 포함할 수 있다. 제2 플로팅 전극(230)은 제1 플로팅 전극(130)의 가장자리를 둘러싸도록 제2 링(120)에 삽입될 수 있다. 제2 플로팅 전극(230)은 제2 링(120) 상에 있고, 전압이 인가되지도 않고, 접지되지도 않는 전극일 수 있다. 제2 플로팅 전극(230)은 제1 플로팅 전극(130)과 함께 기판 처리 공정에서 전기장의 집중효과에 의하여 플라즈마를 용이하게 발생시키는 전극일 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 플로팅 전극(130)은 제1 결합 돌기(130a)를 더 포함할 수 있다. 또한, 제2 플로팅 전극(230)은 하부에서 제2 결합 돌기(230a)를 더 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제2 링(120)은 제1 결합 홈(120H_1) 및 제1 돌기 홈(120H_2)을 가질 수 있다. 또한, 제2 링(120)은 제1 결합 홈(120H_1)의 외측에 형성된 제2 결합 홈(120H_3) 및 상기 제2 결합 홈(120H_3)의 하부에 형성되고, 제2 플로팅 전극(230)의 제2 결합 돌기(230a)를 수용하기 위한 제2 돌기 홈(120H_4)을 더 가질 수 있다.
본 개시의 기판 처리 장치(15)의 제2 플로팅 전극(230)이 제2 결합 돌기(230a)를 포함하고, 제2 링(120)이 제2 결합 돌기(230a)를 수용하기 위한 제2 돌기 홈(120H_4)을 포함할 수 있어서, 제2 플로팅 전극(230)의 제2 링(120)의 제2 결합 홈(120H_3) 내부로의 삽입이 용이할 수 있다. 이에 따라, 제2 플로팅 전극(230) 및 제2 링(120)은 용이하게 정렬될 수 있고, 제2 플로팅 전극(230) 및 제2 링(120)의 비대칭 정렬이 개선될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 플로팅 전극(130) 및 제2 플로팅 전극(230)은 상호 이격될 수 있다. 또한, 제1 플로팅 전극(130)의 측면들 및 제2 플로팅 전극(230)의 측면들은 제2 링(120)에 의해 포위될 수 있다.
다만 전술한 바에 한정되지 않고, 제1 플로팅 전극(130) 및 제2 플로팅 전극(230)은 맞닿을 수 있다. 예를 들어, 제1 플로팅 전극(130)의 외면 및 제2 플로팅 전극(230)의 내면은 맞닿을 수 있다. 또한, 제1 플로팅 전극(130)의 내측면 및 제2 플로팅 전극(230)의 외측면은 제2 링(120)에 의해 포위될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제2 플로팅 전극(230)은 제2 링(120)보다 내식성이 우수한 세라믹 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 링(120)이 쿼츠를 포함하는 경우, 제2 플로팅 전극(230)은 실리콘 카바이드(SiC), 실리콘(Si), 텅스텐 카바이드(WC), 보론 카바이드(B4C), 산화 알루미늄(Al2O3), 및 산화 이트륨(Y2O3) 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.
또한, 제2 플로팅 전극(230)은 제1 플로팅 전극(130)과 실질적으로 상이한 물질을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 기판 처리 공정에서 생성되는 플라즈마의 농도에 기초하여, 제1 플로팅 전극(130) 및 제2 플로팅 전극(230)의 물질의 종류가 결정될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 플로팅 전극(130)의 상부에 상대적으로 높은 농도의 플라즈마가 생성되는 경우, 제1 플로팅 전극(130)은 제2 플로팅 전극(230)보다 내식성이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 다만 전술한 바에 한정되지 않고, 제2 플로팅 전극(230)의 상부에 상대적으로 높은 농도의 플라즈마가 생성되는 경우, 제2 플로팅 전극(230)은 제1 플로팅 전극(130)보다 내식성이 우수한 물질을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 플로팅 전극(130) 및 제2 플로팅 전극(230)은 별도의 이송 부재에 의해 제2 링(120)으로부터 수직 방향으로 이탈될 수 있다. 예를 들어, 제1 플로팅 전극(130) 및 제2 플로팅 전극(230) 중 적어도 어느 하나가 기판 처리 공정에서 물리적 또는 화학적 반응에 의해 식각된 경우, 제1 플로팅 전극(130) 및 제2 플로팅 전극(230) 중 적어도 어느 하나는 이송 부재에 의해 제2 링(120)으로부터 수직 방향으로 이탈될 수 있다.
또한, 제1 플로팅 전극(130)의 상면, 제2 플로팅 전극(230)의 상면, 및 제2 링(120)의 상면은 실질적으로 동일한 레벨에 있을 수 있다. 다시 말해, 제1 플로팅 전극(130)의 상면 및 제2 플로팅 전극(230)의 상면은 제2 링(120)의 상면과 정렬될 수 있다. 이에 따라, 본 개시의 제1 플로팅 전극(130), 제2 플로팅 전극(230), 및 제2 링(120)의 상면에 대한 프로파일은 종래의 제1 플로팅 전극(130)을 포함하지 않는 제2 링(120)의 상면의 프로파일과 실질적으로 동일하거나 유사할 수 있다. 이에 따라, 제1 플로팅 전극(130), 제2 플로팅 전극(230), 및 제2 링(120)의 상면의 프로파일에 따른 플라즈마 형상의 예측이 용이할 수 있고, 기판 처리 공정의 수율이 개선될 수 있다.
도 4에서, 본 개시의 기판 처리 장치(20)가 2 개의 플로팅 전극들을 포함하는 것으로 도시되었지만, 이에 한정되지 않고, 기판 처리 장치(20)는 3개 이상의 플로팅 전극들을 포함할 수 있다.
도 5는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치(30)의 단면도이고, 도 6은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치(30)의 조립 단면도이다. 이하에서는, 도 3의 기판 처리 장치(15) 및 도 5 및 도 6의 기판 처리 장치(30)의 중복된 내용은 생략하고, 차이점을 위주로 설명한다.
도 5 및 도 6을 함께 참조할 때, 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치(30)는 제2 링(120)으로부터 노출되고, 정전 척(100)에 가까워질수록 하향 경사진 경사면(331A)을 갖는 제3 플로팅 전극(330)을 더 포함할 수 있다. 또한, 제3 플로팅 전극(330)은 상향으로 갈수록 단면적이 넓어지는 테이퍼 형상의 홀을 갖는 링일 수 있다.
보다 구체적으로, 제3 플로팅 전극(330)은 경사 부분(331), 플랫(flat) 부분(333), 및 돌기 부분(335)을 포함할 수 있다. 또한, 제3 플로팅 전극(330)은 제2 링(120)의 제3 결합 홈(120H_5)에 삽입될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 경사 부분(331)은 전술한 경사면(331A)을 갖는 제3 플로팅 전극(330)의 일 부분일 수 있다. 경사 부분(331)의 경사면(331A)은 제2 링(120)으로부터 노출될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제3 플로팅 전극(330)의 경사면(331A)은 약 20 도 내지 약 60도의 경사각을 가질 수 있다. 다만 제3 플로팅 전극(330)의 경사면(331A)의 경사각은 전술한 바에 한정되지 않는다.
예시적인 실시예에서, 플랫 부분(333)은 경사 부분(331)의 외측에 있고, 제2 링(120)의 상면의 일부와 정렬되는 평면을 갖는 제3 플로팅 전극(330)의 일 부분일 수 있다.
또한, 돌기 부분(335)은 플랫 부분(333)의 하부에 있고, 제2 링(120)의 제3 돌기 홈(120H_6)에 삽입되는 제3 플로팅 전극(330)의 일 부분일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제3 플로팅 전극(330)의 경사면(331A) 중 최저 레벨의 부분(즉, 제3 플로팅 전극(330)의 내측에서 경사가 시작되는 부분)은 제2 링(120)의 상면 중 최저 레벨의 부분과 실질적으로 동일한 레벨에 있을 수 있다. 또한, 제3 플로팅 전극(330)의 경사면(331A) 중 최고 레벨의 부분(즉, 제3 플로팅 전극(330)의 외측에서 경사가 끝나는 부분)은 제2 링(120)의 상면 중 최고 레벨의 부분과 실질적으로 동일한 레벨일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 본 개시의 제3 플로팅 전극(330)을 포함하는 기판 처리 장치(30)는 경사면(331A)을 갖지 않는 플랫한 형상의 플로팅 전극들을 포함하는 기판 처리 장치와 비교했을 때, 기판 처리 공정에서 제3 플로팅 전극(330) 및 제2 링(120)의 물리적 또는 화학적 식각의 양을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 본 개시의 기판 처리 장치(30)는 기판 처리 공정에서 균일한 형상의 플라즈마를 생성할 수 있고, 기판 처리 공정의 수율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 기판 처리 장치(30)는 수직 방향에 대한 기울어짐이 감소된 복수의 식각 홀들을 기판(S)에 생성할 수 있다.
도 7은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치(40)의 조립 단면도이다. 이하에서는, 도 5, 6의 기판 처리 장치(30) 및 도 7의 기판 처리 장치(40)의 중복된 내용은 생략하고, 차이점을 위주로 설명한다.
도 7을 참조할 때, 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치(40)는 제3 플로팅 전극(330) 및 상기 제3 플로팅 전극(330)의 외측에 마련된 제4 플로팅 전극(430)을 포함할 수 있다.
제3 플로팅 전극(330)은 제1 경사 부분(331), 제1 플랫 부분(333), 및 제1 돌기 부분(335)을 포함할 수 있다. 또한, 제4 플로팅 전극(430)은 제2 경사 부분(431), 제2 플랫 부분(433), 및 제2 돌기 부분(435)을 포함할 수 있다. 제4 플로팅 전극(430)의 제2 경사 부분(431), 제2 플랫 부분(433), 및 제2 돌기 부분(435)에 대한 기술적 사상은 제3 플로팅 전극(330)의 제1 경사 부분(331), 제1 플랫 부분(333), 및 제1 돌기 부분(335)의 내용과 실질적으로 동일하므로, 자세한 내용은 생략한다.
제4 플로팅 전극(430)은 제3 플로팅 전극(330)의 가장자리를 둘러싸도록 제2 링(120)의 제4 결합 홈(120H_7)에 삽입될 수 있다. 제4 플로팅 전극(430)은 제2 링(120) 상에 있고, 전압이 인가되지도 않고, 접지되지도 않는 전극일 수 있다. 제4 플로팅 전극(430)은 제3 플로팅 전극(330)과 함께 기판 처리 공정에서 전기장의 집중효과에 의하여 플라즈마를 용이하게 발생시키는 전극일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제3 플로팅 전극(330)의 제1 경사 부분(331) 및 제4 플로팅 전극(430)의 제2 경사 부분(431)은 각각 제1 경사면(331A) 및 제2 경사면(431A)을 가질 수 있다. 제1 경사면(331A) 및 제2 경사면(431A)은 제2 링(120)으로부터 노출될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제3 플로팅 전극(330)의 제1 경사면(331A) 및 제4 플로팅 전극(430)의 제2 경사 면(431A)은 약 20 도 내지 약 60도의 경사각을 가질 수 있다. 다만, 제1 경사면(331A) 및 제2 경사면(431A)의 경사각은 전술한 바에 한정되지 않는다.
예시적인 실시예에서, 제3 플로팅 전극(330)의 제1 플랫 부분(333)은 제1 경사 부분(331)의 외측에 있고, 제2 링(120)의 상면의 일부와 정렬되는 평면을 갖는 제3 플로팅 전극(330)의 일 부분일 수 있다. 또한, 제4 플로팅 전극(430)의 제2 플랫 부분(433)은 제2 경사 부분(431)의 외측에 있고, 제2 링(120)의 상면의 일부와 정렬되는 평면을 갖는 제4 플로팅 전극(430)의 일 부분일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제3 플로팅 전극(330)은 제2 링(120)의 제3 돌기 홈(120H_6)에 삽입되는 제1 돌기 부분(335)을 포함할 수 있고, 제4 플로팅 전극(430)은 제2 링(120)의 제4 돌기 홈(120H_8)에 삽입되는 제2 돌기 부분(435)을 포함할 수 있다.
또한, 제2 링(120)은 전술한 제3 결합 홈(120H_5) 및 제3 돌기 홈(120H_6)을 가질 수 있다. 또한, 제2 링(120)은 제3 결합 홈(120H_5)의 외측에 형성되고 제4 플로팅 전극(430)을 수용하기 위한 제4 결합 홈(120H_7) 및 상기 제4 결합 홈(120H_7)의 하부에 형성되고, 제4 플로팅 전극(430)의 제2 돌기 부분(435)을 수용하기 위한 제4 돌기 홈(120H_8)을 가질 수 있다.
본 개시의 기판 처리 장치(40)의 제3 플로팅 전극(330) 및 제4 플로팅 전극(430)이 각각 제1 돌기 부분(335) 및 제2 돌기 부분(435)을 포함하고, 제2 링(120)이 제1 돌기 부분(335) 및 제2 돌기 부분(435)에 대응되는 제3 돌기 홈(120H_6) 및 제4 돌기 홈(120H_8)을 포함할 수 있어서, 제3 플로팅 전극(330) 및 제4 플로팅 전극의 제2 링(120)의 제3 결합 홈(120H_5) 및 제4 결합 홈(120H_7) 내부로의 삽입이 용이할 수 있다. 이에 따라, 제3 플로팅 전극(330) 및 제4 플로팅 전극(430)은 제2 링(120)과 용이하게 정렬될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제3 플로팅 전극(330) 및 제4 플로팅 전극(430)은 상호 이격될 수 있다. 또한, 제3 플로팅 전극(330)의 측면들 및 제4 플로팅 전극(430)의 측면들은 제2 링(120)에 의해 포위될 수 있다.
다만 전술한 바에 한정되지 않고, 제3 플로팅 전극(330) 및 제4 플로팅 전극(430)은 맞닿을 수 있다. 예를 들어, 제3 플로팅 전극(330)의 외면 및 제4 플로팅 전극(430)의 내면은 맞닿을 수 있다. 또한, 제3 플로팅 전극(330)의 내측면 및 제4 플로팅 전극(430)의 외측면은 제2 링(120)에 의해 포위될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제3 플로팅 전극(330) 및 제4 플로팅 전극(430)은 제2 링(120)보다 내식성이 우수한 세라믹 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 링(120)이 쿼츠를 포함하는 경우, 제3 플로팅 전극(330) 및 제4 플로팅 전극(430)은 실리콘 카바이드(SiC), 실리콘(Si), 텅스텐 카바이드(WC), 보론 카바이드(B4C), 산화 알루미늄(Al2O3), 및 산화 이트륨(Y2O3) 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.
또한, 제3 플로팅 전극(330)은 제4 플로팅 전극(430)과 실질적으로 상이한 물질을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 기판 처리 공정에서 생성되는 플라즈마의 농도에 기초하여, 제3 플로팅 전극(330) 및 제4 플로팅 전극(430)의 물질의 종류가 결정될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제3 플로팅 전극(330)의 상부에 상대적으로 높은 농도의 플라즈마가 생성되는 경우, 제3 플로팅 전극(330)은 제4 플로팅 전극(430)보다 내식성이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 다만 전술한 바에 한정되지 않고, 제4 플로팅 전극(430)의 상부에 상대적으로 높은 농도의 플라즈마가 생성되는 경우, 제4 플로팅 전극(430)은 제3 플로팅 전극(330)보다 내식성이 우수한 물질을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제3 플로팅 전극(330) 및 제4 플로팅 전극(430)은 별도의 이송 부재에 의해 제2 링(120)으로부터 수직 방향으로 이탈될 수 있다. 예를 들어, 제3 플로팅 전극(330) 및 제4 플로팅 전극(430) 중 적어도 어느 하나가 기판 처리 공정에서 물리적 또는 화학적 반응에 의해 식각된 경우, 제3 플로팅 전극(330) 및 제4 플로팅 전극(430) 중 적어도 어느 하나는 이송 부재에 의해 제2 링(120)으로부터 수직 방향으로 이탈될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제3 플로팅 전극(330)의 제1 경사면(331A) 중 최저 레벨의 부분(즉, 제3 플로팅 전극(330)의 내측에서 경사가 시작되는 부분)은 제2 링(120)의 상면 중 최저 레벨의 부분과 실질적으로 동일한 레벨에 있을 수 있다. 또한, 제3 플로팅 전극(330)의 경사면(331A) 중 최고 레벨의 부분(즉, 제3 플로팅 전극(330)의 외측에서 경사가 끝나는 부분)은 제2 링(120)의 상면 중 중간 레벨의 부분과 실질적으로 동일한 레벨일 수 있다.
또한, 예시적인 실시예에서, 제4 플로팅 전극(430)의 제2 경사면(431A) 중 최저 레벨의 부분(즉, 제4 플로팅 전극(430)의 내측에서 경사가 시작되는 부분)은 제2 링(120)의 상면 중 중간 레벨의 부분과 실질적으로 동일한 레벨에 있을 수 있다. 또한, 제4 플로팅 전극(430)의 경사면(431A) 중 최고 레벨의 부분(즉, 제4 플로팅 전극(430)의 외측에서 경사가 끝나는 부분)은 제2 링(120)의 상면 중 최고 레벨의 부분과 실질적으로 동일한 레벨일 수 있다.
도 7에서, 본 개시의 기판 처리 장치(40)가 2 개의 플로팅 전극들을 포함하는 것으로 도시되었지만, 이에 한정되지 않고, 기판 처리 장치(40)는 3개 이상의 플로팅 전극들을 포함할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치(40)는 제2 링(120)의 상부에 위치하고, 제2 링(120)보다 내식성이 우수한 물질의 제3 플로팅 전극(330) 및 제4 플로팅 전극(430)을 포함할 수 있어서, 기판 처리 공정에서 제3 플로팅 전극(330), 제4 플로팅 전극(430), 및 제2 링(120)의 물리적 또는 화학적 손상을 억제시킬 수 있다. 이에 따라, 기판 처리 공정에서 생성되는 플라즈마의 형상은 균일할 수 있고, 기판 처리 공정의 수율이 향상될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 기판 처리 장치(40)는 수직 방향에 대한 기울어짐이 감소된 복수의 식각 홀들을 기판(S)에 생성할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 본 개시의 제3 플로팅 전극(330) 및 제4 플로팅 전극(430)을 포함하는 기판 처리 장치(40)는 제1 경사면(331A) 및 제2 경사면(431A)을 갖지 않는 플랫한 형상의 플로팅 전극들을 포함하는 기판 처리 장치와 비교했을 때, 기판 처리 공정에서 제3 플로팅 전극(330), 제4 플로팅 전극(430), 및 제2 링(120)의 물리적 또는 화학적 식각의 양을 감소시킬 수 있다.
이에 따라, 본 개시의 기판 처리 장치(30)는 기판 처리 공정에서 균일한 형상의 플라즈마를 생성할 수 있고, 기판 처리 공정의 수율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 기판 처리 장치(10)는 플랫한 형상의 플로팅 전극들을 포함하는 기판 처리 장치와 비교했을 때, 수직 방향에 대한 기울어짐이 더욱 감소된 복수의 식각 홀들을 기판(S)에 생성할 수 있다.
이상에서 설명한 본 개시의 기술적 사상은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않는다. 또한 본 개시의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (8)

  1. 기판을 안착시키도록 구성된 정전 척;
    상기 정전 척을 둘러싸고, 제1 결합 홈을 갖는 링; 및
    상기 링의 상기 제1 결합 홈에 삽입되도록 링 형상으로 마련되고, 상기 링으로부터 상면이 노출되고, 상기 정전 척으로 갈수록 하향 경사진 경사 면을 갖는 테이퍼 형상의 제1 플로팅 전극;
    을 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 플로팅 전극의 측면들은,
    상기 링에 의해 포위되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 플로팅 전극은,
    하부에서 결합 돌기를 포함하고,
    상기 링은,
    상기 제1 결합 홈의 하부에 있고, 상기 제1 플로팅 전극의 상기 결합 돌기를 수용하기 위한 돌기 홈을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 링의 물질은,
    석영(quartz)이고,
    상기 제1 플로팅 전극의 물질은,
    실리콘 카바이드(SiC), 실리콘(Si), 텅스텐 카바이드(WC), 보론 카바이드(B4C), 산화 알루미늄(Al2O3), 및 산화 이트륨(Y2O3) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는,
    상기 제1 플로팅 전극의 외측에 있고, 상기 링에 삽입되는 제2 플로팅 전극;
    을 더 포함하고,
    상기 링은,
    상기 제1 결합 홈의 외측에 있고, 상기 제2 플로팅 전극을 결합시키도록 구성된 제2 결합 홈을 더 갖고,
    상기 제1 플로팅 전극 및 상기 제2 플로팅 전극의 측면들을 포위하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 플로팅 전극 및 상기 제2 플로팅 전극은 상이한 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 기판을 안착시키도록 구성된 정전 척;
    상기 정전 척의 가장자리를 둘러싸는 제1 링;
    상기 제1 링의 가장자리를 둘러싸고, 결합 홈 및 상기 결합 홈의 하부에 형성된 돌기 홈을 갖는 제2 링; 및
    상기 제2 링의 상기 결합 홈에 삽입되고, 측면들이 상기 제2 링에 의해 포위되는 링 형상의 플로팅 전극;
    을 포함하고,
    상기 플로팅 전극은,
    상기 제2 링으로부터 상면이 노출되고, 상기 정전 척으로 갈수록 하향 경사진 경사 면을 갖는 경사 부분;
    상기 경사 부분의 외측에 있고, 상기 제2 링의 상면의 일부와 정렬되는 평면을 갖는 플랫 부분; 및
    상기 플로팅 전극의 하부에 있고, 상기 제2 링의 상기 돌기 홈에 삽입되는 돌기 부분;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 링의 물질은,
    석영(quartz)이고,
    상기 플로팅 전극의 물질은,
    실리콘 카바이드(SiC), 실리콘(Si), 텅스텐 카바이드(WC), 보론 카바이드(B4C), 산화 알루미늄(Al2O3), 및 산화 이트륨(Y2O3) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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