KR102184088B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

기판 처리 장치가 개시된다. 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간이 제공되는 공정 챔버, 공정 챔버 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛, 공정 챔버 내로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛 및 가스를 여기시켜 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되, 지지 유닛은, 기판이 놓이는 지지판, 지지판을 감싸는 링 어셈블리 및 링 어셈블리에 제공되며, 유체가 흐르는 튜브를 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
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 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성되며, 이온이나 전자, 라디칼등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말한다. 반도체 소자 제조 공정은 플라즈마를 사용하여 식각 공정을 수행한다. 식각 공정은 플라즈마에 함유된 이온 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다.
식각 공정이 진행됨에 따라 기판뿐만 아니라 포커스링의 표면도 식각되며, 포커스링의 표면이 식각되면 슬로프 크리티컬 디멘젼(slope critical dimension, SCD)이 이동한다. 슬로프 크리티컬 디멘젼(Slope Critical Dimension, SCD)은 기판의 각 패턴 사이의 함몰된 부분의 중심으로부터 수평방향으로 식각 이온이 입사하는 지점까지의 거리를 나타낸다. 이러한 SCD의 이동은 식각 공정의 정확도를 감소시키므로 주기적으로 포커스링을 교체하여야 한다. 이러한 포커스링의 빈번한 교체는 생산성을 하락시키고, 유지 보수비가 증가하는 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은 기판 에지 영역에서의 SCD를 제어하여 포커스링의 수명을 증가시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 장치에 있어서, 내부에 처리 공간이 제공되는 공정 챔버, 상기 공정 챔버 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛, 상기 공정 챔버 내로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛 및 상기 가스를 여기시켜 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되, 상기 지지 유닛은, 기판이 놓이는 지지판, 상기 지지판을 감싸도록 배치되는 포커스링, 상기 포커스링의 하부에 배치되는 금속링, 상기 포커스링과 상기 금속링 사이에 제공되는 튜브, 상기 튜브에 유체를 공급하는 유체 공급부 및 상기 튜브에 제공되는 유체의 유량 및 유속을 조절하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 튜브는, 복수의 영역으로 구분되며, 상기 제어부는, 상기 튜브의 복수의 영역 중 적어도 하나의 영역에 상기 유체가 채워지도록 상기 튜브에 제공되는 유체의 유량을 조절할 수 있다.
여기서, 상기 튜브의 상기 복수의 영역은, 상기 튜브의 상부에 위치하는 제1 영역 및 상기 제1 영역의 하부에서 상기 제1 영역과 일정 거리 이격되어 위치되는 제2 영역을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 튜브의 상기 복수의 영역은, 상기 튜브의 외측에 위치하는 제3 영역 및 상기 제3 영역으로부터 상기 기판의 중심 방향으로 일정 거리 이격되어 위치되는 제4 영역을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이의 거리는, 상기 제3 영역과 상기 제4 영역 사이의 거리와 상이하게 제공될 수 있다.
또한, 상기 지지 유닛은, 상기 튜브에 제공되는 상기 유체의 온도를 측정하는 온도 측정부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 유체의 온도에 기초하여 상기 튜브에 제공되는 상기 유체의 유량 및 유속을 조절할 수 있다.
또한, 상기 튜브는, 폭이 2mm 내지 6mm 인 미세유체관으로 제공될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법은, 기판이 놓이는 지지판, 상기 지지판을 감싸도록 배치되는 포커스링 및 금속링을 포함하되, 상기 포커스링과 상기 금속링의 사이에 튜브가 제공되는 기판 처리 장치의 기판 처리 방법에 있어서, 상기 튜브에 유체를 공급하되, 상기 튜브에 제공되는 유체의 유량 및 유속을 조절한다.
여기서, 상기 튜브는, 복수의 영역으로 구분되며, 상기 유체의 유량 조절은, 상기 튜브의 복수의 영역 중 적어도 하나의 영역에 상기 유체가 채워지도록 상기 유체의 유량을 조절할 수 있다.
여기서, 상기 튜브의 상기 복수의 영역은, 상기 튜브의 상부에 위치하는 제1 영역 및 상기 제1 영역의 하부에서 상기 제1 영역과 일정 거리 이격되어 위치되는 제2 영역을 포함하며, 상기 유체는, 상기 제2 영역에 채워진 후 상기 제1 영역에 채워질 수 있다.
여기서, 상기 튜브의 상기 복수의 영역은, 상기 튜브의 외측에 위치하는 제3 영역 및 상기 제3 영역으로부터 상기 기판의 중심 방향으로 일정 거리 이격되어 위치되는 제4 영역을 포함하며, 상기 유체는, 상기 제3 영역에 채워진 후 상기 제4 영역에 채워질 수 있다.
여기서, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이의 거리는, 상기 제3 영역과 상기 제4 영역 사이의 거리와 상이하게 제공될 수 있다.
또한, 상기 튜브에 제공되는 상기 유체의 온도를 측정하되, 측정된 상기 유체의 온도에 기초하여 상기 튜브에 제공되는 상기 유체의 유량 및 유속을 조절할 수 있다.
또한, 상기 튜브는, 폭이 2mm 내지 6mm 인 미세유체관으로 제공될 수 있다.
또한, 상기 지지판의 영역별 플라즈마 밀도에 따라 상기 유체의 유량 및 유속을 조절할 수 있다.
또한, 상기 지지판의 영역별 에칭률에 따라 상기 유체의 유량 및 유속을 조절할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면 링 어셈블리 상부의 플라즈마를 제어하여 링 어셈블리가 식각되는 경우에도 기판의 영역별 플라즈마 밀도를 균일하게 제어할 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 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 링 어셈블리에 제공되는 튜브의 배치 구조를 상세히 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 튜브에 제공되는 유체의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
본 발명의 실시예에서는 플라즈마를 이용하여 기판을 식각하는 기판처리장치 에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 공정 챔버 내에 플라즈마를 공급하여 공정을 수행하는 다양한 종류의 장치에 적용 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 공정 챔버(100), 지지 유닛(200), 샤워 헤드 유닛(300), 가스 공급 유닛(400), 플라즈마 소스, 라이너 유닛(500), 그리고 베플 유닛(600)을 포함한다. 기판 처리 장치(10)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리한다.
공정 챔버(100)는 내부에 기판 처리 공정이 수행되는 처리 공간을 제공한다. 공정 챔버(100)는 내부의 처리 공간을 가진다. 공정 챔버(100)는 밀폐된 형상으로 제공된다. 공정 챔버(100)는 금속 재질로 제공된다. 일 예로 공정 챔버(100)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 공정 챔버(100)는 접지될 수 있다. 공정 챔버(100)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성된다. 배기홀(102)은 배기 라인(151)과 연결된다. 배기 라인(151)은 펌프(미도시)와 연결된다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 공정 챔버(100)의 내부공간에 머무르는 가스는 배기 라인(151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 공정 챔버(100)의 내부는 소정 압력으로 감압된다.
공정 챔버(100)의 내부에는 지지 유닛(200)이 위치한다. 지지 유닛(200)은 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(200)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척을 포함한다. 이와 달리, 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 지지 유닛(200)이 정전 척인 경우에 대하여 설명한다.
지지 유닛(200)은 지지판(210), 전극 플레이트(220), 하부 플레이트(240), 플레이트(250), 하부판(260), 포커스링(280) 및 금속링(290)을 포함한다.
지지판(210)에는 기판(W)이 놓인다. 지지판(210)은 원판 형상으로 제공된다. 지지판(210)은 유전체(dielectric substance)로 제공될 수 있다. 지지판(210)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 갖는다. 기판(W)이 지지판(210) 상에 놓일 때, 기판(W)의 가장자리 영역은 지지판(210)의 외측에 위치한다. 지지판(210)은 외부의 전원을 공급받아 기판(W)에 정전기력을 작용한다. 지지판(210)에는 정전 전극(211)이 제공된다. 정전 전극(211)은 흡착 전원(213)과 전기적으로 연결된다. 흡착 전원(213)은 직류 전원을 포함한다. 정전 전극(211)과 흡착 전원(213) 사이에는 스위치(212)가 설치된다. 정전 전극(211)은 스위치(212)의 온/오프(ON/OFF)에 의해 흡착 전원(213)과 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치(212)가 온(ON)되면, 정전 전극(211)에는 직류 전류가 인가된다. 정전 전극(211)에 인가된 전류에 의해 정전 전극(211)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용한다. 기판(W)은 정전기력에 의해 지지판(210)에 흡착된다.
전극 플레이트(220)는 지지판(210)의 아래에 제공된다. 전극 플레이트 상부면은 지지판(210)의 하부면과 접촉한다. 전극 플레이트(220)는 원판형상으로 제공된다. 전극 플레이트(220)는 도전성 재질로 제공된다. 일 예로 전극 플레이트(220)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 전극 플레이트(220)의 상부 중심 영역은 지지판(210)의 저면과 상응하는 면적을 가진다.
전극 플레이트(220)의 내부에는 상부 유로(221)가 제공된다. 상부 유로(221)는 주로 지지판(210)를 냉각한다. 상부 유로(221)에는 냉각 유체가 공급된다. 일 예로 냉각 유체는 냉각수 또는 냉각 가스로 제공될 수 있다.
전극 플레이트(220)는 금속판을 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 전극 플레이트는 전체가 금속판으로 제공될 수 있다. 전극 플레이트(220)는 하부 전원(227)과 전기적으로 연결될 수 있다. 하부 전원(227)은 고주파 전력을 발생시키는 고주파 전원으로 제공될 수 있다. 고주파 전원은 RF 전원으로 제공될 수 있다. RF전원은 하이 바이어스 파워 알에프(High Bias Power RF) 전원으로 제공될 수 있다. 전극 플레이트(220)는 하부 전원(227)으로부터 고주파 전력을 인가받는다. 이로 인해 전극 플레이트(220)는 전극으로서 기능할 수 있다. 전극 플레이트(220)는 접지되어 제공될 수 있다.
전극 플레이트(220)의 하부에는 플레이트(250)가 제공된다. 플레이트(250)는 원형의 판형상으로 제공될 수 있다. 플레이트(250)는 전극 플레이트(220)와 상응하는 면적으로 제공될 수 있다. 플레이트(250)는 절연판으로 제공될 수 있다. 일 예로 플레이트(250)는 유전체로 제공될 수 있다.
하부판(260)은 플레이트(250)의 하부에 위치한다. 하부판(260)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 하부판(260)은 상부에서 바라 볼 때, 원형으로 제공된다. 하부판(260)의 내부공간에는 반송되는 기판(W)을 외부의 반송 부재로부터 지지판(210)로 이동시키는 리프트 핀 모듈(미도시) 등이 위치할 수 있다.
하부 플레이트(240)는 하부판(260)의 하부에 제공된다. 하부 플레이트(240)는 링 형상으로 제공된다.
포커스링(280)은 지지 유닛(200)의 가장자리 영역에 배치된다. 포커스링(280)은 링 형상을 가진다. 포커스링(280)는 지지판(210)의 상부를 감싸며 제공된다. 포커스링(280)는 내측부(282)과 외측부(281)을 포함한다. 내측부(282)는 포커스링(280)의 안쪽에 위치한다. 내측부(282)는 외측부(281)보다 낮게 제공된다. 내측부(282)의 상면은 지지판(210)의 상면과 동일한 높이로 제공된다. 내측부(282)는 지지판(210)의 외측에 위치된 기판(W)의 가장자리영역을 지지한다. 외측부(281)는 내측부(282)의 외측에 위치한다. 외측부(281)는 지지판(210)에 기판(W)이 놓일 시 기판(W)의 측부와 마주보며 위치한다. 외측부(281)는 기판(W) 가장자리 영역을 감싸도록 제공된다.
금속링(290)은 포커스링(280)의 하부에 배치된다. 금속링은 알루미늄(Al) 재질로 제공될 수 있다. 금속링(290)은 포커스링(280)과 함께 링 어셈블리를 구성할 수 있다. 포커스링(280)과 금속링(290) 사이에는 유체가 흐르는 튜브(710)가 제공될 수 있다. 튜브(710)의 구조에 관해서는 이하 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.
샤워 헤드 유닛(300)은 공정 챔버(100) 내부에서 지지 유닛(200)의 상부에 위치한다. 샤워 헤드 유닛(300)은 지지 유닛(200)과 대향되게 위치한다. 샤워 헤드 유닛(300)은 샤워 헤드(310), 가스 분사판(320), 히터(323), 냉각 플레이트(340), 그리고 절연판(390)을 포함한다.
샤워 헤드(310)는 공정 챔버(100)의 상면에서 하부로 일정거리 이격되어 위치한다. 샤워 헤드(310)는 지지 유닛(200)의 상부에 위치한다. 샤워 헤드(310)와 공정 챔버(100)의 상면은 그 사이에 일정한 공간이 형성된다. 샤워 헤드(310)는 두께가 일정한 판 형상으로 제공될 수 있다. 샤워 헤드(310)의 저면은 플라즈마에 의한 아크 발생을 방지하기 위하여 그 표면이 양극화 처리될 수 있다. 샤워 헤드(310)의 단면은 지지 유닛(200)과 동일한 형상과 단면적을 가지도록 제공될 수 있다. 샤워 헤드(310)는 복수개의 분사홀(311)을 포함한다. 분사홀(311)은 샤워 헤드(310)의 상면과 하면을 수직 방향으로 관통한다.
가스 분사판(320)은 샤워 헤드(310)의 상부에 위치한다. 가스 분사판(320)은 챔버(100)의 상면에서 일정거리 이격되어 위치한다. 가스 분사판(320)은 두께가 일정한 판 형상으로 제공될 수 있다.
냉각 플레이트(340)는 가스 분사판(320)의 상부에 위치한다. 냉각 플레이트(340)는 두께가 일정한 판 형상으로 제공될 수 있다. 냉각 플레이트(340)는 중앙에 공급홀(341)이 형성된다. 공급홀(341)은 가스가 통과한다. 공급홀(341)을 통과한 가스는 가스 분사판(320)의 확산 영역(322)에 공급된다. 냉각 플레이트(340)의 내부에는 냉각 유로(343)가 형성된다. 냉각 유로(343)에는 냉각 유체가 공급될 수 있다. 일 예로 냉각 유체는 냉각수일 수 있다.
냉각 플레이트(340)는 금속 재질로 제공될 수 있다. 냉각 플레이트(340)에는 전력이 제공될 수 있다. 냉각 플레이트(340)는 상부 전원(370)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상부전원(370)은 고주파 전원으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 냉각 플레이트(340)는 전기적으로 접지될 수도 있다. 냉각 플레이트(340)는 상부전원(370)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이와는 달리 냉각 플레이트(340)는 접지되어 전극으로서 기능할 수 있다.
절연판(390)은 샤워 헤드(310), 가스 분사판(320), 그리고 냉각 플레이트(330)의 측부를 지지한다. 절연판(390)은 챔버(100)의 측벽과 연결된다. 절연판(390)은 샤워 헤드(310), 가스 분사판(320), 그리고 냉각 플레이트(340)를 감싸며 제공된다. 절연판(390)은 링 형상으로 제공될 수 있다. 절연판(390)은 비금속 재질로 제공될 수 있다.
가스 공급 유닛(400)은 공정 챔버(100) 내부에 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(400)은 가스 공급 노즐(410), 가스 공급 라인(420), 그리고 가스 저장부(430)를 포함한다. 가스 공급 노즐(410)은 챔버(100)의 상면 중앙부에 설치된다. 가스 공급 노즐(410)의 저면에는 분사구가 형성된다. 분사구는 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(420)은 가스 공급 노즐(410)과 가스 저장부(430)를 연결한다. 가스 공급 라인(420)은 가스 저장부(430)에 저장된 공정 가스를 가스 공급 노즐(410)에 공급한다. 가스 공급 라인(420)에는 밸브(421)가 설치된다. 밸브(421)는 가스 공급 라인(420)을 개폐하며, 가스 공급 라인(420)을 통해 공급되는 공정 가스의 유량을 조절한다.
플라즈마 소스는 공정 챔버(100) 내에 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 본 발명의 실시예에서는, 플라즈마 소스로 용량 결합형 플라즈마(CCP: capacitively coupled plasma)가 사용된다. 용량 결합형 플라즈마는 챔버(100)의 내부에 상부 전극 및 하부 전극을 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 상부 전극은 샤워 헤드 유닛(300)으로 제공되고, 하부 전극은 전극 플레이트(220)로 제공될 수 있다. 상부 전극은 냉각 플레이트(340)로 제공될 수 있다. 하부 전극에는 고주파 전력이 인가되고, 상부 전극은 접지될 수 있다. 이와 달리, 상부 전극과 하부 전극에 모두 고주파 전력이 인가될 수 있다. 이로 인하여 상부 전극과 하부 전극 사이에 전자기장이 발생된다. 발생된 전자기장은 공정 챔버(100) 내부로 제공된 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기 시킨다.
라이너 유닛(500)은 공정 중 공정 챔버(100)의 내벽 및 지지 유닛(200)이 손상되는 것을 방지한다. 라이너 유닛(500)은 공정 중에 발생한 불순물이 내측벽 및 지지 유닛(200)에 증착되는 것을 방지한다. 라이너 유닛(500)은 내측 라이너(510)와 외측 라이너(530)을 포함한다.
외측 라이너(530)는 챔버(100)의 내벽에 제공된다. 외측 라이너(530)는 상면 및 하면이 개방된 공간을 가진다. 외측 라이너(530)는 원통 형상으로 제공될 수 있다. 외측 라이너(530)는 공정 챔버(100)의 내측면에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 외측 라이너(530)는 공정 챔버(100)의 내측면을 따라 제공된다.
외측 라이너(530)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 외측 라이너(530)는 몸체(110) 내측면을 보호한다. 공정 가스가 여기되는 과정에서 공정 챔버(100) 내부에는 아크(Arc) 방전이 발생될 수 있다. 아크 방전은 공정 챔버(100)를 손상시킬 수 있다. 외측 라이너(530)는 몸체(110)의 내측면을 보호하여 몸체(110)의 내측면이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지한다.
내측 라이너(510)는 지지 유닛(200)을 감싸며 제공된다. 내측 라이너(510)는 링 형상으로 제공된다. 내측 라이너(510)는 지지판(210), 전극 플레이트(220) 그리고 하부 플레이트(240) 전부를 감싸도록 제공된다. 내측 라이너(510)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 내측 라이너(510)는 지지 유닛(200)의 외측면을 보호한다.
배플 유닛(600)은 챔버(100)의 내측벽과 지지 유닛(200)의 사이에 위치된다. 배플은 환형의 링 형상으로 제공된다. 배플에는 복수의 관통홀들이 형성된다. 챔버(100) 내에 제공된 공정가스는 배플의 관통홀들을 통과하여 배기홀(102)로 배기된다. 배플의 형상 및 관통홀들의 형상에 따라 공정가스의 흐름이 제어될 수 있다.
도 2를 참조하면, 포커스링(280) 및 금속링(290)으로 구성되는 링 어셈블리는 지지판(210)을 감싸도록 제공될 수 있다. 포커스링(280)과 금속링(290) 사이에는 유체가 흐르는 튜브(710)가 제공될 수 있다. 구체적으로, 포커스링(280)과 금속링(290)이 마주보는 면에서 포커스링(280) 및/또는 금속링(290)에 홈이 형성되고, 튜브(710)는 홈에 삽입될 수 있다. 튜브(710)는 폭이 2mm 내지 6mm 인 미세유체관으로 제공될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 튜브(710)는 복수 개 제공될 수 있다. 일 예로, 튜브(710)는 상하 방향을 따라 적층되어 배치될 수 있다. 다른 예로, 튜브(710)는 도 3과 같이, 지지 유닛(200)에 놓인 기판의 반경 방향을 따라 배치될 수 있다. 또 다른 예로, 튜브(710)는 도 4와 같이, 상하 방향 및 지지 유닛(200)에 놓인 기판의 반경 방향을 따라 각각 배열될 수도 있다. 또한, 복수의 튜브(710) 사이에는 인접하는 튜브(710)를 유체적으로 연결하는 연결 라인이 제공될 수 있다.
지지 유닛(200)은 튜브(710)에 유체를 공급하는 유체 공급부(720), 튜브(710)에 제공되는 유체의 유량 및 유속을 조절하는 제어부(730) 및 유체의 온도를 조절하는 온도 조절 유닛(740)을 포함할 수 있다. 제어부(730)는 유체 공급부(720)로부터 튜브(710)에 공급되는 유체의 유량 및 유속을 조절하여 링 어셈블리 상부에서 플라즈마 밀도를 조절할 수 있다. 또한, 온도 조절 유닛(740)은 튜브(710)에 제공되는 유체의 온도를 조절하여 유체의 유전율을 변화시킬 수 있으며, 이에 따라 링 어셈블리 상부에서의 플라즈마 밀도를 조절할 수 있다. 온도 조절 유닛(740)은 튜브(710)에 제공되는 유체의 온도를 측정하는 온도 측정부(미도시)를 포함할 수 있으며, 제어부(730)는 온도 측정부(미도시)에서 측정된 유체의 온도에 기초하여 튜브(710)에 제공되는 유체의 유량 및 유속을 조절할 수 있다.
또한, 유체 공급부(720)는 튜브들(710) 중 가장 외측에 배치된 튜브(710) 및/또는 가장 아래에 배치된 튜브(710)로 유체를 공급하도록 제공될 수 있다. 일 예로, 도 5 및 도 6을 참조하면, 튜브(710)가 홈 내에서 상하 방향으로 적층되도록 배치되는 경우, 유체는 튜브(710)의 가장 아래에 배치된 튜브(713)로 공급된다. 이 경우, 제어부(730)는 복수의 튜브(711, 712, 713) 중 적어도 하나의 튜브에 유체가 채워지도록 유체의 유량 및 유속을 조절할 수 있다. 또한, 유체는 복수의 튜브(711, 712, 713) 중 가장 아래에 배치된 튜브(713)부터 가장 위에 배치된 튜브(711) 순으로 순차적으로 채워질 수 있다. 제어부(730)는 포커스링(280)의 식각 정도에 따라 복수의 튜브(711, 712, 713) 중 적어도 하나의 튜브에 유체를 공급하여, 링 어셈블리 상부에서 플라즈마 밀도를 조절할 수 있다.
또한, 도 7 및 도 8을 참조하면, 튜브(710)가 홈 내에서 지지 유닛(200)에 지지된 기판의 반경 방향으로 배치될 수 있다. 이 경우, 유체는 튜브(710)의 가장 외측에 배치된 튜브(714)로 공급될 수 있다. 제어부(730)는 복수의 튜브(714, 715, 716) 중 적어도 하나의 튜브에 유체가 채워지도록 유체의 유량 및 유속을 조절할 수 있다. 또한, 유체는 복수의 튜브(714, 715, 716) 중 가장 외측에 배치된 튜브(714)부터 가장 내측에 배치된 튜브(716) 순으로 순차적으로 채워질 수 있다. 제어부(730)는 링 어셈블리 상부의 플라즈마 밀도에 기초하여 복수의 튜브(714, 715, 716) 중 적어도 하나의 튜브에 유체를 공급하여 기판의 모든 영역에서 플라즈마 밀도의 균일도를 향상시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 9를 참조하면, 기판이 놓이는 지지판을 둘러싸는 링 어셈블리에 튜브를 제공하고, 튜브에 유체를 공급하되(S710), 튜브에 제공되는 유체의 유량 또는 유속을 조절하여(S720) 링 어셈블리의 상부 영역에서 플라즈마를 제어할 수 있다. 여기서, 튜브는 상하 방향을 따라 적층되도록 복수 개 제공되거나, 지지판에 놓인 기판의 반경 방향을 따라 복수 개 배열되거나, 또는, 상하 방향 및 지지판에 놓인 기판의 반경 방향을 따라 각각 배열되도록 복수 개 제공될 수 있다. 또한, 링 어셈블리의 상부의 마모 정도에 따라 유체가 공급되는 튜브의 수가 증가될 수 있다. 또한, 유체의 온도를 조절하여 링 어셈블리의 상부 영역에서 플라즈마를 제어할 수 있다. 또한, 튜브에 제공되는 유체의 온도를 측정하고, 측정된 유체의 온도에 기초하여 튜브에 제공되는 유체의 유량 또는 유속을 조절할 수 있다. 또한, 링 어셈블리의 상부의 플라즈마 밀도에 따라 유체의 유량 또는 유속을 조절할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면 링 어셈블리 상부의 플라즈마를 제어하여 링 어셈블리가 식각되는 경우에도 기판의 영역별 플라즈마 밀도를 균일하게 제어할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 기판 처리 장치 100: 공정 챔버
200: 지지 유닛 210: 지지판
280: 포커스링 290: 금속링
710: 튜브 720: 유체 공급부
730: 제어부 740: 온도 조절 유닛

Claims (19)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간이 제공되는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 공정 챔버 내로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및
    상기 가스를 여기시켜 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스;를 포함하되,
    상기 지지 유닛은,
    기판이 놓이는 지지판;
    상기 지지판을 감싸는 링 어셈블리; 및
    상기 링 어셈블리에 제공되며, 유체가 흐르는 튜브;를 포함하고,
    상기 링 어셈블리는, 포커스링 및 상기 포커스링의 하부에 위치하는 금속링을 포함하고,
    상기 포커스링과 상기 금속링이 마주보는 면에서 상기 포커스링 또는 상기 금속링에 홈이 형성되고,
    상기 튜브는, 상기 홈에 삽입되는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 튜브는, 상하 방향을 따라 적층되도록 복수 개가 제공되는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 튜브는, 상기 지지 유닛에 놓인 기판의 반경 방향을 따라 복수 개가 배열되는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 튜브는, 상하 방향 및 상기 지지 유닛에 놓인 기판의 반경 방향을 따라 각각 배열되도록 복수 개가 제공되는 기판 처리 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 튜브는, 인접하는 튜브들을 유체적으로 연결하는 연결라인이 제공되는 기판 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 지지 유닛은,
    상기 튜브에 유체를 공급하는 유체 공급부; 및
    상기 튜브에 제공되는 유체의 유량 및 유속을 조절하는 제어부;를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 튜브는, 인접하는 튜브들을 유체적으로 연결하는 연결라인이 제공되고,
    상기 유체 공급부는, 상기 튜브들 중 가장 외측에 그리고 가장 아래에 배치된 튜브로 유체를 공급하도록 제공되는 기판 처리 장치.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 지지 유닛은,
    상기 유체의 온도를 조절하는 온도 조절 유닛;을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 온도 조절 유닛은, 상기 유체의 온도를 측정하는 온도 측정부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 유체의 온도에 기초하여 상기 튜브에 제공되는 상기 유체의 유량 및 유속을 조절하는 기판 처리 장치.
  11. 제2항 내지 제4항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 튜브는, 폭이 2mm 내지 6mm 인 미세유체관으로 제공되는 기판 처리 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
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