WO2023027199A1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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WO2023027199A1
WO2023027199A1 PCT/KR2021/011168 KR2021011168W WO2023027199A1 WO 2023027199 A1 WO2023027199 A1 WO 2023027199A1 KR 2021011168 W KR2021011168 W KR 2021011168W WO 2023027199 A1 WO2023027199 A1 WO 2023027199A1
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WO
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substrate
base
gas
temperature control
processing
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PCT/KR2021/011168
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Inventor
김건종
윤태환
이종찬
Original Assignee
피에스케이 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes

Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method, and more particularly, to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for processing a substrate using plasma.
  • Plasma refers to an ionized gas state composed of ions, radicals, and electrons, and is generated by a very high temperature or a strong electric field or RF electromagnetic fields.
  • a semiconductor device manufacturing process includes an ashing or etching process of removing a film on a substrate using plasma. The ashing or etching process is performed when ion and radical particles contained in the plasma collide with or react with a film on the substrate.
  • a process of treating a substrate using plasma is performed in various ways. Among them, a bevel etch apparatus for processing an edge area of a substrate processes the edge area of the substrate by transferring plasma to the edge area of the substrate.
  • a typical bevel etch device A includes a chuck 1100, a lower insulator 1200, a dielectric plate 1300, a PEZ ring 1400, and a cooling plate 1500.
  • the chuck 1100 has a seating surface on which the substrate W is seated.
  • the lower insulator 1200 is provided to surround the chuck 1100 when viewed from above.
  • the dielectric plate 1300 is disposed at a position opposite to the upper surface of the substrate W seated on the chuck 1100 .
  • the PEZ ring 1400 is provided to surround the dielectric plate 1300 when viewed from the top.
  • a gas flow path is formed in the PEZ ring 1400, and process gas G excited in a plasma state flows through the gas flow path. Also, the discharge end of the gas passage formed in the PEZ ring 1400 faces the edge region of the substrate W.
  • the process gas G discharged from the gas passage flows toward the edge area of the substrate W, and thus, the thin film on the edge area of the substrate W is treated by transferring plasma.
  • the dielectric plate 1300 and the PEZ ring 1400 described above are coupled to the cooling plate 1500 to prevent an excessive increase in temperature during processing of the substrate W.
  • the cooling plate 1500 generates cold heat to minimize a temperature rise of the dielectric plate 1300 and the PEZ ring 1400 during processing of the substrate W.
  • the dielectric plate 1300 and the cooling plate 1500 are provided with different materials.
  • the dielectric plate 1300 is made of a ceramic material
  • the cooling plate 1500 is made of a metal material.
  • the thermal expansion coefficients of the dielectric plate 1300 and the cooling plate 1500 are different from each other according to material characteristics, there is a gap between the dielectric plate 1300 and the cooling plate 1500 in the process of processing the substrate W. Distortion may occur.
  • An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of efficiently processing a substrate.
  • an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of further increasing plasma processing efficiency for an edge region of a substrate.
  • Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of changing a processing rate.
  • An apparatus for processing a substrate includes a housing having a processing space; a gas supply unit supplying gas to the processing space; a support unit having a chuck for supporting a substrate in the processing space and a lower electrode provided to surround the chuck when viewed from above; a temperature control plate installed in the housing; a dielectric plate unit coupled to the temperature regulating plate and having a dielectric plate disposed opposite to the substrate supported by the support unit in the processing space; and an upper electrode unit coupled to the temperature regulating plate and having an upper electrode disposed opposite to the lower electrode, wherein the dielectric plate unit includes a first base disposed between the dielectric plate and the temperature regulating plate. can do.
  • the first base may be provided with a material different from that of the dielectric plate.
  • the first base may be provided with the same material as the temperature control plate.
  • the thermal expansion coefficient of the first base may be closer to the thermal expansion coefficient of the temperature control plate than the thermal expansion coefficient of the dielectric plate.
  • the upper electrode unit includes a second base that surrounds the first base when viewed from above and is disposed between the upper electrode and the temperature control plate, and includes the first base and the first base.
  • the two bases may be spaced apart from each other to form a gas channel through which gas supplied by the gas supply unit flows.
  • the gas supply unit may include a first gas supply unit supplying a process gas excited by plasma to the gas channel.
  • the second base may be provided with the same material as the temperature control plate.
  • the thermal expansion rate of the second base may be closer to the thermal expansion rate of the temperature control plate than the thermal expansion rate of the upper electrode.
  • a discharge end of the gas channel may be formed to face an edge region of a substrate supported by the support unit.
  • a gas passage through which gas supplied by the gas supply unit flows is formed in the dielectric plate, and a discharge end of the gas passage is formed toward a central region of a substrate supported by the support unit.
  • Substrate processing device Substrate processing device.
  • the gas supply unit may include a second gas supply unit supplying an inert gas to the gas passage.
  • the present invention provides a method of processing a substrate using a substrate processing apparatus.
  • a plurality of first bases are provided, the first bases provided in plurality have different shapes and/or different materials, are carried into the processing space, and the support Plasma is delivered to the edge region of the substrate supported by the unit to etch the edge region of the substrate, and if the substrate to be processed in the processing space is a first substrate, a selected one of the first bases is applied to the dielectric plate and the dielectric plate. It is installed between the temperature control plates, and when the substrate processed in the processing space is a second substrate different from the first substrate, another selected one of the first bases is installed between the dielectric plate and the temperature control plate to It is possible to change the etch rate for the edge region of the substrate.
  • a plurality of second bases are provided, the second bases provided in plurality have different shapes and/or different materials, are carried into the processing space, and the support Plasma is delivered to the edge region of the substrate supported by the unit to etch the edge region of the substrate, and when the substrate to be processed in the processing space is the first substrate, selected one of the second bases is applied to the upper electrode and the upper electrode. It is installed between the temperature control plates, and when the substrate processed in the processing space is a second substrate different from the first substrate, another selected one of the second bases is installed between the upper electrode and the temperature control plate to It is possible to change the etch rate for the edge region of the substrate.
  • the substrate can be efficiently processed.
  • the plasma treatment of the substrate can be uniformly performed.
  • the plasma processing efficiency of the edge region of the substrate can be further increased.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a part of a general bevel etch apparatus.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a substrate processing facility according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing an embodiment of a substrate processing apparatus provided in the process chamber of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is a view showing an embodiment in which the substrate processing apparatus of FIG. 3 performs a plasma processing process.
  • FIG. 5 is a view showing another embodiment in which the substrate processing apparatus of FIG. 3 performs a plasma processing process.
  • a substrate processing facility 1 has an equipment front end module (EFEM) 20 and a processing module 30 .
  • EFEM equipment front end module
  • the facility front end module 20 and processing module 30 are arranged in one direction.
  • the facility front end module 20 has a load port 10 and a transfer frame 21 .
  • the load port 10 is disposed in front of the equipment front end module 20 in the first direction 11 .
  • the load port 10 has a plurality of support parts 6 . Each support part 6 is arranged in a row in the second direction 12, and a carrier 4 (for example, a cassette, FOUP, etc.) is settled. In the carrier 4, a substrate W to be subjected to a process and a substrate W after processing are received.
  • the transfer frame 21 is disposed between the load port 10 and the processing module 30 .
  • the transfer frame 21 includes a first transfer robot 25 disposed therein and transferring the substrate W between the load port 10 and the processing module 30 .
  • the first transfer robot 25 moves along the transfer rail 27 provided in the second direction 12 to transfer the substrate W between the carrier 4 and the processing module 30 .
  • the processing module 30 includes a load lock chamber 40 , a transfer chamber 50 , and a process chamber 60 .
  • the processing module 30 may process the substrate (W) by receiving the transported substrate (W) from the equipment front end module (20).
  • the load lock chamber 40 is disposed adjacent to the transfer frame 21 .
  • the load lock chamber 40 may be disposed between the transfer chamber 50 and the facility front end module 20 .
  • the load lock chamber 40 is a waiting space before the substrate W to be provided for the process is transferred to the process chamber 60 or before the substrate W after the process is transferred to the front end module 20 of the facility.
  • the transfer chamber 50 may transport the substrate W.
  • the transfer chamber 50 is disposed adjacent to the load lock chamber 40 .
  • the transfer chamber 50 has a polygonal body.
  • the transfer chamber 50 has a pentagonal body when viewed from the top.
  • a load lock chamber 40 and a plurality of process chambers 60 are disposed along the circumference of the body.
  • a passage (not shown) through which the substrate W enters and exits is formed on each sidewall of the body, and the passage connects the transfer chamber 50 and the load lock chamber 40 or the process chambers 60 .
  • Each passage is provided with a door (not shown) that opens and closes the passage to seal the inside.
  • a second transfer robot 53 that transfers the substrate W between the load lock chamber 40 and the process chamber 60 is disposed in the inner space of the transfer chamber 50 .
  • the second transfer robot 53 transfers an unprocessed substrate W waiting in the load lock chamber 40 to the process chamber 60 or transfers a substrate W after processing to the load lock chamber 40. do.
  • the substrates W are transferred between the process chambers 60 in order to sequentially provide the substrates W to the plurality of process chambers 60 .
  • the transfer chamber 50 has a pentagonal body
  • the load lock chambers 40 are disposed on the side walls adjacent to the front end module 20 of the facility, respectively, and the process chambers 60 are continuously arranged on the other side walls. are placed by
  • the transfer chamber 50 may be provided in various shapes according to the required process module as well as the above shape.
  • the process chamber 60 may be disposed adjacent to the transfer chamber 50 .
  • the process chamber 60 is disposed along the circumference of the transfer chamber 50 .
  • a plurality of process chambers 60 may be provided.
  • processing of the substrate W may be performed.
  • the process chamber 60 receives the substrate W from the second transfer robot 53 and processes the substrate W, and provides the substrate W upon completion of the process to the second transfer robot 53 .
  • Processes performed in each of the process chambers 60 may be different from each other.
  • the substrate processing apparatus 1000 performing a plasma process in the process chamber 60 will be described in detail.
  • the substrate processing apparatus 1000 to be described below will be described as being configured to perform a plasma processing process on an edge region of a substrate in the process chamber 60 as an example.
  • the substrate processing apparatus 1000 described below may be applied to various chambers in which substrate processing is performed in the same or similar manner.
  • the substrate processing apparatus 1000 may be applied to various chambers in which a plasma processing process for a substrate is performed in the same or similar manner.
  • FIG. 3 is a view showing an embodiment of a substrate processing apparatus provided in the process chamber of FIG. 2 .
  • the substrate processing apparatus 1000 provided in the process chamber 60 performs a predetermined process on the substrate W using plasma.
  • the substrate processing apparatus 1000 may etch or ashing a film on the substrate (W).
  • the film quality may be various types of film materials such as a polysilicon film, a silicon oxide film, and a silicon nitride film.
  • the film quality may be a natural oxide film or a chemically generated oxide film.
  • the film quality may be a by-product generated in the process of processing the substrate (W).
  • the film quality may be impurities attached to and/or remaining on the substrate W.
  • the substrate processing apparatus 1000 may perform a plasma process on the substrate W.
  • the substrate processing apparatus 1000 may process the substrate W by supplying process gas and generating plasma from the supplied process gas.
  • the substrate processing apparatus 1000 may supply process gas and generate plasma from the supplied process gas to treat the edge region of the substrate W.
  • the substrate processing apparatus 1000 will be described as an example of a bevel etch apparatus performing an etching process on the edge region of the substrate W.
  • the substrate processing apparatus 1000 includes a housing 100, a support unit 300, a dielectric plate unit 500, an upper electrode unit 600, a temperature control plate 700, a gas supply unit 800, and a controller 900. ) may be included.
  • the housing 100 may have a processing space 102 therein.
  • An opening (not shown) may be formed on one surface of the housing 100 .
  • the substrate W may be carried into or taken out of the processing space 102 of the housing 100 through an opening formed in the housing 100 .
  • the opening may be opened and closed by an opening and closing member such as a door (not shown).
  • the processing space 102 of the housing 100 may be isolated from the outside.
  • the atmosphere of the processing space 102 of the housing 100 may be adjusted to a low pressure close to vacuum after being isolated from the outside.
  • the housing 100 may be provided with a material containing metal.
  • the surface of the housing 100 may be coated with an insulating material.
  • an exhaust hole 104 may be formed on the bottom surface of the housing 100 .
  • Plasma P generated in the processing space 212 or gases G1 and G2 supplied to the processing space 212 may be exhausted to the outside through the exhaust hole 104 .
  • by-products generated in the process of processing the substrate W using the plasma P may be exhausted to the outside through the exhaust hole 104 .
  • the exhaust hole 104 may be connected to an exhaust line (not shown).
  • the exhaust line may be connected to a pressure relief member providing pressure relief. The pressure reducing member may provide reduced pressure to the processing space 102 through an exhaust line.
  • the support unit 300 may support the substrate W in the processing space 102 .
  • the support unit 300 may include a chuck 310 , a power source member 320 , an insulating ring 330 , a lower electrode 350 , and a driving member 370 .
  • the chuck 310 may have a support surface supporting the substrate W. When viewed from the top, the chuck 310 may have a circular shape. When viewed from the top, the chuck 310 may have a smaller diameter than the substrate W. Accordingly, the substrate supported by the chuck 310 ( The central area of W) may be seated on the support surface of the chuck 310, and the edge area of the substrate W may not come into contact with the support surface of the chuck 310.
  • a heating means may be provided inside the chuck 310 .
  • a heating unit (not shown) may heat the chuck 310 .
  • the heating means may be a heater.
  • a cooling passage 312 may be formed in the chuck 310 .
  • the cooling passage 312 may be formed inside the chuck 310 .
  • a cooling fluid supply line 314 and a cooling fluid discharge line 316 may be connected to the cooling passage 312 .
  • the cooling fluid supply line 314 may be connected to the cooling fluid supply source 318 .
  • Cooling fluid source 318 can store cooling fluid and/or supply cooling fluid to cooling fluid supply line 314 .
  • the cooling fluid supplied to the cooling passage 312 may be discharged to the outside through the cooling fluid discharge line 316 .
  • the cooling fluid stored and/or supplied by the cooling fluid source 318 may be cooling water or cooling gas.
  • the shape of the cooling passage 312 formed in the chuck 310 is not limited to the shape shown in FIG. 3 and may be variously modified.
  • a configuration for cooling the chuck 310 is not limited to a configuration for supplying a cooling fluid, and various configurations capable of cooling the chuck 310 (eg, a cooling plate, etc.) may be provided.
  • the power member 320 may supply power to the chuck 310 .
  • the power member 320 may include a power source 322 , a matching device 324 , and a power line 326 .
  • Power supply 322 may be a bias power supply.
  • the power source 322 may be connected to the chuck 310 through a power line 326 .
  • the matching device 324 may be provided to the power line 326 to perform impedance matching.
  • the insulating ring 330 When viewed from the top, the insulating ring 330 may be provided to have a ring shape. When viewed from above, the insulating ring 330 may be provided to surround the chuck 310 . For example, the insulating ring 330 may have a ring shape. In addition, the insulating ring 330 may be stepped so that the height of the top surface of the inner region and the height of the top surface of the outer region are different from each other. For example, the top surface of the inner region of the insulating ring 330 may be stepped higher than the top surface of the outer region.
  • the upper surface of the inner region of the upper surface of the inner region and the upper surface of the outer region of the insulating ring 330 may come into contact with the bottom surface of the substrate W. .
  • the upper surface of the outer region of the upper surface of the inner region and the upper surface of the outer region of the insulating ring 330 is spaced apart from the bottom surface of the substrate W.
  • An insulating ring 330 may be provided between the chuck 310 and a lower electrode 350 to be described later. Since a bias power supply is provided to the chuck 310 , an insulating ring 330 may be provided between the chuck 310 and a lower electrode 350 to be described later.
  • the insulating ring 330 may be made of an insulating material.
  • the lower electrode 350 may be disposed below an edge region of the substrate W supported by the chuck 310 .
  • the lower electrode 350 may have a ring shape when viewed from above.
  • the lower electrode 350 may be provided to surround the insulating ring 330 when viewed from above.
  • a top surface of the lower electrode 350 may be provided at the same height as an outer top surface of the insulating ring 330 .
  • the lower surface of the lower electrode 350 and the lower surface of the insulating ring 330 may be provided at the same level as each other.
  • the upper surface of the lower electrode 350 may be provided lower than the upper surface of the central portion of the chuck 310 .
  • the lower electrode 350 may be provided to be spaced apart from the bottom surface of the substrate W supported by the chuck 310 .
  • the lower electrode 350 may be provided to be spaced apart from the bottom surface of the edge region of the substrate W supported by the chuck 310 .
  • the lower electrode 350 may be disposed to face an upper electrode 620 to be described later.
  • the lower electrode 350 may be disposed below the upper electrode 620 to be described later.
  • the lower electrode 350 may be grounded.
  • the lower electrode 350 may increase the plasma density by inducing coupling of the bias power applied to the chuck 310 . Accordingly, processing efficiency of the edge region of the substrate W may be improved.
  • the driving member 370 may move the chuck 310 up and down.
  • the driving member 370 may include an actuator 372 and a shaft 374 .
  • Shaft 374 may be coupled with chuck 310 .
  • Shaft 374 may be connected to actuator 372 .
  • the driver 372 may move the chuck 310 up and down via the shaft 374 .
  • the dielectric plate unit 500 may include a dielectric plate 520 and a first base 510 .
  • the dielectric plate unit 500 may be coupled to a temperature control plate 700 to be described later.
  • the dielectric plate 520 may have a circular shape when viewed from the top.
  • the upper surface of the dielectric plate 520 may be stepped so that the height of the center region is higher than the height of the edge region.
  • the lower surface of the dielectric plate 520 may be provided in a flat shape.
  • the dielectric plate 520 may be disposed to face the substrate W supported by the support unit 300 in the processing space 102 .
  • a dielectric plate 520 may be disposed on top of the support unit 300 .
  • the dielectric plate 520 may be made of a material including ceramic.
  • a gas flow path connected to the first gas supply unit 810 of the gas supply unit 800 to be described later may be formed in the dielectric plate 520 .
  • the discharge end of the gas passage may be configured such that the first gas G1 supplied from the first gas supply unit 810 is supplied to the central region of the substrate W supported by the support unit 300 . Also, the discharge end of the gas passage may be configured such that the first gas G1 is supplied to the upper surface of the central region of the substrate W supported by the support unit 300 .
  • the first base 510 may be disposed between the dielectric plate 520 and the temperature control plate 700 to be described later.
  • the first base 510 may be coupled to a temperature control plate 700 to be described later, and the dielectric plate 520 may be coupled to the first base 510 . Accordingly, the dielectric plate 520 may be coupled to the temperature control plate 700 via the first base 510 .
  • the diameter of the first base 510 may gradually increase from top to bottom.
  • the upper surface of the first base 510 may have a smaller diameter than the lower surface of the dielectric plate 520 .
  • An upper surface of the first base 510 may have a flat shape.
  • the lower surface of the first base 510 may have a stepped shape.
  • the lower surface of the edge region of the first base 510 may be stepped lower than the lower surface of the central region.
  • the lower surface of the first base 510 and the upper surface of the dielectric plate 520 may have shapes that can be combined with each other.
  • the central region of the dielectric plate 520 may be inserted into the central region of the first base 510 .
  • the first base 510 may be provided with a material including metal.
  • the first base 510 may be provided with a material including aluminum.
  • the upper electrode unit 600 may include a second base 610 and an upper electrode 620 . Also, the upper electrode unit 600 may be coupled to a temperature control plate 700 to be described later.
  • the upper electrode 620 may face the lower electrode 350 described above.
  • the upper electrode 620 may be disposed above the lower electrode 350 .
  • the upper electrode 620 may be disposed above the edge region of the substrate W supported by the chuck 310 .
  • the upper electrode 620 may be grounded.
  • the upper electrode 620 may have a shape surrounding the dielectric plate 520 when viewed from above.
  • the upper electrode 620 may be provided to be spaced apart from the dielectric plate 520 .
  • the upper electrode 620 may be spaced apart from the dielectric plate 520 to form a separation space.
  • the separation space may form part of a gas channel through which the second gas G2 supplied by the second gas supply unit 830 flows.
  • a discharge end of the gas channel may be configured to supply the second gas G2 to an edge region of the substrate W supported by the support unit 300 .
  • the discharge end of the gas channel may be configured such that the second gas G2 is supplied to the upper surface of the edge region of the substrate W supported by the support unit 300 .
  • the second base 610 may be disposed between the upper electrode 620 and the temperature control plate 700 to be described later.
  • the second base 610 may be coupled to a temperature control plate 700 to be described later, and the upper electrode 620 may be coupled to the second base 610 . Accordingly, the upper electrode 620 may be coupled to the temperature control plate 700 via the second base 610 .
  • the second base 610 When viewed from the top, the second base 610 may have a ring shape. The upper and lower surfaces of the second base 610 may have a flat shape. When viewed from above, the second base 610 may have a shape surrounding the first base 510 . The inner diameter of the second base 610 may gradually increase from top to bottom.
  • the second base 610 may be provided to be spaced apart from the first base 510 .
  • the second base 610 may be spaced apart from the first base 510 to form a separation space.
  • the separation space may form part of a gas channel through which the second gas G2 supplied by the second gas supply unit 830 flows.
  • the second base 610 may be provided with a material including metal.
  • the second base 610 may be provided with a material including aluminum.
  • the temperature control plate 700 may be combined with the dielectric plate unit 500 and the upper electrode unit 600 .
  • the temperature control plate 700 may be installed in the housing 100 .
  • the temperature control plate 700 may generate heat.
  • the temperature control plate 700 may generate hot or cold heat.
  • the temperature control plate 700 may generate heat by receiving a signal from a controller 900 to be described later.
  • the temperature control plate 700 may generate hot or cold heat to control the temperatures of the dielectric plate unit 500 and the upper electrode unit 600 to be maintained relatively constant.
  • the temperature control plate 700 generates cool heat, so that the temperature of the dielectric plate unit 500 and the upper electrode unit 600 can be suppressed from being excessively increased during the process of processing the substrate W.
  • the gas supply unit 800 may supply gas to the processing space 102 .
  • the gas supply unit 800 may supply a first gas G1 and a second gas G2 to the processing space 102 .
  • the gas supply unit 800 may include a first gas supply unit 810 and a second gas supply unit 830 .
  • the first gas supplier 810 may supply the first gas G1 to the processing space 102 .
  • the first gas G1 may be an inert gas such as nitrogen.
  • the first gas supplier 810 may supply the first gas G1 to the central region of the substrate W supported by the chuck 310 .
  • the first gas supply unit 810 is a first gas supply source 812.
  • a first gas supply line 814 and a first valve 816 may be included.
  • the first gas supply source 812 may store and/or supply the first gas G1 to the first gas supply line 814 .
  • the first gas supply line 814 may be connected to a flow path formed in the dielectric plate 520 .
  • the first valve 816 may be installed in the first gas supply line 814 .
  • the first valve 816 may be an on/off valve or may be provided as a flow control valve.
  • the first gas G1 supplied from the first gas supply source 812 may be supplied to the central region of the upper surface of the substrate W through the passage formed in the dielectric plate 520 .
  • the second gas supply unit 830 may supply the second gas G2 to the processing space 102 .
  • the second gas G2 may be a process gas excited into a plasma state.
  • the second gas supply unit 830 includes the dielectric plate 520 provided on the edge region of the substrate W supported by the chuck 310, the first base 510, the upper electrode 620, and the second base ( 610) may supply the second gas (G2) to the edge region of the substrate (W) through the gas channels formed by being spaced apart from each other.
  • the second gas supply unit 830 may include a second gas supply source 832 , a second gas supply line 834 , and a second valve 836 .
  • the second gas supply source 832 may store and/or supply the second gas G2 to the second gas supply line 834 .
  • the second gas supply line 814 may supply the second gas G2 to the separation space functioning as a gas channel.
  • the second valve 836 may be installed in the second gas supply line 834 .
  • the second valve 836 may be an on/off valve or may be provided as a flow control valve.
  • the second gas G2 supplied from the second gas supply source 832 may be supplied to the edge region of the upper surface of the substrate W through the second flow path 602 .
  • the controller 900 may control the substrate processing apparatus 1000 .
  • the controller 900 may control the substrate processing apparatus 1000 to perform a plasma processing process to be performed below.
  • the controller 900 may control the gas supply unit 800 , the temperature control plate 700 , and the support unit 300 .
  • the controller 900 applies power to the chuck 310 from the power source 322 so that the chuck 310 is supported.
  • the support unit 300 and the gas supply unit 800 may be controlled to generate plasma P at the edge area of the substrate W.
  • the substrate processing apparatus 1000 may process an edge area of a substrate W.
  • the substrate processing apparatus 1000 may process the edge area of the substrate W by generating plasma P at the edge area of the substrate W.
  • the substrate processing apparatus 1000 may perform a bevel etch process of processing an edge area of the substrate W.
  • the first gas supply unit 810 supplies the first gas G1 to the central area of the substrate W, and the second gas supply unit 830 The second gas G2 may be supplied to the edge area of the temporary substrate W.
  • the second gas G2 supplied by the second gas supplier 830 is a process gas, it is excited into a plasma P state and can treat the edge region of the substrate W.
  • the thin film on the edge area of the substrate W may be etched by the plasma P.
  • the first gas (G1) supplied to the central region of the substrate (W) is an inert gas, and the first gas (G1) prevents the second gas (G2) from flowing into the central region of the substrate (W). , so that the processing efficiency of the edge region of the substrate W can be further increased.
  • the temperature control plate 700 can generate cooling heat so that the temperature of the dielectric plate unit 500 and the upper electrode unit 600 can be suppressed from being excessively high while processing the substrate W. there is.
  • the first base 510 is disposed between the dielectric plate 520 and the temperature control plate 700 .
  • the first base 510 may be provided with a material different from that of the dielectric plate 520 and may be provided with the same material as the temperature control plate 700 . That is, the thermal expansion coefficient of the first base 510 may be closer to the thermal expansion coefficient of the temperature control plate 700 than that of the dielectric plate 520 . That is, while the first base 510 is disposed between the dielectric plate 520 and the temperature control plate 700, the temperature control plate 700 and the dielectric plate ( 520) can be minimized. This is because the first base 510 in direct contact with the temperature control plate 700 is made of a material similar to that of the temperature control plate 700 .
  • the second base 610 is disposed between the upper electrode 620 and the temperature control plate 700 .
  • the second base 610 may be provided with a material different from that of the upper electrode 620 and may be provided with the same material as the temperature control plate 700 . That is, the thermal expansion rate of the second base 610 may be closer to the thermal expansion rate of the temperature control plate 700 than the thermal expansion rate of the upper electrode 620 . That is, while the second base 610 is disposed between the upper electrode 620 and the temperature control plate 700, the temperature control plate 700 and the upper electrode ( 620) can be minimized. This is because the second base 610 in direct contact with the temperature control plate 700 is made of a material similar to that of the temperature control plate 700 .
  • FIG. 4 is a view showing an embodiment in which the substrate processing apparatus of FIG. 3 performs a plasma treatment process
  • FIG. 5 is a view showing another embodiment in which the substrate processing apparatus of FIG. 3 performs a plasma treatment process.
  • the first base 510 and/or the second base 610 disposed between the temperature control plate 700, the dielectric plate 520, and the upper electrode 620 are changed to A processing rate for the edge region of the substrate W, for example, an etching rate, may be changed.
  • the first base 510 may be provided in plurality.
  • the plurality of first bases 510 may have different shapes and/or different materials.
  • the second base 610 may be provided in plurality.
  • the plurality of second bases 610 may have different shapes and/or different materials. The user couples any one of the first bases 510 to the temperature control plate 700 and couples any one of the second bases 610 to the temperature control plate 700, so that the The etch rate can be varied.
  • a substrate W is loaded into the processing space 102 and the plasma P is delivered to the edge area of the first substrate W1 supported by the support unit 300 to the edge area of the first substrate W1.
  • a selected one of the first bases 510 is installed between the temperature control plate 700 and the dielectric plate 520, and a selected one of the second bases 610 is placed on the temperature control plate. It can be installed between the 700 and the upper electrode 620.
  • another selected one of the first bases 510 is used as a temperature control plate. It may be installed between the dielectric plate 700 and the dielectric plate 520, and another selected one of the second bases 610 may be installed between the temperature control plate 700 and the upper electrode 620.
  • the plasma processing conditions for the substrate W may be changed by changing the first base 510 and/or the second base 610 provided to the substrate processing apparatus 1000.
  • the first base 510 and/or the second base 610 provided to the substrate processing apparatus 1000.
  • the dielectric plate 520 and/or the upper electrode 620 may be provided in the substrate processing apparatus 1000 with the first base 510 and the second base 610 allowing the distance between them to be the first distance D1.
  • the first base 510 and the second base 610 allowing the distance between them to be the first distance D1.
  • the dielectric plate 520 when processing the second substrate W2, which is different from the first substrate W1, when a slightly lower etching rate for the edge region of the second substrate W2 is required, the dielectric plate 520 ) and/or the first base 510 and the second base 610 allowing the distance between the upper electrodes 620 to be the second distance D2 may be provided in the substrate processing apparatus 1000 .
  • the second interval D2 may be a narrower interval than the first interval D1.
  • the change in processing conditions according to the replacement of the first base 510 and the second base 610 is not limited to the change in the interval as described above and may be modified in various ways.
  • the processing rate for the substrate W may be changed by changing the materials of the first base 510 and the second base 610 according to processing conditions required for the substrate W.
  • the first base 510 and the second base 610 are spaced apart from each other, and the spaced space forms part of a gas channel through which process gas flows, so that the material of the first base 510 and the second base 610 is plasma. This is because it corresponds to a factor affecting the occurrence of (P).
  • the first base 510 having the first material when processing the first substrate W1 , the first base 510 having the first material may be provided to the substrate processing apparatus 1000 .
  • the first base 510 having the second material when processing the second substrate W2 different from the first substrate W1 , the first base 510 having the second material may be provided to the substrate processing apparatus 1000 .
  • the second base 610 having the first material when processing the first substrate W1 , the second base 610 having the first material may be provided to the substrate processing apparatus 1000 .
  • the second base 610 having a second material when processing the second substrate W2 different from the first substrate W1 , the second base 610 having a second material may be provided to the substrate processing apparatus 1000 .
  • the shape of the gas channel described above may be changed by changing the shapes of the first base 510 and the second base 610 according to processing conditions required for the substrate W.
  • the shape of the gas channel is changed, the flow path of the process gas flowing through the gas channel is also changed. This is because the change in the flow path of the process gas corresponds to a factor influencing the generation of plasma P.
  • the substrate processing apparatus 1000 performs an etch process on the edge region of the substrate W as an example, but is not limited thereto.
  • the above-described embodiments may be equally or similarly applied to various facilities and processes requiring processing of the edge region of the substrate (W).
  • a method of generating the plasma P by the substrate processing apparatus 1000 described in the above example may be an inductive coupled plasma (ICP) method.
  • a method for generating the plasma P by the above-described substrate processing apparatus 1000 may be a capacitor couple plasma (CCP) method.
  • the substrate processing apparatus 1000 uses both an inductive coupled plasma (ICP) method and a capacitor couple plasma (CCP) method, or a method selected from among an inductive coupled plasma (ICP) method and a capacitor couple plasma (CCP) method.
  • Plasma (P) can be generated by using.
  • the substrate processing apparatus 1000 may process the edge region of the substrate W through a known method of generating plasma P other than the above-described method.

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는, 처리 공간을 가지는 하우징과; 상기 처리 공간으로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 척 및 상부에서 바라볼 때 상기 척을 감싸도록 제공되는 하부 전극을 가지는 지지 유닛과; 상기 하우징에 설치되는 온도 조절 플레이트와; 상기 온도 조절 플레이트에 결합되며, 상기 처리 공간에서 상기 지지 유닛에 지지된 기판과 대향되게 배치되는 유전체 판을 가지는 유전체 판 유닛과; 상기 온도 조절 플레이트에 결합되며, 상기 하부 전극과 대향되게 배치되는 상부 전극을 가지는 상부 전극 유닛을 포함하고, 상기 유전체 판 유닛은, 상기 유전체 판과 상기 온도 조절 플레이트 사이에 배치되는 제1베이스를 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
플라즈마는 이온이나 라디칼, 그리고 전자 등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말하며, 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성된다. 반도체 소자 제조 공정은 플라즈마를 이용하여 기판 상의 막질을 제거하는 애싱 또는 식각 공정을 포함한다. 애싱 또는 식각 공정은 플라즈마에 함유된 이온 및 라디칼 입자들이 기판 상의 막질과 충돌 또는 반응함으로써 수행된다. 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 공정은 다양한 방식으로 수행된다. 그 중 기판의 가장자리 영역을 처리하는 베벨 에치 장치는 기판의 가장자리 영역에 플라즈마를 전달하여 기판의 가장자리 영역을 처리한다.
도 1은 일반적인 베벨 에치 장치의 일부를 개략적으로 보여주는 도면이다. 일반적인 베벨 에치 장치(A)는 척(1100), 하부 절연체(1200), 유전체 판(1300), PEZ 링(1400), 그리고 쿨링 플레이트(1500)를 포함한다.
척(1100)은 기판(W)이 안착되는 안착면을 가진다. 하부 절연체(1200)는 상부에서 바라볼 때 척(1100)을 감싸도록 제공된다. 유전체 판(1300)은 척(1100)에 안착된 기판(W)의 상면과 대향되는 위치에 배치된다. PEZ 링(1400)은 상부에서 바라볼 때, 유전체 판(1300)을 감싸도록 제공된다. PEZ 링(1400)에는 가스 유로가 형성되고, 가스 유로에는 플라즈마 상태로 여기되는 공정 가스(G)가 흐른다. 또한, PEZ 링(1400)에 형성된 가스 유로의 토출 단은 기판(W)의 가장자리 영역을 향한다. 이에, 가스 유로에서 토출된 공정 가스(G)는 기판(W)의 가장자리 영역을 향해 흐르고, 이에, 기판(W)의 가장자리 영역 상의 박막은 플라즈마가 전달되어 처리된다. 또한, 상술한 유전체 판(1300), PEZ 링(1400)은 기판(W)을 처리하는 과정에서 온도가 과도하게 높아지는 것을 억제하기 위해 쿨링 플레이트(1500)에 결합된다. 쿨링 플레이트(1500)는 냉열을 발생시켜 기판(W) 처리 과정에서 유전체 판(1300), 그리고 PEZ 링(1400)의 온도 상승을 최소화 한다.
그러나, 이와 같은 베벨 에치 장치(A)를 이용하여 기판(W)의 가장자리 영역을 처리하는 경우, 기판(W)에 요구되는 처리 조건에 따라 그 처리 레이트(예컨대, 에칭 레이트)를 변경하기 어렵다. 유전체 판(1300), 그리고 PEZ 링(1400)이 가지는 기능 특성을 고려할 때, 기판(W)의 종류에 따라 다른 형상이나 재질로 변경하기 어렵기 때문이다.
또한, 일반적으로 유전체 판(1300)과 쿨링 플레이트(1500)는 서로 상이한 재질로 제공된다. 일반적으로 유전체 판(1300)은 세라믹 재질로 제공되고, 쿨링 플레이트(1500)는 금속 재질로 제공된다. 이 경우, 유전체 판(1300)과 쿨링 플레이트(1500)는 재질 특성에 따라서, 그 열 팽창률이 서로 상이하기 때문에 기판(W)을 처리하는 과정에서 유전체 판(1300)과 쿨링 플레이트(1500) 사이에 뒤틀림이 발생할 수 있다.
본 발명은 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판의 가장자리 영역에 대한 플라즈마 처리 효율을 더욱 높일 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 처리 레이트를 변경할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는, 처리 공간을 가지는 하우징과; 상기 처리 공간으로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 척 및 상부에서 바라볼 때 상기 척을 감싸도록 제공되는 하부 전극을 가지는 지지 유닛과; 상기 하우징에 설치되는 온도 조절 플레이트와; 상기 온도 조절 플레이트에 결합되며, 상기 처리 공간에서 상기 지지 유닛에 지지된 기판과 대향되게 배치되는 유전체 판을 가지는 유전체 판 유닛과; 상기 온도 조절 플레이트에 결합되며, 상기 하부 전극과 대향되게 배치되는 상부 전극을 가지는 상부 전극 유닛을 포함하고, 상기 유전체 판 유닛은, 상기 유전체 판과 상기 온도 조절 플레이트 사이에 배치되는 제1베이스를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제1베이스는, 상기 유전체 판과 상이한 재질로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제1베이스는, 상기 온도 조절 플레이트와 동일한 재질로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제1베이스의 열 팽창률은, 상기 유전체 판의 열 팽창률보다 상기 온도 조절 플레이트의 열 팽창률에 가까울 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 상부 전극 유닛은, 상부에서 바라볼 때 상기 제1베이스를 감싸며, 상기 상부 전극과 상기 온도 조절 플레이트 사이에 배치되는 제2베이스를 포함하고, 상기 제1베이스와 상기 제2베이스는 서로 이격되어 상기 가스 공급 유닛이 공급하는 가스가 흐르는 가스 채널을 형성할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 가스 공급 유닛은, 상기 가스 채널로 플라즈마로 여기되는 공정 가스를 공급하는 제1가스 공급부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제2베이스는, 상기 온도 조절 플레이트와 동일한 재질로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제2베이스의 열 팽창률은, 상기 상부 전극의 열 팽창률보다 상기 온도 조절 플레이트의 열 팽창률에 가까울 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 가스 채널의 토출 단은, 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 가장자리 영역을 향하도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 유전체 판에는, 상기 가스 공급 유닛이 공급하는 가스가 흐르는 가스 유로가 형성되고, 상기 가스 유로의 토출 단은, 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 중앙 영역을 향하도록 형성되는 기판 처리 장치.
일 실시 예에 의하면, 상기 가스 공급 유닛은, 상기 가스 유로로 비활성 가스를 공급하는 제2가스 공급부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법을 제공한다.
기판을 처리하는 방법의 일 실시 예로, 상기 제1베이스는, 복수로 제공되고, 복수로 제공되는 상기 제1베이스들은 서로 상이한 형상 및/또는 상이한 재질을 가지고, 상기 처리 공간에 반입되고, 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 가장자리 영역에 플라즈마를 전달하여 기판의 가장자리 영역을 에칭 처리하되, 상기 처리 공간에서 처리되는 기판이 제1기판인 경우 상기 제1베이스들 중 선택된 어느 하나를 상기 유전체 판과 상기 온도 조절 플레이트 사이에 설치하고, 상기 처리 공간에서 처리되는 기판이 상기 제1기판과 상이한 제2기판인 경우 상기 제1베이스들 중 선택된 다른 하나를 상기 유전체 판과 상기 온도 조절 플레이트 사이에 설치하여 상기 기판의 가장자리 영역에 대한 에칭 레이트를 변경할 수 있다.
기판을 처리하는 방법의 일 실시 예로, 상기 제2베이스는, 복수로 제공되고, 복수로 제공되는 상기 제2베이스들은 서로 상이한 형상 및/또는 상이한 재질을 가지고, 상기 처리 공간에 반입되고, 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 가장자리 영역에 플라즈마를 전달하여 기판의 가장자리 영역을 에칭 처리하되, 상기 처리 공간에서 처리되는 기판이 제1기판인 경우 상기 제2베이스들 중 선택된 어느 하나를 상기 상부 전극과 상기 온도 조절 플레이트 사이에 설치하고, 상기 처리 공간에서 처리되는 기판이 상기 제1기판과 상이한 제2기판인 경우 상기 제2베이스들 중 선택된 다른 하나를 상기 상부 전극과 상기 온도 조절 플레이트 사이에 설치하여 상기 기판의 가장자리 영역에 대한 에칭 레이트를 변경할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판에 대한 플라즈마 처리를 균일하게 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판의 가장자리 영역에 대한 플라즈마 처리 효율을 더욱 높일 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 베벨 에치 장치의 일부를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3는 도 2의 프로세스 챔버에 제공되는 기판 처리 장치의 일 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 4은 도 3의 기판 처리 장치가 플라즈마 처리 공정을 수행하는 일 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 3의 기판 처리 장치가 플라즈마 처리 공정을 수행하는 다른 실시 예를 보여주는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 설비 전방 단부 모듈(equipment front end module, EFEM)(20) 및 처리 모듈(30)을 가진다. 설비 전방 단부 모듈(20)과 처리 모듈(30)은 일 방향으로 배치된다.
설비 전방 단부 모듈(20)은 로드 포트(load port, 10) 및 이송 프레임(21)을 가진다. 로드 포트(10)는 제1방향(11)으로 설비 전방 단부 모듈(20)의 전방에 배치된다. 로드 포트(10)는 복수 개의 지지부(6)를 가진다. 각각의 지지부(6)는 제 2 방향(12)으로 일렬로 배치되며, 공정에 제공될 기판(W) 및 공정 처리가 완료된 기판(W)이 수납된 캐리어(4)(예를 들어, 카세트, FOUP등)가 안착된다. 캐리어(4)에는 공정에 제공될 기판(W) 및 공정 처리가 완료된 기판(W)이 수납된다. 이송 프레임(21)은 로드 포트(10)와 처리 모듈(30) 사이에 배치된다. 이송 프레임(21)은 그 내부에 배치되고 로드 포트(10)와 처리 모듈(30)간에 기판(W)을 이송하는 제 1 이송로봇(25)을 포함한다. 제 1 이송로봇(25)은 제 2 방향(12)으로 구비된 이송 레일(27)을 따라 이동하여 캐리어(4)와 처리 모듈(30)간에 기판(W)을 이송한다.
처리 모듈(30)은 로드락 챔버(40), 트랜스퍼 챔버(50), 그리고 프로세스 챔버(60)를 포함한다. 처리 모듈(30)은 설비 전방 단부 모듈(20)로부터 기판(W)을 반송 받아 기판(W)을 처리할 수 있다.
로드락 챔버(40)는 이송 프레임(21)에 인접하게 배치된다. 일 예로, 로드락 챔버(40)는 트랜스퍼 챔버(50)와 설비 전방 단부 모듈(20)사이에 배치될 수 있다. 로드락 챔버(40)는 공정에 제공될 기판(W)이 프로세스 챔버(60)로 이송되기 전, 또는 공정 처리가 완료된 기판(W)이 설비 전방 단부 모듈(20)로 이송되기 전 대기하는 공간을 제공한다.
트랜스퍼 챔버(50)는 기판(W)을 반송할 수 있다. 트랜스퍼 챔버(50)는 로드락 챔버(40)에 인접하게 배치된다. 트랜스퍼 챔버(50)는 상부에서 바라볼 때, 다각형의 몸체를 갖는다. 도 2를 참조하면, 트랜스퍼 챔버(50)는 상부에서 바라볼 때, 오각형의 몸체를 갖는다. 몸체의 외측에는 로드락 챔버(40)와 복수개의 프로세스 챔버(60)들이 몸체의 둘레를 따라 배치된다. 몸체의 각 측벽에는 기판(W)이 출입하는 통로(미도시)가 형성되며, 통로는 트랜스퍼 챔버(50)와 로드락 챔버(40) 또는 프로세스 챔버(60)들을 연결한다. 각 통로에는 통로를 개폐하여 내부를 밀폐시키는 도어(미도시)가 제공된다. 트랜스퍼 챔버(50)의 내부공간에는 로드락 챔버(40)와 프로세스 챔버(60)들간에 기판(W)을 이송하는 제 2 이송로봇(53)이 배치된다. 제 2 이송로봇(53)은 로드락 챔버(40)에서 대기하는 미처리된 기판(W)을 프로세스 챔버(60)로 이송하거나, 공정 처리가 완료된 기판(W)을 로드락 챔버(40)로 이송한다. 그리고, 복수개의 프로세스 챔버(60)에 기판(W)을 순차적으로 제공하기 위하여 프로세스 챔버(60)간에 기판(W)을 이송한다. 도 2와 같이, 트랜스퍼 챔버(50)가 오각형의 몸체를 가질 때, 설비 전방 단부 모듈(20)과 인접한 측벽에는 로드락 챔버(40)가 각각 배치되며, 나머지 측벽에는 프로세스 챔버(60)들이 연속하여 배치된다. 트랜스퍼 챔버(50)는 상기 형상뿐만 아니라, 요구되는 공정 모듈에 따라 다양한 형태로 제공될 수 있다.
프로세스 챔버(60)는 트랜스퍼 챔버(50)와 인접하게 배치될 수 있다. 프로세스 챔버(60)는 트랜스퍼 챔버(50)의 둘레를 따라 배치된다. 프로세스 챔버(60)는 복수개 제공될 수 있다. 각각의 프로세스 챔버(60)내에서는 기판(W)에 대한 공정 처리를 수행할 수 있다. 프로세스 챔버(60)는 제 2 이송로봇(53)으로부터 기판(W)을 이송 받아 공정 처리를 하고, 공정 처리가 완료된 기판(W)을 제 2 이송로봇(53)으로 제공한다. 각각의 프로세스 챔버(60)에서 진행되는 공정 처리는 서로 상이할 수 있다.
이하, 프로세스 챔버(60) 중 플라즈마 공정을 수행하는 기판 처리 장치(1000)에 대해서 상술한다. 또한, 이하에서 설명하는 기판 처리 장치(1000)는 프로세스 챔버(60) 중 기판의 가장자리 영역에 대한 플라즈마 처리 공정을 수행할 수 있도록 구성되는 것을 예로 들어 설명한다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 이하에서 설명하는 기판 처리 장치(1000)는 기판에 대한 처리가 이루어지는 다양한 챔버에 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다. 또한, 기판 처리 장치(1000)는 기판에 대한 플라즈마 처리 공정이 수행되는 다양한 챔버에 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.
도 3는 도 2의 프로세스 챔버에 제공되는 기판 처리 장치의 일 실시 예를 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 프로세스 챔버(60)에 제공되는 기판 처리 장치(1000)는 플라즈마를 이용하여 기판(W) 상에 소정의 공정을 수행한다. 일 예로, 기판 처리 장치(1000)는 기판(W) 상의 막질을 식각 또는 애싱할 수 있다. 막질은 폴리 실리콘막, 실리콘 산화막, 그리고 실리콘 질화막 등 다양한 종류의 막질일 수 있다. 또한, 막질은 자연 산화막이나 화학적으로 생성된 산화막일 수 있다. 또한, 막질은 기판(W)을 처리하는 과정에서 발생한 부산물(By-Product)일 수 있다. 또한, 막질은 기판(W) 상에 부착 및/또는 잔류하는 불순물일 수 있다.
기판 처리 장치(1000)는 기판(W)에 대한 플라즈마 공정을 수행할 수 있다. 예컨대, 기판 처리 장치(1000)는 공정 가스를 공급하고, 공급된 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시켜 기판(W)을 처리할 수 있다. 기판 처리 장치(1000)는 공정 가스를 공급하고, 공급된 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시켜 기판(W)의 가장자리 영역을 처리할 수 있다. 이하에서는, 기판 처리 장치(1000)는 기판(W)의 가장자리 영역에 대한 에칭 처리를 수행하는 베벨 에치 장치인 것을 예로 들어 설명한다.
기판 처리 장치(1000)는 하우징(100), 지지 유닛(300), 유전체 판 유닛(500), 상부 전극 유닛(600), 온도 조절 플레이트(700), 가스 공급 유닛(800), 그리고 제어기(900)를 포함할 수 있다.
하우징(100)은 내부에 처리 공간(102)을 가질 수 있다. 하우징(100)의 일 면에는 개구(미도시)가 형성될 수 있다. 기판(W)은 하우징(100)에 형성된 개구를 통하여 하우징(100)의 처리 공간(102)으로 반입 되거나, 반출될 수 있다. 개구는 도어(미도시)와 같은 개폐 부재에 의해 개폐 될 수 있다. 하우징(100)의 개구가 개폐 부재에 의해 개폐되면 하우징(100)의 처리 공간(102)은 외부로부터 격리될 수 있다. 또한, 하우징(100)의 처리 공간(102)의 분위기는 외부로부터 격리된 이후 진공에 가까운 저압으로 조정될 수 있다. 또한, 하우징(100)은 금속을 포함하는 재질로 제공될 수 있다. 또한, 하우징(100)은 그 표면이 절연성 재질로 코팅될 수 있다.
또한, 하우징(100)의 바닥면에는 배기 홀(104) 형성될 수 있다. 처리 공간(212)에서 발생된 플라즈마(P) 또는 처리 공간(212)으로 공급되는 가스(G1, G2)들은 배기 홀(104)을 통해 외부로 배기될 수 있다. 또한, 플라즈마(P)를 이용하여 기판(W)을 처리하는 과정에서 발생되는 부산물들은 배기 홀(104)을 통해 외부로 배기될 수 있다. 또한, 배기 홀(104)은 배기 라인(미도시)과 연결될 수 있다. 배기 라인은 감압을 제공하는 감압 부재와 연결될 수 있다. 감압 부재는 배기 라인을 통해 처리 공간(102)에 감압을 제공할 수 있다.
지지 유닛(300)은 처리 공간(102)에서 기판(W)을 지지할 수 있다. 지지 유닛(300)은 척(310), 전원 부재(320), 절연 링(330), 하부 전극(350), 그리고 구동 부재(370)를 포함할 수 있다.
척(310)은 기판(W)을 지지하는 지지면을 가질 수 있다. 척(310은 상부에서 바라볼 때 원 형상을 가질 수 있다. 척(310)은 상부에서 바라볼 때, 기판(W)보다 작은 직경을 가질 수 있다. 이에, 척(310)에 지지되는 기판(W)의 중앙 영역은 척(310)의 지지면에 안착되고, 기판(W)의 가장자리 영역은 척(310)의 지지면과 맞닿지 않을 수 있다.
척(310) 내부에는 가열 수단(미도시)이 제공될 수 있다. 가열 수단(미도시)은 척(310)을 가열할 수 있다. 가열 수단은 히터일 수 있다. 또한, 척(310)에는 냉각 유로(312)가 형성될 수 있다. 냉각 유로(312)는 척(310)의 내부에 형성될 수 있다. 냉각 유로(312)에는 냉각 유체 공급 라인(314), 그리고 냉각 유체 배출 라인(316)이 연결될 수 있다. 냉각 유체 공급 라인(314)은 냉각 유체 공급원(318)과 연결될 수 있다. 냉각 유체 공급원(318)은 냉각 유체를 저장 및/또는 냉각 유체 공급 라인(314)으로 냉각 유체를 공급할 수 있다. 또한, 냉각 유로(312)에 공급된 냉각 유체는 냉각 유체 배출 라인(316)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 냉각 유체 공급원(318)이 저장 및/또는 공급하는 냉각 유체는 냉각 수 이거나, 냉각 가스일 수 있다. 또한, 척(310)에 형성되는 냉각 유로(312)의 형상은 도 3에 도시된 형상으로 한정되는 것은 아니며 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 척(310)을 냉각시키는 구성은 냉각 유체를 공급하는 구성에 한정되는 것은 아니고, 척(310)을 냉각 시킬 수 있는 다양한 구성(예컨대, 냉각 플레이트 등)으로 제공될 수도 있다.
전원 부재(320)는 척(310)에 전력을 공급할 수 있다. 전원 부재(320)는 전원(322), 정합기(324), 그리고 전원 라인(326)을 포함할 수 있다. 전원(322)은 바이어스 전원일 수 있다. 전원(322)은 전원 라인(326)을 매개로 척(310)과 연결될 수 있다. 또한, 정합기(324)는 전원 라인(326)에 제공되어, 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.
절연 링(330)은 상부에서 바라볼 때, 링 형상을 가지도록 제공될 수 있다. 절연 링(330)은 상부에서 바라볼 때, 척(310)을 감싸도록 제공될 수 있다. 예컨대, 절연 링(330)은 링 형상을 가질 수 있다. 또한, 절연 링(330)은 내측 영역의 상면 높이와 외측 영역의 상면 높이가 서로 상이하도록 단차질 수 있다. 예컨대, 절연 링(330)의 내측 영역의 상면 높이가 외측 영역의 상면 높이보다 높도록 단차질 수 있다. 기판(W)이 척(310)이 가지는 지지면에 안착되면, 절연 링(330)의 내측 영역의 상면과 외측 영역의 상면 중 내측 영역의 상면은 기판(W)의 저면과 서로 접촉될 수 있다. 또한, 기판(W)이 척(310)이 가지는 지지면에 안착되면, 절연 링(330)의 내측 영역의 상면과 외측 영역의 상면 중 외측 영역의 상면은 기판(W)의 저면과 서로 이격될 수 있다. 절연 링(330)은 척(310)과 후술하는 하부 전극(350) 사이에 제공될 수 있다. 척(310)에는 바이어스 전원이 제공되기 때문에, 척(310)과 후술하는 하부 전극(350) 사이에는 절연 링(330)이 제공될 수 있다. 절연 링(330)은 절연성을 가지는 재질로 제공될 수 있다.
하부 전극(350)은 척(310)에 지지된 기판(W)의 가장자리 영역 하부에 배치될 수 있다. 하부 전극(350)은 상부에서 바라볼 때 링 형상을 가지도록 제공될 수 있다. 하부 전극(350)은 상부에서 바라볼 때 절연 링(330)을 감싸도록 제공될 수 있다. 하부 전극(350)의 상면은 절연 링(330)의 외측 상면과 서로 같은 높이로 제공될 수 있다. 하부 전극(350)의 하면은 절연 링(330)의 하면과 서로 같은 높이로 제공될 수 있다. 또한, 하부 전극(350)의 상면은 척(310)의 중앙 부 상면보다 낮게 제공될 수 있다. 또한, 하부 전극(350)은 척(310)에 지지된 기판(W)의 저면과 서로 이격되도록 제공될 수 있다. 예컨대, 하부 전극(350)은 척(310)에 지지된 기판(W) 가장자리 영역의 저면과 서로 이격되도록 제공될 수 있다.
하부 전극(350)은 후술하는 상부 전극(620)과 대향되도록 배치될 수 있다. 하부 전극(350)은 후술하는 상부 전극(620)의 하부에 배치될 수 있다. 하부 전극(350)은 접지될 수 있다. 하부 전극(350)은 척(310)에 인가되는 바이어스 전원의 커플링을 유도하여 플라즈마 밀도를 증가시킬 수 있다. 이에, 기판(W)의 가장자리 영역에 대한 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
구동 부재(370)는 척(310)을 승강시킬 수 있다. 구동 부재(370)는 구동기(372)와 축(374)을 포함 할 수 있다. 축(374)은 척(310)과 결합될 수 있다. 축(374)은 구동기(372)와 연결될 수 있다. 구동기(372)는 축(374)을 매개로 척(310)을 상하 방향으로 승강 시킬 수 있다.
유전체 판 유닛(500)은 유전체 판(520), 그리고 제1베이스(510)를 포함할 수 있다. 또한, 유전체 판 유닛(500)은 후술하는 온도 조절 플레이트(700)에 결합될 수 있다.
유전체 판(520)은 상부에서 바라볼 때 원 형상을 가질 수 있다. 또한, 유전 체 판(520)의 상면은 그 중앙 영역의 높이가 가장자리 영역의 높이보다 높도록 단차질 수 있다. 또한, 유전체 판(520)의 하면은 편평한 형상으로 제공될 수 있다. 유전체 판(520)은 처리 공간(102)에서 지지 유닛(300)에 지지된 기판(W)과 대향되게 배치될 수 있다. 유전체 판(520)은 지지 유닛(300)의 상부에 배치될 수 있다. 유전체 판(520)은 세라믹을 포함하는 재질로 제공될 수 있다. 유전체 판(520)에는 후술하는 가스 공급 유닛(800)의 제1가스 공급부(810)와 연결되는 가스 유로가 형성될 수 있다. 또한, 가스 유로의 토출단은 제1가스 공급부(810)가 공급하는 제1가스(G1)가 지지 유닛(300)에 지지된 기판(W)의 중앙 영역으로 공급되도록 구성될 수 있다. 또한, 가스 유로의 토출단은 제1가스(G1)가 지지 유닛(300)에 지지된 기판(W)의 중앙 영역 상면으로 공급되도록 구성될 수 있다.
제1베이스(510)는 유전체 판(520)과 후술하는 온도 조절 플레이트(700) 사이에 배치될 수 있다. 제1베이스(510)는 후술하는 온도 조절 플레이트(700)에 결합되고, 유전체 판(520)은 제1베이스(510)에 결합될 수 있다. 이에, 유전체 판(520)은 제1베이스(510)를 매개로 온도 조절 플레이트(700)에 결합될 수 있다.
제1베이스(510)는 위에서 아래 방향으로 갈수록 그 직경이 점차 커질 수 있다. 제1베이스(510)의 상면은 유전체 판(520)의 하면 보다 그 직경이 작을 수 있다. 제1베이스(510)의 상면은 편평한 형상을 가질 수 있다. 또한, 제1베이스(510)의 하면은 단차진 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 제1베이스(510)의 가장자리 영역의 하면은 중앙 영역의 하면보다 그 높이가 낮도록 단차질 수 있다. 또한, 제1베이스(510)의 하면과 유전체 판(520)의 상면은 서로 조합 가능한 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 유전체 판(520)의 중앙 영역은 제1베이스(510)의 중앙 영역에 삽입될 수 있다. 또한, 제1베이스(510)는 금속을 포함하는 재질로 제공될 수 있다. 예컨대, 제1베이스(510)는 알루미늄을 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
상부 전극 유닛(600)은 제2베이스(610), 그리고 상부 전극(620)을 포함할 수 있다. 또한, 상부 전극 유닛(600)은 후술하는 온도 조절 플레이트(700)에 결합될 수 있다.
상부 전극(620)은 상술한 하부 전극(350)과 서로 대향될 수 있다. 상부 전극(620)은 하부 전극(350)의 상부에 배치될 수 있다. 상부 전극(620)은 척(310)에 지지된 기판(W)의 가장자리 영역 상부에 배치될 수 있다. 상부 전극(620)은 접지될 수 있다.
상부 전극(620)은 상부에서 바라볼 때 유전체 판(520)을 감싸는 형상을 가질 수 있다. 상부 전극(620)은 유전체 판(520)과 이격되도록 제공될 수 있다. 상부 전극(620)은 유전체 판(520)과 이격되어 이격 공간을 형성할 수 있다. 이격 공간은 후술하는 제2가스 공급부(830)가 공급하는 제2가스(G2)가 흐르는 가스 채널 중 일부를 형성할 수 있다. 가스 채널의 토출단은 지지 유닛(300)에 지지된 기판(W)의 가장자리 영역으로 제2가스(G2)가 공급될 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 가스 채널의 토출단은 제2가스(G2)가 지지 유닛(300)에 지지된 기판(W)의 가장자리 영역 상면으로 공급되도록 구성될 수 있다.
제2베이스(610)는 상부 전극(620)과 후술하는 온도 조절 플레이트(700) 사이에 배치될 수 있다. 제2베이스(610)는 후술하는 온도 조절 플레이트(700)에 결합되고, 상부 전극(620)은 제2베이스(610)에 결합될 수 있다. 이에, 상부 전극(620)은 제2베이스(610)를 매개로 온도 조절 플레이트(700)에 결합될 수 있다.
제2베이스(610)는 상부에서 바라볼 때, 링 형상을 가질 수 있다. 제2베이스(610)의 상면, 그리고 하면은 편평한 형상을 가질 수 있다. 상부에서 바라볼 때, 제2베이스(610)는 제1베이스(510)를 감싸는 형상을 가질 수 있다. 제2베이스(610)는 위에서 아래 방향으로 갈수록 그 내경이 점차 커질 수 있다. 제2베이스(610)는 제1베이스(510)와 이격되도록 제공될 수 있다. 제2베이스(610)는 제1베이스(510)와 이격되어 이격 공간을 형성할 수 있다. 이격 공간은 후술하는 제2가스 공급부(830)가 공급하는 제2가스(G2)가 흐르는 가스 채널 중 일부를 형성할 수 있다. 또한, 제2베이스(610)는 금속을 포함하는 재질로 제공될 수 있다. 예컨대, 제2베이스(610)는 알루미늄을 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
온도 조절 플레이트(700)는 유전체 판 유닛(500), 그리고 상부 전극 유닛(600)과 결합될 수 있다. 온도 조절 플레이트(700)는 하우징(100)에 설치될 수 있다. 온도 조절 플레이트(700)는 열을 발생시킬 수 있다. 예컨대, 온도 조절 플레이트(700)는 온열 또는 냉열을 발생시킬 수 있다. 온도 조절 플레이트(700)는 후술하는 제어기(900)로부터 신호를 전달 받아 열을 발생시킬 수 있다. 온도 조절 플레이트(700)는 온열 또는 냉열을 발생시켜, 유전체 판 유닛(500), 그리고 상부 전극 유닛(600)의 온도가 비교적 일정하게 유지될 수 있도록 제어할 수 있다. 예컨대, 온도 조절 플레이트(700)는 냉열을 발생시켜, 유전체 판 유닛(500), 그리고 상부 전극 유닛(600)의 온도가 기판(W)을 처리하는 과정에서 과도하게 높아지는 것을 최대한 억제할 수 있다.
가스 공급 유닛(800)은 처리 공간(102)으로 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 유닛(800)은 처리 공간(102)으로 제1가스(G1), 그리고 제2가스(G2)를 공급할 수 있다. 가스 공급 유닛(800)은 제1가스 공급부(810), 그리고 제2가스 공급부(830)를 포함할 수 있다.
제1가스 공급부(810)는 처리 공간(102)으로 제1가스(G1)를 공급할 수 있다. 제1가스(G1)는 질소 등의 비활성 가스일 수 있다. 제1가스 공급부(810)는 척(310)에 지지된 기판(W)의 중앙 영역으로 제1가스(G1)를 공급할 수 있다. 제1가스 공급부(810)는 제1가스 공급원(812). 제1가스 공급 라인(814), 그리고 제1밸브(816)를 포함할 수 있다. 제1가스 공급원(812)은 제1가스(G1)를 저장 및/또는 제1가스 공급 라인(814)으로 공급할 수 있다. 제1가스 공급 라인(814)은 유전체 판(520)에 형성된 유로와 연결될 수 있다. 제1밸브(816)는 제1가스 공급 라인(814)에 설치될 수 있다. 제1밸브(816)는 온/오프 밸브이거나, 유량 조절 밸브로 제공될 수 있다. 제1가스 공급원(812)이 공급하는 제1가스(G1)는 유전체 판(520)에 형성된 유로를 통해 기판(W) 상면 중앙 영역으로 공급될 수 있다.
제2가스 공급부(830)는 처리 공간(102)으로 제2가스(G2)를 공급할 수 있다. 제2가스(G2)는 플라즈마 상태로 여기되는 공정 가스 일 수 있다. 제2가스 공급부(830)는 척(310)에 지지된 기판(W)의 가장자리 영역 상부에 제공되는 유전체 판(520), 제1베이스(510), 상부 전극(620), 그리고 제2베이스(610)가 서로 이격되어 형성하는 가스 채널을 통해 기판(W)의 가장자리 영역으로 제2가스(G2)를 공급할 수 있다. 제2가스 공급부(830)는 제2가스 공급원(832), 제2가스 공급 라인(834), 그리고 제2밸브(836)를 포함할 수 있다. 제2가스 공급원(832)은 제2가스(G2)를 저장 및/또는 제2가스 공급 라인(834)으로 공급할 수 있다. 제2가스 공급 라인(814)은 가스 채널로 기능하는 이격 공간으로 제2가스(G2)를 공급할 수 있다. 제2밸브(836)는 제2가스 공급 라인(834)에 설치될 수 있다. 제2밸브(836)는 온/오프 밸브이거나, 유량 조절 밸브로 제공될 수 있다. 제2가스 공급원(832)이 공급하는 제2가스(G2)는 제2유로(602)를 통해 기판(W) 상면 가장자리 영역으로 공급될 수 있다.
제어기(900)는 기판 처리 장치(1000)를 제어할 수 있다. 제어기(900)는 이하에서 수행하는 플라즈마 처리 공정을 수행할 수 있도록 기판 처리 장치(1000)를 제어할 수 있다. 예컨대, 제어기(900)는 가스 공급 유닛(800), 온도 조절 플레이트(700), 그리고 지지 유닛(300)을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어기(900)는 제1가스 공급부(810) 및/또는 제2가스 공급부(830)에서 가스를 공급시 전원(322)이 척(310)에 전력을 인가하여 척(310)에 지지된 기판(W)의 가장자리 영역에서 플라즈마(P)를 발생시키도록 지지 유닛(300), 그리고 가스 공급 유닛(800)을 제어할 수 있다.
도 4은 도 3의 기판 처리 장치가 플라즈마 처리 공정을 수행하는 일 실시 예를 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(1000)는 기판(W)의 가장자리 영역을 처리할 수 있다. 예컨대, 기판 처리 장치(1000)는 기판(W)의 가장자리 영역에서 플라즈마(P)를 발생시켜, 기판(W)의 가장자리 영역을 처리할 수 있다. 예컨대, 기판 처리 장치(1000)는 기판(W)의 가장자리 영역을 처리하는 베벨 에치 공정을 수행할 수 있다. 기판 처리 장치(1000)는 기판(W)의 가장자리 영역을 처리시 제1가스 공급부(810)가 기판(W)의 중앙 영역으로 제1가스(G1)를 공급하고, 제2가스 공급부(830)가 기판(W)의 가장자리 영역으로 제2가스(G2)를 공급할 수 있다. 제2가스 공급부(830)가 공급하는 제2가스(G2)는 공정 가스이므로, 플라즈마(P) 상태로 여기되어 기판(W)의 가장자리 영역을 처리할 수 있다. 예컨대, 기판(W)의 가장자리 영역 상의 박막은 플라즈마(P)에 의해 에칭 처리될 수 있다. 또한, 기판(W)의 중앙 영역으로 공급되는 제1가스(G1)는 비활성 가스이고, 제1가스(G1)는 제2가스(G2)가 기판(W)의 중앙 영역으로 유입되는 것을 방지하여, 기판(W)의 가장자리 영역에 대한 처리 효율을 보다 높일 수 있도록 한다. 또한, 기판(W)에 대한 처리를 수행하는 동안 유전체 판 유닛(500), 그리고 상부 전극 유닛(600)의 온도가 과도하게 높아지는 것을 억제할 수 있도록 온도 조절 플레이트(700)는 냉열을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 유전체 판(520)과 온도 조절 플레이트(700) 사이에 제1베이스(510)가 배치된다. 제1베이스(510)는 유전체 판(520)과 상이한 재질로 제공되고, 온도 조절 플레이트(700)와 동일한 재질로 제공될 수 있다. 즉, 제1베이스(510)의 열 팽창률은 유전체 판(520)의 열 팽창률보다 온도 조절 플레이트(700)의 열 팽창률에 더 가까울 수 있다. 즉, 유전체 판(520)과 온도 조절 플레이트(700) 사이에 제1베이스(510)가 배치되면서, 온도 조절 플레이트(700)가 발생시키는 냉열 등에 의해, 온도 조절 플레이트(700), 그리고 유전체 판(520) 사이에 뒤틀림이 발생되는 것을 최소화 할 수 있다. 온도 조절 플레이트(700)와 직접적으로 맞닿는 제1베이스(510)가 온도 조절 플레이트(700)와 유사한 재질로 제공되기 때문이다.
이와 유사하게, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 상부 전극(620)과 온도 조절 플레이트(700) 사이에 제2베이스(610)가 배치된다. 제2베이스(610)는 상부 전극(620)과 상이한 재질로 제공되고, 온도 조절 플레이트(700)와 동일한 재질로 제공될 수 있다. 즉, 제2베이스(610)의 열 팽창률은 상부 전극(620)의 열 팽창률보다 온도 조절 플레이트(700)의 열 팽창률에 더 가까울 수 있다. 즉, 상부 전극(620)과 온도 조절 플레이트(700) 사이에 제2베이스(610)가 배치되면서, 온도 조절 플레이트(700)가 발생시키는 냉열 등에 의해, 온도 조절 플레이트(700), 그리고 상부 전극(620) 사이에 뒤틀림이 발생되는 것을 최소화 할 수 있다. 온도 조절 플레이트(700)와 직접적으로 맞닿는 제2베이스(610)가 온도 조절 플레이트(700)와 유사한 재질로 제공되기 때문이다.
이하에서는 도 4와 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 설명한다. 도 4은 도 3의 기판 처리 장치가 플라즈마 처리 공정을 수행하는 일 실시 예를 보여주는 도면이고, 도 5는 도 3의 기판 처리 장치가 플라즈마 처리 공정을 수행하는 다른 실시 예를 보여주는 도면이다. 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 온도 조절 플레이트(700)와 유전체 판(520), 그리고 상부 전극(620) 사이에 배치되는 제1베이스(510) 및/또는 제2베이스(610)를 변경하여 기판(W)의 가장자리 영역에 대한 처리 레이트, 예컨대 에칭 레이트를 변경할 수 있다.
제1베이스(510)는 복수로 제공될 수 있다. 복수로 제공되는 제1베이스(510)들은 서로 상이한 형상 및/또는 상이한 재질을 가질 수 있다. 또한, 제2베이스(610)는 복수로 제공될 수 있다. 복수로 제공되는 제2베이스(610)들은 서로 상이한 형상 및/또는 상이한 재질을 가질 수 있다. 사용자는 제1베이스(510)들 중 어느 하나를 온도 조절 플레이트(700)에 결합하고, 제2베이스(610)들 중 어느 하나를 온도 조절 플레이트(700)에 결합함으로써, 기판(W)에 대한 에칭 레이트를 변경할 수 있다.
예컨대, 처리 공간(102)에 기판(W)이 반입되고, 지지 유닛(300)에 지지된 제1기판(W1)의 가장자리 영역에 플라즈마(P)를 전달하여 제1기판(W1)의 가장자리 영역을 에칭 처리하는 경우, 제1베이스(510)들 중 선택된 어느 하나를 온도 조절 플레이트(700)와 유전체 판(520) 사이에 설치하고, 제2베이스(610)들 중 선택된 어느 하나를 온도 조절 플레이트(700)와 상부 전극(620) 사이에 설치할 수 있다. 이와 달리, 제2기판(W2)의 가장자리 영역에 플라즈마(P)를 전달하여 제2기판(W2)의 가장자리 영역을 에칭 처리하는 경우, 제1베이스(510)들 중 선택된 다른 하나를 온도 조절 플레이트(700)와 유전체 판(520) 사이에 설치하고, 제2베이스(610)들 중 선택된 다른 하나를 온도 조절 플레이트(700)와 상부 전극(620) 사이에 설치할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판 처리 장치(1000)에 제공되는 제1베이스(510) 및/또는 제2베이스(610)를 변경하여 기판(W)에 대한 플라즈마 처리 조건을 변경할 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이 제1기판(W1)을 처리시, 제1기판(W1)이 가장자리 영역에 대한 높은 에칭 레이트가 요구되는 경우, 유전체 판(520) 및/또는 상부 전극(620) 사이의 간격이 제1간격(D1)이 될 수 있도록 하는 제1베이스(510)와 제2베이스(610)를 기판 처리 장치(1000)에 제공할 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이 제1기판(W1)과 상이한 제2기판(W2)을 처리시, 제2기판(W2)이 가장자리 영역에 대한 다소 낮은 에칭 레이트가 요구되는 경우 유전체 판(520) 및/또는 상부 전극(620) 사이의 간격이 제2간격(D2)이 될 수 있도록 하는 제1베이스(510)와 제2베이스(610)를 기판 처리 장치(1000)에 제공할 수 있다. 제2간격(D2)은 제1간격(D1)보다 좁은 간격일 수 있다.
제1베이스(510), 그리고 제2베이스(610)의 교체에 따른 처리 조건 변경은, 상술한 바와 같은 간격 변경에 국한되는 것은 아니고 다양하게 변형 될 수 있다. 예컨대, 기판(W)에 요구되는 처리 조건에 따라, 제1베이스(510), 그리고 제2베이스(610)의 재질을 달리하여 기판(W)에 대한 처리 레이트를 변경할 수 있다. 제1베이스(510)와 제2베이스(610)는 서로 이격되고, 그 이격 공간이 공정 가스가 흐르는 가스 채널 중 일부를 이루고 있어 제1베이스(510) 및 제2베이스(610)의 재질은 플라즈마(P)의 발생에 영향을 주는 인자에 해당하기 때문이다.
예컨대, 제1기판(W1)을 처리하는 경우 제1재질을 가지는 제1베이스(510)를 기판 처리 장치(1000)에 제공할 수 있다. 이와 달리, 제1기판(W1)과 상이한 제2기판(W2)을 처리하는 경우 제2재질을 가지는 제1베이스(510)를 기판 처리 장치(1000)에 제공할 수 있다. 제1기판(W1)을 처리하는 경우 제1재질을 가지는 제2베이스(610)를 기판 처리 장치(1000)에 제공할 수 있다. 이와 달리, 제1기판(W1)과 상이한 제2기판(W2)을 처리하는 경우 제2재질을 가지는 제2베이스(610)를 기판 처리 장치(1000)에 제공할 수 있다.
또한, 기판(W)에 요구되는 처리 조건에 따라, 제1베이스(510), 그리고 제2베이스(610)의 형상을 달리하여, 상술한 가스 채널의 형상을 변경할 수 있다. 가스 채널의 형상이 변경되면, 가스 채널에 흐르는 공정 가스의 유동 경로도 변경되는데, 공정 가스의 유동 경로의 변경은 플라즈마(P)의 발생에 영향을 주는 인자에 해당하기 때문이다.
상술한 예에서는, 기판 처리 장치(1000)가 기판(W)의 가장자리 영역에 대하여 에치 공정을 수행하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상술한 실시 예들은 기판(W)의 가장자리 영역에 대한 처리가 요구되는 다양한 설비, 그리고 공정에 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.
상술한 예에서 설명한 기판 처리 장치(1000)가 플라즈마(P)를 발생시키는 방법은 ICP(Inductive coupled plasma) 방식일 수 있다. 또한, 상술한 기판 처리 장치(1000)가 플라즈마(P)를 발생시키는 방법은 CCP(Capacitor couple plasma) 방식일 수 있다. 또한, 기판 처리 장치(1000)는 ICP(Inductive coupled plasma) 방식, 그리고 CCP(Capacitor couple plasma) 방식을 모두 이용하거나, ICP(Inductive coupled plasma) 방식, 그리고 CCP(Capacitor couple plasma) 방식 중 선택된 방식을 이용하여 플라즈마(P)를 발생시킬 수 있다. 또한, 기판 처리 장치(1000)는 상술한 방법 이외에 공지된 플라즈마(P)를 발생시키는 방법을 통해 기판(W)의 가장자리 영역을 처리할 수도 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (13)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    처리 공간을 가지는 하우징과;
    상기 처리 공간으로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 척 및 상부에서 바라볼 때 상기 척을 감싸도록 제공되는 하부 전극을 가지는 지지 유닛과;
    상기 하우징에 설치되는 온도 조절 플레이트와;
    상기 온도 조절 플레이트에 결합되며, 상기 처리 공간에서 상기 지지 유닛에 지지된 기판과 대향되게 배치되는 유전체 판을 가지는 유전체 판 유닛과;
    상기 온도 조절 플레이트에 결합되며, 상기 하부 전극과 대향되게 배치되는 상부 전극을 가지는 상부 전극 유닛을 포함하고,
    상기 유전체 판 유닛은,
    상기 유전체 판과 상기 온도 조절 플레이트 사이에 배치되는 제1베이스를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1베이스는,
    상기 유전체 판과 상이한 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1베이스는,
    상기 온도 조절 플레이트와 동일한 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1베이스의 열 팽창률은,
    상기 유전체 판의 열 팽창률보다 상기 온도 조절 플레이트의 열 팽창률에 가까운 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상부 전극 유닛은,
    상부에서 바라볼 때 상기 제1베이스를 감싸며, 상기 상부 전극과 상기 온도 조절 플레이트 사이에 배치되는 제2베이스를 포함하고,
    상기 제1베이스와 상기 제2베이스는 서로 이격되어 상기 가스 공급 유닛이 공급하는 가스가 흐르는 가스 채널을 형성하는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가스 공급 유닛은,
    상기 가스 채널로 플라즈마로 여기되는 공정 가스를 공급하는 제1가스 공급부를 포함하는 기판 처리 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2베이스는,
    상기 온도 조절 플레이트와 동일한 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제2베이스의 열 팽창률은,
    상기 상부 전극의 열 팽창률보다 상기 온도 조절 플레이트의 열 팽창률에 가까운 기판 처리 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 가스 채널의 토출 단은,
    상기 지지 유닛에 지지된 기판의 가장자리 영역을 향하도록 형성되는 기판 처리 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 유전체 판에는,
    상기 가스 공급 유닛이 공급하는 가스가 흐르는 가스 유로가 형성되고,
    상기 가스 유로의 토출 단은,
    상기 지지 유닛에 지지된 기판의 중앙 영역을 향하도록 형성되는 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가스 공급 유닛은,
    상기 가스 유로로 비활성 가스를 공급하는 제2가스 공급부를 포함하는 기판 처리 장치.
  12. 제2항의 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 제1베이스는,
    복수로 제공되고,
    복수로 제공되는 상기 제1베이스들은 서로 상이한 형상 및/또는 상이한 재질을 가지고,
    상기 처리 공간에 반입되고, 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 가장자리 영역에 플라즈마를 전달하여 기판의 가장자리 영역을 에칭 처리하되,
    상기 처리 공간에서 처리되는 기판이 제1기판인 경우 상기 제1베이스들 중 선택된 어느 하나를 상기 유전체 판과 상기 온도 조절 플레이트 사이에 설치하고,
    상기 처리 공간에서 처리되는 기판이 상기 제1기판과 상이한 제2기판인 경우 상기 제1베이스들 중 선택된 다른 하나를 상기 유전체 판과 상기 온도 조절 플레이트 사이에 설치하여 상기 기판의 가장자리 영역에 대한 에칭 레이트를 변경하는 기판 처리 방법.
  13. 제5항의 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 제2베이스는,
    복수로 제공되고,
    복수로 제공되는 상기 제2베이스들은 서로 상이한 형상 및/또는 상이한 재질을 가지고,
    상기 처리 공간에 반입되고, 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 가장자리 영역에 플라즈마를 전달하여 기판의 가장자리 영역을 에칭 처리하되,
    상기 처리 공간에서 처리되는 기판이 제1기판인 경우 상기 제2베이스들 중 선택된 어느 하나를 상기 상부 전극과 상기 온도 조절 플레이트 사이에 설치하고,
    상기 처리 공간에서 처리되는 기판이 상기 제1기판과 상이한 제2기판인 경우 상기 제2베이스들 중 선택된 다른 하나를 상기 상부 전극과 상기 온도 조절 플레이트 사이에 설치하여 상기 기판의 가장자리 영역에 대한 에칭 레이트를 변경하는 기판 처리 방법.
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