KR20220065415A - 포커스 링 및 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일 예에서, 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버와; 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과; 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하고, 기판 지지 유닛은, 유전체로 제공되며 기판이 놓이는 유전판과; 유전판의 안착면에 놓인 기판을 둘러싸도록 제공되며 기판 지지 유닛으로부터 착탈 가능하게 제공되는 에지 링 어셈블리를 포함하되, 에지 링 어셈블리는 포커스 링을 포함하고, 포커스 링은, 제1조도로 가공된 제1영역과; 제2조도로 가공된 제2영역을 포함하고, 제1조도는 제2조도보다 높게 제공될 수 있다.

Description

포커스 링 및 기판 처리 장치{FOCUS RING AND APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}

본 발명은 기판을 플라즈마 처리하는데 이용되는 포커스 링과 이를 가지는 기판 처리 장치에 관한 것이다.

기판의 처리 공정에는 플라즈마가 이용될 수 있다. 예를 들어, 식각, 증착 또는 드라이 클리닝 공정에 플라즈마가 사용될 수 있다. 플라즈마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성되며, 플라즈마는 이온이나 전자, 라디칼등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말한다. 플라즈마를 이용한 드라이 크리닝, 애싱, 또는 마모 공정은 플라즈마에 포함된 이온 또는 라디칼 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다.

플라즈마를 이용한 기판 처리 장치는 챔버, 기판 지지 유닛, 플라즈마 소스를 포함할 수 있다. 기판 지지 유닛은 플라즈마가 기판을 향하게 하기 위하여 기판을 둘러싸도록 배치되는 에지 링 조립체를 포함할 수 있다. 플라즈마가 공급되는 챔버 내에는, 플라즈마와 챔버 또는 기판의 반응 등으로 인하여 플라즈마의 분포도가 균일하지 않다. 플라즈마의 분포도는 이제 링 조립체의 조도에 영향을 미친다. 에지 링 조립체의 조도는 기판의 식각 정도에 영향을 미친다. 다만, 에지 링 조립체는 조도가 안정화되기까지 상당한 시간이 소요된다. 또한, 에지 링 조립체의 조도는 각 영역 마다 상이하다. 이에 따라, 기판을 식각 처리하는데 오랜 시간이 소요되고, 각 영역의 에칭 정도가 상이한 문제가 있다.

본 발명은, 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는데 이용되는 포커스 링의 안정화 시간을 단축시킬 수 있는 포커스 링 및 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 플라즈마를 이용하여 기판을 균일하게 처리하기 위한 포커스 링 및 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.

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. 일 예에서, 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버와; 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과; 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하고, 기판 지지 유닛은, 유전체로 제공되며 기판이 놓이는 유전판과; 유전판의 안착면에 놓인 기판을 둘러싸도록 제공되며 기판 지지 유닛으로부터 착탈 가능하게 제공되는 에지 링 어셈블리를 포함하되, 에지 링 어셈블리는 포커스 링을 포함하고, 포커스 링은, 제1조도로 가공된 제1영역과; 제2조도로 가공된 제2영역을 포함하고, 제1조도는 제2조도보다 높게 제공될 수 있다.

일 예에서, 제1영역은 제2영역보다 기판의 중심에 가깝게 제공될 수 있다.

일 예에서, 제1영역과 제2영역 간의 경계는 포커스 링의 폭의 중간 지점에 해당할 수 있다.

일 예에서, 제1영역은 제2영역보다 낮은 높이에 위치할 수 있다.

일 예에서, 제1영역의 높이는 안착면의 높이와 동일하게 제공될 수 있다.

일 예에서, 안착면의 놓인 기판의 일부가 제1영역과 중첩될 수 있다.

일 예에서, 제1조도는 제1영역이 안정화 시간을 경과한 후 제1영역의 평균 조도 값으로 결정될 수 있다.

일 예에서, 안정화 시간은 제1영역의 평균 조도 값이 일정한 값으로 수렴하는데 소요되는 시간일 수 있다.

일 예에서, 안정화 시간은 포커스 링의 수명의 약 절반에 해당하는 시간일 수 있다.

일 예에서, 에지 링 어셈블리는, 포커스 링을 감싸는 커버 링을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 포커스 링을 제공한다. 일 예에서, 포커스 링은, 제1조도로 가공된 제1영역과; 제2조도로 가공된 제2영역을 포함하고, 제1조도는 제2조도보다 높게 제공될 수 있다.

일 예에서, 제1영역은 제2영역보다 기판의 중심에 가깝게 제공될 수 있다.

일 예에서, 제1영역과 제2영역 간의 경계는 포커스 링의 폭의 중간 지점에 해당할 수 있다.

일 예에서, 제1조도는 제1영역이 안정화 시간을 경과한 후 제1영역의 평균 조도 값으로 결정될 수 있다.

일 예에서, 안정화 시간은 제1영역의 평균 조도 값이 일정한 값으로 수렴하는데 소요되는 시간일 수 있다.

일 예에서, 안정화 시간은 포커스 링의 수명의 약 절반에 해당하는 시간일 수 있다.

일 예에서, 포커스 링을 감싸는 커버 링을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는데 이용되는 포커스 링의 안정화 시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 플라즈마를 이용하여 기판을 균일하게 처리할 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 평면도이다.
도 2는 도 1의 공정 챔버를 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에지 링 어셈블리를 보여주는 단면도이다.
도 4 내지 도 5는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 에지 링 어셈블리를 보여주는 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 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 인덱스 모듈(10), 로드락 모듈(30), 그리고 공정 모듈(20)을 가지고, 인덱스 모듈(10)은 로드 포트(120), 반송 프레임(140)을 가진다. 로드 포트(120), 반송 프레임(140), 그리고 공정 모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드 포트(120), 반송 프레임(140), 로드락 모듈(30), 그리고 공정 모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하며, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 칭한다. 본 발명에서는, 로드락 모듈(30)과 공정 모듈(20)을 합하여 처리 모듈로 호칭한다.

로드 포트(120)에는 복수 개의 기판들(W)이 수납된 카세트(18)가 안착된다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 2개의 로드 포트(120) 및 1개의 캐리어 보관 유닛(121)이 제공된 것으로 도시하였다. 그러나 로드 포트(120)의 개수는 공정 모듈(20)의 공정효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 카세트(18)에는 기판의 가장자리를 지지하도록 제공된 슬롯(미도시)이 형성된다. 슬롯은 제3방향(16)으로 복수 개가 제공되고, 기판은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 카세트(18) 내에 위치된다. 카세트(18)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.

인덱스 모듈(10)에는 캐리어 보관 유닛(121)이 제공될 수 있다. 캐리어 보관 유닛(121)은 핸드를 이용하여 챔버로 링 부재를 반송 시 링 부재가 놓이는 캐리어가 보관되는 유닛이다. 캐리어 보관 유닛(121)의 외형은 카세트(18)와 유사하게 제공될 수 있다. 캐리어 보관 유닛(121)의 내부 역시 카세트(18)와 유사하게 제공될 수 있다.

인덱스 모듈(10) 내의 카세트(18)가 놓이는 하나 또는 복수의 로드포트(120)와, 로드포트(120)에 놓인 카세트(18)와 처리 모듈 간에 기판을 반송하는 인덱스 로봇이 제공되는 반송 프레임(140)에 있어서, 로드 포트(120)와 반송 프레임(140)은 제1방향으로 배열되고, 로드포트(120)와 캐리어 보관 유닛(121)은 상부에서 바라볼 때 제1방향과 동일한 방향으로 배열될 수 있다.

도 1에 도시된 바에 따르면, 캐리어 보관 유닛(121)과 로드 포트(120)들이 나란히 배치된 것을 확인할 수 있다. 도 1에 따르면 캐리어 보관 유닛(121)은 가장자리에 배치되도록 도시되었으나, 로드포트(120)의 사이에도 배치될 수 있다. 즉, 캐리어 보관 유닛(121)은 로드포트(120)가 배치될 수 있는 위치 어디에나 배치될 수 있다.

다른 일 실시예에 있어서, 캐리어 보관 유닛(121)은 상부에서 바라볼 때 제1방향과 수직한 제2방향으로 배열될 수도 있다. 캐리어 보관 유닛(121)은 반송프레임(140)에 있어서 로드포트(120)들이 배치된 측면이 아닌 다른 일 측면에 배치될 수도 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 캐리어 보관 유닛(121)은 처리 모듈(20, 30) 및 인덱스 모듈(10)과 이격된 위치에 제공될 수도 있다. 캐리어 보관 유닛(121)이 처리 모듈(20, 30) 및 인덱스 모듈(10)과 이격된 위치에 제공되는 경우, 별도의 반송 장치(미도시)를 이용하여 인덱스 모듈(10) 내부로 캐리어 보관 유닛(121)을 반송해 올 수 있다.

반송 프레임(140)은 로드 포트(120)에 안착된 카세트(18), 로드락 모듈(30) 간에 기판(W)을 반송한다. 반송 프레임(140)에는 인덱스 레일(142)과 인덱스 로봇(144)이 제공된다. 인덱스 레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(144)은 인덱스 레일(142) 상에 설치되며, 인덱스 레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스 로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c) 및 핸드(144d)를 가진다. 베이스(144a)는 인덱스 레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(144c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(144c)들 중 일부는 공정 모듈(20)에서 카세트(18)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 다른 일부는 카세트(18)에서 공정 모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스 로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.

로드락 모듈(30)은 반송 프레임(140)과 반송 유닛(240) 사이에 배치된다. 로드락 모듈(30)은 공정 모듈(20)로 반입되는 기판(W)에 대해 인덱스 모듈(10)의 상압 분위기를 공정 모듈(20)의 진공 분위기로 치환하거나, 인덱스 모듈(10)로 반출되는 기판(W)에 대해 공정 모듈(20)의 진공 분위기를 인덱스 모듈(10)의 상압 분위기로 치환한다. 로드락 모듈(30)은 반송 유닛(240)과 반송 프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 로드락 모듈(30)은 로드락 챔버(32) 및 언로드락 챔버(34)를 포함한다.

로드락 챔버(32)는 인덱스 모듈(10)에서 공정 모듈(20)로 반송되는 기판(W)이 임시로 머무른다. 로드락 챔버(32)는 대기 상태에서 상압 분위기를 유지하며, 공정 모듈(20)에 대해 차단되는 반면, 인덱스 모듈(10)에 대해 개방된 상태를 유지한다. 로드락 챔버(32)에 기판(W)이 반입되면, 내부 공간을 인덱스 모듈(10)과 공정 모듈(20) 각각에 대해 밀폐한다. 이후 로드락 챔버(32)의 내부 공간을 상압 분위기에서 진공 분위기로 치환하고, 인덱스 모듈(10)에 대해 차단된 상태에서 공정 모듈(20)에 대해 개방된다.

언로드락 챔버(34)는 공정 모듈(20)에서 인덱스 모듈(10)로 반송되는 기판(W)이 임시로 머무른다. 언로드락 챔버(34)는 대기 상태에서 진공 분위기를 유지하며, 인덱스 모듈(10)에 대해 차단되는 반면, 공정 모듈(20)에 대해 개방된 상태를 유지한다. 언로드락 챔버(34)에 기판(W)이 반입되면, 내부 공간을 인덱스 모듈(10)과 공정 모듈(20) 각각에 대해 밀폐한다. 이후 언로드락 챔버(34)의 내부 공간을 진공 분위기에서 상압 분위기로 치환하고, 공정 모듈(20)에 대해 차단된 상태에서 인덱스 모듈(10)에 대해 개방된다.

공정 모듈(20)은 반송 유닛(240) 및 복수 개의 공정 챔버들(260)을 포함한다.

반송 유닛(240)은 로드락 챔버(32), 언로드락 챔버(34), 그리고 복수 개의 공정 챔버들(260) 간에 기판(W)을 반송한다. 반송 유닛(240)은 반송 챔버(242) 및 반송 로봇(250)을 포함한다. 반송 챔버(242)는 육각형의 형상으로 제공될 수 있다. 선택적으로 반송 챔버(242)는 직사각 또는 오각의 형상으로 제공될 수 있다. 반송 챔버(242)의 둘레에는 로드락 챔버(32), 언로드락 챔버(34), 그리고 복수 개의 공정 챔버들(260)이 위치된다. 반송 챔버(242)의 내부에는 기판(W)을 반송하기 위한 반송 공간(244)에 제공된다.

반송 로봇(250)은 반송 공간(244)에서 기판(W)을 반송한다. 반송 로봇(250)은 반송 챔버(242)의 중앙부에 위치될 수 있다. 반송 로봇(250)은 수평, 수직 방향으로 이동할 수 있고, 수평면 상에서 전진, 후진 또는 회전이 가능한 복수 개의 핸드들(252)을 가질 수 있다. 각 핸드(252)는 독립 구동이 가능하며, 기판(W)은 핸드(252)에 수평 상태로 안착될 수 있다.

일 예에서, 공정 챔버(260)는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 공정을 수행한다. 일 예에 의하면, 기판 처리 공정은 식각 공정일 수 있다. 이와 달리, 공정 챔버(260)에서 수행되는 공정은 플라즈마 이외에 가스를 이용하여 기판을 처리하는 공정일 수 있다.

도 2는 도 1의 공정 챔버(260)를 보여주는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 공정 챔버(260)는 하우징(1100), 기판 지지 유닛(1200), 가스 공급 유닛(1300), 플라즈마 소스(1400), 배기 배플(1500) 그리고 에지 링 어셈블리(1240)을 포함한다.

하우징(1100)은 기판(W)이 처리되는 처리 공간(1106)을 가진다. 하우징(1100)은 원형의 통 형상으로 제공된다. 하우징(1100)는 금속 재질로 제공된다. 예컨대, 하우징(1100)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 하우징(1100)의 일측벽에는 개구가 형성된다. 개구는 기판(W)이 반출입되는 입구로 기능한다. 개구는 도어(1120)에 의해 개폐된다. 하우징(1100)의 바닥면에는 하부홀(1150)이 형성된다. 하부홀(1150)에는 감압 부재(미도시)가 연결된다. 처리 공간(1106)은 감압 부재에 의해 배기되며, 감압 분위기가 형성될 수 있다.

기판 지지 유닛(1200)은 처리 공간(1106)에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(1200)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 지지하는 정전척(1200)으로 제공될 수 있다. 선택적으로, 기판 지지 유닛(1200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수 있다.

정전척(1200)은 유전판(1210), 베이스(1230), 그리고 에지 링 어셈블리(1240)를 포함한다. 유전판(1210)은 유전체 재질을 포함한다. 유전판(1210)의 상면에는 기판(W)이 직접 놓인다. 이하, 기판(W)이 놓이는 유전판(1210)의 상면을 안착면으로 칭한다. 유전판(1210)은 원판 형상으로 제공된다. 일 예에서, 유전판(1210)은 기판(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 유전판(1210)의 내부에는 내부 전극(1212)이 설치된다. 내부 전극(1212)에는 전원(미도시)이 연결되고, 전원(미도시)으로부터 전력을 인가받는다. 내부 전극(1212)은 인가된 전력(미도시)으로부터 기판(W)이 유전판(1210)에 흡착되도록 정전기력을 제공한다. 유전판(1210)의 내부에는 기판(W)을 가열하는 히터(1214)가 설치된다. 일 예에서, 히터(1214)는 내부 전극(1212)의 아래에 위치될 수 있다. 일 예에서, 히터(1214)는 나선 형상의 코일로 제공될 수 있다.

베이스(1230)는 유전판(1210)을 지지한다. 베이스(1230)는 유전판(1210)의 아래에 위치된다. 일 예에서, 베이스(1230)는 유전판(1210)과 고정 결합된다. 일 예에서, 베이스(1230)의 상면은 그 중앙영역이 가장자리영역에 비해 높도록 단차진 형상을 가진다. 베이스(1230)의 내부에는 냉각 유로(1232)가 형성된다. 냉각유로(232)는 냉각유체가 순환하는 통로로 제공된다. 일 예에서, 냉각 유로(1232)는 베이스(1230)의 내부에서 나선 형상으로 제공될 수 있다. 베이스에는 외부에 위치된 고주파 전원(미도시)과 연결된다. 고주파 전원(미도시)은 베이스(1230)에 전력을 인가한다. 베이스(1230)에 인가된 전력은 하우징(1100) 내에 발생된 플라즈마가 베이스(1230)를 향해 이동되도록 안내한다. 베이스(1230)는 금속 재질로 제공될 수 있다. 처리 공간(1106)에서 기판을 처리할 때, 기판의 둘레에는 하나 또는 복수의 에지 링 어셈블리(1240)이 제공된다. 에지 링 어셈블리(1240)에 대해서는 후술한다.

기판 지지 유닛(1200)에는 리프트 핀(1270)이 제공된다. 리프트 핀(1270)은 기판을 유전판(1210)의 안착면에 안착시키거나 이로부터 들어 올린다. 리프트 핀(1270)은 복수 개로 제공된다. 일 예에서, 유전판(1210)에는 리프트 핀(1270)이 삽입 가능하도록 홀이 형성된다. 리프트 핀(1270)은 구동 부재(미도시)에 의해 승하강 이동이 가능하다. 일 예에서, 리프트 핀(1270)은 승강 위치 및 하강 위치로 이동 가능하다. 일 예에서, 승강 위치는 리프트 핀(1270)의 상단이 유전판(1210)의 안착면보다 높은 위치이고, 하강 위치는 리프트 핀(1270)의 상단이 안착면에 형성된 홀에 삽입된 위치로 정의한다.

가스 공급 유닛(1300)은 기판 지지 유닛(1200)에 지지된 기판(W) 상으로 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(1300)은 가스 저장부(1350), 가스 공급 라인(1330), 그리고 가스 유입 포트(1310)를 포함한다. 가스 공급 라인(1330)은 가스 저장부(1350) 및 가스 유입 포트(1310)를 연결한다. 가스 저장부(1350)에 저장된 공정 가스는 가스 공급 라인(1330)을 통해 가스 유입 포트(1310)으로 공급한다. 일 예에서, 가스 유입 포트(1310)는 하우징(1100)의 상부벽에 설치된다. 가스 유입 포트(1310)는 기판 지지 유닛(1200)과 대향되게 위치된다. 일 예에 의하면, 가스 유입 포트(1310)는 하우징(1100) 상부벽의 중심에 설치될 수 있다. 가스 공급 라인(1330)에는 밸브가 설치되어 그 내부 통로를 개폐하거나, 그 내부 통로에 흐르는 가스의 유량을 조절할 수 있다. 예컨대, 공정 가스는 식각 가스일 수 있다.

플라즈마 소스(1400)는 하우징(1100) 내에 공정가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 플라즈마 소스(1400)로는 유도 결합형 플라즈마(ICP: inductively coupled plasma) 소스 또는 용량 결합형 플라즈마(CCP: capactively coupled plasma) 소스가 사용될 수 있다. 플라즈마 소스(1400)는 안테나(1410) 및 외부 전원(1430)을 포함한다. 안테나(1410)는 하우징(1100)의 외측 상부에 배치된다. 안테나(1410)는 복수 회 감기는 나선 형상으로 제공되고, 외부 전원(1430)과 연결된다. 안테나(1410)는 외부 전원(1430)으로부터 전력을 인가받는다. 전력이 인가된 안테나(1410)는 하우징(1100)의 내부 공간에 방전 공간을 형성한다. 방전 공간 내에 머무르는 공정 가스는 플라즈마 상태로 여기될 수 있다.

배기 배플(1500)은 처리 공간(1106)에서 플라즈마를 영역 별로 균일하게 배기시킨다. 배기 배플(1500)은 환형의 링 형상을 가진다. 배기 배플(1500)은 처리 공간(1106)에서 하우징(1100)의 내측벽과 기판 지지 유닛(1200)의 사이에 위치된다. 배기 배플(1500)에는 복수의 배기홀들(1502)이 형성된다. 배기홀들(1502)은 상하 방향을 향하도록 제공된다. 배기홀들(1502)은 배기 배플(1500)의 상단에서 하단까지 연장되는 홀들로 제공된다. 배기홀들(1502)은 배기 배플(1500)의 원주방향을 따라 서로 이격되게 배열된다. 각각의 배기홀(1502)은 슬릿 형상을 가지며, 반경 방향을 향하는 길이 방향을 가진다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에지 링 어셈블리를 보여주는 단면도이다. 에지 링 어셈블리(1240)는 도 3을 참조하면, 에지 링 어셈블리(1240)는 포커스링(1245)과 커버링(1247) 그리고 절연링(1246)을 포함한다. 포커스링은 플라즈마를 기판(W)으로 집중시키는 역할을 한다. 포커스링(1245)은 링 형상으로 제공되며, 유전판(1210)의 둘레를 따라 배치된다. 일 예에서, 포커스링(1245)은 절연링(1246)의 상부에 놓인다. 일 예에서, 포커스링(1245)은 도전성 소재로 제공될 수 있다. 일 예에서, 포커스링(1245)의 재질은 규소(Si), 탄화규소(SiC)등으로 제공될 수 있다. 커버링(1247)은 포커스링(1245)의 외측 방향의 상면에 놓여, 포커스링(1245)의 외측 상면을 보호한다. 일 예에서, 커버링(1247)은 표면이 이온 강화되어 내식성(내플라즈마성)이 향상된 쿼츠 소재로 제공된다. 일 예에서, 포커스링(1245)의 아래쪽에는 절연링(1246)이 제공될 수 있다. 절연링(1246)은 유전판(1210)과 포커스링(1245)을 전기적으로 절연시켜준다. 절연링(1246)은 유전체 재료, 예컨대 쿼츠, 또는 세라믹, 이트륨 산화물(Y2O3), 또는 알루미나 (Al2O3), 또는 폴리머로 이루어질 수 있다. 선택적으로, 절연링(1246)은 생략되고, 포커스링(1245)은 유전판(1210)과 직접 접하게 제공될 수도 있다.

처리 공간(1106) 내에서 기판(W)에 대한 플라즈마 처리가 진행되는 동안, 포커스링(1245)의 표면의 조도는 변화한다. 일정 시간이 지나면, 포커스링(1245)의 각 영역의 조도는 일정한 값으로 수렴한다. 이하, 이와 같은 값을 안정화 값이라고 칭하고, 포커스링(1245)의 각 영역이 안정화 값으로 수렴하는데 소요되는 시간을 안정화 시간이라고 칭한다. 일 예에서, 안정화 시간은 포커스 링의 수명의 약 절반에 해당하는 시간일 수 있다.

포커스링(1245)은 하우징(1100)의 내벽과의 거리 또는 기판(W)과의 거리 등에 따라 각 영역마다 안정화 값과 안정화 시간이 상이하게 제공된다. 이에, 일부 영역이 안정화 값에 도달하기 위한 안정화 시간이 짧게 소요되더라도 아직 안정화 값에 도달하지 못한 나머지 영역의 안정화 시간을 위해 공정 시간을 길게 소비해야 한다. 이에 따라, 본 발명은 포커스링(1245)의 각 영역의 조도를 안정화 값을 고려하여 설정한다.

일 예에서, 포커스링(1245)은 상이한 조도를 가지는 복수의 영역을 가진다. 일 예에서, 포커스링(1245)은 제1조도로 가공된 제1영역(1245b)과 제2조도로 가공된 제2영역(1245a)을 지고, 제1조도는 제2조도보다 높게 제공될 수 있다. 일 예에서, 제1영역(1245b)은 제2영역(1245a)보다 기판(W)의 중심에 가깝게 제공될 수 있다. 일 예에서, 제1조도와 제2조도는 각 영역의 평균적인 조도 값이다.

일 예에서, 제1조도는 제1영역(1245b)이 안정화 시간을 경과한 후 제1영역(1245b)의 평균 조도 값으로 결정될 수 있다. 마찬가지로, 제2조도는 제2영역(1245a)이 안정화 시간을 경과한 후 제2영역(1245a)의 평균 조도 값으로 결정될 수 있다.

예컨대, 미리 조도가 가공되지 않은 포커스링(1245)을 기판 지지 유닛(1200) 상에 위치시키고, 기판(W)을 플라즈마 처리할 시에, 안정화 시간이 지난 후 제1영역(1245b)에 위치한 포커스링(1245)의 안정화 값을 제1조도로 설정한다. 예컨대, 제1영역(1245b)에 위치한 포커스링(1245)의 안정화 값이 1.0 내지 1.8 사이인 경우, 처리 공간(1106) 내에 포커스링(1245)을 위치시키기 전에 제1영역(1245b)의 조도를 1.0 내지 1.8 사이로 가공한다. 마찬가지로, 미리 조도가 가공되지 않은 포커스링(1245)을 기판 지지 유닛(1200) 내에 위치시키고, 기판(W)을 플라즈마 처리할 시에, 안정화 시간이 지난 후 제2영역(1245a)에 위치한 포커스링(1245)의 안정화 값을 제2조도로 설정한다. 예컨대, 제2영역(1245a)에 위치한 포커스링(1245)의 안정화 값이 0.3 내지 0.8 사이인 경우, 처리 공간(1106) 내에 포커스링(1245)을 위치시키기 전에 제2영역(1245a)의 조도를 0.3 내지 0.8 사이로 가공한다.

일 예에서, 제1영역(1245b)과 제2영역(1245a) 간의 경계는 포커스 링의 폭(X)의 중간 지점에 해당할 수 있다. 예컨대, 제1영역(1245b)의 폭(X1)과 제2영역(1245a)의 폭(X2)은 동일하게 제공될 수 있다. 일 예에서, 포커스링(1245)의 상면은 유전판에 인접한 내측부가 외측부보다 낮도록 단차져서 제공될 수 있다. 예컨대, 내측부에 위치하는 제1영역(1245b)은 외측부에 위치하는 제2영역(1245a)보다 낮은 높이로 제공될 수 있다. 일 예에서, 제1영역(1245b)의 높이는 안착면의 높이와 동일하게 제공될 수 있다. 일 예에서, 안착면에 놓인 기판(W)의 일부가 제1영역(1245b)과 중첩될 수 있다.

일 예에서, 제1영역(1245b)과 제2영역(1245a) 사이를 잇는 사이드영역(1245c)과 제1영역(1245b) 사이의 각도는 0도를 초과하되 90도 미만이 되도록 제공될 수 있다. 예컨대, 사이드영역(1245c)과 제1영역(1245b) 사이의 각도는 80도일 수 있으나, 상술한 수치로 한정되지 않는다.

상술한 예에서는, 포커스링(1245)은 단일 개로 제공되고, 제1영역(1245b)과 제2영역(1245a)의 조도를 상이하게 가공하는 것으로 설명하였다. 그러나 이와 달리, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1영역(1245b’)과 제2영역(1245a’)은 각각 별개의 포커스 링(12452, 12541)으로 제공될 수 있다. 예컨대, 제1영역(1245b’)를 가지는 제1포커스링(12452)과 제2영역(1245a’)를 가지는 제2포커스링(12451)을 가질 수 있다.

상술한 예에서는, 포커스링(1245)의 제1영역(1245b)과 제2영역(1245a)의 조도가 가공되는 것으로 설명하였다. 그러나, 이와 달리 도 5에 도시된 바와 같이 제1영역(1245b)과 제2영역(1245a) 사이를 잇는 사이드영역(1245c)의 조도 역시 가공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 공정 시간 중에 포커스링(1245)을 안정화하기 위한 시간을 소요하지 않아도 되는 이점이 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판(W)을 플라즈마 처리할 시에 안정화된 포커스링(1245)을 제공하여 기판(W)을 고르게 식각할 수 있는 이점이 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 상술한 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.

Claims (17)

1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
   내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버와;
   상기 처리 공간 내에서 상기 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
   상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및
   상기 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하고,
   상기 기판 지지 유닛은,
   유전체로 제공되며 상기 기판이 놓이는 유전판과;
   상기 유전판의 안착면에 놓인 기판을 둘러싸도록 제공되며 상기 기판 지지 유닛으로부터 착탈 가능하게 제공되는 에지 링 어셈블리를 포함하되,
   상기 에지 링 어셈블리는 포커스 링을 포함하고,
   상기 포커스 링은,
   제1조도로 가공된 제1영역과;
   제2조도로 가공된 제2영역을 포함하고,
   상기 제1조도는 제2조도보다 높게 제공되는 기판 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1영역은 상기 제2영역보다 상기 기판의 중심에 가깝게 제공되는 기판 처리 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1영역과 상기 제2영역 간의 경계는 상기 포커스 링의 폭의 중간 지점에 해당하는 기판 처리 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1영역은 상기 제2영역보다 낮은 높이에 위치하는 기판 처리 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1영역의 높이는 상기 안착면의 높이와 동일하게 제공되는 기판 처리 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 안착면의 놓인 상기 기판의 일부가 상기 제1영역과 중첩되는 기판 처리 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1조도는 상기 제1영역이 안정화 시간을 경과한 후 상기 제1영역의 평균 조도 값으로 결정되는 기판 처리 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 안정화 시간은 상기 제1영역의 평균 조도 값이 일정한 값으로 수렴하는데 소요되는 시간인 기판 처리 장치.
9. 제7항에 있어서,
   상기 안정화 시간은 상기 포커스 링의 수명의 약 절반에 해당하는 시간인 기판 처리 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 에지 링 어셈블리는,
    상기 포커스 링을 감싸는 커버 링을 더 포함하는 기판 처리 장치.
11. 플라즈마 장치 내에 놓인 기판을 감싸도록 제공되는 포커스 링에 있어서,
    제1조도로 가공된 제1영역과;
    제2조도로 가공된 제2영역을 포함하고,
    상기 제1조도는 제2조도보다 높게 제공되는 포커스 링.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제1영역은 상기 제2영역보다 상기 기판의 중심에 가깝게 제공되는 포커스 링.
13. 제10항에 있어서,
    상기 제1영역과 상기 제2영역 간의 경계는 상기 포커스 링의 폭의 중간 지점에 해당하는 포커스 링.
14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1조도는 상기 제1영역이 안정화 시간을 경과한 후 상기 제1영역의 평균 조도 값으로 결정되는 포커스 링.
15. 제14항에 있어서,
    상기 안정화 시간은 상기 제1영역의 평균 조도 값이 일정한 값으로 수렴하는데 소요되는 시간인 포커스 링.
16. 제14항에 있어서,
    상기 안정화 시간은 상기 포커스 링의 수명의 약 절반에 해당하는 시간인 포커스 링.
17. 제11항에 있어서,
    상기 포커스 링을 감싸는 커버 링을 더 포함하는 포커스 링.
    

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