KR20210147429A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20210147429A
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valve
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황철주
전부일
최성혁
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주성엔지니어링(주)
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 내부에 반응공간을 제공하고 기판이 출입하는 기판 출입구를 포함하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내부에 배치되며 상기 기판을 지지하는 서셉터; 상기 서셉터의 대향면에 배치되어 상기 기판을 향해 가스를 분사하는 가스 분사부; 상기 기판 출입구를 개폐하는 밸브; 및 상기 밸브에 형성된 제어 전극을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어 전극은 상하 구동 가능할 수 있다.

Description

기판 처리 장치{Substrate Processing Apparatus}
본 발명은 플라즈마 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로 공정 챔버의 반응 공간 전체를 균일한 공정 환경으로 제공할 수 있는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적인 기판 처리 장치는 예시적으로 플라즈마 등에 의하여 기판을 처리하는 공정 챔버와 공정 처리 전의 기판을 반입하거나 공정 처리된 기판을 반출하는 반송 챔버를 포함할 수 있다.
이 중, 공정 챔버의 경우, 일 측벽에 슬롯(Slot)이 형성되며, 기판이 슬롯을 통하여 반입 또는 반출될 수 있다. 일반적으로, 슬롯의 개폐는 슬롯의 외부 또는 챔버의 외부에 구성되는 슬롯 밸브에 의해 이루어진다.
기판 처리 공정이 진행되는 경우, 공정 챔버의 내부 즉 반응 공간은 진공 등의 공정 환경이 유지되어야 한다. 그리고, 반응 공간의 전체에 균일한 공정 환경이 적용될 수 있어야 한다.
일반적으로, 반응 공간은 기판이 반입 또는 반출되는 슬롯과 연결된 개구부를 가지며, 슬롯은 외부의 슬롯 밸브에 의해 개폐된다. 그러므로, 슬롯이 외부의 슬롯 밸브에 의해 닫히더라도, 슬롯 밸브와 개구부 사이에 빈 공간이 형성된다.
상기 빈 공간은 반응 공간에 연결되며, 그 결과 반응 공간은 빈공간으로 인하여 비대칭적으로 형성된다. 상기한 비대칭적인 반응 공간은 전체적으로 균일한 공정 환경을 형성하기 어렵다.
반응 공간 내에 플라즈마가 형성되는 경우, 플라즈마는 빈 공간의 영향에 의해 반응 공간 내에 균일하게 분포되기 어려우며, 그에 따른 식각 또는 증착이 기판의 전면에 균일하게 진행되기 어렵다.
플라즈마 박막 증착의 경우, 박막 균일도는 챔버의 구조적 비대칭성, 기판 온도 불균일, 펌프에 의한 가스 흐름 패턴, 및 플라즈마 불균일도 등 다양한 요소에 영향을 받는다. 특히, 국부적 플라즈마 불균일도는 챔버의 구조적 비대칭성 및 전기적 특성, 및 펌프에 의한 가스 흐름 패턴에 영향받을 수 있다.
플라즈마 처리에서, 챔버와 내측면과 동일한 내측면을 제공하는 밸브가 채용되어, 챔버의 구조적 방위각 대칭성이 향상되었음에도 불구하고, 국부적 공정 불균일도는 역시 존재한다. 예를 들어, 밸브가 없는 환경이었다면 챔버 내부는 완벽한 대칭적(symmetric) 환경이다. 그러나, 반드시 필요한 기판출입구가 배치되어, 챔버의 완벽한 대칭성 달성이 어렵다. 즉, 밸브가 챔버 내측면과 동일한 곡면을 제공하더라도, 밸브와 챔버가 맞닿는 부분에는 오링이 있으므로 상기 맞닿는 부분으로 인해 100%의 대칭성 달성이 어렵다. 또한, 밸브의 전기적 특성과 챔버의 전기적 특성은 서로 달라, RF 전류가 방위각 방향으로 대칭적으로 흐르지 않아 국부적 공정 불균일도가 발생한다. 따라서, 전기적 특성 차이에 의한 국부적 불균일도를 제어할 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명의 해결하고자 일 기술적 과제는 챔버 내측벽에 인접하게 제어 전극을 삽입하여, 상기 제어 전극에 전력을 인가하여 기판의 국부적 공정 불균일도를 제어하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 일 기술적 과제는 기판에 대한 플라즈마 반도체 공정을 진행하는 경우, 챔버 일체형 슬롯 벨브를 사용하여 반응 공간이 슬롯과 연결되는 것을 방지함으로써 반응 공간 내에 균일한 공정 환경을 제공한다. 그럼에도 불구하고 잔류하는 국부적 공정 불균일도는 슬롯 밸브의 개폐 블레이드에 형성된 제어 전극을 사용하여 제어한다.
본 발명의 해결하고자 일 기술적 과제는 기판에 대한 반도체 공정을 진행하는 경우, 기판 처리 장치의 반응 공간을 대칭적으로 형성할 수 있고, 플라즈마 공정 환경을 반응 공간 내에 균일하게 함으로써 기판의 전면에 공정이 균일하게 진행될 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 일 기술적 과제는 챔버 내측면과 동일한 곡면을 제공하는 밸브를 삽입하고, 상기 밸브를 임피던스 회로에 연결하여 전기적 특성을 변경하여 기판의 국부적 공정 불균일도를 제어하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 내부에 반응공간을 제공하고 기판이 출입하는 기판 출입구를 포함하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내부에 배치되며 상기 기판을 지지하는 서셉터; 상기 서셉터의 대향면에 배치되어 상기 기판을 향해 가스를 분사하는 가스 분사부; 상기 기판 출입구를 개폐하는 밸브; 및 상기 밸브에 형성된 제어 전극을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어 전극은 상하 구동 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 밸브는: 상기 기판 출입구를 걔폐하고 상기 공정 챔버의 내측면과 동일한 내측면을 가지는 블레이드; 및 상기 블레이드를 승하강시키는 구동부를 포함할 수 있다. 상기 제어 전극은 상기 블레이드에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 블레이드는 제1 스위치에 의하여 접지 또는 임피던스 회로에 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 임피던스 회로는 병렬 연결된 LC 회로 또는 직렬 연결된 LC 회로이고, 상기 LC 회로를 구성하는 커페시터는 가변될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어 전극은 전원부에 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전원부는 양의 DC 전원, 음의 DC 전원, RF 전원 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전원부 또는 접지와 상기 제어 전극을 연결하는 제2 스위치를 더 포함하고, 상기 제2 스위치는 양의 DC 전원, 음의 DC 전원, 접지, RF 전원 중에서 하나를 선택할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 내부에 반응공간을 제공하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내부에 배치되며 기판을 지지하는 서셉터; 상기 서셉터의 대향면에 배치되어 상기 기판을 향해 가스를 분사하는 가스 분사부; 및 상기 공정 챔버의 내측면과 동일한 내측면을 제공하고 상기 공정 챔버의 기판 출입구를 개폐하는 밸브를 포함한다. 상기 밸브는, 상기 기판 출입구를 걔폐하고 상기 공정 챔버의 내측면과 동일한 내측면을 가지는 블레이드; 및 상기 블레이드를 승하강시키는 구동부를 포함한다. 상기 블레이드는 스위치에 의하여 접지 또는 임피던스 회로에 연결된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 제어 전극을 사용하여 챔버의 반응 공간 전체를 균일한 공정 환경을 제공하고 파티클 발생을 억제시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 챔버 내측면과 동일한 곡면을 제공하는 밸브를 삽입하고, 상기 밸브를 임피던스 회로에 연결하여 전기적 특성을 변경하여 기판의 국부적 공정 불균일도를 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 선을 따라 자른 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치를 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 개념도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버; 공정 챔버의 측벽에 형성된 기판 출입구; 상기 기판 출입구를 개폐하는 밸브를 포함한다. 상기 밸브는 상기 기판 출입구를 개폐하는 블레이드 및 상기 블레이드를 승하강시키는 구동부를 포함한다. 상기 블레이드는 상기 공정 챔버의 하부면과 상기 기판 출입구 사이에서 상기 공정 챔버의 내측면을 제공한다. 즉, 상기 블레이드는 상기 공정 챔버의 내측면과 동일한 내측면을 제공한다. 따라서, 상기 블레이드의 내측면과 상기 공정 챔버의 내측면은 연속적으로 연결되어 구조적 대칭성을 향상시킬 수 있다. 상기 구조적 대칭성은 가스의 흐름 및 가스 배기의 대칭성을 제공하여 공정 균일도를 향상시킬 수 있다.
한편, 공정 진행 중에서 오염 물질은 상기 블레이드의 내측면에 증착될 수 있다. 상기 블레이드가 승하강함으로써 상기 오염 물질은 탈착되어 파티클을 유발할 수 있다. 상기 파티클이 상기 공정 챔버 내에서 기판에 부착된 경우, 상기 파티클은 소자 불량을 유발할 수 있다.
또한, 상기 공정 챔버 내에 플라즈마가 형성되는 경우, 상기 공정 챔버는 소정의 온도로 유지되고 전기적으로 접지될 수 있다. 한편, 상기 블레이드는 상기 공정 챔버와 전기적으로 연결되지 않고 오링과 같은 실링 수단을 개재하여 접촉할 수 있다. 이에 따라, 상기 블레이드는 전기적으로 상기 공정 챔버와 다른 전기적 특성을 제공하여 국부적으로 다른 플라즈마 특성을 제공할 수 있다.
따라서, 상기 블레이드에 오염 물질의 증착을 억제하고, 상기 블레이드에 의한 전기적 특성을 제어하는 방안이 요구된다. 상기 블레이드의 오염 물질은 플라즈마의 이온 입사에 의하여 스퍼터링되어 제거될 수 있다. 상기 블레이드의 내측면에는 제어 전극이 형성되고, 상기 제어 전극에 DC 전력 또는 RF 전력을 인가할 수 있다. 상기 제어 전극에 양의 DC 전압이 인가된 경우, 반응 공간에서 확산된 플라즈마 중에서 양 이온을 밀어내어 오염 물질의 증착을 억제하고 국부적 플라즈마 특성을 변경할 수 있다. 상기 제어 전극에 음의 DC 전압이 인가된 경우, 반응 공간에서 확산된 플라즈마 중에서 양 이온을 끌어당기어 오염 물질을 스퍼터링하여 오염 물질의 증착을 억제하고 국부적 플라즈마 특성을 변경할 수 있다. 상기 제어 전극에 RF 전력을 인가하는 경우, 상기 제어 전극의 표면에 별도의 플라즈마를 생성하여 오염 물질을 스퍼터링하고 국부적 플라즈마 특성을 변경할 수 있다.
서셉터가 상기 공정 챔버의 중심에 있는 경우, RF 전력을 공급받는 서셉터와 접지된 가스 분사부는 서로 마주보고 메인 캐패시터를 형성하고, 상기 서셉터와 상기 공정 챔버의 벽은 기생 캐패시터를 형성한다. 상기 공정 챔버의 측벽에 블레이드가 배치되면, 상기 기생 캐패시터의 방위각 비대칭성(unsymmetry)이 발생한다. 즉, 상기 서셉터와 접지된 공정 챔버의 측벽 사이의 기생 임피던스의 편차가 방위각에 따라 발생한다. 이러한 기생 임피던스의 편차는 상기 기생 캐패시터에 흐르는 RF 전류에 영향을 준다. 상기 RF 전류는 플라즈마 밀도 분포에 영향을 주어 플라즈마 밀도의 방위각 불균일성을 유발할 수 있다. 상기 기생 임피던스에 의한 플라즈마 밀도의 방위각 불균일성을 극복하기 위하여, 의도적으로 상기 블레이드에 배치된 상기 제어 전극에 DC 전력 또는 RF 전력을 인가할 수 있다. 예를 들어, 상기 블레이드의 기생 임피던스 등에 의하여 플라즈마 밀도가 상기 블레이드 방향에서 국부적으로 낮은 경우, 상기 제어 전극에 음의 DC 전압이 인가될 수 있다. 상기 음의 전압이 수 V 수준으로 충분히 작은 경우, 음의 DC 전압으로 대전된 상기 제어 전극은 양이온을 끌어당기나 전자들을 밀쳐내어 국부적인 플라즈마 밀도 불균일성을 제어할 수 있다.
한편, 상기 블레이드의 기생 임피던스 등에 의하여, 플라즈마 밀도가 상기 블레이드 방향에서 국부적으로 높은 경우, 상기 제어 전극에 양의 전압이 인가될 수 있다. 양의 전압으로 대전된 상기 제어 전극은 전자들을 끌어당기나 양이온들을 밀쳐내어 국부적인 플라즈마 밀도 불균일성을 제어할 수 있다.
RF 전력이 상기 제어 전극에 인가된 경우, 상기 제어 전극은 새로운 플라즈마 소스로 동작하여 플라즈마 밀도 불균일성을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 블레이드는 접지되거나 임피던스 회로에 연결될 수 있다. 상기 임피던스 회로는 서로 병렬 연결된 LC 회로 또는 직렬 연결된 LC 회로를 포함할 수 있다. 상기 임피던스 회로의 캐패시터는 상기 블레이드에서 접지로 흐르는 직류 전류를 방해할 수 있다. 또한, 상기 임피던스 회로의 캐패시터는 RF 전류를 통과시킬 수 있다. 상기 임피던스 회로의 인덕터는 상기 캐패시터와 반대 위상의 RF 전류를 통과시킬 수 있다. 따라서, 상기 임피던스 회로는 상기 블레이드와 접지 사이의 임피던스를 변경하여 플라즈마 특성을 국부적으로 변경할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 실험 조건, 물질 종류 등에 의하여 본 발명이 제한되거나 한정되지는 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면들에 있어서, 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치를 나타내는 개념도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 기판 처리 장치(100)는, 내부에 반응공간(110a)을 제공하고 기판(152)이 출입하는 기판 출입구(112)를 포함하는 공정 챔버(110); 상기 공정 챔버(110) 내부에 배치되며 상기 기판(152)을 지지하는 서셉터(150); 상기 서셉터(150)의 대향면에 배치되어 상기 기판(152)을 향해 가스를 분사하는 가스 분사부(160); 및 상기 기판 출입구를 걔폐하는 밸브; 및 상기 밸브에 형성된 제어 전극을 포함한다.
상기 기판 처리 장치(100)는 증착 공정 또는 식각 공정을 수행할 수 있다.
상기 공정 챔버(110)는 적어도 일측벽에 기판 출입구(112)를 가지고 반응 공간(110a)을 형성할 수 있다. 상기 공정 챔버(110)는 직육면체 형상이고, 상기 반응 공간(110a)은 원통 구조일 수 있다. 상기 공정 챔버(110)는 하부면(111b) 및 측벽(111a)을 포함할 수 있다.
상기 공정 챔버(110)의 개방된 상부면에는 가스 분사부(160)가 배치될 수 있다. 상기 가스 분사부(160)는 챔버 리드(Chamber Lid)로 동작할 수 있다. 상기 가스 분사부(160)는 RF 전력을 공급받아 플라즈마를 형성할 수 있다. 상기 공정 챔버(110)는 펌프(169)를 통하여 배기될 수 있다. 상기 공정 챔버(110)는 전기적으로 접지될 수 있다.
상기 기판 출입구(112)는 상기 공정 챔버(110)의 측벽을 관통하여 상기 반응 공간(110a)과 연결될 수 있다. 상기 기판 출입구(112)는 블레이드(121)가 배치되는 개구부(113)와 연속적으로 연결될 수 있다. 상기 블레이드(121)는 승하강하면서 상기 기판 출입구(112)를 개폐할 수 있다. 상기 기판 출입구(112)는 상기 공정 챔버(110)의 구조적 비대칭성을 제공할 수 있다.
상기 가스 분사부(160)는 복수의 노즐들을 포함하고 가스 공급부(164)로부터 제공받은 가스를 상기 반응 공간(110a)으로 분사할 수 있다. 상기 가스 분사부(160)는 외부로부터 RF 전력을 공급받아 플라즈마를 형성할 수 있다. 제1 RF 전원(162)은 제1 임피던스 매칭 네트워크(미도시)를 통하여 상기 가스 분사부(160)에 RF 전력을 공급할 수 있다.
서셉터(150)는 기판(152)을 장착하고 소정의 온도로 가열할 수 있는 가열부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 서셉터(150)는 수직으로 승하강할 수 있다. 상기 서셉터(150)는 기판을 고정하기 위한 정전척(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서셉터(150)는 외부로부터 RF 전력을 공급받아 플라즈마를 형성하고 기판에 입사하는 에너지를 조절할 수 있다. 제2 RF 전원(166)은 제2 임피던스 매칭 네트워크(미도시)를 통하여 상기 서셉터(150)에 RF 전력을 공급할 수 있다.
밸브(120)는 상기 공정 챔버의 내측면에 배치되어 기판출입구(112)를 개폐할 수 있다. 상기 밸브(120)는 공정 챔버(110)의 구조적 비대칭성을 억제할 수 있다.
상기 밸브(120)는 상기 기판 출입구(112)를 개폐하는 블레이드(121) 및 상기 블레이드(121)를 승하강시키는 구동부(129)를 포함할 수 있다. 상기 구동부(129)는 별도의 하우징에 의하여 공정 챔버의 측벽 또는 하부면에 연결되어 지지될 수 있다. 상기 블레이드(121)는 공정 챔버(110)의 측벽에 형성된 개구부(113)에 삽입되어 상기 공정 챔버의 내측면과 동일한 내측면(122a)을 제공할 수 있다.
상기 블레이드(121)는 접지되거나 임피던스 회로(184)에 연결될 수 있다. 상기 임피던스 회로(184)는 서로 병렬 연결된 LC 회로 또는 직렬 연결된 LC 회로를 포함할 수 있다.
상기 임피던스 회로(184)가 캐패시터와 인덕터를 포함하고 서로 직렬 연결된 경우, 상기 임피던스 회로(184)의 임피던스는 구동 주파수에서 최소가 되는 공진 회로를 구성할 수 있다. 상기 최소 임피던스를 가지는 상기 임피던스 회로(184)는 상기 블레이드에 흐르는 RF 전류를 증가시키고, 상기 블레이드는 안정적으로 접지되어 플라즈마를 안정화시킬 수 있다. 즉, 상기 블레이드는 상기 공정 챔버의 벽과 동일한 전기적 특성을 가지도록 상기 임피던스 회로(184)에 의하여 제어될 수 있다. 상기 블레이드가 상기 공정 챔버의 내벽이 오염되지 않은 상태와 동일한 전기적 특성을 제공하기 위하여, 상기 임피던스 회로(184)는 LC 직렬 공진 회로일 수 있다.
한편, 상기 임피던스 회로(184)가 캐패시터와 인덕터를 포함하고 병렬 연결된 경우, 상기 임피던스 회로(184)의 임피던스는 구동 주파수에서 최대가 되는 공진 회로를 구성할 수 있다. 따라서, 상기 임피던스 회로(184)는 상기 블레이드(121)와 접지 사이의 임피던스를 증가시키어 블레이드(121)에 흐르는 RF 전류를 감소시키어, 상기 공정 챔버의 벽을 통하여 많은 RF 전류를 흐르게 할 수 있다. 이에 따라, 플라즈마 특성을 국부적으로 변경할 수 있다. 상기 블레이드가 상기 공정 챔버의 내벽이 심하게 오염된 상태와 동일한 전기적 특성을 제공하기 위하여, 상기 임피던스 회로(184)는 LC 병렬 공진 회로일 수 있다.
제1 스위치(182)는 상기 접지와 상기 제1 임피던스 회로(184)를 선택할 수 있다. 상기 임피던스 회로(184)의 캐패시터는 가변되고 상기 블레이드에서 접지로 흐르는 RF 전류를 조절할 수 있다. 상기 임피던스 회로(184)는 접지와 상기 블레이드(121) 사이의 임피던스를 변경하여 국부적인 플라즈마 특성을 변경할 수 있다.
상기 블레이드(121)는 상기 공정 챔버(110)와 전기적으로 연결되지 않고 오링과 같은 실링 수단을 개재하여 접촉할 수 있다. 이에 따라, 상기 블레이드(121)는 전기적으로 상기 공정 챔버(110)와 다른 전기적 특성을 제공하여 국부적으로 다른 플라즈마 특성을 제공할 수 있다. 상기 블레이드(121)에 의한 플라즈마 특성을 제어하기 위하여, 상기 블레이드(121)는 접지되거나 상기 임피던스 회로(184)를 통하여 접지에 연결될 수 있다.
상기 제어 전극(130)은 상기 블레이드(121)의 내측면(122a)에 형성될 수 있다. 상기 제어 전극(130)은 상기 블레이드(121)와 절연을 위한 절연층(132)을 개재하여 배치될 수 있다. 상기 제어 전극(130)은 상기 내측면(122a)의 방위각 방향을 따라 원호 띠 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제어 전극(130)은 상기 개구부(113)의 상부면에 인접하게 배치되어 상기 반응 공간의 플라즈마와 상호 작용할 수 있다. 상기 제어 전극의 면적은 상기 공정 챔버의 벽의 면적보다 수 십분의 1 이하로 작을 수 있다. 이 경우, 상기 제어 전극에 인가된 전압은 플라즈마 포텐셜에 거의 영향을 주지 않고 국부적인 플라즈마 밀도 분포를 변경할 수 있다.
DC 전원(174), 접지, 또는 RF 전원(176)은 상기 제어 전극(130)에 제2 스위치(172)를 통하여 선택적으로 연결될 수 있다. 상기 DC 전원(174)은 양의 DC 전원 또는 음의 DC 전원일 수 있다.
공정 진행 중에서 오염 물질은 상기 블레이드(121)의 내측면에 증착될 수 있다. 상기 블레이드(121)가 승하강함에 따라 상기 오염 물질은 탈착되어 파티클을 유발할 수 있다. 상기 파티클이 상기 공정 챔버 내에서 기판에 부착된 경우, 상기 파티클은 소자 불량을 유발할 수 있다.
상기 블레이드(121)에 오염 물질의 증착을 억제하고, 상기 블레이드(121)에 의한 전기적 특성을 제어하는 방안이 요구된다. 상기 제어 전극(130)에 DC 전력 또는 RF 전력이 인가될 수 있다. 상기 제어 전극(130)에 양의 DC 전압이 인가된 경우, 반응 공간(110a)에서 확산된 플라즈마 중에서 양 이온을 밀어내어 오염 물질의 증착을 억제하거나 국부적 플라즈마 특성을 변경할 수 있다. 상기 제어 전극(130)에 음의 DC 전압이 인가된 경우, 반응 공간(110a)에서 확산된 플라즈마 중에서 양 이온을 끌어당기어 오염 물질을 스퍼터링하여 오염 물질의 증착을 억제하거나 국부적 플라즈마 특성을 변경할 수 있다. 상기 제어 전극(130)에 RF 전력을 인가하는 경우, 상기 제어 전극(130)의 표면에 별도의 플라즈마를 생성하여 오염 물질을 스퍼터링하거나 국부적 플라즈마 특성을 변경할 수 있다. 이에 따라, 플라즈마의 방위각 대칭성이 향상되고, 기판 처리 균일도가 증가할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 개념도이다.
도 4를 참조하면, 기판 처리 장치(100a)는, 내부에 반응공간(110a)을 제공하는 공정 챔버(110); 상기 공정 챔버(110) 내부에 배치되며 기판(152)을 지지하는 서셉터(150); 상기 서셉터(150)의 대향면에 배치되어 상기 기판(152)을 향해 가스를 분사하는 가스 분사부(160); 및 상기 서셉터(152)의 외측 또는 상기 공정 챔버(110)의 내측면과 동일한 곡면에 국부적으로 형성된 제어 전극(230)을 포함한다.
상기 제어 전극(230)은 블레이드(121)의 내측면(122a)에 형성되지 않고 별도의 제어 전극 지지부(232)에 형성되고, 상기 서셉터(152)의 외측에 국부적으로 배치될 수 있다. 상기 제어 전극(230)은 도 1에서 설명한 것과 동일한 형상일 수 있다. 상기 제어 전극(230)은 상기 블레이드(121)를 바라보도록 국부적으로 배치될 수 있다. 상기 제어 전극 지지부(232)는 회전 수단(미도시)에 방위각 방향으로 회전하여 기판이 출입하도록 배치된 후, 상기 제어 전극 지지부(232)는 공정 진행을 위하여 다시 회전 하여 상기 블레이드(121)를 바라보도록 정렬될 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
100: 기판 처리 장치
110: 공정 챔버
120: 밸브
121: 블레이드
130: 제어 전극
150: 서셉터
160: 가스 분사부

Claims (9)

  1. 내부에 반응공간을 제공하고 기판이 출입하는 기판 출입구를 포함하는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버 내부에 배치되며 상기 기판을 지지하는 서셉터;
    상기 서셉터의 대향면에 배치되어 상기 기판을 향해 가스를 분사하는 가스 분사부; 상기 기판 출입구를 개폐하는 밸브; 및
    상기 밸브에 형성된 제어 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제어 전극은 상하 구동 가능한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 밸브는:
    상기 기판 출입구를 걔폐하고 상기 공정 챔버의 내측면과 동일한 내측면을 가지는 블레이드; 및
    상기 블레이드를 승하강시키는 구동부를 포함하고,
    상기 제어 전극은 상기 블레이드에 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 블레이드는 제1 스위치에 의하여 접지 또는 임피던스 회로에 연결되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 임피던스 회로는 병렬 연결된 LC 회로 또는 직렬 연결된 LC 회로이고,
    상기 LC 회로를 구성하는 커페시터는 가변되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제어 전극은 전원부에 연결된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 전원부는 양의 DC 전원, 음의 DC 전원, RF 전원 중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 전원부 또는 접지와 상기 제어 전극을 연결하는 제2 스위치를 더 포함하고,
    상기 제2 스위치는 양의 DC 전원, 음의 DC 전원, 접지, RF 전원 중에서 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 내부에 반응공간을 제공하는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버 내부에 배치되며 기판을 지지하는 서셉터;
    상기 서셉터의 대향면에 배치되어 상기 기판을 향해 가스를 분사하는 가스 분사부; 및
    상기 공정 챔버의 내측면과 동일한 내측면을 제공하고 상기 공정 챔버의 기판 출입구를 개폐하는 밸브를 포함하고,
    상기 밸브는:
    상기 기판 출입구를 걔폐하고 상기 공정 챔버의 내측면과 동일한 내측면을 가지는 블레이드; 및
    상기 블레이드를 승하강시키는 구동부를 포함하고,
    상기 블레이드는 스위치에 의하여 접지 또는 임피던스 회로에 연결되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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