(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023098668
(43)【公開日】2023-07-10
(54)【発明の名称】基板処理装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/3065 20060101AFI20230703BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20230703BHJP
C23C 16/511 20060101ALI20230703BHJP
H05H 1/46 20060101ALI20230703BHJP
【FI】
H01L21/302 101D
H01L21/31 C
C23C16/511
H05H1/46 B
【審査請求】有
【請求項の数】20
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022204716
(22)【出願日】2022-12-21
(31)【優先権主張番号】10-2021-0190310
(32)【優先日】2021-12-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】518162784
【氏名又は名称】セメス カンパニー,リミテッド
(71)【出願人】
【識別番号】513281404
【氏名又は名称】プサン ナショナル ユニバーシティ インダストリー-ユニバーシティ コーポレーション ファウンデーション
(74)【代理人】
【識別番号】100114775
【弁理士】
【氏名又は名称】高岡 亮一
(74)【代理人】
【識別番号】100121511
【弁理士】
【氏名又は名称】小田 直
(74)【代理人】
【識別番号】100202751
【弁理士】
【氏名又は名称】岩堀 明代
(74)【代理人】
【識別番号】100208580
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 玲奈
(74)【代理人】
【識別番号】100191086
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 香元
(72)【発明者】
【氏名】イ,サン ジョン
(72)【発明者】
【氏名】チョイ,ユン ソク
(72)【発明者】
【氏名】ジュン,サン ウク
(72)【発明者】
【氏名】リ,ホ-ジュン
(72)【発明者】
【氏名】キム,サン ウ
【テーマコード(参考)】
2G084
4K030
5F004
5F045
【Fターム(参考)】
2G084AA02
2G084AA03
2G084AA05
2G084BB05
2G084BB37
2G084CC14
2G084CC33
2G084DD19
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2G084DD44
2G084DD55
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2G084FF04
2G084FF38
4K030FA01
5F004AA01
5F004BB14
5F004BB18
5F004BB21
5F004BB22
5F004BB26
5F004BB28
5F004BB29
5F004BD04
5F045AA09
5F045BB02
5F045DP03
5F045EB03
5F045EF05
5F045EH02
5F045EH03
5F045EK07
5F045EM03
5F045EM04
(57)【要約】
【課題】本発明は、基板を処理する装置を提供する。
【解決手段】基板を処理する装置は内部に処理空間を有する工程チャンバ、前記処理空間で基板を支持する支持ユニット、前記処理空間に処理ガスを供給するガス供給ユニット及び前記処理ガスにマイクロ波を印加してプラズマを発生させるマイクロ波印加ユニットを含むが、前記マイクロ波印加ユニットは前記支持ユニットの上部に配置され、前記処理空間に前記マイクロ波を放射させる透過板、前記透過板の上部に配置された第1導波管及び前記第1導波管に前記マイクロ波を印加する第1電源を含み、前記第1導波管はリング形状で提供されることができる。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を処理する装置において、
内部に処理空間を有する工程チャンバと、
前記処理空間で基板を支持する支持ユニットと、
前記処理空間で処理ガスを供給するガス供給ユニットと、及び
前記処理ガスにマイクロ波を印加してプラズマを発生させるマイクロ波印加ユニットを含むが、
前記マイクロ波印加ユニットは、
前記支持ユニットの上部に配置され、前記処理空間に前記マイクロ波を放射させる透過板と、
前記透過板の上部に配置された第1導波管と、及び
前記第1導波管に前記マイクロ波を印加する第1電源を含み、
前記第1導波管はリング形状で提供される基板処理装置。
【請求項2】
前記第1導波管は、
透過板の中心を基準で環形のリング形状で提供され、
上部から眺める時、前記透過板の中心から離隔された位置で前記第1電源と連結されることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項3】
前記第1導波管は、
前記透過板の縁領域と対向されるように位置され、一部分が切断されたことを特徴とする請求項2に記載の基板処理装置。
【請求項4】
前記第1電源は、
前記第1導波管の切断面と隣接した前記第1導波管の一面に結合されることを特徴とする請求項3に記載の基板処理装置。
【請求項5】
前記第1導波管の下面には複数個の第1スロットが形成され、
前記第1スロットは、
前記第1導波管の周り方向に沿ってお互いに離隔されるように配置されたことを特徴とする請求項4に記載の基板処理装置。
【請求項6】
前記第1スロットは、
前記第1導波管を正断面から眺める時、複数の列で配置されたことを特徴とする請求項5に記載の基板処理装置。
【請求項7】
前記マイクロ波印加ユニットは、
前記透過板の上部で、前記透過板の中心を含む領域に配置された第2導波管と、及び
前記第2導波管に前記マイクロ波を印加する第2電源をさらに含み、
前記第2導波管の下面には少なくとも一つ以上の第2スロットが形成されたことを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項8】
前記第1電源から前記第1導波管に印加されるマイクロ波の強さと前記第2電源から前記第2導波管に印加されるマイクロ波の強さは相異なことを特徴とする請求項7に記載の基板処理装置。
【請求項9】
前記透過板には前記処理ガスが流動するガスチャンネルが形成され、
前記ガスチャンネルは、
上部から眺める時、前記第1導波管及び前記第2導波管と重畳されない位置に形成されることを特徴とする請求項7に記載の基板処理装置。
【請求項10】
前記第1導波管は、
前記透過板の上部縁領域一部を囲むように提供され、
前記マイクロ波印加ユニットは、
前記透過板の上部縁領域の他の一部を囲むように提供されて前記第1導波管とお互いに組合されて環形のリング形状を形成し、下面に複数個の第3スロットが形成された第3導波管と、及び
前記第3導波管に前記マイクロ波を印加する第3電源をさらに含むことを特徴とする請求項7に記載の基板処理装置。
【請求項11】
前記第1導波管は金属の材質で提供され、
前記透過板は石英(Quartz)を含む材質で提供されることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項12】
基板を処理する装置において、
内部に処理空間が形成されたチャンバと、
前記処理空間内で基板を支持する支持ユニットと、及び
前記処理空間に供給された処理ガスにマイクロ波を印加してプラズマを発生させるマイクロ波印加ユニットを含むが、
前記マイクロ波印加ユニットは、
前記支持ユニットの上部に配置されて前記処理空間に第1マイクロ波を伝達する透過板と、
前記透過板の上部に配置されて内部に前記第1マイクロ波が流動する第1導波管と、及び
前記第1導波管に前記第1マイクロ波を印加する第1電源を含み、
前記第1導波管の下面には前記透過板に前記第1マイクロ波が流動する複数個の第1スロットが形成され、
前記第1スロットは前記第1導波管の周り方向に沿ってお互いに離隔されるように配置されることを特徴とする基板処理装置。
【請求項13】
前記第1スロットは複数のリング形状で配置されたことを特徴とする請求項12に記載の基板処理装置。
【請求項14】
前記第1導波管は、
前記透過板の縁領域と対向されるように位置され、一部分が切断されて非連続的なリング形状で提供されることを特徴とする請求項13に記載の基板処理装置。
【請求項15】
前記マイクロ波印加ユニットは、
前記透過板の上部で、前記透過板の中心を含む領域に配置された第2導波管と、及び
前記第2導波管に第2マイクロ波を印加する第2電源をさらに含み、
前記第2導波管の下面には少なくとも一つ以上のスロットが形成されたことを特徴とする請求項14に記載の基板処理装置。
【請求項16】
前記第1導波管は、
前記透過板の上部縁領域の一部を囲むように提供され、
前記マイクロ波印加ユニットは、
前記透過板の上部縁領域の他の一部を囲むように提供され、前記第1導波管とお互いに組合されて環形のリング形状を形成し、下面に複数個の第3スロットが形成された第3導波管と、及び
前記第3導波管に第3マイクロ波を印加する第3電源をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の基板処理装置。
【請求項17】
前記透過板の上面と前記第1導波管、前記第2導波管、そして、前記第3導波管はそれぞれ面接することを特徴とする請求項16に記載の基板処理装置。
【請求項18】
前記透過板には前記処理ガスが流動するガスチャンネルが形成され、
前記ガスチャンネルは、
上部から眺める時、前記第1導波管、前記第2導波管、そして、前記第3導波管とお互いに重畳されない位置に形成されることを特徴とする請求項16に記載の基板処理装置。
【請求項19】
基板を処理する装置において、
内部に処理空間が形成された工程チャンバと、
前記処理空間内で基板を支持する支持ユニットと、
前記処理空間に処理ガスを供給するガス供給ユニットと、
前記支持ユニットの上部に配置される透過板と、
前記透過板の上部に配置され、下面に複数個の第1スロットが形成された第1導波管と、
前記透過板の上部で、前記透過板の中心を含む領域に配置され、下面に少なくとも一つ以上の第2スロットが形成された第2導波管と、
前記第1導波管に第1マイクロ波を印加する第1電源と、及び
前記第2導波管に第2マイクロ波を印加する第2電源を含むが、
前記第1導波管は、
一部分が切断された環形のリング形状を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項20】
前記透過板には前記処理ガスが流動するガスチャンネルが形成され、
前記ガスチャンネルは、
上部から眺める時、前記第1導波管及び前記第2導波管と重畳されない位置に形成されることを特徴とする請求項19に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板処理装置に関するものであり、より詳細には、基板をプラズマ処理する基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
プラズマはイオンやラジカル、そして、電子などでなされたイオン化されたガス状態を言う。プラズマは非常に高い温度、強い電界、または、高周波電子系(RF Electromagnetic Fields)によって生成される。半導体素子製造工程はプラズマを利用して多様な工程を遂行する。
【0003】
図1は、マイクロ波を利用して基板を処理する一般な基板処理装置を概略的に見せてくれる図面である。
図1を参照すれば、工程チャンバ1000の処理空間1001内に基板(W)が支持され、処理空間1001内に供給された処理ガスをマイクロ波を利用して励起させてプラズマを発生させることで、基板(W)を処理する。基板(W)の上部領域にはスロット1102が形成されたアンテナ板1100が提供される。アンテナ板1100の上部には誘電板1200が配置され、アンテナ板1100の下部には透過板1300が配置される。アンテナ板1100にマイクロ波が印加されれば、マイクロ波はアンテナ板1100の半径方向に沿って伝播された以後、スロット1102及び透過板1300を経って処理空間1001に伝達される。
【0004】
図1のような構造の基板処理装置を使用する場合、処理空間1001の上部に配置された構成らの構造的複雑性が隋伴される。処理空間1001の上部領域に対する空間の制約が多い。また、アンテナ板1100、誘電板1200、そして、透過板1300で構成された構造によって、処理空間1001の上部で処理ガスを供給することができない。これに、処理空間1001内に処理ガスが円滑に供給されることができなくて処理空間1001内に形成されるプラズマの均一性を害する。
【0005】
また、アンテナ板1100はマイクロ波を透過板1300を向けて円滑に伝達するために薄い厚さを有する。アンテナ板1100に伝達されるマイクロ波はスロット1102を通過しながら電流を発生させる。電流が発生されることによって、アンテナ板1100が加熱されて上部構造に熱的変形を引き起こす。発熱現象を抑制するために冷却構造をさらに設置する場合上部空間の構造的複雑性を増大させる。発熱現象を抑制しない場合、薄い厚さで提供されたアンテナ板1100が変形されて処理空間1001にマイクロ波を円滑に伝達することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、基板を効率的に処理することができる基板処理装置を提供することを一目的とする。
【0007】
また、本発明は、基板処理装置の構造的複雑性を最小化することができる基板処理装置を提供することを一目的とする。
【0008】
また、本発明はマイクロ波を伝達する過程で発生される熱による部材の変形を最小化することができる基板処理装置を提供することを一目的とする。
【0009】
また、本発明は、基板に処理される処理空間に処理ガスを均一に供給することができる基板処理装置を提供することを一目的とする。
【0010】
本発明の目的はこれに制限されないし、言及されなかったまた他の目的らは下の記載らから通常の技術者が明確に理解されることができるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、基板を処理する装置を提供する。基板を処理する装置は内部に処理空間を有する工程チャンバ、前記処理空間で基板を支持する支持ユニット、前記処理空間に処理ガスを供給するガス供給ユニット及び前記処理ガスにマイクロ波を印加してプラズマを発生させるマイクロ波印加ユニットを含むが、前記マイクロ波印加ユニットは前記支持ユニットの上部に配置され、前記処理空間に前記マイクロ波を放射させる透過板、前記透過板の上部に配置された第1導波管及び前記第1導波管に前記マイクロ波を印加する第1電源を含み、前記第1導波管はリング形状で提供されることができる。
【0012】
一実施例によれば、前記第1導波管は透過板の中心を基準で環形のリング形状で提供され、上部から眺める時、前記透過板の中心から離隔された位置で前記第1電源と連結されることができる。
【0013】
一実施例によれば、前記第1導波管は前記透過板の縁領域と対向されるように位置され、一部分が切断されることがある。
【0014】
一実施例によれば、前記第1電源は前記第1導波管の切断面と隣接した前記第1導波管の一面に結合されることができる。
【0015】
一実施例によれば、前記第1導波管の下面には複数個の第1スロットが形成され、前記第1スロットは前記第1導波管の周り方向に沿ってお互いに離隔されるように配置されることができる。
【0016】
一実施例によれば、前記第1スロットは前記第1導波管を正断面から眺める時、複数の列で配置されることができる。
【0017】
一実施例によれば、前記マイクロ波印加ユニットは前記透過板の上部で、前記透過板の中心を含む領域に配置された第2導波管及び前記第2導波管に前記マイクロ波を印加する第2電源をさらに含み、前記第2導波管の下面には少なくとも一つ以上の第2スロットが形成されることができる。
【0018】
一実施例によれば、前記第1電源から前記第1導波管に印加されるマイクロ波の強さと前記第2電源から前記第2導波管に印加されるマイクロ波の強さは相異なことがある。
【0019】
一実施例によれば、前記透過板には前記処理ガスが流動するガスチャンネルが形成され、前記ガスチャンネルは上部から眺める時、前記第1導波管及び前記第2導波管と重畳されない位置に形成されることができる。
【0020】
一実施例によれば、前記第1導波管は前記透過板の上部縁領域一部を囲むように提供され、前記マイクロ波印加ユニットは前記透過板の上部縁領域の他の一部を囲むように提供されて前記第1導波管とお互いに組合されて環形のリング形状を形成し、下面に複数個の第3スロットが形成された第3導波管及び前記第3導波管に前記マイクロ波を印加する第3電源をさらに含むことができる。
【0021】
一実施例によれば、前記第1導波管は金属の材質で提供され、前記透過板は石英(Quartz)を含む材質で提供されることができる。
【0022】
また、本発明は、基板を処理する装置を提供する。基板を処理する装置は内部に処理空間が形成されたチャンバ、前記処理空間内で基板を支持する支持ユニット及び前記処理空間に供給された処理ガスにマイクロ波を印加してプラズマを発生させるマイクロ波印加ユニットを含むが、前記マイクロ波印加ユニットは前記支持ユニットの上部に配置されて前記処理空間に第1マイクロ波を伝達する透過板、前記透過板の上部に配置されて内部に前記第1マイクロ波が流動する第1導波管及び前記第1導波管で前記第1マイクロ波を印加する第1電源を含み、前記第1導波管の下面には前記透過板で前記第1マイクロ波が流動する複数個の第1スロットが形成され、前記第1スロットは前記第1導波管の周り方向に沿ってお互いに離隔されるように配置されることができる。
【0023】
一実施例によれば、前記第1スロットは複数のリング形状で配置されることができる。
【0024】
一実施例によれば、前記第1導波管は前記透過板の縁領域と対向されるように位置され、一部分が切断されて非連続的なリング形状で提供されることができる。
【0025】
一実施例によれば、前記マイクロ波印加ユニットは前記透過板の上部で、前記透過板の中心を含む領域に配置された第2導波管及び前記第2導波管に第2マイクロ波を印加する第2電源をさらに含み、前記第2導波管の下面には少なくとも一つ以上のスロットが形成されることができる。
【0026】
一実施例によれば、前記第1導波管は前記透過板の上部縁領域の一部を囲むように提供され、前記マイクロ波印加ユニットは前記透過板の上部縁領域の他の一部を囲むように提供され、前記第1導波管とお互いに組合されて環形のリング形状を形成し、下面に複数個の第3スロットが形成された第3導波管及び前記第3導波管に第3マイクロ波を印加する第3電源をさらに含むことができる。
【0027】
一実施例によれば、前記透過板の上面と前記第1導波管、前記第2導波管、そして、前記第3導波管はそれぞれ面接することができる。
【0028】
一実施例によれば、前記透過板には前記処理ガスが流動するガスチャンネルが形成され、前記ガスチャンネルは上部から眺める時、前記第1導波管、前記第2導波管、そして、前記第3導波管とお互いに重畳されない位置に形成されることができる。
【0029】
また、本発明は、基板を処理する装置を提供する。基板を処理する装置は内部に処理空間が形成された工程チャンバ、前記処理空間内で基板を支持する支持ユニット、前記処理空間に処理ガスを供給するガス供給ユニット、前記支持ユニットの上部に配置される透過板、前記透過板の上部に配置され、下面に複数個の第1スロットが形成された第1導波管、前記透過板の上部で、前記透過板の中心を含む領域に配置され、下面に少なくとも一つ以上の第2スロットが形成された第2導波管、前記第1導波管に第1マイクロ波を印加する第1電源及び前記第2導波管に第2マイクロ波を印加する第2電源を含むが、前記第1導波管は一部分が切断された環形のリング形状を有することができる。
【0030】
一実施例によれば、前記透過板には前記処理ガスが流動するガスチャンネルが形成され、前記ガスチャンネルは上部から眺める時、前記第1導波管及び前記第2導波管と重畳されない位置に形成されることができる。
【発明の効果】
【0031】
本発明の一実施例によれば、基板を効率的に処理することができる。
【0032】
また、本発明の一実施例によれば、基板処理装置の構造的複雑性を最小化することができる。
【0033】
また、本発明の一実施例によれば、マイクロ波を伝達する過程で発生される熱による部材の変形を最小化することができる。
【0034】
また、本発明の一実施例によれば、基板に処理される処理空間に処理ガスを均一に供給することができる。
【0035】
本発明の効果が上述した効果らに限定されるものではなくて、言及されない効果らは本明細書及び添付された図面らから本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者に明確に理解されることができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【
図1】一般な基板処理装置を概略的に見せてくれる図面である。
【
図2】本発明の一実施例による基板処理装置を概略的に見せてくれる図面である。
【
図3】
図2の一実施例による透過板と第1導波管を概略的に見せてくれる斜視図である。
【
図4】
図3の透過板と第1導波管を上部から眺めた姿を概略的に見せてくれる図面である。
【
図5】aとbは、
図3の第1導波管と透過板でマイクロ波が流動する姿を概略的に見せてくれる図面である。
【
図6】
図2の他の実施例による第1導波管を上部から眺めた姿を概略的に見せてくれる図面である。
【
図7】同じく、
図2の他の実施例による第1導波管を上部から眺めた姿を概略的に見せてくれる図面である。
【
図8】本発明の他の実施例による基板処理装置を概略的に見せてくれる図面である。
【
図9】
図8の一実施例による透過板と導波管を概略的に見せてくれる斜視図である。
【
図10】
図9の透過板と導波管を上部から眺めた姿を概略的に見せてくれる図面である。
【
図11】
図8の他の実施例による透過板と導波管を概略的に見せてくれる図面である。
【発明を実施するための形態】
【0037】
以下、本発明の実施例を添付された図面らを参照してより詳細に説明する。本発明の実施例はさまざまな形態で変形されることができるし、本発明の範囲が下で敍述する実施例によって限定されることで解釈されてはいけない。本実施例は当業界で平均的な知識を有した者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面での構成要素の形状などはより明確な説明を強調するために誇張されたものである。
【0038】
第1、第2などの用語は多様な構成要素らを説明することに使用されることができるが、前記構成要素らは前記用語らによって限定されてはいけない。前記用語らは一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的で使用されることができる。例えば、本発明の権利範囲から離脱されないまま第1構成要素は第2構成要素で命名されることができるし、類似に第2構成要素も第1構成要素で命名されることができる。
【0039】
以下では、
図2乃至
図11を参照して本発明の実施例に対して詳しく説明する。
【0040】
図2は、本発明の一実施例による基板処理装置を概略的に見せてくれる図面である。
図2を参照すれば、基板処理装置10は基板(W)を処理する。基板処理装置10はプラズマを利用して基板(W)を処理することができる。例えば、基板処理装置10はプラズマを利用して基板(W)上の薄膜を除去するエッチング(Etching)工程、フォトレジスト膜を除去するアッシング(Ashing)工程、基板(W)上に薄膜を形成する蒸着工程、またはドライクリーニング工程を遂行することができる。
【0041】
選択的に、基板処理装置10は水素プラズマを利用して基板(W)に対してアニール工程を遂行することができる。但し、これに限定されないで、基板処理装置10で遂行するプラズマ処理工程は公知されたプラズマ処理工程で多様に変形されることができる。基板処理装置10に搬入される基板(W)は処理工程が一部遂行された基板(W)が搬入されることができる。例えば、基板処理装置10に搬入される基板(W)は蝕刻工程または写真工程などが遂行された基板(W)であることがある。
【0042】
基板処理装置10は工程チャンバ100、支持ユニット200、マイクロ波印加ユニット300、そして、ガス供給ユニット400を含むことができる。
【0043】
工程チャンバ100はボディー110とカバー120を含むことができる。ボディー110は上面が開放され、内部空間を有することができる。例えば、ボディー110は内部空間を有して、上面が開放された円筒形状を有することができる。カバー120はボディー110の上端に置かれることができる。カバー120はボディー110の開放された上面を密閉することができる。例えば、カバー120は下面が開放された円筒形状で提供されることができる。ボディー110とカバー120はお互いに組合されて工程チャンバ100を定義することができる。カバー120は上部空間が下部空間よりさらに大きい半径を有するように下端部内側が段差になるように提供されることができる。カバー120の下端部内側の段差になった部分には後述する透過板310の外側端部が配置されることができる。
【0044】
工程チャンバ100は内部に処理空間101を有する。処理空間101はボディー110、カバー120、そして、後述する透過板310がお互いに組合されて形成された空間に提供される。処理空間101は基板(W)が処理される空間を提供する。
【0045】
但し、前述した例と異なり、本発明の一実施例による工程チャンバ100にはカバー120が提供されないこともある。例えば、ボディー110と透過板310がお互いに組合されて処理空間101を提供することができる。ボディー110は開放された上面を有して、透過板310はボディー110の開放された上面を密閉することができる。ボディー110の外側上端に透過板310の外側端部が結合されて処理空間101を定義することができる。
【0046】
工程チャンバ100の側壁には基板(W)が処理空間101から搬出されるか、または、処理空間101に基板(W)が搬入される開口(図示せず)が形成される。開口(図示せず)はドア(図示せず)によって選択的に遮蔽されることができる。例えば、開口(図示せず)はボディー110の一側壁に形成されることができる。工程チャンバ100の内側壁はコーティングされることができる。例えば、工程チャンバ100の内側壁は石英(Quartz)を含む素材でコーティングされることができる。
【0047】
工程チャンバ100の底面には排気ホール130が形成される。例えば、排気ホール130はボディー110の底面に形成されることができる。排気ホール130は排気ライン140と連結されることができる。排気ライン140は処理空間101を流動するパーティクル、工程副産物などを排出する。排気ライン140の一端は排気ホール130と連結され、排気ライン140の他端は図示されない陰圧を提供する減圧ユニットに連結される。減圧ユニット(図示せず)はポンプであることがある。しかし、これに限定されるものではなくて、減圧ユニット(図示せず)は陰圧を提供する公知された装置で多様に変形されて提供されることができる。
【0048】
支持ユニット200は処理空間101内部に位置する。支持ユニット200は処理空間101内で基板(W)を支持する。一例によれば、支持ユニット200は静電気力(Electrostatic force)を利用して基板(W)をチャッキング(Chucking)することができるESCであることがある。選択的に、支持ユニット200は機械的クランピングによって基板(W)を物理的に支持することができる。選択的に、支持ユニット200は基板(W)を固定する手段を提供しないで、基板(W)は支持ユニット200上に置かれることがある。
【0049】
支持ユニット200は胴体210とヒーター220を含むことがある。胴体210は基板(W)を支持する。胴体210の上面は基板(W)を支持する支持面に提供されることができる。胴体210の上面には基板(W)が安着される。胴体210は誘電体(Dielectric substance)に提供されることができる。胴体210は概して円板形状の誘電板で提供されることができる。一例によれば、胴体210の上面の直径は基板(W)の直径より相対的に大きく提供されることができる。
【0050】
ヒーター220は基板(W)を加熱する。ヒーター220は胴体210の上面に支持された基板(W)を加熱することができる。ヒーター220は胴体210の温度を上昇させて基板(W)を加熱する。例えば、ヒーター220は印加される電流に抵抗して発熱する発熱体で提供されることができる。ヒーター230はタングステンのような発熱体であることができる。但し、ヒーター230の種類はこれに限定されるものではなくて、公知された発熱体で多様に変形されて提供されることができる。
【0051】
発生された熱は胴体210を通じて基板(W)に伝達される。ヒーター220で発生された熱によって基板(W)は工程に要求される設定温度で維持されることができる。また、ヒーター220は基板(W)が処理されるうちに基板(W)から分離される不純物(例えば、酸化膜)が基板(W)に再付着されることを防止できるように、胴体210の温度を高めることができる。
【0052】
たとえ図示されなかったが、一実施例によれば、ヒーター220は螺旋形状のコイルで複数個が提供されることができる。ヒーター220は胴体210のお互いに異なる領域にそれぞれ提供されることができる。例えば、胴体210の中央領域を加熱するヒーター220と胴体210の縁領域を加熱するヒーター220がそれぞれ提供されることができるし、これらヒーター220らはお互いの間に独立的に発熱程度を調節することができる。
【0053】
図3は、
図2の一実施例による透過板と第1導波管を概略的に見せてくれる斜視図である。
図4は
図3の透過板と第1導波管を上部から眺めた姿を概略的に見せてくれる図面である。以下では、
図2乃至
図4を参照して本発明の一実施例によるマイクロ波印加ユニットに対して詳しく説明する。
【0054】
マイクロ波印加ユニット300は処理空間101にプラズマを発生させる。マイクロ波印加ユニット300は処理空間101に供給された処理ガスにマイクロ波を印加して処理空間101内の処理ガスを励起させることができる。マイクロ波印加ユニット300は透過板310、導波管320、そして、電源360を含むことができる。
【0055】
透過板310は支持ユニット200上部に配置される。透過板310はボディー110、そして、カバー120と組合されて処理空間101を定義することができる。透過板310は処理空間101の上部壁で機能する。透過板310は板形状で提供されることができる。例えば、透過板310は概して円板形状で提供されることができる。透過板310の外側下端部はカバー120の段差になった空間に配置されることができる。透過板310の上下面は平たく提供されることができる。但し、これに限定されるものではなくて、透過板310の上面は平たく提供され、透過板310の下面の中央領域は平たく提供され、透過板310の下面、縁領域は下に向ける方向に突き出されるように形成されることができる。
【0056】
透過板310はマイクロ波を通過させることができる材質で提供される。透過板310は処理空間101でマイクロ波を放射させる材質で提供される。一例で、透過板310は石英(Quartz)材質で提供されることができる。選択的に、透過板310は酸化アルミニウム(Al2O3)、窒化アルミニウム(AlN)、サファイア、または窒化シリコン(SiN)などのセラミックスのような誘電体材質で提供されることができる。
【0057】
透過板310の内部にはガスチャンネル312が形成される。ガスチャンネル312は透過板310の上端から下端まで貫通するグルーブ(Groove)で提供されることができる。ガスチャンネル312は後述するガスライン440と連通されることができる。後述するガス供給ユニット400から供給される処理ガスはガスライン440、そして、ガスチャンネル312を順次に通過して処理空間101に供給されることができる。
【0058】
ガスチャンネル312は複数個提供されることができる。複数個のガスチャンネル312らは透過板310の中心を含む領域と透過板310の縁領域に形成されることができる。複数個のガスチャンネル312らは透過板310の周り方向に沿ってお互いに離隔されるように形成されることができる。複数個のガスチャンネル312らは上部から眺める時、後述する導波管320とお互いに重畳されない位置に形成される。
【0059】
導波管320は透過板310の上部に配置される。導波管320は透過板310と接触されるように位置される。例えば、導波管320の下面は透過板310の上面と面接することがある。導波管320は金属材質で提供されることができる。例えば、導波管320は銅またはアルミニウムを含む材質で提供されることができる。導波管320の内側面は導体で提供される。一例で、導波管320の内側面は金または銀で提供されることができる。導波管320はその断面が多角形である管形状で提供されることができる。導波管320は内部に通路が形成される。後述する電源360から印加されるマイクロ波は導波管320の内部通路を通じて透過板310に伝達されることができる。
【0060】
導波管320は第1導波管330を含むことができる。第1導波管330は第1部分331、第2部分332、そして、第3部分333を有することができる。第1部分331、第2部分332、そして、第3部分333は一体に形成されることができる。
【0061】
第1部分331はリング形状で提供されることができる。第1部分331は透過板310の中心を基準で環形のリング形状を有することができる。第1部分331は上部から眺める時、透過板310の縁領域と対向される位置に配置されることができる。第1部分331は一部分が切断されるように形成される。第1部分331は非連続的なリング形状で形成されることができる。
【0062】
第1部分331の底面には第1スロット335が形成される。第1スロット335は第1部分331の底面を貫通する貫通スリットで提供されることができる。選択的に、第1スロット335はマイクロ波を伝達する物質で満たされることができる。第1スロット335の長さ方向は第1部分331の一側面でこれと見合わせる他の側面を向ける方向に形成されることができる。
【0063】
第1スロット335は複数個で提供されることができる。複数個の第1スロット335らは第1部分331の周り方向に沿ってお互いに離隔されるように配置されることができる。複数個の第1スロット335らは第1部分331の正断面から眺める時、複数の列で配置されることができる。これによって、複数個の第1スロット335らは第1部分331で複数のリング形状で配列されることができる。図示されたところと異なり、複数個の第1スロット335らは透過板310の中心を基準でお互いに異なる角度を有して配列されることができる。
【0064】
第2部分332は第1部分331から延長されることができる。例えば、第2部分332は第1部分331の上面から上に向ける方向に延長されることができる。第2部分332は第1部分331に形成された切断面と隣接した位置で第1部分331の上面と結合されることができる。
【0065】
第3部分333は第2部分332から延長されることができる。例えば、第3部分333は第2部分332の上面から水平方向に延長されることができる。第3部分333は後述する第1電源370と連結されることができる。
【0066】
電源360は第1電源370と第1マッチングネットワーク372を含むことができる。第1電源370は第1マイクロ波を発生させる。例えば、第1電源370で発生された第1マイクロ波はおおよそ2.3GHz乃至2.5GHzの周波数を有することができる。第1電源370は第1導波管330に連結されることができる。第1マッチングネットワーク372は第3部分333に提供される。第1マッチングネットワーク372は第1電源370と第2部分332との間に提供される。第1マッチングネットワーク372は第1電源370を通じて伝播される第1マイクロ波を所定の周波数でマッチングさせることができる。
【0067】
図5aと
図5bは、
図3の第1導波管と透過板でマイクロ波が流動する姿を概略的に見せてくれる図面である。
図5aと
図5bを参照すれば、第1電源370で発生された第1マイクロ波は第1導波管330に伝達されることができる。第1電源370で発生された第1マイクロ波は第1マッチングネットワーク372、第1導波管330の第3部分333、第2部分332を経って第1部分331に伝播されることができる。第1部分331に供給された第1マイクロ波はリング形状で形成された第1部分331に沿って第1部分331の切断された部分まで伝播されることができる。第1マイクロ波は第1部分331の内部空間に伝播されて第1部分331の下面に形成された第1スロット335を通過して透過板310に伝播される。第1マイクロ波は透過板310で放射されて処理空間101に伝播されることができる。
【0068】
本発明の一実施例によれば、マイクロ波印加ユニット300は処理空間101の上部に配置される透過板310、透過板310の上部に配置される導波管320、そして、導波管320にマイクロ波を伝達する電源360を含むように提供されることができる。これに、導波管320が電源360から印加されるマイクロ波を透過板310に直接的に伝達することで、マイクロ波印加ユニット300が配置される処理空間101の上部領域の構造的複雑性を最小化することができる。すなわち、別途のアンテナ部材を設置しないで、一体型に形成されて処理空間101にマイクロ波を伝達するマイクロ波印加ユニット300を提供することができる。また、
図1を参照して説明した一般な基板処理装置と異なり、薄い厚さで提供される既存のアンテナ板の役割を導波管320の下面に形成された第1スロット335と透過板310が同時に遂行されることで、アンテナ板に発生する発熱を最小化することができる。これに、マイクロ波が伝達される過程で発生される熱によるマイクロ波印加ユニット300の熱的変形を最小化することができる。これによって、処理空間101にマイクロ波が均一に伝達されることができるし、処理空間101にプラズマが均一に形成されることができる。
【0069】
再び
図2を参照すれば、ガス供給ユニット400は処理空間101に処理ガスを供給する。ガス供給ユニット400はガス供給源420とガスライン440を含むことができる。ガス供給源420は処理ガスを貯蔵及び/または供給することができる。処理ガスは水素を含むことができる。ガスライン440はガス供給源420及びガスチャンネル312と連結される。ガスライン440の一端はガス供給源420と連結され、ガスラインの他端はガスチャンネル312と連通されることができる。ガス供給源420から供給された処理ガスはガスライン440とガスチャンネル312を通じて処理空間101に供給されることができる。例えば、処理ガスは支持ユニット200に支持された基板(W)の上部に向けて供給されることができる。
【0070】
前述した例ではガスライン440の他端が透過板310に形成されたガスチャンネル312と連通されることを例を挙げて説明した。但し、これに限定されないで、ガスライン440の他端は分岐されることができる。分岐されたガスライン440の他端はそれぞれガスチャンネル312及び工程チャンバ100の一側壁と結合されることができる。工程チャンバ100の一側壁と結合されたガスチャンネル312の他端は処理空間101の側面で処理空間101を向けて処理ガスを供給することができる。ガスチャンネル312の他端は工程チャンバ100の一側壁の周り方向に沿って複数の支点に結合されることができる。
【0071】
前述した本発明の一例によれば、処理ガスが透過板310に形成されたガスチャンネル312に沿って処理空間101の上部に向けて供給されることができる。これに、処理空間101内で基板(W)で作用するプラズマを効率的に発生させ、基板(W)の処理効率を向上させることができる。
【0072】
図6と
図7は、
図2の他の実施例による第1導波管を上部から眺めた姿を概略的に見せてくれる図面である。以下で説明する一例による第1導波管は追加的に説明する場合を除いて、
図2乃至
図4を参照して説明した第1導波管と大部分類似な構造で提供される。これに、重複される構成に対してはその説明を略する。
【0073】
図6を参照すれば、第1部分331の底面には第1スロット335が形成される。第1スロット335は第1部分331の上下面を貫通する貫通スリットで提供されることができる。選択的に、第1スロット335はマイクロ波を通過する物質で満たされることができる。第1スロット335の長さ方向は第1部分331の一側面でこれと見合わせる他の側面と平行な方向に形成されることができる。第1スロット335は複数個で提供されることができる。複数個の第1スロット335らは第1部分331の周り方向に沿ってお互いに離隔されるように配置されることができる。図示されたところと異なり、複数個の第1スロット335らは透過板310の中心を基準でお互いに異なる角度を有して配列されることができる。
【0074】
図7を参照すれば、第1部分331の底面に形成された第1スロット335の長さ方向は第1部分331の周り方向に沿って形成されることができる。例えば、第1スロット335は第1部分331の一側面と平行な方向に長さ方向を有することができる。第1スロット335らは複数個で提供されることができる。複数個の第1スロット335らは第1部分331の周り方向に沿ってお互いに離隔されるように配置されることができる。複数個の第1スロット335らは第1部分331の正断面から眺める時、複数の列で配置されることができる。これによって、複数個の第1スロット335らは第1部分331で複数のリング形状で配列されることができる。図示されたところの異なり、複数個の第1スロット335らは透過板310の中心を基準でお互いに異なる角度を有して配列されることができる。
【0075】
図8は、本発明の他の実施例による基板処理装置を概略的に見せてくれる図面である。
図9は
図8の一実施例による透過板と導波管を概略的に見せてくれる斜視図である。
図10は
図9の透過板と導波管を上部から眺めた姿を概略的に見せてくれる図面である。以下では、
図8乃至
図10を参照して本発明の他の実施例による基板処理装置に対して詳しく説明する。
【0076】
導波管320は第1導波管330、第2導波管340、そして、第3導波管350を含むことができる。第1導波管330は第1部分331、第2部分332、そして、第3部分333を有することができる。第1部分331、第2部分332、そして、第3部分333は一体に形成されることができる。
【0077】
第1部分331は概してリング形状で提供されることができる。第1部分331は切断されたリング形状で提供されることができる。第1部分331は透過板310の中心を基準で、透過板310の縁領域と対向される位置に半円形状で提供されることができる。例えば、第1部分331は透過板310の上部縁領域の一部を囲むように提供されることができる。第2部分332は第1部分331から延長され、第3部分333は第2部分332から延長される。第2部分332と第3部分333は
図2乃至
図4を参照して説明した第2部分332及び第3部分333に対する説明と大部分類似に提供されるので、これに対する説明は略する。
【0078】
第2導波管340は透過板310の中心を含む領域に配置されることができる。例えば、第2導波管340は透過板310の中心を含む領域の上面に配置されることができる。第2導波管340は第1導波管330及び後述する第3導波管350とお互いに離隔されるように配置されることができる。第1導波管330、第2導波管340、そして、第3導波管350がお互いに離隔されて配置された間の空間にはガスライン440が配置されることができる。これに、第1導波管330、第2導波管340、そして、第3導波管350がお互いに離隔された位置と対向される透過板310の上面にはガスチャンネル312が形成されることができる。これに、上部から眺める時、ガスチャンネル312は第1導波管330、第2導波管340、そして、第3導波管350とお互いに重畳されない位置に形成されることができる。
【0079】
第2導波管340の下面は透過板310の上面と面接することができる。第2導波管340の下面には第2スロット345が形成される。第2スロット345は第2導波管340の下面を貫通することができる。選択的に、第2スロット345は後述する第2マイクロ波が通過する物質で満たされることができる。第2スロット345は少なくとも一つ以上が提供されることができる。第2スロット345は上部から眺める時、支持ユニット200に支持された基板(W)の中心と重畳される位置に提供されることができる。
【0080】
第3導波管350は第1部分351、第2部分352、そして、第3部分353を有することができる。第1部分351、第2部分352、そして、第3部分353は一体に形成されることができる。第1部分351は概してリング形状で提供されることができる。第1部分351は切断されたリング形状で提供されることができる。第1部分351は透過板310の中心を基準で、透過板310の縁領域と対向される位置に半円形状で提供されることができる。例えば、第1部分351は透過板310の上部縁領域の他の一部を囲むように提供されることができる。
【0081】
第3導波管350の第1部分351は第1導波管330の第1部分331とお互いに組合されて透過板310の上部でリング形状を形成することができる。第3導波管350の第1部分351の一端は第1導波管330の第1部分331の一端と一定距離で離隔されて見合わせるように配置されることができる。また、第3導波管350の第1部分351の他端は、第1導波管330の第1部分331の他端と一定距離で離隔されて見合わせるように配置されることができる。
【0082】
第1部分351の下面には第3スロット355が形成される。第3スロット355は第1部分351の底面を貫通する貫通スリットで提供されることができる。選択的に第3スロット355は後述する第3マイクロ波を伝達する物質で満たされることができる。第3スロット355の長さ方向、配置、及び/または形状は第1スロット335と大部分類似に提供されることができる。これに、重複される内容の説明を避けるために第3スロット355の長さ方向、配置、及び/または形状に対する説明は略する。
【0083】
第2部分352は第1部分351から延長されることができる。例えば、第2部分352は第1部分351の上面から上に向ける方向に延長されることができる。第2部分352は透過板310の中心を通過する仮想の直線上に位置することができる。例えば、第1導波管330の第2部分332は第3導波管350の第2部分352と仮想の直線上で対向されるように位置することができる。
【0084】
第3部分353は第2部分352から延長されることができる。例えば、第3部分353は第2部分352の上面から垂直方向に延長されることができる。第3部分353は後述する第3電源390と連結されることができる。
【0085】
電源360は第1電源370、第1マッチングネットワーク372、第2電源380、第2マッチングネットワーク382、第3電源390、そして、第3マッチングネットワーク392を含むことができる。第1電源370と第1マッチングネットワーク372は
図2乃至
図4を参照して説明した構成と類似に提供される。
【0086】
第2電源380は第2マイクロ波を発生させる。第2電源380は第2導波管340に連結されることができる。例えば、第2電源380で発生された第2マイクロ波はおおよそ0.8GHz乃至1.2GHzの周波数を有することができる。第2マッチングネットワーク382は第2導波管340に提供される。第2マッチングネットワーク382は第2電源380と第2導波管340との間に提供される。第2マッチングネットワーク382は第2電源380を通じて伝播される第2マイクロ波を所定の周波数でマッチングさせることができる。
【0087】
第3電源390は第3マイクロ波を生成する。第3電源390は第3導波管350に連結されることができる。例えば、第3電源390で発生された第3マイクロ波はおおよそ2.3GHz乃至2.5GHzの周波数を有することができる。第3マッチングネットワーク392は第3導波管350に提供される。第3マッチングネットワーク392は第3電源390と第3導波管350との間に提供される。第3マッチングネットワーク392は第3電源390を通じて伝播される第3マイクロ波を所定の周波数でマッチングさせることができる。
【0088】
第1電源370で発生された第1マイクロ波は第1強さを有することができる。第2電源380で発生される第2マイクロ波は第2強さを有することができる。また、第3電源390で発生される第3マイクロ波は第3強さを有することができる。第1強さ、第2強さ、そして、第3強さはお互いに異なる大きさを有することができる。選択的に、第1強さと第3強さはお互いに対応される大きさを有することができるし、第2強さは第1強さ及び第3強さより小さな大きさを有することができる。
【0089】
前述した本発明の一実施例によれば、透過板310の上側縁領域にお互いに異なる第1導波管330と第3導波管350を配置し、透過板310の中心を含む領域に第2導波管340を配置することで、それぞれの導波管320から処理空間101にマイクロ波を均一に伝達することができる。また、第1導波管330、第2導波管340、そして、第3導波管350にそれぞれ独立的なマイクロ波ソース(例えば、第1電源370、第2電源380、そして、第3電源390が連結されることによって、処理空間101の領域別に形成されるプラズマの大きさによってお互いに異なる大きさのマイクロ波を供給するように調節して処理空間101内でのプラズマの均一度を償うことができる。
【0090】
図11は、
図8の他の実施例による透過板と導波管を概略的に見せてくれる図面である。
図11を参照すれば、導波管320は第1導波管330と第2導波管340を含むことができる。
【0091】
第1導波管330は第1部分331、第2部分332、そして、第3部分333を有することができる。第1部分331、第2部分332、そして、第3部分333は一体に形成されることができる。第1部分331はリング形状で提供されることができる。第1部分331は透過板310の中心を基準で環形のリング形状を有することができる。第1部分331は上部から眺める時、透過板310の縁領域と対向される位置に配置されることができる。第1部分331は一部分が切断されるように形成される。第1部分331は非連続的なリング形状で形成されることができる。
【0092】
第2部分332は第1部分331から延長されることができる。例えば、第2部分332は第1部分331の上面から上に向ける方向に延長されることができる。第2部分332は第1部分331に形成された切断面と隣接した位置で第1部分331の上面と結合されることができる。
【0093】
第3部分333は第2部分332から延長されることができる。例えば、第3部分333は第2部分332の上面から水平方向に延長されることができる。第3部分333は第1電源370と連結されることができる。
【0094】
第2導波管340は透過板310の中心を含む領域に配置されることができる。例えば、第2導波管340は透過板310の中心を含む領域の上面に配置されることができる。第2導波管340は第1導波管330とお互いに離隔されるように配置されることができる。第1導波管330と第2導波管340がお互いに離隔されて配置された間の空間にはガスライン440が配置されることができる。これに、第1導波管330と第2導波管340がお互いに離隔された位置と対向される透過板310の上面にはガスチャンネル312が形成されることができる。これに、上部から眺める時、ガスチャンネル312は第1導波管330及び第2導波管340とお互いに重畳されない位置に形成されることができる。
【0095】
以上の詳細な説明は本発明を例示するものである。また、前述した内容は本発明の望ましい実施形態を示して説明するものであり、本発明は多様な他の組合、変更及び環境で使用することができる。すなわち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、著わした開示内容と均等な範囲及び/または当業界の技術または知識の範囲内で変更または修正が可能である。著わした実施例は本発明の技術的思想を具現するための最善の状態を説明するものであり、本発明の具体的な適用分野及び用途で要求される多様な変更も可能である。したがって、以上の発明の詳細な説明は開示された実施状態で本発明を制限しようとする意図ではない。また、添付された請求範囲は他の実施状態も含むことで解釈されなければならない。
【符号の説明】
【0096】
100 工程チャンバ
101 処理空間
110 ボディー
120 カバー
200 支持ユニット
300 マイクロ波印加ユニット
310 透過板3
12 ガスチャンネル
320 導波管
330 第1導波管
340 第2導波管
350 第3導波管
360 電源
370 第1電源
380 第2電源
390 第3電源
335 第1スロット
345 第2スロット
355 第3スロット
400 ガス供給ユニット