KR101423555B1 - Method of cleaning substrate - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 세정 방법에 관한 것으로, 세정률이 높은 제 1 반응 가스를 이용하여 1차 세정한 후 세정률이 낮은 제 2 반응 가스를 이용하여 2차 세정하거나, 산소가 포함된 제 1 반응 가스를 이용하여 높은 세정률로 1차 세정한 후 산소가 포함되지 않은 제 2 반응 가스를 이용하여 낮은 세정률로 2차 세정하여 기판을 세정하거나, 질소 또는 비반응 가스를 포함하지 않는 제 1 반응 가스를 이용하여 1차 세정한 후 질소 또는 비반응 가스가 포함된 제 2 반응 가스를 이용하여 낮은 세정률로 2차 세정하여 기판을 세정한다.The present invention relates to a substrate cleaning method, and more particularly, to a substrate cleaning method in which a first cleaning process is performed using a first cleaning gas having a high cleaning rate and then a second cleaning process is performed using a second cleaning gas having a low cleaning rate, The substrate is cleaned first by a high cleaning rate using a second cleaning gas containing no oxygen or by a second cleaning with a low cleaning rate by using a first reaction gas containing no nitrogen or a non- And then the substrate is cleaned by a second cleaning process using a second reaction gas containing nitrogen or a non-reactive gas at a low cleaning rate.

따라서, 기판을 높은 세정률로 기판이 노출되기 직전까지 세정한 후 낮은 세정률로 기판에 잔류하는 잔류물을 세정함으로써 기판을 손상시키지 않으면서 공정 속도를 향상시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the substrate can be cleaned to a high cleaning rate just before the substrate is exposed, and the residue remaining on the substrate can be cleaned with a low cleaning rate, thereby improving the productivity and improving the process speed without damaging the substrate.

기판 후면, 세정, 1차 세정, 2차 세정, 산소, 질소, 불순물 Substrate backside, cleaning, primary cleaning, secondary cleaning, oxygen, nitrogen, impurities

Description

기판 세정 방법{Method of cleaning substrate}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 기판 세정 방법에 관한 것으로, 특히 플라즈마를 이용하여 기판에 증착된 원치않는 박막 또는 파티클 등의 불순물을 제거할 수 있는 기판 세정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate cleaning method, and more particularly, to a substrate cleaning method capable of removing impurities such as unwanted thin films or particles deposited on a substrate by using plasma.

일반적으로 반도체 장치 및 평판 표시 장치는 기판의 상면에 복수의 박막을 증착하고 식각하여 소정 패턴의 소자들을 형성하여 제작한다. 즉, 증착 장비를 이용하여 기판의 전면에 박막을 증착하고, 식각 장비를 이용하여 박막의 일부를 식각하여 박막이 소정의 패턴을 갖도록 하여 반도체 장치 또는 평판 표시 장치를 제작하였다.Generally, a semiconductor device and a flat panel display device are manufactured by depositing a plurality of thin films on an upper surface of a substrate and etching them to form elements of a predetermined pattern. That is, a thin film was deposited on the entire surface of the substrate by using a deposition apparatus, and a thin film was etched by using an etching apparatus so that the thin film had a predetermined pattern, thereby manufacturing a semiconductor device or a flat panel display.

이때, 기존의 증착 장비와 식각 장비는 그 내부에서 기판을 지지하기 위해 일반척, 정전척, 진공척과 같은 기판 안착 수단을 사용하였다. 그런데, 종래의 기판 안착 수단은 기판과 완전히 밀착되지 못하고, 기판 안착 수단과 기판 사이에 미세한 공간을 갖게 되었다. 이로 인해 박막의 증착시에는 이 미세한 공간으로 공정 가스가 유입되어 기판의 후면에 박막이 증착된다. 또한, 식각 공정시에는 이 미세한 공간으로 식각 잔류물, 즉 파티클이 유입되어 기판의 후면에 흡착되는 문제가 발생한다. 이러한 기판 후면에 원치않는 박막 또는 파티클 등의 불순물을 제거하지 않은 상태에서 계속적인 박막 증착과 식각을 수행하게 되면 기판이 휘어지거나 기판의 정렬이 어려워지는 등의 많은 문제점이 발생된다.In this case, conventional deposition equipment and etching equipment used a substrate mounting means such as a general chuck, an electrostatic chuck, and a vacuum chuck to support the substrate therein. However, the conventional substrate seating means is not completely in close contact with the substrate, and a minute space is formed between the substrate seating means and the substrate. As a result, when the thin film is deposited, a process gas is introduced into the minute space and a thin film is deposited on the rear surface of the substrate. In addition, during the etching process, there arises a problem that the etching residue, that is, the particles are introduced into the minute space and adsorbed to the rear surface of the substrate. If continuous thin film deposition and etching are performed without removing undesirable thin films or particles on the back surface of the substrate, there arise many problems such as warping of the substrate and difficulty in alignment of the substrate.

따라서, 종래에는 기판을 용제나 린스에 침적하여 기판 후면의 불순물을 제거하는 습식 세정을 실시하였다. 그러나, 습식 세정은 공정 관리가 어려워 기판 후면만을 선택적으로 세정하기 어려운 문제가 발생하였다. 그리고, 습식 세정은 화공 약품의 사용으로 인해 환경 문제를 유발시키는 원인이 되었다. 따라서, 최근에는 플라즈마를 이용한 건식 세정을 통해 기판 후면의 불순물을 제거하였다. 이러한 플라즈마를 이용한 건식 세정 장비는 챔버 내측에 플라즈마 발생을 위한 상부 전극과 하부 전극을 마련한다. 그리고, 두 전극 사이에 기판을 위치시키고, 기판의 전면과 상부 전극을 인접 배치시킨 후 반응성 가스를 챔버 내에 제공한다. 이후, 상기 전극에 플라즈마 발생을 위한 전원을 인가하면, 인접 배치된 상부 전극과 기판의 전면 영역에는 플라즈마가 발생되지 않고, 하부 전극과 기판의 후면 영역에 플라즈마가 발생되게 된다. 따라서, 기판의 후면에 발생된 플라즈마를 이용하여 기판 후면의 박막 및 파티클을 제거할 수 있게 되었다. Therefore, conventionally, the substrate is immersed in a solvent or rinse to perform wet cleaning to remove impurities on the back surface of the substrate. However, the wet cleaning has a problem that it is difficult to selectively clean only the rear surface of the substrate because the process control is difficult. Wet cleaning has also caused environmental problems due to the use of chemicals. Therefore, recently, impurities on the back surface of the substrate are removed by dry cleaning using plasma. The dry cleaning apparatus using the plasma has an upper electrode and a lower electrode for generating plasma inside the chamber. Then, the substrate is placed between the two electrodes, and the reactive gas is provided in the chamber after the front surface and the top electrode of the substrate are disposed adjacent to each other. Then, when a power source for generating plasma is applied to the electrode, no plasma is generated in the front region of the adjacent upper electrode and the substrate, and plasma is generated in the rear region of the lower electrode and the substrate. Accordingly, the plasma generated on the rear surface of the substrate can be used to remove thin films and particles on the rear surface of the substrate.

이와 같은 종래의 기판 후면 세정을 위한 건식 세정 장비는 기판의 후면과 하부 전극 사이 공간으로 반응 가스를 제공하여 기판 후면을 세정하였다. 그런데, 기존의 플라즈마를 이용한 건식 세정 방법은 기판 후면에 형성된 불순물을 완전히 제거하기 위해 과도 조건으로 세정 공정을 진행하게 된다. 따라서, 과도 공정으로 세정 공정을 진행하기 때문에 불순물이 제거될 뿐만 아니라 기판이 식각되어 기판이 손상되게 된다. 이러한 문제를 방지하기 위해 낮은 세정률로 세정 속도를 느리게 진행하게 되는데, 이 경우 공정 시간이 길어져 생산성이 낮아지는 문제가 발생하게 된다. Such a conventional dry cleaning apparatus for cleaning the rear surface of a substrate has provided a reaction gas in a space between a rear surface and a lower electrode of the substrate to clean the rear surface of the substrate. However, in the conventional dry cleaning method using plasma, a cleaning process is performed under an excessive condition in order to completely remove impurities formed on the rear surface of the substrate. Accordingly, since the cleaning process is performed by the over-etching process, not only the impurities are removed, but also the substrate is etched and the substrate is damaged. In order to prevent such a problem, the cleaning speed is slowed at a low cleaning rate. In this case, the process time is prolonged and the productivity is lowered.

본 발명은 기판을 손상시키지 않으면서 생산성을 향상시킬 수 있는 기판 세정 방법을 제공한다.The present invention provides a substrate cleaning method capable of improving productivity without damaging the substrate.

본 발명은 높은 세정률로 1차 세정한 후 낮은 세정률로 2차 세정하는 기판 세정 방법을 제공한다.The present invention provides a substrate cleaning method in which a substrate is first cleaned at a high cleaning rate and then subjected to a second cleaning at a low cleaning rate.

본 발명은 세정률이 높은 제 1 반응 가스로 1차 세정한 후 세정률이 낮은 제 2 반응 가스로 2차 세정하는 기판 세정 방법을 제공한다.The present invention provides a substrate cleaning method in which a substrate is first cleaned with a first reactive gas having a high cleaning rate and then secondarily cleaned with a second reactive gas having a low cleaning rate.

본 발명은 산소를 첨가하는 높은 세정률로 1차 세정한 후 산소를 첨가하지 않는 낮은 세정률로 2차 세정하는 기판 세정 방법을 제공한다.The present invention provides a substrate cleaning method in which oxygen is added for a first cleaning at a high cleaning rate and then a second cleaning is performed at a low cleaning rate without adding oxygen.

본 발명은 비반응 가스를 첨가하지 않는 높은 세정률로 1차 세정한 후 비반응 가스를 첨가하는 낮은 세정률로 2차 세정하는 기판 세정 방법을 제공한다.The present invention provides a substrate cleaning method in which a substrate is first cleaned at a high cleaning rate without adding a non-reactive gas, and then is subjected to a secondary cleaning at a low cleaning rate by adding a non-reactive gas.

본 발명의 일 양태에 따른 기판 세정 방법은 챔버 내부에 설치된 제 1 전극 및 제 2 전극 사이의 기판 지지대에 기판을 안착시키는 단계; 상기 기판의 일 영역에 비반응 가스를 분사시키고, 상기 기판의 타 영역에 제 1 반응 가스를 분사시키는 단계; 상기 제 2 전극에 전원을 인가하여 플라즈마를 형성시켜 상기 기판의 타 영역을 1차 세정하는 단계; 및 상기 제 1 반응 가스의 유입을 중단시키고, 상기 기판의 타 영역에 제 2 반응 가스를 분사시켜 상기 기판의 타 영역을 2차 세정하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a substrate cleaning method comprising: placing a substrate on a substrate support between a first electrode and a second electrode provided in a chamber; Injecting an unreacted gas into one region of the substrate and injecting a first reaction gas into another region of the substrate; Applying a power to the second electrode to form a plasma to clean another region of the substrate first; And stopping the inflow of the first reaction gas and injecting a second reaction gas into another area of the substrate to perform second cleaning of the other area of the substrate.

상기 기판의 일 영역은 상기 기판의 상면이고, 상기 기판의 타 영역은 상기 기판의 후면이다.One region of the substrate is the upper surface of the substrate, and the other region of the substrate is the rear surface of the substrate.

상기 기판과 상기 제 1 전극은 0.1 내지 0.7㎜의 간격을 유지한다.The substrate and the first electrode maintain an interval of 0.1 to 0.7 mm.

상기 기판의 타 영역은 상기 기판의 베벨 영역이고, 상기 기판의 일 영역은 상기 베벨 영역을 제외한 기판의 상면 및 하면 영역이다.Another area of the substrate is a bevel area of the substrate, and one area of the substrate is an upper surface and a lower surface area of the substrate excluding the bevel area.

상기 비반응 가스 및 제 1 반응 가스 분사 이전에 상기 기판과 상기 제 1 전극 사이의 간격을 조절하고, 상기 기판과 상기 제 2 전극 사이의 간격을 조절하는 단계를 더 포함한다.Adjusting an interval between the substrate and the first electrode before the non-reactive gas and the first reaction gas is injected, and adjusting an interval between the substrate and the second electrode.

상기 1차 세정은 상기 2차 세정보다 높은 세정률로 실시된다.The primary cleaning is performed at a higher cleaning rate than the secondary cleaning.

상기 1차 세정은 상기 기판의 적어도 일부가 노출되도록 실시하고, 2차 세정은 상기 기판상에 잔류하는 잔류물을 제거하도록 실시한다.The primary cleaning is performed to expose at least a portion of the substrate, and the secondary cleaning is performed to remove residues remaining on the substrate.

상기 제 1 반응 가스는 불소계 가스 또는 염소계 가스중 적어도 어느 하나와 산소계 가스가 포함되고, 상기 제 2 반응 가스는 상기 불소계 가스 또는 염소계 가스중 적어도 어느 하나가 포함되거나 상기 제 2 반응 가스는 상기 불소계 가스 또는 염소계 가스중 적어도 어느 하나와 비반응 가스가 포함된다.Wherein the first reaction gas includes at least one of a fluorine-based gas and a chlorine-based gas and an oxygen-based gas, the second reaction gas includes at least one of the fluorine-based gas and the chlorine-based gas, Or chlorine-based gas and a non-reactive gas.

상기 제 1 반응 가스는 상기 불소계 가스 또는 염소계 가스중 적어도 어느 하나가 포함되고, 상기 제 2 반응 가스는 불소계 가스 또는 염소계 가스중 적어도 어느 하나와 비반응 가스가 포함된다.The first reaction gas includes at least one of the fluorine-based gas and the chlorine-based gas, and the second reaction gas includes at least one of a fluorine-based gas and a chlorine-based gas and a non-reacted gas.

상기 제 1 반응 가스는 세정률이 높은 불소계 가스 또는 염소계 가스중 적어 도 어느 하나를 이용하고, 상기 제 2 반응 가스는 상기 제 1 반응 가스보다 세정률이 낮은 불소계 가스 또는 염소계 가스중 적어도 어느 하나를 이용한다.Wherein at least one of a fluorine gas or a chlorine gas having a high cleaning rate is used as the first reaction gas and a fluorine gas or a chlorine gas having a cleaning rate lower than that of the first reaction gas is used as the second reaction gas .

본 발명에 의하면 세정률이 높은 제 1 반응 가스를 이용하여 1차 세정한 후 제 1 반응 가스보다 세정률이 낮은 제 2 반응 가스를 이용하여 2차 세정하여 기판을 세정한다. 그리고, 산소가 포함된 제 1 반응 가스를 이용하여 높은 세정률로 1차 세정한 후 산소가 포함되지 않은 제 2 반응 가스를 이용하여 낮은 세정률로 2차 세정하여 기판을 세정한다. 또한, 질소나 비반응 가스가 포함되지 않은 제 1 반응 가스를 이용하여 높은 세정률로 1차 세정한 후 질소나 비반응 가스가 포함된 제 2 반응 가스를 이용하여 낮은 세정률로 2차 세정하여 기판을 세정한다.According to the present invention, the substrate is first cleaned using the first reactive gas having a high cleaning rate, and then the substrate is cleaned by the second cleaning using a second reactive gas having a cleaning rate lower than that of the first reactive gas. Then, the first reaction gas containing oxygen is firstly cleaned at a high cleaning rate, and then the second substrate is cleaned at a low cleaning rate using a second reaction gas containing no oxygen. Further, the first reaction gas containing no nitrogen or non-reactive gas is firstly washed at a high cleaning rate, and then the second reaction gas containing nitrogen or a non-reactive gas is subjected to second washing at a low washing rate The substrate is cleaned.

이렇게 기판을 높은 세정률로 기판이 노출되기 직전까지 세정한 후 낮은 세정률로 기판에 잔류하는 잔류물을 세정함으로써 기판을 손상시키지 않으면서 공정 속도를 향상시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.Thus, the substrate can be cleaned to a high cleaning rate just before the substrate is exposed, and the residue remaining on the substrate can be cleaned at a low cleaning rate, thereby improving the productivity by improving the process speed without damaging the substrate.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제 공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명이 적용되는 기판 세정 장치의 개략 단면도로서, 본 발명의 일 실시 예가 적용되는 기판 후면 세정 장치의 개략 단면도이다.1 is a schematic sectional view of a substrate cleaning apparatus to which the present invention is applied, and is a schematic sectional view of a substrate rear cleaning apparatus to which an embodiment of the present invention is applied.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예가 적용되는 기판 후면 세정 장치는 게이트 밸브 등과 같은 개폐 수단(11)을 통하여 개폐 가능하도록 형성된 챔버(10)와, 챔버(10) 내부에 설치되고 접지 단자와 연결되며 이를 통해 제 1 가스가 분사되는 제 1 전극(30)과, 제 1 전극(30)과 상호 이격되어 조정 가능하며 기판(50)을 지지하는 기판 지지대(20)와, 기판 지지대(20)와 이격 배치되며 전원(70)이 인가되고 이를 통해 제 2 가스가 분사되어 기판 지지대(20)에 의해 지지된 기판(50)과의 사이에 플라즈마를 형성시키는 제 2 전극(40)을 포함한다. 또한, 챔버(10)와 연통된 통상의 진공 배기계(60)를 더 포함한다.Referring to FIG. 1, a substrate rear surface cleaning apparatus to which an embodiment of the present invention is applied includes a chamber 10 formed to be openable and closable through an opening / closing means 11 such as a gate valve, A substrate support 20 which is spaced apart from and adjustable with respect to the first electrode 30 and supports the substrate 50 and a second electrode 30 which is connected to the substrate support 20 And a second electrode 40 which is spaced apart from the substrate support 20 and in which a power source 70 is applied and a second gas is injected to form a plasma between the substrate 50 and the substrate 50 supported by the substrate support 20 . It further includes a conventional vacuum evacuation system 60 in communication with the chamber 10.

챔버(10)는 적어도 하나 이상의 개폐 수단(11)을 통하여 외부와 연결되며 클러스터 시스템 또는 인라인 시스템과 같은 다수의 챔버로 구성되는 시스템에 적용되는 챔버(10)일 수도 있다. 또한, 챔버(10)는 접지 연결되어 챔버(10)를 통하여 전류가 흐르지 않도록 구성될 수 있다.The chamber 10 may be a chamber 10 connected to the outside through at least one opening / closing means 11 and applied to a system constituted by a plurality of chambers such as a cluster system or an inline system. In addition, the chamber 10 may be configured so that current does not flow through the chamber 10 connected to ground.

챔버(10) 내부의 상부에는 제 1 전극(30)이 배치되며, 제 1 전극(30)은 접지 단자에 연결될 수 있다. 또한, 제 1 전극(30)에는 비반응 가스가 분사되는 분사공(33)이 형성되며, 분사공(33)은 챔버(10) 외부로부터 비반응 가스가 공급되도록 공급공(31)과 연통 구성된다. 바람직하게는, 제 1 전극(30)에는 하나의 공급공(31)을 통하여 챔버(10) 외부로부터 공급된 비반응 가스가 가능한한 제 1 전극(30)의 비반응 가스가 분사되는 면의 전면적에 걸쳐 균일하게 분사되도록 다수의 분사공(33)이 형성되며, 다수의 분사공(33)은 제 1 전극(30)의 내부에서 그와 연통된 공급공(31)으로부터 다수개가 분기된다. 또한, 제 1 전극(30)의 내부에는 챔버(10) 외부에 구성된 냉각수 순환 수단(37)과 연결된 냉각 유로(38)가 구비될 수 있다. 여기서, 제 1 전극(30)의 공급공(31)을 통하여 공급되는 비반응 가스는 수소, 질소 또는 불활성 가스일 수 있으며, 이외의 비반응성 가스, 즉 기판 전면(51)과 반응하지 않는 가스일 수도 있다. 여기서, 기판 전면(51)은 웨이퍼와 같은 기판(50) 상에 소정의 박막 패턴을 갖는 소자가 형성된 면일 수 있고, 그 이외에 기판(50)의 식각이 요구되지 않는 면일 수도 있다.The first electrode 30 may be disposed on the upper portion of the chamber 10, and the first electrode 30 may be connected to the ground terminal. The first electrode 30 is formed with a spray hole 33 through which an unreacted gas is sprayed and the spray hole 33 is communicated with the supply hole 31 so as to supply a non- do. Preferably, the non-reacted gas supplied from the outside of the chamber 10 through the one supply hole 31 is supplied to the first electrode 30 through the entire surface of the surface of the first electrode 30 on which the non- A plurality of injection holes 33 are formed in the first electrode 30 so as to be uniformly injected into the first electrode 30 and a plurality of injection holes 33 are branched from the supply hole 31 communicating with the first injection hole 33 in the first electrode 30. The first electrode 30 may be provided with a cooling passage 38 connected to the cooling water circulating means 37 formed outside the chamber 10. Here, the non-reactive gas supplied through the supply hole 31 of the first electrode 30 may be hydrogen, nitrogen, or an inert gas, and may be a non-reactive gas, that is, a gas that does not react with the substrate front surface 51 It is possible. Here, the substrate front surface 51 may be a surface on which an element having a predetermined thin film pattern is formed on a substrate 50 such as a wafer, or may be a surface on which the etching of the substrate 50 is not required.

기판(50)은 제 1 전극(30)의 분사공(33)이 형성된 면으로부터 소정 간격 이격되어 전면(51)이 분사공(33)과 대향하도록 배치되며, 기판 지지대(20)에 구성된 암(21)에 의하여 지지된다.The substrate 50 is disposed so as to face the spray hole 33 with the front surface 51 being spaced apart from the surface of the first electrode 30 where the spray holes 33 are formed, 21).

기판 지지대(20)는 챔버(10) 상부로부터 연장된 암(21)이 기판(50)을 지지하도록 구성되며, 암(21)은 챔버(10) 외부의 기판 지지대(20)에 구성된 구동 수단(미도시)에 의하여 신축 가능하도록 구성된다. 구동 수단에 의해 신축 가능한 기판 지지대(20)의 구성으로 인한 진공 기밀을 유지하기 위하여 챔버(10) 외부에 노출된 기판 지지대(20)가 구동 수단과 연결되는 부위는 신축 가능한 벨로우즈형으로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 기판 지지대(20)의 암(21)은 기판(50)의 외연부만을 지지하는 것이 바람직하며, 기판 후면(52)의 외연부의 일부만을 하부에서 지지하여 가능한한 기판 후면(52)의 노출 면적을 최대화한다. 암(21)은 구동 수단과 연결되 어 승하강 운동, 즉 제 1 전극(30)에 대하여 근접 또는 원접 이동 가능하여, 이에 지지된 기판(50) 또한 제 1 전극(30)에 대하여 근접 또는 원접 배치되도록 한다. 여기서, 기판 후면(52)은 웨이퍼와 같은 기판(50) 상에 소정의 박막 패턴을 갖는 소자가 형성된 면에 대한 타면일 수 있고, 그 이외에 기판(50)의 식각이 요구되는 면일 수도 있다.The substrate support 20 is configured such that the arm 21 extending from the top of the chamber 10 is configured to support the substrate 50 and the arm 21 comprises a drive means (Not shown). The portion where the substrate support 20 exposed to the outside of the chamber 10 is connected to the driving means in order to maintain the vacuum airtightness due to the configuration of the substrate support 20 that can be stretched and contracted by the driving means is configured to be of a stretchable bellows type desirable. The arm 21 of the substrate support 20 preferably supports only the outer edge of the substrate 50 and supports only a portion of the outer edge of the substrate backside 52 at the bottom to expose the substrate backside 52 Maximize area. The arm 21 is connected to the driving means to move up and down, that is, to move toward or away from the first electrode 30 so that the substrate 50 supported thereon can be moved close to or in contact with the first electrode 30 . Here, the substrate rear surface 52 may be a surface opposite to a surface on which a device having a predetermined thin film pattern is formed on a substrate 50 such as a wafer, or may be a surface on which etching of the substrate 50 is required.

암(21)의 승하강 운동에 의하여 기판 전면(51)은 제 1 전극(30)의 비반응 가스가 분사되는 면에 대하여 가변 가능한 소정의 간격을 유지하게 된다. 또한, 기판 지지대(20)는 기판 후면 세정 장치에서 전기적으로 부유(floating)되어 여타의 구성물에 대해서 전기적으로 비간섭되도록 구성되는 것이 바람직하며, 암(21)을 포함하는 기판 지지대(20)는 절연 물질로 구성되어 외부 전격(electric shock)에 의한 기판 지지대(20)의 손상을 방지한다.Due to the upward and downward movement of the arm 21, the front surface 51 of the substrate maintains a predetermined gap that is variable with respect to the surface on which the non-reactive gas of the first electrode 30 is injected. It is also preferred that the substrate support 20 is configured to be electrically floating in the substrate backside cleaner and electrically non-interfering with other components, and the substrate support 20, including the arm 21, So as to prevent damage to the substrate support 20 due to an external electric shock.

기판 지지대(20)의 하부에는 기판 지지대(20)와 소정 간격 이격되어 제 2 전극(40)이 배치된다. 제 2 전극(40)은 전원(70)이 인가되도록 구성되며, 이를 통하여 반응 가스가 분사되도록 분사공(42)을 가진다. 분사공(42)은 제 1 전극(30)에서의 그것과 유사하게 챔버(10) 외부로부터 그와 연통된 공급공(41)을 통하여 제 1 및 제 2 반응 가스 공급 수단(44 및 45)으로부터 제 1 반응 가스 또는 제 2 반응 가스가 공급되어 챔버(10) 내부로 반응 가스를 분사하도록 구성되며, 기판 지지대(20)에 지지된 기판 후면(52)의 전면적에 걸쳐 균일한 반응성 가스가 분사되도록 기판 후면(52) 방향을 향하여 다수 개가 형성된다. 제 2 전극(40)의 분사공(42)에서도 공급공(41)이 형성된 부분에 대하여 원거리에 형성된 분사공(42)의 지름이 근 거리에 형성된 분사공(42)의 지름보다 크게 형성되어 반응성 가스 분사시 가스 이동 경로 증가에 따른 압력 강하를 보상할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 여기서, 제 1 반응 가스는 CF₄, CHF₄, SF₆, NF₃, C₂F₆, C₄F₈, F₂, F₂N₂ 등의 불소계 가스와 BCl₃, Cl₂ 등의 염소계 가스중 적어도 어느 하나의 식각 가스와 산소계 가스가 혼합된 가스이고, 제 2 반응 가스는 상기 가스에서 산소계 가스가 제외된 가스일 수 있다. 또한, 제 1 반응 가스는 불소계 가스와 염소계 가스중 적어도 어느 하나일 수 있으며, 제 2 가스 가스는 불소계 가스와 염소계 가스중 적어도 어느 하나와 질소계 가스가 혼합된 가스일 수 있다. 그리고, 제 1 반응 가스는 세정률이 높은 불소계 가스와 염소계 가스중 적어도 어느 하나일 수 있고, 제 2 반응 가스는 제 1 반응 가스보다 세정률이 낮은 불소계 가스와 염소계 가스중 적어도 어느 하나일 수 있다. 예를들어 제 1 반응 가스는 NF₃ 또는 SF₆일 수 있으며, 제 2 반응 가스는 이들보다 세정률이 낮은 CF₄ 가스일 수 있다. 제 1 및 제 2 반응 가스는 제 1 및 제 2 반응 가스 공급 수단(44 및 45)을 통해 공급되는, 제 1 반응 가스 공급 수단(44)을 통해 불소계 가스 또는 염소계 가스가 공급되며, 제 2 반응 가스 공급 수단(45)을 통해 산소계 가스 또는 비반응 가스(질소계 가스 또는 아르곤 등)가 공급된다. 이렇게 산소계 가스가 포함된 제 1 반응 가스와 산소계 가스가 포함되지 않은 제 2 반응 가스를 이용하거나, 비반응 가스가 포함되지 않은 제 1 반응 가스와 비반응 가스가 포함된 제 2 반응 가스를 이용하면 제 1 반응 가스에 의한 세정률이 제 2 반응 가스에 의한 세정률보다 높게 된다. 이는 느린 세정률을 갖는 반응 가스를 이 용하면 기판 계면을 보호할 수 있다. 한편, 산소를 첨가하는 경우 산소가 파티클의 탄소 성분과 결합되어 파티클이 기판 후면(52)에 재증착되는 것을 방지하여 세정률을 높일 수 있기 때문이고, 비반응 가스가 반응 가스를 희석시켜 세정률을 낮출 수 있기 때문이다. 이에 따라 제 1 반응 가스에 의한 세정률이 1000Å/min 이상으로 유지되고, 제 2 반응 가스에 의한 세정률이 500Å/min 이하로 유지될 수 있다. 여기서, 불소계, 염소계 가스 이외에 기판 후면(52)에 퇴적된 박막이나 파티클 등을 화학적으로 식각시킬 수 있는 가스를 이용할 수 있다. A second electrode 40 is disposed at a lower portion of the substrate support 20, spaced apart from the substrate support 20 by a predetermined distance. The second electrode 40 is configured to apply a power source 70, and has a spray hole 42 through which the reactive gas is sprayed. The spray hole 42 is connected to the first and second reaction gas supply means 44 and 45 from the outside of the chamber 10 through the supply hole 41 communicating therewith from the outside of the chamber 10, So that a uniform reactive gas is sprayed over the entire surface of the rear surface 52 of the substrate supported by the substrate support 20 so that the reactive gas is injected into the chamber 10 by the first reaction gas or the second reaction gas, A plurality of are formed toward the rear surface 52 of the substrate. The diameter of the spray hole 42 formed at a distance from the portion where the supply hole 41 is formed is formed to be larger than the diameter of the spray hole 42 formed at the near distance in the spray hole 42 of the second electrode 40, It is desirable to compensate for the pressure drop due to an increase in gas flow path during gas injection. Here, the first reaction gas may include a fluorine-based gas such as CF ₄ , CHF ₄ , SF ₆ , NF ₃ , C ₂ F ₆ , C ₄ F ₈ , F ₂ and F ₂ N ₂ , and a chlorine-based gas such as BCl ₃ or Cl ₂ And the second reaction gas may be a gas in which the oxygen-based gas is excluded from the at least one of the etching gas and the oxygen-based gas. Further, the first reaction gas may be at least one of a fluorine-based gas and a chlorine-based gas, and the second gas gas may be a gas obtained by mixing at least one of a fluorine-based gas and a chlorine-based gas with a nitrogen-based gas. The first reaction gas may be at least one of a fluorine-based gas and a chlorine-based gas having a high cleaning rate, and the second reaction gas may be at least one of a fluorine-based gas and a chlorine-based gas having a lower cleaning rate than the first reaction gas . For example, the first reaction gas may be NF ₃ or SF ₆ , and the second reaction gas may be CF ₄ gas having a lower cleaning rate than the first reaction gas. The first and second reaction gases are supplied with a fluorine-based gas or a chlorine-based gas through the first reaction gas supply means 44, which is supplied through the first and second reaction gas supply means 44 and 45, An oxygen-based gas or a non-reactive gas (such as nitrogen-based gas or argon) is supplied through the gas supply means 45. When the first reaction gas containing the oxygen-based gas and the second reaction gas not containing the oxygen-based gas are used, or the first reaction gas containing no non-reacted gas and the second reacted gas containing the non-reacted gas are used The cleaning rate by the first reaction gas becomes higher than the cleaning rate by the second reaction gas. This can protect the substrate interface by using a reaction gas with a slow cleaning rate. On the other hand, when oxygen is added, oxygen is combined with the carbon component of the particles to prevent the particles from being redeposited on the rear surface 52 of the substrate, thereby increasing the cleaning rate. When the non-reactive gas dilutes the reaction gas, . As a result, the cleaning rate by the first reaction gas is maintained at 1000 Å / min or more, and the cleaning rate by the second reaction gas is maintained at 500 Å / min or less. Here, besides the fluorine-based or chlorine-based gas, a gas capable of chemically etching a thin film or particles deposited on the substrate rear surface 52 can be used.

이와 같은 구성 이외에도, 제 1 전극(30) 또는 제 2 전극(40)에서의 가스 분사 구조는 필요에 의하여 다양하게 변경 가능하다.In addition to the above configuration, the gas injection structure in the first electrode 30 or the second electrode 40 can be variously changed as needed.

한편, 제 2 전극(40)의 외주에는 제 2 전극(40) 상에 생성되는 플라즈마를 집중시키기 위한 절연링(43)이 구비된다. 절연링(43)은 Al₂O₃와 같은 절연 물질로 구성될 수 있다.On the other hand, an insulating ring 43 for concentrating the plasma generated on the second electrode 40 is provided on the outer circumference of the second electrode 40. The insulating ring 43 may be made of an insulating material such as Al ₂ O ₃ .

제 2 전극(40)은 챔버(10) 외부에 별도로 구성된 구동 수단(49)에 의하여 기판 지지대(20)의 그것과 유사하게 승하강 운동 가능하도록 구성되어 기판 지지대(20)에 지지된 기판(50)의 후면(52)으로부터 제 2 전극(40)까지의 간격(D)이 변경 가능하도록 구성된다. 구동 수단(49)에 의해 승하강 운동 가능한 제 2 전극(40)의 구성으로 인한 진공 기밀을 유지하도록 하기 위하여 챔버(10) 외부에 노출된 제 2 전극(40)이 구동 수단(49)과 연결되는 부위는 신축 가능한 벨로우즈형으로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 전극(40)의 내부에는 챔버(10) 외부에 구성된 냉각수 순환 수단(47)과 연결된 냉각 유로(48)가 구비될 수 있다. 이때의 냉각수 순환 수단(47)은 제 1 전극(30)에 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환 수단(37)과 동일한 부재로서 구성되어도 무방하다. 제 2 전극(40)에 연결된 전원(70)은 13.56㎒의 정수배의 주파수를 가지는 고주파 전력일 수 있으며, 목적하는 공정 또는 장치 등에 따라 여타의 전원이 사용될 수도 있다. 이때, 제 2 전극(40)과 연결된 고주파 전원(70)의 구성은 정합기를 포함한다.The second electrode 40 is configured to be movable upward and downward similarly to that of the substrate support 20 by a driving means 49 that is separately provided outside the chamber 10, The distance D from the rear surface 52 of the second electrode 40 to the second electrode 40 can be changed. The second electrode 40 exposed to the outside of the chamber 10 is connected to the driving means 49 in order to maintain the vacuum airtightness due to the configuration of the second electrode 40 which can be moved up and down by the driving means 49. [ Is preferably formed in a bellows type that can be stretched and contracted. A cooling passage 48 connected to the cooling water circulating means 47 formed outside the chamber 10 may be provided in the second electrode 40. The cooling water circulating means 47 at this time may be configured as the same member as the cooling water circulating means 37 for circulating the cooling water to the first electrode 30. The power source 70 connected to the second electrode 40 may be a high frequency power having a frequency of an integral multiple of 13.56 MHz and other power sources may be used according to a desired process or apparatus. At this time, the configuration of the high frequency power source 70 connected to the second electrode 40 includes a matching unit.

접지된 제 1 전극(30)과 고주파 전원(70)이 연결된 제 2 전극(40)의 구성으로 인하여 제 1 전극(30)은 애노드의 역할을 제 2 전극(40)은 캐소드의 역할을 하게 되며 애노드 및 캐소드 사이의 가스에 13.56㎒ 또는 13.56㎒의 정수배의 교번 진동을 부여하여 플라즈마 발생 효율을 향상시킨다.The first electrode 30 serves as an anode and the second electrode 40 serves as a cathode due to the structure of the second electrode 40 connected to the grounded first electrode 30 and the RF power source 70 An alternating vibration of an integer multiple of 13.56 MHz or 13.56 MHz is applied to the gas between the anode and the cathode to improve the plasma generation efficiency.

이하, 상기 기판 세정 장치를 이용한 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 세정 방법을 도 2를 이용하여 설명하면 다음과 같다. 본 실시 예는 산소가 포함된 제 1 반응 가스와 산소가 포함되지 않은 제 2 반응 가스를 이용한 기판 세정 방법을 설명한다.Hereinafter, a substrate cleaning method according to an embodiment of the present invention using the substrate cleaning apparatus will be described with reference to FIG. The present embodiment describes a substrate cleaning method using a first reaction gas containing oxygen and a second reaction gas not containing oxygen.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 후면 세정 방법은 기판(50)을 기판 후면 세정 장치 내의 기판 지지대(20) 상에 안착시키는 단계(S110)와, 안착된 기판(50)을 제 1 전극(30)과 제 2 전극(40) 사이에 소정 간격을 유지하도록 고정시키는 단계(S120)와, 고정된 기판(50)의 전면(51)에 비반응 가스를 분사시키고 후면(52)에 제 1 반응 가스를 분사시키는 단계(S130)와, 전원(70)을 인가하 여 분사된 제 1 반응 가스의 플라즈마를 형성시켜 기판 후면(52)을 1차 세정하는 단계(S140)와, 비반응 가스를 분사시키면서 제 1 반응 가스를 변화시킨 제 2 반응 가스를 기판 후면(52)에 분사시키는 단계(S150)와, 인가되는 전원(70)에 의해 분사된 제 2 반응 가스의 플라즈마를 형성시켜 기판 후면(52)을 2차 세정하는 단계(S160)와, 기판(50)을 기판 세정 장치로부터 언로딩시키는 단계(S170)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a substrate backside cleaning method according to an embodiment of the present invention includes a step (S110) of placing a substrate 50 on a substrate support 20 in a substrate backside cleaner, (S120) of fixing the first electrode 30 and the second electrode 40 so as to maintain a predetermined gap between the first electrode 30 and the second electrode 40, and spraying a non-reactive gas onto the front surface 51 of the fixed substrate 50, A step S140 of performing a primary cleaning of the substrate rear surface 52 by forming a plasma of a first reaction gas injected by applying a power source 70, (S150) of injecting a second reaction gas having a first reactive gas changed while injecting a non-reactive gas onto the rear surface (52) of the substrate, forming a plasma of the second reactive gas injected by the applied power source (70) (S160) of performing a secondary cleaning of the substrate back surface 52, a step of unloading the substrate 50 from the substrate cleaning apparatus (S170).

S110 : 기판(50)은 챔버(10)에 별도로 구비된 인입구를 통하여 인입되며, 기판 지지대(20) 상에 안착된다. 기판 지지대(20) 상에 지지된 기판(50)은 그 전면(51)이 제 1 전극(30)의 분사공(33)을 향하고, 후면(52)이 제 2 전극의 분사공(42)을 향하도록 배치된다.S110: The substrate 50 is drawn through the inlet provided separately in the chamber 10, and is set on the substrate support 20. The substrate 50 supported on the substrate support 20 has its front surface 51 directed toward the injection hole 33 of the first electrode 30 and the rear surface 52 directed toward the injection hole 42 of the second electrode Respectively.

S120 : 개폐 수단(11)을 통하여 챔버(10)가 밀폐되고 진공, 예를들어 0.1∼3Torr의 압력이 형성되면 기판 지지대(20)는 구동 수단(미도시)에 의하여 상승 이동하여 기판 전면(51)과 제 1 전극(30)이 소정 간격을 이루도록 한다. 여기서, 기판 전면(51)과 제 1 전극(30)은 0.1∼0.7㎜의 간격을 이루도록 하는 것이 바람직하다. 기판 전면(51)과 제 1 전극(30)의 간격이 0.1㎜ 미만일 경우에는 기판 전면(51)과 제 1 전극(30)이 접촉할 수 있고, 기판 전면(51)과 제 1 전극(30)의 간격이 0.7㎜를 초과하는 경우에는 상대적으로 비반응 가스의 압력이 저하되어 기판(50)과 제 2 전극(40) 사이에 형성된 라디칼이 기판 전면(51)와 제 1 전극(30) 사이로 유입되어 기판 전면(51)을 식각시킬 수가 있다. 또한, 기판(50)과 제 1 전극(30) 사이의 간격이 0.7㎜를 초과하는 경우에는 비반응 가스가 플라즈마화될 수 있으며, 이로 인하여 기판 전면(51)이 식각될 수도 있으나, 0.7㎜ 이하의 간격에서는 통상의 식각 공정에서의 공정 압력 및 공정 전압에 의하여 플라즈마가 생성되지 않는 영역을 유지할 수 있다. 기판 지지대(20)가 상승하여 제 1 전극(30)과 기판 전면(51)과의 간격이 감소됨에 따라 제 2 전극(40)과 기판 후면(52)과의 간격은 넓어지게 된다. 그리고, 제 2 전극(40)도 구동 수단(49)에 의하여 상승 이동되어 기판 후면(52)과 제 2 전극(40)이 이전보다 좁은 간격을 이루도록 한다. 이때, 제 1 전극(30)과 기판(50) 사이의 간격 또는 기판(50)과 제 2 전극(40) 사이의 간격은 기판 지지대(20) 및 제 2 전극(40)의 승하강 운동만으로 달성되지 않고, 제 1 전극(30), 기판 지지대(20) 및 제 2 전극(40) 중 적어도 2 개의 부재의 구동을 통하여 달성시킬 수도 있으며, 이를 위하여 각 부재에 별도의 구동 수단이 구비될 수 있다. 또한, 제 2 전극(40)과 기판 후면(52)과의 간격은 반드시 가변될 필요는 없고 간격 내에서 플라즈마를 생성시킬 수 있을 정도이면 어느 간격이나 가능할 수 있으며, 이에 따라 제 2 전극(40)을 이동하지 않고 기판 지지대(20)만 이동한 뒤 공정을 진행하는 것도 가능하다.S120: When the chamber 10 is closed through the opening and closing means 11 and a vacuum, for example, a pressure of 0.1 to 3 Torr is formed, the substrate support 20 is moved upward by the driving means (not shown) And the first electrode 30 are spaced apart from each other by a predetermined distance. Here, it is preferable that the front surface 51 of the substrate and the first electrode 30 are spaced apart by 0.1 to 0.7 mm. When the distance between the front surface 51 of the substrate and the first electrode 30 is less than 0.1 mm, the front surface 51 and the first electrode 30 can be in contact with each other, The pressure of the non-reactive gas is relatively lowered and radicals formed between the substrate 50 and the second electrode 40 flow into the space between the front surface 51 of the substrate and the first electrode 30 So that the front surface 51 of the substrate can be etched. If the distance between the substrate 50 and the first electrode 30 exceeds 0.7 mm, the non-reactive gas may be plasmaized, thereby etching the front surface 51 of the substrate. However, It is possible to maintain a region where the plasma is not generated by the process pressure and the process voltage in the normal etching process. The gap between the second electrode 40 and the rear surface 52 of the substrate is increased as the distance between the first electrode 30 and the front surface 51 of the substrate is reduced. The second electrode 40 is also moved upward by the driving means 49 so that the rear surface 52 of the substrate and the second electrode 40 are narrower than before. The gap between the first electrode 30 and the substrate 50 or the gap between the substrate 50 and the second electrode 40 is achieved only by the upward and downward movements of the substrate support 20 and the second electrode 40 But may be accomplished by driving at least two of the first electrode 30, the substrate support 20 and the second electrode 40. For this purpose, a separate driving means may be provided for each member . The gap between the second electrode 40 and the rear surface 52 of the substrate is not necessarily varied and may be any distance as long as plasma can be generated within the gap. It is also possible to proceed the process after moving only the substrate support 20 without moving the substrate support 20.

S130 : 제 1 전극(30)의 분사공(33)을 통하여 비반응 가스를 먼저 유입시킨 후 제 2 전극(40)의 분사공(42)을 통해 제 1 반응 가스를 유입시킨다. 즉, 제 1 전극(30)의 분사공(33)을 통하여 수소, 질소 또는 불활성 가스중 적어도 어느 하나의 비반응 가스가 유입된다. 또한, 제 2 전극(40)의 분사공(42)를 통하여 CF₄, CHF₄, SF₆, NF₃, C₂F₆, C₄F₈, F₂, F₂N₂ 등의 불소계 가스와 BCl₃, Cl₂ 등의 염소계 가스중 적 어도 어느 하나의 식각 가스와 산소계 가스가 포함된 제 1 반응 가스가 유입된다. 즉, 제 1 반응 가스 공급 수단(44)으로부터 불소계 가스 또는 염소계 가스중 어느 하나의 식각 가스가 공급되고, 제 2 반응 가스 공급 수단(45)으로부터 산소계 가스가 공급되어 제 2 전극(40)의 분사공(42)을 통해 유입된다. 여기서, 제 1 반응 가스는 기판 후면(52)에 퇴적된 박막이나 파티클 등의 종류에 따라 이를 식각할 수 있는 다른 원소종이 포함된 기체일 수 있으며, 이에 따라 산소의 사용 유무를 결정할 수 있다. 또한, 산소계 가스는 기판 후면(52)으로부터 탈리되는 불순물에 따라 유입량을 조절할 수 있으며, 예를들어 10∼30sccm 정도 유입시키는 것이 바람직하다. 이는 10sccm 미만으로 산소계 가스를 유입시키면 기판 후면(52)으로부터 탈리된 불순물이 산소계 가스보다 많을 경우 불순물이 기판 후면(52)에 재증착될 수 있고, 30sccm 이상으로 산소계 가스를 유입시키면 산소계 가스와 반응하는 불순물보다 산소계 가스의 양이 과도하게 많아 필요 이상으로 산소계 가스의 소모량이 증가할 수 있기 때문이다.S130: The unreacted gas is introduced first through the injection hole 33 of the first electrode 30, and then the first reaction gas is introduced through the injection hole 42 of the second electrode 40. That is, at least one non-reactive gas of hydrogen, nitrogen, or an inert gas is introduced through the injection hole 33 of the first electrode 30. The fluorine-based gas such as CF ₄ , CHF ₄ , SF ₆ , NF ₃ , C ₂ F ₆ , C ₄ F ₈ , F ₂ , F ₂ N ₂ and the like are supplied through the injection hole 42 of the second electrode 40 The first reaction gas containing at least one of the etching gas and the oxygen-based gas is introduced into the chlorine-based gas such as BCl ₃ or Cl ₂ . That is, any one of the fluorine-based gas and the chlorine-based gas is supplied from the first reaction gas supply means 44 and the oxygen-based gas is supplied from the second reaction gas supply means 45, And flows through the through hole 42. Here, the first reaction gas may be a thin film deposited on the rear surface 52 of the substrate or a gas containing other elemental species that can be etched according to the kind of the particles, and thus the use of oxygen may be determined. In addition, the oxygen-based gas can control the inflow amount according to impurities desorbed from the rear surface 52 of the substrate, and it is preferable that the oxygen-based gas is introduced for about 10 to 30 sccm, for example. If the oxygen-based gas is introduced into the substrate backside 52 at a rate of less than 10 sccm, impurities can be re-deposited on the substrate backside 52 if the amount of impurities desorbed from the substrate backside 52 is greater than that of the oxygen-based gas. The amount of the oxygen-based gas is excessively larger than that of the impurity which is consumed by the oxygen-containing gas.

S140 : 고주파 전원(70)을 인가하여 제 1 반응 가스의 플라즈마를 생성시킨다. 제 1 반응 가스의 플라즈마는 기판(50)과 제 2 전극(40) 사이에 형성되며, 불소계 또는 염소계의 라디칼은 기판 후면(52)에 퇴적된 불순물과 반응하여 이들을 기판 후면(52)으로부터 탈리시키고, 산소계 라디컬은 불순물과 반응하여 기화시킴으로써 불순물이 기판 후면(52)에 재증착되는 것을 방지하면서 1차 세정 공정이 수행된다. 1차 세정 공정은 기판 후면(52)에 증착된 불순물의 두께에 따라 불순물이 제거되고 기판 후면(52)을 노출시키기 직전의 시간으로 실시하며, 1000Å/min 이상 의 세정률로 실시한다. 이때, 제 1 전극(30)과 기판 전면(51) 사이에는 비반응 가스가 유입되기 때문에 비플라즈마 상태의 가스 유동만이 존재하게 된다. 그리고, 플라즈마 영역의 한정을 위하여 별도의 구속 자계를 더 형성할 수 있으며, 이 구속 자계는 영구 자석, 전자석 또는 유도 자계 등으로 형성될 수 있다. 경우에 따라서, 자력으로 플라즈마 내 이온들의 진동을 야기시켜 플라즈마 발생 효율을 더욱 향상시킬 수도 있다. 이 경우 형성되는 자계는 챔버(10), 기판(50), 제 1 전극(30) 또는 제 2 전극(40) 등의 형상에 따라서 다르게 형성될 수 있다. 또한, 제 2 전극(40)에 전력을 인가하는 전원(70)은 고주파 전원 이외에 직류, 교류 등이 사용될 수 있으며, 단극 또는 양극 펄스 전원이 사용될 수도 있다. 이 경우 사용되는 전원에 따라서 제 1 전극(30) 또는 제 2 전극(40)의 전기적 연결이 달라질 수 있으며, 전력 인가를 위한 별도의 부재가 더 구비될 수도 있다.S140: A high frequency power source 70 is applied to generate a plasma of the first reaction gas. The plasma of the first reaction gas is formed between the substrate 50 and the second electrode 40 and the fluorine or chlorine radical reacts with the impurities deposited on the substrate backside 52 to desorb them from the substrate backside 52 , The oxygen radical reacts with the impurities and is vaporized to prevent the impurities from being redeposited on the substrate rear surface 52, and a primary cleaning process is performed. The first cleaning step is performed at a time immediately before the impurities are removed and the substrate rear surface 52 is exposed according to the thickness of the impurities deposited on the substrate rear surface 52, and the cleaning rate is 1000 Å / min or more. At this time, since non-reactive gas flows between the first electrode 30 and the substrate front surface 51, only a gas flow in the non-plasma state exists. A separate restraining magnetic field may be further formed for limiting the plasma region, and the restraining magnetic field may be formed by a permanent magnet, an electromagnet, an induction magnetic field, or the like. In some cases, the plasma generation efficiency may be improved by causing the ions in the plasma to oscillate with magnetic force. In this case, the magnetic field may be formed differently depending on the shape of the chamber 10, the substrate 50, the first electrode 30, the second electrode 40, or the like. The power source 70 for applying power to the second electrode 40 may be a direct current or alternating current in addition to the high frequency power source, or a single-pole or bipolar pulse power source may be used. In this case, the electrical connection of the first electrode 30 or the second electrode 40 may be changed depending on the power source used, and a separate member for power application may be further provided.

S150 : 제 1 전극(30)을 통하여 비반응 가스가 유입되고 있는 상태에서 제 2 전극(40)을 통하여 제 2 반응 가스가 유입된다. 제 2 반응 가스는 CF₄, CHF₄, SF₆, NF₃, C₂F₆, C₄F₈, F₂, F₂N₂ 등의 불소계 가스와 BCl₃, Cl₂ 등의 염소계 가스중 적어도 어느 하나의 식각 가스일 수 있다. 즉, 제 1 반응 가스 공급 수단(44)으로부터 불소계 또는 염소계 가스의 식각 가스가 공급되는 동안에 제 2 반응 가스 공급 수단(45)으로부터의 산소계 가스의 공급을 중단한다. 물론, 제 2 반응 가스는 기판 후면(52) 상에 퇴적된 박막이나 파티클 등의 종류에 따라 이를 식각할 수 있는 다른 원소종이 포함된 기체일 수 있으나, 산소는 포함되지 않도록 한다.S150: The second reaction gas flows into the second electrode 40 through the first electrode 30 while the non-reactive gas is flowing. The second reaction gas may be at least one of fluorine-based gases such as CF ₄ , CHF ₄ , SF ₆ , NF ₃ , C ₂ F ₆ , C ₄ F ₈ , F ₂ and F ₂ N ₂ and chlorine-based gases such as BCl ₃ and Cl ₂ It may be any one of the etching gases. That is, the supply of the oxygen-based gas from the second reaction gas supply means 45 is stopped while the etching gas of fluorine or chlorine gas is supplied from the first reaction gas supply means 44. Of course, the second reaction gas may be a gas containing other elemental species that can be etched according to the type of the thin film or particles deposited on the rear surface 52 of the substrate, but oxygen is not included.

S160 : 고주파 전원(70)을 인가하여 제 2 반응 가스의 플라즈마를 생성시킨다. 제 2 반응 가스의 플라즈마는 기판 후면(52)과 제 2 전극(40) 사이에 형성되며, 제 2 반응 가스의 라디칼은 기판 후면(52)에 잔류하는 잔류물과 반응하여 이들을 기판 후면(52)으로부터 탈리시킴으로써 2차 세정 공정이 수행된다. 여기서, 제 2 반응 가스에 의한 2차 세정 공정은 제 1 반응 가스에 의한 1차 세정 공정보다 낮은 세정률, 예를들어 500Å/min 이하의 세정률로 실시한다. 이때, 제 1 전극(30)과 기판 전면(51) 사이에는 비반응 가스가 유입되고 플라즈마가 발생되지 않기 때문에 비플라즈마 상태의 가스 유동만이 존재하게 된다.S160: A high frequency power source 70 is applied to generate a plasma of the second reaction gas. The plasma of the second reaction gas is formed between the substrate backside 52 and the second electrode 40 and the radicals of the second reaction gas react with the residues remaining on the substrate backside 52 to cause them to contact the backside 52 of the substrate. The secondary cleaning process is performed. Here, the second cleaning process using the second reaction gas is performed at a cleaning rate lower than that of the first cleaning process using the first reaction gas, for example, a cleaning rate of 500 A / min or less. At this time, since non-reactive gas flows into the space between the first electrode 30 and the front surface 51 of the substrate, plasma is not generated, and only a gas flow in the non-plasma state exists.

S170 : 기판 후면(52)의 세정이 종료되면 전력 공급을 중단하고 제 2 반응 가스 및 비반응 가스의 공급을 차단하며, 진공 배기를 통하여 식각 부산물을 챔버(10) 내에서 제거한다. 이때의 식각 부산물은 플라즈마의 라디칼과 반응한 기체형태이므로 진공 배기만으로 충분히 제거 가능하다. 식각 부산물의 제거가 이루어지면 구동 수단(49)을 통하여 제 2 전극(40)이 하강되고, 기판 지지대(20)의 구동수단을 통하여 기판(50)이 제 1 전극(30)으로부터 퇴거된다. 이후 개폐 수단(11)을 개봉하여 기판(50)을 인출함으로써 세정 공정이 완료된다.S170: When the cleaning of the rear surface 52 of the substrate is completed, the power supply is stopped, the supply of the second reaction gas and the non-reactive gas is stopped, and the etching by-product is removed in the chamber 10 through the vacuum exhaust. At this time, the etching by-products are in the form of gas reacted with the radical of the plasma, so that the etching by-products can be sufficiently removed by vacuum exhaustion alone. The second electrode 40 is lowered through the driving means 49 and the substrate 50 is evacuated from the first electrode 30 through the driving means of the substrate supporter 20. Thereafter, the opening and closing means 11 is opened and the substrate 50 is taken out to complete the cleaning process.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 세정 공정을 진행한 기판 후면의 SEM 사진으로서, 도 3(a) 및 도 3(b)는 기판 후면 중앙부의 평면 및 경사 SEM 사진이고, 도 4(a) 및 도 4(b)는 기판 후면의 중앙부와 가장자리 사이의 평면 및 경사 SEM 사진이다. 상기 사진들은 베어 실리콘 웨이퍼 상부에 3500Å의 두께로 형성된 산화막을 본 발명에 따른 방법으로 1차 및 2차 세정한 후의 사진들이다. 1차 세정은 1.0Torr를 유지하는 챔버내에 비반응 가스로서 He 가스를 90sccm 유입시키고 제 1 반응 가스로서 CF₄ 가스와 O₂ 가스를 각각 160sccm 및 20sccm 유입시킨 후 1000W의 전원을 인가하여 140초 동안 실시하였다. 그리고, 2차 세정은 1.0Torr를 유지하는 챔버내에 비반응 가스로서 He 가스를 90sccm 유입시키고 제 2 반응 가스로서 CF₄ 가스를 120sccm 유입시킨 후 1000W의 전원을 인가하여 240초 동안 실시하였다. 이러한 조건으로 1차 및 2차 세정을 실시한 결과 도시된 바와 같이 기판 후면의 모든 영역에 걸쳐 기판 손상없이 산화막을 완전히 제거할 수 있다.FIGS. 3 and 4 are SEM photographs of a rear surface of a substrate subjected to a substrate cleaning process according to an embodiment of the present invention. FIGS. 3 (a) and 3 (b) Figs. 4 (a) and 4 (b) are plan and slope SEM photographs between the center and the edge of the rear surface of the substrate. The photographs are photographs of the oxide film formed on the bare silicon wafer with a thickness of 3500A after the first and second cleaning by the method according to the present invention. In the first cleaning, He gas was introduced at 90 sccm as a non-reactive gas into the chamber maintaining 1.0 Torr, CF ₄ gas and O ₂ gas were introduced at 160 sccm and 20 sccm as the first reaction gas, respectively, Respectively. Secondary cleaning was performed for 240 seconds by introducing He gas at 90 sccm as a non-reactive gas into the chamber maintaining 1.0 Torr, introducing CF ₄ gas at 120 sccm as a second reaction gas, and applying a power of 1000 W. As a result of performing the primary and secondary cleaning under these conditions, the oxide film can be completely removed without damaging the substrate over the entire area of the rear surface of the substrate.

본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been specifically described according to the above embodiments, it should be noted that the above embodiments are for explanation purposes only and not for the purpose of limitation. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

예를들어 상기 실시 예에서는 제 1 반응 가스로 불소계 또는 염소계 가스와 산소계 가스의 혼합 가스를 이용하고, 제 2 반응 가스로 산소계 가스를 제외한 불소계 또는 염소계 가스를 이용하였으나, 이에 국한되지 않고 제 1 반응 가스로 불소계 또는 염소계 가스를 이용하고, 제 2 반응 가스로 불소계 또는 염소계 가스와 비반응 가스의 혼합 가스를 이용할 수도 있다. 이 경우 비반응 가스은 불소계 또는 염소계 가스를 희석시켜 세정률을 낮추는 역할을 한다. 또한, 세정률이 높은 제 1 반응 가스를 이용하여 1차 세정한 후 제 1 반응 가스보다 세정률이 낮은 제 2 반응 가스를 이용하여 2차 세정할 수 있다.For example, in the above embodiment, a fluorine-based or chlorine-based gas is used as the first reaction gas, and a fluorine-based or chlorine-based gas other than the oxygen-based gas is used as the second reaction gas. However, A fluorine-based or chlorine-based gas may be used as the gas, and a mixed gas of fluorine-based or chlorine-based gas and the nonreactive gas may be used as the second reaction gas. In this case, the non-reactive gas serves to dilute the fluorine or chlorine gas to lower the cleaning rate. Further, after the first cleaning using the first reaction gas having a high cleaning rate, the second cleaning can be performed using the second reaction gas having a cleaning rate lower than that of the first reaction gas.

또한, 상기 실시 예는 기판 후면을 세정하는 경우에 대해 설명하였으나, 기판 후면 뿐만 아니라 기판의 가장자리 영역인 베벨 영역에도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 반응 가스를 베벨 영역에 유입시키고, 비반응 가스를 베벨 영역을 제외한 기판 전면 및 후면에 유입시켜 1차 및 2차 세정하게 된다.Although the above embodiment has been described with respect to the case of cleaning the rear surface of the substrate, it may be applied to the rear surface of the substrate as well as the bevel region which is the edge region of the substrate. That is, the first and second reaction gases are introduced into the bevel region, and the unreacted gas is introduced into the front and rear surfaces of the substrate except for the bevel region to perform primary and secondary cleaning.

도 1은 본 발명이 적용되는 기판 세정 장치의 일 예에 따른 개략 단면도.1 is a schematic cross-sectional view of an example of a substrate cleaning apparatus to which the present invention is applied.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 세정 방법의 공정 흐름도.2 is a process flow diagram of a substrate cleaning method according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 기판 세정 공정을 실시한 기판 후면의 SEM 사진.FIG. 3 and FIG. 4 are SEM photographs of the rear surface of the substrate subjected to the substrate cleaning process according to the present invention. FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art

10 : 챔버 20 : 기판 지지대10: chamber 20: substrate support

30 : 제 1 전극 40 : 제 2 전극30: first electrode 40: second electrode

50 : 기판50: substrate

Claims (14)

챔버 내부에 상하 이격 설치된 제 1 전극 및 제 2 전극 사이의 기판 지지대에 기판의 가장자리가 지지되도록 하는 단계;Supporting an edge of the substrate on a substrate support between a first electrode and a second electrode vertically spaced inside the chamber; 상기 기판의 상면에 비반응 가스를 분사시키고, 상기 기판의 후면에 제 1 반응 가스를 분사시키는 단계;Reacting gas on an upper surface of the substrate and injecting a first reaction gas onto a rear surface of the substrate; 상기 제 2 전극에 전원을 인가하여 상기 제 1 반응 가스의 플라즈마를 형성시켜 상기 기판의 후면을 1차 세정하는 단계; 및Applying a power to the second electrode to form a plasma of the first reaction gas to clean the rear surface of the substrate first; And 상기 제 2 전극에 전원이 인가된 상태에서 상기 제 1 반응 가스의 유입을 중단시키고, 상기 기판의 후면에 제 2 반응 가스를 분사시켜 상기 제 2 반응 가스의 플라즈마를 이용하여 상기 기판의 후면을 2차 세정하는 단계를 포함하는 기판 세정 방법.The second reaction gas is injected into the rear surface of the substrate to stop the introduction of the first reaction gas while the power is applied to the second electrode, And cleaning the substrate. 제 1 항에 있어서, 상기 비반응 가스는 상기 기판 상면에 대응되는 상기 제 1 전극을 통해 공급되고, 상기 제 1 및 제 2 반응 가스는 상기 기판의 후면에 대응되는 상기 제 2 전극을 통해 공급되는 기판 세정 방법.The plasma display apparatus according to claim 1, wherein the non-reactive gas is supplied through the first electrode corresponding to the upper surface of the substrate, and the first and second reaction gases are supplied through the second electrode corresponding to the rear surface of the substrate Substrate cleaning method. 제 2 항에 있어서, 상기 기판과 상기 제 1 전극은 0.1 내지 0.7㎜의 간격을 유지하는 기판 세정 방법.The substrate cleaning method according to claim 2, wherein the substrate and the first electrode maintain a gap of 0.1 to 0.7 mm. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 비반응 가스 및 제 1 반응 가스 분사 이전에 상기 기판과 상기 제 1 전극 사이의 간격을 조절하고, 상기 기판과 상기 제 2 전극 사이의 간격을 조절하는 단계를 더 포함하는 기판 세정 방법.2. The method of claim 1, further comprising adjusting an interval between the substrate and the first electrode prior to the injection of the non-reactive gas and the first reaction gas, and adjusting an interval between the substrate and the second electrode Substrate cleaning method. 제 1 항에 있어서, 상기 1차 세정은 상기 2차 세정보다 높은 세정률로 실시되는 기판 세정 방법.The substrate cleaning method according to claim 1, wherein the primary cleaning is performed at a higher cleaning rate than the secondary cleaning. 제 6 항에 있어서, 상기 1차 세정은 상기 기판의 적어도 일부가 노출되도록 실시하고, 2차 세정은 상기 기판상에 잔류하는 잔류물을 제거하도록 실시하는 기판 세정 방법.7. The substrate cleaning method of claim 6, wherein the first cleaning is performed to expose at least a portion of the substrate, and the second cleaning is performed to remove residues remaining on the substrate. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 반응 가스는 불소계 가스 또는 염소계 가스중 적어도 어느 하나와 산소계 가스가 포함된 기판 세정 방법.The substrate cleaning method according to claim 1, wherein the first reaction gas contains at least one of a fluorine-based gas and a chlorine-based gas and an oxygen-based gas. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 반응 가스는 상기 불소계 가스 또는 염소계 가스중 적어도 어느 하나가 포함된 기판 세정 방법.The substrate cleaning method of claim 8, wherein the second reaction gas includes at least one of the fluorine-based gas and the chlorine-based gas. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 반응 가스는 상기 불소계 가스 또는 염소계 가스중 적어도 어느 하나와 비반응 가스가 포함된 기판 세정 방법.The substrate cleaning method according to claim 8, wherein the second reaction gas includes at least one of the fluorine-based gas and the chlorine-based gas and a non-reactive gas. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 반응 가스는 불소계 가스 또는 염소계 가스중 적어도 어느 하나가 포함된 기판 세정 방법.The substrate cleaning method of claim 1, wherein the first reaction gas includes at least one of a fluorine-based gas and a chlorine-based gas. 제 11 항에 있어서, 상기 제 2 반응 가스는 상기 불소계 가스 또는 염소계 가스중 적어도 어느 하나와 비반응 가스가 포함된 기판 세정 방법.12. The substrate cleaning method according to claim 11, wherein the second reaction gas includes at least one of the fluorine-based gas and the chlorine-based gas and a non-reactive gas. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 반응 가스는 제 1 세정률을 갖는 불소계 가스 또는 염소계 가스중 적어도 어느 하나를 이용하는 기판 세정 방법.The substrate cleaning method according to claim 1, wherein the first reaction gas uses at least one of a fluorine-based gas having a first cleaning rate and a chlorine-based gas. 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 반응 가스는 상기 제 1 세정률보다 낮은 제 2 세정률을 갖는 불소계 가스 또는 염소계 가스중 적어도 어느 하나를 이용하는 기판 세정 방법.14. The substrate cleaning method according to claim 13, wherein the second reaction gas uses at least one of a fluorine-based gas and a chlorine-based gas having a second cleaning rate lower than the first cleaning rate.

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