KR20220169010A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents
기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220169010A KR20220169010A KR1020210078399A KR20210078399A KR20220169010A KR 20220169010 A KR20220169010 A KR 20220169010A KR 1020210078399 A KR1020210078399 A KR 1020210078399A KR 20210078399 A KR20210078399 A KR 20210078399A KR 20220169010 A KR20220169010 A KR 20220169010A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- substrate
- space
- ion blocker
- processing
- plasma
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 152
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 88
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 84
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 15
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 78
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 11
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- -1 AZO Chemical compound 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 7
- HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N iridium(IV) oxide Inorganic materials O=[Ir]=O HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 claims description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 7
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 19
- 239000010408 film Substances 0.000 description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 8
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 238000005108 dry cleaning Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/3244—Gas supply means
- H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32192—Microwave generated discharge
- H01J37/32211—Means for coupling power to the plasma
- H01J37/3222—Antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32192—Microwave generated discharge
- H01J37/32311—Circuits specially adapted for controlling the microwave discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32422—Arrangement for selecting ions or species in the plasma
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/3244—Gas supply means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32623—Mechanical discharge control means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32715—Workpiece holder
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/64—Heating using microwaves
- H05B6/72—Radiators or antennas
- H05B6/725—Rotatable antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/64—Heating using microwaves
- H05B6/80—Apparatus for specific applications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
- H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
- H01J2237/334—Etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
- H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
- H01J2237/335—Cleaning
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/64—Heating using microwaves
- H05B6/72—Radiators or antennas
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판을 처리하는 장치는, 기판을 처리하는 내부 공간이 형성되는 공정 챔버; 상기 내부 공간을 플라즈마 발생 공간과 처리 공간으로 분할하는 이온 블로커; 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 상기 처리 공간을 배기하는 배기 유닛; 상기 이온 블로커 보다 상부에 위치되고 상기 이온 블로커를 투과하여 상기 기판으로 어닐을 위한 에너지를 전달하는 어닐 소스; 및 상기 플라즈마 발생 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛을 포함하고, 상기 이온 블로커는: 원판 형상의 마이크로파가 투과 가능한 소재로 제공되고 복수개의 관통홀이 형성된 몸체와; 상기 몸체의 상면 또는 하면 중 어느 하나 이상에 제1 두께 이하로 제공되는 투명 전도막을 포함한다.
Description
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 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 식각 공정은 플라즈마에 포함된 이온 또는 라디칼 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다. 이들 중 드라이 클리닝 공정은 기판 상에 형성된 자연산화막 등을 제거하기 위한 공정으로, 제거하고자 하는 박막의 두께가 식각 공정에 비해 매우 얇다. 따라서 라디칼, 이온, 그리고 전자를 모두 다량 포함한 플라즈마로 기판을 처리시 박막의 높은 식각율로 인해 기판 상에서 제거하고자 하는 자연산화막 뿐 아니라 그 하부막도 손상된다. 이를 방지하기 위해, 대한민국공개특허 제10-2011-0057510호에는 접지된 이온 블로커를 이용하여 전자와 이온을 제외한 라디칼만을 주로 포함하는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 장치가 개시된다.
그리고 반도체 소자를 제조하려면 반도체 웨이퍼로 개질 처리, 어닐링 처리 등의 각종의 열처리를 반복한다. 그리고, 반도체 소자가 고밀도화, 다층화 및 고집적화 하는 것은 따라 그 사양이 해마다 어려워지고 있어 이들의 각종의 열처리한 반도체 웨이퍼 면 내에서 균일성의 향상 및 막질 향상이 요구된다.
반도체 소자의 제조 과정에서 플라즈마를 이용하는 장치와 어닐링 장치 사이를 이동하는 단계가 수반되고, 장치 간의 이동 시간에 따라 UPH에 영향이 발생한다.
본 발명은 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은 기판 상의 반도체 소자 제조에 있어서, 단위 시간당 생산량(UPH)를 높일 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은 설비의 풋프린트를 감소시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판을 처리하는 장치는, 기판을 처리하는 내부 공간이 형성되는 공정 챔버; 상기 내부 공간을 플라즈마 발생 공간과 처리 공간으로 분할하는 이온 블로커; 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 상기 처리 공간을 배기하는 배기 유닛; 상기 이온 블로커 보다 상부에 위치되고 상기 이온 블로커를 투과하여 상기 기판으로 어닐을 위한 에너지를 전달하는 어닐 소스; 및 상기 플라즈마 발생 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛을 포함하고, 상기 이온 블로커는: 원판 형상의 마이크로파가 투과 가능한 소재로 제공되고 복수개의 관통홀이 형성된 몸체와; 상기 몸체의 상면 또는 하면 중 어느 하나 이상에 제1 두께 이하로 제공되는 투명 전도막을 포함한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 투명 전도막은, ITO(indium tin oxide), AZO, FTO, ATO, SnO2, ZnO, IrO2, RuO2, 그래핀, metal nanowire 및 CNT 중 어느 하나 이거나 그 이상의 혼합물질, 또는 다중 중첩에 의하여 이루어진 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 이온 블로커는 접지될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 몸체는 쿼츠 소재로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 어닐 소스는: 상기 플라즈마 발생 공간의 일측에 배치되는 안테나, 상기 안테나와 상기 플라즈마 발생 공간의 사이에 위치하는 투과판을 가지는 안테나 유닛; 및 상기 안테나 유닛에 설정된 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가 유닛으로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 어닐 소스는: 램프 또는 레이저를 전달하는 위한 광학계일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 플라즈마 발생 공간에 인가된 공정 가스를 플라즈마로 여기시키는 에너지를 상기 플라즈마 발생 공간으로 인가하는 플라즈마 소스와; 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는, 상기 기판이 상기 처리 공간이 반입되고, 상기 처리 공간이 제1 분위기로 전환되면 상기 가스 공급 유닛 및 상기 플라즈마 소스를 제어하여, 상기 플라즈마 발생 공간에서 상기 공정 가스를 플라즈마로 여기시켜 제1 공정을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는, 상기 기판이 상기 기판 지지 유닛에 계속 유지되는 상태에서, 상기 가스 공급 유닛에 의한 공정 가스 공급을 차단하고, 상기 어닐 소스을 제어하여 상기 기판에 상기 어닐을 위한 에너지를 인가할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 어닐을 위한 에너지는 제1 마이크로파일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 투명 전도막이 ITO(indium tin oxide) 소재로 제공되는 경우 상기 제1 두께는 1㎛일 수 있다.
본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판을 처리하는 방법은, 공정 가스를 플라즈마로 여기하고, 상기 플라즈마 중 이온을 블로킹하는 이온 블로커를 통과한 라디칼로 기판을 처리하는 제1 공정과; 상기 이온 블로커를 투과한 제1 에너지를 상기 기판에 인가하는 제2 공정을 포함하고, 상기 이온 블로커는 광투과, 열투과 및 마이크로파 투과가 가능한 소재로 제공한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 공정과 상기 제2 공정은 하나의 챔버에서 행해질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 이온 블로커는 접지될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 원판 형상의 광투과, 열투과 및 마이크로파 투과가능한 소재로 제공되는 몸체와; 상기 몸체의 상면 또는 하면 중 어느 하나 이상에 제1 두께 이하로 코팅되는 투명 전도막을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 투명 전도막은, ITO(indium tin oxide), AZO, FTO, ATO, SnO2, ZnO, IrO2, RuO2, 그래핀, metal nanowire 및 CNT 중 어느 하나 이거나 그 이상의 혼합물질, 또는 다중 중첩에 의하여 이루어진 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 투명 전도막이 ITO(indium tin oxide) 소재로 제공되는 경우 상기 제1 두께는 1㎛일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 에너지의 인가는 상기 공정 가스의 공급이 차단된 상태에서 행해질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 에너지는 상기 기판을 어닐할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 몸체는 쿼츠 소재로 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 내부 공간이 형성되는 공정 챔버; 원판 형상으로 복수개의 관통홀이 형성되고, 접지되며, 상기 내부 공간을 플라즈마 발생 공간과 처리 공간으로 분할하는 이온 블로커; 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 상기 처리 공간을 배기하는 배기 유닛; 상기 이온 블로커보다 상부에 배치되는 안테나 판, 상기 안테나 판의 하부에 위치하는 투과판을 가지는 안테나 유닛; 상기 안테나 유닛에 설정된 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가 유닛; 및 상기 플라즈마 발생 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛을 포함하고, 상기 이온 블로커는: 쿼츠 소재로 제공되는 몸체와; 상기 몸체의 상면 또는 하면 중 어느 하나 이상에 제1 두께 이하로 코팅되며 ITO(indium tin oxide), AZO, FTO, ATO, SnO2, ZnO, IrO2, RuO2, 그래핀, metal nanowire 및 CNT 중 어느 하나 이거나 그 이상의 혼합물질, 또는 다중 중첩에 의하여 이루어진 투명 전도막을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 기판 상의 반도체 소자 제조에 있어서, 단위 시간당 생산량(UPH)를 높일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 설비의 풋프린트를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예(제1 실시 예)에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예(제1 실시 예)에 따른 기판 처리 장치가 플라즈마 처리를 행하는 때의 동작을 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예(제1 실시 예)에 따른 기판 처리 장치가 어닐 처리를 행하는 때의 동작을 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이온 블로커(530)의 일부분을 확대한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예(제2 실시 예)에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예(제2 실시 예)에 따른 기판 처리 장치가 플라즈마 처리를 행하는 때의 동작을 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예(제2 실시 예)에 따른 기판 처리 장치가 어닐 처리를 행하는 때의 동작을 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예(제3 실시 예)에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예(제4 실시 예)에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예(제5 실시 예)에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예(제1 실시 예)에 따른 기판 처리 장치가 플라즈마 처리를 행하는 때의 동작을 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예(제1 실시 예)에 따른 기판 처리 장치가 어닐 처리를 행하는 때의 동작을 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이온 블로커(530)의 일부분을 확대한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예(제2 실시 예)에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예(제2 실시 예)에 따른 기판 처리 장치가 플라즈마 처리를 행하는 때의 동작을 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예(제2 실시 예)에 따른 기판 처리 장치가 어닐 처리를 행하는 때의 동작을 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예(제3 실시 예)에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예(제4 실시 예)에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예(제5 실시 예)에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시 예를 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 '포함한다'는 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.
용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 1을 참조하여 설명한다. 기판 처리 장치(10)는 공정 챔버(100), 기판 지지 유닛(200), 마이크로파 인가 유닛(400), 제어기(600), 그리고 배기 배플(700)을 포함한다.
공정 챔버(100)는 내부에 기판(W)이 처리되는 처리 공간(102)을 제공한다. 공정 챔버(100)는 원형의 통 형상으로 제공된다. 공정 챔버(100)는 금속 재질로 제공된다. 예컨대, 공정 챔버(100)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 공정 챔버(100)의 일측벽에는 개구(130)가 형성된다. 개구(130)는 기판(W)이 반출입 가능한 출입구(130)로 제공된다. 출입구(130)는 도어(140)에 의해 개폐 가능하다. 공정 챔버(100)의 바닥면에는 배기 포트(150)가 설치된다. 배기 포트(150)는 공정 챔버(100)의 중심축과 일치되게 위치된다. 배기 포트(150)는 처리 공간(102)에 발생된 부산물이 공정 챔버(100)의 외부로 배출되는 배출구(150)로 기능한다.
기판 지지 유닛(200)은 처리 공간에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(200)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 지지하는 정전척(ESC)으로 제공될 수 있다. 선택적으로 기판 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수 있다.
지지 유닛(200)이 정전척(ESC)으로 제공되는 예를 살핀다. 지지 유닛(200)은 유전판(210), 포커스링(252), 에지링(254), 그리고 하부 전극(230)를 포함한다. 유전판(210)의 상면에는 기판(W)이 직접 놓인다. 유전판(210)은 원판 형상으로 제공된다. 유전판(210)은 기판(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 유전판(210)의 내부에는 척킹 전극(212)이 설치된다. 척킹 전극(212)에는 전원(미도시)이 연결되고, 전원(미도시)으로부터 전압을 인가받는다. 척킹 전극(212)은 인가된 전압으로부터 기판(W)이 유전판(210)에 흡착되도록 정전기력을 제공한다. 유전판(210)의 내부에는 기판(W)을 가열하는 히터(214)가 설치된다. 히터(214)는 척킹 전극(212)의 아래에 위치될 수 있다. 히터(214)는 나선 형상의 코일로 제공될 수 있다. 예컨대, 유전판(210)은 세라믹 재질로 제공될 수 있다.
하부 전극(230)은 유전판(210)을 지지한다. 하부 전극(230)은 유전판(210)의 아래에 위치되며, 유전판(210)과 고정 결합된다. 하부 전극(230)의 상면은 그 중앙영역이 가장자리영역에 비해 높도록 단차진 형상을 가진다. 하부 전극(230)은 그 상면의 중앙 영역이 유전판(210)의 저면에 대응하는 면적을 가진다. 하부 전극(230)의 내부에는 냉각유로(232)가 형성된다. 냉각유로(232)는 냉각유체가 순환하는 통로로 제공된다. 냉각유로(232)는 하부 전극(230)의 내부에서 나선 형상으로 제공될 수 있다. 하부 전극(230)에는 외부에 위치된 고주파 전원이 연결되거나, 접지될 수 있다. 고주파 전원은 하부 전극(230)에 전력을 인가하고, 기판에 입사하는 이온 에너지를 제어할 수 있다. 하부 전극(230)는 금속 재질로 제공될 수 있다.
포커스링(252)은 플라즈마를 기판(W)으로 집중시킨다. 포커스링(252)은 유전판(210)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 포커스링(252)은 유전판(210)의 가장자리영역에 위치된다. 예컨대, 포커스링(250)은 도전성 재질로 제공될 수 있다. 포커스링(252)의 상면은 단차지게 제공될 수 있다. 포커스링(252)의 상면 내측부는 유전판(210)의 상면과 동일한 높이를 가지도록 제공되어, 기판(W)의 저면 가장자리영역을 지지한다.
에지링(254)은 포커스링(252)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 에지링(254)은 하부 전극(230)의 가장자리영역에서 포커스링(252)과 인접하게 위치된다. 에지링(254)의 상면은 포커스링(252)의 상면에 비해 그 높이가 높게 제공된다. 에지링(254)은 절연 물질로 제공될 수 있다.
마이크로파 인가 유닛(400)은 공정 챔버(100)의 반응 공간(101)에 마이크로파를 인가하여 반응 공간(101) 내의 가스를 플라즈마로 여기시키는 플라즈마 소스의 일예로 제공된다. 마이크로파 인가 유닛(400)은 공정 가스를 여기시켜 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
마이크로파 인가 유닛(400)은 마이크로파 전원(410), 도파관(420), 마이크로파 안테나(430), 유전체판(470), 냉각판(480) 및 투과판(490)을 포함한다.
마이크로파 전원(410)은 마이크로파를 발생시킨다. 도파관(420)은 마이크로파 전원(410)에 연결되며, 마이크로파 전원(410)에서 발생된 마이크로파가 전달되는 통로를 제공한다.
도파관(420)의 선단 내부에는 마이크로파 안테나(430)가 위치한다. 마이크로파 안테나(430)는 도파관(420)을 통해 전달된 마이크로파를 공정 챔버(100) 내부에 인가한다. 예컨대, 마이크로파 안테나(430)는 마이크로파 전원(410)이 인가하는 전원을 전달받아 반응 공간(101)에 마이크로파를 인가할 수 있다. 일 예에 있어서, 마이크로파는 2.45 GHz의 주파수로 미리 정해진 파워의 마이크로파일 수 있다. 마이크로파 전원(410)에 인가되는 파워는 수 내지 수십kW일 수 있다.
마이크로파 안테나(430)는 안테나판(431), 안테나 로드(433), 외부 도체 (434), 마이크로파 어답터(436), 커넥터(441), 냉각판(443), 그리고 안테나 높이 조절부(445)를 포함한다.
안테나판(431)은 두께가 얇은 원판으로 제공되며, 복수의 슬롯 홀(432)들이 형성된다. 슬롯 홀(432)들을 마이크로파가 투과하는 통로를 제공한다. 슬롯 홀(432)들은 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 슬롯 홀(432)들은 'Х', '+', '-' 등의 형상으로 제공될 수 있다. 슬롯 홀들(432)은 서로 조합되어 복수개의 링 형상으로 배치될 수 있다. 링들은 동일한 중심을 가지고, 서로 상이한 크기의 반경을 가진다.
안테나 로드(433)는 원기둥 형상의 로드(rod)로 제공된다. 안테나 로드(433)는 그 길이 방향이 상하 방향으로 배치된다. 안테나 로드(433)는 안테나판(431)의 상부에 위치하며, 하단부가 안테나판(431)의 중심에 삽입 고정된다. 안테나 로드(433)는 마이크로파를 안테나판(431)에 전파한다.
외부 도체(434)는 도파관(420)의 선단부 하부에 위치한다. 외부 도체(434)의 내부에는 도파관(420)의 내부공간과 연결되는 공간이 상하방향으로 형성된다. 외부 도체(434)의 내부에는 안테나 로드(433)의 일부 영역이 위치한다.
도파관(420)의 선단부 내부에는 마이크로파 어답터(436)가 위치한다. 마이크로파 어답터(436)는 상단부가 하단부보다 큰 반경을 가지는 콘 형상을 가진다. 마이크로파 어답터(436)의 하단부에는 저면이 개방된 수용 공간이 형성된다.
수용 공간에는 커넥터(441)가 위치한다. 커넥터(441)는 링 형상으로 제공된다. 커넥터(441)의 외측면은 수용 공간의 내측면에 상응하는 반경을 가진다. 커넥터(441)의 외측면은 수용 공간의 내측면에 접촉되어 고정 위치한다. 커넥터(441)는 전도성 재질로 제공될 수 있다. 안테나 로드(433)의 상단부는 수용 공간 내에 위치하며, 커넥터(441)의 내측 영역에 끼워진다. 안테나 로드(433)의 상단부는 커넥터(441)에 억지로 끼워지며, 커넥터(441)를 통해 마이크로파 어답터(436)와 전기적으로 연결된다.
냉각판(443)은 마이크로파 어답터(436)의 상단에 결합된다. 냉각판(443)은 마이크로파 어답터(436)의 상단부 보다 큰 반경을 갖는 판으로 제공될 수 있다. 냉각판(443)은 마이크로파 어답터(436)보다 열전도성이 우수한 재질로 제공될 수 있다. 냉각판(443)은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 재질로 제공될 수 있다. 냉각판(443)은 마이크로파 어답터(436)의 냉각을 촉진하여, 마이크로파 어답터(436)의 열변형을 방지한다.
안테나 높이 조절부(445)는 마이크로파 어답터(436)와 안테나 로드(433)를 연결한다. 그리고, 안테나 높이 조절부(445)는 마이크로파 어답터(436)에 대한 안테나판(431)의 상대 높이가 변경되도록 안테나 로드(433)를 이동시킨다. 안테나 높이 조절부(445)는 볼트를 포함한다. 볼트(445)는 마이크로파 어답터(436)의 상부에서 하부로 상하방향으로 마이크로파 어답터(436)에 삽입되며, 하단부가 수용 공간에 위치한다. 볼트(445)는 마이크로파 어답터(436)의 중심영역에 삽입된다. 볼트(445)의 하단부는 안테나 로드(433)의 상단부에 삽입된다. 안테나 로드(433)의 상단부에는 볼트(445)의 하단부가 삽입 및 체결되는 나사홈이 소정 깊이로 형성된다. 안테나 로드(433)는 볼트(445)의 회전에 따라 상하방향으로 이동된다. 예컨대, 볼트(445)를 시계방향으로 회전하는 경우 안테나 로드(433)는 상승하고, 반시계방향으로 회전하는 경우 안테나 로드(433)는 하강할 수 있다. 안테나 로드(433)의 이동과 함께 안테나판(431)은 상하방향으로 이동될 수 있다.
유전체판(470)은 안테나판(431)의 상부에 위치한다. 유전체판(470)은 알루미나, 석영등의 유전체로 제공된다. 마이크로파 안테나(430)에서 수직 방향으로 전파된 마이크로파는 유전체판(470)의 반경 방향으로 전파된다. 유전체판(470)에 전파된 마이크로파는 파장이 압축되며, 공진된다. 공진된 마이크로파는 안테나판(431)의 슬롯 홀(432)들에 투과된다.
유전체판(470)의 상부에는 냉각판(480)이 제공된다. 냉각판(480)은 유전체판(470)을 냉각한다. 냉각판(480)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 냉각판(480)은 내부에 형성된 냉각 유로(미도시)에 냉각 유체를 흘려 유전체판(470)을 냉각할 수 있다. 냉각 방식은 수냉식 및 공랭식을 포함한다.
안테나판(431)의 하부에는 투과판(490)가 제공된다. 투과판(490)는 알루미나, 석영등의 유전체로 제공된다. 안테나판(431)의 슬롯 홀(432)들을 투과한 마이크로파는 투과판(490)를 거쳐 공정 챔버(100) 내부로 방사된다. 방사된 마이크로파의 전계에 의하여 공정 챔버(100) 내에 공급된 공정 가스는 플라스마 상태로 여기된다. 투과판(490)의 상면은 안테나판(431)의 저면과 소정 간격으로 이격될 수 있다.
안테나 높이 조절부(445)는 마이크로파 어답터(436)에 대한 안테나판(431)의 상대 높이가 변경되도록 안테나 로드(433)를 상하방향으로 이동시킬 수 있다. 안테나 높이 조절부(445)는 안테나 로드(433)를 상하방향으로 이동시켜, 안테나판(431)과 투과판(490) 사이를 적절한 간격으로 유지시킬 수 있다.
투과판(490)과 이온 블로커(530) 사이에는 플라즈마 발생 공간(520)이 형성된다. 플라즈마 발생 공간(520)은 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛(300)과 연결된다.
가스 공급 유닛(300)은 가스 공급관(310), 밸브 부재(311)를 포함한다. 가스 공급 유닛이 공급하는 공정 가스는 단일 성분의 가스이거나 이거나 두가지 성분 이상의 혼합 가스로 제공될 수 있다.
플라즈마 발생 공간(520)으로 유입된 공정 가스는 마이크로파에 의해 플라즈마 상태로 전이된다. 공정 가스는 플라즈마 상태에서 이온, 전자, 라디칼로 분해된다. 플라즈마는 이온 블로커(530)를 통과하여 처리 공간(102)으로 이동한다.
이온 블로커(530)은 몸체(531)에 투명 전도막(532)(Transparent Conductive Oxide; TCO)이 코팅되어 제공된다. 투명 전도막(532)은 제1 두께 이하로 제공된다. 제1 두께는 결정된 재질에 대하여 마이크로파가 투과 가능한 두께이다. 제1 두께는 투명 전도막(532)으로 결정되는 재질에 따라 상이하다. 본 설명에서 투과 가능하다는 것은 투과성에 큰 영향을 미치지 않는다는 것이다. 일 예로, 투명 전도막(532)이 ITO로 제공되면, 제1 두께는 1㎛일 수 있다. 이온 블로커(530)는 판 형상으로 제공된다. 예컨대 이온 블로커(530)은 원판 평상을 가질 수 있다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이온 블로커(530)의 일부분을 확대한 도면이다. 도 4를 더 참조하여 설명한다. 이온 블로커(530)의 몸체(531)는 마이크로파가 투과 가능한 소재로 제공된다 제공된다. 몸체(531)의 일예로 쿼츠가 제공될 수 있다. 투명 전도막(532)은 몸체(531)의 상면에 코팅되어 제공될 수 있다. 투명 전도막(532)은 몸체(531)의 하면에 코팅되어 제공될 수 있다. 투명 전도막(532)은 몸체(531)의 상면 및 하면에 코팅되어 제공될 수 있다. 투명 전도막(532)은 기판(W)을 가열하기 위한 마이크로파가 투과 가능한 두께로 제공된다. 일 예에 있어서, 투명 전도막(532)는 ITO(indium tin oxide)일 수 있다. 또한, TCO는 AZO, FTO, ATO, SnO2, ZnO, IrO2, RuO2, 그래핀, metal nanowire, CNT 중 어느 하나 이거나 그 이상의 혼합물질, 또는 다중 중첩에 의하여 이루어질 수 있다. 이온 블로커(530)는 접지되도록 제공된다. 이온 블로커(530)는 이온은 이온 블로커(530)를 통과하지 못하도록 블로킹하고, 라디칼은 통과하도록 기능한다. 또한, 이온 블로커(530)의 TCO는 마이크로파가 투과하는 두께로 제공된다. 마이크로파 인가 유닛(400)에 의해 인가되는 마이크로파는 이온 블로커(530)를 통과할 수 있다.
이온 블로커(530)에는 다수개의 관통홀들이 형성된다. 관통홀들은 이온 블로커(530)의 상하 방향으로 형성된다. 이온 블로커(530)는 그 저면이 처리 공간에 노출된다. 이온 블로커(530)는 플라즈마 발생 공간(520)과 처리 공간(102)의 사이에 제공되고, 플라즈마 발생 공간(520)와 처리 공간(102)의 경계를 이룬다. 플라즈마 발생 공간(520)에서 발생된 플라즈마의 라디칼은 이온 블로커(530)의 관통홀을 통과하고, 이온 및 전자는 이온 블로커(530)에 의해 처리 공간(102)으로 가지 못하고 블로킹(blocking)된다. 이온 블로커(530)는 기판 지지 유닛(200)의 위에 위치된다. 이온 블로커(530)는 유전판(210)과 마주보도록 위치된다. 이온 블로커(530)를 통과한 플라즈마는 공정 챔버(100) 내 처리 공간(102)에 균일하게 공급된다.
배기 배플(700)은 처리 공간에서 플라즈마를 영역 별로 균일하게 배기시킨다. 배기 배플(700)은 처리 공간(102)에서 공정 챔버(100)의 내측벽과 기판 지지 유닛(200)의 사이에 위치된다. 배기 배플(700)은 환형의 링 형상으로 제공된다. 배기 배플(700)에는 복수의 관통홀들(702)이 형성된다. 관통홀들(702)은 상하방향을 향하도록 제공된다. 관통홀들(702)은 배기 배플(700)의 원주방향을 따라 배열된다. 관통홀들(702)은 슬릿 형상을 가지며, 배기 배플(700)의 반경방향을 향하는 길이 방향을 가진다.
제어기(600)는 기판 처리 장치를 제어할 수 있다. 제어기(600)는 이하에서 설명하는 기판 처리 방법을 기판 처리 장치가 수행할 수 있도록, 기판 처리 장치의 감압 부재(123), 기판 지지 유닛(200), 가스 공급 유닛(300), 그리고 마이크로파 인가 유닛(400) 중 적어도 어느 하나를 제어할 수 있다. 또한, 제어기(600)는 기판 처리 장치의 제어를 실행하는 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 프로세스 컨트롤러와, 오퍼레이터가 기판 처리 장치를 관리하기 위해서 커맨드 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 기판 처리 장치의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스와, 기판 처리 장치에서 실행되는 처리를 프로세스 컨트롤러의 제어로 실행하기 위한 제어 프로그램이나, 각종 데이터 및 처리 조건에 따라 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램, 즉 처리 레시피가 저장된 기억부를 구비할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스 및 기억부는 프로세스 컨트롤러에 접속되어 있을 수 있다. 처리 레시피는 기억 부 중 기억 매체에 기억되어 있을 수 있고, 기억 매체는, 하드 디스크이어도 되고, CD-ROM, DVD 등의 가반성 디스크나, 플래시 메모리 등의 반도체 메모리 일 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치가 제1 공정인 플라즈마 처리를 행하는 때의 동작을 보여주는 단면도이다. 도 2를 참조한다. 기판(W)이 처리 공간(102)에 반입되고, 지지 유닛(200) 상에 놓인 뒤, 도어(140)를 닫는다. 처리 공간(102)의 내의 분위기가 소망한 분위기로 형성되면, 가스 공급 유닛(300)의 밸브 부재(311)를 개방 상태로 제어하여 플라즈마 발생 공간(520)으로 공정 가스를 공급한다. 또한, 마이크로파 전원(410)을 온 상태로 제어하여 공정 가스에 마이크로파를 인가하고, 공정 가스를 플라즈마로 여기시킨다. 플라즈마의 라디칼(R)은 이온 블로커(530)의 관통홀을 통과하여 처리 공간(102)으로 유입된다. 이온들은 이온 블로커(530)에 블로킹(blocking)되어 관통홀을 통과하지 못한다. 처리 공간(102)으로 유입된 라디칼(R)은 기판(W)을 처리한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치가 제2 공정인 어닐 처리를 행하는 때의 동작을 보여주는 단면도이다. 도 3을 참조한다. 처리 공간(102)의 내의 분위기가 소망한 분위기로 형성되면, 마이크로파 전원(410)을 온 상태로 제어하여 기판(W)에 어닐을 위한 마이크로파를 전달한다. 마이크로파는 이온 블로커(530)를 통과하여 기판(W)으로 전달된다. 기판으로 전달되는 마이크로파는 기판(W)에 대한 어닐 처리가 가능한 마이크로파이다. 이때, 가스 공급 유닛(300)의 밸브 부재(311)는 폐쇄 상태로 제어한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예(제2 실시 예)에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 5를 참조하여 설명한다. 제2 실시 예의 설명에 있어서, 제1 실시 예의 구성과 동일한 것은 제1 실시 예를 설명한 도 1 내지 도 3을 참조한 설명으로 대신한다.
플라즈마 발생 공간(520)은 원통형의 석영 챔버(630)에 의해 정의된다. 플라즈마 발생 공간(520)의 외부에는, 플라즈마 발생 공간(520)에서 자계를 생성하기 위한 안테나(610)가 감겨져 제공된다. 안테나(610)의 일 예로, 실린드리컬 안테나(cylindrical antenna)가 제공된다. 안테나(610)는 전원(640)과 전기적으로 접속된다. 전원(640)으로부터의 전류가 안테나(610)에 흐르면, 플라즈마 발생 공간(520)에 전계가 형성된다. 안테나(610)로부터 인가된 전계는 플라즈마 발생 공간(620)으로 인가된 공정 가스를 플라즈마로 여기한다. 안테나(610)와 전원(640)은 플라즈마 소스로 기능한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예(제2 실시 예)에 따른 기판 처리 장치가 플라즈마 처리를 행하는 때의 동작을 보여주는 단면도이다. 도 6을 참조한다. 기판(W)이 처리 공간(102)에 반입되고, 지지 유닛(200) 상에 놓인 뒤, 도어(140)를 닫는다. 처리 공간(102)의 내의 분위기가 소망한 분위기로 형성되면, 가스 공급 유닛(300)의 밸브 부재(311)를 개방 상태로 제어하여 플라즈마 발생 공간(520)으로 공정 가스를 공급한다. 또한, 안테나(610)로 인가되는 전원(640)을 온 상태로 제어하여 공정 가스에 자계를 인가하고, 공정 가스를 플라즈마로 여기시킨다. 플라즈마의 라디칼(R)은 이온 블로커(530)의 관통홀을 통과하여 처리 공간(102)으로 유입된다. 이온들은 이온 블로커(530)에 블로킹(blocking)되어 관통홀을 통과하지 못한다. 처리 공간(102)으로 유입된 라디칼(R)은 기판(W)을 처리한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예(제2 실시 예)에 따른 기판 처리 장치가 어닐 처리를 행하는 때의 동작을 보여주는 단면도이다. 도 7을 참조한다. 처리 공간(102)의 내의 분위기가 소망한 분위기로 형성되면, 마이크로파 전원(410)을 온 상태로 제어하여 기판(W)에 어닐을 위한 마이크로파를 전달한다. 마이크로파는 이온 블로커(530)를 통과하여 기판(W)으로 전달된다. 기판으로 전달되는 마이크로파는 기판(W)에 대한 어닐 처리가 가능한 마이크로파이다. 이때, 전원(640)을 오프 상태로 하고, 가스 공급 유닛(300)의 밸브 부재(311)는 폐쇄 상태로 제어한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예(제3 실시 예)에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 8을 참조하여 설명한다. 제3 실시 예의 설명에 있어서, 제2 실시 예의 구성과 동일한 것은 제2 실시 예를 설명한 도 5 내지 도 6을 참조한 설명으로 대신한다. 기판(W)을 어닐하기 위한 열원으로 램프(1410)가 제공된다. 램프(1410)는 플래시 램프일 수 있다. 램프(1410)로부터 발산된 빛을 기판(W)을 향해 반사시키는 반사판(1415)을 더 포함할 수 있다.
제3 실시 예에 따른 기판 처리 방법은, 처리 공간(102)의 내의 분위기가 소망한 분위기로 형성되면, 가스 공급 유닛(300)의 밸브 부재(311)를 개방 상태로 제어하여 플라즈마 발생 공간(520)으로 공정 가스를 공급한다. 또한, 안테나(610)로 인가되는 전원(640)을 온 상태로 제어하여 공정 가스에 자계를 인가하고, 공정 가스를 플라즈마로 여기시킨다. 플라즈마의 라디칼(R)은 이온 블로커(530)의 관통홀을 통과하여 처리 공간(102)으로 유입된다. 이온들은 이온 블로커(530)에 블로킹(blocking)되어 관통홀을 통과하지 못한다. 처리 공간(102)으로 유입된 라디칼(R)은 기판(W)을 처리한다.
기판(W)에 대한 라디칼을 이용한 처리가 완료되면, 전원(640)을 오프 상태로 하고, 가스 공급 유닛(300)의 밸브 부재(311)는 폐쇄 상태로 제어한다. 처리 공간(102)의 내의 분위기가 소망한 분위기로 형성되면, 램프(1410)를 온 상태로 제어하여 기판(W)에 어닐을 위한 광 에너지를 전달한다. 광 에너지는 이온 블로커(530)를 통과하여 기판(W)으로 전달된다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예(제4 실시 예)에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 9를 참조하여 설명한다. 제4 실시 예의 설명에 있어서, 제3 실시 예의 구성과 동일한 것은 제3 실시 예를 설명한 도 8을 참조한 설명으로 대신한다. 기판(W)을 어닐하기 위한 열원으로 레이저 광학계(2400)가 제공된다. 레이저 광학계(2400)는 레이저 발생 장치와 레이저 발생 장치로부터 방출된 레이저를 기판(W)으로 전달시키는 광학 모듈을 포함한다. 광학 모듈은 복수개의 렌즈의 조합으로 구성될 수 있다.
제4 실시 예에 따른 기판 처리 방법은, 처리 공간(102)의 내의 분위기가 소망한 분위기로 형성되면, 가스 공급 유닛(300)의 밸브 부재(311)를 개방 상태로 제어하여 플라즈마 발생 공간(520)으로 공정 가스를 공급한다. 또한, 안테나(610)로 인가되는 전원(640)을 온 상태로 제어하여 공정 가스에 자계를 인가하고, 공정 가스를 플라즈마로 여기시킨다. 플라즈마의 라디칼(R)은 이온 블로커(530)의 관통홀을 통과하여 처리 공간(102)으로 유입된다. 이온들은 이온 블로커(530)에 블로킹(blocking)되어 관통홀을 통과하지 못한다. 처리 공간(102)으로 유입된 라디칼(R)은 기판(W)을 처리한다.
기판(W)에 대한 라디칼을 이용한 처리가 완료되면, 전원(640)을 오프 상태로 하고, 가스 공급 유닛(300)의 밸브 부재(311)는 폐쇄 상태로 제어한다. 처리 공간(102)의 내의 분위기가 소망한 분위기로 형성되면, 레이저 광학계(2400)를 온 상태로 제어하여 기판(W)에 어닐을 위한 광 에너지를 전달한다. 광 에너지는 이온 블로커(530)를 통과하여 기판(W)으로 전달된다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예(제5 실시 예)에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 10을 참조하여 설명한다. 제5 실시 예의 설명에 있어서, 제3 실시 예의 구성과 동일한 것은 제3 실시 예를 설명한 도 8을 참조한 설명으로 대신한다. 공정 가스를 플라즈마로 여기하기 위한 플라즈마 소스로서 CCP타입이 제공된다. 상부 전극(2610)은 투명 전극을 포함하여, 광투과, 열투과 및 전자파 투과가 가능한 것으로 제공된다. 상부 전극(2610)을 구성하는 투명 전극은 상술한 이온 블로커와 유사한 조건으로 제공된다. 투명 전극에는 고주파 전원(640)에 의한 고주파 전력이 인가된다.
제5 실시 예에 따른 기판 처리 방법은, 처리 공간(102)의 내의 분위기가 소망한 분위기로 형성되면, 가스 공급 유닛(300)의 밸브 부재(311)를 개방 상태로 제어하여 플라즈마 발생 공간(520)으로 공정 가스를 공급한다. 또한, 상부 전극(2610)으로 인가되는 전원(640)을 온 상태로 제어하여 공정 가스에 전계를 인가하고, 공정 가스를 플라즈마로 여기시킨다. 플라즈마의 라디칼(R)은 이온 블로커(530)의 관통홀을 통과하여 처리 공간(102)으로 유입된다. 이온들은 이온 블로커(530)에 블로킹(blocking)되어 관통홀을 통과하지 못한다. 처리 공간(102)으로 유입된 라디칼(R)은 기판(W)을 처리한다.
기판(W)에 대한 라디칼을 이용한 처리가 완료되면, 전원(640)을 오프 상태로 하고, 가스 공급 유닛(300)의 밸브 부재(311)는 폐쇄 상태로 제어한다. 처리 공간(102)의 내의 분위기가 소망한 분위기로 형성되면, 램프(1410)를 온 상태로 제어하여 기판(W)에 어닐을 위한 광 에너지를 전달한다. 광 에너지는 이온 블로커(530)를 통과하여 기판(W)으로 전달된다.
본 발명의 실시 예를 통한 구성으로부터, 라디칼 드라이 클리닝(radical dry cleaning)과 어니링(annealing)을 하나의 공정 챔버(100)에서 할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 isotropic ALE(t-ALE)에 적용할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 의하면, 별도의 어닐링 챔버가 제공되지 않아도 충분하므로, 설비의 풋프린트를 감소시킬 수 있다. 그리고 플라즈마를 이용하는 장치와 어닐링 장치 사이를 이동하는 단계가 불필요하므로, 장치 간의 이동 시간이 제거되어, UPH를 높일 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.
Claims (20)
- 기판을 처리하는 장치에 있어서,
기판을 처리하는 내부 공간이 형성되는 공정 챔버;
상기 내부 공간을 플라즈마 발생 공간과 처리 공간으로 분할하는 이온 블로커;
상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛;
상기 처리 공간을 배기하는 배기 유닛;
상기 이온 블로커 보다 상부에 위치되고 상기 이온 블로커를 투과하여 상기 기판으로 어닐을 위한 에너지를 전달하는 어닐 소스; 및
상기 플라즈마 발생 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛을 포함하고,
상기 이온 블로커는:
원판 형상의 마이크로파가 투과 가능한 소재로 제공되고 복수개의 관통홀이 형성된 몸체와;
상기 몸체의 상면 또는 하면 중 어느 하나 이상에 제1 두께 이하로 제공되는 투명 전도막을 포함하는 기판 처리 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 투명 전도막은,
ITO(indium tin oxide), AZO, FTO, ATO, SnO2, ZnO, IrO2, RuO2, 그래핀, metal nanowire 및 CNT 중 어느 하나 이거나 그 이상의 혼합물질, 또는 다중 중첩에 의하여 이루어진 것인 기판 처리 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 이온 블로커는 접지되는 기판 처리 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 몸체는 쿼츠 소재로 제공되는 기판 처리 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 어닐 소스는:
상기 플라즈마 발생 공간의 일측에 배치되는 안테나, 상기 안테나와 상기 플라즈마 발생 공간의 사이에 위치하는 투과판을 가지는 안테나 유닛;
상기 안테나 유닛에 설정된 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가 유닛으로 이루어지는 기판 처리 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 어닐 소스는:
램프 또는 레이저를 전달하는 위한 광학계인 기판 처리 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 플라즈마 발생 공간에 인가된 공정 가스를 플라즈마로 여기시키는 에너지를 상기 플라즈마 발생 공간으로 인가하는 플라즈마 소스와;
제어기를 더 포함하고,
상기 제어기는,
상기 기판이 상기 처리 공간이 반입되고, 상기 처리 공간이 제1 분위기로 전환되면 상기 가스 공급 유닛 및 상기 플라즈마 소스를 제어하여, 상기 플라즈마 발생 공간에서 상기 공정 가스를 플라즈마로 여기시켜 제1 공정을 수행하는 기판 처리 장치. - 제1 항에 있어서,
제어기를 더 포함하고,
상기 제어기는,
상기 기판이 상기 기판 지지 유닛에 계속 유지되는 상태에서, 상기 가스 공급 유닛에 의한 공정 가스 공급을 차단하고, 상기 어닐 소스을 제어하여 상기 기판에 상기 어닐을 위한 에너지를 인가하는 기판 처리 장치. - 제7 항에 있어서,
상기 어닐을 위한 에너지는 제1 마이크로파인 기판 처리 장치. - 제9 항에 있어서,
상기 투명 전도막이 ITO(indium tin oxide) 소재로 제공되는 경우 상기 제1 두께는 1㎛인 기판 처리 장치. - 기판을 처리하는 방법에 있어서,
공정 가스를 플라즈마로 여기하고, 상기 플라즈마 중 이온을 블로킹하는 이온 블로커를 통과한 라디칼로 기판을 처리하는 제1 공정과;
상기 이온 블로커를 투과한 제1 에너지를 상기 기판에 인가하는 제2 공정을 포함하고,
상기 이온 블로커는 광투과, 열투과 및 마이크로파 투과가 가능한 소재로 제공하는 기판 처리 방법. - 제11 항에 있어서,
상기 제1 공정과 상기 제2 공정은 하나의 챔버에서 행해지는 기판 처리 방법. - 제11 항에 있어서,
상기 이온 블로커는 접지되는 기판 처리 방법. - 제11 항에 있어서,
원판 형상의 광투과, 열투과 및 마이크로파 투과가능한 소재로 제공되는 몸체와;
상기 몸체의 상면 또는 하면 중 어느 하나 이상에 제1 두께 이하로 코팅되는 투명 전도막을 포함하는 기판 처리 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 투명 전도막은,
ITO(indium tin oxide), AZO, FTO, ATO, SnO2, ZnO, IrO2, RuO2, 그래핀, metal nanowire 및 CNT 중 어느 하나 이거나 그 이상의 혼합물질, 또는 다중 중첩에 의하여 이루어진 것인 기판 처리 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 투명 전도막이 ITO(indium tin oxide) 소재로 제공되는 경우 상기 제1 두께는 1㎛인 기판 처리 방법. - 제11 항에 있어서,
상기 제1 에너지의 인가는 상기 공정 가스의 공급이 차단된 상태에서 행해지는 기판 처리 방법. - 제11 항에 있어서,
상기 제1 에너지는 상기 기판을 어닐하는 기판 처리 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 몸체는 쿼츠 소재로 제공되는 기판 처리 방법. - 기판을 처리하는 장치에 있어서,
기판을 처리하는 내부 공간이 형성되는 공정 챔버;
원판 형상으로 복수개의 관통홀이 형성되고, 접지되며, 상기 내부 공간을 플라즈마 발생 공간과 처리 공간으로 분할하는 이온 블로커;
상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛;
상기 처리 공간을 배기하는 배기 유닛;
상기 이온 블로커보다 상부에 배치되는 안테나 판, 상기 안테나 판의 하부에 위치하는 투과판을 가지는 안테나 유닛;
상기 안테나 유닛에 설정된 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가 유닛; 및
상기 플라즈마 발생 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛을 포함하고,
상기 이온 블로커는:
쿼츠 소재로 제공되는 몸체와;
상기 몸체의 상면 또는 하면 중 어느 하나 이상에 제1 두께 이하로 코팅되며 ITO(indium tin oxide), AZO, FTO, ATO, SnO2, ZnO, IrO2, RuO2, 그래핀, metal nanowire 및 CNT 중 어느 하나 이거나 그 이상의 혼합물질, 또는 다중 중첩에 의하여 이루어진 투명 전도막을 포함하는 기판 처리 장치.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210078399A KR20220169010A (ko) | 2021-06-17 | 2021-06-17 | 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 |
| JP2022096377A JP7390434B2 (ja) | 2021-06-17 | 2022-06-15 | 基板処理装置及び基板処理方法 |
| US17/842,222 US20220406571A1 (en) | 2021-06-17 | 2022-06-16 | Substrate treating apparatus and substrate treating method |
| CN202210693269.7A CN115497801A (zh) | 2021-06-17 | 2022-06-17 | 基板处理装置及基板处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210078399A KR20220169010A (ko) | 2021-06-17 | 2021-06-17 | 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220169010A true KR20220169010A (ko) | 2022-12-27 |
Family
ID=84464103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210078399A KR20220169010A (ko) | 2021-06-17 | 2021-06-17 | 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220406571A1 (ko) |
| JP (1) | JP7390434B2 (ko) |
| KR (1) | KR20220169010A (ko) |
| CN (1) | CN115497801A (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7389845B2 (ja) | 2022-04-18 | 2023-11-30 | セメス カンパニー，リミテッド | 基板処理装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63161622A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-05 | Fujitsu Ltd | 光異方性エツチング装置 |
| JP2010177065A (ja) | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Tokyo Electron Ltd | マイクロ波プラズマ処理装置、マイクロ波プラズマ処理装置用のスロット板付き誘電体板及びその製造方法 |
| JP2015128108A (ja) | 2013-12-27 | 2015-07-09 | 東京エレクトロン株式会社 | ドーピング方法、ドーピング装置及び半導体素子の製造方法 |
| JP2015185594A (ja) | 2014-03-20 | 2015-10-22 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | エッチング装置 |
| CN109314046A (zh) | 2016-09-23 | 2019-02-05 | 株式会社国际电气 | 基板处理装置、半导体装置的制造方法以及记录介质 |
| JP6778624B2 (ja) | 2017-01-31 | 2020-11-04 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 基板処理装置、基板処理システムおよび基板処理方法 |
-
2021
- 2021-06-17 KR KR1020210078399A patent/KR20220169010A/ko unknown
-
2022
- 2022-06-15 JP JP2022096377A patent/JP7390434B2/ja active Active
- 2022-06-16 US US17/842,222 patent/US20220406571A1/en active Pending
- 2022-06-17 CN CN202210693269.7A patent/CN115497801A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115497801A (zh) | 2022-12-20 |
| JP7390434B2 (ja) | 2023-12-01 |
| JP2023001073A (ja) | 2023-01-04 |
| US20220406571A1 (en) | 2022-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6014661B2 (ja) | プラズマ処理装置、及びプラズマ処理方法 | |
| US8419859B2 (en) | Method of cleaning plasma-treating apparatus, plasma-treating apparatus where the cleaning method is practiced, and memory medium memorizing program executing the cleaning method | |
| KR101948592B1 (ko) | 플라스마 처리 장치의 운전 방법 | |
| KR20180047400A (ko) | 정전척 어셈블리 및 이를 구비하는 반도체 제조 장치 | |
| TWI815822B (zh) | 電漿處理裝置及電漿處理方法 | |
| KR101835435B1 (ko) | 플라즈마 처리 장치 | |
| JP2007213994A (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| KR102523730B1 (ko) | 이중 주파수 표면파 플라즈마 소스 | |
| JP2016178257A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| TWI585813B (zh) | Plasma processing device and plasma processing method | |
| JP2000183038A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP7390434B2 (ja) | 基板処理装置及び基板処理方法 | |
| TWI815828B (zh) | 蝕刻方法 | |
| KR102099886B1 (ko) | 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 | |
| KR102330281B1 (ko) | 정전 척 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 | |
| US20240063000A1 (en) | Method of cleaning plasma processing apparatus and plasma processing apparatus | |
| JP2007311668A (ja) | 平面アンテナ部材及びこれを用いたプラズマ処理装置 | |
| CN113170568A (zh) | 等离子体处理装置和等离子体处理方法 | |
| CN112272864A (zh) | 用于使用多循环热处理工艺处理工件的方法 | |
| KR102299885B1 (ko) | 샤워 헤드 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 | |
| KR20230000480A (ko) | 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 | |
| JP7204564B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| US20210366718A1 (en) | Etching method and plasma processing apparatus | |
| KR20230015625A (ko) | 기판 처리 장치 | |
| US20220270862A1 (en) | Substrate support, plasma processing system, and plasma etching method |