KR20230101682A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230101682A
KR20230101682A KR1020220108449A KR20220108449A KR20230101682A KR 20230101682 A KR20230101682 A KR 20230101682A KR 1020220108449 A KR1020220108449 A KR 1020220108449A KR 20220108449 A KR20220108449 A KR 20220108449A KR 20230101682 A KR20230101682 A KR 20230101682A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
center
edge
support unit
temperature
Prior art date
Application number
KR1020220108449A
Other languages
English (en)
Inventor
심재웅
박종원
이상정
김윤상
김동욱
손형규
Original Assignee
세메스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세메스 주식회사 filed Critical 세메스 주식회사
Publication of KR20230101682A publication Critical patent/KR20230101682A/ko

Links

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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • H01L21/3247—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering for altering the shape, e.g. smoothing the surface
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4586—Elements in the interior of the support, e.g. electrodes, heating or cooling devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • 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
    • H01J37/32724—Temperature
    • 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
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • 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
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • 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
    • H01L21/683—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 for supporting or gripping
    • H01L21/6831—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 for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H01L21/6833—Details of electrostatic chucks
    • 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
    • H01L21/683—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 for supporting or gripping
    • H01L21/687—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68742—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a lifting arrangement, e.g. lift pins
    • 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
    • H01L21/683—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 for supporting or gripping
    • H01L21/687—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시예에 의한 기판 처리 방법은 플라즈마를 발생시켜 지지 유닛에 지지된 기판을 처리하는 처리 단계; 상기 처리 단계 이후, 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 온도를 설정 온도로 조절하는 온도 조절 단계; 및 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 온도가 상기 설정 온도에 도달한 이후, 기판을 상기 지지 유닛으로부터 이격시키는 리프트 업 단계를 포함하되, 상기 온도 조절 단계는, 유체 공급 유닛이 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 하면으로 열 전달 유체를 공급하여 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 온도를 조절하는 유체 공급 단계를 포함하고, 상기 유체 공급 단계에서는, 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 센터 영역의 하면, 그리고 상기 센터 영역을 감싸는 기판의 엣지 영역의 하면을 향해 상기 열 전달 유체를 공급하되, 상기 열 전달 유체는 독립된 유로를 통해 상기 센터 영역의 하면 및 상기 엣지 영역의 하면으로 각각 공급될 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE AND METHOD FOR TREATING A SUBSTRATE}
본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 기판을 처리하는 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 박막을 제거하는 에칭 공정(Etching Process)을 포함할 수 있다. 에칭 공정은 플라즈마의 이온 및/또는 라디칼들이 기판 상의 박막과 충돌하거나, 박막과 반응하여 수행된다.
플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 경우 플라즈마에 포함되는 이온 및/또는 라디칼의 직진성이 중요하다. 플라즈마에 포함되는 이온 및/또는 라디칼의 직진성은 기판의 선택비를 결정하는 중요한 요소로 작용한다. 이온 및/또는 라디칼의 직진성을 향상시키기 위해 기판을 처리할 때, 기판을 지지하는 정전 척의 온도를 낮게 형성한다.
정전 척의 온도를 낮게 형성하게 되면 플라즈마에 포함되는 이온 및/또는 라디칼의 직진성은 향상되지만, 플라즈마 처리가 종료된 이후 기판을 리프트 업 하여 반송하는 도중에 기판의 온도가 급격하게 변동되어 기판에 데미지가 가해진다. 특히, 척의 온도를 낮게 유지하여 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 공정을 수행하는 동안, 기판에 휨(Warpage)이 발생할 수 있다. 또한, 공정을 수행하는 동안 기판이 휘지 않더라도, 기판의 온도가 낮은 온도에서 이보다 상대적으로 높은 온도로 급격하게 변화하는 경우, 기판은 휠 수 있다. 플라즈마를 이용한 처리가 종료된 이후, 휨이 발생한 기판을 반송하여 후속 공정을 처리하는 경우, 후속 공정에서 기판을 원활하게 처리할 수 없다.
또한, 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 동안에, 기판에 형성된 박막들과 플라즈마가 반응하여 파티클 등의 불순물(Byproduct)이 생성될 수 있다. 특히, 정전 척의 온도를 낮게 유지하여 기판을 플라즈마로 처리하는 공정에서는, 기판의 온도 변화가 심화되므로 이러한 온도 변화에 의해 불순물이 다량으로 생성될 수 있다. 생성된 불순물은 기판에 부착되거나, 지지 유닛의 상면에 부착될 수 있다. 지지 유닛의 상면에 부착된 불순물은 플라즈마를 이용한 처리를 종료한 이후 기판을 리프트 업 할 때, 재차 기판의 하면에 부착할 수 있다. 기판에 부착된 불순물은 후속 공정에서 공정 불량을 야기하는 결과로 이어진다.
본 발명은 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 플라즈마 처리가 완료된 이후, 기판의 영역 별로 온도 보상을 균일하게 수행할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 플라즈마 처리가 완료된 기판에 손상이 발생하는 것을 최소화할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판에 휨 상태가 발생하는 것을 최소화할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판에 불순물이 부착되는 것을 최소화할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시예에 의한 기판 처리 방법은 플라즈마를 발생시켜 지지 유닛에 지지된 기판을 처리하는 처리 단계; 상기 처리 단계 이후, 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 온도를 설정 온도로 조절하는 온도 조절 단계; 및 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 온도가 상기 설정 온도에 도달한 이후, 기판을 상기 지지 유닛으로부터 이격시키는 리프트 업 단계를 포함하되, 상기 온도 조절 단계는, 유체 공급 유닛이 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 하면으로 열 전달 유체를 공급하여 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 온도를 조절하는 유체 공급 단계를 포함하고, 상기 유체 공급 단계에서는, 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 센터 영역의 하면, 그리고 상기 센터 영역을 감싸는 기판의 엣지 영역의 하면을 향해 상기 열 전달 유체를 공급하되, 상기 열 전달 유체는 독립된 유로를 통해 상기 센터 영역의 하면 및 상기 엣지 영역의 하면으로 각각 공급될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 유체 공급 단계에서는, 상기 센터 영역의 하면을 향해 상기 열 전달 유체를 공급한 이후에, 상기 엣지 영역의 하면을 향해 상기 열 전달 유체를 공급할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 온도 조절 단계는, 히터 유닛이 상기 지지 유닛 내부에서 발열하여 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 온도를 승온시키는 발열 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 온도 조절 단계는, 상기 발열 단계에서 선행적으로 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 온도를 승온시키고, 상기 유체 공급 단계에서 후행적으로 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 온도를 상기 설정 온도까지 승온시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 발열 단계에서 상기 히터 유닛은, 상기 센터 영역을 가열한 이후에, 상기 엣지 영역을 가열할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 유체 공급 단계와 상기 발열 단계는 동시에 수행되고, 상기 유체 공급 유닛 및 상기 히터 유닛은 각각 상기 센터 영역의 온도를 승온시키기 이전 또는 이후에, 상기 센터 영역을 감싸는 엣지 영역의 온도를 승온시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 처리 단계에서 상기 지지 유닛의 온도는 영하(零下)의 온도로 유지될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 설정 온도는 영상(零上)의 온도일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 유체 공급 유닛은, 상기 유체 공급 단계 이전에 상기 지지 유닛의 상면과 상기 지지 유닛에 지지된 기판 사이의 이격 공간 내의 분위기를 배기할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지 유닛의 상면에는, 상기 지지 유닛의 상면으로부터 돌출되게 형성되어 기판의 하면을 지지하는 핀이 배치되고, 상기 지지 유닛에 직류 전압이 인가되어 상기 핀에 의해 지지된 기판을 정전기력으로 흡착하되, 상기 온도 조절 단계 이후, 그리고 상기 리프트 업 단계 이전에, 상기 지지 유닛에 인가된 상기 직류 전압의 세기가 0이 될 때까지 상기 직류 전압의 세기를 점진적으로 낮추고, 상기 직류 전압의 세기가 0이 되면 상기 지지 유닛으로부터 기판을 리프트 업 할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 지지하는 지지 유닛을 제공한다. 일 실시예에 의한 지지 유닛은 내부에 상하로 관통하는 제1유로가 형성되고, 중심을 포함하는 제1영역의 상면이 상기 제1영역을 감싸는 제2영역의 상면보다 낮도록, 그 상면이 단차지게 형성된 유전판; 내부에 상하의 길이 방향을 가지고 상기 제1유로와 연통하는 제2유로가 형성되고, 상기 유전판의 하측에 배치되어 고주파 전압이 인가되거나 접지되는 베이스판; 상기 유전판의 내부에 배치되어 인가되는 직류 전압에 저항하여 발열하는 히터 유닛; 상기 베이스판의 내부에 배치되어 상기 제2유로와 연통하고, 내부에 열 전달 유체가 유동하는 링 형상의 유로를 포함하되, 상기 히터 유닛은, 상기 유전판에 지지된 기판의 센터 영역을 가열하는 링 형상의 센터 히터; 및 상기 센터 히터와 동심을 공유하고, 상기 센터 히터와 서로 다른 직경을 가져 상기 센터 히터와 이격되게 배치되는 엣지 히터를 포함하고, 상기 유로는, 위에서 바라볼 때, 상기 센터 히터 및 상기 엣지 히터 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 유로는, 위에서 바라볼 때 상기 베이스판의 센터 영역에 배치된 링 형상의 센터 유로; 및 상기 베이스판의 엣지 영역에 배치된 링 형상의 엣지 유로를 포함하고, 상기 센터 유로는, 위에서 바라볼 때 상기 센터 유로와 상기 엣지 유로 사이에 배치되고, 상기 엣지 유로는, 위에서 바라볼 때, 상기 엣지 유로와 상기 베이스판의 측단 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 센터 유로는 상기 베이스판의 센터 영역에 형성된 제2유로와 각각 연통하고, 상기 엣지 유로는 상기 베이스판의 엣지 영역에 형성된 제2유로와 각각 연통하고, 상기 베이스판의 센터 영역에 형성된 제2유로는 상기 유전판의 센터 영역에 형성된 제1유로와 연통하고, 상기 베이스판의 엣지 영역에 형성된 제2유로는 상기 유전판의 엣지 영역에 형성된 제1유로와 연통할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 센터 히터와 상기 엣지 히터는 독립적으로 발열하고, 상기 열 전달 유체는 상기 센터 유로와 상기 엣지 유로에 독립적으로 공급될 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시예에 의한 기판 처리 장치는 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징; 상기 처리 공간에서 기판을 지지하고, 지지된 기판의 온도를 조절하는 온도 조절 유닛을 포함하는 지지 유닛; 및 상기 처리 공간 내로 공급되는 가스를 여기시켜 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하고, 상기 온도 조절 유닛은, 상기 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 히터 유닛; 및 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 하면을 향해 열 전달 유체를 공급하는 유체 공급 유닛을 포함하고, 상기 유체 공급 유닛은, 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 센터 영역의 하면을 향해 가열된 상기 열 전달 유체를 공급하는 센터 유체 공급 유닛과, 상기 센터 영역을 감싸는 기판의 엣지 영역의 하면을 향해 가열된 상기 열 전달 유체를 공급하는 엣지 유체 공급 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 장치는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는, 상기 유체 공급 유닛과 상기 히터 유닛이 동시에 또는 시간 간격을 두고 지지 유닛에 지지된 기판의 온도를 조절하도록 상기 온도 조절 유닛을 제어할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어기는, 기판의 처리가 완료된 이후, 선행적으로 상기 히터 유닛이 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 온도를 승온시키고, 후행적으로 상기 유체 공급 유닛이 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 온도를 승온시키도록 상기 온도 조절 유닛을 제어할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 히터 유닛은, 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 센터 영역을 가열하는 센터 히터와, 상기 센터 영역을 감싸는 엣지 영역을 가열하는 엣지 히터를 포함하고, 상기 제어기는, 기판의 처리가 완료된 이후, 상기 센터 유체 공급 유닛 및 상기 센터 히터가 각각 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 센터 영역의 온도를 승온시킨 이후 또는 이전에, 상기 엣지 유체 공급 유닛 및 상기 엣지 히터가 상기 엣지 영역의 온도를 승온시키도록 상기 온도 조절 유닛을 제어할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지 유닛은, 상면에 기판이 안착되는 유전판과 상기 유전판의 하측에 배치된 베이스판을 포함하고, 상기 유전판에는 직류 전압이 인가되어 정전기력을 발생시키는 전극과, 상기 히터 유닛이 배치되고, 상기 센터 유체 공급 유닛은, 링 형상을 가지고, 상기 베이스판의 내부에 배치되어 상기 열 전달 유체가 유동하는 센터 유로; 상기 센터 유로에 설치된 센터 밸브; 상기 센터 밸브를 기준으로, 분기된 어느 하나의 유로에 설치되어 상기 센터 유로에 음압을 가하는 센터 감압 부재; 및 상기 센터 밸브를 기준으로, 분기된 다른 하나의 유로에 설치되어 상기 센터 유로에 상기 열 전달 유체를 공급하는 센터 소스를 포함하고, 상기 엣지 유체 공급 유닛은, 상기 베이스판의 내부에 상기 센터 유로와 동일한 중심을 공유하되 상기 센터 유로를 감싸도록 배치되고, 상기 열 전달 유체가 유동하는 엣지 유로; 상기 엣지 유로에 설치된 엣지 밸브; 상기 엣지 밸브를 기준으로, 분기된 어느 하나의 유로에 설치되어 상기 엣지 유로에 음압을 가하는 엣지 감압 부재; 및 상기 엣지 밸브를 기준으로, 분기된 다른 하나의 유로에 설치되어 상기 엣지 유로에 상기 열 전달 유체를 공급하는 엣지 소스를 포함하고, 상기 센터 유로와 상기 엣지 유로는, 끝단이 상기 유전판의 상면까지 연장되는 유로와 각각 연결될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지 유닛은 상기 베이스판의 하측에 배치되어 내부 공간을 가지는 하부 커버를 더 포함하고, 상기 내부 공간에는 상기 유전판의 상면으로부터 기판을 이격시키는 리프트 핀 어셈블리가 배치되되, 상기 제어기는, 상기 유체 공급 유닛이 상기 유전판의 상면에 안착된 기판의 온도를 설정 온도까지 승온시킨 이후에, 상기 전극에 인가되는 상기 직류 전압의 세기가 0이 될 때까지 상기 직류 전압의 세기를 점진적으로 낮추고, 상기 직류 전압의 세기가 0이 되면, 기판이 상기 유전판의 상면으로부터 상승하도록 상기 전극과 상기 리프트 핀 어셈블리를 제어하고, 상기 유체 공급 유닛이 기판의 하면으로 상기 열 전달 유체를 공급하기 이전에, 상기 지지 유닛의 상면과 상기 지지 유닛에 지지된 기판 사이의 이격 공간 내의 분위기를 배기하도록 상기 유체 공급 유닛을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 플라즈마 처리가 완료된 이후, 기판의 영역 별로 온도 보상을 균일하게 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 플라즈마 처리가 완료된 기판에 손상이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판에 휨 상태가 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판에 불순물이 부착되는 것을 최소화할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 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 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 일 실시예에 따른 공정 챔버를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 일 실시예에 따른 지지 유닛의 상부를 개략적으로 보여주는 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법의 플로우 차트이다.
도 5 내지 도 9는 일 실시예에 따른 온도 보상 단계를 수행하는 지지 유닛의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 10 및 도 11은 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법에 대한 플로우 차트이다.
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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
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. 상압 이송 모듈(20)의 일 측에는 적어도 하나 이상의 로드 포트(10)가 배치될 수 있다. 로드 포트(10)의 개수는 공정 효율 및 풋 프린트 조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수 있다.
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. 일 실시예에 의하면, 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 배치될 수 있다. 이하에서는, 위에서 바라볼 때, 제1방향(2)과 수직한 방향을 제2방향(4)이라 정의한다. 또한, 제1방향(2) 및 제2방향(4)을 모두 포함하는 평면에 수직한 방향을 제3방향(6)이라 정의한다. 예컨대, 제3방향(6)은 지면에 대해 수직한 방향을 의미할 수 있다.
상압 이송 모듈(20)은 용기(F)와 후술하는 로드락 챔버(40) 간에 기판을 반송할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 상압 이송 모듈(20)은 용기(F)로부터 기판을 인출하여 로드락 챔버(40)로 반송하거나, 로드락 챔버(40)로부터 기판을 인출하여 용기(F)의 내부로 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 배치될 수 있다. 반송 프레임(220)에는 로드 포트(10)가 접속될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 반송 프레임(220)의 내부는 상압(대기압) 분위기를 유지할 수 있다.
반송 프레임(220)에는 반송 레일(230)이 배치된다. 반송 레일(230)의 길이 방향은 반송 프레임(220)의 길이 방향과 수평할 수 있다. 예컨대, 반송 레일(230)은 제2방향(4)과 수평한 길이 방향을 가질 수 있다. 반송 레일(230) 상에는 제1반송 로봇(240)이 위치할 수 있다.
제1반송 로봇(240)은 로드 포트(10)에 안착된 용기(F)와 후술하는 로드락 챔버(40) 사이에서 기판을 반송할 수 있다. 제1반송 로봇(240)은 반송 레일(230)을 따라 제2방향(4)으로 전진 및 후진 이동할 수 있다. 또한, 제1반송 로봇(240)은 수직한 방향(예컨대, 제3방향(6))으로 승강할 수 있다.
제1반송 로봇(240)은 제1반송 핸드(242)를 가진다. 제1반송 핸드(242)에는 기판이 놓인다. 제1반송 핸드(242)는 수평면 상에서 전진, 후진, 및/또는 회전할 수 있다. 제1반송 로봇(240)은 복수 개의 제1반송 핸드(242)를 가질 수 있다. 복수 개의 제1반송 핸드(242)들은 상하 방향으로 서로 이격되게 배치될 수 있다.
진공 이송 모듈(30)은 후술하는 로드락 챔버(40)와 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)의 내부는 진공압 분위기로 유지될 수 있다. 트랜스퍼 챔버(320)에는 제2반송 로봇(340)이 배치될 수 있다. 예컨대, 제2반송 로봇(340)은 트랜스퍼 챔버(320)의 중심부에 배치될 수 있다. 제2반송 로봇(340)은 후술하는 로드락 챔버(40)와 공정 챔버(50) 간에 기판을 반송한다. 또한, 제2반송 로봇(340)은 공정 챔버(50)들 간에 기판을 반송할 수 있다.
제2반송 로봇(340)은 수직한 방향(예컨대, 제3방향(6))을 따라 승강할 수 있다. 제2반송 로봇(340)은 수평면 상에서 전진, 후진, 및/또는 회전하는 제2반송 핸드(342)를 가질 수 있다. 제2반송 핸드(342)에는 기판이 놓인다. 제2반송 로봇(340)은 복수 개의 제2반송 핸드(342)를 가질 수 있다. 복수 개의 제2반송 핸드(342)들은 상하 방향을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다.
트랜스퍼 챔버(320)에는 후술하는 공정 챔버(50)가 접속될 수 있다. 트랜스퍼 챔버(320)에는 적어도 하나 이상의 공정 챔버(50)가 접속될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 트랜스퍼 챔버(320)는 다각형의 형상을 가질 수 있다. 트랜스퍼 챔버(320)의 둘레에는 후술하는 로드락 챔버(40)와 공정 챔버(50)가 배치될 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 진공 이송 모듈(30)의 중앙부에 육각형의 형상을 가지는 트랜스퍼 챔버(320)가 배치되고, 그 둘레를 따라 로드락 챔버(40)와 공정 챔버(50)가 배치될 수 있다. 상술한 바와 달리, 트랜스퍼 챔버(320)의 형상 및 공정 챔버(50)의 개수는 사용자의 요구 조건에 따라 또는 공정 요구 조건에 따라 다양하게 변경될 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) 사이에서, 기판이 교환되는 버퍼 공간을 가진다. 예컨대, 공정 챔버(50)에서 소정의 처리가 완료된 기판은 로드락 챔버(40)의 버퍼 공간에서 일시적으로 머무를 수 있다. 또한, 용기(F)로부터 인출되어 소정의 처리가 예정된 기판은 로드락 챔버(40)의 버퍼 공간에서 일시적으로 머무를 수 있다.
전술한 바와 같이, 반송 프레임(220)의 내부는 상압 분위기로 유지될 수 있고, 트랜스퍼 챔버(320)의 내부는 진공압 분위기로 유지될 수 있다. 이에, 로드락 챔버(40)는 반송 프레임(220)과 트랜스퍼 챔버(320) 사이에 배치되어, 그 내부 분위기가 상압과 진공압 사이에서 전환될 수 있다.
공정 챔버(50)는 트랜스퍼 챔버(320)에 접속된다. 공정 챔버(50)는 복수 개 구비될 수 있다. 공정 챔버(50)는 기판에 대해 소정의 공정을 수행하는 챔버일 수 있다. 일 실시예에 의하면, 공정 챔버(50)는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 챔버일 수 있다.
예컨대, 공정 챔버(50)는 플라즈마를 이용하여 기판 상의 박막을 제거하는 에칭(Etching) 공정, 포토 레지스트막을 제거하는 애싱(Ashing) 공정, 기판 상의 하드 마스크 층을 제거하는 스트립(Strip) 공정, 기판 상에 박막을 형성하는 증착(Deposition) 공정, 드라이 클리닝(Dry Cleaning) 공정, 기판 상에 원자층을 증착하는 ALD 공정(Atomic Layer Deposition), 또는 기판 상의 원자층을 식각하는 ALE 공정(Atomic Layer Etching)을 수행하는 챔버일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 공정 챔버(50)에서 수행하는 플라즈마 처리 공정은 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 공지된 공정으로 다양하게 변형될 수 있다.
도 2는 도 1의 일 실시예에 따른 공정 챔버를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 3은 도 2의 일 실시예에 따른 지지 유닛의 상부를 개략적으로 보여주는 횡단면도이다.
이하에서는, 도 2와 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 공정 챔버와 이에 포함되는 온도 조절 유닛에 대해 설명한다.
공정 챔버(50)는 하우징(500), 지지 유닛(600), 가스 공급 유닛(700), 샤워 헤드 유닛(800), 그리고 제어기(미도시)를 포함할 수 있다.
하우징(500)은 챔버일 수 있다. 하우징(500)은 내부가 밀폐된 형상을 가질 수 있다. 하우징(500)은 내부 공간을 가진다. 하우징(500)의 내부 공간은 기판(W)이 처리되는 처리 공간(501)으로 기능한다. 처리 공간(501)은 기판(W)을 처리하는 동안 대체로 진공압 분위기로 유지될 수 있다. 하우징(500)은 접지될 수 있다.
하우징(500)의 일 측벽에는 반입구(미도시)가 형성된다. 반입구(미도시)는 기판(W)이 처리 공간(501)으로 반입 또는 반출하는 공간으로 기능한다. 반입구(미도시)는 도시되지 않은 도어 어셈블리에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다.
하우징(500)의 저면에는 배기 홀(530)이 형성된다. 배기 홀(530)은 배기 라인(540)과 연결된다. 배기 라인(540)에는 도시되지 않은 감압 부재가 설치될 수 있다. 감압 부재(미도시)는 음압을 가하는 공지된 펌프 중 어느 하나일 수 있다. 처리 공간(501)에 공급된 가스와 파티클 등을 포함하는 불순물(Byproduct) 등은 배기 홀(530)과 배기 라인(540)을 거쳐 처리 공간(501)의 외부로 배출될 수 있다. 또한, 감압 부재(미도시)는 처리 공간(501)의 가해지는 음압 값을 조절하여 처리 공간(501)의 압력을 조절할 수 있다.
배기 홀(530)의 상측에는 배기 배플(550)이 배치될 수 있다. 배기 배플(550)은 하우징(500)의 측벽과 후술하는 지지 유닛(600)의 사이에 배치될 수 있다. 배기 배플(550)은 링 형상으로 형성될 수 있다. 배기 배플(550)에는 적어도 하나 이상의 배플 홀(552)이 형성될 수 있다. 배플 홀(552)은 배기 배플(550)의 상면과 하면을 관통할 수 있다. 처리 공간(501)의 가스와 불순물 등은 배플 홀(552)을 통과하여 배기 홀(530)로 유동할 수 있다.
지지 유닛(600)은 처리 공간(501)에 배치된다. 지지 유닛(600)은 하우징(500)의 바닥면으로부터 상측으로 일정 거리 이격되어 배치될 수 있다. 지지 유닛(600)은 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(600)은 정전기력(Electrostatic Force)을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척을 포함할 수 있다. 이와 달리, 지지 유닛(600)은 진공 흡착 또는 기계적 클램핑 등의 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수 있다. 이하에서는, 일 실시예에 의한 지지 유닛(600)이 정전 척을 포함하는 경우를 예로 들어 설명한다.
지지 유닛(600)은 정전 척(610), 온도 조절 유닛(621, 631), 절연판(650), 그리고 하부 커버(660)를 포함할 수 있다.
정전 척(610)은 기판(W)을 지지한다. 정전 척(610)은 유전판(620)과 베이스판(630)을 포함할 수 있다. 유전판(620)은 지지 유닛(600)의 상부(upper portion)에 위치한다. 일 실시예에 의하면, 유전판(620)은 원판 형상의 유전체(Dielectric substance)일 수 있다. 일 실시예에 의하면, 유전판(620)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 기판(W)이 유전판(620)의 상면에 놓일 때, 기판(W)의 엣지 영역은 유전판(620)의 바깥에 위치할 수 있다.
유전판(620)의 상면은 단차지게 형성될 수 있다. 예컨대, 유전판(620)의 상면은, 제1영역이 제2영역보다 낮도록 단차지게 형성될 수 있다. 여기서, 제1영역이란 유전판(620)의 상면 중심을 포함하는 센터 영역의 상면을 의미할 수 있다. 또한, 제2영역이란, 제1영역을 감싸는 유전판(620)의 엣지 영역의 상면을 의미할 수 있다. 즉, 유전판(620)의 엣지 영역 상면은 유전판(620)의 센터 영역의 상면보다 그 높이가 높도록 단차지게 형성될 수 있다. 이에, 유전판(620)의 엣지 영역의 상면은 기판(W)의 하면을 지지할 수 있다. 유전판(620)의 엣지 영역의 상면은 후술하는 링 부재(R)의 내측부 상면과 대응되는 높이로 배치될 수 있다. 또한, 유전판(620)의 센터 영역의 상면에는 기판(W)의 하면과 접촉하는 핀(P)이 배치될 수 있다. 핀(P)의 끝단은 라운드지게 형성될 수 있다. 핀(P)의 상단은 기판(W)의 하면과 접촉할 수 있다. 이에, 기판(W)의 센터 영역은 핀(P)에 의해 지지되고, 기판(W)의 엣지 영역은 유전판(620)의 상면에 의해 지지될 수 있다. 다만, 상술한 예에 한정되는 것은 아니고, 유전판(620)의 상면은 대체로 편평하게 형성될 수 있고, 유전판(620)의 상면 전 영역에 기판(W)이 안착될 수 있다.
유전판(620)의 내부에는 후술하는 센터 히터(622)와 엣지 히터(626)가 배치될 수 있다. 센터 히터(622)와 엣지 히터(626)에 대한 상세한 설명은 후술한다. 또한, 유전판(620)의 내부에는 도시되지 않은 전극이 배치된다. 전극(미도시)은 유전판(620)의 내부에서 센터 히터(622) 및 엣지 히터(626)보다 상측에 위치할 수 있다. 전극(미도시)은 직류 전원과 전기적으로 연결될 수 있다. 전극(미도시)에 흐르는 전류에 의해 전극(미도시)과 기판(W) 사이에는 정전기적 힘이 작용하고, 이에 따라 기판(W)은 유전판(620)에 흡착될 수 있다.
유전판(620)의 내부에는 적어도 하나 이상의 제1유로(620a)가 형성될 수 있다. 제1유로(620a)는 유전판(620)의 상면으로부터 유전판(620)의 저면까지 형성될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제1유로(620a)는 유전판(620)의 상면과 하면을 상하로 관통할 수 있다. 제1유로(620a)는 기판(W)의 하면으로 후술하는 열 전달 유체가 공급되는 통로로 기능한다. 제1유로(620a)는 후술하는 제2유로(630a)와 유체 연통할 수 있다. 제1유로(620a)는 위에서 바라볼 때, 유전판(620)의 센터 영역과 센터 영역을 감싸는 엣지 영역 각각에 형성될 수 있다.
유전판(620)의 센터 영역에 형성된 제1유로(620a)들은 후술하는 베이스판(630)의 센터 영역에 형성된 제2유로(630a)들과 연통할 수 있다. 유전판(620)의 센터 영역에 형성된 제1유로(620a)들은 베이스판(630)의 센터 영역에 형성된 제2유로(630a)들을 매개로 후술하는 베이스판(630)의 센터 영역에 형성된 센터 유로(633)들과 연통할 수 있다.
또한, 유전판(620)의 엣지 영역에 형성된 제1유로(620a)들은 후술하는 베이스판(630)의 엣지 영역에 형성된 제2유로(630a)들과 연통할 수 있다. 유전판(620)의 엣지 영역에 형성된 제1유로(620a)들은 베이스판(630)의 엣지 영역에 형성된 제2유로(630a)들을 매개로 후술하는 베이스판(630)의 엣지 영역에 형성된 엣지 유로(637)들과 연통할 수 있다. 또한, 제1유로(620a)는 위에서 바라볼 때, 후술하는 히터 유닛(621)과 중첩되지 않도록 형성될 수 있다.
베이스판(630)은 유전판(620)의 하측에 위치한다. 베이스판(630)은 원판 형상을 가질 수 있다. 베이스판(630)의 상면은 그 중심 영역이 엣지 영역보다 높게 위치하도록 단차지게 형성될 수 있다. 베이스판(630)의 상부(upper portion) 중심 영역은 유전판(620)의 저면과 상응하는 면적을 가질 수 있다. 또한, 베이스판(630)의 상면 중심 영역은 도시되지 않은 접착층에 의해 유전판(620)의 저면과 접착될 수 있다. 베이스판(630)의 엣지 영역의 상측에는 후술하는 링 부재(R)가 위치할 수 있다.
베이스판(630)은 도전성 재질을 포함할 수 있다. 예컨대, 베이스판(630)의 재질은 알루미늄을 포함할 수 있다. 베이스판(630)은 금속판일 수 있다. 예컨대, 베이스판(630)의 전 영역은 금속판일 수 있다. 베이스판(630)은 고주파 전원(640)과 전기적으로 연결될 수 있다. 고주파 전원(640)은 고주파 전력을 발생시킬 수 있다. 예컨대, 고주파 전원(640)은 알-에프(RF) 전원일 수 있다. 또한, 고주파 전원(640)은 하이 바이어스 파워 알-에프(High Bias Power RF) 전원일 수 있다. 베이스판(630)은 고주파 전원(640)으로부터 고주파 전력을 인가받는다. 이로 인해, 베이스판(630)은 전기장을 발생시키는 전극으로 기능할 수 있다. 구체적으로, 베이스판(630)은 처리 공간(501)에 전계를 발생시키는, 후술하는 플라즈마 소스의 하부 전극으로 기능할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 베이스판(630)은 접지되어 플라즈마 소스의 하부 전극으로 기능할 수 있다.
베이스판(630)의 내부에는 후술하는 센터 유로(633), 엣지 유로(637), 그리고 냉각 유로(미도시)가 형성될 수 있다. 센터 유로(633)와 엣지 유로(637)에 대한 상세한 설명은 후술한다. 냉각 유로(미도시)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 기능할 수 있다. 냉각 유로(미도시)는 대체로 나선 형상을 가질 수 있다. 선택적으로, 냉각 유로(미도시)는 서로 다른 반경을 가지는 링 형상의 유로들이 서로 동일한 중심을 공유하도록 베이스판(630)의 내부에 형성될 수 있다. 냉각 유로(미도시)는 비록 도시되지 않았으나, 후술하는 센터 유로(633) 및 엣지 유로(637)보다 하측에 위치할 수 있다.
냉각 유로(미도시)는 도시되지 않은 냉각 유체 공급원을 통해 냉각 유체를 공급받을 수 있다. 예컨대, 냉각 유로(미도시)에는 냉각수가 유동할 수 있다. 예컨대, 냉각 유로(미도시)에는 영하(零下)의 온도를 유지하는 냉각수가 유동할 수 있다. 예컨대, 냉각 유로(미도시)에는 50도 내지 60도의 냉각수가 유동할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리하는 동안에, 척(610)의 온도는 영하로 유지될 수 있다.
냉각 유로를 유동하는 냉각 유체는 기판(W)에 대한 처리를 수행하는 동안 베이스판(630)을 냉각하고, 베이스판(630)을 매개로 기판(W)도 함께 냉각될 수 있다. 냉각 유로(미도시)를 따라 유동하는 냉각수에 의해 처리 공간(501)에서 발생한 플라즈마에 포함되는 이온 및/또는 라디칼의 직진성이 향상될 수 있다.
또한, 베이스판(630)의 내부에는 적어도 하나 이상의 제2유로(630a)가 형성된다. 제2유로(630a)는 기판(W)의 하면으로 후술하는 열 전달 유체가 공급되는 통로로 기능한다. 제2유로(630a)는 상하의 길이 방향을 가진다. 제2유로(630a)는 위에서 바라볼 때, 제1유로(620a)와 중첩되게 배치된다. 이에, 제2유로(630a)는 위에서 바라볼 때, 유전판(620)의 센터 영역과 센터 영역을 감싸는 엣지 영역 각각에 형성될 수 있다. 또한, 제2유로(630a)는 위에서 바라볼 때, 후술하는 히터 유닛(621)과 중첩되지 않는 위치에 형성될 수 있다. 이에, 제1유로(620a) 또한 위에서 바라볼 때, 히터 유닛(621)과 중첩되지 않는 위치에 형성될 수 있다. 제2유로(630a)는 제1유로(620a)와, 후술하는 센터 유로(633) 및 엣지 유로(637)를 서로 유체 연통시킬 수 있다. 예컨대, 베이스판(630)의 센터 영역에 형성된 제2유로(630a)의 일단은 유전판(620)의 센터 영역에 형성된 제1유로(620a)와 연결되고, 타단은 베이스판(630)의 센터 영역에 형성된 센터 유로(633)와 연결될 수 있다. 또한, 베이스판(630)의 엣지 영역에 형성된 제2유로(630a)의 일단은 유전판(620)의 엣지 영역에 형성된 제1유로(620a)와 연결되고, 타단은 베이스판(630)의 엣지 영역에 형성된 엣지 유로(637)와 연결될 수 있다.
또한, 유전판(620)의 상부(upper portion)에는 도시되지 않은 온도 센서가 설치될 수 있다. 온도 센서(미도시)는 유전판(620) 또는 유전판(620)에 지지된 기판(W)의 온도를 측정할 수 있다. 온도 센서(미도시)는 온도를 측정할 수 있는 공지된 센서 중 어느 하나일 수 있다. 온도 센서(미도시)가 측정한 유전판(620) 또는 기판(W)의 온도에 대한 데이터는 후술하는 제어기(미도시)에 전송될 수 있다.
온도 조절 유닛(621, 631)은 지지 유닛(600)의 온도를 승온시킨다. 구체적으로, 온도 조절 유닛(621, 631)은 지지 유닛(600)의 온도를 승온시켜 지지 유닛(600)에 지지된 기판(W)의 온도를 조절한다. 일 실시예에 의하면, 온도 조절 유닛(621, 631)은 플라즈마를 이용하여 처리가 완료된 기판(W)의 온도를 승온시킬 수 있다. 또한, 온도 조절 유닛(621, 631)은 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리하는 도중에 기판(W)의 온도를 조절할 수 있다. 예컨대, 온도 조절 유닛(621, 631)은 기판(W)에 대한 플라즈마 처리가 완료된 이후, 척(610)의 온도를 설정 온도로 승온시켜 기판(W)의 온도를 상승시킬 수 있다.
온도 조절 유닛(621, 631)은 히터 유닛(621)과 유체 공급 유닛(631)을 포함할 수 있다.
히터 유닛(621)은 지지 유닛(600)에 지지된 기판(W)을 가열한다. 히터 유닛(621)은 센터 히터(622)와 엣지 히터(626)를 포함할 수 있다. 센터 히터(622)와 엣지 히터(626)는 각각 유전판(620)의 내부에 배치될 수 있다. 센터 히터(622)와 엣지 히터(626)는 공급된 전류에 저항함으로써 열을 발생시키는 발열체일 수 있다. 일 실시예에 의하면, 센터 히터(622)와 엣지 히터(626)는 띠(패드) 형상의 히터일 수 있다. 또한, 센터 히터(622)와 엣지 히터(626)는 링 형상으로 형성될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 센터 히터(622)와 엣지 히터(626)는 각각 유전판(620)의 중심을 공유하되, 서로 다른 직경을 가지도록 형성된다. 또한, 센터 히터(622)와 엣지 히터(626)는 서로 이격되게 배치된다.
센터 히터(622)는 유전판(620)의 중심을 포함하는 센터 영역에 배치될 수 있다. 이에, 센터 히터(622)는 기판(W)의 센터 영역과 대향되게 위치할 수 있다. 센터 히터(622)는 센터 전원 라인(624)을 통해 센터 전원(623)과 전기적으로 연결된다. 센터 히터(622)와 센터 전원(623) 사이에는 센터 스위치(625)가 설치된다. 센터 스위치(625)가 온(ON) 되면, 센터 히터(622)는 센터 전원(623)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에, 센터 히터(622)는 유전판(620)의 센터 영역을 가열하여, 기판(W)의 센터 영역의 온도를 승온시킬 수 있다.
엣지 히터(626)는 유전판(620)의 센터 영역을 감싸는 가장자리 영역에 배치될 수 있다. 이에 따라, 엣지 히터(626)는 기판(W)의 엣지 영역과 대향되게 위치할 수 있다. 또한, 엣지 히터(626)의 일부는 위에서 바라볼 때, 유전판(620)의 높게 단차진 엣지 영역의 상면과 중첩되게 배치될 수 있다.
엣지 히터(626)는 엣지 전원 라인(628)을 매개로 엣지 전원(627)과 전기적으로 연결될 수 있다. 엣지 히터(626)와 엣지 전원(627) 사이에는 엣지 스위치(629)가 설치된다. 엣지 스위치(629)가 온(ON) 되면, 엣지 히터(626)는 엣지 전원(627)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에, 엣지 히터(626)는 유전판(620)의 엣지 영역을 가열하여, 기판(W)이 엣지 영역의 온도를 승온시킬 수 있다. 엣지 히터(626)는 센터 히터(622)와 독립적으로 발열 정도를 조절할 수 있고, 독립적으로 온(ON) 또는 오프(OFF) 될 수 있다.
상술한 실시예와 달리, 히터 유닛(621)은 센터 히터(622)와 엣지 히터(626) 외에, 복수 개의 히터들을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 센터 히터(622)와 엣지 히터(626)의 사이에는 복수 개의 링 형상의 히터들이 더 배치될 수 있다.
유체 공급 유닛(631)은 지지 유닛(600)에 지지된 기판(W)으로 열 전달 유체를 공급한다. 구체적으로, 유체 공급 유닛(631)은 유전판(620)에 지지된 기판(W)의 하면을 향해 열 전달 유체를 공급할 수 있다.
열 전달 유체는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리하는 동안, 기판(W)의 온도 불균일성을 해소하기 위해 기판(W)의 하면으로 공급하는 유체일 수 있다. 또한, 열 전달 유체는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리한 이후, 기판(W)의 온도를 승온시키기 위해 기판(W)의 하면으로 공급하는 유체일 수 있다. 열 전달 유체는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 열 전달 유체는 헬륨(He) 가스일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 열 전달 유체는 다양한 종류의 기체 또는 액체를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 유체 공급 유닛(631)은 유전판(620)에 지지된 기판(W)의 하면을 향해 가열된 열 전달 유체를 공급할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 가열된 열 전달 유체를 가열된 유체로 통칭하여 설명한다. 유체 공급 유닛(631)이 기판(W)의 하면으로 가열된 유체를 공급함으로써, 기판(W)의 온도는 승온될 수 있다. 유체 공급 유닛(631)은 센터 유체 공급 부재(632)와 엣지 유체 공급 부재(636)를 포함할 수 있다.
센터 유체 공급 부재(632)는 지지 유닛(600)에 지지된 기판(W)의 센터 영역의 온도를 조절할 수 있다. 구체적으로, 센터 유체 공급 부재(632)는 유전판(620)에 지지된 기판(W)의 센터 영역의 온도를 승온시킬 수 있다. 센터 유체 공급 부재(632)는 센터 유로(633), 센터 소스(634), 센터 밸브(635), 센터 밸브(635a), 그리고 센터 열원(635b)을 포함할 수 있다.
센터 유로(633)는 베이스판(630)의 내부에 배치될 수 있다. 센터 유로(633)는 베이스판(630)의 중심을 포함하는 센터 영역에 배치될 수 있다. 센터 유로(633)는 링 형상의 유로일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 센터 유로(633)는 나선 형상의 유로일 수 있다. 센터 유로(633)는 위에서 바라볼 때, 센터 히터(622) 및 엣지 히터(626)와 각각 중첩되지 않도록 위치될 수 있다. 구체적으로, 센터 유로(633)는 위에서 바라볼 때, 센터 히터(622)와 엣지 히터(626)의 사이에 위치할 수 있다.
센터 유로(633)에는 센터 밸브(635a)가 설치된다. 또한, 센터 유로(633)에는 센터 열원(635b)이 설치된다. 일 실시예에 의하면, 센터 밸브(635a)는 3way 밸브일 수 있다. 센터 밸브(635a)를 기준으로, 분기된 어느 하나의 유로에는 센터 소스(634)가 연결된다. 센터 소스(634)는 센터 유로(633)로 열 전달 유체를 공급한다. 또한, 센터 밸브(635a)를 기준으로, 분기된 다른 하나의 유로에는 센터 감압 부재(635c)가 연결된다. 센터 감압 부재(635c)는 센터 유로(633)에 음압을 가한다. 센터 감압 부재(635c)는 공지된 펌프 중 어느 하나일 수 있다.
센터 밸브(635a)의 개폐에 따라 센터 유로(633)에 열 전달 유체가 선택적으로 공급될 수 있다. 센터 유로(633)로 열 전달 유체가 공급되는 과정에서, 센터 열원(635b)에 의해 열 전달 유체가 가열될 수 있다. 센터 열원(635b)은 공지된 배관 히터 중 어느 하나일 수 있다. 일 실시예에 의하면, 센터 열원(635b)은 센터 유로(633)와 센터 소스(634)를 연결하는 배관 내부에 설치되거나, 배관 외부에 설치되어, 배관 내부를 유동하는 열 전달 유체의 온도를 승온시킬 수 있다. 이에, 센터 유로(633)에는 가열된 유체가 공급되어 유동할 수 있다.
센터 유로(633)는 전술한 베이스판(630)의 센터 영역에 형성된 제2유로(630a)와 연결된다. 전술한 바와 같이, 베이스판(630)의 센터 영역에 형성된 제2유로(630a)는 유전판(620)의 센터 영역에 형성된 제1유로(620a)와 연결된다. 이에, 베이스판(630)의 센터 영역에 형성된 제2유로(630a), 그리고 유전판(620)의 센터 영역에 형성된 제1유로(620a) 각각은 위에서 바라볼 때, 센터 히터(622)와 엣지 히터(626) 사이에 위치할 수 있다. 센터 유로(633)를 유동하는 가열된 유체는 베이스판(630)의 센터 영역에 형성된 제2유로(630a)와 유전판(620)의 센터 영역에 형성된 제1유로(620a)를 순차적으로 거쳐 유전판(620)에 지지된 기판(W)의 센터 영역의 하면을 향해 공급될 수 있다. 기판(W)의 센터 영역의 하면으로 공급된 가열된 유체는 기판(W)의 센터 영역의 온도를 승온시킬 수 있다.
엣지 유체 공급 부재(636)는 지지 유닛(600)에 지지된 기판(W)의 엣지 영역의 온도를 조절할 수 있다. 보다 상세하게, 엣지 유체 공급 부재(636)는 유전판(620)에 지지된 기판(W)의 엣지 영역의 온도를 승온시킬 수 있다. 엣지 유체 공급 부재(636)는 엣지 유로(637), 엣지 소스(638), 엣지 밸브(639a), 그리고 엣지 열원(639b)을 포함할 수 있다.
엣지 유로(637)는 베이스판(630)의 내부에 배치될 수 있다. 엣지 유로(637)는 베이스판(630)의 센터 영역을 감싸는 엣지 영역에 배치될 수 있다. 엣지 유로(637)는 링 형상을 가질 수 있다. 선택적으로, 엣지 유로(637)는 나선 형상을 가질 수 있다. 엣지 유로(637)는 위에서 바라볼 때, 센터 히터(622) 및 엣지 히터(626)와 각각 중첩되지 않도록 위치될 수 있다. 구체적으로, 엣지 유로(637)는 위에서 바라볼 때, 엣지 히터(626)와 유전판(620)의 측단 사이에 위치할 수 있다.
엣지 유로(637)에는 엣지 밸브(639a)가 설치된다. 또한, 엣지 유로(637)에는 엣지 열원(639b)이 설치된다. 엣지 열원(639b)의 구조는 전술한 센터 열원(635b)과 동일 또는 유사하므로, 중복되는 내용에 대한 설명은 생략한다. 일 실시예에 의하면, 엣지 밸브(639a)는 3way 밸브일 수 있다. 엣지 밸브(639a)를 기준으로, 분기된 어느 하나의 유로에는 엣지 소스(638)가 연결되고, 분기된 다른 하나의 유로에는 엣지 감압 부재(639c)가 연결된다. 엣지 소스(638)는 엣지 유로(637)에 열 전달 유체를 공급한다. 또한, 엣지 감압 부재(639c)는 엣지 유로(639c)에 음압을 가한다. 또한,
엣지 밸브(639a)의 개폐에 따라 엣지 유로(637)에 열 전달 유체가 선택적으로 공급될 수 있다. 엣지 유로(637)로 열 전달 유체가 공급되는 과정에서, 엣지 열원(639b)에 의해 열 전달 유체가 가열될 수 있다. 이에, 엣지 유로(637)에 가열된 유체가 공급될 수 있다.
엣지 유로(637)는 전술한 베이스판(630)의 엣지 영역에 형성된 제2유로(630a)와 연결될 수 있다. 상술한 바와 같이, 유전판(620)의 엣지 영역에 형성된 제2유로(630a)는 베이스판(630)의 엣지 영역에 형성된 제1유로(620a)와 연결된다. 이에, 베이스판(630)의 엣지 영역에 형성된 제2유로(630a), 그리고 유전판(620)의 엣지 영역에 형성된 제1유로(620a) 각각은 위에서 바라볼 때, 엣지 히터(626)와 유전판(620)의 끝단 사이에 위치할 수 있다. 엣지 유로(637)로 공급된 가열된 유체는 베이스판(630)의 엣지 영역에 형성된 제2유로(630a)와 유전판(620)의 엣지 영역에 형성된 제1유로(620a)를 거쳐 유전판(620)에 지지된 기판(W)의 엣지 영역의 하면을 향해 공급될 수 있다. 기판(W)의 엣지 영역의 하면으로 공급된 가열된 유체는 기판(W)의 엣지 영역의 온도를 승온시킬 수 있다.
전술한 센터 밸브(635a)와 엣지 밸브(639a)는 각각 독립적으로 개폐될 수 있다. 또한, 전술한 센터 히터(635a)와 엣지 열원(639b)은 각각 독립적으로 발열 정도가 조절될 수 있고, 독립적으로 온(ON) 또는 오프(OFF) 될 수 있다.
링 부재(R)는 정전 척(610)의 엣지 영역에 배치된다. 일 예에 의하면, 링 부재(R)는 포커스 링일 수 있다. 링 부재(R)는 링 형상을 가진다. 링 부재(R)는 유전판(620)의 둘레를 따라 배치된다. 예컨대, 링 부재(R)는 베이스판(630)의 엣지 영역의 상측에 배치될 수 있다.
링 부재(R)의 상면은 단차지게 형성될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 링 부재(R)의 내측부 상면은 유전판(620)의 상면과 동일한 높이에 위치할 수 있다. 또한, 링 부재(R)의 내측부 상면은 유전판(620)의 바깥에 위치된 기판(W)의 엣지 영역의 하면 중 일부를 지지할 수 있다. 링 부재(R)의 외측부 상면은 기판(W)의 엣지 영역의 측면을 둘러쌀 수 있다.
베이스판(630)의 하측에는 절연판(650)이 위치한다. 절연판(650)은 절연 재질을 포함할 수 있다. 절연판(650)은 베이스판(630)과 후술하는 하부 커버(660)를 전기적으로 절연시킨다. 절연판(650)은 위에서 바라볼 때, 대체로 원판 형상을 가질 수 있다. 절연판(650)은 베이스판(630)과 상응하는 면적을 가질 수 있다.
하부 커버(660)는 절연판(650)의 하측에 위치한다. 하부 커버(660)는 위에서 바라볼 때, 상면이 개방된 원통 형상을 가질 수 있다. 하부 커버(660)의 상면은 절연판(650)에 의해 덮일 수 있다. 하부 커버(660)의 내부 공간에는 기판(W)을 승강시키는 리프트 핀 어셈블리(670)가 위치할 수 있다. 리프트 핀 어셈블리(670)는 기판(W)의 하면과 접촉하여 기판(W)을 승강시킬 수 있다. 리프트 핀 어셈블리(670)는 기판(W)을 위 방향으로 이동시켜 유전판(620)의 상면으로부터 이격시킬 수 있다. 또한, 리프트 핀 어셈블리(670)는 기판(W)을 아래 방향으로 이동시켜 유전판(620)의 상면에 안착시킬 수 있다.
하부 커버(660)는 복수 개의 연결 부재(662)를 포함할 수 있다. 연결 부재(662)는 하부 커버(660)의 외측면과 하우징(500)의 내측벽을 서로 연결할 수 있다. 이에, 지지 유닛(600)은 연결 부재(662)를 매개로 하우징(500)의 바닥면으로부터 일정 거리 이격되어 지지될 수 있다. 복수 개의 연결 부재(662)들은 하부 커버(660)의 둘레 방향을 따라 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 연결 부재(662)는 접지된 하우징(500)과 연결되어 하부 커버(660)를 접지시킬 수 있다.
가스 공급 유닛(700)은 처리 공간(501)에 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(700)은 가스 공급 노즐(710), 가스 공급 라인(720), 그리고 가스 공급원(730)을 포함할 수 있다.
가스 공급 노즐(710)은 하우징(500)의 상면 중앙 영역에 설치될 수 있다. 가스 공급 노즐(710)의 저면에는 도시되지 않은 분사구가 형성된다. 분사구(미도시)는 하우징(500)의 내부로 가스를 분사할 수 있다.
가스 공급 라인(720)의 일단은 가스 공급 노즐(710)과 연결되고, 타단은 가스 공급원(730)과 연결된다. 가스 공급원(730)은 가스를 저장할 수 있다. 일 실시예에 의한 가스는 후술하는 플라즈마 소스에 의해 플라즈마 상태로 여기되는 가스일 수 있다. 또한, 일 실시예에 의한 가스는 캐리어 가스일 수 있다. 일 실시예에 의하면, 가스는 NH3, NF3, 및/또는 불활성 가스 등을 포함할 수 있다.
가스 공급 라인(720)에는 가스 밸브(740)가 설치된다. 가스 밸브(740)는 개폐 밸브일 수 있다. 가스 밸브(740)의 개폐에 따라 가스는 처리 공간(501)에 선택적으로 공급될 수 있다.
플라즈마 소스는 처리 공간(501)에 공급한 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 본 발명의 일 실시예에 의한 플라즈마 소스는 용량 결합형 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma, CCP)가 사용된다. 다만, 이에 한정되지 않고, 유도 결합형 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP) 또는 마이크로파 플라즈마(Microwave Plasma)를 사용하여 처리 공간(501)에 공급된 가스를 플라즈마 상태로 여기시킬 수 있다. 이하에서는, 일 실시예에 의한 플라즈마 소스로 용량 결합형 플라즈마(CCP)가 사용되는 경우를 예로 들어 설명한다.
플라즈마 소스는 상부 전극 및 하부 전극을 포함할 수 있다. 상부 전극과 하부 전극은 처리 공간(501) 내에서 대향되게 배치될 수 있다. 양 전극 중 어느 하나의 전극은 고주파 전력을 인가하고, 다른 전극은 접지될 수 있다. 이와 달리, 양 전극 모두 고주파 전력이 인가될 수 있다. 양 전극 사이의 공간인 처리 공간(501)에는 전계(Electronic Field)가 형성되고, 처리 공간(501)에 공급되는 가스는 플라즈마 상태로 여기될 수 있다. 처리 공간(501)에 발생한 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리한다. 일 실시예에 의하면, 상부 전극은 후술할 전극 플레이트(830)이며, 하부 전극은 상술한 베이스판(630)일 수 있다.
샤워 헤드 유닛(800)은 처리 공간(501) 내에서, 지지 유닛(600)의 상측에 위치한다. 샤워 헤드 유닛(800)은 샤워 플레이트(810), 전극 플레이트(830), 그리고 지지부(850)를 포함할 수 있다.
샤워 플레이트(810)는 지지 유닛(600)의 상측에 위치한다. 또한, 샤워 플레이트(810)는 지지 유닛(600)과 대향되게 위치한다. 샤워 플레이트(810)는 하우징(500)의 천정면으로부터 아래 방향으로 이격되게 위치할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 샤워 플레이트(810)는 두께가 일정한 원판 형상을 가질 수 있다. 샤워 플레이트(810)는 절연체일 수 있다. 샤워 플레이트(810)에는 복수 개의 관통 홀(812)이 형성된다. 관통 홀(812)은 샤워 플레이트(810)의 상면과 하면을 관통할 수 있다. 관통 홀(812)은 후술하는 전극 플레이트(830)에 형성된 홀(832)과 중첩되게 위치한다.
전극 플레이트(830)는 샤워 플레이트(810)의 상측에 배치된다. 전극 플레이트(830)는 하우징(500)의 천정면에서 하측으로 일정 거리 이격되게 배치될 수 있다. 이에, 전극 플레이트(830)와 하우징(500)의 천정면 사이에는 공간이 형성될 수 있다. 전극 플레이트(830)는 두께가 일정한 원판 형상을 가질 수 있다.
전극 플레이트(830)의 재질은 금속을 포함할 수 있다. 전극 플레이트(830)는 접지될 수 있다. 다만, 전술한 바와 같이, 전극 플레이트(830)는 고주파 전원(미도시)과 전기적으로 연결될 수 있다. 전극 플레이트(830)의 저면은 플라즈마에 의한 아크(arc) 발생을 최소화하기 위해, 그 표면이 양극화 처리될 수 있다. 전극 플레이트(830)의 단면은 지지 유닛(600)과 동일한 형상과 단면적을 갖도록 형성될 수 있다.
전극 플레이트(830)에는 복수 개의 홀(832)이 형성된다. 홀(832)은 전극 플레이트(830)의 상면과 하면을 수직 방향으로 관통한다. 복수 개의 홀(832)들 각각은 샤워 플레이트(810)에 형성된 복수 개의 관통 홀(812)들과 각각 대응된다. 이에, 가스 공급 노즐(710)에서 분사된 가스는 전극 플레이트(830)와 하우징(500)이 서로 조합하여 형성한 공간으로 유동한다. 가스는 공간으로부터 홀(832)과 관통 홀(812)을 거쳐 처리 공간(501)으로 공급될 수 있다.
지지부(850)는 샤워 플레이트(810)의 측부와 전극 플레이트(830)의 측부를 각각 지지한다. 지지부(850)의 상단은 하우징(500)의 천정면과 연결되고, 지지부(850)의 하부(lower portion)는 샤워 플레이트(810)의 측부 및 전극 플레이트(830)의 측부와 각각 연결된다. 지지부(850)의 재질은 비금속을 포함할 수 있다.
제어기(미도시)는 공정 챔버(50)에 포함되는 구성들을 제어할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제어기(미도시)는 온도 조절 유닛(621, 631)을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어기(미도시)는 센터 스위치(625), 엣지 스위치(629), 센터 밸브(635a), 센터 열원(635b), 엣지 밸브(639a), 엣지 열원(639b), 센터 감압 부재(635c), 그리고 엣지 감압 부재(639c)를 제어할 수 있다. 제어기(미도시)는 상술한 구성들을 제어하여, 이하에서 설명하는 기판 처리 방법을 수행할 수 있다.
제어기(미도시)는 온도 조절 유닛(621, 631)의 제어를 실행하는 마이크로 프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 프로세스 컨트롤러와, 온도 조절 유닛(621, 631)을 관리하기 위해서 오퍼레이터가 커맨트 입력 조작 등을 행하는 키보드나 온도 조절 유닛(621, 631)의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스와, 온도 조절 유닛(621, 631)에서 실행되는 처리를 프로세스 컨트롤러의 제어로 실행하기 위한 제어 프로그램이나 각종 데이터 및 처리 조건에 따라 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램을 포함하는 처리 레시피가 저장된 기억부를 구비할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스 및 기억부는 프로세스 컨트롤러에 접속되어 있을 수 있다. 처리 레시피는 기억부 중 기억 매체에 기억되어 있을 수 있다. 기억 매체는 하드 디스크, CD-ROM, DVD 등의 가반성 디스크나, 플래시 메모리 등의 반도체 메모리를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법의 플로우 차트이다. 도 5 내지 도 9는 일 실시예에 따른 온도 보상 단계를 수행하는 지지 유닛의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
이하에서는, 도 4 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 방법에 대해 상세히 설명한다. 이하에서 설명하는 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 방법은 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 기판 처리 장치(1)에 의해 수행되므로, 도 1 내지 도 3에서 인용한 참조 부호는 이하에서 동일하게 인용한다.
일 실시예에 의한 기판 처리 방법은 기판 반입 단계(S10), 기판 처리 단계(S20), 온도 조절 단계(S30), 판정 단계(S40), 그리고 기판 리프트 업 단계(S50)를 포함할 수 있다.
기판 반입 단계(S10)는 공정 챔버(50)로 기판(W)을 반입한다. 예컨대, 제2반송 로봇(340)은 하우징(500)의 측벽에 형성된 반입구(미도시)로 기판(W)을 반입하고, 유전판(620)의 상면에 기판(W)을 안착시킨다. 보다 구체적으로, 기판(W)은 유전판(620)의 센터 영역의 상면에 배치된 핀(P)의 상단에 안착된다. 후술하는 기판 처리 단계(S20)가 수행되기 이전에 처리 공간(501)의 분위기는 진공압 분위기로 조성될 수 있다.
기판 처리 단계(S20)에서는, 유전판(620)의 내부에 배치된 전극(미도시)에 직류 전압을 인가한다. 이에, 핀(P)에 안착된 기판(W)은 정전기적인 힘에 의해 유전판(620)에 흡착된다. 기판 처리 단계(S20)는 처리 공간(501)에 플라즈마를 발생시켜 기판(W)을 처리한다. 예컨대, 가스 공급 유닛(700)은 처리 공간(501)에 가스를 공급하고, 플라즈마 소스가 처리 공간(501)에 전계를 형성하여 처리 공간(501)에 공급된 가스를 여기시켜 플라즈마를 발생시킨다. 처리 공간(501)에 발생된 플라즈마를 이용하여 기판(W)에 대한 소정의 처리를 수행할 수 있다. 예컨대, 기판 처리 단계(S20)가 수행되는 동안 베이스판(630)에 형성된 냉각 유로(미도시)에는 섭씨 -50도 내지 -60도의 냉각수가 유동할 수 있다. 이에, 기판 처리 단계(S20)에서는 척(610)은 영하(零下)의 온도로 유지될 수 있다. 이에 따라, 처리 공간(501)에서 발생한 플라즈마에 포함되는 이온 및/또는 라디칼의 직진성이 향상될 수 있다.
일 실시예에 의한 온도 조절 단계(S30)는 기판 처리 단계(S20)가 완료된 이후에 수행될 수 있다. 온도 조절 단계(S30)는 기판 처리 단계(S20)에서 영하의 온도로 유지된 척(610)의 온도를 승온시킬 수 있다. 이에 따라, 온도 조절 단계(S30)에서는, 척(610)에 지지된 기판(W)의 온도가 상승할 수 있다. 일 실시예에 의한 온도 조절 단계(S30)에서 히터 유닛(621)이 선행적으로 지지 유닛(600)에 지지된 기판(W)의 온도를 승온시킨 이후, 유체 공급 유닛(631)이 후행적으로 지지 유닛(600)에 지지된 기판(W)의 온도를 설정 온도까지 승온시킬 수 있다. 일 실시예에 의하면, 설정 온도는 영상(零上)의 온도일 수 있다.
온도 조절 단계(S30)는 센터 히터 발열 단계(S320), 엣지 히터 발열 단계(S340), 석션 단계(S350), 센터 유체 공급 단계(S360), 그리고 엣지 유체 공급 단계(S380)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 센터 히터 발열 단계(S320), 엣지 히터 발열 단계(S340), 석션 단계(S350), 센터 유체 공급 단계(S360), 그리고 엣지 유체 공급 단계(S380)는 순차적으로 수행될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 센터 히터 발열 단계(S320)에서는, 센터 히터(622)가 발열한다. 구체적으로, 센터 히터 발열 단계(S320)에서는, 센터 스위치(625)가 온(ON) 되어 센터 히터(622)에 전류를 공급할 수 있다. 센터 스위치(625)는 설정 시간 동안 온(ON) 될 수 있다. 센터 히터(622)는 공급된 전류에 저항하여 발열할 수 있다. 센터 히터(622)가 발열함으로써, 유전판(620)의 센터 영역이 가열되고, 기판(W)의 센터 영역의 온도가 승온될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 엣지 히터 발열 단계(S340)에서는, 엣지 히터(626)가 발열한다. 엣지 히터 발열 단계(S340)에서는, 엣지 스위치(629)가 설정 시간 동안 온(ON) 될 수 있다. 이에, 엣지 히터(626)에는 설정 시간 동안 전류가 공급되고, 엣지 히터(626)는 설정 시간 동안 발열할 수 있다. 엣지 히터(626)가 발열하여 유전판(620)의 엣지 영역이 가열되고, 기판(W)의 엣지 영역의 온도가 승온될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 석션 단계(S350)는 기판(W)의 하면으로 열 전달 유체를 공급하기 이전에 수행될 수 있다. 석션 단계(S350)에서는, 센터 감압 부재(635c)가 센터 유로(633) 내에 음압을 가한다. 이에, 유전판(620)의 상면과 기판(W) 센터 영역의 하면 사이의 이격 공간 내의 분위기는 배기될 수 있다. 또한, 석션 단계(S350)에서 엣지 감압 부재(639c)는 엣지 유로(637)에 음압을 가할 수 있다. 이에, 유전판(620)의 상면과 기판(W) 엣지 영역의 하면 사이의 분위기는 배기될 수 있다. 석션 단계(S350)를 수행함으로써, 이격 공간 내에 잔류하는 부유물이나, 이격 공간 내에서 열 전도 또는 복사를 방해하는 요소를 사전에 제거할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 센터 유체 공급 단계(S360)에서는, 기판(W)의 센터 영역으로 가열된 유체를 공급한다. 구체적으로, 센터 유체 공급 단계(S360)에서는, 센터 유로(633)와 센터 소스(634)가 서로 연통하도록 센터 밸브(635a)를 개방하고, 센터 열원(635b)을 발열시켜 센터 소스(634)로부터 센터 유로(633)로 공급되는 열 전달 유체의 온도를 승온시킬 수 있다. 이에, 센터 유로(633)에는 가열된 유체가 공급될 수 있다. 센터 유로(633)에 공급된 가열된 유체는 베이스판(630)의 센터 영역에 형성된 제2유로(630a)와 유전판(620)의 센터 영역에 형성된 제1유로(620a)를 거쳐 기판(W)의 센터 영역 하면으로 공급된다. 이에, 기판(W)의 센터 영역의 온도는 승온된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 엣지 유체 공급 단계(S380)에서는, 기판(W)의 엣지 영역으로 가열된 유체를 공급한다. 보다 상세하게, 엣지 유체 공급 단계(S380)에서는 엣지 유로(637)와 엣지 소스(638)가 서로 연통하도록 엣지 밸브(639a)를 개방하고, 엣지 열원(639b)을 발열시켜 엣지 유로(637)로 가열된 유체를 공급한다. 엣지 유로(637)에 공급된 가열된 유체는 베이스판(630)의 엣지 영역에 형성된 제2유로(630a)와 유전판(620)의 엣지 영역에 형성된 제1유로(620a)를 거쳐 기판(W)의 엣지 영역 하면으로 공급된다. 이에, 기판(W)의 엣지 영역의 온도는 승온된다.
판정 단계(S40)에서는, 유전판(620)에 설치된 온도 센서(미도시)를 이용하여 유전판(620) 또는 기판(W)의 온도를 측정한다. 일 실시예에 의하면, 온도 센서(미도시)가 측정한 기판(W)의 온도가 설정 온도에 도달한 경우, 후술하는 기판 리프트 업 단계(S50)가 수행된다. 이와 달리, 온도 센서(미도시)가 측정한 기판(W)의 온도가 설정 온도에 도달하지 못한 경우, 전술한 온도 조절 단계(S30)를 다시 수행할 수 있다.
기판(W)의 온도가 설정 온도에 도달하면, 기판 리프트 업 단계(S50)를 수행한다. 기판 리프트 업 단계(S50)에서는 공정 챔버(50)로부터 기판(W)을 반출한다. 리프트 핀 어셈블리(670)가 기판(W)을 유전판(620)의 상면으로부터 위 방향으로 이동시키기 이전에, 유전판(620)의 내부에 배치된 전극(미도시)에 인가되는 직류 전압의 세기가 0이 될 때까지 점진적으로 줄인다. 전극(미도시)에 인가되는 직류 전압의 세기가 0이 되어, 기판(W)과 유전판(620) 사이에 정전기적 힘이 작용하지 않게 되면, 리프트 핀 어셈블리(670)는 유전판(620)의 상며으로부터 기판(W)을 위 방향으로 이동시킨다. 기판(W)이 유전판(620)의 상면으로부터 일정 거리 이격된 경우, 제2반송 로봇(340)은 기판(W)을 리프트 핀 어셈블리(670)로부터 인수하여 공정 챔버(50)의 외부로 반송할 수 있다. 공정 챔버(50)의 외부로 반송된 기판(W)은 후속 공정을 수행할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 기판 처리 단계(S20)는 영하의 온도에서 수행되므로, 기판(W)과 유전판(620) 사이의 온도의 편차가 매우 심한 상태이다. 이에, 기판(W)과 유전판(620) 사이에서 아주 작은 크기의 정전기적 힘이 작용하더라도, 기판(W)은 파손될 위험이 매우 높다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 전극(미도시)에 인가되는 직류 전압의 세기를 점진적으로 줄임으로써, 기판(W)이 유전판(620)으로부터 디척킹될 때, 기판(W)과 유전판(620) 사이에 작용하는 정전기적 힘에 의한 기판(W)의 파손을 사전에 방지할 수 있다.
기판 처리 단계(S20)가 완료된 직후의 상태를 보여주는 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(W)은 휨(Warpage) 상태에 있을 수 있다. 예컨대, 기판 처리 단계(S20)를 수행하기 이전부터 기판(W)이 휜 상태로 공정 챔버(50)로 반입될 수 있다. 또한, 기판 처리 단계(S20)를 수행하는 동안 척(610)과 처리 공간(501) 간의 온도 차이에 의해 기판(W)이 휠 수 있다. 구체적으로, 척(610)은 상술한 바와 같이, 기판 처리 단계(S20)를 수행하는 동안 영하의 온도로 유지되고, 처리 공간(501)에는 고온의 플라즈마가 발생한다. 이에, 기판(W)의 상하면의 온도 차이로 인해 기판 처리 단계(S20)가 수행된 이후의 기판(W)은 휨 상태에 있을 수 있다.
이에, 상술한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 센터 히터 발열 단계(S320)에서 기판(W)의 센터 영역을 선제적으로 가열하여 기판(W)의 센터 영역의 온도를 승온시킬 수 있다. 이에, 기판(W)의 센터 영역에 발생한 휨 상태를 선제적으로 완화시킬 수 있다. 이후에 엣지 히터 발열 단계(S340)에서 기판(W)의 엣지 영역을 후속하여 가열함으로써, 기판(W)의 엣지 영역의 온도를 승온시킬 수 있다. 이에, 기판(W)의 엣지 영역에 발생한 휨 상태를 완화시킬 수 있다. 또한, 기판(W)의 센터 영역에서 발생한 휨 정도가 선제적으로 완화됨으로 인해, 기판(W)의 엣지 영역이 상대적으로 유전판(620)의 상면에 가깝게 위치할 수 있다. 이에, 후속하는 엣지 히터 발열 단계(S340)에서 기판(W)의 엣지 영역에 대해 보다 효율적으로 열원을 전달할 수 있다.
또한, 센터 유체 공급 단계(S360)와 엣지 유체 공급 단계(S380)에서도 센터 히터 발열 단계(S320) 및 엣지 히터 발열 단계(S340)에서 실현하는 효과와 동일 또는 유사한 효과를 실현할 수 있음은 물론이다.
도 6의 A 부분에 대한 확대도와 도 9의 A 부분에 대한 확대도를 참조하면, 기판 처리 단계(S20)를 수행하는 과정에서 기판(W)의 하면, 그리고 유전판(620)의 상면에는 불순물이 부착될 수 있다. 상술한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 엣지 히터 발열 단계(S340)와 엣지 유체 공급 단계(S380)에서는 기판(W)의 엣지 영역의 온도를 승온시킬 수 있다.
구체적으로, 도 6의 A 부분의 확대도를 참조하면, 엣지 히터 발열 단계(S340)를 수행하는 동안, 기판(W)의 하면에 부착된 불순물(BP)은 가열되어 휘발(또는 증발)되어 기판(W)으로부터 제거될 수 있다. 또한, 엣지 히터 발열 단계(S340)를 수행하는 동안, 유전판(620)의 상면에 부착된 불순물(BP)은 가열되어 유전판(620)의 상면으로부터 제거될 수 있다. 이에, 후속 공정에서 기판(W)에 부착된 불순물(BP)에 의해 공정 수율이 저하되는 문제를 최소화할 수 있다.
또한, 도 9의 A 부분의 확대도를 참조하면, 엣지 유체 공급 단계(S380)를 수행하는 동안, 기판(W)의 하면 및 유전판(620)의 상면에 잔존하는 불순물(BP)은 가열되어 제거될 수 있다. 즉, 엣지 히터 발열 단계(S340)에서 제거되지 못하고 잔존하는 불순물(BP)은 엣지 유체 공급 단계(S380)에서 제거될 수 있다. 또한, 엣지 유체 공급 단계(S380)에서는 가열된 유체를 기판(W)의 하면을 향해 직접 공급하므로, 가열된 유체와 기판(W)의 하면에 부착된 불순물(BP)의 물리적 접촉에 의해, 기판(W)의 하면에 부착된 불순물(BP)은 보다 용이하게 기판(W)으로부터 제거될 수 있다.
상술한 실시예에서는, 센터 히터 발열 단계(S320) 이후에 엣지 히터 발열 단계(S340)를 수행하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 엣지 히터 발열 단계(S340)를 선행적으로 수행한 이후, 센터 히터 발열 단계(S320)를 수행할 수 있다. 또한, 엣지 유체 공급 단계(S380)를 수행한 이후, 센터 유체 공급 단계(S360)를 수행할 수 있다.
기판(W)의 휨 상태가 상대적으로 적은 경우, 기판(W)의 센터 영역에 대해 선제적으로 가열하면, 기판(W)의 하면에 부착된 불순물이 유전판(620)에 재차 부착되고 압착될 수 있다. 유전판(620)에 압착된 불순물을 제거하기 어려우므로, 기판(W)의 휨 상태가 양호한 경우, 기판(W)의 엣지 영역을 선제적으로 가열할 수 있다. 또한, 기판(W)의 하면 및 유전판(620)의 상면에 다량의 불순물이 부착된 경우, 선제적으로 기판(W)의 엣지 영역을 가열하여 이를 제거할 수 있다.
도 10 및 도 11은 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법에 대한 플로우 차트이다.
이하에서는, 도 10과 도 11을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법에 대해 설명한다. 이하에서 설명하는 실시예들에서는, 추가적으로 설명하는 경우 외에는 도 4 내지 도 9을 참조하여 설명한 일 실시예에 의한 기판 처리 방법과 동일 또는 유사하므로, 중복되는 내용에 대한 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 일 실시예에 의한 온도 조절 단계(S30)에서 유체 공급 유닛(631)이 선행적으로 지지 유닛(600)에 지지된 기판(W)의 온도를 승온시킨 이후, 히터 유닛(621)이 후행적으로 지지 유닛(600)에 지지된 기판(W)을 설정 온도까지 승온시킬 수 있다.
온도 조절 단계(S30)는 석션 단계(S610), 센터 유체 공급 단계(S620), 엣지 유체 공급 단계(S640), 센터 히터 발열 단계(S660), 그리고 엣지 히터 발열 단계(S680)를 포함할 수 있다. 석션 단계(S610), 센터 유체 공급 단계(S620), 엣지 유체 공급 단계(S640), 센터 히터 발열 단계(S660), 그리고 엣지 히터 발열 단계(S680)는 순차적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 석션 단계(S610)는 도 4 내지 도 9를 참조하여 설명한 석션 단계(S350)와 동일 또는 유사하고, 센터 유체 공급 단계(S620)는 전술한 센터 유체 공급 단계(S360)와 동일 또는 유사하고, 엣지 유체 공급 단계(S640) 전술한 엣지 유체 공급 단계(S380)와 동일 또는 유사하고, 센터 히터 발열 단계(S660)는 전술한 센터 히터 발열 단계(S320)와 동일 또는 유사하며, 엣지 히터 발열 단계(S680)는 전술한 엣지 히터 발열 단계(S680)와 동일 또는 유사하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판(W)의 하면으로 가열된 유체를 선제적으로 공급하므로, 기판(W)의 하면에 다량으로 불순물이 부착된 경우, 기판(W)에 부착된 불순물을 기판(W)으로부터 효율적으로 제거할 수 있다.
상술한 실시예와 달리, 엣지 유체 공급 단계(S640)를 수행한 이후, 센터 유체 공급 단계(S620)를 수행할 수 있다. 또한, 엣지 히터 발열 단계(S680)를 수행한 이후, 센터 히터 발열 단계(S660)를 수행할 수 있다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 온도 조절 단계(S30)는 석션 단계(S710), 센터 영역 가열 단계(S720), 그리고 엣지 영역 가열 단계(S740)를 포함할 수 있다. 석션 단계(S710), 센터 영역 가열 단계(S720), 그리고 엣지 영역 가열 단계(S740)는 순차적으로 수행될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 엣지 영역 가열 단계(S740)를 선행적으로 수행한 이후, 센터 영역 가열 단계(S720)를 수행할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 센터 영역 가열 단계(S720)가 수행된 이후 엣지 영역 가열 단계(S740)가 수행되는 것을 예로 들어 설명한다.
센터 영역 가열 단계(S720)에서는 기판(W)의 센터 영역의 온도를 승온시킬 수 있다. 예컨대, 센터 영역 가열 단계(S720)에서는 도 4 내지 도 9를 참조하여 설명한 센터 히터 발열 단계(S320) 및 센터 유체 공급 단계(S360)가 동시에 수행될 수 있다. 또한, 센터 영역 가열 단계(S720)에서는 도 4 내지 도 9를 참조하여 설명한 센터 히터 발열 단계(S320)가 수행된 이후 또는 이전에 센터 유체 공급 단계(S360)를 수행할 수 있다.
엣지 영역 가열 단계(S740)에서는 기판(W)의 엣지 영역의 온도를 승온시킬 수 있다. 예컨대, 엣지 영역 가열 단계(S740)에서는 도 4 내지 도 9를 참조하여 설명한 엣지 히터 발열 단계(S340) 및 엣지 유체 공급 단계(S380)가 동시에 수행될 수 있다. 또한, 엣지 영역 가열 단꼐(S740)에서는 도 4 내지 도 9를 참조하여 설명한 엣지 히터 발열 단계(S340)가 수행된 이후 또는 이전에 엣지 유체 공급 단계(S380)를 수행할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판(W)의 영역 별로 온도의 편차가 심한 경우, 기판(W)의 영역 별 온도를 집중적으로 승온시킬 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.
10: 로드 포트
20: 상압 이송 모듈
30: 진공 이송 모듈
40: 로드락 챔버
50: 공정 챔버
500 : 하우징
600 : 지지 유닛
610 : 정전 척
620 : 유전판
621 : 히터 부재
622 : 센터 히터
626 : 엣지 히터
630 : 베이스판
631 : 유체 공급 부재
632 : 센터 유체 공급 부재
636 : 엣지 유체 공급 부재
700 : 가스 공급 유닛
800 : 샤워 헤드 유닛
900 : 제어기
S10 : 기판 반입 단계
S20 : 기판 처리 단계
S30 : 온도 조정 단계
S40 : 판정 단계
S50 : 기판 반출 단계

Claims (20)

  1. 플라즈마를 발생시켜 지지 유닛에 지지된 기판을 처리하는 처리 단계;
    상기 처리 단계 이후, 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 온도를 설정 온도로 조절하는 온도 조절 단계; 및
    상기 지지 유닛에 지지된 기판의 온도가 상기 설정 온도에 도달한 이후, 기판을 상기 지지 유닛으로부터 이격시키는 리프트 업 단계를 포함하되,
    상기 온도 조절 단계는,
    유체 공급 유닛이 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 하면으로 열 전달 유체를 공급하여 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 온도를 조절하는 유체 공급 단계를 포함하고,
    상기 유체 공급 단계에서는,
    상기 지지 유닛에 지지된 기판의 센터 영역의 하면, 그리고 상기 센터 영역을 감싸는 기판의 엣지 영역의 하면을 향해 상기 열 전달 유체를 공급하되,
    상기 열 전달 유체는 독립된 유로를 통해 상기 센터 영역의 하면 및 상기 엣지 영역의 하면으로 각각 공급되는 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유체 공급 단계에서는,
    상기 센터 영역의 하면을 향해 상기 열 전달 유체를 공급한 이후에, 상기 엣지 영역의 하면을 향해 상기 열 전달 유체를 공급하는 기판 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 온도 조절 단계는, 히터 유닛이 상기 지지 유닛 내부에서 발열하여 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 온도를 승온시키는 발열 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 온도 조절 단계는,
    상기 발열 단계에서 선행적으로 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 온도를 승온시키고, 상기 유체 공급 단계에서 후행적으로 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 온도를 상기 설정 온도까지 승온시키는 기판 처리 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 발열 단계에서 상기 히터 유닛은, 상기 센터 영역을 가열한 이후에, 상기 엣지 영역을 가열하는 기판 처리 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 유체 공급 단계와 상기 발열 단계는 동시에 수행되고,
    상기 유체 공급 유닛 및 상기 히터 유닛은 각각 상기 센터 영역의 온도를 승온시키기 이전 또는 이후에, 상기 센터 영역을 감싸는 엣지 영역의 온도를 승온시키는 기판 처리 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 처리 단계에서 상기 지지 유닛의 온도는 영하(零下)의 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 설정 온도는 영상(零上)의 온도인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 유체 공급 유닛은, 상기 유체 공급 단계 이전에 상기 지지 유닛의 상면과 상기 지지 유닛에 지지된 기판 사이의 이격 공간 내의 분위기를 배기하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 지지 유닛의 상면에는, 상기 지지 유닛의 상면으로부터 돌출되게 형성되어 기판의 하면을 지지하는 핀이 배치되고, 상기 지지 유닛에 직류 전압이 인가되어 상기 핀에 의해 지지된 기판을 정전기력으로 흡착하되,
    상기 온도 조절 단계 이후, 그리고 상기 리프트 업 단계 이전에,
    상기 지지 유닛에 인가된 상기 직류 전압의 세기가 0이 될 때까지 상기 직류 전압의 세기를 점진적으로 낮추고, 상기 직류 전압의 세기가 0이 되면 상기 지지 유닛으로부터 기판을 리프트 업 하는 기판 처리 방법.
  11. 기판을 지지하는 지지 유닛에 있어서,
    내부에 상하로 관통하는 제1유로가 형성되고, 중심을 포함하는 제1영역의 상면이 상기 제1영역을 감싸는 제2영역의 상면보다 낮도록, 그 상면이 단차지게 형성된 유전판;
    내부에 상하 방향의 길이 방향을 가지고 상기 제1유로와 연통하는 제2유로가 형성되고, 상기 유전판의 하측에 배치되어 고주파 전압이 인가되거나 접지되는 베이스판;
    상기 유전판의 내부에 배치되어 인가되는 직류 전압에 저항하여 발열하는 히터 유닛;
    상기 베이스판의 내부에 배치되어 상기 제2유로와 연통하고, 내부에 열 전달 유체가 유동하는 링 형상의 유로를 포함하되,
    상기 히터 유닛은,
    상기 유전판에 지지된 기판의 센터 영역을 가열하는 링 형상의 센터 히터; 및
    상기 센터 히터와 동심을 공유하고, 상기 센터 히터와 서로 다른 직경을 가져 상기 센터 히터와 이격되게 배치되는 엣지 히터를 포함하고,
    상기 유로는,
    위에서 바라볼 때, 상기 센터 히터 및 상기 엣지 히터 사이에 배치되는 지지 유닛.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 유로는,
    위에서 바라볼 때 상기 베이스판의 센터 영역에 배치된 링 형상의 센터 유로; 및
    상기 베이스판의 엣지 영역에 배치된 링 형상의 엣지 유로를 포함하고,
    상기 센터 유로는, 위에서 바라볼 때 상기 센터 유로와 상기 엣지 유로 사이에 배치되고,
    상기 엣지 유로는, 위에서 바라볼 때, 상기 엣지 유로와 상기 베이스판의 측단 사이에 배치되는 지지 유닛.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 센터 유로는 상기 베이스판의 센터 영역에 형성된 제2유로와 각각 연통하고,
    상기 엣지 유로는 상기 베이스판의 엣지 영역에 형성된 제2유로와 각각 연통하고,
    상기 베이스판의 센터 영역에 형성된 제2유로는 상기 유전판의 센터 영역에 형성된 제1유로와 연통하고,
    상기 베이스판의 엣지 영역에 형성된 제2유로는 상기 유전판의 엣지 영역에 형성된 제1유로와 연통하는 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 센터 히터와 상기 엣지 히터는 독립적으로 발열하고,
    상기 열 전달 유체는 상기 센터 유로와 상기 엣지 유로에 독립적으로 공급되는 기판 처리 장치.
  15. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징;
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하고, 지지된 기판의 온도를 조절하는 온도 조절 유닛을 포함하는 지지 유닛; 및
    상기 처리 공간 내로 공급되는 가스를 여기시켜 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하고,
    상기 온도 조절 유닛은,
    상기 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 히터 유닛; 및
    상기 지지 유닛에 지지된 기판의 하면을 향해 열 전달 유체를 공급하는 유체 공급 유닛을 포함하고,
    상기 유체 공급 유닛은,
    상기 지지 유닛에 지지된 기판의 센터 영역의 하면을 향해 가열된 상기 열 전달 유체를 공급하는 센터 유체 공급 유닛과, 상기 센터 영역을 감싸는 기판의 엣지 영역의 하면을 향해 가열된 상기 열 전달 유체를 공급하는 엣지 유체 공급 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 장치는 제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 유체 공급 유닛과 상기 히터 유닛이 동시에 또는 시간 간격을 두고 지지 유닛에 지지된 기판의 온도를 조절하도록 상기 온도 조절 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어기는,
    기판의 처리가 완료된 이후, 선행적으로 상기 히터 유닛이 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 온도를 승온시키고, 후행적으로 상기 유체 공급 유닛이 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 온도를 승온시키도록 상기 온도 조절 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 히터 유닛은,
    상기 지지 유닛에 지지된 기판의 센터 영역을 가열하는 센터 히터와, 상기 센터 영역을 감싸는 엣지 영역을 가열하는 엣지 히터를 포함하고,
    상기 제어기는,
    기판의 처리가 완료된 이후, 상기 센터 유체 공급 유닛 및 상기 센터 히터가 각각 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 센터 영역의 온도를 승온시킨 이후 또는 이전에, 상기 엣지 유체 공급 유닛 및 상기 엣지 히터가 상기 엣지 영역의 온도를 승온시키도록 상기 온도 조절 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 유닛은, 상면에 기판이 안착되는 유전판과 상기 유전판의 하측에 배치된 베이스판을 포함하고,
    상기 유전판에는 직류 전압이 인가되어 정전기력을 발생시키는 전극과, 상기 히터 유닛이 배치되고,
    상기 센터 유체 공급 유닛은,
    링 형상을 가지고, 상기 베이스판의 내부에 배치되어 상기 열 전달 유체가 유동하는 센터 유로;
    상기 센터 유로에 설치된 센터 밸브;
    상기 센터 밸브를 기준으로, 분기된 어느 하나의 유로에 설치되어 상기 센터 유로에 음압을 가하는 감압 부재; 및
    상기 센터 밸브를 기준으로, 분기된 다른 하나의 유로에 설치되어 상기 센터 유로에 상기 열 전달 유체를 공급하는 센터 소스를 포함하고,
    상기 엣지 유체 공급 유닛은,
    상기 베이스판의 내부에 상기 센터 유로와 동일한 중심을 공유하되 상기 센터 유로를 감싸도록 배치되고, 상기 열 전달 유체가 유동하는 엣지 유로;
    상기 엣지 유로에 설치된 엣지 밸브;
    상기 엣지 밸브를 기준으로, 분기된 어느 하나의 유로에 설치되어 상기 엣지 유로에 음압을 가하는 감압 부재; 및
    상기 엣지 밸브를 기준으로, 분기된 다른 하나의 유로에 설치되어 상기 엣지 유로에 상기 열 전달 유체를 공급하는 엣지 소스를 포함하고,
    상기 센터 유로와 상기 엣지 유로는,
    끝단이 상기 유전판의 상면까지 연장되는 유로와 각각 연결되는 기판 처리 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 지지 유닛은 상기 베이스판의 하측에 배치되어 내부 공간을 가지는 하부 커버를 더 포함하고, 상기 내부 공간에는 상기 유전판의 상면으로부터 기판을 이격시키는 리프트 핀 어셈블리가 배치되되,
    상기 제어기는,
    상기 유체 공급 유닛이 상기 유전판의 상면에 안착된 기판의 온도를 설정 온도까지 승온시킨 이후에, 상기 전극에 인가되는 상기 직류 전압의 세기가 0이 될 때까지 상기 직류 전압의 세기를 점진적으로 낮추고, 상기 직류 전압의 세기가 0이 되면, 기판이 상기 유전판의 상면으로부터 상승하도록 상기 전극과 상기 리프트 핀 어셈블리를 제어하고,
    상기 유체 공급 유닛이 기판의 하면으로 상기 열 전달 유체를 공급하기 이전에, 상기 지지 유닛의 상면과 상기 지지 유닛에 지지된 기판 사이의 이격 공간 내의 분위기를 배기하도록 상기 유체 공급 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
KR1020220108449A 2021-12-28 2022-08-29 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 KR20230101682A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210189990 2021-12-28
KR20210189990 2021-12-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230101682A true KR20230101682A (ko) 2023-07-06

Family

ID=87185659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220108449A KR20230101682A (ko) 2021-12-28 2022-08-29 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230101682A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8409995B2 (en) Substrate processing apparatus, positioning method and focus ring installation method
KR101495288B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
TWI816869B (zh) 載置台、基板處理裝置、及邊緣環之搬運方法
US8852386B2 (en) Plasma processing apparatus
KR101760982B1 (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
TW202111851A (zh) 基板處理系統中的搬運方法
JP2019176031A (ja) プラズマ処理装置、及び被処理体の搬送方法
US20080242086A1 (en) Plasma processing method and plasma processing apparatus
KR20200010743A (ko) 기판 지지 장치 및 이를 포함하는 플라즈마 처리 장치
KR20230101682A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP2010267708A (ja) 真空処理装置および真空処理方法
KR20230101672A (ko) 기판 처리 장치
KR102477910B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102593139B1 (ko) 지지 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102600534B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JPWO2005055298A1 (ja) プラズマ処理装置及びマルチチャンバシステム
KR20230100555A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP7214021B2 (ja) プラズマ処理装置、及び被処理体の搬送方法
KR102491002B1 (ko) 링 부재 및 이를 가지는 기판 처리 장치
KR102675937B1 (ko) 기판 처리 장치
US20240153747A1 (en) Substrate supporting unit, apparatus for treating substrate including the same, and ring transfer method
KR20230101659A (ko) 지지 어셈블리 및 이를 가지는 기판 처리 장치
KR20100013148A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20230101995A (ko) 기판 처리 장치
KR20230064021A (ko) 기판 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal