KR20230103860A - Apparatus for treating substrate and method for processing a substrate - Google Patents

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박완재
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이성길
김재환
길혜준
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Abstract

본 발명은 제1막, 제2막, 그리고 제3막이 형성된 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 기판을 처리하는 방법은 공정 가스를 여기시켜 챔버 내 제1공간에 플라즈마를 발생시키고, 상기 제1공간과 구획된 제2공간에 상기 플라즈마에 포함되는 라디칼과 반응 가스를 혼합하여 에천트를 형성하고, 상기 에천트는 상기 제2공간과 구획된 제3공간에 위치하는 상기 제1막, 상기 제2막, 그리고 상기 제3막 중 상기 제1막 및 상기 제2막을 에칭하고, 상기 라디칼은 상기 제3공간에서 상기 제1막, 상기 제2막, 그리고 상기 제3막 중 상기 제3막을 에칭하되, 상기 제3공간으로 유동되는 상기 에천트와 상기 라디칼의 양을 조절하여 상기 제1막, 상기 제2막, 그리고 상기 제3막의 에칭 비율을 조절할 수 있다.The present invention provides a method for processing a substrate on which a first film, a second film, and a third film are formed. A method of processing a substrate includes generating plasma in a first space in a chamber by exciting a process gas, mixing radicals included in the plasma and reactive gas in a second space partitioned from the first space to form an etchant, , The etchant etches the first film and the second film among the first film, the second film, and the third film located in the third space partitioned from the second space, and the radical The third film among the first film, the second film, and the third film is etched in three spaces, and the amount of the etchant and the radical flowing into the third space is controlled to Etching rates of the second layer and the third layer may be adjusted.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE AND METHOD FOR PROCESSING A SUBSTRATE}Substrate processing apparatus and substrate processing method {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.The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method, and more particularly, to a substrate processing apparatus and method for plasma processing a substrate.

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.Plasma refers to an ionized gaseous state composed of ions, radicals, and electrons. Plasma is generated by very high temperatures, strong electric fields, or RF Electromagnetic Fields. A semiconductor device manufacturing process may include an etching process of removing a thin film or a foreign material formed on a substrate such as a wafer using plasma. The etching process is performed when ions and/or radicals of the plasma collide with or react with the thin film on the substrate.

일반적으로 기판에는 자연 산화막을 포함한 다양한 막이 적층되어 형성된다. 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 다양한 공정에서는 저마다의 적합한 선택비가 요구된다. 선택비는 기판에 형성된 막들의 식각 정도에 따라 결정된다. 기판에 형성된 막들 중 일부 막은 라디칼(또는 플라즈마)과 처리 가스가 서로 반응하여 형성된 에천트에 의해 식각될 수 있다. 또한, 기판에 형성된 막들 중 다른 일부는 라디칼에 의해 식각될 수 있다. 에천트에 의해 식각되는 대상과 라디칼에 의해 식각되는 대상이 상이하다. 이에, 기판에 적합한 선택비를 조절하기 위해 기판에 작용되는 에천트와 라디칼의 비율을 조절하는 것이 중요하다.In general, a substrate is formed by stacking various films including a natural oxide film. In various processes of processing a substrate using plasma, appropriate selection ratios are required for each. The selectivity is determined according to the degree of etching of the films formed on the substrate. Some of the films formed on the substrate may be etched by an etchant formed by reacting radicals (or plasma) with a process gas. Also, some of the films formed on the substrate may be etched by radicals. An object to be etched by an etchant and an object to be etched by a radical are different. Therefore, it is important to control the ratio of the etchant and the radical acting on the substrate in order to adjust the selectivity suitable for the substrate.

본 발명은 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of efficiently processing a substrate.

또한, 본 발명은 기판으로 작용하는 라디칼의 양을 조절하여 기판에 형성되는 막들에 대한 에칭 비율을 조절할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of adjusting the etching rate of films formed on a substrate by controlling the amount of radicals acting on the substrate.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재들로부터 통상의 기술자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited thereto, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

본 발명은 제1막, 제2막, 그리고 제3막이 형성된 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 기판을 처리하는 방법은 공정 가스를 여기시켜 챔버 내 제1공간에 플라즈마를 발생시키고, 상기 제1공간과 구획된 제2공간에 상기 플라즈마에 포함되는 라디칼과 반응 가스를 혼합하여 에천트를 형성하고, 상기 에천트는 상기 제2공간과 구획된 제3공간에 위치하는 상기 제1막, 상기 제2막, 그리고 상기 제3막 중 상기 제1막 및 상기 제2막을 에칭하고, 상기 라디칼은 상기 제3공간에서 상기 제1막, 상기 제2막, 그리고 상기 제3막 중 상기 제3막을 에칭하되, 상기 제3공간으로 유동되는 상기 에천트와 상기 라디칼의 양을 조절하여 상기 제1막, 상기 제2막, 그리고 상기 제3막의 에칭 비율을 조절할 수 있다.The present invention provides a method for processing a substrate on which a first film, a second film, and a third film are formed. A method of processing a substrate includes generating plasma in a first space in a chamber by exciting a process gas, mixing radicals included in the plasma and reactive gas in a second space partitioned from the first space to form an etchant, , The etchant etches the first film and the second film among the first film, the second film, and the third film located in the third space partitioned from the second space, and the radical The third film among the first film, the second film, and the third film is etched in three spaces, and the amount of the etchant and the radical flowing into the third space is controlled to Etching rates of the second layer and the third layer may be adjusted.

일 실시예에 의하면, 상기 제1공간에 포획 가스를 공급하고, 공급된 상기 포획 가스를 여기시켜 상기 제1공간에 포획 플라즈마를 형성시키고, 상기 포획 플라즈마에 포함되는 포획 라디칼 및 이온 중 이온을 차단하여 상기 포획 라디칼을 제2공간으로 유동시키되, 상기 포획 라디칼은 상기 라디칼과 반응하여 상기 라디칼이 상기 제3공간으로 유동하는 것을 방해할 수 있다.According to an embodiment, a capture gas is supplied to the first space, the supplied capture gas is excited to form a capture plasma in the first space, and ions among capture radicals and ions included in the capture plasma are blocked. Thus, the trapped radicals may flow into the second space, but the trapped radicals may react with the radicals to prevent the radicals from flowing into the third space.

일 실시예에 의하면, 상기 제1공간으로 공급되는 포획 가스의 양을 조절하여 상기 제1막, 상기 제2막, 그리고 상기 제3막 간의 에칭 비율을 조절할 수 있다.According to an embodiment, an etching rate between the first layer, the second layer, and the third layer may be adjusted by adjusting the amount of the capture gas supplied to the first space.

일 실시예에 의하면, 상기 라디칼은 F 라디칼이고, 상기 포획 라디칼은 H 라디칼 일 수 있다.According to one embodiment, the radical may be an F radical, and the trapping radical may be an H radical.

일 실시예에 의하면, 상기 제3막은 폴리 실리콘 막 일 수 있다.According to an embodiment, the third layer may be a polysilicon layer.

일 실시예에 의하면, 상기 에천트는 상기 제1막 및 상기 제2막 중 상기 제1막과 먼저 반응할 수 있다.According to an embodiment, the etchant may first react with the first layer of the first layer and the second layer.

일 실시예에 의하면, 상기 제1막은 산화 실리콘 막이고, 상기 제2막은 질화 실리콘 막 일 수 있다.According to an embodiment, the first layer may be a silicon oxide layer, and the second layer may be a silicon nitride layer.

또한, 본 발명은 제1막, 제2막, 그리고 제3막이 형성된 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 제1공간, 제2공간, 그리고 제3공간을 포함하는 내부 공간을 가지는 챔버, 고주파 전력이 인가되는 상부 전극, 상기 상부 전극의 하부에 배치되어 상기 상부 전극과 조합되어 상기 제1공간을 제공하고, 접지된 이온 블로커, 상기 이온 블로커의 하부에 배치되어 상기 이온 블로커와 조합되어 상부의 상기 제2공간과 하부의 상기 제3공간을 제공하고, 복수의 통공이 형성된 샤워 헤드, 상기 제3공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛, 상기 제1공간에 공정 가스 및 포획 가스를 공급하는 제1가스 공급 유닛, 상기 제2공간에 반응 가스를 공급하는 제2가스 공급 유닛 및 제어기를 포함하되, 상기 제1공간에 공급된 상기 공정 가스는 라디칼을 포함하는 플라즈마로 여기되고, 상기 플라즈마는 상기 제2공간에서 상기 반응 가스와 반응하여 에천트를 형성하고, 상기 에천트는 상기 제3공간에서 상기 제1막 및/또는 상기 제2막과 반응하여 상기 제1막 및/또는 상기 제2막을 에칭하고, 상기 라디칼은 상기 제3공간에서 상기 제3막과 반응하여 상기 제3막을 에칭하고, 상기 제1공간에 공급된 상기 포획 가스는 포획 라디칼을 포함하는 포획 플라즈마로 여기되고, 상기 포획 플라즈마는 상기 제1공간, 상기 제2공간, 그리고 상기 제3공간에서 상기 라디칼과 반응하되, 상기 제어기는 상기 제1막, 상기 제2막, 그리고 상기 제3막의 에칭 비율을 조절도록 상기 제1공간에 공급되는 상기 공정 가스와 상기 포획 가스의 양을 조절할 수 있다.In addition, the present invention provides an apparatus for processing a substrate on which the first film, the second film, and the third film are formed. An apparatus for processing a substrate includes a chamber having an internal space including a first space, a second space, and a third space, an upper electrode to which high-frequency power is applied, and disposed below the upper electrode in combination with the upper electrode to perform the above process. A shower head that provides a first space, a grounded ion blocker, disposed below the ion blocker and combined with the ion blocker to provide the second space at the top and the third space at the bottom, and a plurality of through holes formed therein , a support unit for supporting the substrate in the third space, a first gas supply unit for supplying a process gas and a capture gas to the first space, a second gas supply unit for supplying a reaction gas to the second space, and a controller The process gas supplied to the first space is excited into plasma containing radicals, the plasma reacts with the reaction gas in the second space to form an etchant, and the etchant is formed in the third space. reacts with the first film and/or the second film to etch the first film and/or the second film, and the radical reacts with the third film in the third space to etch the third film; , The trapping gas supplied to the first space is excited into trapping plasma containing trapping radicals, and the trapping plasma reacts with the radicals in the first space, the second space, and the third space, The controller may adjust amounts of the process gas and the capture gas supplied to the first space to adjust etching rates of the first layer, the second layer, and the third layer.

일 실시예에 의하면, 상기 제어기는 상기 제1공간으로 공급되는 상기 포획 가스의 양을 증가시켜 상기 제1막, 상기 제2막, 그리고 상기 제3막 중 상기 제3막의 에칭율을 감소시킬 수 있다.According to an embodiment, the controller may decrease an etching rate of the third film among the first film, the second film, and the third film by increasing an amount of the trapping gas supplied to the first space. there is.

일 실시예에 의하면, 상기 제어기는 상기 제1공간으로 공급되는 상기 포획 가스의 양을 감소시켜 상기 제1막, 상기 제2막, 그리고 상기 제3막 중 상기 제3막의 에칭율을 증가시킬 수 있다.According to an embodiment, the controller may increase an etching rate of the third film among the first film, the second film, and the third film by reducing the amount of the trapping gas supplied to the first space. there is.

일 실시예에 의하면, 상기 공정 가스는 NF3를 포함하고, 상기 포획 가스는 H2를 포함하고, 상기 반응 가스는 NH3를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the process gas may include NF3, the capture gas may include H2, and the reaction gas may include NH3.

일 실시예에 의하면, 상기 라디칼은 F 라디칼이고, 상기 포획 라디칼은 H 라디칼 일 수 있다.According to one embodiment, the radical may be an F radical, and the trapping radical may be an H radical.

일 실시예에 의하면, 상기 제1막은 산화 실리콘 막이고, 상기 제2막은 질화 실리콘 막이고, 상기 제3막은 폴리 실리콘 막 일 수 있다.In an exemplary embodiment, the first layer may be a silicon oxide layer, the second layer may be a silicon nitride layer, and the third layer may be a polysilicon layer.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the substrate can be efficiently processed.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판으로 작용하는 라디칼의 양을 조절하여 기판에 형성되는 막들에 대한 에칭 비율을 조절할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the etching rate of the films formed on the substrate may be adjusted by adjusting the amount of radicals acting on the substrate.

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.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2와 도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 플로우 차트이다.
도 5 내지 도 6은 도 4의 일 실시예에 따른 처리 단계에서 에천트와 라디칼을 형성하는 모습을 순차적으로 보여주는 도면이다.
도 7 내지 도 8은 도 4의 일 실시예에 따른 처리 단계에서 포획 라디칼을 형성하는 모습을 순차적으로 보여주는 도면이다.
도 9는 도 4의 일 실시예에 따른 처리 단계에서 포획 가스의 공급 유무에 따라 기판에 형성된 막이 식각되는 정도를 개략적으로 보여주는 그래프이다.1 is a diagram schematically showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are views schematically showing another embodiment of the substrate processing apparatus of FIG. 1 .
4 is a flow chart showing a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
5 to 6 are diagrams sequentially showing how an etchant and radicals are formed in the processing step according to the embodiment of FIG. 4 .
7 to 8 are diagrams sequentially showing how trapping radicals are formed in the processing step according to the embodiment of FIG. 4 .
FIG. 9 is a graph schematically showing the extent to which a film formed on a substrate is etched depending on whether or not a capture gas is supplied in the processing step according to the exemplary embodiment of FIG. 4 .

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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited due to the examples described below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes of components in the drawings are exaggerated to emphasize a clearer description.

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.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, the second element may also be termed a first element, without departing from the scope of the present invention.

이하에서는, 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 9 .

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 기판(W)을 처리한다. 기판 처리 장치(1)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리할 수 있다. 예컨대, 기판 처리 장치(1)는 플라즈마를 이용하여 기판(W) 상의 박막을 제거하는 에칭(Etching) 공정, 포토레지스트 막을 제거하는 애싱(Ashing) 공정, 기판(W) 상에 박막을 형성하는 증착 공정, 또는 드라이 클리닝 공정을 수행할 수 있다.1 is a diagram schematically showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , a substrate processing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention processes a substrate W. The substrate processing apparatus 1 may process the substrate W using plasma. For example, the substrate processing apparatus 1 includes an etching process of removing a thin film on the substrate W using plasma, an ashing process of removing a photoresist film, and a deposition process of forming a thin film on the substrate W. process, or a dry cleaning process may be performed.

예컨대, 기판 처리 장치(1)는 에천트(Etchant)를 기판(W)으로 전달하여 기판(W) 상에 형성된 박막을 제거할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치(1)는 기판(W) 상에 형성된 실리콘(규소, Si)을 포함하는 박막을 제거할 수 있다. 기판 처리 장치(1)는 실리콘(Si), 산화 실리콘(SiO2), 질화 실리콘(Si3N4), 그리고 폴리 실리콘(Poly Si) 중 적어도 어느 하나의 막을 갖는 기판(W)을 식각(Etching)할 수 있다. 예컨대, 기판(W)은 웨이퍼(Wafer)일 수 있다. 이하에서는, 이해의 편의를 위해 기판(W) 상에 형성된 복수의 박막 중 산화 실리콘 막을 포함하는 제1막, 질화 실리콘 막을 포함하는 제2막, 그리고 폴리 실리콘 막을 포함하는 제3막이 형성된 것을 예로 들어 설명한다.For example, the substrate processing apparatus 1 may transfer an etchant to the substrate (W) to remove a thin film formed on the substrate (W). According to one embodiment, the substrate processing apparatus 1 may remove a thin film including silicon (silicon, Si) formed on the substrate (W). The substrate processing apparatus 1 etches a substrate W having at least one of silicon (Si), silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), and poly silicon (Poly Si). )can do. For example, the substrate W may be a wafer. Hereinafter, for convenience of understanding, among a plurality of thin films formed on the substrate W, a first film including a silicon oxide film, a second film including a silicon nitride film, and a third film including a polysilicon film are formed as an example. Explain.

다만, 이에 한정되지 않고, 기판 처리 장치(1)에서 수행하는 플라즈마 처리 공정은 공지된 플라즈마 처리 공정으로 다양하게 변형될 수 있다. 기판 처리 장치(1)에 반입되는 기판(W)은 처리 공정이 일부 수행된 기판(W)이 반입될 수 있다. 예컨대, 기판 처리 장치(1)에 반입되는 기판(W)은 식각 공정 또는 사진 공정 등이 수행된 기판(W)일 수 있다.However, it is not limited thereto, and the plasma processing process performed by the substrate processing apparatus 1 may be variously modified into known plasma processing processes. A substrate W carried into the substrate processing apparatus 1 may be a substrate W on which a treatment process has been partially performed. For example, the substrate W carried into the substrate processing apparatus 1 may be a substrate W on which an etching process or a photo process has been performed.

기판 처리 장치(1)는 챔버(10)와 제어기(20)를 포함할 수 있다. 챔버(10)는 하우징(100), 지지 유닛(200), 샤워 헤드(300), 이온 블로커(400), 상부 전극(500), 그리고 가스 공급 유닛(600)을 포함할 수 있다. 챔버(10)는 내부 공간을 가진다. 챔버(10)의 내부 공간은 제1공간(A1), 제2공간(A2), 그리고 제3공간(A3)으로 구획될 수 있다.The substrate processing apparatus 1 may include a chamber 10 and a controller 20 . The chamber 10 may include a housing 100 , a support unit 200 , a shower head 300 , an ion blocker 400 , an upper electrode 500 , and a gas supply unit 600 . The chamber 10 has an interior space. The inner space of the chamber 10 may be divided into a first space A1, a second space A2, and a third space A3.

제1공간(A1)은 후술하는 샤워 헤드(300)와 상부 전극(500)이 서로 조합되어 형성된 공간으로 정의된다. 제2공간(A2)은 샤워 헤드(300)와 후술하는 이온 블로커(400)가 서로 조합되어 형성된 공간으로 정의된다. 제3공간(A3)은 샤워 헤드(300)와 후술하는 하우징(100)이 서로 조합되어 형성된 공간으로 정의된다. 제1공간(A1), 제2공간(A2), 그리고 제3공간(A3)에서 발생되는 메커니즘에 대한 상세한 설명은 후술한다.The first space A1 is defined as a space formed by combining the shower head 300 and the upper electrode 500 to be described later. The second space A2 is defined as a space formed by combining the shower head 300 and the ion blocker 400 described later. The third space A3 is defined as a space formed by combining the shower head 300 and the housing 100 described later. A detailed description of the mechanism generated in the first space A1, the second space A2, and the third space A3 will be described later.

제어기(20)는 기판 처리 장치(1)를 제어한다. 제어기(20)는 기판 처리 장치(1)의 제어를 실행하는 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 프로세스 컨트롤러와, 오퍼레이터가 기판 처리 장치(1)를 관리하기 위해서 커맨드 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 기판 처리 장치(1)의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스와, 기판 처리 장치(1)에서 실행되는 처리를 프로세스 컨트롤러의 제어로 실행하기 위한 제어 프로그램이나, 각종 데이터 및 처리 조건에 따라 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램, 즉 처리 레시피가 저장된 기억부를 구비할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스 및 기억부는 프로세스 컨트롤러에 접속되어 있을 수 있다. 처리 레시피는 기억 부 중 기억 매체에 기억되어 있을 수 있고, 기억 매체는, 하드 디스크이어도 되고, CD-ROM, DVD 등의 가반성 디스크나, 플래시 메모리 등의 반도체 메모리 일 수도 있다.The controller 20 controls the substrate processing apparatus 1 . The controller 20 includes a process controller composed of a microprocessor (computer) that controls the substrate processing apparatus 1, a keyboard through which an operator inputs commands to manage the substrate processing apparatus 1, and the like, and substrate processing. A user interface consisting of a display or the like that visualizes and displays the operation status of the apparatus 1, a control program for executing processes executed in the substrate processing apparatus 1 under the control of a process controller, and various data and processing conditions. A storage unit in which a program for executing a process, that is, a process recipe, is stored in each constituent unit may be provided. Also, the user interface and storage may be connected to the process controller. The processing recipe may be stored in a storage medium of the storage unit, and the storage medium may be a hard disk, a portable disk such as a CD-ROM or a DVD, or a semiconductor memory such as a flash memory.

제어기(20)는 이하에서 설명하는 기판 처리 방법을 수행하도록 기판 처리 장치(1)를 제어한다. 예컨대, 제어기(20)는 이하에서 설명하는 기판 처리 방법을 수행하도록 기판 처리 장치(1)에 제공되는 구성들을 제어할 수 있다.The controller 20 controls the substrate processing apparatus 1 to perform a substrate processing method described below. For example, the controller 20 may control elements provided to the substrate processing apparatus 1 to perform a substrate processing method described below.

하우징(100)은 제3공간(A3)을 정의할 수 있다. 제3공간(A3)은 하우징(100)과 후술하는 샤워 헤드(300)가 서로 조합되어 규정된 공간일 수 있다. 제3공간(A3)은 기판(W)이 처리되는 공간으로 기능한다. 제3공간(A3)에는 후술하는 지지 유닛(200)이 배치된다. 하우징(100)은 대체로 원통 형상으로 제공될 수 있다. 예컨대, 하우징(100)은 상부가 개방된 통 형상을 가질 수 있다.The housing 100 may define a third space A3. The third space A3 may be a space defined by combining the housing 100 and the shower head 300 described later. The third space A3 functions as a space where the substrate W is processed. A support unit 200 to be described later is disposed in the third space A3. The housing 100 may be provided in a substantially cylindrical shape. For example, the housing 100 may have a cylindrical shape with an open top.

하우징(100)의 내측벽은 플라즈마에 의해 식각되는 것을 방지할 수 있는 소재로 코팅될 수 있다. 예컨대, 하우징(100)의 내측벽은 세라믹과 같은 유전체 막으로 코팅될 수 있다. 하우징(100)은 접지될 수 있다. 하우징(100)에는 기판(W)이 제3공간(A3)으로부터 반출되거나, 제3공간(A3)으로 기판(W)이 반입되는 개구(미도시)가 형성될 수 있다. 개구(미도시)는 도어(미도시)에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다. 하우징(100)의 내벽에는 하우징(100)의 온도를 조절하는 온도 조절 부재(미도시)가 매설될 수 있다. 온도 조절 부재(미도시)에 의해 하우징(100)의 온도는 0 ℃ 내지 200 ℃ 범위에서 조절될 수 있다.The inner wall of the housing 100 may be coated with a material capable of preventing etching by plasma. For example, an inner wall of the housing 100 may be coated with a dielectric film such as ceramic. The housing 100 may be grounded. An opening (not shown) through which the substrate W is taken out of the third space A3 or the substrate W is brought into the third space A3 may be formed in the housing 100 . The opening (not shown) may be selectively opened and closed by a door (not shown). A temperature control member (not shown) may be embedded in the inner wall of the housing 100 to control the temperature of the housing 100 . The temperature of the housing 100 may be controlled in the range of 0 °C to 200 °C by a temperature control member (not shown).

하우징(100)의 바닥면에는 배기 홀(110)이 형성된다. 배기 홀(110)은 배기 유닛(120)과 연결된다. 배기 유닛(120)은 제3공간(A3)을 유동하는 가스 및/또는 파티클을 포함하는 불순물(Byproduct) 등을 제3공간(A3)의 외부로 배출한다. 배기 유닛(120)은 제1공간(A1)의 내부 분위기를 배기하여 제1공간(A1)의 압력을 조절할 수 있다. 또한, 배기 유닛(120)은 제1공간(A1)의 내부 분위기를 조절하여 제2공간(A2) 및 제3공간(A3)의 압력을 간접적으로 조절할 수 있다.An exhaust hole 110 is formed on the bottom surface of the housing 100 . The exhaust hole 110 is connected to the exhaust unit 120 . The exhaust unit 120 discharges gas flowing in the third space A3 and/or byproducts including particles to the outside of the third space A3. The exhaust unit 120 may adjust the pressure in the first space A1 by exhausting the internal atmosphere of the first space A1. In addition, the exhaust unit 120 may indirectly adjust the pressure in the second space A2 and the third space A3 by adjusting the internal atmosphere of the first space A1.

배기 유닛(120)은 배기 라인(122)과 감압 부재(124)를 포함할 수 있다. 배기 라인(122)의 일단은 배기 홀(110)과 연결되고, 배기 라인(122)의 타단은 감압 부재(124)와 연결될 수 있다. 감압 부재(124)는 펌프일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 감압 부재(124)는 음압을 제공하는 공지된 장치로 다양하게 변형되어 제공될 수 있다.The exhaust unit 120 may include an exhaust line 122 and a pressure reducing member 124 . One end of the exhaust line 122 may be connected to the exhaust hole 110 and the other end of the exhaust line 122 may be connected to the pressure reducing member 124 . The pressure reducing member 124 may be a pump. However, it is not limited thereto, and the pressure reducing member 124 may be variously modified and provided as a known device that provides negative pressure.

지지 유닛(200)은 제3공간(A3)의 내부에 위치한다. 지지 유닛(200)은 제3공간(A3)에서 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(200)은 정전기력(Electrostatic force)을 이용하여 기판(W)을 척킹(Chucking)할 수 있는 ESC일 수 있다. 지지 유닛(200)은 지지된 기판(W)을 가열할 수 있다.The support unit 200 is located inside the third space A3. The support unit 200 supports the substrate W in the third space A3. The support unit 200 may be an ESC capable of chucking the substrate W using electrostatic force. The support unit 200 may heat the supported substrate W.

지지 유닛(200)은 몸체(210), 정전 전극(220), 그리고 히터(230)를 포함할 수 있다. 몸체(210)는 기판(W)을 지지한다. 몸체(210)는 그 상면에 기판(W)을 지지하는 지지면을 가진다. 몸체(210)의 상면에는 기판(W)이 안착된다. 몸체(210)는 유전체(Dielectric substance)로 제공될 수 있다. 몸체(210)는 원판 형상의 유전판으로 제공될 수 있다. 일 예로, 몸체(210)는 세라믹 소재로 제공될 수 있다. 몸체(210)의 내부에는 후술하는 정전 전극(220)과 히터(230)가 매설될 수 있다.The support unit 200 may include a body 210 , an electrostatic electrode 220 , and a heater 230 . The body 210 supports the substrate (W). The body 210 has a support surface for supporting the substrate (W) on its upper surface. A substrate W is seated on the upper surface of the body 210 . The body 210 may be provided with a dielectric substance. The body 210 may be provided as a disc-shaped dielectric plate. For example, the body 210 may be made of a ceramic material. An electrostatic electrode 220 and a heater 230 to be described below may be buried inside the body 210 .

정전 전극(220)은 상부에서 바라볼 때, 기판(W)과 중첩되는 위치에 배치될 수 있다. 정전 전극(220)은 후술하는 히터(230)보다 상부에 배치될 수 있다. 정전 전극(220)은 제1전원(220a)과 전기적으로 연결된다. 제1전원(220a)은 직류 전원을 포함할 수 있다. 정전 전극(220)과 제1전원(220a) 사이에는 제1스위치(220b)가 설치된다. 정전 전극(220)은 제1스위치(220b)의 온/오프에 의해 제1전원(220a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 제1스위치(220b)가 온(ON) 되면, 정전 전극(220)에는 직류 전류가 흐른다. 정전 전극(220)에 전류가 흐르면, 정전 전극(220)에는 기판(W)을 척킹시킬 수 있는 정전기력에 의한 전계가 형성될 수 있다. 전계는 기판(W)에 몸체(210)를 향하는 방향으로 척킹되는 인력을 전달할 수 있다. 이에, 기판(W)은 몸체(210)에 흡착된다.The electrostatic electrode 220 may be disposed at a position overlapping the substrate W when viewed from above. The electrostatic electrode 220 may be disposed above a heater 230 to be described later. The electrostatic electrode 220 is electrically connected to the first power source 220a. The first power source 220a may include DC power. A first switch 220b is installed between the electrostatic electrode 220 and the first power source 220a. The electrostatic electrode 220 may be electrically connected to the first power source 220a by turning on/off the first switch 220b. For example, when the first switch 220b is turned on, direct current flows through the electrostatic electrode 220 . When current flows through the electrostatic electrode 220 , an electric field by electrostatic force capable of chucking the substrate W may be formed in the electrostatic electrode 220 . The electric field may transmit an attractive force chucked to the substrate W in a direction toward the body 210 . Accordingly, the substrate W is adsorbed to the body 210 .

히터(230)는 기판(W)을 가열한다. 히터(230)는 몸체(210)의 상면에 지지된 기판(W)을 가열한다. 히터(230)는 몸체(210)의 온도를 상승시켜 기판(W)을 가열한다. 히터(230)는 제2전원(230a)과 전기적으로 연결된다. 히터(230)와 제2전원(230a) 사이에는 제2스위치(230b)가 설치된다. 히터(230)는 제2스위치(230b)의 온/오프에 의해 제2전원(230a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 히터(230)는 제2전원(230a)에서 인가된 전류에 저항함으로써 발열한다.The heater 230 heats the substrate (W). The heater 230 heats the substrate W supported on the upper surface of the body 210 . The heater 230 heats the substrate W by increasing the temperature of the body 210 . The heater 230 is electrically connected to the second power source 230a. A second switch 230b is installed between the heater 230 and the second power source 230a. The heater 230 may be electrically connected to the second power source 230a by turning on/off the second switch 230b. The heater 230 generates heat by resisting the current applied from the second power source 230a.

발생된 열은 몸체(210)를 통해 기판(W)으로 전달된다. 히터(230)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 공정에 요구되는 온도로 유지될 수 있다. 또한, 히터(230)는 기판(W)이 처리되는 동안 기판(W)으로부터 분리되는 불순물(예컨대, (NH4)2SiF6 및/또는 SiF4)이 기판(W)에 재부착되는 것을 방지할 수 있도록, 몸체(210)의 온도를 높일 수 있다. 히터(230)는 텅스텐과 같은 발열체일 수 있다. 다만, 히터(230)의 종류는 이에 한정되는 것은 아니고, 공지된 발열체로 다양하게 변형되어 제공될 수 있다.The generated heat is transferred to the substrate (W) through the body (210). The substrate W may be maintained at a temperature required for a process by heat generated by the heater 230 . In addition, the heater 230 prevents impurities separated from the substrate W (eg, (NH 4 ) 2 SiF 6 and/or SiF 4 ) from being reattached to the substrate W while the substrate W is being processed. To do so, the temperature of the body 210 may be increased. The heater 230 may be a heating element such as tungsten. However, the type of heater 230 is not limited thereto, and may be variously modified and provided as a known heating element.

비록 도시되지 않았으나, 일 실시예에 따르면 히터(230)는 나선 형상의 코일로 복수 개가 제공될 수 있다. 히터(230)는 몸체(210)의 서로 다른 영역에 각각 제공될 수 있다. 예컨대, 몸체(210)의 중앙 영역을 가열하는 히터(230)와 몸체(210)의 가장자리 영역을 가열하는 히터(230)가 각각 제공될 수 있고, 이들 히터(230)들은 서로 간에 독립적으로 발열 정도를 조절할 수 있다.Although not shown, according to an embodiment, a plurality of heaters 230 may be provided as spiral coils. The heaters 230 may be respectively provided in different regions of the body 210 . For example, a heater 230 for heating the central region of the body 210 and a heater 230 for heating the edge region of the body 210 may be provided, respectively, and these heaters 230 are independent of each other in terms of heat generation. can be adjusted.

상술한 예에서는 몸체(210) 내에 히터(230)가 제공되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 몸체(210) 내에는 히터(230)가 제공되지 않을 수도 있다.In the above example, it has been described that the heater 230 is provided in the body 210 as an example, but is not limited thereto. For example, the heater 230 may not be provided in the body 210 .

샤워 헤드(300)는 하우징(100)의 상부에 배치된다. 샤워 헤드(300)는 지지 유닛(200)과 후술하는 이온 블로커(400) 사이에 배치될 수 있다. 샤워 헤드(300)는 챔버(10)의 내부 공간을 상부의 제2공간(A2)과 하부의 제3공간(A3)으로 구획할 수 있다. 예컨대, 샤워 헤드(300)와 하우징(100)이 서로 조합되어 형성된 공간은 제3공간(A3)으로 정의될 수 있다. 또한, 샤워 헤드(300)와 이온 블로커(400)가 서로 조합되어 형성된 공간은 제2공간(A2)으로 정의될 수 있다.The shower head 300 is disposed above the housing 100 . The shower head 300 may be disposed between the support unit 200 and an ion blocker 400 to be described later. The shower head 300 may divide the internal space of the chamber 10 into an upper second space A2 and a lower third space A3. For example, a space formed by combining the shower head 300 and the housing 100 may be defined as a third space A3. In addition, a space formed by combining the shower head 300 and the ion blocker 400 may be defined as a second space A2.

샤워 헤드(300)는 상부에서 바라볼 때, 대체로 원형으로 형성될 수 있다. 예컨대, 샤워 헤드(300)는 원판 형상으로 제공될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 샤워 헤드(300)는 스테인리스 스틸의 재질로 제공될 수 있다.When viewed from above, the shower head 300 may be formed in a substantially circular shape. For example, the shower head 300 may be provided in a disk shape. According to one embodiment, the shower head 300 may be made of stainless steel.

샤워 헤드(300)에는 통공(302)이 형성된다. 통공(302)은 복수 개 제공될 수 있다. 복수의 통공(302)들은 샤워 헤드(300)의 상면으로부터 하면까지 연장되어 형성될 수 있다. 즉, 복수의 통공(302)들은 샤워 헤드(300)를 상하 방향으로 관통하여 형성될 수 있다. 제2공간(A2)과 제3공간(A3)은 복수의 통공(302)들을 통해 서로 유체 연통할 수 있다.A through hole 302 is formed in the shower head 300 . A plurality of through holes 302 may be provided. A plurality of through holes 302 may be formed to extend from the upper surface to the lower surface of the shower head 300 . That is, the plurality of through holes 302 may be formed through the shower head 300 in a vertical direction. The second space A2 and the third space A3 may be in fluid communication with each other through the plurality of through holes 302 .

샤워 헤드(300)에는 하부 가스 주입구(310)가 형성될 수 있다. 하부 가스 주입구(310)는 적어도 하나 이상으로 제공될 수 있다. 하부 가스 주입구(310)는 후술하는 반응 가스 라인(622)과 연결될 수 있다. 하부 가스 주입구(310)는 제2공간(A2)과 연통할 수 있다. 하부 가스 주입구(310)는 제2공간(A2)을 향해 후술하는 반응 가스(G2)를 공급할 수 있다. 하부 가스 주입구(310)는 제2공간(A2)과 연통될 수 있으나, 제3공간(A3)과는 연통되지 않도록 구성될 수 있다. 하부 가스 주입구(310)는 복수의 통공(302)들 사이에 배치될 수 있다. 상부에서 바라볼 때, 하부 가스 주입구(310)는 복수의 통공(302)들과 중첩되지 않는 위치에 형성될 수 있다.A lower gas inlet 310 may be formed in the shower head 300 . At least one lower gas inlet 310 may be provided. The lower gas inlet 310 may be connected to a reaction gas line 622 to be described later. The lower gas inlet 310 may communicate with the second space A2. The lower gas inlet 310 may supply a reaction gas G2 to be described later toward the second space A2. The lower gas inlet 310 may communicate with the second space A2, but may not communicate with the third space A3. The lower gas inlet 310 may be disposed between the plurality of through holes 302 . When viewed from above, the lower gas inlet 310 may be formed at a position that does not overlap with the plurality of through holes 302 .

가열 부재(HE)는 샤워 헤드(300)의 상부에 배치될 수 있다. 가열 부재(HE)는 상부에서 바라볼 때, 링 형상을 가지는 히터일 수 있다. 가열 부재(HE)는 제2공간(A2)의 온도를 상승시킨다. 가열 부재(HE)에 의해 온도가 상승된 제2공간(A2)에서는 이온이 제거된 플라즈마와 반응 가스(G2) 간의 믹싱 효율이 상승한다.The heating member HE may be disposed above the shower head 300 . The heating member HE may be a heater having a ring shape when viewed from above. The heating member HE increases the temperature of the second space A2. In the second space A2 whose temperature is raised by the heating member HE, the mixing efficiency between the plasma from which ions are removed and the reaction gas G2 increases.

이온 블로커(400)는 샤워 헤드(300)의 상부에 배치된다. 또한, 이온 블로커(400)는 가열 부재(HE)의 상부에 배치된다. 이온 블로커(400)는 샤워 헤드(300)와 후술하는 상부 전극(500) 사이에 배치된다. 이온 블로커(400)는 챔버(10)의 내부 공간을 상부의 제1공간(A1)과 하부의 제2공간(A2)으로 구획할 수 있다.The ion blocker 400 is disposed above the shower head 300 . In addition, the ion blocker 400 is disposed above the heating member HE. The ion blocker 400 is disposed between the shower head 300 and the upper electrode 500 described later. The ion blocker 400 may divide the inner space of the chamber 10 into a first space A1 at the top and a second space A2 at the bottom.

이온 블로커(400)와 샤워 헤드(300)가 서로 조합되어 형성된 공간은 제2공간(A2)으로 정의될 수 있다. 예컨대, 이온 블로커(400), 샤워 헤드(300), 그리고 가열 부재(HE)가 서로 조합되어 형성된 공간은 제2공간(A2)으로 정의될 수 있다.A space formed by combining the ion blocker 400 and the shower head 300 may be defined as a second space A2. For example, a space formed by combining the ion blocker 400, the shower head 300, and the heating member HE may be defined as a second space A2.

또한, 이온 블로커(400)와 상부 전극(500)이 서로 조합되어 형성된 공간은 제1공간(A1)으로 정의될 수 있다. 예컨대, 이온 블로커(400), 상부 전극(500), 그리고 후술하는 절연 부재(DR)가 서로 조합되어 형성된 공간은 제1공간(A1)으로 정의될 수 있다.Also, a space formed by combining the ion blocker 400 and the upper electrode 500 may be defined as a first space A1. For example, a space formed by combining the ion blocker 400, the upper electrode 500, and an insulating member DR to be described later may be defined as a first space A1.

이온 블로커(400)는 접지된다. 이온 블로커(400)는 후술하는 상부 전극(500)과 서로 대향 전극으로 기능한다. 이에, 이온 블로커(400)는 상부 전극(500)과 함께 제1공간(A1)에 플라즈마를 형성하는 플라즈마 소스로 기능할 수 있다.The ion blocker 400 is grounded. The ion blocker 400 functions as an opposite electrode to an upper electrode 500 to be described later. Accordingly, the ion blocker 400 may function as a plasma source for forming plasma in the first space A1 together with the upper electrode 500 .

이온 블로커(400)에는 홀(402)이 형성된다. 홀(402)은 이온 블로커(400)의 상단과 하단을 관통하는 홀로 제공된다. 홀(402)은 제1공간(A1)과 제2공간(A2)을 서로 유체 연통시킬 수 있다. 이온 블로커(400)는 홀(402)을 통과하는 플라즈마에 포함된 이온(또는 전자), 그리고 라디칼 중 이온과 전자를 제거(또는 포집)할 수 있다. 이에, 플라즈마에 포함되는 성분 중 라디칼만이 이온 블로커(400)를 통과할 수 있다. 이온 블로커(400)는 이온의 통과를 막는(Block) 기능을 할 수 있다.A hole 402 is formed in the ion blocker 400 . The hole 402 is provided as a hole penetrating the upper and lower ends of the ion blocker 400 . The hole 402 may bring the first space A1 and the second space A2 into fluid communication with each other. The ion blocker 400 may remove (or capture) ions (or electrons) included in plasma passing through the hole 402 and ions and electrons among radicals. Accordingly, only radicals among the components included in the plasma may pass through the ion blocker 400 . The ion blocker 400 may function to block the passage of ions.

예컨대, 이온 블로커(400)는 제1공간(A1)에서 발생된 플라즈마가 제3공간(A3)을 향해 흐르는 플라즈마의 유동 경로 상에 배치될 수 있다. 제1공간(A1)에 형성된 플라즈마는 홀(402)을 통해 제2공간(A2)으로 유동할 수 있다. 제1공간(A1)에 형성된 플라즈마가 홀(402)을 통해 제2공간(A2)으로 유동하는 과정에서 플라즈마에 포함되는 이온이 제거되므로, 실질적으로 플라즈마에 포함되는 이온 및 라디칼 중 라디칼만이 제2공간(A2)으로 제공될 수 있다.For example, the ion blocker 400 may be disposed on a plasma flow path through which plasma generated in the first space A1 flows toward the third space A3. Plasma formed in the first space A1 may flow to the second space A2 through the hole 402 . Since the ions included in the plasma are removed in the process of flowing the plasma formed in the first space A1 to the second space A2 through the hole 402, substantially only radicals among ions and radicals included in the plasma are removed. It may be provided as 2 spaces (A2).

상부 전극(500)은 판 형상을 가질 수 있다. 상부 전극(500)은 챔버(10)의 내부 공간의 상부에 위치할 수 있다. 상부 전극(500)은 이온 블로커(400)의 상부에 배치될 수 있다. 상부 전극(500)은 이온 블로커(400)와 서로 마주보게 배치될 수 있다. 상부 전극(500)과 이온 블로커(400) 사이에는 절연 소재로 제공되는 절연 부재(DR)가 배치될 수 있다. 절연 부재(DR)는 상부에서 바라볼 때, 링 형상을 가질 수 있다. 절연 부재(DR)는 이온 블로커(400)와 상부 전극(500)을 서로 전기적으로 절연시킬 수 있다. 상부 전극(500), 절연 부재(DR), 그리고 이온 블로커(400)는 서로 조합되어 제1공간(A1)을 형성할 수 있다.The upper electrode 500 may have a plate shape. The upper electrode 500 may be positioned above the inner space of the chamber 10 . The upper electrode 500 may be disposed above the ion blocker 400 . The upper electrode 500 may be disposed to face the ion blocker 400 . An insulating member DR made of an insulating material may be disposed between the upper electrode 500 and the ion blocker 400 . When viewed from the top, the insulating member DR may have a ring shape. The insulating member DR may electrically insulate the ion blocker 400 and the upper electrode 500 from each other. The upper electrode 500, the insulating member DR, and the ion blocker 400 may be combined with each other to form the first space A1.

상부 전극(500)에는 전원 모듈(510)이 제공된다. 전원 모듈(510)은 상부 전극(500)에 전력을 인가할 수 있다. 예컨대, 전원 모듈(510)은 상부 전극(500)에 고주파 전력을 인가할 수 있다. 전원 모듈(510)은 상부 전원(512)과 상부 전원 스위치(514)를 포함한다.A power module 510 is provided on the upper electrode 500 . The power module 510 may apply power to the upper electrode 500 . For example, the power module 510 may apply high frequency power to the upper electrode 500 . The power module 510 includes an upper power supply 512 and an upper power switch 514 .

상부 전원(512)은 RF 소스로 제공될 수 있다. 상부 전원(512)은 상부 전극(500)에 고주파 전력을 인가할 수 있다. 상부 전극(500)과 상부 전원(512) 사이에는 임피던스 매쳐(미도시)가 제공될 수 있다. 상부 전원 스위치(514)의 온/오프에 따라 상부 전극(500)에는 고주파 전류가 흐른다. 상부 전극(500)에 고주파 전류가 흐르면, 대향 전극으로 기능하는 이온 블로커(400)와 상부 전극(500) 사이에는 전계가 형성된다. 즉, 제1공간(A1)에는 전계가 형성된다. 이에, 제1공간(A1)에 공급된 후술하는 공정 가스(G1)는 제1공간(A1)에서 플라즈마로 여기될 수 있다. 또한, 제1공간(A1)에 공급된 포획 가스(CG)는 제1공간(A1)에서 포획 플라즈마로 여기될 수 있다.The upper power supply 512 may be provided as an RF source. The upper power source 512 may apply high frequency power to the upper electrode 500 . An impedance matcher (not shown) may be provided between the upper electrode 500 and the upper power supply 512 . When the upper power switch 514 is turned on/off, a high frequency current flows through the upper electrode 500 . When a high frequency current flows through the upper electrode 500, an electric field is formed between the upper electrode 500 and the ion blocker 400 serving as a counter electrode. That is, an electric field is formed in the first space A1. Accordingly, the process gas G1 supplied to the first space A1, which will be described later, can be excited into plasma in the first space A1. In addition, the capture gas CG supplied to the first space A1 may be excited into capture plasma in the first space A1.

상부 전극(500)에는 상부 가스 주입구(520)가 형성될 수 있다. 상부 가스 주입구(520)는 적어도 하나 이상 제공될 수 있다. 상부 가스 주입구(520)는 후술하는 가스 라인(621)과 연결될 수 있다. 상부 가스 주입구(520)는 제1공간(A1)을 향해 후술하는 공정 가스(G1)를 공급할 수 있다. 또한, 상부 가스 주입구(520)는 제1공간(A1)으로 후술하는 포획 가스(CG)를 공급할 수 있다.An upper gas inlet 520 may be formed in the upper electrode 500 . At least one upper gas inlet 520 may be provided. The upper gas inlet 520 may be connected to a gas line 621 to be described later. The upper gas inlet 520 may supply a process gas G1 to be described later toward the first space A1. In addition, the upper gas inlet 520 may supply the captured gas CG, which will be described later, to the first space A1.

가스 공급 유닛(600)은 챔버(10)의 내부 공간으로 가스를 공급한다. 예컨대, 가스 공급 유닛(600)은 제1공간(A1)으로 공정 가스(G1)를 공급할 수 있다. 또한, 가스 공급 유닛(600)은 제1공간(A1)으로 포획 가스(CG)를 공급할 수 있다. 또한, 가스 공급 유닛(600)은 제2공간(A2)으로 반응 가스(G2)를 공급할 수 있다.The gas supply unit 600 supplies gas to the inner space of the chamber 10 . For example, the gas supply unit 600 may supply the process gas G1 to the first space A1. Also, the gas supply unit 600 may supply the captured gas CG to the first space A1. Also, the gas supply unit 600 may supply the reaction gas G2 to the second space A2.

가스 공급 유닛(600)은 제1가스 공급 유닛(620)과 제2가스 공급 유닛(640)을 포함할 수 있다.The gas supply unit 600 may include a first gas supply unit 620 and a second gas supply unit 640 .

제1가스 공급 유닛(620)은 공정 가스(G1)와 포획 가스(CG)를 공급한다. 일 실시예에 따르면, 제1가스 공급 유닛(620)은 제1공간(A1)으로 공정 가스(G1)와 포획 가스(CG)를 공급할 수 있다. 제1가스 공급 유닛(620)은 제1공간(A1)에 공정 가스(G1)와 포획 가스(CG)를 동시에 공급할 수 있다. 선택적으로, 제1가스 공급 유닛(620)은 제1공간(A1)에 공정 가스(G1)와 포획 가스(CG)를 순차적으로 공급할 수 있다.The first gas supply unit 620 supplies a process gas G1 and a capture gas CG. According to an embodiment, the first gas supply unit 620 may supply the process gas G1 and the captured gas CG to the first space A1. The first gas supply unit 620 may simultaneously supply the process gas G1 and the capture gas CG to the first space A1. Optionally, the first gas supply unit 620 may sequentially supply the process gas G1 and the captured gas CG to the first space A1.

제1가스 공급 유닛(620)은 가스 라인(621), 공정 가스 라인(623), 공정 가스 공급원(625), 포획 가스 라인(627), 그리고 포획 가스 공급원(629)을 포함할 수 있다.The first gas supply unit 620 may include a gas line 621 , a process gas line 623 , a process gas supply source 625 , a capture gas line 627 , and a capture gas supply source 629 .

가스 라인(621)은 상부 가스 주입구(520)와 공정 가스 라인(623) 및 포획 가스 라인(627)을 서로 연결할 수 있다. 가스 라인(621)의 일단은 상부 가스 주입구(520)와 연결된다. 예컨대, 가스 라인(621)의 일단은 복수의 상부 가스 주입구(520)들 각각과 연결될 수 있다. 가스 라인(621)의 타단은 공정 가스 라인(623) 및 포획 가스 라인(627)으로 분기될 수 있다.The gas line 621 may connect the upper gas inlet 520 , the process gas line 623 , and the capture gas line 627 to each other. One end of the gas line 621 is connected to the upper gas inlet 520 . For example, one end of the gas line 621 may be connected to each of the plurality of upper gas inlets 520 . The other end of the gas line 621 may branch into a process gas line 623 and a capture gas line 627 .

공정 가스 라인(623)의 일단은 가스 라인(627)과 연결되고, 타단은 공정 가스 공급원(625)과 연결될 수 있다. 공정 가스 공급원(625)은 공정 가스(G1)를 저장한다. 공정 가스(G1)는 삼불화질소(NF3) 또는 불소(F2)를 포함하는 가스일 수 있다. 가스 공급원(625)에 저장된 공정 가스(G1)는 공정 가스 라인(623), 가스 라인(621), 그리고 상부 가스 주입구(520)를 거쳐 제1공간(A1)으로 공급될 수 있다. 제1공간(A1)으로 공급된 공정 가스(G1)는 상부 전극(500)과 이온 블로커(400)에 의해 여기될 수 있다. 도시되지 않았으나, 공정 가스 공급원(625)과 공정 가스 라인(623)의 사이에는 개폐 밸브 및/또는 유량 조절 밸브가 설치될 수 있다.One end of the process gas line 623 may be connected to the gas line 627 and the other end may be connected to the process gas supply source 625 . The process gas supply source 625 stores process gas G1. The process gas G1 may be a gas containing nitrogen trifluoride (NF 3 ) or fluorine (F 2 ). The process gas G1 stored in the gas supply source 625 may be supplied to the first space A1 via the process gas line 623 , the gas line 621 , and the upper gas inlet 520 . The process gas G1 supplied to the first space A1 may be excited by the upper electrode 500 and the ion blocker 400 . Although not shown, an opening/closing valve and/or a flow control valve may be installed between the process gas supply source 625 and the process gas line 623 .

포획 가스 라인(627)의 일단은 가스 라인(627)과 연결되고, 타단은 포획 가스 공급원(629)과 연결될 수 있다. 포획 가스 공급원(629)은 포획 가스(CG)를 저장한다. 포획 가스(CG)는 수소(H2)를 포함하는 가스일 수 있다. 포획 가스 공급원(629)에 저장된 포획 가스(CG)는 포획 가스 라인(627)과 가스 라인(621), 그리고 상부 가스 주입구(520)를 거쳐 제1공간(A1)으로 공급될 수 있다. 제1공간(A1)으로 공급된 포획 가스(CG)는 상부 전극(500)과 이온 블로커(400)에 의해 여기될 수 있다. 도시되지 않았으나, 포획 가스 공급원(629)과 포획 가스 라인(627)의 사이에는 개폐 밸브 및/또는 유량 조절 밸브가 설치될 수 있다.One end of the capture gas line 627 may be connected to the gas line 627 and the other end may be connected to the capture gas supply source 629 . The captured gas source 629 stores the captured gas (CG). The capture gas (CG) may be a gas containing hydrogen (H 2 ). The captured gas CG stored in the captured gas supply source 629 may be supplied to the first space A1 through the captured gas line 627, the gas line 621, and the upper gas inlet 520. The capture gas CG supplied to the first space A1 may be excited by the upper electrode 500 and the ion blocker 400 . Although not shown, an opening/closing valve and/or a flow control valve may be installed between the captured gas supply source 629 and the captured gas line 627 .

상술한 바와 달리, 제1가스 공급 유닛(620)은 제1공간(A1)으로 비활성 가스를 포함하는 가스를 더 공급할 수 있다. 예컨대, 제1가스 공급 유닛(620)은 제1공간(A1)으로 Ar, Xe, 그리고 He 중 어느 하나, 또는 복수를 공급할 수 있다. 제1공간(A1)에 공급된 비활성 가스는 캐리어 가스로 기능할 수 있다. 또한, 제1공간(A1)에 공급된 비활성 가스는 제1공간(A1)에 플라즈마 분위기를 형성하는 가스로 기능할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.Unlike the above description, the first gas supply unit 620 may further supply gas containing an inert gas to the first space A1. For example, the first gas supply unit 620 may supply one or more of Ar, Xe, and He to the first space A1. The inert gas supplied to the first space A1 may function as a carrier gas. In addition, the inert gas supplied to the first space A1 may function as a gas forming a plasma atmosphere in the first space A1. A detailed description of this will be given later.

상술한 바와 달리, 공정 가스 라인(623)과 포획 가스 라인(627)은 가스 라인(621)의 타단으로부터 분기되지 않고, 각각 독립적으로 상부 가스 주입구(520)와 연결될 수 있다.Unlike the above description, the process gas line 623 and the capture gas line 627 do not branch from the other end of the gas line 621 and may be independently connected to the upper gas inlet 520 .

제2가스 공급 유닛(640)은 반응 가스(G2)를 공급한다. 일 실시예에 의하면, 제2가스 공급 유닛(640)은 제2공간(A2)으로 반응 가스(G2)를 공급할 수 있다. 제2가스 공급 유닛(640)은 반응 가스 라인(642)과 반응 가스 공급원(644)을 포함할 수 있다.The second gas supply unit 640 supplies the reactive gas G2. According to an embodiment, the second gas supply unit 640 may supply the reaction gas G2 to the second space A2. The second gas supply unit 640 may include a reaction gas line 642 and a reaction gas supply source 644 .

반응 가스 라인(642)은 반응 가스 공급원(644)과 하부 가스 주입구(310)를 서로 연결한다. 반응 가스 라인(642)의 일단은 복수 개의 하부 가스 주입구(310)와 각각 연결되고, 반응 가스 라인(642)의 타단은 반응 가스 공급원(644)과 연결될 수 있다.The reactive gas line 642 connects the reactive gas supply source 644 and the lower gas inlet 310 to each other. One end of the reaction gas line 642 may be connected to the plurality of lower gas injection ports 310 , and the other end of the reaction gas line 642 may be connected to the reaction gas supply source 644 .

반응 가스 공급원(644)은 반응 가스(G2)를 저장한다. 반응 가스 공급원(644)은 반응 가스 라인(642)을 통해 제2공간(A2)으로 반응 가스(G2)를 공급한다. 반응 가스(G2)는 수소 계열의 원소를 포함할 수 있다. 일 예로, 반응 가스(G2)는 암모니아(NH3) 가스일 수 있다. 선택적으로, 반응 가스(G2)는 Ar, Xe, 그리고 He 등의 비활성 가스를 더 포함할 수 있다. 반응 가스(G2)에 포함되는 비활성 가스는 캐리어 가스로 기능할 수 있다. 반응 가스 공급원(644)에 저장된 반응 가스(G2)는 반응 가스 라인(642), 그리고 하부 가스 주입구(310)를 거쳐 제2공간(A2)에 공급될 수 있다. 제2공간(A2)에 공급된 반응 가스(G2)는 제2공간(A2)에 제공된 라디칼(R1)과 반응하여 에천트(E)를 형성할 수 있다.The reactive gas supply source 644 stores reactive gas G2. The reactive gas supply source 644 supplies the reactive gas G2 to the second space A2 through the reactive gas line 642 . The reaction gas G2 may include a hydrogen-based element. For example, the reaction gas G2 may be ammonia (NH3) gas. Optionally, the reactive gas G2 may further include an inert gas such as Ar, Xe, and He. An inert gas included in the reactive gas G2 may function as a carrier gas. The reactive gas G2 stored in the reactive gas supply source 644 may be supplied to the second space A2 through the reactive gas line 642 and the lower gas inlet 310 . The reactive gas G2 supplied to the second space A2 may react with the radical R1 supplied to the second space A2 to form the etchant E.

도 2와 도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하에서 설명하는 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 추가적으로 설명하는 경우 외에는 도 1을 참조하여 설명한 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구성과 대부분 유사하게 제공된다. 이에, 중복되는 구성에 대해서는 그 설명을 생략한다.2 and 3 are views schematically showing another embodiment of the substrate processing apparatus of FIG. 1 . A substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment to be described below is provided in a substantially similar configuration to that of the substrate processing apparatus according to the exemplary embodiment described with reference to FIG. 1 except for additional description. Accordingly, descriptions of overlapping configurations are omitted.

도 2를 참조하면, 샤워 헤드(300)에는 통공(302)이 형성될 수 있다. 통공(302)은 복수 개 제공될 수 있다. 복수의 통공(302)들은 샤워 헤드(300)의 상면으로부터 하면까지 연장되어 형성될 수 있다. 즉, 복수의 통공(302)들은 샤워 헤드(300)를 상하 방향으로 관통하여 형성될 수 있다. 복수의 통공(302)들은 상부의 제2공간(A2)과 하부의 제3공간(A3)을 서로 유체 연통시킬 수 있다.Referring to FIG. 2 , a through hole 302 may be formed in the shower head 300 . A plurality of through holes 302 may be provided. A plurality of through holes 302 may be formed to extend from the upper surface to the lower surface of the shower head 300 . That is, the plurality of through holes 302 may be formed through the shower head 300 in a vertical direction. The plurality of through holes 302 may allow the upper second space A2 and the lower third space A3 to be in fluid communication with each other.

이온 블로커(400)에는 홀(402)과 중부 가스 주입구(410)가 형성될 수 있다. 홀(402)은 이온 블로커(400)의 상단과 하단을 관통하는 관통 홀로 형성될 수 있다. 중부 가스 주입구(410)는 복수 개 제공될 수 있다. 복수의 중부 가스 주입구(410)들은 각각 반응 가스 라인(642)들과 연결될 수 있다. 중부 가스 주입구(410)는 제2공간(A2)과 연통할 수 있으나, 제1공간(A1)과는 연통되지 않도록 구성될 수 있다. 중부 가스 주입구(410)는 제2공간(A2)을 향해 반응 가스(G2)를 공급할 수 있다.A hole 402 and a central gas injection port 410 may be formed in the ion blocker 400 . The hole 402 may be formed as a through hole passing through upper and lower ends of the ion blocker 400 . A plurality of central gas inlets 410 may be provided. Each of the plurality of central gas inlets 410 may be connected to the reaction gas lines 642 . The middle gas inlet 410 may communicate with the second space A2, but may be configured not to communicate with the first space A1. The central gas inlet 410 may supply the reaction gas G2 toward the second space A2.

도 3을 참조하면, 샤워 헤드(300)에는 하부 가스 주입구(310)가 형성될 수 있다. 하부 가스 주입구(310)는 복수 개 제공될 수 있다. 복수의 하부 가스 주입구(310)들은 링 형상으로 배열될 수 있다. 예컨대, 복수의 하부 가스 주입구(310)들은 상부에서 바라볼 때, 샤워 헤드(300)의 가장자리 영역에서, 샤워 헤드(300)의 둘레 방향을 따라 서로 이격되게 배열될 수 있다. 하부 가스 주입구(310)는 제2공간(A2)과 연통될 수 있으나, 제3공간(A3)과는 연통되지 않도록 구성될 수 있다. 하부 가스 주입구(310)는 제2공간(A2)을 향해 반응 가스(G2)를 공급할 수 있다. 복수의 하부 가스 주입구(310)들은 후술하는 제1반응 가스 라인(646)과 연결될 수 있다.Referring to FIG. 3 , a lower gas inlet 310 may be formed in the shower head 300 . A plurality of lower gas inlets 310 may be provided. A plurality of lower gas inlets 310 may be arranged in a ring shape. For example, when viewed from above, the plurality of lower gas inlets 310 may be arranged spaced apart from each other along the circumferential direction of the shower head 300 in an edge region of the shower head 300 . The lower gas inlet 310 may communicate with the second space A2, but may not communicate with the third space A3. The lower gas inlet 310 may supply the reaction gas G2 toward the second space A2. The plurality of lower gas inlets 310 may be connected to a first reaction gas line 646 to be described later.

이온 블로커(400)에는 중부 가스 주입구(410)가 형성될 수 있다. 중부 가스 주입구(410)는 복수 개 제공될 수 있다. 복수의 중부 가스 주입구(410)들은 링 형상으로 배열될 수 있다. 예컨대, 복수의 중부 가스 주입구(410)들은 상부에서 바라볼 때, 샤워 헤드(300)의 중심을 포함하는 영역에서, 샤워 헤드(300)의 둘레 방향을 따라 서로 이격되게 배열될 수 있다. 중부 가스 주입구(410)는 제2공간(A2)과는 연통될 수 있으나, 제1공간(A1)과는 연통되지 않도록 구성될 수 있다. 중부 가스 주입구(410)는 제2공간(A2)을 향해 반응 가스(G2)를 공급할 수 있다. 복수의 중부 가스 주입구(410)들은 후술하는 제2반응 가스 라인(647)과 연결될 수 있다.A central gas injection hole 410 may be formed in the ion blocker 400 . A plurality of central gas inlets 410 may be provided. A plurality of central gas inlets 410 may be arranged in a ring shape. For example, when viewed from above, the plurality of central gas inlets 410 may be arranged spaced apart from each other along the circumferential direction of the shower head 300 in an area including the center of the shower head 300 . The middle gas inlet 410 may communicate with the second space A2, but may be configured not to communicate with the first space A1. The central gas inlet 410 may supply the reaction gas G2 toward the second space A2. The plurality of central gas inlets 410 may be connected to a second reaction gas line 647 to be described later.

제2가스 공급 유닛(640)은 반응 가스 공급원(644) 메인 가스 라인(645), 제1반응 가스 라인(646), 그리고 제2반응 가스 라인(647)을 포함할 수 있다. 메인 가스 라인(645)의 일단은 반응 가스 공급원(644)과 연결된다. 메인 가스 라인(645)의 타단은 제1반응 가스 라인(646)과 제2반응 가스 라인(647)으로 분기될 수 있다. 제1반응 가스 라인(646)은 하부 가스 주입구(310)와 연결될 수 있다. 제2반응 가스 라인(647)은 중부 가스 주입구(410)와 연결될 수 있다.The second gas supply unit 640 may include a reactive gas supply source 644 , a main gas line 645 , a first reactive gas line 646 , and a second reactive gas line 647 . One end of the main gas line 645 is connected to the reactive gas supply source 644 . The other end of the main gas line 645 may branch into a first reaction gas line 646 and a second reaction gas line 647 . The first reaction gas line 646 may be connected to the lower gas inlet 310 . The second reaction gas line 647 may be connected to the middle gas inlet 410 .

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법에 대해 상세히 설명한다. 이하에서 설명하는 기판 처리 방법은 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)에서 수행될 수 있다. 또한, 제어기(20)는 이하에서 설명하는 기판 처리 방법을 기판 처리 장치(1)가 수행할 수 있도록 기판 처리 장치(1)가 가지는 구성들을 제어할 수 있다. 이하에서 설명하는 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은 도 1에서 설명한 기판 처리 장치(1)를 이용하여 수행하는 것을 예로 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 도 2 및 도 3의 기판 처리 장치(1)를 이용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 수행할 수 있다.Hereinafter, a substrate processing method according to an embodiment of the present invention will be described in detail. A substrate processing method described below may be performed in a substrate processing apparatus 1 according to an exemplary embodiment. In addition, the controller 20 may control components of the substrate processing apparatus 1 so that the substrate processing apparatus 1 can perform a substrate processing method described below. A substrate processing method according to an embodiment to be described below will be described using the substrate processing apparatus 1 described in FIG. 1 as an example. However, it is not limited thereto, and the substrate processing method according to an embodiment of the present invention may be performed using the substrate processing apparatus 1 of FIGS. 2 and 3 .

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 플로우 차트이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은 반입 단계(S10), 안정화 단계(S20), 점화 단계(S30), 처리 단계(S40), 제1배기 단계(S50), 퍼지 단계(S60), 제2배기 단계(S70), 그리고 반출 단계(S80)를 포함할 수 있다.4 is a flow chart showing a substrate processing method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the substrate processing method according to an embodiment of the present invention includes a loading step (S10), a stabilization step (S20), an ignition step (S30), a processing step (S40), a first exhaust step (S50), It may include a purge step (S60), a second exhaust step (S70), and a carrying out step (S80).

반입 단계(S10)는 하우징(100)의 내부로 기판(W)을 반입하는 단계이다. 반입 단계(S10)는 제3공간(A3)으로 기판(W)을 반입할 수 있다. 예컨대, 반입 단계(S10)에서는 하우징(100)에 형성된 개구(미도시)를 도어(미도시)가 개방하고, 개방된 개구(미도시)를 통해 반송 로봇(미도시)이 기판(W)을 제3공간(A3)으로 반입할 수 있다. 반송 로봇(미도시)은 제3공간(A3)으로 반입된 기판(W)을 몸체(210)에 안착시킬 수 있다.The carrying in step ( S10 ) is a step of carrying the substrate W into the housing 100 . In the carrying step ( S10 ), the substrate W may be carried into the third space A3 . For example, in the loading step (S10), a door (not shown) opens an opening (not shown) formed in the housing 100, and a transfer robot (not shown) carries the substrate W through the opened opening (not shown). It can be brought into the third space (A3). The transfer robot (not shown) may seat the substrate W carried into the third space A3 on the body 210 .

안정화 단계(S20)는 기판(W)의 온도를 안정화할 수 있다. 또한, 안정화 단계(S20)는 챔버(10)의 내부 공간(예컨대, 제1공간(A1), 제2공간(A2), 그리고 제3공간(A3))의 압력을 안정화할 수 있다.The stabilization step ( S20 ) may stabilize the temperature of the substrate (W). In addition, the stabilization step ( S20 ) may stabilize the pressure of the internal space (eg, the first space A1 , the second space A2 , and the third space A3 ) of the chamber 10 .

안정화 단계(S20)는 기판(W)을 가열할 수 있다. 안정화 단계(S20)에서는 기판(W)의 온도를 기 설정된 공정 온도로 가열하고, 기판(W)의 온도가 공정 온도로 일정하게 유지되도록 기판(W)의 온도를 안정화시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 공정 온도는 100℃ 이상의 온도일 수 있다. 안정화 단계(S20)에서는 제1스위치(220b)가 온(On)되어 정전 전극(220)이 기판(W)을 척킹할 수 있다. 또한, 제2스위치(230b)가 온(On)되어 히터(230)가 몸체(210)를 가열하고, 가열된 몸체(210)가 기판(W)을 공정 온도로 가열시킬 수 있다.In the stabilization step ( S20 ), the substrate (W) may be heated. In the stabilization step ( S20 ), the temperature of the substrate (W) may be heated to a predetermined process temperature, and the temperature of the substrate (W) may be stabilized so that the temperature of the substrate (W) is constantly maintained at the process temperature. According to one embodiment, the process temperature may be a temperature of 100 °C or higher. In the stabilization step (S20), the first switch 220b is turned on so that the electrostatic electrode 220 can chuck the substrate W. In addition, when the second switch 230b is turned on, the heater 230 heats the body 210 and the heated body 210 heats the substrate W to a process temperature.

안정화 단계(S20)는 챔버(10)의 내부 공간의 압력을 안정화할 수 있다. 예컨대, 안정화 단계(S20)에서는 제1공간(A1), 제2공간(A2), 그리고 제3공간(A3)의 압력을 기 설정된 공정 압력으로 안정화시킬 수 있다. 안정화 단계(S20)에서는 제1가스 공급 유닛(620)이 제1공간(A1)으로 비활성 가스를 공급할 수 있다. 또한, 안정화 단계(S20)에서는 제2가스 공급 유닛(640)이 제2공간(A2)으로 비활성 가스 및/또는 반응 가스(G2)를 공급할 수 있다.In the stabilization step ( S20 ), the pressure in the internal space of the chamber 10 may be stabilized. For example, in the stabilization step ( S20 ), the pressures in the first space A1 , the second space A2 , and the third space A3 may be stabilized to a preset process pressure. In the stabilization step ( S20 ), the first gas supply unit 620 may supply an inert gas to the first space A1 . Also, in the stabilization step ( S20 ), the second gas supply unit 640 may supply the inert gas and/or the reactive gas G2 to the second space A2 .

안정화 단계(S20)에서는 제1공간(A1), 제2공간(A2), 그리고 제3공간(A3)의 압력을 공정 압력으로 유지하기 위해, 공급되는 가스의 단위 시간당 유량을 줄이거나, 배기 유닛(120)의 단위 시간당 가스 배기 유량을 높여 제1공간(A1), 제2공간(A2), 그리고 제3공간(A3)의 압력을 공정 압력으로 일정하게 유지시킬 수 있다. 또한, 안정화 단계(S20)에서 유지되는 제1공간(A1), 제2공간(A2), 그리고 제3공간(A3)의 압력은 후술하는 처리 단계(S40)에서 유지되는 제1공간(A1), 제2공간(A2), 그리고 제3공간(A3)의 압력과 동일 또는 유사할 수 있다.In the stabilization step (S20), in order to maintain the pressures in the first space (A1), the second space (A2), and the third space (A3) at the process pressure, the flow rate per unit time of the supplied gas is reduced or the exhaust unit The pressure of the first space A1, the second space A2, and the third space A3 may be constantly maintained at the process pressure by increasing the gas exhaust flow rate per unit time of the 120. In addition, the pressures in the first space A1, the second space A2, and the third space A3 maintained in the stabilization step S20 are maintained in the first space A1 maintained in the processing step S40 to be described later. , It may be the same as or similar to the pressure of the second space (A2) and the third space (A3).

안정화 단계(S20)에서 기판(W)의 온도를 공정 온도로 유지시키고, 제1공간(A1), 제2공간(A2), 그리고 제3공간(A3)의 압력을 공정 압력으로 유지시킴으로써, 기판(W)에 형성된 박막들에 대한 식각률(식각 레이트)에 대한 신뢰도를 개선할 수 있다.In the stabilization step (S20), by maintaining the temperature of the substrate W at the process temperature and maintaining the pressures in the first space A1, the second space A2, and the third space A3 at the process pressure, the substrate It is possible to improve the reliability of the etching rate (etch rate) of the thin films formed in (W).

점화 단계(S30)는 안정화 단계(S20)와 후술하는 처리 단계(S40) 사이에 수행된다. 점화 단계(S30)에서는 제2가스 공급 유닛(640)이 반응 가스(G2)를 제2공간(A2)에 공급하고, 제1가스 공급 유닛(620)이 비활성 가스를 제1공간(A1)에 공급할 수 있다. 점화 단계(S30)에서는 전원 스위치(514)가 온(On)되어 상부 전극(500)에 고주파 전류를 인가시켜 제1공간(A1)에 전계를 형성하고, 제1공간(A1)에 공급된 비활성 가스의 일부를 여기시켜 제1공간(A1)에 플라즈마 분위기를 형성할 수 있다. 점화 단계(S30)에서는 처리 단계(S40)에서의 기판(W)에 대한 식각을 수행하기 이전에, 제1공간(A1)에 플라즈마 분위기를 형성하여 처리 단계(S40)에서 보다 안정적으로 제1공간(A1)에 공급된 공정 가스(G1)를 여기시킬 수 있다.The ignition step (S30) is performed between the stabilization step (S20) and the processing step (S40) described later. In the ignition step (S30), the second gas supply unit 640 supplies the reactive gas G2 to the second space A2, and the first gas supply unit 620 supplies the inert gas to the first space A1. can supply In the ignition step (S30), the power switch 514 is turned on to apply a high-frequency current to the upper electrode 500 to form an electric field in the first space A1, and the inactive energy supplied to the first space A1 A plasma atmosphere may be formed in the first space A1 by exciting a portion of the gas. In the ignition step (S30), before etching the substrate (W) in the processing step (S40), a plasma atmosphere is formed in the first space (A1) to make the first space more stable in the processing step (S40). The process gas (G1) supplied to (A1) can be excited.

처리 단계(S40)는 기판(W)에 대한 식각을 수행한다. 처리 단계(S40)에서는 기판(W)에 형성된 복수의 박막 중 제1막, 제2막, 그리고 제3막을 식각할 수 있다. 일 실시예에 따른 제1막은 산화 실리콘(SiO2) 막일 수 있다. 일 실시예에 따른 제2막은 질화 실리콘(Si3N4) 막일 수 있다, 일 실시예에 따른 제3막은 폴리 실리콘(Poly Si) 막일 수 있다.In the processing step (S40), etching is performed on the substrate (W). In the processing step (S40), the first film, the second film, and the third film among the plurality of thin films formed on the substrate (W) may be etched. The first layer according to an embodiment may be a silicon oxide (SiO 2 ) layer. The second layer according to an embodiment may be a silicon nitride (Si 3 N 4 ) layer, and the third layer according to an embodiment may be a poly-silicon (Poly Si) layer.

도 5 내지 도 6은 도 4의 일 실시예에 따른 처리 단계에서 에천트와 라디칼을 형성하는 모습을 순차적으로 보여주는 도면이다. 도 7 내지 도 8은 도 4의 일 실시예에 따른 처리 단계에서 포획 라디칼을 형성하는 모습을 순차적으로 보여주는 도면이다. 이하에서는 도 5 내지 도 8을 참조하여 일 실시예에 따른 처리 단계(S40)에 대해 상세히 설명한다.5 to 6 are diagrams sequentially showing how an etchant and radicals are formed in the processing step according to the embodiment of FIG. 4 . 7 to 8 are diagrams sequentially showing how trapping radicals are formed in the processing step according to the embodiment of FIG. 4 . Hereinafter, the processing step (S40) according to an embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 8.

도 5 내지 도 6과, 도 7 내지 도 8은 시간의 순서에 따라 수행되는 것으로 한정되지 않는다. 예컨대, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하는 에천트와 라디칼을 형성하는 메커니즘은 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하는 포획 라디칼을 형성하는 메커니즘과 동시에 수행될 수 있다. 선택적으로, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하는 에천트와 라디칼을 형성하는 메커니즘은 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하는 포획 라디칼을 형성하는 메커니즘보다 선행적으로 수행될 수 있다.5 to 6 and FIGS. 7 to 8 are not limited to being performed in chronological order. For example, the mechanism for forming the etchant and the radical described with reference to FIGS. 5 and 6 may be performed simultaneously with the mechanism for forming the trapping radical described with reference to FIGS. 7 and 8 . Optionally, the mechanism for forming the etchant and radicals described with reference to FIGS. 5 and 6 may be performed prior to the mechanism for forming trapping radicals described with reference to FIGS. 7 and 8 .

도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 처리 단계(S40)에서 제1가스 공급 유닛(620)은 제1공간(A1)으로 공정 가스(G1)를 공급한다. 예컨대, 처리 단계(S40)에서 제1가스 공급 유닛(620)은 상부 전극(500)과 이온 블로커(400)의 사이 공간으로 공정 가스(G1)를 공급할 수 있다. 일 예에 의한 공정 가스(G1)는 상술한 바와 같이 삼불화질소(NF3) 또는 불소(F2)를 포함하는 가스일 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 처리 단계(S40)에서 제1가스 공급 유닛(620)은 제1공간(A1)으로 비활성 가스를 더 공급할 수 있다. 제1공간(A1)으로 공급된 비활성 가스는 캐리어 가스로 기능할 수 있다.Referring to FIG. 5 , in the processing step S40 according to an embodiment, the first gas supply unit 620 supplies the process gas G1 to the first space A1. For example, in the processing step S40 , the first gas supply unit 620 may supply the process gas G1 to a space between the upper electrode 500 and the ion blocker 400 . As described above, the process gas G1 according to an example may be a gas containing nitrogen trifluoride (NF 3 ) or fluorine (F 2 ). In addition, in the processing step S40 according to an embodiment, the first gas supply unit 620 may further supply an inert gas to the first space A1. The inert gas supplied to the first space A1 may function as a carrier gas.

처리 단계(S40)에서 제1공간(A1)에는 고주파 전력이 인가된 상부 전극(500)과 접지된 이온 블로커(400)에 의한 전계가 형성된다. 처리 단계(S40)에서 전계가 형성된 제1공간(A1)으로 공급된 공정 가스(G1)는 제1공간(A1)에서 이온, 전자, 그리고 라디칼(R1)을 포함하는 플라즈마(P1)로 여기된다. 일 실시예에 따르면, 제1공간(A1)에 형성된 플라즈마(P1)는 F 라디칼(R1)을 포함할 수 있다.In the processing step (S40), an electric field is formed in the first space A1 by the upper electrode 500 to which the high frequency power is applied and the ion blocker 400 grounded. In the processing step (S40), the process gas G1 supplied to the first space A1 where the electric field is formed is excited into the plasma P1 containing ions, electrons, and radicals R1 in the first space A1. . According to an embodiment, the plasma P1 formed in the first space A1 may include F radicals R1.

도 6을 참조하면, 제1공간(A1)에 형성된 플라즈마(P1)는 이온 블로커(400)에 형성된 홀(402)을 통과하여 제2공간(A2)으로 유동한다. 이온 블로커(400)는 접지되어 있으므로, 홀(402)을 통과하는 과정에서 플라즈마(P1)에 포함되는 이온, 전자, 그리고 라디칼(R1) 중 라디칼(R1)만이 홀(402)을 통과할 수 있다. 즉, 홀(402)을 통과하는 과정에서 플라즈마(P1)에 포함되는 이온과 전자는 이온 블로커(400)에 의해 제거(또는 포집)되고, 라디칼(R1)만이 제1공간(A1)에서 제2공간(A2)으로 유동할 수 있다. 일 예에 따르면, 제2공간(A2)으로 F 라디칼(R1)만이 제공될 수 있다.Referring to FIG. 6 , the plasma P1 formed in the first space A1 passes through the hole 402 formed in the ion blocker 400 and flows into the second space A2. Since the ion blocker 400 is grounded, only radicals R1 among ions, electrons, and radicals R1 included in the plasma P1 can pass through the hole 402 in the process of passing through the hole 402. . That is, in the process of passing through the hole 402, ions and electrons included in the plasma P1 are removed (or collected) by the ion blocker 400, and only the radicals R1 are transferred from the first space A1 to the second space A1. It can flow into the space (A2). According to an example, only the F radical R1 may be provided to the second space A2.

처리 단계(S40)에서 제2가스 공급 유닛(640)은 제2공간(A2)으로 반응 가스(G2)를 공급한다. 예컨대, 처리 단계(S40)에서 제2가스 공급 유닛(640)은 이온 블로커(400)와 샤워 헤드(300)의 사이 공간으로 반응 가스(G2)를 공급할 수 있다. 일 예에 의한 반응 가스(G2)는 상술한 바와 같이, 암모니아(NH3)를 포함하는 가스일 수 있다.In the processing step (S40), the second gas supply unit 640 supplies the reaction gas G2 to the second space A2. For example, in the processing step ( S40 ), the second gas supply unit 640 may supply the reactive gas G2 to a space between the ion blocker 400 and the shower head 300 . As described above, the reaction gas G2 according to an example may be a gas containing ammonia (NH 3 ).

제2공간(A2)으로 공급된 반응 가스(G2)는 제2공간(A2)으로 제공된 일부 라디칼(R1)과 반응하여 에천트(E)를 생성할 수 있다. 예컨대, 제2공간(A2)으로 유동한 F 라디칼(R1)은 제2공간(A2)에 공급된 암모니아(NH3) 가스와 반응하여 에천트(E)를 형성할 수 있다. 예컨대, 에천트(E)는 NH4F(ammonium fluoride) 및/또는 NH4F.HF(ammonium hydrogen fluoride)일 수 있다. 제2공간(A2)에 형성된 에천트(E)는 샤워 헤드(300)에 형성된 통공(302)을 통과하여 제3공간(A3)으로 제공된다. 제3공간(A3)에 제공된 에천트(E)는 기판(W)에 작용하여 박막을 에칭한다. 예컨대, 제3공간에 제공된 에천트(E)는 기판(W)에 형성된 제1막(산화 실리콘 막), 제2막(질화 실리콘 막), 그리고 제3막(폴리 실리콘 막) 중 제1막과 제2막과 반응하여 제1막과 제2막을 에칭한다.The reactive gas G2 supplied to the second space A2 may react with some of the radicals R1 supplied to the second space A2 to generate the etchant E. For example, the F radical R1 flowing into the second space A2 may react with the ammonia (NH 3 ) gas supplied to the second space A2 to form the etchant E. For example, the etchant (E) may be NH 4 F (ammonium fluoride) and/or NH 4 F.HF (ammonium hydrogen fluoride). The etchant E formed in the second space A2 passes through the through hole 302 formed in the shower head 300 and is supplied to the third space A3. The etchant E provided in the third space A3 acts on the substrate W to etch the thin film. For example, the etchant E provided in the third space is a first film (silicon oxide film), a second film (silicon nitride film), and a third film (polysilicon film) formed on the substrate W. and the second film to etch the first film and the second film.

에천트(E)의 일 예인 NH4F는 제1막의 일 예인 SiO2와 반응하여 (NH4)2SiF6의 고체 불순물과 물(H2O)을 형성한다. 고체 불순물은 기화되어 후술하는 제1배기 단계(S50)를 통해 제3공간(A3)의 외부로 배출된다. 에천트(E)의 일 예인 NH4F는 제2막의 일 예인 Si3N4와 반응하여 (NH4)2SiF6의 고체 불순물과 물(H2O)을 형성한다. 고체 불순물은 기화되어 후술하는 제1배기 단계(S50)를 통해 제3공간(A3)의 외부로 배출된다.NH 4 F, which is an example of the etchant (E), reacts with SiO 2 , which is an example of the first film, to form solid impurities of (NH 4 ) 2 SiF 6 and water (H 2 O). The solid impurities are vaporized and discharged to the outside of the third space A3 through a first exhaust step (S50) to be described later. NH4F, an example of an etchant (E), reacts with Si 3 N 4 , an example of a second film, to form (NH 4 ) 2 SiF 6 solid impurities and water (H 2 O). The solid impurities are vaporized and discharged to the outside of the third space A3 through a first exhaust step (S50) to be described later.

제3공간(A3)에 제공된 에천트(E)는 산화 막과 질화 막의 물성 차이로 인해, 제1막과 제2막 중 제1막과 선행적으로 반응할 수 있다. 이에, 일정 시간이 경과될 때까지 제3공간(A3)에 제공된 에천트(E)는 제1막과 반응하여 제1막을 선행적으로 에칭하고, 일정 시간이 경과된 이후에는 제3공간(A3)에 제공된 에천트(E)는 제2막과 반응하여 제2막을 후행적으로 에칭할 수 있다. 이에, 일정 시간이 경과하고, 제2막이 에칭될 수 있는 충분한 시간이 경과된 이후에는 기판(W) 상에 형성된 제2막과 제3막은 에천트(E)에 의해 서로 동일한 에칭량으로 식각될 수 있다. 즉, 제2막과 제3막은 에천트(E)에 의해 1:1 비율로 에칭될 수 있다.The etchant E provided in the third space A3 may react with the first layer of the first layer and the second layer in advance due to the difference in physical properties between the oxide layer and the nitride layer. Accordingly, the etchant E provided in the third space A3 reacts with the first film until a predetermined time elapses to etch the first film in advance, and after a predetermined time elapses, the third space A3 The etchant E provided in ) may react with the second film to subsequently etch the second film. Accordingly, after a certain period of time has elapsed and a sufficient time for the second film to be etched has elapsed, the second film and the third film formed on the substrate W are etched by the etchant E at the same etching amount. can That is, the second layer and the third layer may be etched by the etchant E at a 1:1 ratio.

제2공간(A2)으로 공급된 다른 일부 라디칼(R1)은 반응 가스(G2)와 반응하지 않고, 제2공간(A2)에서 제3공간(A3)으로 유동할 수 있다. 제2공간(A2)에서 제3공간(A3)으로 제공된 일부 라디칼(R1)은 기판(W) 상에 형성된 제3막(예컨대, 폴리 실리콘 막)과 반응할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제3공간(A3)에 제공된 F 라디칼(R1)은 제3막과 반응하여 SiF4의 고체 불순물을 형성한다. 생성된 고체 불순물은 기화되어 후술하는 제1배기 단계(S50)를 통해 제3공간(A3)의 외부로 배출된다.Some of the other radicals R1 supplied to the second space A2 may flow from the second space A2 to the third space A3 without reacting with the reactive gas G2. Some of the radicals R1 provided from the second space A2 to the third space A3 may react with the third film (eg, polysilicon film) formed on the substrate W. According to an embodiment, the F radical R1 provided in the third space A3 reacts with the third layer to form SiF 4 solid impurities. The generated solid impurities are vaporized and discharged to the outside of the third space A3 through a first exhaust step (S50) to be described later.

본 발명의 일 실시예에 따른 처리 단계(S40)에서는 제1공간(A1)으로 포획 가스(CG)를 공급할 수 있다. 일 예에 따르면, 포획 가스(CG)는 상술한 공정 가스(G1)와 동시에 제1공간(A1)으로 공급될 수 있다. 선택적으로, 포획 가스(CG)는 공정 가스(G1)가 제1공간(A1)에 공급되고 설정 시간이 경과한 이후에 제1공간(A1)으로 공급될 수 있다.In the processing step (S40) according to an embodiment of the present invention, the captured gas (CG) may be supplied to the first space (A1). According to an example, the capture gas (CG) may be supplied to the first space (A1) at the same time as the process gas (G1) described above. Optionally, the capture gas (CG) may be supplied to the first space (A1) after the process gas (G1) is supplied to the first space (A1) and a set time elapses.

도 7을 참조하면, 처리 단계(S40)에서 제1가스 공급 유닛(620)은 제1공간(A1)으로 포획 가스(CG)를 공급한다. 예컨대, 제1공간(A1)으로 공급되는 포획 가스(CG)는 H2를 포함하는 가스일 수 있다. 제1공간(A1)으로 공급된 포획 가스(CG)는 플라즈마 소스에 의해 여기되어 제1공간(A1)에는 포획 플라즈마(P2)가 발생된다. 제1공간(A1)에 발생된 포획 플라즈마(P2)는 이온, 전자, 그리고 포획 라디칼(R2)을 포함할 수 있다. 일 예에 따른 포획 라디칼(R2)은 H 라디칼일 수 있다.Referring to FIG. 7 , in processing step S40, the first gas supply unit 620 supplies the captured gas CG to the first space A1. For example, the captured gas CG supplied to the first space A1 may be a gas containing H 2 . The trapped gas CG supplied to the first space A1 is excited by the plasma source, and the trapped plasma P2 is generated in the first space A1. The trapping plasma P2 generated in the first space A1 may include ions, electrons, and trapping radicals R2. The capture radical (R2) according to an example may be an H radical.

도 8을 참조하면, 제1공간(A1)에 발생된 포획 플라즈마(P2)는 이온 블로커(400)에 형성된 홀(402)을 통과하여 제2공간(A2)으로 유동한다. 홀(402)을 통과하는 과정에서 포획 플라즈마(P2)에 포함되는 이온, 전자, 그리고 포획 라디칼(R2) 중 포획 라디칼(R2)만이 홀(402)을 통과하여 제2공간(A2)으로 제공된다.Referring to FIG. 8 , the capture plasma P2 generated in the first space A1 passes through the hole 402 formed in the ion blocker 400 and flows into the second space A2. In the process of passing through the hole 402, only the trapping radicals R2 among the ions, electrons, and trapping radicals R2 included in the trapping plasma P2 pass through the hole 402 and are provided to the second space A2. .

제2공간(A2)으로 제공된 포획 라디칼(R2)은 제2공간(A2)에 제공된 라디칼(R)을 포획할 수 있다. 예컨대, 제2공간(A2)으로 제공된 H 라디칼은 제2공간(A2)을 유동하는 F 라디칼을 포획할 수 있다. 제2공간(A2)으로 제공된 H 라디칼은 F 라디칼을 포집하는 일종의 Scavange 역할을 할 수 있다. 제2공간(A2)에 제공된 H 라디칼은 F 라디칼이 제2공간(A2)에서 제3공간(A3)으로 유동하는 것을 방해할 수 있다. H 라디칼은 F 라디칼이 제3공간(A3)에 위치하는 기판(W)으로 작용하는 것을 방해할 수 있다. 이에, F 라디칼이 기판(W) 상에 형성된 제3막(예컨대, 폴리 실리콘 막)과 반응하는 것을 방해하고, 이로 인해 제3막의 식각률을 상대적으로 낮출 수 있다. 즉, 제1공간(A1)으로 공급하는 포획 가스(CG)의 단위 시간당 공급 유량을 조절하여 기판(W) 상에 형성된 제3막(예컨대, 폴리 실리콘 막)의 식각 정도를 조절할 수 있고, 이에 따라 제1막, 제2막, 그리고 제3막 간의 식각 레이트를 조절할 수 있다.The trapping radicals R2 provided to the second space A2 may capture the radicals R provided to the second space A2. For example, H radicals supplied to the second space A2 may capture F radicals flowing in the second space A2. The H radical provided to the second space A2 may serve as a kind of Scavange to collect F radicals. The H radical provided in the second space A2 may prevent the F radical from flowing from the second space A2 to the third space A3. The H radical may prevent the F radical from acting on the substrate W positioned in the third space A3. Accordingly, F radicals are prevented from reacting with the third layer (eg, the polysilicon layer) formed on the substrate W, and as a result, the etching rate of the third layer may be relatively reduced. That is, the degree of etching of the third film (eg, polysilicon film) formed on the substrate W may be adjusted by adjusting the supply flow rate per unit time of the capture gas CG supplied to the first space A1. Accordingly, etching rates between the first layer, the second layer, and the third layer may be controlled.

예컨대, 포획 가스(CG)의 단위 시간당 공급 유량을 제1유량으로 제1공간(A1)에 공급할 때 제3공간(A3)에 위치한 기판(W)에 작용하는 F 라디칼의 수는, 포획 가스(CG)의 단위 시간당 공급 유량을 제1유량보다 높은 제2유량으로 제1공간(A1)에 공급할 때의 기판(W)에 작용하는 F 라디칼의 수보다 상대적으로 많을 수 있다. 이 경우, 전자의 경우에서 기판(W)에 형성된 제3막이 식각되는 양은 후자의 경우에서 기판(W)에 형성된 제3막이 식각되는 양보다 상대적으로 많을 수 있다. 즉, 제1공간(A1)으로 공급되는 포획 가스(CG)의 공급량을 상대적으로 늘리는 경우 제2공간(A2)에 제공된 F 라디칼이 상대적으로 많이 포집됨으로써, 제3공간(A3)에서 제3막과 F 라디칼이 서로 반응되는 양을 상대적으로 감소시킬 수 있다.For example, when the supply flow rate per unit time of the capture gas CG is supplied to the first space A1 at the first flow rate, the number of F radicals acting on the substrate W located in the third space A3 is CG) may be relatively greater than the number of F radicals acting on the substrate W when the supply flow rate per unit time is supplied to the first space A1 at a second flow rate higher than the first flow rate. In this case, the amount by which the third film formed on the substrate W is etched in the former case may be relatively greater than the amount by which the third film formed on the substrate W is etched in the latter case. That is, when the supply amount of the capture gas (CG) supplied to the first space (A1) is relatively increased, a relatively large amount of F radicals provided to the second space (A2) are collected, and thus the third film in the third space (A3). and F radicals can relatively reduce the amount of reaction with each other.

도 9는 도 4의 일 실시예에 따른 처리 단계에서 포획 가스의 공급 유무에 따라 기판에 형성된 막이 식각되는 정도를 개략적으로 보여주는 그래프이다. 도 9를 참조하면, 포획 가스(CG)를 사용한 경우의 제3막(예컨대, 폴리 실리콘 막)의 식각량은 포획 가스(CG)를 사용하지 않은 경우의 제3막의 식각량보다 상대적으로 낮다.FIG. 9 is a graph schematically showing the extent to which a film formed on a substrate is etched depending on whether or not a capture gas is supplied in the processing step according to the exemplary embodiment of FIG. 4 . Referring to FIG. 9 , the etching amount of the third layer (eg, polysilicon layer) when using the capture gas (CG) is relatively lower than the etching amount of the third layer when the capture gas (CG) is not used.

예컨대, 포획 가스(CG)를 사용하지 않은 경우에는 제2공간(A2)에 제공된 라디칼(예컨대, F 라디칼)이 제3공간(A3)으로 유동할 수 있다. 이 경우, 제3공간(A3)에서 기판(W)에 형성된 제3막(예컨대, 폴리 실리콘 막)과 F 라디칼이 반응하여 불순물(예컨대, SiF4)이 생성된다.For example, when the capture gas CG is not used, radicals (eg, F radicals) provided in the second space A2 may flow into the third space A3. In this case, an impurity (eg, SiF4) is generated by reacting the F radical with the third film (eg, polysilicon film) formed on the substrate W in the third space A3.

이와 달리, 상술한 본 발명의 일 실시예와 같이 포획 가스(CG)를 사용한 경우에는 제2공간(A2)에 제공된 라디칼(예컨대, F 라디칼)이 제2공간(A2)에서 포획 플라즈마(P2)에 포함된 포획 라디칼(예컨대, H 라디칼)에 의해 포획된다. 이에, 제2공간(A2)에서 제3공간(A3)으로 유동할 수 있는 F 라디칼의 수는 포획 가스(CG)를 사용하지 않은 경우와 비교하여 상대적으로 적다. 이에, 제3막(예컨대, 폴리 실리콘 막)은 포획 가스(CG)를 사용하지 않은 경우와 비교하여 그 식각량이 현저히 낮다. 즉, 포획 가스(CG)를 사용함으로써, 기판(W)에 형성된 폴리 실리콘 막의 에칭량을 감소시킬 수 있다.In contrast, in the case of using the capture gas (CG) as in the above-described embodiment of the present invention, radicals (eg, F radicals) provided in the second space (A2) are trapped plasma (P2) in the second space (A2) It is captured by a trapping radical (eg, H radical) included in . Accordingly, the number of F radicals that can flow from the second space A2 to the third space A3 is relatively small compared to the case where the capture gas CG is not used. Thus, the etching amount of the third film (eg, polysilicon film) is remarkably low compared to the case where the capture gas (CG) is not used. That is, the etching amount of the polysilicon film formed on the substrate W can be reduced by using the capture gas CG.

또한, 포획 가스(CG)를 사용하지 않은 경우에는 제2공간(A2)에 제공된 라디칼(예컨대, F 라디칼)과 에천트(E)가 모두 제3공간(A3)으로 공급된다. 제3공간(A3)으로 제공된 F 라디칼은 기판(W) 상에 형성된 제3막(예컨대, 폴리 실리콘 막)과 반응하여 제3막을 에칭하고, 제3공간(A3)으로 제공된 에천트(E)는 기판(W) 상에 형성된 제1막(예컨대, 산화 실리콘 막) 및 제2막(예컨대, 질화 실리콘 막)과 반응하여 제1막 및 제2막을 에칭한다. 이 경우, 에천트(E)에 의해 제1막과 제2막이 에칭되는 동안, F 라디칼에 의해 제3막 또한 에칭되므로, 제1막과 제3막 간의 선택비를 높일 수 없다. 또한, 제2막과 제3막 간의 선택비를 높일 수 없다.In addition, when the capture gas CG is not used, both radicals (eg, F radicals) provided in the second space A2 and the etchant E are supplied to the third space A3. The F radical provided to the third space A3 reacts with the third film (eg, polysilicon film) formed on the substrate W to etch the third film, and the etchant E provided to the third space A3 reacts with the first film (eg, silicon oxide film) and the second film (eg, silicon nitride film) formed on the substrate W to etch the first film and the second film. In this case, since the third film is also etched by the F radical while the first film and the second film are etched by the etchant E, the selectivity between the first film and the third film cannot be increased. Also, the selectivity between the second film and the third film cannot be increased.

이에, 상술한 본 발명의 일 실시예와 같이, 제1공간(A1)으로 포획 가스(CG)를 공급한 경우에는 제2공간(A2)에 제공된 라디칼(예컨대, F 라디칼)과 에천트(E) 중 라디칼은 포획되어 제3공간(A3)으로 제공되지 못하고, 에천트(E)는 제3공간(A3)으로 제공된다. 이에, 기판(W) 상에 형성된 제1막(예컨대, 산화 실리콘 막) 및 제2막(예컨대, 질화 실리콘 막)은 에천트(E)와 반응하여 에칭될 수 있다. 이와 달리, 기판(W) 상에 형성된 제3막(예컨대, 폴리 실리콘 막)은 라디칼(예컨대, F 라디칼)과 반응하지 못하므로 에칭되지 않거나, 에칭되는 양이 포획 가스(CG)를 공급하지 않은 경우와 비교하여 상대적으로 적다.Accordingly, as in the above-described embodiment of the present invention, when the capture gas (CG) is supplied to the first space (A1), the radical (eg, F radical) and the etchant (E) provided in the second space (A2) ), the radicals are captured and not provided to the third space A3, and the etchant E is provided to the third space A3. Accordingly, the first layer (eg, silicon oxide layer) and the second layer (eg, silicon nitride layer) formed on the substrate W may react with the etchant E and be etched. In contrast, the third film (eg, polysilicon film) formed on the substrate W is not etched because it does not react with radicals (eg, F radicals), or the etched amount does not supply the capture gas (CG). relatively small compared to the case.

제2막(예컨대, 질화 실리콘 막)은 제1막(예컨대, 산화 실리콘 막)에 비해 상대적으로 에천트(E)와 늦게 반응한다. 제2막의 식각량을 늘리기 위해서는 충분한 시간 동안 에천트(E)를 기판(W)에 작용시켜야 한다. 다만, 에천트(E)를 형성하는 과정에서 생성되는 라디칼(예컨대, F 라디칼)은 기판(W) 상에 형성된 제3막(예컨대, 폴리 실리콘 막)과 반응하여 제3막을 에칭한다. 이에, 제2막의 식각량을 늘리기 위해 공정 시간을 증가시키는 경우, 제3막 또한 식각량이 증가하여 제1막과 제3막 간의 선택비, 그리고 제1막과 제2막 간의 선택비가 낮게 형성될 수 있다.The second film (eg, silicon nitride film) reacts with the etchant E relatively slowly compared to the first film (eg, silicon oxide film). In order to increase the etching amount of the second layer, the etchant E should be applied to the substrate W for a sufficient period of time. However, radicals (eg, F radicals) generated in the process of forming the etchant E react with the third film (eg, polysilicon film) formed on the substrate W to etch the third film. Therefore, when the process time is increased to increase the etching amount of the second film, the etching amount of the third film also increases, resulting in low selectivity between the first film and the third film and a low selectivity ratio between the first film and the second film. can

상술한 본 발명의 실시예에 따르면, 포획 가스(CG)가 여기되어 형성된 포획 플라즈마(P2)를 이용하여 제3막을 에칭하는 라디칼(예컨대, F 라디칼)을 제거함으로써, 제3막이 식각되는 량을 최소화할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1막과 제3막 간의 선택비가 무한대에 수렴할 수 있다. 또한, 제2막과 제3막 간의 선택비가 무한대에 수렴할 수 있다. 또한, 제1막과 제2막을 에칭하는 에천트(E)를 제3공간(A3)에 충분한 시간 동안 제공할 수 있으므로, 제1막과 제2막이 1:1 비율로 에칭될 수 있다.According to the above-described embodiment of the present invention, by removing radicals (eg, F radicals) etching the third film using the capture plasma P2 formed by exciting the capture gas CG, the etching amount of the third film is reduced. can be minimized. That is, according to an embodiment of the present invention, the selectivity between the first layer and the third layer may converge to infinity. Also, the selection ratio between the second film and the third film may converge to infinity. In addition, since the etchant E for etching the first film and the second film may be provided in the third space A3 for a sufficient period of time, the first film and the second film may be etched at a ratio of 1:1.

다시 도 4를 참조하면, 제1배기 단계(S50)는 기판(W)을 처리하는 과정에서 발생되는 불순물과 가스 등을 기판 처리 장치(1)의 외부로 배기할 수 있다. 상술한 처리 단계(S40)를 진행하는 동안 기판(W) 상의 제1막, 제2막, 및/또는 제3막이 식각되어 형성된 고체 불순물인 (NH4)2SiF6 또는 SiF4 등은 기판(W)으로부터 제거된다. 예컨대, 기판(W)은 공정 온도인 100℃보다 높은 온도로 가열되어 있으므로, 고체 불순물인 (NH4)2SiF6 또는 SiF4 등은 기화되어 기판(W)으로부터 제거될 수 있다. 기하된 고체 불순물인 ((NH4)2SiF6 또는 SiF4 등은 배기 유닛(120)에 의해 기판 처리 장치(1)의 외부로 배출될 수 있다.Referring back to FIG. 4 , in the first exhausting step ( S50 ), impurities and gases generated in the process of processing the substrate W may be exhausted to the outside of the substrate processing apparatus 1 . During the above-described processing step (S40), the solid impurity (NH 4 ) 2 SiF 6 or SiF 4 formed by etching the first film, the second film, and/or the third film on the substrate W is removed from the substrate ( W) is removed from For example, since the substrate W is heated to a temperature higher than the process temperature of 100° C., solid impurities such as (NH 4 ) 2 SiF 6 or SiF 4 may be vaporized and removed from the substrate W. The solid impurity ((NH 4 ) 2 SiF 6 or SiF 4 , etc. may be discharged to the outside of the substrate processing apparatus 1 by the exhaust unit 120 .

제1배기 단계(S50)에서는 제1가스 공급 유닛(620)에 의한 공정 가스(G1), 비활성 가스, 및/또는 포획 가스(CG)의 공급과 제2가스 공급 유닛(640)에 의한 비활성 가스 및/또는 반응 가스(G2)의 공급을 중단하고, 공정 압력으로 유지되던 제3공간(A3)의 분위기를 배기할 수 있다. 제1배기 단계(S50)에서 제3공간(A3)의 압력은 100mTorr 이하로 형성될 수 있다.In the first exhaust step (S50), the supply of the process gas (G1), the inert gas, and/or the capture gas (CG) by the first gas supply unit 620 and the inert gas by the second gas supply unit 640 And/or the supply of the reactive gas G2 may be stopped, and the atmosphere of the third space A3 maintained at the process pressure may be exhausted. In the first exhaust step (S50), the pressure of the third space (A3) may be formed to 100 mTorr or less.

퍼지 단계(S60)는 제3공간(A3)의 압력을 승압시킬 수 있다. 퍼지 단계(S60)에서 제3공간(A3)의 압력은 공정 압력보다 높은 압력일 수 있다. 퍼지 단계(S60)는 제3공간(A3), 제2공간(A2), 그리고 제1공간(A1)으로 퍼지 가스를 공급할 수 있다. 일 예에 따르면, 퍼지 가스는 제1가스 공급 유닛(620)이 공급하는 비활성 가스 또는 제2가스 공급 유닛(640)이 공급하는 비활성 가스를 포함할 수 있다. 퍼지 단계(S60)에서는 제3공간(A3)을 가압하여 하우징(100)의 내벽과 기판(W) 상에 부착되어 있을 수 있는 잔여 고체 불순물 등을 하우징(100) 및/또는 기판(W)으로부터 분리시킬 수 있다.In the purge step (S60), the pressure in the third space A3 may be increased. In the purge step (S60), the pressure of the third space (A3) may be a higher pressure than the process pressure. In the purge step ( S60 ), purge gas may be supplied to the third space A3 , the second space A2 , and the first space A1 . According to an example, the purge gas may include an inert gas supplied by the first gas supply unit 620 or an inert gas supplied by the second gas supply unit 640 . In the purge step (S60), the third space (A3) is pressurized to remove residual solid impurities that may be attached to the inner wall of the housing 100 and the substrate (W) from the housing 100 and/or the substrate (W). can be separated.

제2배기 단계(S70)는 퍼지 단계(S60)에서 분리된 잔여 고체 불순물 등을 기판 처리 장치(1)의 외부로 배기할 수 있다. 제2배기 단계(S70)에서는 제1가스 공급 유닛(620)에 의한 비활성 가스의 공급 및 제2가스 공급 유닛(640)에 의한 비활성 가스의 공급을 중단하고, 승압된 제3공간(A3)의 분위기를 감압할 수 있다. 일 예로, 제2배기 단계(S70)에서의 제3공간(A3)의 압력은 100mTorr 이하의 압력으로 조절될 수 있다.In the second exhausting step ( S70 ), residual solid impurities separated in the purge step ( S60 ) may be exhausted to the outside of the substrate processing apparatus 1 . In the second exhaust step (S70), the supply of the inert gas by the first gas supply unit 620 and the supply of the inert gas by the second gas supply unit 640 are stopped, and the pressure of the third space A3 is increased. The atmosphere can be depressurized. For example, the pressure in the third space A3 in the second exhaust step S70 may be adjusted to a pressure of 100 mTorr or less.

반출 단계(S80)는 제3공간(A3)으로부터 기판(W)을 반출한다. 반출 단계(S80)에서 도어(미도시)에 의해 하우징(100)의 측벽에 형성된 개구(미도시)가 개방되고, 반송 로봇(미도시)이 몸체(210)로부터 기판(W)을 언로딩하여 하우징(100)의 외부로 반출한다.In the carrying out step ( S80 ), the substrate W is taken out from the third space A3 . In the carrying out step (S80), an opening (not shown) formed on the sidewall of the housing 100 by a door (not shown) is opened, and a transport robot (not shown) unloads the substrate W from the body 210. Take it out of the housing 100.

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.The above detailed description is illustrative of the present invention. In addition, the foregoing is intended to illustrate and describe preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, changes or modifications are possible within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, within the scope equivalent to the written disclosure and / or within the scope of skill or knowledge in the art. The written embodiment describes the best state for implementing the technical idea of the present invention, and various changes required in the specific application field and use of the present invention are also possible. Therefore, the above detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed to cover other embodiments as well.

10 : 공정 챔버
100 : 하우징
200 : 지지 유닛
300 : 샤워 헤드
400 : 이온 블로커
500 : 상부 전극
600 : 가스 공급 유닛
620 : 제1가스 공급 유닛
640 : 제2가스 공급 유닛
P1 : 플라즈마
P2 : 포획 플라즈마
E : 에천트
R1 : 라디칼
R2 : 포획 라디칼
A1 : 제1공간
A2 : 제2공간
A3 : 제3공간
G1 : 공정 가스
G2 : 반응 가스
CG : 포획 가스10: process chamber
100: housing
200: support unit
300: shower head
400: ion blocker
500: upper electrode
600: gas supply unit
620: first gas supply unit
640: second gas supply unit
P1: Plasma
P2: capture plasma
E: etchant
R1: radical
R2: capture radical
A1: first space
A2: 2nd space
A3: 3rd space
G1: process gas
G2: reactive gas
CG: captured gas

Claims (13)

제1막, 제2막, 그리고 제3막이 형성된 기판을 처리하는 방법에 있어서,
공정 가스를 여기시켜 챔버 내 제1공간에 플라즈마를 발생시키고,
상기 제1공간과 구획된 제2공간에 상기 플라즈마에 포함되는 라디칼과 반응 가스를 혼합하여 에천트를 형성하고,
상기 에천트는 상기 제2공간과 구획된 제3공간에 위치하는 상기 제1막, 상기 제2막, 그리고 상기 제3막 중 상기 제1막 및 상기 제2막을 에칭하고,
상기 라디칼은 상기 제3공간에서 상기 제1막, 상기 제2막, 그리고 상기 제3막 중 상기 제3막을 에칭하되,
상기 제3공간으로 유동되는 상기 에천트와 상기 라디칼의 양을 조절하여 상기 제1막, 상기 제2막, 그리고 상기 제3막의 에칭 비율을 조절하는 기판 처리 방법.A method for processing a substrate on which a first film, a second film, and a third film are formed,
Exciting process gas to generate plasma in a first space in the chamber;
Forming an etchant by mixing radicals included in the plasma and a reactive gas in a second space partitioned from the first space;
The etchant etches the first film and the second film among the first film, the second film, and the third film located in a third space partitioned from the second space,
The radicals etch the third film among the first film, the second film, and the third film in the third space,
A method of treating a substrate in which etching rates of the first layer, the second layer, and the third layer are adjusted by controlling the amounts of the etchant and the radical flowing into the third space. 제1항에 있어서,
상기 제1공간에 포획 가스를 공급하고, 공급된 상기 포획 가스를 여기시켜 상기 제1공간에 포획 플라즈마를 형성시키고, 상기 포획 플라즈마에 포함되는 포획 라디칼 및 이온 중 이온을 차단하여 상기 포획 라디칼을 제2공간으로 유동시키되,
상기 포획 라디칼은 상기 라디칼과 반응하여 상기 라디칼이 상기 제3공간으로 유동하는 것을 방해하는 기판 처리 방법.According to claim 1,
A trapping gas is supplied to the first space, the supplied trapping gas is excited to form a trapping plasma in the first space, and ions among trapping radicals and ions included in the trapping plasma are blocked to remove the trapping radicals. Fluid to space 2,
The captured radical reacts with the radical to prevent the radical from flowing into the third space. 제2항에 있어서,
상기 제1공간으로 공급되는 포획 가스의 양을 조절하여 상기 제1막, 상기 제2막, 그리고 상기 제3막 간의 에칭 비율을 조절하는 기판 처리 방법.According to claim 2,
The substrate processing method of controlling the etching rate between the first layer, the second layer, and the third layer by adjusting the amount of the capture gas supplied to the first space. 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 라디칼은 F 라디칼이고, 상기 포획 라디칼은 H 라디칼인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.According to claim 2 or 3,
The substrate processing method according to claim 1 , wherein the radical is an F radical, and the trapping radical is an H radical. 제1항에 있어서,
상기 제3막은 폴리 실리콘 막 인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.According to claim 1,
The substrate processing method, characterized in that the third film is a polysilicon film. 제1항에 있어서,
상기 에천트는 상기 제1막 및 상기 제2막 중 상기 제1막과 먼저 반응하는 기판 처리 방법.According to claim 1,
The substrate processing method of claim 1 , wherein the etchant first reacts with the first layer of the first layer and the second layer. 제6항에 있어서,
상기 제1막은 산화 실리콘 막이고, 상기 제2막은 질화 실리콘 막인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.According to claim 6,
The substrate processing method according to claim 1 , wherein the first film is a silicon oxide film and the second film is a silicon nitride film. 제1막, 제2막, 그리고 제3막이 형성된 기판을 처리하는 장치에 있어서,
제1공간, 제2공간, 그리고 제3공간을 포함하는 내부 공간을 가지는 챔버;
고주파 전력이 인가되는 상부 전극;
상기 상부 전극의 하부에 배치되어 상기 상부 전극과 조합되어 상기 제1공간을 제공하고, 접지된 이온 블로커;
상기 이온 블로커의 하부에 배치되어 상기 이온 블로커와 조합되어 상부의 상기 제2공간과 하부의 상기 제3공간을 제공하고, 복수의 통공이 형성된 샤워 헤드;
상기 제3공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛;
상기 제1공간에 공정 가스 및 포획 가스를 공급하는 제1가스 공급 유닛;
상기 제2공간에 반응 가스를 공급하는 제2가스 공급 유닛; 및
제어기를 포함하되,
상기 제1공간에 공급된 상기 공정 가스는 라디칼을 포함하는 플라즈마로 여기되고, 상기 플라즈마는 상기 제2공간에서 상기 반응 가스와 반응하여 에천트를 형성하고, 상기 에천트는 상기 제3공간에서 상기 제1막 및/또는 상기 제2막과 반응하여 상기 제1막 및/또는 상기 제2막을 에칭하고, 상기 라디칼은 상기 제3공간에서 상기 제3막과 반응하여 상기 제3막을 에칭하고,
상기 제1공간에 공급된 상기 포획 가스는 포획 라디칼을 포함하는 포획 플라즈마로 여기되고, 상기 포획 플라즈마는 상기 제1공간, 상기 제2공간, 그리고 상기 제3공간에서 상기 라디칼과 반응하되,
상기 제어기는,
상기 제1막, 상기 제2막, 그리고 상기 제3막의 에칭 비율을 조절도록 상기 제1공간에 공급되는 상기 공정 가스와 상기 포획 가스의 양을 조절하는 기판 처리 장치.An apparatus for processing a substrate on which a first film, a second film, and a third film are formed,
a chamber having an inner space including a first space, a second space, and a third space;
an upper electrode to which high-frequency power is applied;
an ion blocker disposed under the upper electrode, combined with the upper electrode to provide the first space, and grounded;
a shower head disposed under the ion blocker and combined with the ion blocker to provide the upper second space and the lower third space, and having a plurality of through holes;
a support unit supporting a substrate in the third space;
a first gas supply unit supplying a process gas and a capture gas to the first space;
a second gas supply unit supplying a reaction gas to the second space; and
Including a controller,
The process gas supplied to the first space is excited into plasma containing radicals, the plasma reacts with the reaction gas in the second space to form an etchant, and the etchant reacts with the reaction gas in the third space. reacting with the first film and/or the second film to etch the first film and/or the second film, and the radical reacts with the third film in the third space to etch the third film;
The trapping gas supplied to the first space is excited into trapping plasma containing trapping radicals, and the trapping plasma reacts with the radicals in the first space, the second space, and the third space,
The controller,
A substrate processing apparatus configured to adjust amounts of the process gas and the capture gas supplied to the first space to adjust etching rates of the first film, the second film, and the third film. 제8항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 제1공간으로 공급되는 상기 포획 가스의 양을 증가시켜 상기 제1막, 상기 제2막, 그리고 상기 제3막 중 상기 제3막의 에칭율을 감소시키는 기판 처리 장치.According to claim 8,
The controller,
A substrate processing apparatus configured to decrease an etching rate of the third layer among the first layer, the second layer, and the third layer by increasing an amount of the capture gas supplied to the first space. 제9항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 제1공간으로 공급되는 상기 포획 가스의 양을 감소시켜 상기 제1막, 상기 제2막, 그리고 상기 제3막 중 상기 제3막의 에칭율을 증가시키는 기판 처리 장치.According to claim 9,
The controller,
A substrate processing apparatus configured to increase an etching rate of the third layer among the first layer, the second layer, and the third layer by reducing an amount of the capture gas supplied to the first space. 제10항에 있어서,
상기 공정 가스는 NF3를 포함하고,
상기 포획 가스는 H2를 포함하고,
상기 반응 가스는 NH3를 포함하는 기판 처리 장치.According to claim 10,
The process gas includes NF3,
the capture gas includes H2;
The substrate processing apparatus of claim 1, wherein the reaction gas includes NH3. 제11항에 있어서,
상기 라디칼은 F 라디칼이고, 상기 포획 라디칼은 H 라디칼인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.According to claim 11,
The substrate processing apparatus according to claim 1 , wherein the radical is an F radical, and the trapping radical is an H radical. 제8항에 있어서,
상기 제1막은 산화 실리콘 막이고, 상기 제2막은 질화 실리콘 막이고, 상기 제3막은 폴리 실리콘 막인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
According to claim 8,
The substrate processing apparatus according to claim 1 , wherein the first film is a silicon oxide film, the second film is a silicon nitride film, and the third film is a polysilicon film.
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