KR20090086783A - Plasma etching equipment - Google Patents

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KR20090086783A
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Abstract

A plasma etching apparatus is provided to increase an etching rate of an edge area of a substrate by controlling a distance between an upper electrode and the substrate. A chamber(100) has a reaction space. A substrate support unit(200) and a shield unit(300) are positioned in the reaction space. The substrate support unit and the shield unit expose the edge area of the substrate. The substrate support unit supports the central area of the substrate. The shield unit shields the central area of the substrate. A top electrode(400) and a bottom electrode(500) are positioned in the upper part and the lower part of the edge area of the substrate. The distance between the substrate and the top electrode is 2.5 to 6.5mm. The distance between the bottom electrode and the substrate is equal to or larger than the distance between the top electrode and the substrate. The distance between the shield unit and the substrate is smaller than the distance between the top electrode and the substrate.

Description

플라즈마 식각 장치{Plasma etching equipment}Plasma Etching Equipment

본 발명은 플라즈마 식각 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 기판 에지 영역에 퇴적되는 박막 또는 파티클을 제거할 수 있는 플라즈마 식각 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a plasma etching apparatus, and more particularly, to a plasma etching apparatus capable of removing a thin film or particles deposited on a semiconductor substrate edge region.

일반적으로, 반도체 기판의 에지 영역은 기판의 이송을 위해 별도의 소자 또는 회로 패턴을 제작하지 않는 영역이다. 반도체 기판 상에 반도체 소자와 회로 패턴의 제작을 위해 공정 중 상기의 반도체 기판의 에지 영역에 원치 않는 막이 증착되거나 파티클들이 퇴적되는 현상이 발생하였다. 이때, 기판 에지 영역의 막과 파티클들을 제거하지 않은 상태에서 반도체 소자와 회로 패턴의 제작을 위한 공정을 계속적으로 진행하게 되는 경우 기판이 휘어지거나, 후속으로 진행되는 공정상의 결함으로 작용하여 수율을 감소시키거나, 기판 정렬이 어려워지는 등의 많은 문제점이 발생한다. In general, the edge region of the semiconductor substrate is a region in which no separate device or circuit pattern is manufactured for the transfer of the substrate. In order to fabricate a semiconductor device and a circuit pattern on the semiconductor substrate, an unwanted film is deposited or particles are deposited in the edge region of the semiconductor substrate during the process. In this case, when the process for fabricating the semiconductor device and the circuit pattern is continuously performed without removing the film and the particles in the substrate edge region, the substrate may be bent, or as a defect in the subsequent process to reduce the yield. Many problems arise, such as, or difficult to align the substrate.

따라서, 기판 중심 영역에 반도체 박막을 증착하거나 식각한 다음 후처리 공 정을 통해 기판의 에지 영역에 형성된 막 및 파티클들을 제거해주어야 한다. 이에 최근에는 기판의 에지 영역에만 국부적으로 플라즈마를 발생시켜 에지 영역의 막 또는 파티클을 제거하였다.Therefore, the semiconductor thin film must be deposited or etched in the center region of the substrate, and then the film and particles formed in the edge region of the substrate must be removed through a post-treatment process. Recently, plasma was locally generated only at the edge region of the substrate to remove the film or particles of the edge region.

이러한 종래의 플라즈마를 이용한 반도체 에지 식각 장치는 기판의 비식각부 즉, 기판 중심부와 상응되는 형상으로 그 상부에 배치된 절연판의 주변으로 반응 가스를 공급한다. 그리고, 반도체 기판의 식각 영역 즉, 기판 에지부 상하 영역에 용량성 결합에 의한 플라즈마 발생 방식(CCP; Capacitively coupled plasma)을 통해 플라즈마를 발생시켜 상기 반응 가스를 플라즈마화시켜 기판 에지 영역의 막 또는 파티클을 제거하였다. CCP 타입의 에지 식각 장치는 챔버 내부를 진공으로 유지한 다음, 기판의 에지 영역 상측과 하측에 각기 위치한 상부 전극과 하부 전극에 플라즈마 전원을 인가하여 기판 에지 영역에 플라즈마를 발생시켰다. 그러나 기존에는 상부 전극과 하부 전극 사이에 플라즈마 발생을 위해 기판과 상부 전극 및 하부 전극 사이의 간격을 7mm 이상 유지하였다. 하지만, 이러한 CCP 타입의 에지 식각 장치의 경우 플라즈마 밀도가 높지 않아 식각율이 낮은 단점이 있다. The conventional semiconductor edge etching apparatus using the plasma supplies the reaction gas to the periphery of the insulating plate disposed on the non-etched portion of the substrate, that is, the center of the substrate. In addition, plasma is generated through a plasma generation method (CCP; Capacitively coupled plasma) by using capacitive coupling to an etching region of the semiconductor substrate, that is, upper and lower regions of the substrate edge, thereby converting the reaction gas into a plasma or a film of the substrate edge region. Was removed. In the CCP type edge etching apparatus, the inside of the chamber was maintained in a vacuum, and plasma was applied to the upper and lower electrodes respectively positioned above and below the edge region of the substrate, thereby generating plasma in the substrate edge region. However, in the past, the gap between the substrate, the upper electrode and the lower electrode was maintained to be 7 mm or more for generating plasma between the upper electrode and the lower electrode. However, such a CCP type edge etching device has a disadvantage that the etching rate is low because the plasma density is not high.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 플라즈마 밀도를 증가시켜 식각율을 증대시킬 수 있는 플라즈마 식각 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, and to provide a plasma etching apparatus capable of increasing an etching rate by increasing a plasma density.

본 발명은 반응 공간을 갖는 챔버와, 상기 반응 공간에 위치하여 기판의 에지 영역을 노출시키는 기판 지지부와 차폐부 및 상기 기판 에지 영역 상하측에 각기 위치하여 그 사이 영역에 플라즈마를 발생시키는 상부 전극부 및 하부 전극부를 포함하고, 상기 상부 전극부와 상기 기판 사이의 이격 거리가 2.5 내지 6.5mm인 플라즈마 식각 장치를 제공한다. The present invention provides a chamber having a reaction space, a substrate support portion and a shield portion positioned in the reaction space to expose an edge region of the substrate, and an upper electrode portion positioned above and below the substrate edge region to generate a plasma in an area therebetween. And a lower electrode portion, and a separation distance between the upper electrode portion and the substrate is 2.5 to 6.5 mm.

상기 상부 전극부와 상기 기판 사이의 이격 거리가 3.0 내지 5.0mm인 것이 가능하다. It is possible that the separation distance between the upper electrode portion and the substrate is 3.0 to 5.0 mm.

상기 하부 전극부와 상기 기판 사이의 이격 거리가 상기 상부 전극부와 상기 기판 사이의 이격 거리와 같거나 더 긴 것이 효과적이다. It is effective that the separation distance between the lower electrode portion and the substrate is equal to or longer than the separation distance between the upper electrode portion and the substrate.

상기 상부 전극부의 가장자리 영역에 마련된 전극 링을 더 포함하는 것이 가능하다. It is possible to further include an electrode ring provided in the edge region of the upper electrode portion.

상기 기판 지지부는 상기 기판의 중심 영역을 지지하고, 상기 차폐부는 상기 기판 지지부 상측에 위치하여 상기 기판의 중심 영역을 차폐하며, 상기 차폐부와 상기 기판 사이의 이격 거리가 상기 상부 전극부와 상기 기판 사이의 이격 거리보다 더 짧은 것이 바람직하다. The substrate support part supports a central area of the substrate, and the shield part is located above the substrate support part to shield the central area of the substrate, and a separation distance between the shield part and the substrate is greater than that of the upper electrode part and the substrate. It is desirable to be shorter than the separation distance between.

상기 기판 지지부는 기판을 지지하는 기판 지지척과, 상기 기판 지지척의 가장자리 영역에 마련된 에지링과, 상기 기판 지지척을 승강시키는 구동부를 포함하는 것이 바람직하다. Preferably, the substrate support part includes a substrate support chuck supporting a substrate, an edge ring provided at an edge region of the substrate support chuck, and a driving part to lift and lower the substrate support chuck.

상기 기판 지지척은 척 몸체부와, 상기 척 몸체부에서 돌출되어 상기 기판을 지지하는 복수의 돌기부를 포함하는 것이 효과적이다. The substrate support chuck may effectively include a chuck body portion and a plurality of protrusions protruding from the chuck body portion to support the substrate.

상기 척 몸체부의 전체 면적 중 상기 돌기부를 통해 상기 기판과 접촉되는 면적이 10 내지 40%인 것이 바람직하다. It is preferable that an area of the entire area of the chuck body that is in contact with the substrate through the protrusion is 10 to 40%.

상기 기판 에지 영역의 폭은 상기 기판 단부에서 0.1 내지 5mm 범위 내인 것이 효과적이다. The width of the substrate edge region is effectively in the range of 0.1 to 5 mm at the substrate end.

상기 상부 전극부와 상기 하부 전극부에 플라즈마 전원을 제공하는 플라즈마 공급부와, 상기 기판 에지 영역에 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급부와, 상기 차폐부를 통해 상기 기판의 중심 영역에 비활성 가스를 제공하는 비활성 가스 공급부와, 상기 챔버의 바닥면에 위치하여 상기 챔버 내의 가스를 배기하는 배기부를 더 구비하는 것이 바람직하다.A plasma supply unit supplying plasma power to the upper electrode unit and the lower electrode unit, a reaction gas supply unit supplying a reaction gas to the substrate edge region, and an inert gas supplying an inert gas to the center region of the substrate through the shielding unit It is preferable to further include a gas supply part and an exhaust part which is located in the bottom surface of the said chamber and exhausts the gas in the said chamber.

상술한 바와 같이 본 발명은 상부 전극부와 기판 사이의 거리를 상술한 범위 내에 배치시켜 기판 에지 영역의 식각율을 증대시킬 수 있다. As described above, the present invention may increase the etching rate of the substrate edge region by disposing the distance between the upper electrode portion and the substrate within the above range.

또한, 본 발명은 기판 지지부에 엠보싱 형태의 돌기를 배치시켜 기판의 미끄러짐을 방지할 수 있다. In addition, the present invention can prevent the slipping of the substrate by placing the embossed projection on the substrate support.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you. Like numbers refer to like elements in the figures.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 식각 장치의 단면도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 기판 지지척의 사시도 개념도이고, 도 3은 기판 지지척의 단면 개념도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 상부 전극과 기판 사이의 간격을 설명하기 위한 도 1의 A 영역의 확대도이다. 도 5는 일 실시예에 따른 기판의 평면도이고, 도 6 및 도 7은 상부 전극과 기판 사이의 이격 거리에 따른 기판 에지 영역의 박막 식각율을 측정한 실험 결과 그래프이다. 도 8은 일 실시예의 변형예에 따른 플라즈마 식각 장치의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a plasma etching apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a perspective view of the substrate support chuck according to an embodiment, Figure 3 is a cross-sectional conceptual view of the substrate support chuck. FIG. 4 is an enlarged view of area A of FIG. 1 for explaining a gap between an upper electrode and a substrate, according to an exemplary embodiment. 5 is a plan view of a substrate according to an embodiment, and FIGS. 6 and 7 are graphs of experimental results of measuring a thin film etch rate of a substrate edge region according to a separation distance between an upper electrode and a substrate. 8 is a cross-sectional view of a plasma etching apparatus according to a modification of the embodiment.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 플라즈마 식각 장치는 챔버(100)와, 기판(10)의 비 식각 영역에 인접 배치되는 차폐부(300)와, 기판(10)의 에지 영역을 노출시키고 기판(10)을 지지하는 기판 지지부(200)와, 차폐부(300)의 측면 영역에 마련되고, 기판(10)의 에지 영역 상부에 위치하는 상부 전극부(400)와, 기판 지지부(200)의 측면 영역에 마련되고, 기판(10)의 에지 영역 하측에 위치하는 하부 전극부(500)와, 상기 상부 전극부(400)와 상기 차폐부(300) 사이 공간을 통해 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급부(600)와, 차폐부(300)와 기판(10) 사이 공간으로 비 활성 가스를 공급하는 비활성 가스 공급부(700)와, 상기 상부 전극부(400) 및 하부 전극부(500)에 플라즈마 전원을 제공하여 상부 및 하부 전극부(400, 500) 사이 공간에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 전원 공급부(800)를 포함한다. 1 to 4, the plasma etching apparatus according to the present exemplary embodiment includes a chamber 100, a shield 300 disposed adjacent to a non-etched region of the substrate 10, and an edge region of the substrate 10. The substrate support 200 for exposing the substrate 10 and supporting the substrate 10, the upper electrode portion 400 provided in the side region of the shield 300, and positioned above the edge region of the substrate 10, and the substrate support. The reaction gas is provided in the side region of the substrate 200 and is positioned below the edge region of the substrate 10 and a space between the upper electrode portion 400 and the shielding portion 300. Reactive gas supply unit 600 for supplying, an inert gas supply unit 700 for supplying an inert gas to the space between the shielding unit 300 and the substrate 10, the upper electrode portion 400 and the lower electrode portion 500 Plasma power to generate plasma in the space between the upper and lower electrode portions 400 and 500 A supply 800.

그리고, 도 1에 도시된 바와 같이 챔버(100) 하측에 위치하여 챔버(100) 내의 가스를 배기하는 배기부(900)를 더 구비한다. And, as shown in Figure 1 is further provided with an exhaust unit 900 which is located below the chamber 100 to exhaust the gas in the chamber 100.

상술한 챔버(100)는 하부 챔버 몸체(110)와, 하부 챔버 몸체(110)를 덮는 챔버 리드(120)를 포함한다. The chamber 100 includes a lower chamber body 110 and a chamber lid 120 covering the lower chamber body 110.

먼저, 하부 챔버부(110)는 내부가 비어 있는 대략 육면체 형태로 제작된다. 상기 하부 챔버부(110)의 내부 빈 공간 내에 기판 지지부(200)가 위치한다. 여기서, 상기 내부 빈 공간의 형상을 기판 지지부(200) 상에 위치하는 기판(100)의 형상에 따라 변화된다. 본 실시예에서는 원 형상의 실리콘 웨이퍼를 기판(100)으로 사용하기 때문에 상기 내부 빈 공간은 원통 형상을 갖는 것이 효과적이다. First, the lower chamber part 110 is manufactured in the form of a substantially hexahedron having an empty inside. The substrate support part 200 is located in the inner empty space of the lower chamber part 110. Here, the shape of the inner empty space is changed according to the shape of the substrate 100 positioned on the substrate support 200. In this embodiment, since the circular silicon wafer is used as the substrate 100, it is effective that the inner empty space has a cylindrical shape.

또한, 도시되지 않았지만, 하부 챔버부(110)의 일측에는 기판(10)의 로딩 및 언로딩을 위한 게이트 밸브가 마련된다. 이때, 게이트 밸브를 통해 하부 챔버부(110)가 다른 공정을 수행하는 챔버(미도시)에 연결될 수도 있다. In addition, although not shown, a gate valve for loading and unloading the substrate 10 is provided at one side of the lower chamber part 110. In this case, the lower chamber part 110 may be connected to a chamber (not shown) that performs another process through the gate valve.

또한, 하부 챔버부(110)의 바닥면 영역에는 벤트라인을 포함하는 배기부(900)가 마련된다. 이를 통해 챔버(100)의 하측 영역에서 챔버(100) 내부의 불순물을 외부로 배기한다. In addition, an exhaust part 900 including vent line is provided in the bottom region of the lower chamber part 110. Through this, impurities in the chamber 100 are exhausted to the outside in the lower region of the chamber 100.

이어서, 챔버 리드(120)는 하부 챔버부(110)의 상측 영역을 덮어 챔버(100) 내부에 밀봉된 반응 공간을 형성한다. 따라서, 챔버 리드(120)는 하부 챔버부(110)와 유사한 대략 육면체 형태의 몸체로 제작된다. 상기 챔버 리드(120)에는 차폐부(300)가 위치한다. Subsequently, the chamber lid 120 covers the upper region of the lower chamber part 110 to form a sealed reaction space inside the chamber 100. Therefore, the chamber lid 120 is made of a body of a substantially hexahedron shape similar to the lower chamber portion 110. The shield 300 is positioned in the chamber lid 120.

상술한 챔버(100)는 도시되지 않았지만, 챔버 리드(120)와 하부 챔버부(110)간의 개폐를 위한 개폐수단을 더 구비한다. 이와 같이 챔버(100)를 상부 영역과 하부 영역으로 분리하고, 이들을 결합하여 챔버(100)를 제작함으로 인해 챔버(100)의 유지 보수를 용이하게 할 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 챔버(100)를 단일 몸체로 제작할 수도 있다. 즉, 챔버(100)로 내부가 비어 있는 다면체 또는 원통 형상으로 제작할 수 있다.Although the chamber 100 is not shown, the chamber 100 further includes opening and closing means for opening and closing between the chamber lid 120 and the lower chamber part 110. As such, the chamber 100 may be separated into an upper region and a lower region, and the chamber 100 may be combined to facilitate the maintenance of the chamber 100. Of course, the present invention is not limited thereto, and the chamber 100 may be manufactured as a single body. That is, the chamber 100 can be manufactured into a polyhedron or a cylindrical shape that is empty inside.

다음으로 기판 지지부(200)는 챔버(100)의 반응 공간(하부 챔버부(110)) 내에 위치하여 기판(10)이 그 상측에 로딩되고, 로딩된 기판(10)이 차폐부(300)에 인접하도록 승강한다. Next, the substrate support 200 is located in the reaction space (lower chamber 110) of the chamber 100 so that the substrate 10 is loaded on the upper side thereof, and the loaded substrate 10 is placed on the shield 300. Elevate to adjoin.

기판 지지부(200)는 기판(10)을 지지하는 기판 지지척(210)과, 기판 지지척(210)의 상측 가장자리 영역에 마련된 에지링(220)과, 상기 기판 지지척(210)을 승강시키는 구동부(230)를 구비한다. 그리고, 기판 지지부(200)는 도시되지 않았지만, 리프트 핀을 더 구비하고, 상기 기판 지지척(210)에는 리프트 핀이 승강하는 소정의 관통홀이 마련된다.The substrate support 200 may lift and lower the substrate support chuck 210 supporting the substrate 10, an edge ring 220 provided at an upper edge region of the substrate support chuck 210, and the substrate support chuck 210. The driver 230 is provided. Although not illustrated, the substrate support part 200 further includes a lift pin, and the substrate support chuck 210 is provided with a predetermined through hole through which the lift pin is lifted.

여기서, 기판 지지척(210)은 기판(10)과 유사한 형상을 갖고, 기판(10)의 사이즈보다 더 작은 사이즈를 갖는 판 형상으로 제작된다. 기판 지지척(210)은 정전기력을 이용하여 기판(10)의 중심 영역을 지지하는 것이 효과적이다. Here, the substrate support chuck 210 has a shape similar to that of the substrate 10 and is manufactured in a plate shape having a size smaller than that of the substrate 10. It is effective that the substrate support chuck 210 supports the central region of the substrate 10 by using electrostatic force.

기판 지지척(210)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 척 몸체부(211)와, 척 몸체부(211) 상측으로 돌출된 복수의 돌기부(212a, 212b; 212)를 구비한다. 그리고, 척 몸체부(211)에는 기판(10)의 로딩시 기판(10)이 미끄러지는 것을 방지하기 위한 복수의 홈부(213)가 마련된다. 상기 돌기부(212)는 척 몸체부(211)의 가장자리에 링 형상으로 돌출된 링 돌기(212a)와 척 몸체부(211)의 중심에서 섬 형태로 돌출된 복수의 섬 돌기(212b)를 포함한다. 본 실시예에서는 상기 돌기부(212)에 의해 기판(10)이 지지된다. 즉, 기판(10)의 바닥면이 돌기부(212)에 접속된다. 따라서, 상기 기판(10)과 척 몸체부(211) 사이에는 소정의 이격 공간이 마련된다. 이를 통해 기판(10)이 미끄러지거나 뒤틀리는 현상을 방지할 수 있다. 이는 돌기부(212)에 의해 기판(10)과 기판 지지척(210) 간의 접촉 면적을 조절할 수 있다. 본 실시예에서는 기판(10)과 기판 지지척(210) 간의 접촉 면적이 기판 지지척(210) 상면의 전체 면적, 즉, 척 몸체부(211)의 전체 면적의 10 내지 40%인 것이 바람직하다. 상기 범위보다 작을 경우에는 기판(10)의 지지가 어렵고, 상기 범위보다 넓을 경우에는 기판(10)이 쉽게 미끄러지는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 이를 위해 상기 링 돌기(212a)의 폭을 10 내지 100mm로 하고, 섬 돌기(212b)의 폭을 6 내지 15mm로 하는 것이 바람직하다. 그리고, 섬 돌기(212b)의 개수도 2개 내지 20개 로 하는 것 이 바람직하다. 그리고, 돌기부(212)의 돌출 높이는 상기 척 몸체부(211)의 상면에서 약 0.01 내지 0.5mm의 높이로 돌출되는 것이 바람직하다. The substrate support chuck 210 includes a chuck body 211 and a plurality of protrusions 212a, 212b; 212 protruding upward from the chuck body 211 as illustrated in FIGS. 2 and 3. In addition, the chuck body 211 is provided with a plurality of grooves 213 for preventing the substrate 10 from sliding when the substrate 10 is loaded. The protrusion 212 includes a ring protrusion 212a protruding in a ring shape at the edge of the chuck body portion 211 and a plurality of island protrusions 212b protruding in an island form from the center of the chuck body portion 211. . In the present embodiment, the substrate 10 is supported by the protrusion 212. That is, the bottom surface of the substrate 10 is connected to the protrusion 212. Therefore, a predetermined space is provided between the substrate 10 and the chuck body portion 211. This may prevent the substrate 10 from slipping or twisting. This may adjust the contact area between the substrate 10 and the substrate support chuck 210 by the protrusion 212. In this embodiment, the contact area between the substrate 10 and the substrate support chuck 210 is preferably 10 to 40% of the total area of the upper surface of the substrate support chuck 210, that is, the total area of the chuck body portion 211. . If it is smaller than the above range, it is difficult to support the substrate 10, and if it is wider than the above range, the substrate 10 may easily slip. Therefore, for this purpose, the width of the ring protrusion 212a is preferably set to 10 to 100 mm, and the width of the island protrusion 212b is preferably set to 6 to 15 mm. In addition, the number of the island protrusions 212b is preferably 2-20. In addition, the protruding height of the protrusion 212 is preferably protruded to a height of about 0.01 to 0.5mm from the upper surface of the chuck body portion 211.

또한, 도시되지 않았지만, 상기 기판 지지척(210) 내에는 기판 지지척(210)을 가열하기 위한 가열 수단이 마련될 수 있다. In addition, although not shown, a heating means for heating the substrate support chuck 210 may be provided in the substrate support chuck 210.

에지링(220)은 기판 지지척(210)의 상측 가장자리 둘레에 배치된다. 이때, 에지링(220)은 도 1에 도시된 바와 같이 척 몸체부(211)의 둘레를 따라 배치된다. 에지링(220)의 내경은 기판 지지척(210)의 척 몸체부(211)의 직경과 유사한 것이 효과적이다. 여기서, 에지링(220)은 기판과 유사한 실리콘 재질로 제작하는 것이 효과적이다. 이와 같은 에지링(220)을 통해 기판(10)의 가장자리 영역을 지지하고, 플라즈마가 기판(10)의 에지 영역에 집중되도록 할 수 있다. 여기서, 에지링(220)이 기판 지지척(210)에 장착된 기판 지지부(200)에 의해 노출되는 기판 에지 영역은 기판(10) 끝단을 기준으로 0.1 내지 6mm 인 것이 바람직하다. The edge ring 220 is disposed around the upper edge of the substrate support chuck 210. At this time, the edge ring 220 is disposed along the circumference of the chuck body 211 as shown in FIG. It is effective that the inner diameter of the edge ring 220 is similar to the diameter of the chuck body 211 of the substrate support chuck 210. Here, the edge ring 220 is effective to be made of a silicon material similar to the substrate. The edge ring 220 may support the edge region of the substrate 10, and the plasma may be concentrated on the edge region of the substrate 10. Here, the substrate edge region where the edge ring 220 is exposed by the substrate support 200 mounted on the substrate support chuck 210 may be 0.1 to 6 mm based on the end of the substrate 10.

구동부(230)는 챔버(100) 내측으로 연장되어 기판 지지척(210)을 승강시키는 구동축부(231)와, 상기 구동축부(231)를 이동시키는 구동부재(232)를 포함한다. The driving unit 230 includes a driving shaft 231 extending inside the chamber 100 to lift and lower the substrate support chuck 210, and a driving member 232 to move the driving shaft 231.

다음으로, 차폐부(300)는 기판 지지부(200) 상에 위치한 기판(10)의 비 식각 영역 즉, 기판(10)의 중심 영역에서의 플라즈마 발생을 차폐하여 비 식각 영역에서의 기판(10)의 식각을 방지한다. 도 4에 도시된 바와 같이 플라즈마 식각 공정시 상기 차폐부(300)와 기판 지지부(200) 사이의 이격 거리는 0.1 내지 10mm 범위 내에서 인접 배치되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 기판 지지부(200)가 승강하여 상기 범위 내로 인접 배치된다. 물론 이에 한정되지 않고, 차폐부(300)가 승강 할 수도 있다. Next, the shield 300 shields the plasma generation in the non-etched region of the substrate 10 located on the substrate support 200, that is, the central region of the substrate 10 to shield the substrate 10 in the non-etched region. To prevent etching. As shown in FIG. 4, in the plasma etching process, the separation distance between the shield 300 and the substrate support 200 is preferably adjacent to each other within a range of 0.1 to 10 mm. In this embodiment, the substrate support 200 is elevated and disposed adjacent to the above range. Of course, the present invention is not limited thereto, and the shielding part 300 may be elevated.

차폐부(300)는 기판(10)의 에지 영역을 제외한 영역을 차폐한다. 따라서, 차폐부(300)는 기판(10)의 형상과 유사한 형상으로 제작된다. 본 실시예에서는 원형 판 형상으로 제작된다. 이때, 차폐부(300)는 기판(10)의 사이즈보다 작은 사이즈를 갖는 것이 바람직하다. 이를 통해 차폐부(300)에 의해 기판(10)의 에지 영역을 선택적으로 노출시킬 수 있다. 차폐부(300)에 의해 노출되는 기판 에지 영역은 기판(10) 끝단을 기준으로 0.1 내지 5mm 인 것이 바람직하다. 이를 통해 막 또는 반도체 패턴이 형성되지 않는 기판의 에지 영역을 노출시킬 수 있다. 즉, 상기 범위보다 작을 경우에는 기판 에지 영역의 노출되는 면적이 줄어들게 되고, 상기 범위보다 클 경우에는 기판 중심 영역(즉, 비 식각 영역)의 막 또는 패턴이 노출되는 문제가 발생할 가능성이 있다. The shield 300 shields an area excluding the edge area of the substrate 10. Therefore, the shield 300 is manufactured in a shape similar to that of the substrate 10. In this embodiment, a circular plate is produced. In this case, the shield 300 preferably has a size smaller than the size of the substrate 10. As a result, the edge portion of the substrate 10 may be selectively exposed by the shield 300. The substrate edge region exposed by the shield 300 is preferably 0.1 to 5 mm based on the end of the substrate 10. This may expose the edge region of the substrate on which the film or semiconductor pattern is not formed. In other words, if it is smaller than the above range, the exposed area of the substrate edge region is reduced, and if it is larger than the above range, there is a possibility that a problem may occur that the film or pattern of the substrate center region (ie, the non-etched region) is exposed.

차폐부(300)는 중심 몸체(310)와, 중심 몸체(310)의 하측 중심 영역에 마련된 비활성 가스 분사판(320)을 구비한다. 상기 중심 몸체(310)와 가스 분사판(320) 사이의 이격 공간을 통해 비활성 가스가 차폐부(300)의 하측 영역 즉, 기판의 중심 영역에 분사된다. 도 1에 도시된 바와 같이 중심 몸체(310)의 하측 바닥면 중심 영역에 오목홈이 마련되고, 그 오목홈 내측에 가스 분사판(320)이 배치된다. 이때, 가스 분사판(320)은 원형 판 형상으로 제작되고, 소정의 결합부재(예를 들어, 나사 또는 볼트)를 통해 중심 몸체(310)에 결합된다. 그리고, 상기 중심 몸체(310) 또한 결합 부재에 의해 챔버 리드(120)에 결합된다. 중심 몸체(310)의 오목홈의 중심 영역에는 비활성 가스가 분사되는 분사노즐이 마련된다. 이를 통해 분사 노즐을 통해 제공된 비활성 가스는 원형의 가스 분사판(320)을 따라 기판(10) 상측 영역에 분사된다. 이와 같이 차폐부(300)와 기판(10) 사이 공간으로 비 활성 가스를 분사시켜 플라즈마화된 반응 가스가 차폐부(300)와 기판(10) 사이 공간으로 침투하는 것을 방지할 수 있다. The shield 300 includes a center body 310 and an inert gas jet plate 320 provided in a lower center area of the center body 310. Inert gas is injected into the lower region of the shield 300, that is, the central region of the substrate, through the spaced space between the central body 310 and the gas injection plate 320. As shown in FIG. 1, a concave groove is provided in a lower bottom center area of the central body 310, and a gas injection plate 320 is disposed inside the concave groove. At this time, the gas injection plate 320 is manufactured in a circular plate shape, and is coupled to the central body 310 through a predetermined coupling member (for example, a screw or bolt). In addition, the center body 310 is also coupled to the chamber lid 120 by a coupling member. In the center region of the concave groove of the central body 310, an injection nozzle for injecting inert gas is provided. Through this, the inert gas provided through the spray nozzle is sprayed to the upper region of the substrate 10 along the circular gas jet plate 320. As such, the inert gas may be injected into the space between the shield 300 and the substrate 10 to prevent the plasma-formed reaction gas from penetrating into the space between the shield 300 and the substrate 10.

본 실시예의 비활성 가스 공급부(700)는 챔버(100) 외측에 마련된 비활성 가스 저장부(710)와 비활성 가스를 챔버(100) 내측에 공급하는 비활성 가스 공급관(720)을 구비한다. 이때, 비활성 가스 공급관은 차폐부(300)의 중심 몸체(310) 내에 마련된 비활성 가스 유로와 연통된다. 이를 통해 비활성 가스는 차폐부(300)의 중심 몸체(310)를 관통하여, 차폐부(300) 하측에 위치하는 기판(10) 상에 제공될 수 있다. The inert gas supply unit 700 according to the present exemplary embodiment includes an inert gas storage unit 710 provided outside the chamber 100 and an inert gas supply tube 720 for supplying the inert gas into the chamber 100. In this case, the inert gas supply pipe communicates with the inert gas flow path provided in the central body 310 of the shield 300. Through this, the inert gas may pass through the central body 310 of the shield 300 and be provided on the substrate 10 positioned below the shield 300.

차폐부(300)의 중심 몸체(310)의 측면 영역에는 상부 전극부(400)가 위치한다. 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이 상부 전극부(400)와 차폐부(300)의 측면 사이에 소정의 이격 공간이 마련되고, 상기 이격 공간을 통해 공정 가스인 반응 가스가 공급되는 것이 효과적이다. The upper electrode part 400 is positioned in the side region of the central body 310 of the shielding part 300. In this embodiment, as shown in FIG. 1, a predetermined separation space is provided between the upper electrode portion 400 and the side surface of the shielding portion 300, and the reaction gas, which is a process gas, is effectively supplied through the separation space. to be.

이를 통해 기판 에지 영역 상부에서 반응 가스가 제공되도록 하여 에지 영역의 식각 효율을 더욱 상승시킬 수 있다. 즉, 상부 전극부(400)과 차폐부(300)의 측면 사이 영역으로 반응 가스를 공급할 경우, 반응 가스는 차폐부(300)의 측면을 따라 기판 에지 영역으로 공급될 수 있게 된다. This allows the reactive gas to be provided above the substrate edge region, thereby further increasing the etching efficiency of the edge region. That is, when the reaction gas is supplied to an area between the side surfaces of the upper electrode part 400 and the shield 300, the reaction gas may be supplied to the substrate edge area along the side of the shield 300.

이를 위해 차폐부(300)에는 반응 가스가 이동하는 반응 가스 유로가 마련되고, 상기 반응 가스 유로는 상부 전극부(400)가 위치하는 차폐부(300)의 측면 영역 으로 반응 가스를 이송한다. 여기서, 반응 가스 공급부(600)는 반응 가스를 상기 반응 가스 유로에 제공한다. 이때, 반응 가스 공급부(600)는 반응 가스가 저장된 반응 가스 저장부(610)와, 반응 가스를 챔버(100) 내측 즉, 차폐부(300)에 공급하는 반응 가스 공급관(620)을 구비한다. 반응 가스 공급관(620)은 반응 가스 유로에 연통된다. 이에 반응 가스 공급부(600)의 반응 가스는 차폐부(300)의 중심 몸체(310)의 내측의 반응 가스 유로를 따라 차폐부(300)의 측면 영역으로 이동하고, 측면 영역에서 차폐부(300)와 상부 전극부(400) 사이 공간을 통해 기판의 에지 영역에 제공된다. To this end, the shield 300 is provided with a reaction gas flow path through which the reaction gas moves, and the reaction gas flow path transfers the reaction gas to the side region of the shield 300 where the upper electrode 400 is located. Here, the reaction gas supply unit 600 provides a reaction gas to the reaction gas flow path. In this case, the reaction gas supply unit 600 includes a reaction gas storage unit 610 in which the reaction gas is stored, and a reaction gas supply pipe 620 for supplying the reaction gas to the inside of the chamber 100, that is, the shield 300. The reaction gas supply pipe 620 communicates with the reaction gas flow path. Accordingly, the reaction gas of the reaction gas supply unit 600 moves to the side region of the shield 300 along the reaction gas flow path inside the center body 310 of the shield 300, and the shield 300 is disposed in the side region. And an edge region of the substrate through a space between the upper electrode portion 400 and the upper electrode portion 400.

상부 전극부(400)는 차폐부(300)에 의해 돌출된 기판(10) 에지 영역의 상측에 위치한다. 상부 전극부(400)는 기판 에지 영역 상측에 위치하고, 차폐부(300)의 측면 영역에 위치하기 때문에 원형 링 형상으로 제작되는 것이 효과적이다. 상부 전극부(400)의 바닥면은 도 1에 도시된 바와 같이 기판의 상측 면에 대하여 평행한 것이 효과적이다. 이를 통해 기판의 에지 영역(즉, 상부 전극부(400) 하측 영역)으로 분사된 반응 가스는 그 하측에 형성된 플라즈마에 의해 플라즈마화된다. 이때, 상부 전극(400)와 하부 전극부(500)는 용량성 결합에 의해 플라즈마를 발생시킨다. The upper electrode part 400 is positioned above the edge region of the substrate 10 protruding by the shielding part 300. Since the upper electrode portion 400 is positioned above the substrate edge region and is located in the side region of the shielding portion 300, it is effective to have a circular ring shape. It is effective that the bottom surface of the upper electrode portion 400 is parallel to the upper surface of the substrate as shown in FIG. As a result, the reaction gas injected into the edge region of the substrate (ie, the region below the upper electrode 400) is plasmated by the plasma formed below the substrate. At this time, the upper electrode 400 and the lower electrode unit 500 generates plasma by capacitive coupling.

본 실시예의 상부 전극부(400)는 소정의 배선을 통해 플라즈마 전원 공급부(800)로부터 플라즈마 전원을 제공받는다. 플라즈마 전원 공급부(800)에 의해 상부 전극부(400)에 제공되는 플라즈마 전원으로 RF 전원을 사용하는 것이 효과적이다. 상기 RF 전원의 주파수로 2 내지 20MHz 범위 내의 주파수를 사용하는 것이 효과적이다. 본 실시예에서는 13.56MHZ의 주파수를 사용한다. 이때, 플라즈마 발생을 위해 상기 상부 전극부(400)에 대향하는 하부 전극부(500)가 기판 에지 영역의 아래에 마련된다. 이때, 상기 하부 전극(500)에는 접지 전원을 인가하여 상기 상부 전극부(400)와 하부 전극부(500) 사이 공간에 플라즈마를 발생시킨다. The upper electrode 400 of the present exemplary embodiment receives plasma power from the plasma power supply 800 through a predetermined wiring. It is effective to use RF power as the plasma power supplied to the upper electrode part 400 by the plasma power supply 800. It is effective to use a frequency in the range of 2 to 20 MHz as the frequency of the RF power supply. In this embodiment, a frequency of 13.56 MHZ is used. In this case, a lower electrode portion 500 facing the upper electrode portion 400 for plasma generation is provided below the substrate edge region. At this time, the ground electrode is applied to the lower electrode 500 to generate plasma in the space between the upper electrode portion 400 and the lower electrode portion 500.

본 실시예에에서 기판 에지 영역 상측에 위치하는 상부 전극부(400)의 폭은 돌출된 기판 에지 영역 폭의 2 내지 10배 넓은 것이 효과적이다. 이는 상부 전극부(400)의 하측 영역에서 플라즈마가 발생되기 때문에 상기 폭 보다 작을 경우에는 기판 에지 영역에 균일한 플라즈마를 발생시키기 어렵고, 상기 폭보다 클 경우에는 플라즈마 발생 영역이 과도하게 증가하고, 전체 장치의 사이즈가 증대되는 단점이 있다.In the present embodiment, it is effective that the width of the upper electrode portion 400 located above the substrate edge region is 2 to 10 times wider than the width of the protruding substrate edge region. Since plasma is generated in the lower region of the upper electrode part 400, it is difficult to generate a uniform plasma in the substrate edge region when the width is smaller than the width, and when the width is larger than the width, the plasma generation region is excessively increased, There is a disadvantage that the size of the device is increased.

또한, 본 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이 상부 전극부(400)와 기판(10) 표면 사이의 이격 거리(T1)를 2.5 내지 6.5mm로 유지한다. 상부 전극부(400)와 기판(10) 간의 이격 거리(T1)를 3.0 내지 5.0mm로 유지하는 것이 바람직하다. 물론 상부 전극부(400)와 기판(10) 간의 이격 거리(T1)를 3.0 내지 4mm로 유지하는 것이 더욱 바람직하다. 이와 같이 상부 전극부(400)와 기판(10) 사이의 이격 거리(T1)를 상기 범위로 유지시켜 기판 에지 영역의 식각율을 증대시킬 수 있다. In addition, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the separation distance T1 between the upper electrode part 400 and the surface of the substrate 10 is maintained at 2.5 to 6.5 mm. It is preferable to maintain the separation distance T1 between the upper electrode portion 400 and the substrate 10 at 3.0 to 5.0 mm. Of course, it is more preferable to maintain the separation distance T1 between the upper electrode portion 400 and the substrate 10 at 3.0 to 4 mm. As such, the etch rate of the substrate edge region may be increased by maintaining the separation distance T1 between the upper electrode portion 400 and the substrate 10 in the above range.

이를 위해 본 실시예에서는 기판(10) 상에 산화막을 형성하고, 본 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 에지 식각 장치를 이용하여 상기 산화막을 제거하였다. 이후, 도 5에 도시된 바와 같이 B-B 선을 따라 기판의 일부를 절단한 다음 식각된 산화막의 두께를 측정하였다. 그 측정결과를 도 6 및 도 7의 표로 정리하였다. 이때, 산화막의 식각을 위해 O2 가스, CF4 가스 및 SF6 가스를 사용하였고, 기판 중심부에 제공되는 비활성 가스로는 He 가스가 사용되었다. 그리고, 플라즈마 발생을 위한 전력으로 약 600W를 공급하였다. 또한, 에지 식각 장치의 기판(10)과 차폐판(300) 사이의 이격 거리(T2)를 약 1mm로 유지하였다. 그리고, 에지 식각 장치 내부의 압력을 약 1.5torr로 유지하였다. To this end, in the present embodiment, an oxide film is formed on the substrate 10, and the oxide film is removed using an edge etching apparatus using plasma according to the present embodiment. Subsequently, as shown in FIG. 5, a portion of the substrate was cut along the BB line, and then the thickness of the etched oxide film was measured. The measurement results are summarized in the tables of FIGS. 6 and 7. In this case, O 2 gas, CF 4 gas, and SF 6 gas were used for etching the oxide film, and He gas was used as an inert gas provided at the center of the substrate. Then, about 600 W was supplied as power for plasma generation. In addition, the separation distance T2 between the substrate 10 of the edge etching apparatus and the shielding plate 300 was maintained at about 1 mm. Then, the pressure inside the edge etching apparatus was maintained at about 1.5 torr.

따라서, 실험 결과인 도 6 및 도 7을 살펴보면 다음과 같다. Therefore, referring to FIG. 6 and FIG. 7, which are experimental results, are as follows.

여기서, 도 6 및 도 7의 J 선은 상부 전극부(400)와 기판(10) 사이의 이격 거리(T1)을 약 6.35mm로 유지시킨 다음 플라즈마를 이용하여 기판 에지 영역의 산화막을 식각한 실험 결과를 나타낸 선이고, 도 6의 K 선은 상부 전극부(400)와 기판(10) 사이의 이격 거리(T1)을 약 3.35mm로 유지시킨 다음 플라즈마를 이용하여 기판 에지 영역의 산화막을 식각한 실험 결과를 나타낸 선이다. 그리고, 도 7의 L 선은 상부 전극부(400)와 기판(10) 사이의 이격 거리(T1)을 약 3.00mm로 유지시킨 다음 플라즈마를 이용하여 기판 에지 영역의 산화막을 식각한 실험 결과를 나타낸 선이다. 도 6 및 도 7의 J 선을 살펴보면 상부 전극부(400)와 기판(10) 사이의 이격 거리(T1)을 약 6.35mm로 한 경우에는 기판 에지 영역에서 최대로 식각되는 산화막의 두께가 약 23000Å이 됨을 알 수 있다. 그리고, 도 6의 K 선을 살펴보면 기판 에지 영역에서 최대로 식각되는 산화막의 두께가 39000Å이 됨을 알 수 있다. 또한, 도 7의 L 선을 살펴보면 기판 에지 영역에서 최대로 식각되는 산화막의 두께가 약 42000Å이 됨을 알 수 있다. 이는 상부 전극부(400)와 기판(10) 사이의 이격 간 격(T1)을 6.5mm 이하로 유지할때 기판 에지 영역의 식각 율이 증가됨을 알 수 있다. 더욱이 상부 전극부(400)와 기판(10) 사이의 이격 간격(T1)을 3.0mm 내지 3.35mm 범위로 유지할 경우가 6.35mm에 비하여 그 식각 율이 약 1.6에서 2배 정도 높음을 알 수 있다. 6 and 7 illustrate an experiment in which the distance T1 between the upper electrode 400 and the substrate 10 is maintained at about 6.35 mm, and the oxide film in the substrate edge region is etched using plasma. The K line of FIG. 6 maintains the separation distance T1 between the upper electrode 400 and the substrate 10 at about 3.35 mm, and then etches the oxide film of the substrate edge region using plasma. The line showing the experimental results. In addition, the L line of FIG. 7 maintains the separation distance T1 between the upper electrode part 400 and the substrate 10 at about 3.00 mm, and then illustrates an experimental result of etching the oxide film in the substrate edge region using plasma. It is good. 6 and 7, when the separation distance T1 between the upper electrode 400 and the substrate 10 is about 6.35 mm, the thickness of the oxide film that is etched to the maximum in the substrate edge region is about 23000 mm. It can be seen that. 6, it can be seen that the thickness of the oxide film which is etched at the maximum in the substrate edge region is 39000 kV. In addition, referring to the L line of FIG. 7, it can be seen that the thickness of the oxide film that is etched at the substrate edge region is approximately 42000 kPa. It can be seen that the etching rate of the substrate edge region is increased when the spacing T1 between the upper electrode part 400 and the substrate 10 is maintained at 6.5 mm or less. In addition, it can be seen that the etching rate is about 1.6 to about 2 times higher than that of 6.35 mm when the separation distance T1 between the upper electrode part 400 and the substrate 10 is maintained in the range of 3.0 mm to 3.35 mm.

이와 같이 본 실시예에서는 상부 전극부(400)와 기판(10) 사이의 이격 간격(T1)을 6.5mm 보다작게 하여 높은 식각율을 얻을 수 있다. 이는 상부 전극부(400)과 하부 전극부(500) 사이의 간격이 줄어들게 되어, 이들 사이에 발생되는 플라즈마 밀도가 증대되기 때문이다. 즉, 플라즈마 밀도의 증대로 인해 플라즈마화되는 반응 가스의 량이 증대되어 식각율이 증가될 수 있다. 하지만, 본 실시예에서는 다수의 실험을 통해 상기 상부 전극부(400)와 기판(10) 사이의 이격 간격(T1)을 무한정(예를 들어 0mm) 줄일 수 없음을 알게 되었다. 즉, 상부 전극부(400)와 기판(10) 사이의 이격 간격(T1)을 2.5mm 이하로 줄일 경우 상부 전극부(400)와 하부 전극부(500) 사이의 거리가 짧아져 기판 에지 영역에서 플라즈마가 거의 발생되지 않는 문제가 발생한다. As described above, in the present exemplary embodiment, a high etching rate may be obtained by reducing the separation interval T1 between the upper electrode part 400 and the substrate 10 to be smaller than 6.5 mm. This is because the spacing between the upper electrode portion 400 and the lower electrode portion 500 is reduced, thereby increasing the plasma density generated therebetween. That is, due to the increase in the plasma density, the amount of reactant gas to be plasma may be increased, thereby increasing the etching rate. However, in the present embodiment, through a number of experiments, it has been found that the separation interval T1 between the upper electrode portion 400 and the substrate 10 cannot be reduced indefinitely (for example, 0 mm). That is, when the separation distance T1 between the upper electrode portion 400 and the substrate 10 is reduced to 2.5 mm or less, the distance between the upper electrode portion 400 and the lower electrode portion 500 is shortened and thus, in the substrate edge region. The problem is that plasma is hardly generated.

이와 같이 본 실시예에서는 상부 전극부(400)와 기판(10) 사이의 이격 간격(T1)을 조절하여 기판 에지 영역에 발생되는 플라즈마 밀도를 증가시켜 기판 에지 영역의 식각율을 증대시킬 수 있다. 물론 이때, 기판(10)과 차폐판(300) 사이의 이격 간격(T2)을 상부 전극부(400)와 기판(10) 사이의 이격 간격(T1) 보다 작게 하는 것이 바람직하다. 이를 통해 기판(10)과 차폐판(300) 사이 영역에서의 플라즈마 발생을 방지할 수 있다. As such, in the present exemplary embodiment, an etching rate of the substrate edge region may be increased by increasing the plasma density generated in the substrate edge region by adjusting the separation interval T1 between the upper electrode portion 400 and the substrate 10. Of course, at this time, it is preferable to make the separation interval T2 between the substrate 10 and the shielding plate 300 smaller than the separation interval T1 between the upper electrode portion 400 and the substrate 10. As a result, plasma generation in the region between the substrate 10 and the shielding plate 300 may be prevented.

본 실시예에서는 상부 전극부(400)에 대향하여 기판 에지 영역의 하측에 하부 전극부(500)가 위치한다. 여기서, 하부 전극부(500)는 도 1에 도시된 바와 같이 상측 전극 몸체(510)와, 전극 몸체(510)에서 연장되어 챔버(100)의 바닥면에 고정된 고정 몸체(520)를 구비한다. 상측 전극 몸체(510)는 상부 전극부(400)에 대향하여 플라즈마를 발생시킨다. 그리고, 고정 몸체(520)는 상측 전극 몸체(510)를 챔버(100) 내에서 고정시킨다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이 상부 전극부(400)는 차폐부(300)에 고정된다. 하지만, 하부 전극부(500)는 기판 지지부(200)가 승강하기 때문에 기판 지지부(200)에 고정되지 않고, 별도의 고정 몸체(520)를 통해 고정되는 것이 효과적이다. 하부 전극부(500)도 상부 전극부(400)와 유사한 원형 링 형상으로 제작된다. In the present exemplary embodiment, the lower electrode 500 is positioned below the substrate edge region to face the upper electrode 400. Here, the lower electrode part 500 includes an upper electrode body 510 and a fixed body 520 extending from the electrode body 510 and fixed to the bottom surface of the chamber 100 as shown in FIG. 1. . The upper electrode body 510 generates a plasma opposite to the upper electrode part 400. In addition, the fixing body 520 fixes the upper electrode body 510 in the chamber 100. That is, as described above, the upper electrode part 400 is fixed to the shielding part 300. However, the lower electrode part 500 is not fixed to the substrate support part 200 because the substrate support part 200 is elevated, and it is effective to be fixed through a separate fixing body 520. The lower electrode part 500 is also manufactured in a circular ring shape similar to the upper electrode part 400.

물론 본 실시예에서는 상기 하부 전극부(500)와 기판(10) 사이의 이격 간격(T3)을 상기 상부 전극부(400)와 기판(10) 사이의 이격 간격(T1)과 동일하게 유지하는 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고, 상기 하부 전극부(500)와 기판(10) 사이의 이격 간격(T3)이 상부 전극부(400)와 기판(10) 사이의 이격 간격(T1)보다 더 클 수 있다. 예를 들어 상부 전극부(400)와 기판(10) 사이의 이격 간격(T1)을 3.35mm로 유지하고, 하부 전극부(500)와 기판(10) 사이의 이격 간격(T3)을 6.35mm로 유지할 수도 있다. Of course, in the present exemplary embodiment, maintaining the separation interval T3 between the lower electrode portion 500 and the substrate 10 is equal to the separation interval T1 between the upper electrode portion 400 and the substrate 10. desirable. Of course, the present invention is not limited thereto, and the separation interval T3 between the lower electrode portion 500 and the substrate 10 may be greater than the separation interval T1 between the upper electrode portion 400 and the substrate 10. For example, the spacing T1 between the upper electrode 400 and the substrate 10 is maintained at 3.35 mm, and the spacing T3 between the lower electrode 500 and the substrate 10 is 6.35 mm. You can keep it.

또한, 본 실시예의 플라즈마 식각 장치는 상술한 설명에 한정되지 않고, 다양한 변형예가 가능하다.In addition, the plasma etching apparatus of this embodiment is not limited to the above description, and various modifications are possible.

즉, 도 8에 도시된 바와 같이 상부 전극부(400)의 가장자리 영역에 별도의 전극 링(401)을 장착할 수 있다. 이때, 하부 전극부(500)와 대향하는 상부 전극부(400)의 바닥면의 가장자리 영역에 오목홈을 형성하고, 오목홈 내측으로 전극 링(401)을 장착할 수 있다. 여기서, 상기 전극 링(401)은 실리콘 재질의 물질로 제작되는 것이 바람직하다. That is, as shown in FIG. 8, a separate electrode ring 401 may be mounted in the edge region of the upper electrode part 400. In this case, a concave groove may be formed in an edge region of the bottom surface of the upper electrode part 400 facing the lower electrode part 500, and the electrode ring 401 may be mounted inside the concave groove. Here, the electrode ring 401 is preferably made of a silicon material.

또한, 도시되지않았지만, 상기 차폐부(300)의 바닥면에 비활성 가스 유로와 연통되는 복수의 분사 노즐이 마련될 수 있다. 또한, 상부 전극부(400)를 통해 반응 가스를 기판 에지 영역에 분사할 수도 있다. 이를 위해 상부 전극부(400)가 차폐부(300)에 밀착되고, 상부 전극부(400) 내에 반응 가스 유로가 마련될 수도 있다. 또한, 플라즈마 처리 장치로 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma; ICP) 방식과 CCP 방식을 혼합하여 사용할 수도 있다. 즉, 기판 에지 영역의 외측에 안테나가 위치하고, 안테나에 유도 결합 플라즈마 전원을 제공하여 유도 결한 플라즈마를 발생시킬 수도 있다. 이를 통해 에지 영역의 식각 율을 향상시킬 수 있다. In addition, although not shown, a plurality of injection nozzles communicating with the inert gas flow path may be provided on the bottom surface of the shield 300. In addition, the reaction gas may be injected into the substrate edge region through the upper electrode part 400. To this end, the upper electrode 400 may be in close contact with the shield 300, and a reaction gas flow path may be provided in the upper electrode 400. In addition, the inductively coupled plasma (ICP) method and the CCP method may be used as the plasma processing apparatus. That is, the antenna may be located outside the substrate edge region, and the inductively coupled plasma may be provided to the antenna to generate the inductively coupled plasma. This can improve the etch rate of the edge region.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the invention has been described with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiments described above, the invention is not limited thereto, but is defined by the claims that follow. Accordingly, one of ordinary skill in the art may variously modify and modify the present invention without departing from the spirit of the following claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 식각 장치의 단면도. 1 is a cross-sectional view of a plasma etching apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 일 실시예에 따른 기판 지지척의 사시도 개념도.2 is a perspective view of a substrate support chuck according to one embodiment;

도 3은 기판 지지척의 단면 개념도. 3 is a cross-sectional conceptual view of a substrate support chuck.

도 4는 일 실시예에 따른 상부 전극과 기판 사이의 간격을 설명하기 위한 도 1의 A 영역의 확대도. 4 is an enlarged view of region A of FIG. 1 for explaining a gap between an upper electrode and a substrate, according to an embodiment.

도 5는 일 실시예에 따른 기판의 평면도.5 is a plan view of a substrate according to an embodiment.

도 6 및 도 7은 상부 전극과 기판 사이의 이격 거리에 따른 기판 에지 영역의 박막 식각율을 측정한 실험 결과 그래프. 6 and 7 are graphs of an experimental result of measuring a thin film etch rate of a substrate edge region according to a separation distance between an upper electrode and a substrate.

도 8은 일 실시예의 변형예에 따른 플라즈마 식각 장치의 단면도.  8 is a cross-sectional view of a plasma etching apparatus according to a modification of one embodiment.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 챔버 200 : 기판 지지부100 chamber 200 substrate support

300 : 차폐부 400 : 상부 전극부300: shielding portion 400: upper electrode portion

500 : 하부 전극부 600 : 반응 가스 공급부500: lower electrode portion 600: reaction gas supply portion

700 : 비활성 가스 공급부 800 : 플라즈마 전원 공급부700: inert gas supply unit 800: plasma power supply unit

Claims (10)

반응 공간을 갖는 챔버;A chamber having a reaction space; 상기 반응 공간에 위치하여 기판의 에지 영역을 노출시키는 기판 지지부와 차폐부; 및A substrate support and a shield disposed in the reaction space to expose an edge region of the substrate; And 상기 기판 에지 영역 상하측에 각기 위치하여 그 사이 영역에 플라즈마를 발생시키는 상부 전극부 및 하부 전극부를 포함하고, An upper electrode portion and a lower electrode portion respectively positioned on upper and lower sides of the substrate edge region and generating plasma in the region therebetween; 상기 상부 전극부와 상기 기판 사이의 이격 거리가 2.5 내지 6.5mm인 플라즈마 식각 장치. The plasma etching apparatus of the separation distance between the upper electrode portion and the substrate is 2.5 to 6.5mm. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 상부 전극부와 상기 기판 사이의 이격 거리가 3.0 내지 5.0mm인 플라즈마 식각 장치. And a separation distance between the upper electrode portion and the substrate is 3.0 to 5.0 mm. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 하부 전극부와 상기 기판 사이의 이격 거리가 상기 상부 전극부와 상기 기판 사이의 이격 거리와 같거나 더 긴 플라즈마 식각 장치. And a separation distance between the lower electrode portion and the substrate is equal to or longer than a separation distance between the upper electrode portion and the substrate. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 상부 전극부의 가장자리 영역에 마련된 전극 링을 더 포함하는 플라즈 마 식각 장치. Plasma etching apparatus further comprises an electrode ring provided in the edge region of the upper electrode. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 기판 지지부는 상기 기판의 중심 영역을 지지하고, 상기 차폐부는 상기 기판 지지부 상측에 위치하여 상기 기판의 중심 영역을 차폐하며, The substrate support portion supports a central region of the substrate, and the shielding portion is positioned above the substrate support portion to shield a central region of the substrate. 상기 차폐부와 상기 기판 사이의 이격 거리가 상기 상부 전극부와 상기 기판 사이의 이격 거리보다 더 짧은 플라즈마 식각 장치.And a separation distance between the shielding portion and the substrate is shorter than a separation distance between the upper electrode portion and the substrate. 청구항 5에 있어서, The method according to claim 5, 상기 기판 지지부는 기판을 지지하는 기판 지지척과, 상기 기판 지지척의 가장자리 영역에 마련된 에지링과, 상기 기판 지지척을 승강시키는 구동부를 포함하는 플라즈마 식각 장치. The substrate support part includes a substrate support chuck for supporting a substrate, an edge ring provided at an edge region of the substrate support chuck, and a driving part for elevating the substrate support chuck. 청구항 6에 있어서, The method according to claim 6, 상기 기판 지지척은 척 몸체부와, 상기 척 몸체부에서 돌출되어 상기 기판을 지지하는 복수의 돌기부를 포함하는 플라즈마 식각 장치. The substrate supporting chuck includes a chuck body portion and a plurality of protrusions protruding from the chuck body portion to support the substrate. 청구항 7에 있어서, The method according to claim 7, 상기 척 몸체부의 전체 면적 중 상기 돌기부를 통해 상기 기판과 접촉되는 면적이 10 내지 40%인 플라즈마 식각 장치. Plasma etching apparatus of 10 to 40% of the total area of the chuck body portion in contact with the substrate through the projection. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 기판 에지 영역의 폭은 상기 기판 단부에서 0.1 내지 5mm 범위 내인 플라즈마 식각 장치. And a width of the substrate edge region is in a range of 0.1 to 5 mm at the substrate end. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 상부 전극부와 상기 하부 전극부에 플라즈마 전원을 제공하는 플라즈마 공급부와, A plasma supply unit configured to supply plasma power to the upper electrode unit and the lower electrode unit; 상기 기판 에지 영역에 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급부와, A reaction gas supply unit supplying a reaction gas to the substrate edge region; 상기 차폐부를 통해 상기 기판의 중심 영역에 비활성 가스를 제공하는 비활성 가스 공급부와, An inert gas supply unit providing an inert gas to the central region of the substrate through the shielding unit; 상기 챔버의 바닥면에 위치하여 상기 챔버 내의 가스를 배기하는 배기부를 더 구비하는 플라즈마 식각 장치. Plasma etching apparatus further comprises an exhaust unit disposed on the bottom surface of the chamber to exhaust the gas in the chamber.
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