WO2010062008A1 - 측정 패턴 구조체, 공정 패턴 구조체, 기판 처리 장치, 및 기판 처리 방법 - Google Patents

측정 패턴 구조체, 공정 패턴 구조체, 기판 처리 장치, 및 기판 처리 방법 Download PDF

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WO2010062008A1
WO2010062008A1 PCT/KR2009/000858 KR2009000858W WO2010062008A1 WO 2010062008 A1 WO2010062008 A1 WO 2010062008A1 KR 2009000858 W KR2009000858 W KR 2009000858W WO 2010062008 A1 WO2010062008 A1 WO 2010062008A1
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measurement pattern
pattern
unit
measurement
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장홍영
이헌수
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Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
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Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
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    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography

Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing apparatus. More specifically, it relates to a substrate processing apparatus having process uniformity.
  • the substrate processing apparatus is used in various processes such as etching, deposition, ion implantation, and material surface treatment.
  • a substrate processing apparatus is used for a process such as a semiconductor substrate, a flat panel display substrate, a solar cell substrate, and the like, and the importance of uniform processing of the substrate processing apparatus is increasing as the large area of the substrate and the delicate processing of the substrate are required.
  • the uniformity of the substrate process depends not only on the various process variables such as the uniformity of the process gas, the uniformity of the substrate temperature, and the uniformity of the plasma. It is difficult to theoretically derive the degree of correction of process variables for a process.
  • One technical problem to be solved by the present invention is to provide a substrate processing method for forming a spatially uniform process distribution.
  • One technical problem to be solved by the present invention is to provide a substrate processing apparatus for forming a spatially uniform process distribution.
  • One technical problem to be solved by the present invention is to provide a measurement pattern structure that forms a spatially nonuniform pattern.
  • One technical problem to be solved by the present invention is to provide a process pattern structure that enables a spatially uniform process.
  • a substrate processing method includes providing a measurement pattern structure including one or more unit measurement patterns, processing a first substrate disposed on the measurement pattern structure in a processing container, and measuring the unit Selecting a uniform processing region of the first substrate according to the position of the patterns, transferring a structure and / or material of the measurement pattern structure corresponding to the uniform processing region to a process pattern structure, and the process The second substrate is processed in the processing container using the pattern structure.
  • the unit measurement pattern includes a first measurement pattern and a second measurement pattern disposed on the first measurement pattern, the total thickness of the unit measurement pattern is constant, the first The ratio of the thickness of the measurement pattern and the second measurement pattern may vary depending on the position.
  • the ratio of the thickness of the first measurement pattern and the second measurement pattern may be increased or decreased discontinuously or continuously.
  • the unit measurement pattern further comprises a third measurement pattern and a fourth measurement pattern disposed on the third measurement pattern, wherein the three measurement pattern is disposed on the second measurement pattern
  • the ratio of the thickness of the third pattern and the fourth pattern may vary depending on the position.
  • the providing of the measurement pattern structure may include forming a first photoresist pattern on a measurement pattern substrate of a first material, and using the first photoresist pattern as an etching mask. Etching the substrate to form a first trench, selectively anisotropically etching the first photoresist pattern to form a second photoresist pattern, and etching the measurement pattern substrate using the second photoresist pattern as an etch mask. Etching may include forming a second trench.
  • the providing of the measurement pattern structure may further include forming and planarizing a second material on the measurement pattern substrate.
  • the first substrate may be one of a semiconductor substrate, a flat display device substrate, a fiber, a metal substrate, a paper, an organic substrate, or a solar cell substrate.
  • the treatment of the first substrate may include at least one of a surface treatment process, a deposition process, an ion implantation process, an etching process, a cleaning process, and an annealing process.
  • the process pattern structure includes one or more unit process patterns.
  • the vertical structure of the unit process pattern may be the same as the vertical structure of the unit measurement pattern corresponding to the uniform processing regions of the first substrate.
  • the unit process pattern and the unit measurement pattern may have the same area.
  • the measurement pattern structure is circular, and the unit measurement pattern includes a first measurement pattern and a second measurement pattern disposed on the first measurement pattern, the total of the unit measurement pattern
  • the thickness is constant, and the ratio of the thicknesses of the first measurement pattern and the second measurement pattern may vary depending on the azimuth.
  • the step of selecting the uniform treatment region may be the same or within a predetermined range of the treatment result of the first substrate on the unit measurement pattern in the uniform treatment region.
  • a substrate processing apparatus includes an energy applying structure for applying energy to a first substrate, and a measurement pattern structure disposed on the energy applying structure and including one or more unit measurement patterns, wherein the unit The measurement pattern may cause a non-uniform process depending on the position on the first substrate to find a condition according to the position for the uniform process.
  • the energy applying structure may supply at least one of thermal energy electrical energy, magnetic energy and ion energy to the first substrate.
  • the electrostatic electrode may be a monopole or a dipole.
  • the unit measurement pattern may change the energy transfer efficiency for transferring the energy of the energy applying structure to the first substrate according to the position.
  • it may further include a substrate support portion disposed on the first substrate to support the first substrate.
  • a substrate processing apparatus includes an energy applying structure for applying energy to a second substrate, and a process pattern structure including one or more unit process patterns, wherein the second substrate is on the process pattern structure. And the unit process pattern have different energy transfer efficiencies, resulting in a spatially uniform process on the second substrate.
  • the energy applying structure may supply thermal energy to the second substrate, the process pattern structure may have a different thermal conductivity according to the position on the second substrate.
  • the measurement pattern structure is interposed between a first substrate and an energy applying structure for applying energy to the first substrate.
  • the measurement pattern structure may include one or more unit measurement patterns, and the unit measurement pattern may include a plurality of split regions having different materials and / or different vertical structures according to positions, and the split regions may be formed on the first substrate. It can lead to non-uniform processes in order to find spatially optimal processes.
  • the unit measurement pattern is a quadrangle, and split regions may be disposed in a first direction and / or in a second direction crossing the first direction.
  • the measurement pattern structure further includes a preliminary measurement pattern
  • the preliminary measurement pattern may include the same material and / or the same vertical structure according to the position.
  • the upper surface of the measurement pattern structure can be planarized.
  • the split regions may be formed by mixing one or more materials, and the mixing ratio of the materials may be different from each other in the split regions.
  • the process pattern structure according to the exemplary embodiment of the present invention is interposed between a second substrate and an energy applying structure for applying energy to the second substrate.
  • the process pattern structure may include a plurality of unit process patterns, and the unit process patterns may include different vertical structures to cause a spatially uniform process on the second substrate.
  • the substrate processing method may provide a process pattern structure that induces a uniform process by transferring an experimentally obtained result to a process pattern structure by using a measurement pattern structure that causes an intended nonuniformity for each position. Can be.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a substrate processing system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a measurement pattern structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a virtual spatial distribution of deposition rates in which a first substrate is processed using the measurement substrate structure.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a process pattern structure according to an embodiment of the present invention.
  • 5 is a diagram illustrating a virtual spatial distribution of a deposition rate of a second substrate using the process pattern structure.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a measurement pattern structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a virtual deposition rate distribution when a deposition process of a first substrate is performed using the measurement pattern structure of FIG. 6.
  • FIG. 9 is a perspective view illustrating a process pattern structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a plan view of the process pattern structure of FIG. 9.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a measurement pattern structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a measurement pattern structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a measurement pattern structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a plan view showing a measurement pattern structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 14 in the azimuth direction.
  • FIG. 16 is a plan view illustrating a measurement pattern structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line II-II ′ of FIG. 16.
  • FIGS. 18 to 21 are exploded perspective views of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a flowchart illustrating a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
  • 23 to 27 are cross-sectional views illustrating a method of forming a measurement pattern structure according to an embodiment of the present invention.
  • 28 and 29 are perspective views illustrating a measurement pattern structure according to an embodiment of the present invention.
  • the uniformity of the substrate processing process may depend on substrate upper process variables, such as the uniformity of fluid or energy supplied over the substrate, and substrate sub process variables by the energy application structure below the substrate.
  • the substrate treating method intentionally and non-uniformly forms the lower substrate process variable by using the measurement pattern structure interposed between the energy applying structure and the substrate, and reflects the process result of the substrate. Uniformity of the substrate processing process may be secured by using a process pattern structure between the energy applying structure and the substrate to offset the nonuniformity of the substrate upper process variable.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a substrate processing system according to an embodiment of the present invention.
  • the substrate processing system is interposed between the processing container 100, the substrate 140, an energy applying structure 110 for applying energy to the substrate 140, the energy applying structure 110, and the substrate 140.
  • the measurement pattern structure 130 may be included.
  • the processing container 100 may be a vacuum container.
  • the substrate treatment system may perform a cleaning process, a spin coating process, a deposition process, an etching process, a sputtering process, an ion implantation process, a diffusion process, a heat treatment process, a surface treatment process, and the like on the substrate.
  • the processing container 100 is not limited to a vacuum container.
  • the energy applying structure 110 may include at least one of a heater (not shown) and / or a bias electrode (not shown).
  • the energy applying structure 110 may be a means for applying energy to the substrate 140.
  • the heater may include a cooling unit.
  • the heater may supply heat energy to the substrate 140.
  • the bias electrode may be connected to an AC power source, an RF power source, or an ultrahigh frequency power source.
  • the bias electrode may supply ion energy to the substrate 140 by forming a plasma on the substrate 140.
  • the energy applying structure 110 may supply at least one of ultrasonic energy, light energy, thermal energy, magnetic energy, electrical energy, and ion energy to the substrate 140.
  • the measurement pattern structure 130 may be a means for transferring energy of the energy applying structure 110 to the substrate 140.
  • the measurement pattern structure may be configured to have an intended nonuniformity for each position.
  • the measurement pattern structure 130 may include one or more unit measurement patterns (not shown). The unit measurement pattern may change the energy transfer efficiency depending on the position to generate process nonuniformity according to the position of the substrate 140.
  • the measurement pattern structure 130 may be replaced with a process pattern structure (not shown).
  • the process pattern structure may be manufactured to improve process uniformity by using process heterogeneity obtained through the measurement pattern structure 130.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a measurement pattern structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a virtual spatial distribution of deposition rates in which a first substrate is processed using the measurement substrate structure.
  • the measurement pattern structure 130 is interposed between the first substrate 140 and the energy applying structure 110 that applies energy to the first substrate 140.
  • the measurement pattern structure 130 may include one or more unit measurement patterns A1 to A12.
  • the unit measurement pattern A1 may include a vertical structure different according to the position.
  • the unit measurement pattern A1 may have a different structure, material, pattern, or shape depending on the position.
  • the unit measurement pattern A2 may include four split areas A2 (1 to 4) that differ according to positions.
  • the split regions may cause a spatially non-uniform process depending on the location of the first substrate 140.
  • the unit measurement pattern A1 may include a first measurement pattern 132 and a second measurement pattern 134 disposed on the first measurement pattern 132.
  • the total thickness t of the unit measurement pattern A1 may be constant.
  • the ratio (d1 (x) / d2 (x)) of the thickness of the first measurement pattern 132 and the second measurement pattern 134 may vary depending on the position x.
  • the unit measurement pattern A2 may include first to fourth split regions A2 (1), A2 (2), A2 (3), and A2 (4).
  • the split regions A2 (1), A2 (2), A2 (3) and A (4) may have different energy transfer efficiencies.
  • the unit measurement patterns A1 to A12 may be disposed adjacent to each other on the same plane.
  • the split regions of the unit measurement pattern A1 may spatially change energy transfer efficiency for transferring energy of the energy applying structure 110 to the first substrate 140. Accordingly, the first substrate 140 on the unit measurement pattern A1 may exhibit non-uniform process results.
  • the second measurement pattern 132 may be a conductor, and the first measurement pattern 132 may be an insulator. Alternatively, at least one of the dielectric constant, electrical conductivity, thermal conductivity, and permeability of the first measurement pattern 132 and the second measurement pattern may be different from each other.
  • the spatial distribution may depend on substrate upper process variables, such as fluid uniformity in the processing vessel, and substrate sub-process variables, such as temperature uniformity of the first substrate.
  • the unit measurement pattern A1 may form a nonuniform process variable below the substrate. Accordingly, the first substrate 140 may have a non-uniform deposition rate on the unit measurement pattern A1.
  • the measurement pattern structure 130 may include one or more unit measurement patterns A1 to A12.
  • the unit measurement patterns A1 to A12 and the unit substrate regions B1 to B12 may correspond one to one.
  • split regions corresponding to a desired common deposition rate 11 or characteristic may be selected.
  • the uniform treatment region may include split regions corresponding to the common deposition rate 11.
  • the uniform treatment region may include a second split region A1 (2) of the unit substrate region A1.
  • the structures of the split regions corresponding to the common deposition rate 11 may be different.
  • a process pattern structure (not shown) reflecting the structure of the split regions of the unit measurement patterns A1 to A12 corresponding to the common deposition rate 11 for each unit measurement pattern may secure process uniformity.
  • the structural difference between the split regions of the unit measurement pattern may be increased / decreased.
  • the measurement pattern structure may be changed to have a common deposition rate by using a unit measurement pattern having a different structure for each region.
  • the common deposition rate may be selected as an optimal common deposition rate for the unit substrate regions B1 to B12.
  • Unit substrate regions having no common deposition rate may select a deposition rate closest to the common deposition rate as a common deposition rate. Accordingly, a process pattern structure reflecting the structures of the unit measurement patterns A1 to A12 corresponding to the common deposition rate may be manufactured.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a process pattern structure according to an embodiment of the present invention.
  • 5 is a diagram illustrating a virtual spatial distribution of a deposition rate of a second substrate using the process pattern structure.
  • the process pattern structure 150 may have structures of the unit process patterns A1 to A12 corresponding to the common deposition rate 11 of FIG. 3.
  • the process pattern structure 150 may include one or more unit process patterns C1 to C12.
  • the unit process patterns may correspond one-to-one with the unit process patterns A1 to A12.
  • the deposition rate may be spatially uniform.
  • An area of the unit process patterns C1 to C12 and an area of the unit measurement patterns A1 to A12 may be the same.
  • the unit process pattern C1 may include a first process pattern 152 and a second process pattern 153.
  • the thickness d3 of the first process pattern 152 and the thickness d4 of the second process pattern 154 of the unit process pattern C1 correspond to a common deposition rate of the unit measurement pattern A1, respectively.
  • the thickness d1 (A (2)) of the first measurement pattern 132 may be equal to the thickness t-d1 (A (2)) of the second measurement pattern 134.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a measurement pattern structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view of FIG. 6.
  • the measurement pattern structure 130 may include a plurality of unit measurement patterns Amn.
  • m and n may be a positive integer.
  • the unit measurement patterns Amn may be arranged in a matrix form in a first direction and a second direction crossing the first direction.
  • the unit measurement pattern Amn may include a first measurement pattern 132 and a second measurement pattern 134 disposed on the first measurement pattern 132.
  • the first measurement pattern 132 may have a step shape.
  • the total thickness of the first measurement pattern 132 and the second measurement pattern 134 may be constant.
  • the ratio of the thicknesses of the first measurement pattern 132 and the second measurement pattern 134 may vary depending on the position.
  • the unit measurement pattern Amn may include three split regions A11 (1), A11 (2), and A11 (3).
  • the split regions may have ratios of different thicknesses.
  • the thickness of the first measurement pattern 132 of the first split area A11 (1) may be 1 (arbitrary unit).
  • the first measurement pattern 134 of the second split area A11 (2) may have a thickness of 2 (arbitrary unit).
  • the first measurement pattern of the third split area A11 (3) may be 3 (arbitrary unit).
  • the unit measurement pattern Amn may have a different pattern, material, or structure depending on the position.
  • the change in pattern, material, or structure according to the location may be continuous or continuous.
  • the unit measurement pattern Amn is divided into one or more split regions, and each split region may be configured of the same pattern, material, or structure.
  • the split regions can be fabricated with different patterns, materials, or structures.
  • the unit measurement pattern Amn may prevent distortion of an electric field or a magnetic field that may occur in terms of discontinuous change.
  • there is an advantage in that the measurement and the correction can be performed by selecting the desired precision.
  • the unit measurement pattern may be made of a split area of the ready-made, and the combination of the split areas to form a variety of measurement pattern It is inexpensive and quick to configure.
  • the width of the split region may be greater than the minimum change distance according to the spatial distribution of process variables affecting the substrate.
  • the total thickness of the unit measurement pattern is constant, and the material of the unit measurement pattern may vary depending on the position.
  • the material may have variables such as different thermal conductivity, permeability, and dielectric constant.
  • the total thickness of the unit measurement pattern is constant, and the unit measurement pattern may be manufactured in a form in which one or more materials are mixed.
  • the mixing ratio of each material may vary depending on the location.
  • different materials may have variables such as different thermal conductivity, magnetic flux transmittance, and dielectric constant.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a virtual deposition rate distribution when a deposition process of a first substrate is performed using the measurement pattern structure of FIG. 6.
  • the unit measurement patterns Amn of the measurement pattern structure 130 and the unit substrate regions Bmn of the first substrate 140 may correspond one to one.
  • the unit substrate region Bmn may be divided into three substrate split regions B11 (1), B11 (2), and B11 (3) according to the structure of the unit measurement pattern.
  • the substrate split regions B11 (1), B11 (2), and B11 (3) may have deposition rates l, l, and m, respectively.
  • the uniformly processed regions of the first substrate 140 may be selected as regions B11 (3), B21 (2),..., Having a deposition rate of m.
  • FIG. 9 is a perspective view illustrating a process pattern structure according to an embodiment of the present invention. 10 is a plan view of the process pattern structure of FIG. 9.
  • the process pattern structure 150 may include a vertical structure of the measurement pattern structure corresponding to uniformly processed regions (regions having a deposition rate of m) of the first substrate 140 of FIG. 8. It can have The process pattern structure 150 may include a plurality of unit process patterns Cmn. An area of the unit process pattern Cmn and the unit measurement pattern Amn may be the same.
  • the corresponding unit process pattern of the process pattern structure 150 ( C11 may have a vertical structure of the unit measurement pattern A11 (3) disposed below the region B11 (3) having a deposition rate of m of the unit substrate region B11.
  • the unit process pattern Cmn may include a first process pattern 152 and a second process pattern 154.
  • the number in FIG. 10 is the thickness of the first process pattern 152 of the unit process pattern Cmn.
  • the unit process patterns Cmn may have different patterns, materials, or structures.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a measurement pattern structure according to an embodiment of the present invention.
  • the measurement pattern structure 130 may include unit measurement patterns Amn arranged in a matrix in a first direction and a second direction crossing the first direction.
  • the unit measurement pattern A11 may include a first measurement pattern 132 and a second measurement pattern 134 disposed on the first measurement pattern 132.
  • the total thickness of the unit measurement pattern A11 is constant, and the ratio of the thicknesses of the first measurement pattern 132 and the second measurement pattern 134 may increase or decrease continuously along the first direction.
  • At least one of the first measurement pattern 132 and the second measurement pattern 134 may be a different material from among thermal conductivity, electrical conductivity, dielectric constant, and permeability.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a measurement pattern structure according to an embodiment of the present invention.
  • the measurement pattern structure 130 may include unit measurement patterns Amn arranged in a matrix in a first direction and a second direction crossing the first direction.
  • the unit measurement pattern A11 may include a first measurement pattern 232 and a second measurement pattern 234 disposed on the first measurement pattern 232.
  • the total thickness of the unit measurement pattern 132 may be constant.
  • the ratio of the thicknesses of the first measurement pattern 232 and the second measurement pattern 234 may increase or decrease continuously in the second direction.
  • the first measurement pattern 232 and the second measurement pattern 234 may be at least one of thermal conductivity, electrical conductivity, dielectric constant, and magnetic permeability.
  • the third pattern 236 may be disposed on the second pattern 234.
  • the fourth pattern 238 may be disposed on the third pattern 236.
  • the thickness of the third pattern 238 may vary discontinuously along the first direction.
  • At least one of the third pattern 236 and the fourth pattern 238 may be a different material from among thermal conductivity, electrical conductivity, dielectric constant, and permeability.
  • the measurement pattern structure 130 may be manufactured in two or more layers.
  • the measurement pattern structure 130 may control the measurement accuracy by adjusting the difference between the split regions through the combination of each layer, or widen the range of correction by adjusting the magnitude of the total change amount.
  • the measurement pattern structure 130 may be manufactured to simultaneously correct uniformity of various process variables.
  • the measurement pattern structure 130 may be manufactured to simultaneously determine electric energy and heat energy.
  • the measurement pattern structure 130 may include a first unit measurement pattern and a second unit measurement pattern.
  • the first unit measurement pattern may change the energy transfer efficiency of electrical energy
  • the second unit measurement pattern may change the heat energy transfer efficiency.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a measurement pattern structure according to an embodiment of the present invention.
  • the measurement pattern structure 130 may include unit measurement patterns Amn arranged in a matrix in a first direction and a second direction crossing the first direction.
  • the unit measurement pattern A11 may include a first measurement pattern 332 and a second measurement pattern 334 disposed on the first measurement pattern 332.
  • the total thickness of the unit measurement pattern A11 is constant, and the ratio of the thicknesses of the first measurement pattern 332 and the second measurement pattern 334 may be continuously increased or decreased in the first direction.
  • the first measurement pattern 332 and the second measurement pattern 334 may be at least one of thermal conductivity, electrical conductivity, dielectric constant, and permeability.
  • the third measurement pattern 336 may be disposed on the second measurement pattern 334.
  • the fourth measurement pattern 338 may be disposed on the third measurement pattern 336.
  • the thickness of the third measurement pattern 338 may vary discontinuously along the first direction. At least one of the third measurement pattern 336 and the fourth measurement pattern 338 may be a different material from among thermal conductivity, electrical conductivity, dielectric constant, and permeability.
  • the third measurement pattern 336 may have a step shape.
  • FIG. 14 is a plan view showing a measurement pattern structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 14 in the azimuth direction.
  • the measurement pattern structure 130 may be circular.
  • the first substrate (not shown) disposed on the measurement pattern structure 130 may be circular.
  • the processing of the first substrate may have azimuthal symmetry.
  • the treatment process in the radial direction may not be uniform.
  • the unit measurement patterns Am of the measurement pattern structure 130 may be arranged in the radial direction.
  • M may be a positive integer, and may be arranged along the radial direction.
  • the unit measurement pattern A2 may include eight split areas A2 (1) to A2 (8).
  • the unit measurement patterns Am may not be the same area.
  • the unit measurement pattern A2 may include a first measurement pattern 132 and a second measurement pattern 134 disposed on the first measurement pattern 132.
  • the total thickness of the unit measurement pattern A2 is constant, and the ratio of the thicknesses of the first measurement pattern 132 and the second measurement pattern 134 may increase or decrease discontinuously along the azimuth direction. .
  • the measurement pattern structure may be used for uniform process correction in the radial direction but nonuniform in the azimuth direction or nonuniform process correction in both the diameter and the azimuth direction.
  • FIG. 16 is a plan view illustrating a measurement pattern structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line II-II ′ of FIG. 16.
  • the measurement pattern structure 130 may be rectangular.
  • the first substrate (not shown) disposed on the measurement pattern structure 130 may be rectangular.
  • the measurement pattern structure 130 may include unit measurement patterns Amn and a support plate 131.
  • the support plate 131 may include a plurality of through holes 133.
  • the unit measurement patterns Amn may be disposed in the through holes 133.
  • the unit measurement patterns Amn may be arranged in a matrix form in a first direction and a second direction crossing the first direction.
  • the unit measurement pattern Amn may be spaced apart from each other.
  • the unit measurement pattern Amn may be a rectangle.
  • the unit measurement pattern Amn may include a first pattern 132 and a second pattern 134 disposed on the first pattern 132.
  • the total thickness of the unit measurement pattern Amn is constant, and the ratio of the thicknesses of the first pattern 132 and the second pattern 134 increases discontinuously along the first direction and / or the second direction, or May decrease.
  • the support plate 131 may be a dielectric or a conductor.
  • the support plate 131 may include a plurality of non-through holes (not shown).
  • the unit measurement patterns Amn may be disposed in the non-through holes.
  • a part of the through hole 133 may be a preliminary measurement pattern (not shown).
  • the preliminary measurement pattern may include the same material and / or the same vertical structure depending on the position.
  • FIG. 18 is an exploded perspective view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the substrate processing apparatus may include an energy applying structure 110 and a measurement pattern structure 130 disposed on the energy applying structure 110.
  • the first substrate 140 may be disposed on the measurement pattern structure 130.
  • the substrate support 160 may support the side and / or the upper side of the first substrate 140.
  • the energy applying structure 110 may include a heater.
  • the heater may supply heat energy by heating wire or heating fluid.
  • the heater may further include a cooling unit (not shown).
  • the cooling unit may adjust the temperature by using a fluid.
  • the measurement pattern structure 130 may include a plurality of unit measurement patterns (not shown).
  • the unit measurement patterns may have the same structure.
  • the unit measurement pattern may have different energy transfer efficiency depending on location.
  • the vertical structure of the unit measurement pattern may vary depending on the position.
  • the first substrate 140 may be a glass substrate, a semiconductor substrate, a metal substrate, paper, a fiber metal substrate, or a plastic substrate.
  • the first substrate may be rectangular.
  • the first substrate 140 may be a substrate on which a device is to be formed or a substrate having a test pattern.
  • the substrate support 160 may be a means for supporting the first substrate 140.
  • the substrate support 160 may perform a function of a mechanical chuck.
  • the substrate support 160 may be a guide means of the first substrate.
  • FIG. 19 is an exploded perspective view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the substrate processing apparatus may include an energy applying structure 110 and a measurement pattern structure 130 disposed on the energy applying structure 110.
  • the electrostatic electrode 120 may be interposed between the measurement pattern structure 130 and the energy structure 110.
  • the first substrate 140 may be disposed on the measurement pattern structure 130.
  • the energy applying structure 110 may include a heater 114 and a bias electrode 112.
  • the heater 114 may be disposed on the bias electrode 112.
  • the heater 114 may supply heat energy by heating wire or heating fluid.
  • the heater 114 may further include a cooling unit (not shown).
  • the cooling unit may adjust the temperature by using a fluid.
  • the bias electrode 112 may be electrically connected to an RF power source or an AC power source to form a DC bias on the first substrate 140.
  • the energy applying structure 110 may generate different energy depending on the position.
  • the energy applying structure 110 may perform a function of firstly correcting uniformity for each position, and the measurement pattern structure 130 may perform a function of secondly correcting uniformity.
  • the electrostatic electrode 120 may be bipolar.
  • the electrostatic electrode 120 may include a first electrostatic electrode 122 and a second electrostatic electrode 124.
  • the first electrostatic electrode 122 and the second electrostatic electrode 124 may be disposed on the same plane and may be disposed to engage with each other.
  • Constant voltage may be generated by applying a voltage between the first electrostatic electrode 122 and the second electrostatic electrode 124.
  • the electrostatic force may fix the first substrate 140.
  • the measurement pattern structure 130 may include one or more unit measurement patterns.
  • the unit measurement patterns may have the same structure.
  • the unit measurement pattern may have different energy transfer efficiency depending on location.
  • the vertical structure of the unit measurement pattern may vary depending on the position.
  • Unit measurement patterns of the measurement pattern structure may be separated.
  • the unit measurement patterns may be fixed to each other with an adhesive.
  • the first substrate 140 may be a glass substrate, a semiconductor substrate, a metal substrate, a fiber, paper, or a plastic substrate.
  • the first substrate may be rectangular.
  • the first substrate may be a substrate on which a device is to be formed or a substrate having a test pattern.
  • a plurality of measurement pattern structures can be applied to correct more precise measurement or uniformity outside the measurement range.
  • the measurement pattern structure may use different unit measurement patterns according to positions by estimating an approximate nonuniformity according to the position.
  • FIG. 20 is an exploded perspective view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the substrate processing apparatus may include an energy applying structure 110 and a process pattern structure 150 disposed on the energy applying structure 110.
  • the electrostatic electrode 120 may be interposed between the process pattern structure 150 and the energy structure 110.
  • the second substrate 141 may be disposed on the process pattern structure 150.
  • the first interlayer insulating film 101 may be interposed between the energy applying structure 110 and the electrostatic electrode 120.
  • the second interlayer insulating layer 103 may be interposed between the electrostatic electrode 120 and the process pattern structure 150.
  • the third interlayer insulating layer 105 may be disposed between the process pattern structure 150 and the second substrate 141.
  • the energy applying structure 110 may include a heater and / or a bias electrode.
  • the electrostatic electrode 120 may be monopolar.
  • the monopolar type may require plasma on the second substrate 141.
  • Constant voltage may be generated by applying a voltage between the electrostatic electrode 120 and the plasma.
  • the electrostatic force may fix the second substrate 141.
  • the process pattern structure 150 may include one or more unit process patterns.
  • the unit process patterns may have different vertical structures. Each of the unit process patterns may have the same or different energy transfer efficiency depending on location.
  • the unit process patterns of the process pattern structure 150 may be separated from each other.
  • the unit process patterns may be fixed to each other with an adhesive or fixedly disposed on a support plate.
  • the second substrate 141 may be a glass substrate, a semiconductor substrate, a metal substrate, paper, fiber, or a plastic substrate.
  • the first substrate may be rectangular.
  • the second substrate 141 may be a substrate on which an element is to be formed.
  • the first interlayer insulating layer 101 may be interposed between the energy applying structure 110 and the electrostatic electrode 120 to electrically insulate each other.
  • the second interlayer insulating layer 103 may be interposed between the electrostatic electrode 103 and the process pattern structure 150 to electrically insulate each other.
  • the third interlayer insulating layer 105 may include a groove (not shown) formed to secure temperature uniformity of the second substrate 120. The groove may be filled with helium. The surface of the third interlayer insulating layer 105 may have a surface roughness.
  • 21 is an exploded perspective view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the substrate processing apparatus may include an energy applying structure 110 and a process pattern structure 150 disposed on the energy applying structure 110.
  • the second substrate 141 may be disposed on the process pattern structure 150.
  • the substrate support 160 may be a means for supporting the second substrate 141.
  • the substrate support 160 may perform a function of a mechanical chuck.
  • the substrate support 160 may be a guide means of the first substrate 141.
  • the first interlayer insulating layer 106 may be disposed between the energy applying structure 110 and the process pattern structure 150.
  • FIG. 22 is a flowchart illustrating a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
  • the substrate processing method may include providing a measurement pattern structure including a plurality of unit measurement patterns (S100), and processing a first substrate disposed on the measurement pattern structure in a processing container (S110). ), Selecting the uniform processing regions of the first substrate according to the position of the unit measurement patterns (S120), and transferring the structure of the measurement pattern structure corresponding to the uniform processing regions to the process pattern structure. Step S130, and processing the second substrate in the processing container using the process pattern structure including the unit process pattern (S130).
  • the first substrate may be a semiconductor substrate, a flat panel display substrate, a metal material such as iron, a nonmetal material such as paper or fiber, or a solar cell substrate.
  • the treatment of the first substrate and the treatment of the second substrate may be a deposition process, an ion implantation process, an etching process, a cleaning process, or an annealing process.
  • the method may further include processing the first substrate to investigate process nonuniformity of the first substrate (S112). If the homogeneous treatment region can be selected, the homogeneous treatment region is selected. However, when the process unevenness of the first substrate cannot be selected to select a uniform processing region, the method may further include changing the measurement pattern structure (S114).
  • the method may further include processing the second substrate to investigate uniformity (S142).
  • substrate ensures uniformity
  • substrate is processed continuously.
  • process nonuniformity may be investigated using the measurement pattern structure.
  • the measurement pattern structure may transfer energy of an energy applying structure disposed under the first substrate to the first substrate.
  • the measurement pattern structure may include one or more unit measurement patterns.
  • the unit measurement pattern may have different energy transfer efficiency depending on the location. Accordingly, the first substrate on the unit measurement pattern may exhibit a non-uniform process.
  • the unit measurement pattern may include a first measurement pattern and a second pattern disposed on the first measurement pattern.
  • the total thickness of the unit measurement pattern may be constant.
  • the ratio of the thickness of the first measurement pattern and the second measurement pattern may vary depending on the position.
  • the ratio of the thickness of the first measurement pattern and the second measurement pattern may be discontinuously increased or decreased.
  • a pattern of one or more layers may be disposed on the one layer pattern including the first measurement pattern and the second measurement pattern.
  • the unit measurement pattern may include a third pattern and a fourth pattern disposed on the third pattern.
  • the third measurement pattern may be disposed on the second measurement pattern.
  • the ratio of the thickness of the third pattern and the fourth pattern may vary depending
  • Selecting the uniformly processed regions (S120) may include selecting a process result of the first substrate on the unit measurement patterns that is the same as or closest to the uniform process regions.
  • Transferring a structure of the measurement pattern structure corresponding to the uniformly processed regions to a process pattern structure may include separating the process pattern structure into one or more unit process patterns, and vertically processing the unit process patterns.
  • the structure may include the same as the vertical structure of the unit measurement patterns respectively corresponding to the uniformly processed regions of the first substrate.
  • the unit process pattern and the unit measurement pattern may have the same area.
  • the unit process patterns may be combined to form the process pattern structure.
  • the device pattern of the first substrate and the device pattern of the second substrate may be different from each other.
  • 23 to 27 are cross-sectional views illustrating a method of forming a measurement pattern structure according to an embodiment of the present invention.
  • a first photoresist pattern 410 may be formed on the measurement pattern substrate 400 of the first material.
  • the first material may be a conductor, a dielectric, or a polymer.
  • the first trench 412 may be formed by etching the measurement pattern substrate 400 using the first photoresist pattern 410 as a mask.
  • the etching may be wet or dry etching.
  • a second photoresist pattern 410b may be formed by selectively isotropically etching the first photoresist pattern 410.
  • the isotropic etching may be wet etching or dry etching.
  • the second trench 414 may be formed by etching the measurement pattern substrate 400 using the second photoresist pattern 410b as a mask.
  • the etching may form the first trench deeper.
  • the etching may be wet etching or dry etching.
  • the second photoresist pattern 410b may be removed and a second material 420 may be formed on the measurement pattern substrate 400. Subsequently, the measurement pattern substrate 400 may be planarized. The planarization may use a chemical mechanical polishing process or an etch-back process.
  • the first material may constitute a first measurement pattern
  • the second material may constitute a second measurement pattern.
  • the measurement pattern structure may be formed using a plurality of masks.
  • the measuring pattern structure or the process pattern structure is baked using a mold, a method of shaping a base material, a method of hardening the mold, a method of attaching a pattern to the base frame, or It can be formed by a method of pattern bonding.
  • 28 and 29 are perspective views illustrating a measurement pattern structure according to an embodiment of the present invention.
  • the measurement pattern structure includes a unit measurement pattern A1.
  • the unit measurement pattern includes a plurality of split regions A1 (1), A1 (2), and A1 (3).
  • the split regions may be made of different materials. Alternatively, the split regions may have different material composition ratios.
  • the measurement pattern structure includes a unit measurement pattern A1.
  • the unit measurement pattern includes first to third split regions A1 (1), A1 (2), and A1 (3).
  • the split regions may be configured in a shape to each other.
  • the first split area A1 (1) may include one first measurement pattern 137 and one second measurement pattern 139 arranged horizontally.
  • the second split area A1 (2) may include one first measurement pattern and two second measurement patterns.
  • the third split area A1 (3) may include one first measurement pattern and three second measurement patterns.
  • the first measurement pattern and the second measurement pattern may be different materials.
  • the measurement pattern structure may include a unit measurement pattern A1.
  • the unit measurement pattern may include first to third split regions A1 (1), A1 (2), and A1 (3).
  • the first to third split regions A1 (1), A1 (2), and A1 (3) may each include a first measurement pattern and a second measurement pattern that are horizontally disposed. Widths of the first measurement pattern and the second measurement pattern may be different from each other in the split regions.
  • the first measurement pattern and the second measurement pattern may be different materials.

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Abstract

본 발명은 측정 패턴 구조체, 공정 패턴 구조체, 기판 처리 장치, 및 기판 처리 방법을 제공한다. 이 방법은 하나 이상의 단위 측정 패턴을 포함하는 측정 패턴 구조체를 제공하는 단계, 처리 용기에서 측정 패턴 구조체 상에 배치된 제1 기판을 처리하는 단계, 단위 측정 패턴의 위치에 따른 제1 기판의 균일 처리 영역을 선택하는 단계, 균일 처리 영역에 대응하는 측정 패턴 구조체의 구조를 공정 패턴 구조체에 전사(transfer)하는 단계, 및 단위 공정 패턴을 포함하는 공정 패턴 구조체를 이용하여 처리 용기에서 제2 기판을 처리하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 20.04.2010]　측정 패턴 구조체, 공정 패턴 구조체, 기판 처리 장치, 및 기판 처리 방법
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로 공정 균일성을 가지는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
기판 처리 장치는 식각, 증착, 이온 주입, 물질 표면 처리 등의 다양한 공정에 이용되고 있다. 기판 처리장치는 반도체 기판, 평판 표시 기판, 태양 전지 기판 등의 공정에 사용되고 있으며, 기판의 대면적화 및 기판의 섬세한 처리가 요구 됨에 따라 기판 처리 장치의 균일한 처리의 중요성이 증대하고 있다. 그러나 기판 공정의 균일성은 공정 가스의 균일성, 기판 온도의 균일성, 플라즈마의 균일성 등의 다양한 공정 변수에 의존할 뿐만 아니라, 다양한 공정 변수와 공정 결과의 관계가 선형적이 아니므로 공정 결과로부터 균일한 공정을 위한 공정 변수의 보정 정도를 이론적으로 도출하는 데에 어려움이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 공간적으로 균일한 공정 분포를 형성하는 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 공간적으로 균일한 공정 분포를 형성하는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 공간적으로 불균일한 패턴을 형성하는 측정 패턴 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 공간적으로 균일한 공정을 가능하게 하는 공정 패턴 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은 하나 이상의 단위 측정 패턴들을 포함하는 측정 패턴 구조체를 제공하는 단계, 처리 용기에서 상기 측정 패턴 구조체 상에 배치된 제1 기판을 처리하는 단계, 상기 단위 측정 패턴들의 위치에 따른 상기 제1 기판의 균일 처리 영역을 선택하는 단계, 상기 균일 처리 영역에 대응하는 상기 측정 패턴 구조체의 구조 및/또는 재질을 공정 패턴 구조체에 전사(transfer)하는 단계, 및 상기 공정 패턴 구조체를 이용하여 상기 처리 용기에서 제2 기판을 처리한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단위 측정 패턴은 제1 측정 패턴 및 상기 제1 측정 패턴 상에 배치된 제2 측정 패턴을 포함하되, 상기 단위 측정 패턴의 총 두께는 일정하고, 상기 제1 측정 패턴과 상기 제2 측정 패턴의 두께의 비는 위치에 따라 다를 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 측정 패턴과 상기 제2 측정 패턴의 두께의 비는 불연속적 혹은 연속적으로 증가 또는 감소할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단위 측정 패턴은 제3 측정 패턴 및 상기 제3 측정 패턴 상에 배치된 제4 측정 패턴을 더 포함하되, 상기 3 측정 패턴은 상기 제2 측정 패턴 상에 배치되고, 상기 제3 패턴과 상기 제4 패턴의 두께의 비는 위치에 따라 다를 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 측정 패턴 구조체를 제공하는 단계는 제1 물질의 측정 패턴 기판 상에 제1 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 제1 포토 레지스트 패턴을 식각 마스크로 상기 측정 패턴 기판을 식각하여 제1 트렌치를 형성하는 단계, 상기 제1 포토 레지스트 패턴을 선택적으로 이방성 식각하여 제2 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 제2 포토 레지스트 패턴을 식각 마스크로 상기 측정 패턴 기판을 식각하여 제2 트렌치를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 측정 패턴 구조체를 제공하는 단계는 상기 측정 패턴 기판 상에 제2 물질을 형성하고 평탄화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판은 반도체 기판, 평면 표시소자 기판, 섬유, 금속 기판, 종이, 유기물 기판, 또는 태양전지 기판 중에서 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판의 처리는 표면처리 공정, 증착 공정, 이온 주입 공정, 식각 공정, 세정 공정, 및 어닐 공정 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 균일 처리 영역에 대응하는 상기 측정 패턴 구조체의 구조 및/또는 재질을 공정 패턴 구조체에 전사(transfer)하는 단계는 상기 공정 패턴 구조체는 하나 이상의 단위 공정 패턴을 포함하고, 상기 단위 공정 패턴의 수직 구조는 상기 제1 기판의 균일 처리 영역들에 대응하는 상기 단위 측정 패턴의 수직 구조와 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단위 공정 패턴 및 상기 단위 측정 패턴은 같은 면적을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 측정 패턴 구조체는 원형이고, 상기 단위 측정 패턴은 제1 측정 패턴 및 상기 제1 측정 패턴 상에 배치된 제2 측정 패턴을 포함하되, 상기 단위 측정 패턴의 총 두께는 일정하고, 상기 제1 측정 패턴과 상기 제2 측정 패턴의 두께의 비는 방위각에 따라 다를 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 균일 처리 영역을 선택하는 단계는 상기 단위 측정 패턴 상의 상기 제1 기판의 처리 결과가 상기 균일 처리 영역에서 동일하거나 일정 범위 안에 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 제1 기판에 에너지를 인가하는 에너지 인가 구조체, 및 상기 에너지 인가 구조체 상에 배치되고 하나 이상의 단위 측정 패턴을 포함하는 측정 패턴 구조체를 포함하되, 상기 단위 측정 패턴은 상기 제1 기판에 위치에 따라 불균일한 공정을 야기하여 균일한 공정을 위한 위치에 따른 조건을 찾을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 에너지 인가 구조체는 상기 제1 기판에 열 에너지 전기 에너지, 자기 에너지 및 이온 에너지 중에서 적어도 하나를 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 에너지 인가 구조체와 상기 측정 패턴 구조체 사이에 개재되고 상기 제1 기판을 고정하는 정전 전극을 더 포함하되, 상기 정전 전극은 단극 또는 쌍극일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단위 측정 패턴은 상기 에너지 인가 구조체의 에너지를 상기 제1 기판에 전달하는 에너지 전달 효율을 위치에 따라 변화시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판 상에 배치되고 상기 제1 기판을 지지하는 기판 지지부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 제2 기판에 에너지를 인가하는 에너지 인가 구조체, 및 하나 이상의 단위 공정 패턴들을 포함하는 공정 패턴 구조체를 포함하되, 상기 제2 기판은 상기 공정 패턴 구조체 상에 배치되고, 상기 단위 공정 패턴은 서로 다른 에너지 전달 효율을 가지고, 상기 제2 기판에 공간적으로 균일한 공정을 야기한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 에너지 인가 구조체는 열 에너지를 상기 제2 기판에 공급하고, 상기 공정 패턴 구조체는 상기 제2 기판에 위치에 따라 다른 따른 열 전도율을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 측정 패턴 구조체는 제1 기판과 상기 제1 기판에 에너지를 인가하는 에너지 인가 구조체 사이에 개재된다. 상기 측정 패턴 구조체는 하나 이상의 단위 측정 패턴을 포함하고, 상기 단위 측정 패턴은 위치에 따라 서로 다른 재질 및/또는 서로 다른 수직 구조를 가지는 복수의 스플릿 영역들을 포함하고, 상기 스플릿 영역들은 제1 기판에 공간적으로 최적 공정을 찾을 수 있도록 불균일한 공정을 야기할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단위 측정 패턴는 사각형이고, 제1 방향 또는/및 상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향에 따라 스플릿 영역들이 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 측정 패턴 구조체는 예비 측정 패턴을 더 포함하되, 상기 예비 측정 패턴은 위치에 따라 동일한 재질 및/또는 동일한 수직 구조를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 측정 패턴 구조체의 상부면은 평탄화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 스플릿 영역들은 하나 이상의 재질이 혼합되어 형성될 수 있고, 상기 재질의 혼합 비율은 상기 스플릿 영역들에서 서로 다를 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공정 패턴 구조체는 제2 기판과 상기 제2 기판에 에너지를 인가하는 에너지 인가 구조체 사이에 개재된다. 상기 공정 패턴 구조체는 복수의 단위 공정 패턴들을 포함하고, 상기 단위 공정 패턴들은 서로 다른 수직 구조를 포함하여 상기 제2 기판에 공간적으로 균일한 공정을 야기할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은 위치 별로 의도된 불균일도를 야기하는 측정 패턴구조체를 이용하여 실험적으로 얻은 결과를 공정 패턴 구조체에 전사하여 균일한 공정 을 유도하는 공정 패턴 구조체를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 패턴 구조체의 단면도이다.
도 3은 상기 측정 기판 구조체를 이용하여 제1 기판을 처리한 증착률의 가상의 공간 분포를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공정 패턴 구조체를 나타내는 단면도이다. 도 5는 상기 공정 패턴 구조체를 이용한 제2 기판의 증착률의 가상의 공간적 분포를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 측정 패턴 구조체를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6의 평면도이다.
도 8은 도 6의 측정 패턴 구조체를 이용하여 제1 기판의 증착 처리 공정 수행한 경우, 가상의 증착률 분포를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공정 패턴 구조체를 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 9의 공정 패턴 구조체의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 패턴 구조체를 나타내는 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 패턴 구조체를 나타내는 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 패턴 구조체를 나타내는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 패턴 구조체를 나타내는 평면도이다. 도 15는 도 14의 I-I' 선을 따라 방위각 방향으로 자른 단면도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 패턴 구조체를 나타내는 평면도이다. 도 17은 도 16의 II-II' 방위각 방향으로 자른 단면도이다.
도 18 내지 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 분해 사시도를 나타낸다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 23 내지 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 패턴 구조체를 형성하는 하는 방법을 설명하는 단면도들이다.
도 28 및 도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 패턴 구조체를 설명하는 사시도들이다.
기판 처리 공정의 균일성은 기판 상부에 공급되는 유체 또는 에너지의 균일성 등의 기판 상부 공정 변수, 및 상기 기판 하부의 에너지 인가 구조체에 의한 기판 하부 공정 변수에 의존할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은 상기 에너지 인가 구조체와 상기 기판 사이 개재된 측정 패턴 구조체를 이용하여 상기 기판 하부 공정 변수를 의도적으로 불균일하게 형성하고, 상기 기판의 공정 결과를 반영하여 상기 기판 상부 공정 변수의 불균일성을 상쇄하도록 상기 에너지 인가 구조체와 상기 기판 사이에 공정 패턴 구조체를 이용하여 기판 처리 공정의 균일성을 확보할 수 있다.
첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층(또는 막) 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 또한, 층(또는 막)이 다른 층(또는 막) 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층(또는 막) 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 층(또는 막)이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 설명하는 도면이다.
상기 기판 처리 시스템은 처리 용기(100), 기판(140), 상기 기판(140)에 에너지를 인가하는 에너지 인가 구조체(110), 상기 에너지 인가 구조체(110)와 상기 기판(140) 사이에 개재되는 측정 패턴 구조체(130)를 포함할 수 있다.
상기 처리 용기(100)는 진공 용기일 수 있다. 상기 기판 처리 시스템은 기판에 세정 공정, 스핀 코팅 공정, 증착 공정, 식각 공정, 스퍼터 공정, 이온 주입 공정, 확산 공정, 열처리 공정, 표면 처리 공정 등을 수행할 수 있다. 상기 처리 용기(100)는 진공 용기에 한정되지 않는다.
상기 에너지 인가 구조체(110)는 히터(미도시) 및/또는 바이어스 전극(미도시) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 에너지 인가 구조체(110)는 상기 기판(140)에 에너지를 인가하는 수단일 수 있다. 상기 히터는 냉각부를 포함할 수 있다. 상기 히터는 상기 기판(140)에 열 에너지를 공급할 수 있다. 상기 바이어스 전극은 AC 전원, RF 전원, 또는 초고주파 전원에 연결될 수 있다. 상기 바이어스 전극은 상기 기판(140) 상에 플라즈마를 형성하여 상기 기판(140)에 이온 에너지를 공급할 수 있다. 상기 에너지 인가 구조체(110)는 초음파 에너지, 광 에너지, 열 에너지, 자기 에너지, 전기 에너지 및 이온 에너지 중에서 적어도 하나를 상기 기판(140)에 공급할 수 있다.
상기 측정 패턴 구조체(130)는 상기 에너지 인가 구조체(110)의 에너지를 상기 기판(140)에 에너지를 전달하는 수단일 수 있다. 상기 측정 패턴 구조체는 위치 별로 의도된 불균일도를 갖도록 구성될 수 있다. 상기 측정 패턴 구조체(130)는 하나 이상의 단위 측정 패턴(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 단위 측정 패턴은 위치에 따라 에너지 전달 효율을 변화시키어 상기 기판(140)의 위치에 따라 공정 불균일성을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 측정 패턴 구조체(130)는 공정 패턴 구조체(미도시)로 치환될 수 있다. 상기 공정 패턴 구조체는 상기 측정 패턴 구조체(130)를 통하여 얻은 공정 불균성을 이용하여 공정 균일성을 향상시키도록 제작될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 패턴 구조체의 단면도이다.
도 3은 상기 측정 기판 구조체를 이용하여 제1 기판을 처리한 증착률의 가상의 공간 분포를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 1을 참조하면, 측정 패턴 구조체(130)는 제1 기판(140)과 상기 제1 기판(140)에 에너지를 인가하는 에너지 인가 구조체(110) 사이에 개재된다. 상기 측정 패턴 구조체(130)는 하나 이상의 단위 측정 패턴들(A1~A12)을 포함할 수 있다. 상기 단위 측정 패턴(A1)은 위치에 따라 다른 수직 구조를 포함할 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 단위 측정 패턴(A1)은 위치에 따라 서로 다른 구조, 재질, 패턴, 또는 형상 등을 가질 수 있다.
상기 단위 측정 패턴(A2)은 위치에 따라 다른 4 개의 스플릿 영역들(A2(1~4))을 포함할 수 있다. 상기 스플릿 영역들은 상기 제1 기판(140)에 위치에 따라 공간적으로 불균일한 공정을 야기할 수 있다.
상기 단위 측정 패턴(A1)은 제1 측정 패턴(132) 및 상기 제1 측정 패턴(132) 상에 배치된 제2 측정 패턴(134)을 포함할 수 있다. 상기 단위 측정 패턴(A1)의 총 두께(t)는 일정할 수 있다. 상기 제1 측정 패턴(132)과 상기 제2 측정 패턴(134)의 두께의 비(d1(x)/d2(x))는 위치(x)에 따라 다를 수 있다. 상기 단위 측정 패턴(A2)은 제1 내지 제4 스플릿 영역들(A2(1), A2(2), A2(3), A2(4))을 포함할 수 있다. 상기 스플릿 영역들(A2(1),A2(2),A2(3),A(4))은 서로 다른 에너지 전달 효율을 가질 수 있다.
상기 단위 측정 패턴들(A1~A12)은 서로 같은 평면에서 인접하여 배치될 수 있다. 상기 단위 측정 패턴(A1)의 상기 스플릿 영역들은 상기 에너지 인가 구조체(110)의 에너지를 상기 제1 기판(140)에 전달하는 에너지 전달 효율을 공간적으로 다르게 할 수 있다. 이에 따라, 상기 단위 측정 패턴(A1) 상의 제1 기판(140)은 불균일한 공정 결과를 보일 수 있다. 상기 제2 측정 패턴(132)은 도전체일 수 있고, 상기 제1 측정 패턴(132)은 절연체일 수 있다. 또는 상기 제1 측정 패턴(132)과 상기 제2 측정 패턴의 유전율, 전기 전도도, 열 전도도, 및 투자율 중에서 적어도 하나는 서로 다를 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 측정 패턴 구조체(130)를 이용하여 상기 제1 기판(140, 도1 참조)에 증착 공정을 수행한 경우, 상기 증착 공정의 증착률의 가상의 공간적 분포 분포를 표시하였다.
도 1, 도 2, 및 도 3을 참조하면, 상기 공간적 분포는 처리 용기 내의 유체 균일도 등의 기판 상부 공정 변수 및 상기 제1 기판의 온도 균일도 등의 기판 하부 공정 변수에 의존할 수 있다. 상기 단위 측정 패턴(A1)은 상기 기판 하부 공정 변수를 불균일하게 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 기판(140)은 상기 단위 측정 패턴(A1) 상에서 불균일한 증착률을 가질 수 있다. 상기 측정 패턴 구조체(130)는 하나 이상의 단위 측정 패턴들(A1~A12)을 포함할 수 있다. 상기 단위 측정 패턴들(A1~A12)과 단위 기판 영역들(B1~B12)은 일대일 대응될 수 있다.
상기 단위 기판 영역들(B1~B12) 각각에서 공통적으로 원하는 공통 증착률(11) 또는 특성에 해당하는 스플릿 영역들을 선택할 수 있다. 균일 처리 영역은 상기 공통 증착률(11)에 해당하는 스플릿 영역들을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 균일 처리 영역은 상기 단위 기판 영역(A1)의 제2 스플릿 영역(A1(2))을 포함할 수 있다. 상기 공통 증착률(11)에 대응하는 스플릿 영역들의 구조는 서로 다를 수 있다. 상기 공통 증착률(11)에 대응하는 상기 단위 측정 패턴들(A1~A12)의 스플릿 영역의 구조를 단위 측정 패턴 별로 반영한 공정 패턴 구조체(미도시)은 공정 균일성을 확보할 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 단위 기판 영역들(B1~B12)들 전부에 공통된 증착률이 없는 경우, 단위 측정 패턴의 스플릿 영역들의 구조적 차이를 증가/감소시킬 수 있다. 또는 영역 별로 다른 구조의 단위 측정 패턴을 이용하여 공통된 증착률이 있도록 측정 패턴 구조체를 변경하여 사용할 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 단위 기판 영역들(B1~B12)에 최적의 공통된 증착률을 상기 공통 증착률을 선정할 수 있다. 상기 공통 증착률이 없는 단위 기판 영역들은 상기 공통 증착률에 가장 인접한 증착률을 공통 증착률로 선택할 수 있다. 이에 따라, 상기 공통 증착률에 대응하는 상기 단위 측정 패턴들(A1~A12)의 구조를 반영한 공정 패턴 구조체를 제작할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공정 패턴 구조체를 나타내는 단면도이다. 도 5는 상기 공정 패턴 구조체를 이용한 제2 기판의 증착률의 가상의 공간적 분포를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 공정 패턴 구조체(150)는 도 3의 공통 증착률(11)에 대응하는 상기 단위 공정 패턴들(A1~A12)의 구조들을 가질 수 있다. 상기 공정 패턴 구조체(150)는 하나 이상의 단위 공정 패턴들(C1~C12)을 포함할 수 있다. 상기 단위 공정 패턴들은 상기 단위 공정 패턴들(A1~A12)과 일대일 대응될 수 있다. 상기 공정 패턴 구조체(150)를 이용하여 제2 기판에 증착 처리 공정을 수행한 경우, 증착률은 공간적으로 균일할 수 있다. 상기 단위 공정 패턴들(C1~C12)의 면적과 상기 단위 측정 패턴들(A1~A12)의 면적은 동일할 수 있다. 상기 단위 공정 패턴(C1)은 제1 공정 패턴(152) 및 제2 공정 패턴(153)을 포함할 수 있다. 상기 단위 공정 패턴(C1)의 상기 제1 공정 패턴(152)의 두께(d3)와 상기 제2 공정 패턴(154)의 두께(d4)는 각각 상기 단위 측정 패턴(A1)의 공통 증착률에 대응하는 제1 측정 패턴(132)의 두께(d1(A(2))와 제2 측정 패턴(134)의 두께(t-d1(A(2)))와 같을 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 측정 패턴 구조체를 나타내는 사시도이다. 도 7은 도 6의 평면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 측정 패턴 구조체(130)는 복수의 단위 측정 패턴들(Amn)을 포함할 수 있다. 여기서, m 및 n은 양의 정수일 수 있다. 상기 단위 측정 패턴들(Amn)은 제1 방향과 상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향으로 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 상기 단위 측정 패턴(Amn)은 제1 측정 패턴(132)과 상기 제1 측정 패턴(132) 상에 배치된 제2 측정 패턴(134)을 포함할 수 있다. 상기 제1 측정 패턴(132)은 계단 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 측정 패턴(132)과 상기 제2 측정 패턴(134)의 총 두께는 일정할 수 있다. 상기 제1 측정 패턴(132)과 상기 제2 측정 패턴(134)의 두께의 비는 위치에 따라 변할 수 있다. 상기 단위 측정 패턴(Amn)은 3개의 스플릿 영역들(A11(1),A11(2),A11(3))을 포함할 수 있다. 상기 스플릿 영역들은 서로 다른 두께의 비를 가질 수 있다. 제1 스플릿 영역(A11(1))의 상기 제1 측정 패턴(132)의 두께는 1(임의 단위, arbitray unit)일 수 있다. 제2 스플릿 영역(A11(2))의 상기 제1 측정 패턴(134)은 두께는 2(임의 단위, arbitray unit)일 수 있다. 제3 스플릿 영역(A11(3))의 상기 제1 측정 패턴은 3(임의 단위, arbitray unit)일 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 단위 측정 패턴(Amn)은 위치에 따라 다른 패턴, 재질, 또는 구조를 가질 수 있다. 상기 위치에 따른 패턴, 재질, 또는 구조의 변화는 연속적 또는 연속적일 수 있다. 패턴, 재질, 또는 구조의 변화가 불연속적일 경우, 상기 단위 측정 패턴(Amn)은 하나 이상의 스플릿 영역들으로 구분되고, 각 스플릿 영역은 같은 패턴, 재질, 또는 구조로 구성될 수 있다. 그러나, 스플릿 영역들은 서로 다른 패턴, 재질, 또는 구조로 제작될 수 있다. 상기 단위 측정 패턴(Amn)의 위치에 따른 패턴, 재질, 또는 구조의 변화가 연속적인 경우, 상기 상기 단위 측정 패턴(Amn)은 불연속 변화 면에서 일어날 수 있는 전기장 혹은 자기장 등의 왜곡을 방지할 수 있으며, 측정과 보정을 원하는 정밀도로 선택하여 행할 수 있다는 장점이 있다. 한편, 상기 단위 측정 패턴(Amn)의 위치에 따른 패턴, 재질, 또는 구조의 변화가 불연속적인 경우, 단위 측정 패턴은 스플릿 영역들을 기성품으로 제작할 수 있고, 상기 스플릿 영역들의 조합으로 다양한 측정 패턴 구조체를 저렴하고 빠르게 구성할 수 있는 장점이 있다. 상기 스플릿 영역의 폭은, 기판에 영향을 주는 공정 변수의 공간 분포에 따른 최소 변화 거리보다 클 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 단위 측정 패턴의 총 두께는 일정하고, 상기 단위 측정 패턴의 재질은 위치에 따라 다를 수 있다. 상기 재질은 서로 다른 열전도율, 투자율, 유전율 등의 변수를 가질 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 단위 측정 패턴의 총 두께는 일정하며, 단위 측정 패턴은 하나 이상의 재질이 혼합한 형태로 제작할 수 있다. 이때 각 재질의 혼합 비율은 위치에 따라 다를 수 있다. 이때 서로 다른 재질은 서로 다른 열전도율, 자속 투과율, 유전율 등의 변수를 가질 수 있다.
도 8은 도 6의 측정 패턴 구조체를 이용하여 제1 기판의 증착 처리 공정 수행한 경우, 가상의 증착률 분포를 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 6을 참조하면, 상기 측정 패턴 구조체(130)의 단위 측정 패턴들(Amn)과 제1 기판(140)의 단위 기판 영역들(Bmn)은 서로 일대일 대응할 수 있다. 상기 단위 기판 영역(Bmn)은 상기 단위 측정 패턴의 구조에 따라 3 개의 기판 스플릿 영역(split region, B11(1),B11(2),B11(3))으로 분리될 수 있다. 상기 기판 스플릿 영역들(B11(1),B11(2),B11(3))은 각각 증착률(l,l,m)을 가질 수 있다. 상기 제1 기판(140)의 균일 처리 영역들은 m의 증착률을 가지는 영역들(B11(3),B21(2),...)로 선택될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공정 패턴 구조체를 나타내는 사시도이다. 도 10은 도 9의 공정 패턴 구조체의 평면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 공정 패턴 구조체(150)는 도 8의 제1 기판(140)의 균일 처리 영역들(m의 증착률을 가지는 영역들)에 대응하는 측정 패턴 구조체의 수직 구조를 가질 수 있다. 상기 공정 패턴 구조체(150)는 복수의 단위 공정 패턴들(Cmn)을 포함할 수 있다. 상기 단위 공정 패턴(Cmn)과 상기 단위 측정 패턴(Amn)의 면적은 같을 수 있다.
상기 제1 기판(140)의 단위 기판 영역(B11)의 m의 증착률을 가지는 영역(B11(3))이 균일 처리 영역으로 선택된 경우, 상기 공정 패턴 구조체(150)의 대응하는 단위 공정 패턴(C11)은 상기 단위 기판 영역(B11)의 m의 증착률을 가지는 영역(B11(3))의 하부에 배치된 상기 단위 측정 패턴(A11(3))의 수직 구조를 가질 수 있다. 상기 단위 공정 패턴(Cmn)은 제1 공정 패턴(152)과 제2 공정 패턴(154)을 포함할 수 있다. 도 10의 숫자는 단위 공정 패턴(Cmn)의 제1 공정 패턴(152)의 두께이다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 단위 공정 패턴들(Cmn)은 서로 다른 패턴, 재질, 또는 구조를 가질 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 패턴 구조체를 나타내는 사시도이다.
도 11을 참조하면, 측정 패턴 구조체(130)는 제1 방향 및 상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향으로 매트릭스 형태로 배열된 단위 측정 패턴들(Amn)을 포함할 수 있다. 상기 단위 측정 패턴(A11)은 제1 측정 패턴(132) 및 상기 제1 측정 패턴(132) 상에 배치된 제2 측정 패턴(134)을 포함할 수 있다. 상기 단위 측정 패턴(A11)의 총 두께는 일정하고, 상기 제1 측정 패턴(132)과 상기 제2 측정 패턴(134)의 두께의 비는 제1 방향을 따라 연속적으로 증가 또는 감소할 수 있다. 상기 제1 측정 패턴(132)과 상기 제2 측정 패턴(134)은 열 전도도, 전기 전도도, 유전율, 및 투자율 중에서 적어도 하나는 서로 다른 물질일 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 패턴 구조체를 나타내는 사시도이다.
도 12를 참조하면, 측정 패턴 구조체(130)는 제1 방향 및 상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향으로 매트릭스 형태로 배열된 단위 측정 패턴들(Amn)을 포함할 수 있다. 상기 단위 측정 패턴(A11)은 제1 측정 패턴(232) 및 상기 제1 측정 패턴(232) 상에 배치된 제2 측정 패턴(234)을 포함할 수 있다. 상기 단위 측정 패턴(132)의 총 두께는 일정할 수 있다. 상기 제1 측정 패턴(232)과 상기 제2 측정 패턴(234)의 두께의 비는 제2 방향에 따라 연속적으로 증가 또는 감소할 수 있다. 상기 제1 측정 패턴(232)과 상기 제2 측정 패턴(234)은 열 전도도, 전기 전도도, 유전율, 및 투자율 중에서 적어도 하나는 다른 물질일 수 있다.
상기 제2 패턴(234) 상에 제3 패턴(236)이 배치될 수 있다. 상기 제3 패턴(236) 상에 제4 패턴(238)이 배치될 수 있다. 상기 제3 패턴(238)의 두께는 제1 방향을 따라 불연속으로 변할 수 있다. 상기 제3 패턴(236)과 상기 제4 패턴(238)은 열 전도도, 전기 전도도, 유전율, 및 투자율 중에서 적어도 하나는 다른 물질일 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 측정 패턴 구조체(130)는 2층 이상으로 제작될 수 있다. 상기 측정 패턴 구조체(130)는 각 층의 조합을 통해 스플릿 영역들 간의 차이를 조절하여 측정 정밀도를 조절하거나, 총 변화량의 크기를 조절하여 보정의 범위를 넓힐 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 측정 패턴 구조체(130)는 다양한 공정 변수의 균일도를 동시에 보정하도록 제작할 수 있다. 예를 들어, 상기 측정 패턴 구조체(130)는 전기 에너지와 열 에너지가 동시에 정하도록 제작할 수 있다. 상기 측정 패턴 구조체(130)는 제1 단위 측정 패턴 및 제2 단위 측정 패턴을 포함할 수 있다. 상기 제1 단위 측정 패턴은 전기 에너지의 에너지 전달 효율을 변화시키고, 상기 제2 단위 측정 패턴은 열 에너지 전달 효율을 변화시킬 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 패턴 구조체를 나타내는 사시도이다.
도 13을 참조하면, 측정 패턴 구조체(130)는 제1 방향 및 상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향에 매트릭스 형태로 배열된 단위 측정 패턴들(Amn)을 포함할 수 있다. 상기 단위 측정 패턴(A11)은 제1 측정 패턴(332) 및 상기 제1 측정 패턴(332) 상에 배치된 제2 측정 패턴(334)을 포함할 수 있다. 상기 단위 측정 패턴(A11)의 총 두께는 일정하고, 상기 제1 측정 패턴(332)과 상기 제2 측정 패턴(334)의 두께의 비는 제1 방향에 따라 연속적으로 증가 또는 감소할 수 있다. 상기 제1 측정 패턴(332)과 상기 제2 측정 패턴(334)은 열 전도도, 전기 전도도, 유전율, 및 투자율 중에서 적어도 하나는 다른 물질일 수 있다. 상기 제2 측정 패턴(334) 상에 제3 측정 패턴(336)이 배치될 수 있다. 상기 제3 측정 패턴(336) 상에 제4 측정 패턴(338)이 배치될 수 있다. 상기 제3 측정 패턴(338)의 두께는 제1 방향을 따라 불연속으로 변할 수 있다. 상기 제3 측정 패턴(336)과 상기 제4 측정 패턴(338)은 열 전도도, 전기 전도도, 유전율, 및 투자율 중에서 적어도 하나는 다른 물질일 수 있다. 상기 제3 측정 패턴(336)은 계단 형상일 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 패턴 구조체를 나타내는 평면도이다. 도 15는 도 14의 I-I' 선을 따라 방위각 방향으로 자른 단면도이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 측정 패턴 구조체(130)는 원형일 수 있다. 상기 측정 패턴 구조체(130) 상에 배치되는 제1 기판(미도시)은 원형일 수 있다. 상기 제1 기판의 처리 공정은 방위각 대칭성(azimuthal symmetry)을 가질 수 있다. 지름 방향의 처리 공정은 균일하지 않을 수 있다. 이 경우, 상기 측정 패턴 구조체(130)의 단위 측정 패턴들(Am)은 상기 지름 방향으로 배열될 수 있다. 여기서 m은 양의 정수일 수 있고, 지름 방향에 따라 배열될 수 있다. 예들 들어, 상기 단위 측정 패턴(A2)은 8개의 스플릿 영역(A2(1)~A2(8))을 포함할 수 있다. 상기 단위 측정 패턴들(Am)은 같은 면적이 아닐 수 있다. 상기 단위 측정 패턴(A2)은 제1 측정 패턴(132) 및 상기 제1 측정 패턴(132) 상에 배치된 제2 측정 패턴(134)을 포함할 수 있다. 상기 단위 측정 패턴(A2)의 총 두께는 일정하고, 상기 제1 측정 패턴(132)과 상기 제2 측정 패턴(134)의 두께의 비는 상기 방위각 방향에 따라 불연속적으로 증가 또는 감소할 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 측정 패턴 구조체는 지름 방향으로 균일하나 방위각 방향으로 불균일한 공정 보정 혹은 지름과 방위각 방향으로 모두 불균일한 공정 보정에 이용될 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 패턴 구조체를 나타내는 평면도이다. 도 17은 도 16의 II-II' 방위각 방향으로 자른 단면도이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 측정 패턴 구조체(130)는 사각형일 수 있다. 상기 측정 패턴 구조체(130) 상에 배치된 제1 기판(미도시)은 사각형일 수 있다. 상기 측정 패턴 구조체(130)는 단위 측정 패턴들(Amn) 및 지지판(131)를 포함할 수 있다. 상기 지지판(131)은 복수의 관통홀(133)을 포함할 수 있다. 상기 관통 홀들(133)에 상기 단위 측정 패턴들(Amn)이 배치될 수 있다. 상기 단위 측정 패턴들(Amn)은 제1 방향 및 상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향으로 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 상기 단위 측정 패턴(Amn)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 단위 측정 패턴(Amn)은 사각형일 수 있다. 상기 단위 측정 패턴(Amn)은 제1 패턴(132) 및 상기 제1 패턴(132) 상에 배치된 제2 패턴(134)을 포함할 수 있다. 상기 단위 측정 패턴(Amn)의 총 두께는 일정하고, 상기 제1 패턴(132)과 상기 제2 패턴(134)의 두께의 비는 제1 방향 및/또는 제 2방향 에 따라 불연속적으로 증가 또는 감소할 수 있다. 상기 지지판(131)은 유전체 또는 도체일 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 지지판(131)은 복수의 비관통 홀들(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 비관통 홀들에 상기 단위 측정 패턴들(Amn)이 배치될 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따른, 상기 관통홀(133)의 일부에는 예비 측정 패턴(미도시)이 배치될 수 있다. 상기 예비 측정 패턴은 위치에 따라 동일한 재질 및/또는 동일한 수직 구조를 포함할 수 있다.
도 18는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 분해 사시도를 나타낸다.
도 18를 참조하면, 기판 처리 장치는 에너지 인가 구조체(110) 및 상기 에너지 인가 구조체(110) 상에 배치된 측정 패턴 구조체(130)를 포함할 수 있다. 상기 측정 패턴 구조체(130) 상에 제1 기판(140)이 배치될 수 있다. 기판 지지부(160)는 상기 제1 기판(140)의 측면 및/또는 측면 상부를 지지할 수 있다.
상기 에너지 인가 구조체(110)는 히터를 포함할 수 있다. 상기 히터는 열선 또는 가열 유체에 의하여 열 에너지를 공급할 수 있다. 상기 히터는 냉각부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 냉각부는 유체를 이용하여 온도를 조절할 수 있다.
상기 측정 패턴 구조체(130)는 복수의 단위 측정 패턴들(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 단위 측정 패턴들은 동일한 구조를 가질 수 있다. 상기 단위 측정 패턴은 위치에 따라 다른 에너지 전달 효율을 가질 수 있다. 상기 단위 측정 패턴의 수직 구조는 위치에 따라 다를 수 있다.
상기 제1 기판(140)은 유리 기판, 반도체 기판, 금속 기판, 종이, 섬유 금속 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 제1 기판은 사각형일 수 있다. 상기 제1 기판(140)은 소자가 형성될 기판 또는 시험 패턴을 가지는 기판일 수 있다.
상기 기판 지지부(160)는 상기 제1 기판(140)을 지지하는 수단일 수 있다. 상기 기판 지지부(160)는 기계척의 기능을 수행할 수 있다. 또는 상기 기판 지지부(160)는 상기 제1 기판의 가이드 수단일 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 분해 사시도를 나타낸다.
도 19를 참조하면, 기판 처리 장치는 에너지 인가 구조체(110) 및 상기 에너지 인가 구조체(110) 상에 배치된 측정 패턴 구조체(130)를 포함할 수 있다. 정전 전극(120)은 상기 측정 패턴 구조체(130)와 상기 에너지 구조체(110) 사이에 개재될 수 있다. 상기 측정 패턴 구조체(130) 상에 제1 기판(140)이 배치될 수 있다.
상기 에너지 인가 구조체(110)는 히터(114) 및 바이어스(bias) 전극(bias electrode, 112)을 포함할 수 있다. 상기 히터(114)는 상기 바이어스 전극(112) 상에 배치될 수 있다. 상기 히터(114)는 열선 또는 가열 유체에 의하여 열 에너지를 공급할 수 있다. 상기 히터(114)는 냉각부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 냉각부는 유체를 이용하여 온도를 조절할 수 있다. 상기 바이어스 전극(112)은 RF 전원, AC 전원에 전기적으로 연결되어 DC 바이어스를 상기 제1 기판(140)에 형성할 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 에너지 인가 구조체(110)는 위치에 따라 다른 에너지를 발생시킬 수 있다. 상기 에너지 인가 구조체(110)가 위치 별로 균일도를 1차로 보정하는 기능을 수행하고, 상기 측정 패턴 구조체(130)가 균일도를 2차로 보정하는 기능을 수행하도록 할 수 있다.
상기 정전 전극(120)은 쌍극형일 수 있다. 상기 정전 전극(120)은 제1 정전전극(122) 및 제2 정전 전극(124)을 포함할 수 있다. 상기 제1 정전 전극(122)과 제2 정전 전극(124)은 같은 평면에 배치되고, 서로 맞물리도록 배치될 수 있다. 상기 제1 정전 전극(122)과 제2 정전 전극(124) 사이에 전압을 인가하여 정전력을 발생시킬 수 있다. 상기 정전력을 상기 제1 기판(140)을 고정할 수 있다.
상기 측정 패턴 구조체(130)는 하나 이상의 단위 측정 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 단위 측정 패턴들은 동일한 구조를 가질 수 있다. 상기 단위 측정 패턴은 위치에 따라 다른 에너지 전달 효율을 가질 수 있다. 상기 단위 측정 패턴의 수직 구조는 위치에 따라 다를 수 있다. 상기 측정 패턴 구조체의 단위 측정 패턴들은 분리될 수 있다. 상기 단위 측정 패턴들은 접착제로 서로 고정될 수 있다.
상기 제1 기판(140)은 유리 기판, 반도체 기판, 금속 기판, 섬유, 종이 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 제1 기판은 사각형일 수 있다. 상기 제1 기판은 소자가 형성될 기판 또는 시험 패턴을 가지는 기판일 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 보다 정밀한 측정 혹은 측정 범위를 벗어나는 균일도를 보정하기 위해 복수의 측정 패턴 구조체를 적용할 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 측정 패턴 구조체는 위치에 따른 대략적인 불균일도를 예측하여 위치에 따라 서로 다른 단위 측정 패턴들을 이용할 수 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 분해 사시도를 나타낸다.
도 20을 참조하면, 기판 처리 장치는 에너지 인가 구조체(110) 및 상기 에너지 인가 구조체(110) 상에 배치된 공정 패턴 구조체(150)를 포함할 수 있다. 정전 전극(120)은 상기 공정 패턴 구조체(150)와 상기 에너지 구조체(110) 사이에 개재될 수 있다. 상기 공정 패턴 구조체(150) 상에 제2 기판(141)이 배치될 수 있다. 제1 층간 절연막(101)은 상기 에너지 인가 구조체(110)와 상기 정전 전극(120) 사이에 개재될 수 있다. 제2 층간 절연막(103)은 상기 정전 전극(120)과 상기 공정 패턴 구조체(150) 사이에 개재될 수 있다. 제3 층간 절연막(105)은 상기 공정 패턴 구조체(150)와 상기 제2 기판(141) 사이에 배치될 수 있다.
상기 에너지 인가 구조체(110)는 히터 및/또는 바이어스(bias) 전극을 포함할 수 있다. 상기 정전 전극(120)은 단극형일 수 있다. 상기 단극형은 상기 제2 기판(141) 상에 플라즈마가 필요할 수 있다. 상기 정전 전극(120)과 플라즈마 사이에 전압을 인가하여 정전력을 발생시킬 수 있다. 상기 정전력은 상기 제2 기판(141)을 고정할 수 있다.
상기 공정 패턴 구조체(150)는 하나 이상의 단위 공정 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 단위 공정 패턴들은 서로 다른 수직 구조를 가질 수 있다. 상기 단위 공정 패턴들 각각은 위치에 따라 동일한 혹은 서로 다른 에너지 전달 효율을 가질 수 있다. 상기 공정 패턴 구조체(150)의 단위 공정 패턴들은 서로 분리될 수 있다. 상기 단위 공정 패턴들은 접착제로 서로 고정되거나 지지판에 고정 배치될 수 있다.
상기 제2 기판(141)은 유리 기판, 반도체 기판, 금속 기판, 종이, 섬유, 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 제1 기판은 사각형일 수 있다. 상기 제2 기판(141)은 소자가 형성될 기판일 수 있다.
상기 제1 층간 절연막(101)은 상기 에너지 인가 구조체(110)와 상기 정전 전극(120) 사이에 개재되어 서로 전기적으로 절연시킬 수 있다. 상기 제2 층간 절연막(103)은 상기 정전 전극(103)과 상기 공정 패턴 구조체(150) 사이에 개재되어 서로 전기적으로 절연시킬 수 있다. 상기 제3 층간 절연막(105)은 상기 제2 기판(120)의 온도 균일성을 확보하기 위하여 형성된 그루브(미도시, groove)를 포함할 수 있다. 상기 그루브는 헬륨으로 채워질 수 있다. 상기 제3 층간 절연막(105)의 표면은 표면 거칠기를 가질 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 분해 사시도를 나타낸다.
도 21을 참조하면, 기판 처리 장치는 에너지 인가 구조체(110) 및 상기 에너지 인가 구조체(110) 상에 배치된 공정 패턴 구조체(150)를 포함할 수 있다. 상기 공정 패턴 구조체(150) 상에 제2 기판(141)이 배치될 수 있다.
상기 기판 지지부(160)는 상기 제2 기판(141)을 지지하는 수단일 수 있다. 상기 기판 지지부(160)는 기계척의 기능을 수행할 수 있다. 또는 상기 기판 지지부(160)는 상기 제1 기판(141)의 가이드 수단일 수 있다. 제1 층간 절연막(106)은 상기 에너지 인가 구조체(110)와 상기 공정 패턴 구조체(150) 사이에 배치될 수 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 22를 참조하면, 상기 기판 처리 방법은 복수의 단위 측정 패턴들을 포함하는 측정 패턴 구조체를 제공하는 단계(S100), 처리 용기에서 상기 측정 패턴 구조체 상에 배치된 제1 기판을 처리하는 단계(S110), 상기 단위 측정 패턴들의 위치에 따른 상기 제1 기판의 균일 처리 영역들을 선택하는 단계(S120), 상기 균일 처리 영역들에 대응하는 상기 측정 패턴 구조체의 구조를 공정 패턴 구조체에 전사(transfer)하는 단계(S130), 및 단위 공정 패턴을 포함하는 상기 공정 패턴 구조체를 이용하여 상기 처리 용기에서 제2 기판을 처리하는 단계(S130)를 포함한다.
상기 제1 기판은 반도체 기판, 평면 표시소자 기판, 철 등의 금속 재료, 종이, 섬유 등의 비금속 재료 또는 태양전지 기판일 수 있다. 상기 제1 기판의 처리 및 상기 제2 기판의 처리는 증착 공정, 이온 주입 공정, 식각 공정, 세정 공정, 또는 어닐 공정일 수 있다.
상기 제1 기판을 처리하여, 상기 제1 기판의 공정 불균일성을 조사하는 단계(S112)를 더 포함할 수 있다. 상기 균일처리 영역을 선택할 수 있는 있는 경우, 상기 균일 처리 영역을 선택한다. 하지만, 상기 제1 기판의 공정 불균일성을 조사하여 균일 처리 영역을 선택할 수 없는 경우, 측정 패턴 구조체를 변경하는 단계(S114)를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 기판을 처리하여 균일성을 조사하는 단계(S142)를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 기판이 균일성을 확보한 경우, 연속적으로 제2 기판을 처리한다. 그러나, 상기 제2 기판이 균일성을 만족하지 못하는 경우, 측정 패턴 구조체를 사용하여 공정 불균일성을 조사할 수 있다.
상기 측정 패턴 구조체는 상기 제1 기판 하부에 배치된 에너지 인가 구조체의 에너지를 상기 제1 기판에 전달할 수 있다. 상기 측정 패턴 구조체는 하나 이상 단위 측정 패턴들을 포함할 수 있다. 단위 측정 패턴은 위치에 따라 다른 에너지 전달 효율을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 단위 측정 패턴 상의 상기 제1 기판은 불균일한 공정을 보일 수 있다. 상기 단위 측정 패턴은 제1 측정 패턴 및 상기 제1 측정 패턴 상에 배치된 제2 패턴을 포함할 수 있다. 상기 단위 측정 패턴의 총 두께는 일정할 수 있다. 상기 제1 측정 패턴과 상기 제2 측정 패턴의 두께의 비는 위치에 따라 다를 수 있다. 상기 제1 측정 패턴과 상기 제2 측정 패턴의 두께의 비는 불연속적으로 증가 또는 감소할 수 있다. 측정 패턴 구조체는 제1 측정 패턴 및 제 2 측정 패턴으로 이루어진 1층 패턴 상에 1개 이상의 다수 층의 패턴이 자리할 수 있다. 예를 들어, 상기 단위 측정 패턴은 제3 패턴 및 상기 제3 패턴 상에 배치된 제4 패턴을 포함할 수 있다. 상기 제3 측정 패턴은 상기 제2 측정 패턴 상에 배치될 수 있다. 상기 제3 패턴과 상기 제4 패턴의 두께의 비는 위치에 따라 다를 수 있다.
상기 균일 처리 영역들을 선택하는 단계(S120)는 상기 단위 측정 패턴들 상의 상기 제1 기판의 처리 결과가 상기 균일 처리 영역들에서 동일한 것을 동일하거나 가장 근사한 것을 선택하는 것을 포함할 수 있다.
상기 균일 처리 영역들에 대응하는 상기 측정 패턴 구조체의 구조를 공정 패턴 구조체에 전사(transfer)하는 단계(S130)는 상기 공정 패턴 구조체는 하나 이상의 단위 공정 패턴들로 분리되고, 상기 단위 공정 패턴들의 수직 구조는 각각 상기 제1 기판의 상기 균일 처리 영역들에 대응하는 상기 단위 측정 패턴들의 수직 구조와 동일한 것을 포함할 수 있다. 상기 단위 공정 패턴 및 상기 단위 측정 패턴은 같은 면적을 가질 수 있다. 상기 단위 공정 패턴들은 결합하여 상기 공정 패턴 구조체를 구성할 수 있다. 상기 제1 기판의 소자 패턴과 상기 제2 기판의 소자 패턴은 서로 다를 수 있다.
도 23 내지 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 패턴 구조체를 형성하는 하는 방법을 설명하는 단면도들이다.
도 23을 참조하면, 제1 물질의 측정 패턴 기판(400) 상에 제1 포토 레지스트 패턴(410)을 형성할 수 있다. 상기 제1 물질은 도전체, 유전체, 또는 폴리머일 수 있다.
도 24를 참조하면, 상기 제1 포토 레지스트 패턴(410)을 마스크로 상기 측정 패턴 기판(400)을 식각하여 제1 트렌치(412)를 형성할 수 있다. 상기 식각은 습식 또는 건식 식각일 수 있다.
도 25를 참조하면, 상기 제1 포토 레지스트 패턴(410)을 선택적으로 등방성 식각하여 제2 포토 레지스트 패턴(410b)을 형성할 수 있다. 상기 등방성 식각은 습식 식각 또는 건식 식각일 수 있다.
도 26을 참조하면, 상기 제2 포토 레지스트 패턴(410b)을 마스크로 상기 측정 패턴 기판(400)을 식각하여 제2 트렌치(414)를 형성할 수 있다. 상기 식각은 제1 트렌치를 더 깊게 형성할 수 있다. 상기 식각은 습식 식각 또는 건식 식각일 수 있다.
도 27을 참조하면, 상기 제2 포토 레지스트 패턴(410b)를 제거하고, 상기 측정 패턴 기판(400) 상에 제2 물질(420)을 형성할 수 있다. 이어서, 상기 측정 패턴 기판(400)을 상기 평탄화할 수 있다. 상기 평탄화는 화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing) 공정 또는 에치백(etch-back) 공정을 이용할 수 있다. 상기 제1 물질은 제1 측정 패턴을 구성할 수 있고, 상기 제2 물질은 제2 측정 패턴을 구성할 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 의하면, 상기 측정 패턴 구조체는 복수의 마스크를 사용하여 형성될 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 의하면, 상기 측정 패턴 구조체 또는 공정 패턴 구조체는 틀을 이용해 굽는 방법, 모재를 깎아내어 형성하는 방법, 틀에 굳혀 형성하는 방법, 기본틀에 패턴을 부착하는 방법, 또는 패턴 접착하는 방법에 의하여 형성될 수 있다.
도 28 및 도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 패턴 구조체를 설명하는 사시도들이다.
도 28을 참조하면, 측정 패턴 구조체는 단위 측정 패턴(A1)을 포함한다. 상기 단위 측정 패턴은 복수의 스플릿 영역들(A1(1),A1(2),A1(3))을 포함한다. 상기 스플릿 영역들은 서로 다른 재질로 구성될 수 있다. 또는 상기 스플릿 영역들은 서로 다른 물질 조성비를 가질 수 있다.
도 29를 참조하면, 측정 패턴 구조체는 단위 측정 패턴(A1)을 포함한다. 상기 단위 측정 패턴은 제1 내지 제3 스플릿 영역들(A1(1),A1(2),A1(3))을 포함한다. 상기 스플릿 영역들은 서로 형상으로 구성될 수 있다. 상기 제1 스플릿 영역(A1(1))은 수평으로 배치된 하나의 제1 측정 패턴(137) 및 하나의 제2 측정 패턴(139)을 포함할 수 있다. 상기 제2 스플릿 영역(A1(2))은 하나의 제1 측정 패턴 및 두 개의 제2 측정 패턴을 포함할 수 있다. 상기 제3 스플릿 영역(A1(3))은 하나의 제1 측정 패턴 및 3 개의 제2 측정 패턴을 포함할 수 있다. 상기 제1 측정 패턴 및 제2 측정 패턴은 서로 다른 물질일 수 있다.
본 발명의 변형된 실시에 따르면, 측정 패턴 구조체는 단위 측정 패턴(A1)을 포함할 수 있다. 상기 단위 측정 패턴은 제1 내지 제3 스플릿 영역들(A1(1),A1(2),A1(3))을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 스플릿 영역들(A1(1),A1(2),A1(3))은 각각 수평으로 배치된 제1 측정 패턴 및 제2 측정 패턴을 포함할 수 있다. 상기 제1 측정 패턴 및 제2 측정 패턴의 폭은 스플릿 영역들에서 서로 다를 수 있다. 상기 제1 측정 패턴 및 제2 측정 패턴은 서로 다른 물질일 수 있다.

Claims (25)

  1. 하나 이상의 단위 측정 패턴들을 포함하는 측정 패턴 구조체를 제공하는 단계;
    처리 용기에서 상기 측정 패턴 구조체 상에 배치된 제1 기판을 처리하는 단계;
    상기 단위 측정 패턴들의 위치에 따른 상기 제1 기판의 균일 처리 영역을 선택하는 단계;
    상기 균일 처리 영역에 대응하는 상기 측정 패턴 구조체의 구조 및/또는 재질을 공정 패턴 구조체에 전사(transfer)하는 단계; 및
    상기 공정 패턴 구조체를 이용하여 상기 처리 용기에서 제2 기판을 처리하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 단위 측정 패턴은 제1 측정 패턴 및 상기 제1 측정 패턴 상에 배치된 제2 측정 패턴을 포함하되, 상기 단위 측정 패턴의 총 두께는 일정하고, 상기 제1 측정 패턴과 상기 제2 측정 패턴의 두께의 비는 위치에 따라 다른 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 측정 패턴과 상기 제2 측정 패턴의 두께의 비는 불연속적 혹은 연속적으로 증가 또는 감소하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 단위 측정 패턴은 제3 측정 패턴 및 상기 제3 측정 패턴 상에 배치된 제4 측정 패턴을 더 포함하되, 상기 3 측정 패턴은 상기 제2 측정 패턴 상에 배치되고,
    상기 제3 패턴과 상기 제4 패턴의 두께의 비는 위치에 따라 다른 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 측정 패턴 구조체를 제공하는 단계는:
    제1 물질의 측정 패턴 기판 상에 제1 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 포토 레지스트 패턴을 식각 마스크로 상기 측정 패턴 기판을 식각하여 제1 트렌치를 형성하는 단계;
    상기 제1 포토 레지스트 패턴을 선택적으로 이방성 식각하여 제2 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 포토 레지스트 패턴을 식각 마스크로 상기 측정 패턴 기판을 식각하여 제2 트렌치를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 측정 패턴 구조체를 제공하는 단계는
    상기 측정 패턴 기판 상에 제2 물질을 형성하고 평탄화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판은 반도체 기판, 평면 표시소자 기판, 섬유, 금속 기판, 종이, 유기물 기판, 또는 태양전지 기판 중에서 하나인 것을 특징으로 기판 처리 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판의 처리는 표면처리 공정, 증착 공정, 이온 주입 공정, 식각 공정, 세정 공정, 및 어닐 공정 중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 균일 처리 영역에 대응하는 상기 측정 패턴 구조체의 구조 및/또는 재질을 공정 패턴 구조체에 전사(transfer)하는 단계는
    상기 공정 패턴 구조체는 하나 이상의 단위 공정 패턴을 포함하고, 상기 단위 공정 패턴의 수직 구조는 상기 제1 기판의 균일 처리 영역들에 대응하는 상기 단위 측정 패턴의 수직 구조와 동일한 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 단위 공정 패턴 및 상기 단위 측정 패턴은 같은 면적을 가지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 패턴 구조체는 원형이고,
    상기 단위 측정 패턴은 제1 측정 패턴 및 상기 제1 측정 패턴 상에 배치된 제2 측정 패턴을 포함하되, 상기 단위 측정 패턴의 총 두께는 일정하고, 상기 제1 측정 패턴과 상기 제2 측정 패턴의 두께의 비는 방위각에 따라 다른 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 균일 처리 영역을 선택하는 단계는
    상기 단위 측정 패턴 상의 상기 제1 기판의 처리 결과가 상기 균일 처리 영역에서 동일하거나 일정 범위 안에 포함되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  13. 제1 기판에 에너지를 인가하는 에너지 인가 구조체; 및
    상기 에너지 인가 구조체 상에 배치되고 하나 이상의 단위 측정 패턴을 포함하는 측정 패턴 구조체를 포함하되,
    상기 단위 측정 패턴은 상기 제1 기판에 위치에 따라 불균일한 공정을 야기하여 균일한 공정을 위한 위치에 따른 조건을 찾는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 에너지 인가 구조체는 상기 제1 기판에 열 에너지 전기 에너지, 자기 에너지 및 이온 에너지 중에서 적어도 하나를 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 에너지 인가 구조체와 상기 측정 패턴 구조체 사이에 개재되고 상기 제1 기판을 고정하는 정전 전극을 더 포함하되, 상기 정전 전극은 단극 또는 쌍극인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 단위 측정 패턴은 상기 에너지 인가 구조체의 에너지를 상기 제1 기판에 전달하는 에너지 전달 효율을 위치에 따라 변화시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 기판 상에 배치되고 상기 제1 기판을 지지하는 기판 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  18. 제2 기판에 에너지를 인가하는 에너지 인가 구조체; 및
    하나 이상의 단위 공정 패턴들을 포함하는 공정 패턴 구조체를 포함하되,
    상기 제2 기판은 상기 공정 패턴 구조체 상에 배치되고, 상기 단위 공정 패턴은 서로 다른 에너지 전달 효율을 가지고, 상기 제2 기판에 공간적으로 균일한 공정을 야기하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 에너지 인가 구조체는 열 에너지를 상기 제2 기판에 공급하고, 상기 공정 패턴 구조체는 상기 제2 기판에 위치에 따라 다른 따른 열 전도율을 가지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  20. 제1 기판과 상기 제1 기판에 에너지를 인가하는 에너지 인가 구조체 사이에 개재되는 측정 패턴 구조체에 있어서,
    상기 측정 패턴 구조체는 하나 이상의 단위 측정 패턴을 포함하고,
    상기 단위 측정 패턴은 위치에 따라 서로 다른 재질 및/또는 서로 다른 수직 구조를 가지는 복수의 스플릿 영역들을 포함하고,
    상기 스플릿 영역들은 제1 기판에 공간적으로 최적 공정을 찾을 수 있도록 불균일한 공정을 야기하는 것을 특징으로 하는 측정 패턴 구조체.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 단위 측정 패턴는 사각형이고, 제1 방향 또는/및 상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향에 따라 스플릿 영역들이 배치되는 것을 특징으로 하는 측정 패턴 구조체.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 측정 패턴 구조체는 예비 측정 패턴을 더 포함하되,
    상기 예비 측정 패턴은 위치에 따라 동일한 재질 및/또는 동일한 수직 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 패턴 구조체.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 측정 패턴 구조체의 상부면은 평탄화된 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 측정 패턴 구조체.
  24. 제 20 항에 있어서,
    상기 스플릿 영역들은 하나 이상의 재질이 혼합되어 형성될 수 있고,
    상기 재질의 혼합 비율은 상기 스플릿 영역들에서 서로 다른 것을 특징으로 하는 측정 패턴 구조체.
  25. 제2 기판과 상기 제2 기판에 에너지를 인가하는 에너지 인가 구조체 사이에 개재되는 공정 패턴 구조체에 있어서,
    복수의 단위 공정 패턴들을 포함하고, 상기 단위 공정 패턴들은 서로 다른 수직 구조를 포함하여 상기 제2 기판에 공간적으로 균일한 공정을 야기하는 것을 특징으로 하는 공정 패턴 구조체.
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