KR20230063414A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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김동훈
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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 내부 공간을 가지는 하우징, 상기 내부 공간을 상부의 제1공간과 하부의 제2공간으로 구획하고, 복수의 통공이 형성된 플레이트, 상기 제1공간으로 제1가스를 공급하는 제1가스 공급 유닛, 상기 제1공간 또는 상기 제2공간에서 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스 및 상기 플레이트에 설치되고, 상기 제1공간 또는 상기 제2공간에서 발생하는 플라즈마의 특성을 관측하는 모니터링 유닛을 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE AND METHOD FOR PROCESSING A SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판을 플라즈마 처리하는 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
플라즈마는 이온이나 라디칼, 그리고 전자 등으로 이루어진 이온화 된 가스 상태를 말한다. 플라즈마는 매우 높은 온도, 강한 전계, 또는 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성된다. 반도체 소자 제조 공정은 플라즈마를 이용하여 웨이퍼 등의 기판 상에 형성된 박막이나 이물을 제거하는 에칭 공정(Etching Process)을 포함할 수 있다. 에칭 공정은 플라즈마의 이온 및/또는 라디칼들이 기판 상의 박막과 충돌하거나, 박막과 반응하여 수행된다.
기판을 처리하는 과정에서 플라즈마의 특성은 일정하게 유지되는 것이 중요하다. 플라즈마의 특성이 변화되면 기판에 요구되는 공정 처리 조건을 만족시키기 어렵다. 이는 기판의 공정 불량을 야기하며, 공정 효율을 떨어뜨리는 문제로 이어진다.
일반적으로, 플라즈마의 색, 플라즈마의 분포 등 플라즈마의 특성을 관측하기 위해 챔버의 일 측벽에 관측 창을 설치한다. 관측 창은 공정을 진행하는 과정에서 발생하는 파티클, 공정 부산물 등에 의해 오염되어 플라즈마 특성의 관측을 방해한다. 또한, 플라즈마의 특성을 관측하기 위해 고주파 전압 또는 고주파 전류를 모니터링 하는 방법은 넓은 범위에 분포되는 플라즈마에 대한 정보를 정확히 제공하지 못한다. 또한, 챔버 내부의 복수의 영역에서 서로 다른 특성을 가지는 복수의 플라즈마가 이용되는 공정에서는, 각각의 플라즈마를 관측하기 위해서는 복수 개의 관측 장비를 필요로 한다. 이는 장치가 구조적으로 복잡해지고, 장치가 차지하는 공간상의 효율을 떨어뜨린다.
본 발명은 플라즈마의 특성을 효과적으로 관측할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 서로 다른 특성을 가지는 복수 개의 플라즈마를 하나의 관측 장비를 이용하여 각각의 플라즈마의 특성을 관측할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 장치의 추가적인 구조 변경 없이, 플라즈마의 특성을 관측할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재들로부터 통상의 기술자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 내부 공간을 가지는 하우징, 상기 내부 공간을 상부의 제1공간과 하부의 제2공간으로 구획하고, 복수의 통공이 형성된 플레이트, 상기 제1공간으로 제1가스를 공급하는 제1가스 공급 유닛, 상기 제1공간 또는 상기 제2공간에서 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스 및 상기 플레이트에 설치되고, 상기 제1공간 또는 상기 제2공간에서 발생하는 플라즈마의 특성을 관측하는 모니터링 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 플레이트에는 상기 제1공간 또는 상기 제2공간과, 상기 모니터링 유닛을 연결하는 광 경로가 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 플라즈마 소스는 제1고주파 전력이 인가되며 상기 제1공간에서 제1플라즈마를 발생시키는 제1전극 및 제2고주파 전력이 인가되며 상기 제2공간에서 제2플라즈마를 발생시키는 제2전극을 포함하고, 상기 광 경로는 상기 플레이트의 상하 방향으로 관통되는 제1경로와 상기 제1경로와 연결되고 상기 플레이트의 측벽을 향하는 방향으로 연장된 제2경로로 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 모니터링 유닛은 상기 제1경로와 상기 제2경로가 교차하는 위치에 설치되고, 제1방향으로 편광 방향이 형성된 편광판을 포함하고, 상기 광은 상기 제1방향으로 진동하는 제1편파와 상기 제1방향과 상이한 제2방향으로 진동하는 제2편파로 이루어지고, 상기 편광판은 상기 제1경로로 입사된 상기 광 중 상기 제2편파가 상기 편광판에 반사되어 상기 제2경로와 평행한 방향을 향하도록 상기 제1경로에 대해 기울어지게 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 모니터링 유닛은 상기 측벽과 인접한 상기 제2경로의 일 측에 설치되어, 상기 광을 수광하는 수광 부재 및 상기 제2경로의 일 측과 대향되는 타 측에 설치되고, 상기 편광판으로부터 반사된 상기 제2편파를 상기 제1방향으로 진동하도록 상기 제2편파의 특성을 변경시키는 굴절 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 모니터링 유닛은 상기 제1경로 상에 설치되고, 상기 제1경로로 입사된 상기 광을 상기 제2경로로 반사하는 반사 부재를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 모니터링 유닛에는 상기 제1경로의 일단과 타단 각각에 투명 커버가 더 설치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 플레이트는 접지되어 상기 제1공간에서 발생한 플라즈마에 포함되는 이온을 포획하여 상기 제2공간으로 라디칼을 공급할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 플라즈마 영역과 기판 처리 영역을 가지는 하우징, 상기 플라즈마 영역과 상기 기판 처리 영역을 구획하고, 복수의 통공이 형성된 플레이트, 상기 플라즈마 영역으로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛, 상기 플라즈마 영역에서 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스 및 상기 플레이트에 설치되고, 상기 플라즈마 영역에서 발생하는 상기 플라즈마의 특성을 관측하는 모니터링 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 플레이트에는 상기 플라즈마 영역 또는 상기 기판 처리 영역과, 상기 모니터링 유닛을 연결하는 광 경로가 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 광 경로는 상기 플레이트의 상하 방향으로 관통되는 제1경로와 상기 제1경로와 연결되고 상기 플레이트의 측벽을 향하는 방향으로 연장된 제2경로로 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 모니터링 유닛은 상기 제1경로와 상기 제2경로가 교차하는 위치에 설치되고, 제1방향으로 편광 방향이 형성된 편광판을 포함하고, 상기 광은 상기 제1방향으로 진동하는 제1편파와 상기 제1방향과 상이한 제2방향으로 진동하는 제2편파로 이루어지고, 상기 편광판은 상기 제1경로로 입사된 상기 광 중 상기 제2편파가 상기 편광판에 반사되어 상기 제2경로를 향하도록 상기 제1경로에 대해 기울어지게 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 모니터링 유닛은 상기 제1경로와 상기 제2경로가 교차하는 위치에 설치되고, 상기 제1경로로 입사된 상기 광을 상기 제2경로를 향해 반사하는 반사 부재를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 모니터링 유닛에는 상기 제1경로의 일단과 타단 각각에 투명 커버가 더 설치될 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 처리 공간을 제공하는 하우징, 상기 처리 공간과 플라즈마 공간을 구획하고, 접지된 이온 블로커, 상기 처리 공간으로 제1가스를 공급하는 제1가스 공급 유닛, 상기 플라즈마 공간으로 제2가스를 공급하는 제2가스 공급 유닛, 상기 이온 블로커의 상부에, 그리고 상기 이온 블로커와 대향되게 위치하고, 상부 전원과 연결되어 고주파 전력이 인가되고, 상기 제1가스를 여기시켜 상기 플라즈마 공간에 제1플라즈마를 발생시키는 상부 전극, 상기 이온 블로커의 하부에, 그리고 상기 이온 블로커와 마주보도록 위치하고, 상기 제2가스를 여기시켜 상기 처리 공간에 제2플라즈마를 발생시키는 하부 전극 및 상기 처리 공간에서 발생되는 제1플라즈마 및/또는 상기 플라즈마 공간에서 발생되는 제2플라즈마의 특성을 관측하기 위한 모니터링 유닛을 포함하되, 상기 모니터링 유닛은 상기 이온 블로커에 설치되고, 상기 이온 블로커에는 상기 처리 공간 또는 상기 플라즈마 공간과, 상기 모니터링 유닛을 연결하는 광 경로가 형성되고, 상기 광 경로는 상기 이온 블로커의 상하 방향으로 관통되는 제1경로와 상기 제1경로와 연결되고 상기 이온 블로커의 측벽을 향하는 방향으로 연장되는 제2경로로 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 모니터링 유닛은 상기 제1경로와 상기 제2경로가 교차하는 위치에 설치되고, 제1방향으로 편광 방향이 형성된 편광판을 포함하고, 상기 광은 상기 제1방향으로 진동하는 제1편파와 상기 제1방향과 상이한 제2방향으로 진동하는 제2편파로 이루어지고, 상기 편광판은 상기 제1경로로 입사된 상기 광 중 상기 제2편파가 상기 편광판에 반사되어 상기 제2경로와 평행한 방향을 향하도록 상기 제1경로에 대해 기울어지게 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 모니터링 유닛은 상기 플레이트의 측벽과 인접한 상기 제2경로의 일 측에 설치되어, 상기 광을 수광하는 수광 부재 및 상기 제2경로의 일 측과 대향되는 타 측에 설치되고, 상기 편광판으로부터 반사된 상기 제2편파를 상기 제1방향으로 진동하도록 상기 제2편파의 특성을 변경시키는 굴절 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 모니터링 유닛은 상기 제1경로 상에 설치되고, 상기 제1경로로 입사된 상기 광을 상기 제2경로로 반사하는 반사 부재를 포함할 수 있다.
또한, 제1공간, 상기 제1공간과 구분되는 제2공간을 가지는 공정 챔버에서 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 기판을 처리하는 방법은 상기 제1공간과 상기 제2공간은 플레이트에 의해 구획되고, 상기 제1공간에서 형성된 이온을 포함한 제1플라즈마가 상기 제1공간에서 상기 제2공간으로 유동하면서 상기 제1플라즈마에서 이온이 제거된 상태로 상기 제2공간에서 기판을 처리하는 제1플라즈마 처리 단계를 수행하고, 상기 플레이트에 설치된 모니터링 유닛으로 상기 제1공간에 발생된 상기 제1플라즈마의 특성을 관측할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 모니터링 유닛에는 상기 제1공간 또는 상기 제2공간과, 상기 모니터링 유닛을 연결하는 광 경로가 형성되고, 상기 광 경로는 상기 플레이트의 상하 방향으로 관통되는 제1경로와 상기 제1경로와 연결되고 상기 측벽을 향하는 방향으로 연장되는 제2경로로 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1플라즈마 처리 단계에서 상기 제1공간에서 상기 제1플라즈마가 방출하는 상기 광은 상기 제1경로의 상부로 입사되고, 상기 제1경로로 입사된 상기 광 중 일부는 상기 제1경로 상에 설치된 편광판을 투과하여 상기 제2공간으로 나아가고, 상기 제1경로로 입사된 상기 광 중 다른 일부는 상기 편광판으로부터 반사되어 상기 제2경로로 입사될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 방법은 상기 제2공간에서 형성된 이온을 포함하는 제2플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 제2플라즈마 처리 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2플라즈마 처리 단계에서 상기 제2플라즈마가 방출하는 상기 광은 상기 제1경로의 하부로 입사되고, 상기 제1경로로 입사된 상기 광 중 일부는 상기 제1경로 상에 설치된 편광판을 투과하여 상기 제1공간으로 나아가고, 상기 제1경로로 입사된 상기 광 중 다른 일부는 상기 편광판으로부터 반사되어 편파 특성을 변경시키는 굴절 부재로부터 다시 반사되어 편파 특성이 변경되고, 상기 편파의 특성이 변경된 상기 광은 상기 편경판을 투과하여 상기 제2경로로 입사될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1처리 단계에서, 상기 제1플라즈마가 방출하는 상기 광은 상기 제1경로의 상부로 입사되고, 상기 제1경로로 입사된 상기 광은 상기 제1경로 상에 설치된 반사 부재에 의해 반사되어 상기 제2경로로 입사되고, 상기 제2처리 단계에서, 상기 제2플라즈마가 방출하는 상기 광은 상기 제1경로의 하부로 입사되고, 상기 제1경로로 입사된 상기 광은 상기 제1경로 상에 설치된 반사 부재에 의해 반사되어 상기 제2경로로 입사될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 플라즈마의 특성을 효과적으로 관측할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 서로 다른 특성을 가지는 복수 개의 플라즈마를 하나의 관측 장비를 이용하여 각각의 플라즈마의 특성을 관측할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 장치의 추가적인 구조 변경 없이, 플라즈마의 특성을 관측할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 공정 챔버에 대한 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 모니터링 유닛에 대한 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 2의 모니터링 유닛에 대한 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법 중 제1플라즈마 처리 단계를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5의 제1플라즈마 처리 단계에서 제1플라즈마로부터 방출된 광이 광 경로로 입사되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6의 광 경로로 입사된 광이 광 경로 내부에서 유동하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법 중 제2플라즈마 처리 단계를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 9는 도 8의 제2플라즈마 처리 단계에서 제2플라즈마로부터 방출된 광이 광 경로로 입사되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 10은 도 9의 광 경로로 입사된 광이 광 경로 내부에서 유동하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 11은 도 10의 광 경로를 유동하는 광 중 굴절 부재에 의해 편파의 방향 및 광 경로가 변경되어 제2경로를 유동하는 광의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 12는 도 4의 모니터링 유닛에 의해 제1플라즈마로부터 방출된 광이 광 경로 내부를 유동하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 13은 도 4의 모니터링 유닛에 의해 제2플라즈마로부터 방출된 광이 광 경로 내부를 유동하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
이하에서는, 도 1 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)는 로드 포트(10), 상압 이송 모듈(20), 진공 이송 모듈(30), 로드락 챔버(40), 그리고 공정 챔버(50)를 포함할 수 있다.
로드 포트(10)는 후술하는 상압 이송 모듈(20)의 일 측에 배치될 수 있다. 로드 포트(10)는 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 로드 포트(10)의 개수는 공정 효율 및 풋 프린트 조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 용기(F)는 로드 포트(10)에 놓일 수 있다. 용기(F)는 천장 이송 장치(Overhead Transfer Apparatus, OHT), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(미도시)이나 작업자에 의해 로드 포트(10)에 로딩되거나 로드 포트(10)에서 언로딩 될 수 있다. 용기(F)는 수납되는 물품의 종류에 따라 다양한 종류의 용기를 포함할 수 있다. 용기(F)는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unifed Pod, FOUP)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다.
상압 이송 모듈(20)과 진공 이송 모듈(30)은 제1방향(2)을 따라 배열될 수 있다. 이하에서는, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(2)과 수직한 방향을 제2방향(4)으로 정의한다. 또한, 제1방향(2)과 제2방향(4)을 모두 포함한 평면에 수직한 방향을 제3방향(6)으로 정의한다. 여기서 제3방향(6)은 지면에 대해 수직한 방향이다.
상압 이송 모듈(20)은 용기(F)와 후술하는 로드락 챔버(40) 간에 기판(W)을 선택적으로 반송할 수 있다. 예를 들어, 상압 이송 모듈(20)은 용기(F)로부터 기판(W)을 인출하여 로드락 챔버(40)로 반송하거나, 로드락 챔버(40)로부터 기판(W)을 인출하여 용기(F)로 반송할 수 있다. 상압 이송 모듈(20)은 반송 프레임(220)과 제1반송 로봇(240)을 포함할 수 있다. 반송 프레임(220)은 로드 포트(10)와 로드락 챔버(40) 사이에 제공될 수 있다. 즉, 반송 프레임(220)에는 로드 포트(10)가 접속될 수 있다. 반송 프레임(220)은 내부가 상압으로 제공될 수 있다. 반송 프레임(220)은 내부가 대기압 분위기로 유지될 수 있다.
반송 프레임(220)에는 제1반송 로봇(240)이 제공될 수 있다. 제1반송 로봇(240)은 로드 포트(10)에 안착된 용기(F)와 후술하는 로드락 챔버(40) 사이에서 기판(W)을 반송할 수 있다.
제1반송 로봇(240)은 수직 방향으로 이동할 수 있다. 제1반송 로봇(240)은 수평면 상에서 전진, 후진 또는 회전하는 제1반송 핸드(242)를 가질 수 있다. 제1반송 로봇(240)의 제1반송 핸드(242)는 하나 또는 복수 개로 제공될 수 있다. 제1반송 핸드(242) 상에 기판(W)이 놓일 수 있다.
진공 이송 모듈(30)은 후술하는 로드락 챔버(40)와 후술하는 공정 챔버(50) 사이에 배치될 수 있다. 진공 이송 모듈(30)은 트랜스퍼 챔버(320)와 제2반송 로봇(340)을 포함할 수 있다.
트랜스퍼 챔버(320)는 내부 분위기가 진공압 분위기로 유지될 수 있다. 트랜스퍼 챔버(320)에는 제2반송 로봇(340)이 제공될 수 있다. 일 예로, 제2반송 로봇(340)은 트랜스퍼 챔버(320)의 중앙부에 위치될 수 있다. 제2반송 로봇(340)은 로드락 챔버(40)와 공정 챔버(50) 간에 기판(W)을 반송할 수 있다. 선택적으로, 진공 이송 모듈(30)은 공정 챔버(50)들 간에 기판(W)을 반송할 수 있다. 제2반송 로봇(340)은 수평, 수직 방향으로 이동할 수 있다. 제2반송 로봇(340)은 수평면 상에서 전진, 후진 또는 회전을 하는 제2반송 핸드(342)를 가질 수 있다. 제2반송 로봇(340)의 제2반송 핸드(342)는 적어도 하나 이상으로 제공될 수 있다.
트랜스퍼 챔버(320)에는 적어도 하나 이상의 후술하는 공정 챔버(50)가 접속될 수 있다. 트랜스퍼 챔버(320)는 다각형의 형상으로 제공될 수 있다. 트랜스퍼 챔버(320)의 둘레에는 로드락 챔버(40)와 공정 챔버(50)가 배치될 수 있다. 일 예로, 도 1과 같이, 진공 이송 모듈(30)의 중앙부에 육각형 형상의 트랜스퍼 챔버(320)가 배치되고, 그 둘레에 로드락 챔버(40)와 공정 챔버(50)가 배치될 수 있다. 다만, 트랜스퍼 챔버(320)의 형상 및 공정 챔버의 수는 사용자의 필요에 따라, 다양하게 변형되어 제공될 수 있다.
로드락 챔버(40)는 반송 프레임(220)과 트랜스퍼 챔버(320) 사이에 배치될 수 있다. 로드락 챔버(40)는 반송 프레임(220)과 트랜스퍼 챔버(320) 사이에 기판(W)이 교환되는 버퍼 공간(B)을 제공한다.
상술한 바와 같이, 반송 프레임(220)은 내부 분위기가 대기압 분위기로 유지될 수 있으며, 트랜스퍼 챔버(320)는 내부 분위기가 진공압 분위기로 유지될 수 있다. 로드락 챔버(40)는 반송 프레임(220)과 그리고 트랜스퍼 챔버(320) 사이에 배치되어, 그 내부 분위기가 대기압 분위기와 진공압 분위기 사이에서 전환될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공정 챔버(50)는 기판(W)에 대해 공정을 수행한다. 공정 챔버(50)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리할 수 있다. 예컨대, 공정 챔버(50)는 플라즈마를 이용하여 기판(W) 상의 박막을 제거하는 에칭(Etching) 공정, 포토 레지스트 막을 제거하는 애싱(Ashing) 공정, 기판(W) 상에 박막을 형성하는 증착 공정, 또는 드라이 클리닝 공정을 수행할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 기판 처리 장치(10)에서 수행하는 플라즈마 처리 공정은 공지된 플라즈마 처리 공정으로 다양하게 변형될 수 있다.
도 2는 도 1의 공정 챔버에 대한 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 공정 챔버(50)는 하우징(510), 척(520), 플레이트(530), 상부 전극(540), 가스 공급 유닛(550), 배기 유닛(560), 그리고 모니터링 유닛(600)을 포함한다.
하우징(100)은 내부 공간을 가질 수 있다. 하우징(100)의 내부 공간은 후술하는 플레이트(530)에 의해 상부의 플라즈마 공간(A1)과 하부의 처리 공간(A2)으로 구획될 수 있다. 플라즈마 공간(A1)은 제1공간으로 정의될 수 있다. 처리 공간(A2)은 제2공간으로 정의될 수 있다.
플라즈마 공간(A1)은 후술하는 상부 전극(540)과 플레이트(530)가 서로 조합된 공간으로 정의될 수 있다. 플라즈마 공간(A1)은 제1플라즈마(P1)가 발생되는 공간으로 제공될 수 있다. 구체적으로, 플라즈마 공간(A1)은 후술하는 제1가스 공급 유닛(551)으로부터 공급되는 제1가스(G1)를 제1플라즈마(P1)로 여기시키는 공간으로 제공될 수 있다.
처리 공간(A2)은 후술하는 플레이트(530)와 하부 전극(528)이 서로 조합된 공간으로 정의될 수 있다. 처리 공간(A2)은 기판(W)이 처리되는 공간으로 제공될 수 있다. 구체적으로, 처리 공간(A2)은 제1플라즈마(P1)에 포함되는 이온이 제거된 라디칼과 후술하는 제2가스 공급 유닛(555)에서 공급되는 제2가스(G2)가 반응하여 형성된 애천트(Echant)가 기판(W) 상에 작용하는 공간으로 제공될 수 있다. 또한, 처리 공간(A2)은 제2가스 공급 유닛(555)으로부터 공급되는 제2가스(G2)를 제2플라즈마(P2)로 여기시키는 공간으로 제공될 수 있다.
하우징(510)은 금속 재질로 제공될 수 있다. 하우징(510)은 접지된다. 하우징(510)은 대체로 원통 형상으로 제공될 수 있다. 하우징(510)의 내부 공간의 상부에는 후술하는 상부 전극(540)이 배치될 수 있다. 하우징(510)의 내부 공간의 하부에는 후술하는 척(520)이 배치될 수 있다. 하우징(510)의 바닥면에는 배기 홀(511)이 형성된다. 배기 홀(511)은 후술하는 배기 유닛(560)이 연결될 수 있다.
하우징(510)의 일 측에는 기판(W)이 처리 공간(A2)으로 반입되거나, 기판(W)이 처리 공간(A2)으로부터 반출되는 반입구(미도시)가 형성될 수 있다. 반입구(미도시)는 도어(미도시)에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다. 하우징(510)의 타 측에는 뷰 포트(515)가 설치될 수 있다. 뷰 포트(515)는 후술하는 모니터링 유닛(600)으로부터 입사되는 광을 관측할 수 있다. 뷰 포트(515)는 후술하는 광 경로(D)와 연통된다. 예컨대, 뷰 포트(515)는 후술하는 제2경로(D2)와 연통될 수 있다.
척(520)은 하우징(510)의 내부 공간에 위치한다. 척(520)은 처리 공간(A2)에서 기판(W)을 지지한다. 척(520)은 기판(W)을 가열할 수 있다. 또한, 척(520)은 기판(W)을 정전기력(Electrostatic force)을 이용하여 척킹(Chucking)할 수 있는 ESC일 수 있다. 척(520)은 지지판(522), 정전 전극(524), 히터(526), 그리고 하부 전극(528)을 포함할 수 있다.
지지판(522)은 기판(W)을 지지한다. 지지판(522)은 기판(W)을 지지하는 지지면을 가진다. 지지판(522)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 지지판(522)은 유전체(Dielectric substance)로 제공될 수 있다. 지지판(522)은 원판 형상의 유전체로 제공될 수 있다. 일 예로, 유전판(520)은 세라믹 소재로 제공될 수 있다. 지지판(522) 내에는 정전 전극(524)과 히터(546)가 매설될 수 있다.
정전 전극(524)은 상부에서 바라볼 때, 기판(W)과 중첩되는 위치에 제공될 수 있다. 정전 전극(524)은 히터(546)보다 상부에 배치될 수 있다. 정전 전극(524)은 제1전원(524a)과 전기적으로 연결된다. 제1전원(524a)은 직류 전원을 포함할 수 있다. 정전 전극(524)과 제1전원(524a) 사이에는 제1스위치(524b)가 설치된다. 정전 전극(524)은 제1스위치(524b)의 온/오프에 의해 제1전원(524a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1스위치(524b)가 온(ON) 되면, 정전 전극(524)에는 직류 전류가 인가된다.
정전 전극(524)에 전류가 인가되면, 정전 전극(524)에는 기판(W)을 척킹시킬 수 있는 정전기력에 의한 전계를 형성할 수 있다. 전계는 기판(W)이 지지판(522)을 향하는 방향으로 척킹되는 인력을 기판(W)에 전달할 수 있다. 이에, 기판(W)은 지지판(522)에 흡착된다. 또한, 전계는 후술하는 이온이 기판(W)을 향해 직진으로 유동하게 할 수 있다. 즉, 전계는 이온이 이방성을 갖도록 할 수 있다.
히터(526)는 기판(W)을 가열한다. 히터(526)는 지지판(522)의 온도를 상승시켜 기판(W)을 가열한다. 히터(526)는 제2전원(526a)과 전기적으로 연결된다. 히터(526)와 제2전원(526a) 사이에는 제2스위치(526b)가 설치된다. 히터(526)는 제2스위치(526b)의 온/오프에 의해 제2전원(526a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 히터(526)는 제2전원(526a)에서 인가된 전류에 저항함으로써 발열한다. 발생된 열은 지지판(522)을 통해 기판(W)으로 전달된다. 히터(526)에서 발생한 열에 의해 기판(W)은 소정의 온도로 유지될 수 있다.
일 예에 의하면, 히터(526)는 나선 형상의 코일로 복수 개가 제공될 수 있다. 히터(526)는 지지판(522)의 서로 다른 영역에 각각 제공될 수 있다. 예컨대, 지지판(522)의 중앙 영역을 가열하는 히터(526)와 지지판(522)의 가장자리 영역을 가열하는 히터(526)가 각각 제공될 수 있고, 이들 히터(526)들은 서로 간에 독립적으로 발열 정도를 조절할 수 있다. 히터(526)는 텅스텐과 같은 발열체 일 수 있다.
상술한 예에서는 지지판(522) 내에 히터(526)가 제공되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 지지판(522) 내에 히터(526)가 제공되지 않을 수 있다.
하부 전극(528)은 판 형상을 가질 수 있다. 일 예로, 하부 전극(528)은 원판 형상으로 제공될 수 있다.
하부 전극(528)은 하부 전원(528a)과 연결될 수 있다. 하부 전원(528a)은 하부 전극(528)에 고주파 전류를 인가할 수 있다. 일 예로, 하부 전원(528a)은 하부 전극(528)에 제2고주파 전류를 인가할 수 있다. 하부 전원(528a)은 RF 소스로 제공된다. 또한, 하부 전극(528)과 하부 전원(528a) 사이에는 하부 임피던스 매쳐(미도시)가 제공될 수 있다.
하부 전극(528)은 후술하는 플레이트(530)와 서로 대향되는 전극일 수 있다. 하부 전극(528)은 처리 공간(A2)에 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 하부 전극(528)에 전력이 인가되면, 하부 전극(528)은 처리 공간(A2)에 전계를 형성한다. 처리 공간(A2)에 형성된 전계는 처리 공간(A2)으로 공급(유입)되는 제2가스(G2)를 여기시켜 제2플라즈마(P2)를 발생시킬 수 있다. 이에, 하부 전극(528)은 후술하는 상부 전극(540)과 플레이트(530)와 함께 플라즈마 소스로 기능한다.
플레이트(530)는 하우징(510)의 상부에 배치될 수 있다. 플레이트(530)는 후술하는 상부 전극(540) 아래에 배치되어, 상부 전극(540)과 서로 마주볼 수 있다. 플레이트(530)는 척(520)과 상부 전극(540) 사이에 배치된다. 예컨대, 플레이트(530)는 처리 공간(A2)과 상부 전극(540) 사이에 배치될 수 있다.
플레이트(530)는 판 형상으로 형성될 수 있다. 플레이트(530)는 하우징(510)의 측벽에 연결될 수 있다. 플레이트(530)는 하우징(510)의 내부 공간을 구획한다. 플레이트(530)는 하우징(510)의 내부 공간을 상부의 플라즈마 공간(A1)과 하부의 처리 공간(A2)으로 구획한다.
플레이트(530)에는 복수의 통공(532)이 형성될 수 있다. 복수의 통공(532)들은 플레이트(530)의 상단에서 하단까지 상하로 연장되어 형성되는 관통홀로 형성될 수 있다. 복수의 통공(532)들은 상부의 플라즈마 공간(A1)에서 하부의 처리 공간(A2)으로 유체를 연통시킬 수 있다.
플레이트(530)는 접지될 수 있다. 플레이트(530)는 접지되어 후술하는 상부 전극(540)과 서로 대향되는 전극으로 기능할 수 있다. 플레이트(530)와 상부 전극(540)은 후술하는 제1가스 공급 유닛(551)으로부터 공급된 제1가스(G1)를 여기시켜 플라즈마 공간(A1)에 제1플라즈마(P1)를 형성할 수 있다. 이에, 플레이트(530)와 상부 전극(540)은 제1플라즈마 소스로 기능할 수 있다.
또한, 플레이트(530)는 접지되어 하부 전극(528)과 서로 대향되는 전극으로 기능할 수 있다. 플레이트(530)와 하부 전극(528)은 후술하는 제2가스 공급 유닛(555)으로부터 공급된 제2가스(G2)를 여기시켜 처리 공간(A2)에 제2플라즈마(P2)를 형성할 수 있다. 이에, 플레이트(530)와 하부 전극(528)은 제2플라즈마 소스로 기능할 수 있다.
플레이트(530)에는 제2가스 채널(539)이 형성될 수 있다. 제2가스 채널(539)은 후술하는 제2가스 라인(556)과 연결될 수 있다. 제2가스 채널(539)은 처리 공간(A2)을 향해 제2가스(G2)를 공급할 수 있다. 플레이트(530)의 일 측에는 후술하는 모니터링 유닛(600)이 제공될 수 있다. 플레이트(530)의 일 측에는 후술하는 광 경로(D)가 형성될 수 있다.
플레이트(530)는 이온 블로커의 기능을 수행할 수 있다. 플레이트(530)는 접지되어 플라즈마 공간(A1)에서 발생된 제1플라즈마(P1)가 처리 공간(A2)으로 유입될 때, 제1플라즈마(P1)에 포함되는 이온을 제거할 수 있다. 구체적으로, 플라즈마 공간(A1)에 공급된 제1가스(G1)는 제1플라즈마 상태로 전이됨에 따라, 이온, 전자, 그리고 라디칼로 분해된다. 제1플라즈마는 플레이트(530)를 통과하면서 제1플라즈마의 성분 중 이온과 전자가 흡수된다. 즉, 플레이트(530)는 이온의 통과를 막는(Block) 이온 블로커로서 기능할 수 있다. 이에, 제1플라즈마에 포함되는 성분 중 라디칼만이 플레이트(530)를 통과하여 처리 공간(A2)으로 이동한다.
상부 전극(540)은 판 형상을 가질 수 있다. 일 예로, 상부 전극(540)은 상부에서 바라볼 때, 플레이트(530)보다 작은 면적을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 상부 전극(540)은 플레이트(530)와 상응하는 면적을 가질 수도 있다. 상부 전극(540)은 하우징(510)의 내부 공간에서 상부에 위치할 수 있다. 상부 전극(540)은 플레이트(530)의 상부에 위치할 수 있다. 상부 전극(540)은 플레이트(530)와 서로 마주보게 배치될 수 있다.
상부 전극(540)에는 상부 전원(542)이 연결될 수 있다. 상부 전원(542)은 상부 전극(540)에 고주파 전류를 인가할 수 있다. 일 예로, 상부 전원(542)은 상부 전극(540)에 제1고주파 전류를 인가할 수 있다. 상부 전원(542)은 RF 소스로 제공된다. 또한, 상부 전극(540)과 상부 전원(542) 사이에는 상부 임피던스 매쳐(미도시)가 제공될 수 있다.
상부 전극(540)은 플라즈마 공간(A1)에 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 상부 전극(540)은 플라즈마 소스로 기능할 수 있다. 상부 전극(540)은 플레이트(530)와 서로 대향되는 전극일 수 있다. 예컨대, 상부 전극(540)은 플레이트(530)와 함께 제1플라즈마를 발생시키는 제1플라즈마 소스로 기능할 수 있다. 일 예로, 상부 전극(540)에 전력이 인가되면, 상부 전극(540)은 플라즈마 공간(A1)에 전계를 형성한다. 플라즈마 공간(A1)에 형성된 전계는 플라즈마 공간(A1)으로 공급(유입)되는 제1가스(G1)를 여기시켜 제1플라즈마(P1)를 발생시킬 수 있다.
상부 전극(540)에는 제1가스 주입구(549)가 형성될 수 있다. 제1가스 채널(549)은 적어도 하나 이상 제공될 수 있다. 제1가스 채널(549)은 후술하는 제1가스 라인(552)과 연결될 수 있다. 제1가스 채널(549)은 플라즈마 공간(A1)을 향해 제1가스(G1)를 공급할 수 있다.
가스 공급 유닛(550)은 하우징(510) 내부 공간으로 제1가스(G1)와 제2가스(G2)를 공급한다. 가스 공급 유닛(550)은 제1가스 공급 유닛(551)과 제2가스 공급 유닛(555)을 포함할 수 있다.
제1가스 공급 유닛(551)은 플라즈마 공간(A1)으로 제1가스(G1)를 공급할 수 있다. 예컨대, 제1가스 공급 유닛(551)은 플레이트(530)와 상부 전극(540)의 사이 공간으로 제1가스(G1)를 공급할 수 있다. 제1가스 공급 유닛(551)은 제1가스 라인(552)과 제1가스 공급원(553)을 포함할 수 있다.
제1가스 라인(552)은 제1가스 채널(549)과 제1가스 공급원(553)을 서로 연결한다. 제1가스 라인(552)의 일단은 복수 개의 제1가스 채널(549)과 연결되고, 제1가스 라인(552)의 타단은 제1가스 공급원(553)과 연결된다. 제1가스 공급원(553)은 제1가스 라인(552)을 통해 플라즈마 공간(A1)으로 제1가스(G1)를 공급한다. 일 예로, 제1가스(G1)는 NH3일 수 있다. 선택적으로, 제1가스(G1)는 Ar, 또는 He 중 어느 하나, 또는 복수를 더 포함할 수 있다.
제2가스 공급 유닛(555)은 처리 공간(A2)으로 제2가스(G2)를 공급할 수 있다. 예컨대, 제2가스 공급 유닛(555)은 플레이트(530)와 하부 전극(528)의 사이 공간으로 제2가스(G2)를 공급할 수 있다. 제2가스 공급 유닛(555)은 제2가스 라인(556)과 제2가스 공급원(557)을 포함할 수 있다.
제2가스 라인(556)은 제2가스 채널(539)과 제2가스 공급원(557)을 서로 연결한다. 제2가스 라인(556)의 일단은 복수 개의 제2가스 채널(539)과 연결되고, 제2가스 라인(556)의 타단은 제2가스 공급원(557)과 연결된다. 제2가스 공급원(557)은 제2가스 라인(556)을 통해 처리 공간(A2)으로 제2가스(G2)를 공급한다. 일 예로, 제2가스(G2)는 H2 또는/및 NH3일 수 있다.
배기 유닛(560)은 처리 공간(A2)을 유동하는 가스, 공정 부산물 등을 배출할 수 있다. 배기 유닛(560)은 처리 공간(A2)의 압력을 조절할 수 있다. 배기 유닛(560)은 배기 라인(562)과 감압 부재(564)를 포함할 수 있다. 배기 라인(562)의 일단은 배기 홀(511)과 연결되고, 배기 라인(562)의 타단은 감압 부재(564)와 연결될 수 있다. 감압 부재(564)는 펌프일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 감압을 제공하는 공지된 장치로 다양하게 변형되어 제공될 수 있다.
절연 부재(570)는 플레이트(530)와 상부 전극(540) 사이에 배치될 수 있다. 절연 부재(570)는 절연 소재로 제공된다. 절연 부재(570)는 상부에서 바라볼 때, 링 형상을 가질 수 있다. 절연 부재(570)는 플레이트(530)와 상부 전극(540)을 서로 전기적으로 절연시킬 수 있다. 절연 부재(570) 내부에는 가열 부재(미도시)가 제공되어 플라즈마 공간(A1)에 열을 전달할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 절연 부재(570)의 내부에는 가열 부재(미도시)가 제공되지 않을 수 있다.
도 3은 도 2의 모니터링 유닛에 대한 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하에서는 도 2와 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링 유닛에 대해 상세히 설명한다.
모니터링 유닛(600)은 플라즈마의 특성을 관측한다. 일 예로, 모니터링 유닛(600)은 플라즈마에서 방출되는 광을 분석하여 플라즈마의 특성을 관측할 수 있다. 모니터링 유닛(600)은 플라즈마 공간(A1)에서 발생하는 제1플라즈마(P1)의 특성을 관측한다. 또한, 모니터링 유닛(600)은 처리 공간(A2)에서 발생하는 제2플라즈마(P2)의 특성을 관측한다.
모니터링 유닛(600)은 플레이트(830)에 설치된다. 모니터링 유닛(600)은 플레이트(830)의 외측에 설치될 수 있다. 일 예로, 모니터링 유닛(600)은 플라즈마에 의한 전계의 영향이 상대적으로 낮은 플레이트(830)의 중심으로부터 먼 영역에 설치될 수 있다. 모니터링 유닛(600)은 플레이트(830)에 형성된 광 경로(D) 상에 설치된다. 모니터링 유닛(600)은 플레이트(830)에 형성된 통공(532)과 중첩되지 않는 위치에 설치된다. 또한, 광 경로(D)는 통공(532)과 중첩되지 않도록 형성된다.
광 경로(D)는 플라즈마 공간(A1)과 연결될 수 있다. 광 경로(D)는 처리 공간(D2)과 연결될 수 있다. 광 경로(D)는 모니터링 유닛(600)과 연결될 수 있다. 광 경로(D)는 하우징(510)의 일 측벽까지 관통하여 형성될 수 있다. 광 경로(D)는 하우징(510)의 일 측벽에 설치된 뷰 포트(515)로 연결될 수 있다.
광 경로(D)는 제1경로(D1)와 제2경로(D2)로 이루어질 수 있다. 제1경로(D1)는 플레이트(830)를 상하 방향으로 관통하여 형성될 수 있다. 예컨대, 제1경로(D1)는 플레이트(830)의 상단과 하단을 관통하는 수직 방향으로 형성될 수 있다. 제2경로(D2)는 제1경로(D1)로부터 연장된다. 제2경로(D2)는 제1경로(D1)로부터 연장되어 뷰 포트(515)까지 연결되게 형성될 수 있다. 예컨대, 제2경로(D2)는 제1경로(D1)에 대해 수평하게 형성될 수 있다. 상술한 예와 달리, 제1경로(D1)와 제2경로(D2)의 경로 방향은 다양한 경로로 변형되어 형성될 수 있다.
모니터링 유닛(600)은 투명 커버(620), 편광판(640), 굴절 부재(660), 그리고 수광 부재(680)를 포함할 수 있다.
투명 커버(620)는 제1경로(D1)에 설치된다. 투명 커버(620)는 제1경로(D1)의 상단과 하단에 각각 설치될 수 있다. 투명 커버(620)는 제1경로(D1) 중 플라즈마 공간(A1)과 가장 인접한 제1경로(D1)의 상부에 설치될 수 있다. 투명 커버(620)는 제1경로(D1) 중 처리 공간(A2)과 가장 인접한 제1경로(D1)의 하부에 설치될 수 있다. 제1경로(D1)의 상단에 설치된 투명 커버(620)에는 플라즈마 공간(A1)에 발생된 제1플라즈마(P1)로부터 방출되는 제1광(L1)이 입사된다. 제1경로(D1)의 하단에 설치된 투명 커버(620)에는 처리 공간(A2)에 발생된 제2플라즈마(P2)로부터 방출되는 제2광(L2)이 입사된다. 투명 커버(620)는 광이 입사될 수 있도록, 투명한 재질로 제공될 수 있다.
투명 커버(620)는 광 경로(D) 내부를 진공 차폐한다. 투명 커버(620)는 이온에 의한 영향이 최소화할 수 있는 재질로 제공될 수 있다. 또한, 투명 커버(620)는 화학 반응이 최소화될 수 있는 재질로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 투명 커버(620)는 Y2O3로 구성된 재질로 제공될 수 있다. 이에, 투명 커버(620)는 광 경로(D) 내부에 제공된 모니터링 유닛(600)을 플라즈마 공간(A1) 및 처리 공간(A2)으로부터 보호한다.
편광판(640)은 광 경로(D) 내부에 설치된다. 편광판(640)은 제1경로(D1)와 제2경로(D2)가 교차하는 위치에 설치된다. 편광판(640)은 제1방향으로 편광 방향이 형성된다. 편광판(640)은 플라즈마로부터 방출된 광이 가지는 편광 성분 중 제1방향의 편광을 가지는 제1편파는 통과시킬 수 있다. 편광판(640)은 플라즈마로부터 방출된 광이 가지는 편광 성분 중 제1방향과 상이한 제2방향을 가지는 제2편파는 반사할 수 있다.
편광판(640)은 경사지게 배치될 수 있다. 편광판(640)은 제2방향을 가지는 제2편파를 제2경로(D2)와 수평한 방향으로 반사시킬 수 있는 각도로 제1경로(D1)에 대해 기울어지게 형성된다.
굴절 부재(660)는 광 경로(D) 내부에 설치된다. 굴절 부재(660)는 광 경로(D) 내부의, 제2경로(D2)의 일 측에 형성된다. 굴절 부재(660)는 제1경로(D1)와 제2경로(D2)가 서로 교차하는 지점에 설치된다. 굴절 부재(660)는 제1경로(D1)와 제2경로(D2)가 만나는 지점에서, 제1경로(D1)와 제2경로(D2) 중 제1경로(D1)에 인접하게 배치될 수 있다. 일 예로, 굴절 부재(660)는 제1경로(D1) 상에, 그리고 제2경로(D2)의 경로 방향을 이은 가상의 직선 상에서 편광판(640)보다 제2경로(D2)로부터 먼 위치에 배치될 수 있다. 즉, 광 경로(D) 내부에서, 굴절 부재(660), 편광판(640), 그리고 후술하는 수광 부재(680)는 플레이트(530)의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 순차적으로 배치될 수 있다.
굴절 부재(660)는 광 경로(D) 내부를 유동하는 광을 반사한다. 예컨대, 굴절 부재(660)는 광 경로(D) 내부를 유동하는 광을 제2경로(D2)를 향하는 방향으로 반사할 수 있다. 또한, 굴절 부재(660)는 광 경로(D) 내부를 유동하는 광이 가지는 편광 성분을 변경시킬 수 있다. 예컨대, 굴절 부재(660)로 입사된 광이 제2방향을 가지는 제2편파라고 가정한다면, 제2편파의 특성은 굴절 부재(660)를 거쳐 제1편파가 갖는 제1방향과 대응되도록 변경시킬 수 있다. 이에, 굴절 부재(660)로부터 반사된 광은 제1방향을 갖는 편광판(640)을 통과하여 제2경로(D2)로 나아갈 수 있다. 이에 대한 자세한 매커니즘은 도 5 내지 도 11을 참조하여 후술한다.
수광 부재(680)는 광 경로(D)의 내부를 유동하는 광을 수용한다. 수광 부재(680)는 제2경로(D2)를 통과하는 광을 수광한다. 수광 부재(680)는 광 경로(D) 내부에 설치된다. 수광 부재(680)는 광 경로(D) 내부에, 굴절 부재(660)가 설치된 제2경로(D2)의 일 측과 대향되는 타 측에 설치된다. 예컨대, 수광 부재(680)는 제2경로(D2) 내부에서, 하우징(510)의 측벽과 인접한 위치에 설치된다. 수광 부재(680)로부터 수광된 광은 뷰 포트(515)로 이동한다.
도 4는 도 2의 모니터링 유닛에 대한 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링 유닛에 대해 상세히 설명한다. 이하에서 설명하는 모니터링 유닛은 도 2와 도 3을 참조하여 설명한 모니터링 유닛과 대부분 유사하게 제공되므로, 내용의 중복을 방지하기 위해 중복되는 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 모니터링 유닛(600)은 투명 커버(620), 수광 부재(680), 그리고 반사 부재(690)를 포함할 수 있다. 투명 커버(620)와 수광 부재(680)는 도 2와 도 3을 참조하여 설명한 구성과 유사하게 제공되므로, 이하에서는 반사 부재(690)에 대해 상세히 설명한다.
반사 부재(690)는 광 경로(D) 내부에 설치된다. 반사 부재(690)는 광을 반사시키는 재질로 제공된다. 반사 부재(690)는 제1경로(D1)에 설치될 수 있다. 반사 부재(690)는 제1경로(D1)와 제2경로(D2)가 만나는 지점에 설치될 수 있다. 예컨대, 반사 부재(690)는 제1경로(D1)와 제2경로(D2)가 만나는 지점에서, 제1경로(D1)의 일 측에 설치될 수 있다.
반사 부재(690)는 투명 커버(620)를 거쳐 제1경로(D1) 내부로 입사된 광을 제2경로(D2)를 향해 반사한다. 반사 부재(690)는 대체로 상단과 하단이 경사지게 형성될 수 있다. 반사 부재(690)의 상단은 제2경로(D2)를 향하는 방향으로 갈수록 하향 경사지게 형성될 수 있다. 제1경로(D1)의 일측과 인접한 반사 부재(690)의 내측 부분의 경사는 반사 부재(690)의 타측 부분의 경사보다 크게 제공될 수 있다. 이에, 제1경로(D1)의 상부로부터 입사되는 제1플라즈마(P1)에서 방출된 광은 반사 부재(690)에 의해 제2경로(D2)를 거쳐 뷰 포트(515)로 유동할 수 있다.
반사 부재(690)의 하단은 제2경로(D2)를 향하는 방향으로 갈수록 상향 경사지게 형성될 수 있다. 제1경로(D1)의 일측과 인접한 반사 부재(690)의 내측 부분의 경사는 반사 부재(690)의 타측 부분의 경사보다 크게 제공될 수 있다. 이에, 제1경로(D1)의 하부로부터 입사되는 제2플라즈마(P2)에서 방출된 광은 반사 부재(690)에 의해 제2경로(D2)를 거쳐 뷰 포트(515)로 유동할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법 중 제1플라즈마 처리 단계를 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하에서는, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 제1플라즈마 처리 단계에 대해 상세히 설명한다. 이하에서 설명하는 제1플라즈마 처리 단계(S100)는 후술하는 제2플라즈마 처리 단계(S200)와 선후 관계에 있는 것이 아니다. 설명의 편의를 위해 제1플라즈마 처리 단계(S100)와 제2플라즈마 처리 단계(S200)로 정의한 것일 뿐, 제1플라즈마 처리 단계(S100) 이후 제2플라즈마 처리 단계(S200)가 수행될 수도 있고, 제2플라즈마 처리 단계(S200) 이후 제1플라즈마 처리 단계(S100)가 수행될 수 있으며, 제1플라즈마 처리 단계(S100)와 제2플라즈마 처리 단계(S200)가 동시에 수행될 수도 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은 제1플라즈마 처리 단계(S100)를 수행할 수 있다. 제1플라즈마 처리 단계(S100)는 제1플라즈마(P1)로 기판(W)을 처리하는 단계이다. 제1플라즈마 처리 단계(S100)에서 제1가스 공급 유닛(551)은 제1가스 채널(549)을 통해 플라즈마 공간(A1)으로 제1가스(G1)를 공급한다. 플라즈마 공간(A1)으로 공급된 제1가스(G1)는 접지된 플레이트(530)와 제1고주파 전력이 인가된 상부 전극(540)에 의해 제1플라즈마(P1)로 여기된다. 즉, 제1가스(G1)는 제1플라즈마(P1) 상태로 전이됨에 따라, 이온, 전자, 그리고 라디칼로 분해된다.
제1플라즈마(P1)는 플라즈마 공간(A1)에서 플레이트(530)의 통공(532)을 거쳐 처리 공간(A2)으로 유동한다. 제1플라즈마(P1)는 통공(532)을 통과하는 과정에서 제1플라즈마(P1)의 성분 중 이온과 전자가 흡수된다. 이에, 제1플라즈마(P1)에 포함되는 성분 중 라디칼만이 처리 공간(A2)으로 유동한다.
또한, 제1플라즈마 처리 단계(S100)에서 제2가스 공급 유닛(555)은 처리 공간(A2)으로 제2가스(G2)를 공급한다. 처리 공간(A2)으로 이동한 라디칼은 처리 공간(A2)에 공급된 제2가스(G2)와 혼합되어 처리 공간(A2)에 반응 가스를 생성한다. 반응 가스는 처리 공간(A2) 내에 위치한 기판(W)과 반응하여 기판(W)의 자연 산화막을 제거할 수 있다. 일 예로, 처리 공간(A2)으로 이동한 불소 라디칼(F*)은 제2가스(G2)의 일 예인 NH3 및/또는 H2와 혼합되어, NH4F.HF(ammonium hydrogen fluoride) 및/또는 NH4F(ammonium fluoride)의 반응 가스를 처리 공간(A2)에 생성할 수 있다.
도 6은 도 5의 제1플라즈마 처리 단계에서 제1플라즈마로부터 방출된 광이 광 경로로 입사되는 모습을 보여주는 도면이다. 도 7은 도 6의 광 경로로 입사된 광이 광 경로 내부에서 유동하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하에서는 도 6과 도 7을 참조하여, 광 경로 내부에서 유동하는 광이 모니터링 유닛에 의해 뷰 포트로 이동하는 매커니즘을 상세히 설명한다.
상술한 내용과 같이 제1가스 공급 유닛(551)이 플라즈마 공간(A1)에 공급한 제1가스(G1)가 여기되어 플레이트(530)와 상부 전극(540)에 의해 플라즈마 공간(A1)에서 제1플라즈마(P1)가 발생한다. 제1플라즈마(P1)로부터 방출된 광은 광 경로(D) 내부로 입사된다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 제1플라즈마(P1)로부터 방출된 광을 제1광(L1)으로 정의한다. 또한, 제1광(L1)은 제1방향으로 진동하는 제1편파(L11)와 제1방향과 상이한 방향인 제2방향으로 진동하는 제2편파(L12)로 구성되는 것으로 정의한다. 또한, 편광판(640)은 제1편파(L11)의 진동 방향인 제1방향과 같은 방향을 같는 것으로 정의한다.
도 6과 도 7을 참조하면, 제1광(L1)은 제1경로(D1)의 상단에 설치된 투명 커버(620)를 통해 제1경로(D1) 내부로 입사된다. 제1광(L1)은 제1경로(D1)를 유동하며, 제1경로(D1)와 제2경로(D2)가 서로 만나는 지점에서, 편광판(640)에 입사된다. 편광판(640)으로 입사된 제1광(D1)은 편광판(640)에 형성된 제1방향의 편광 방향에 따라, 제1방향의 성분을 갖는 제1편파(L11)는 편광판(640)을 통과한다. 이에, 제1편파(L11)는 제1경로(D1)의 상단에서 하단으로 유동한다. 제1편파(L11)는 제1경로(D1)의 하단에 설치된 투명 커버(620)를 통과하여, 처리 공간(A2)으로 빠져나간다.
또한, 편광판(640)으로 입사된 제1광(L1) 중 제2방향의 성분을 갖는 제2편파(L12)는 편광판(640)에 형성된 제1방향의 편광 방향에 따라, 편광판(640)으로부터 반사된다. 편광판(640)은 제1경로(D1)로 입사된 광을 제2경로(D2)로 향하도록 경사지게 형성되어 있으므로, 반사된 제2편파(L12)는 제2경로(D2)를 향해 유동한다. 제2경로(D2)로 입사된 제2편파(L12)는 뷰 포트(515)에 입사되고, 작업자는 뷰 포트(515)를 통해 제1플라즈마(P1)의 특성을 관측할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법 중 제2플라즈마 처리 단계를 개략적으로 보여주는 도면이다. 본 발명의 일 예에 따른 제2플라즈마 처리 단계(S200)는 제2플라즈마(P2)로 기판(W)을 처리하는 단계이다. 제2플라즈마 처리 단계(S200)에서 제2가스 공급 유닛(555)은 제2가스 채널(539)을 통해 처리 공간(A2)으로 제2가스(G2)를 공급한다. 처리 공간(A2)으로 공급된 제2가스(G2)는 접지된 플레이트(530)와 제2고주파 전력이 인가된 하부 전극(528)에 의해 제2플라즈마(P2)로 여기된다. 처리 공간(A2)을 유동하는 제2플라즈마(P2)는 기판(W)에 작용할 수 있다. 기판(W)에 작용하는 제2플라즈마(P2)는 기판의 표면 개질에 기여할 수 있다. 일 예로, 제2플라즈마(P2)에 포함되는 H 이온은 기판(W)에 형성된 Si와 O 사이의 결합을 약화시킬 수 있다.
도 9는 도 8의 제2플라즈마 처리 단계에서 제2플라즈마로부터 방출된 광이 광 경로로 입사되는 모습을 보여주는 도면이다. 도 10은 도 9의 광 경로로 입사된 광이 광 경로 내부에서 유동하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 11은 도 10의 광 경로를 유동하는 광 중 굴절 부재에 의해 편파의 방향 및 광 경로가 변경되어 제2경로를 유동하는 광의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
상술한 내용과 같이 제2가스 공급 유닛(555)이 처리 공간(A2)에 공급한 제2가스(G2)가 여기되어 플레이트(530)와 하부 전극(528)에 의해 처리 공간(A2)에서 제2플라즈마(P2)가 발생한다. 제2플라즈마(P2)로부터 방출된 광은 광 경로(D) 내부로 입사된다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 제2플라즈마(P2)로부터 방출된 광을 제2광(L2)으로 정의한다. 또한, 제1광(L2)은 제1방향으로 진동하는 제1편파(L21)와 제1방향과 상이한 방향인 제2방향으로 진동하는 제2편파(L22)로 구성되는 것으로 정의한다. 또한, 편광판(640)은 제1편파(L21)의 진동 방향인 제1방향과 같은 방향을 같는 것으로 정의한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 제2광(L2)은 제1경로(D1)의 하단에 설치된 투명 커버(620)를 통해 제1경로(D1) 내부로 입사된다. 제2광(L2)은 제1경로(D1)를 유동하며, 제1경로(D1)와 제2경로(D2)가 서로 만나는 지점에서 편광판(640)에 입사된다. 편광판(640)으로 입사된 제2광(L2)은 편광판(640)에 형성된 제1방향의 편광 방향을 따라, 제1방향의 성분을 갖는 제1편파(L21)는 편광판(640)을 통과한다. 이에, 제1편파(L21)는 제1경로(D1)의 하단에서 상단으로 유동한다. 제1편파(L21)는 제1경로(D1)의 상단에 설치된 투명 커버(620)를 통과하여, 플라즈마 공간(A1)으로 빠져나간다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 편광판(640)으로 입사된 제2광(L2) 중 제2방향의 성분을 갖는 제2편파(L22)는 편광판(640)에 형성된 제1방향의 편광 방향에 따라 편광판(640)으로부터 반사된다. 편광판(640)은 제1경로(D1)의 상부로부터 하부를 향해 입사된 광을 제2경로(D2)로 향하도록 경사지게 형성되어 있으므로, 제1경로(D1)의 하부로부터 상부로 입사된 제2방향의 성분을 갖는 제2편파(L22)는 편광판(640)으로부터 반사되어 굴절 부재(660)를 향한다. 굴절 부재(660)로 입사된 제2편파(L22)는 굴절 부재(660)에 의해 제1방향으로 진동하도록 그 편파의 특성을 변경시킨다. 편파의 특성(파장 또는 진동)이 변경된 제2편파(L22`)는 굴절 부재(660)로부터 제2경로(D2)를 향해 유동한다. 이에, 편파의 특성이 변경된 제2편파(L22`)는 제2경로(D2)를 통해 뷰 포트(515)에 입사되며, 작업자는 뷰 포트(515)를 통해 제2플라즈마(P2)의 특성을 관측할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 플레이트(530) 상에 플라즈마를 관측할 수 있는 모니터링 유닛(600)을 설치함으로써, 플레이트(530)를 기준으로 플레이트(530)의 상부에서 발생하는 제1플라즈마(P1)와 플레이트(530)의 하부에서 발생하는 제2플라즈마(P2)를 모니터링 유닛(600)에 의해 각각 관측할 수 있다. 이에, 서로 다른 특성을 가지고, 서로 다른 위치에서 발생하는 복수의 플라즈마들을 관측할 수 있는 효과를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 플라즈마에 의한 전계의 영향을 상대적으로 적게 받는 플레이트(530), 특히 플레이트(530)의 외측 영역의 내부에 모니터링 유닛(600)을 배치함으로써, 모니터링 유닛(600)에 공정 부산물이나 파티클의 증착으로 인한 플라즈마의 관측 방해를 최소화할 수 있다. 또한, 모니터링 유닛(600)이 형성되는 광 경로(D)가 투명 커버(620)에 의해 밀폐됨으로써, 광 경로(D)에 플라즈마가 침투하는 것을 방지하여 효율적으로 플라즈마를 관측할 수 있는 환경을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기존의 플레이트(530) 내부에 광 경로(D)를 형성하고, 광 경로(D) 상에 플라즈마를 관측하는 모니터링 유닛(600)을 배치함으로써, 기판 처리 장치의 추가적인 구조적 변경 없이 서로 다른 특성을 가지는 복수의 플라즈마를 각각 관측할 수 있다. 이에, 플라즈마의 특성 변경에 기인하는 기판(W)에 대한 처리의 효율성을 높일 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에서는, 편광판(640)이 제2경로(D2)를 향하는 방향으로 갈수록 하향 경사지게 형성되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 편광판(640)은 제2경로(D2)를 향하는 방향으로 갈수록 상향 경사지게 형성될 수도 있다. 이 경우, 상술한 모니터링 유닛(600)의 매커니즘에서 제1플라즈마(P1)의 특성을 관측하는 매커니즘은 제2플라즈마(P2)의 특성을 관측하는 매커니즘으로, 상술한 모니터링 유닛(600)이 제2플라즈마(P2)의 특성을 관측하는 매커니즘은 제1플라즈마(P1)의 특성을 관측하는 매커니즘으로 변경될 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 일 예에 따르면, 모니터링 유닛(600)에 수광 부재(680)가 포함되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 모니터링 유닛(600)에 수광 부재(680)가 제공되지 않고, 제2경로(D2)로 입사된 광은 곧바로 하우징(510)의 측벽을 거쳐 뷰 포트(515)로 이동할 수 있다.
도 12는 도 4의 모니터링 유닛에 의해 제1플라즈마로부터 방출된 광이 광 경로 내부를 유동하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도13은 도 4의 모니터링 유닛에 의해 제2플라즈마로부터 방출된 광이 광 경로 내부를 유동하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하에서는, 도 12와 도 13을 참조하여, 도 4의 모니터링 유닛에 의한 플라즈마 관측 매커니즘에 대해 상세히 설명한다.
도 12를 참조하면, 플라즈마 공간(A1)에서 제1플라즈마(P1)로부터 방출된 제1광(L1)은 투명 커버(620)를 거쳐 제1경로(D1) 내부로 입사된다. 제1경로(D1)로 입사된 제1광(L1)은 제1경로(D1)와 제2경로(D2)가 서로 교차하는 지점에 설치된 반사 부재(690)에 도달한다. 제1광(L1)은 반사 부재(690)의 상단으로 입사되어 제2경로(D2)로 반사된다. 제2경로(D2)로 반사된 제1광(L1)은 제2경로(D2)를 거쳐 뷰 포트(515)로 입사된다. 이에, 작업자는 제1광(L1)으로부터 플라즈마 공간(A1)에서 발생한 제1플라즈마(P1)의 특성을 관측할 수 있다.
도 13을 참조하면, 처리 공간(A2)에서 제2플라즈마(P2)로부터 방출된 제2광(L2)은 투명 커버(620)를 거쳐 제1경로(D1)의 내부로 입사된다. 제2경로(D2)로 입사된 제2광(L2)은 제1경로(D1)와 제2경로(D2)가 서로 교차하는 지점에 설치된 반사 부재(690)에 도달한다. 제2광(L2)은 반사 부재(690)의 하단으로 입사되어 제2경로(D2)로 반사된다. 제2경로(D2)로 반사된 제2광(L2)은 제2경로(D2)를 거쳐 뷰 포트(515)로 입사된다. 이에, 작업자는 제2광(L2)으로부터 처리 공간(A2)에서 발생한 제2플라즈마(P2)의 특성을 관측할 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.
50 : 공정 챔버
510 : 하우징
520 : 척
528 : 하부 전극
530 : 플레이트
540 : 상부 전극
550 : 가스 공급 유닛
600 : 모니터링 유닛
620 : 투명 커버
640 : 편광판
660 : 굴절 부재
680 : 수광 부재
A1 : 플라즈마 공간
A2 : 처리 공간
P1 : 제1플라즈마
P2 : 제2플라즈마
G1 : 제1가스
G2 : 제2가스
D : 광 경로
D1 : 제1경로
D2 : 제2경로

Claims (24)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부 공간을 가지는 하우징;
    상기 내부 공간을 상부의 제1공간과 하부의 제2공간으로 구획하고, 복수의 통공이 형성된 플레이트;
    상기 제1공간으로 제1가스를 공급하는 제1가스 공급 유닛;
    상기 제1공간 또는 상기 제2공간에서 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스; 및
    상기 플레이트에 설치되고, 상기 제1공간 또는 상기 제2공간에서 발생하는 플라즈마의 특성을 관측하는 모니터링 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트에는 상기 제1공간 또는 상기 제2공간과, 상기 모니터링 유닛을 연결하는 광 경로가 형성되는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 플라즈마 소스는,
    제1고주파 전력이 인가되며 상기 제1공간에서 제1플라즈마를 발생시키는 제1전극; 및
    제2고주파 전력이 인가되며 상기 제2공간에서 제2플라즈마를 발생시키는 제2전극을 포함하고,
    상기 광 경로는,
    상기 플레이트의 상하 방향으로 관통되는 제1경로와 상기 제1경로와 연결되고 상기 플레이트의 측벽을 향하는 방향으로 연장된 제2경로로 형성되는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 모니터링 유닛은,
    상기 제1경로와 상기 제2경로가 교차하는 위치에 설치되고, 제1방향으로 편광 방향이 형성된 편광판을 포함하고,
    상기 광은 상기 제1방향으로 진동하는 제1편파와 상기 제1방향과 상이한 제2방향으로 진동하는 제2편파로 이루어지고,
    상기 편광판은,
    상기 제1경로로 입사된 상기 광 중 상기 제2편파가 상기 편광판에 반사되어 상기 제2경로와 평행한 방향을 향하도록 상기 제1경로에 대해 기울어지게 형성되는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 모니터링 유닛은,
    상기 측벽과 인접한 상기 제2경로의 일 측에 설치되어, 상기 광을 수광하는 수광 부재; 및
    상기 제2경로의 일 측과 대향되는 타 측에 설치되고, 상기 편광판으로부터 반사된 상기 제2편파를 상기 제1방향으로 진동하도록 상기 제2편파의 특성을 변경시키는 굴절 부재를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 모니터링 유닛은,
    상기 제1경로 상에 설치되고, 상기 제1경로로 입사된 상기 광을 상기 제2경로로 반사하는 반사 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 모니터링 유닛에는,
    상기 제1경로의 일단과 타단 각각에 투명 커버가 더 설치되는 기판 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트는,
    접지되어 상기 제1공간에서 발생한 플라즈마에 포함되는 이온을 포획하여 상기 제2공간으로 라디칼을 공급하는 기판 처리 장치.
  9. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    플라즈마 영역과 기판 처리 영역을 가지는 하우징;
    상기 플라즈마 영역과 상기 기판 처리 영역을 구획하고, 복수의 통공이 형성된 플레이트;
    상기 플라즈마 영역으로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛;
    상기 플라즈마 영역에서 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스; 및
    상기 플레이트에 설치되고, 상기 플라즈마 영역에서 발생하는 상기 플라즈마의 특성을 관측하는 모니터링 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 플레이트에는 상기 플라즈마 영역 또는 상기 기판 처리 영역과, 상기 모니터링 유닛을 연결하는 광 경로가 형성되는 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 광 경로는,
    상기 플레이트의 상하 방향으로 관통되는 제1경로와 상기 제1경로와 연결되고 상기 플레이트의 측벽을 향하는 방향으로 연장된 제2경로로 형성되는 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 모니터링 유닛은,
    상기 제1경로와 상기 제2경로가 교차하는 위치에 설치되고, 제1방향으로 편광 방향이 형성된 편광판을 포함하고,
    상기 광은 상기 제1방향으로 진동하는 제1편파와 상기 제1방향과 상이한 제2방향으로 진동하는 제2편파로 이루어지고,
    상기 편광판은,
    상기 제1경로로 입사된 상기 광 중 상기 제2편파가 상기 편광판에 반사되어 상기 제2경로를 향하도록 상기 제1경로에 대해 기울어지게 형성되는 기판 처리 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 모니터링 유닛은,
    상기 제1경로와 상기 제2경로가 교차하는 위치에 설치되고, 상기 제1경로로 입사된 상기 광을 상기 제2경로를 향해 반사하는 반사 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 모니터링 유닛에는,
    상기 제1경로의 일단과 타단 각각에 투명 커버가 더 설치되는 기판 처리 장치.
  15. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    처리 공간을 제공하는 하우징;
    상기 처리 공간과 플라즈마 공간을 구획하고, 접지된 이온 블로커;
    상기 처리 공간으로 제1가스를 공급하는 제1가스 공급 유닛;
    상기 플라즈마 공간으로 제2가스를 공급하는 제2가스 공급 유닛;
    상기 이온 블로커의 상부에, 그리고 상기 이온 블로커와 대향되게 위치하고, 상부 전원과 연결되어 고주파 전력이 인가되고, 상기 제1가스를 여기시켜 상기 플라즈마 공간에 제1플라즈마를 발생시키는 상부 전극;
    상기 이온 블로커의 하부에, 그리고 상기 이온 블로커와 마주보도록 위치하고, 상기 제2가스를 여기시켜 상기 처리 공간에 제2플라즈마를 발생시키는 하부 전극; 및
    상기 처리 공간에서 발생되는 제1플라즈마 및/또는 상기 플라즈마 공간에서 발생되는 제2플라즈마의 특성을 관측하기 위한 모니터링 유닛을 포함하되,
    상기 모니터링 유닛은 상기 이온 블로커에 설치되고,
    상기 이온 블로커에는 상기 처리 공간 또는 상기 플라즈마 공간과, 상기 모니터링 유닛을 연결하는 광 경로가 형성되고,
    상기 광 경로는,
    상기 이온 블로커의 상하 방향으로 관통되는 제1경로와 상기 제1경로와 연결되고 상기 이온 블로커의 측벽을 향하는 방향으로 연장되는 제2경로로 형성되는 기판 처리 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 모니터링 유닛은,
    상기 제1경로와 상기 제2경로가 교차하는 위치에 설치되고, 제1방향으로 편광 방향이 형성된 편광판을 포함하고,
    상기 광은 상기 제1방향으로 진동하는 제1편파와 상기 제1방향과 상이한 제2방향으로 진동하는 제2편파로 이루어지고,
    상기 편광판은,
    상기 제1경로로 입사된 상기 광 중 상기 제2편파가 상기 편광판에 반사되어 상기 제2경로와 평행한 방향을 향하도록 상기 제1경로에 대해 기울어지게 형성되는 기판 처리 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 모니터링 유닛은,
    상기 측벽과 인접한 상기 제2경로의 일 측에 설치되어, 상기 광을 수광하는 수광 부재; 및
    상기 제2경로의 일 측과 대향되는 타 측에 설치되고, 상기 편광판으로부터 반사된 상기 제2편파를 상기 제1방향으로 진동하도록 상기 제2편파의 특성을 변경시키는 굴절 부재를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 모니터링 유닛은,
    상기 제1경로 상에 설치되고, 상기 제1경로로 입사된 상기 광을 상기 제2경로로 반사하는 반사 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
  19. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    제1공간, 상기 제1공간과 구분되는 제2공간을 가지는 공정 챔버에서 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 제1공간과 상기 제2공간은 플레이트에 의해 구획되고, 상기 제1공간에서 형성된 이온을 포함한 제1플라즈마가 상기 제1공간에서 상기 제2공간으로 유동하면서 상기 제1플라즈마에서 이온이 제거된 상태로 상기 제2공간에서 기판을 처리하는 제1플라즈마 처리 단계를 수행하고,
    상기 플레이트에 설치된 모니터링 유닛으로 상기 제1공간에 발생된 상기 제1플라즈마의 특성을 관측하는 기판 처리 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 모니터링 유닛에는,
    상기 제1공간 또는 상기 제2공간과, 상기 모니터링 유닛을 연결하는 광 경로가 형성되고,
    상기 광 경로는,
    상기 플레이트의 상하 방향으로 관통되는 제1경로와 상기 제1경로와 연결되고 상기 플레이트의 측벽을 향하는 방향으로 연장되는 제2경로로 형성되는 기판 처리 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1플라즈마 처리 단계에서,
    상기 제1공간에서 상기 제1플라즈마가 방출하는 상기 광은 상기 제1경로의 상부로 입사되고,
    상기 제1경로로 입사된 상기 광 중 일부는 상기 제1경로 상에 설치된 편광판을 투과하여 상기 제2공간으로 나아가고,
    상기 제1경로로 입사된 상기 광 중 다른 일부는 상기 편광판으로부터 반사되어 상기 제2경로로 입사되는 기판 처리 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 제2공간에서 형성된 이온을 포함하는 제2플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 제2플라즈마 처리 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제2플라즈마 처리 단계에서,
    상기 제2플라즈마가 방출하는 상기 광은 상기 제1경로의 하부로 입사되고,
    상기 제1경로로 입사된 상기 광 중 일부는 상기 제1경로 상에 설치된 편광판을 투과하여 상기 제1공간으로 나아가고,
    상기 제1경로로 입사된 상기 광 중 다른 일부는 상기 편광판으로부터 반사되어 편파의 특성을 변경시키는 굴절 부재로부터 다시 반사되어 편파의 특성이 변경되고, 상기 편파의 특성이 변경된 상기 광은 상기 편광판을 투과하여 상기 제2경로로 입사되는 기판 처리 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 제1플라즈마 처리 단계에서,
    상기 제1플라즈마가 방출하는 상기 광은 상기 제1경로의 상부로 입사되고,
    상기 제1경로로 입사된 상기 광은 상기 제1경로 상에 설치된 반사 부재에 의해 반사되어 상기 제2경로로 입사되고,
    상기 제2플라즈마 처리 단계에서,
    상기 제2플라즈마가 방출하는 상기 광은 상기 제1경로의 하부로 입사되고,
    상기 제1경로로 입사된 상기 광은 상기 제1경로 상에 설치된 반사 부재에 의해 반사되어 상기 제2경로로 입사되는 기판 처리 방법.
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