特開 2024-12061 基板処理装置及び基板処理方法

(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】P2024012061

(43)【公開日】2024-01-25

(54)【発明の名称】基板処理装置及び基板処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20240118BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20240118BHJP

   C23F 1/12 20060101ALI20240118BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 101G

H05H1/46 M

C23F1/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023040469

(22)【出願日】2023-03-15

(31)【優先権主張番号】10-2022-0087395

(32)【優先日】2022-07-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】598123150

【氏名又は名称】セメス株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＳＥＭＥＳ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】７７，４ｓａｎｄａｎ ５－ｇｉｌ，Ｊｉｋｓａｎ－ｅｕｐ，Ｓｅｏｂｕｋ－ｇｕ，Ｃｈｅｏｎａｎ－ｓｉ，Ｃｈｕｎｇｃｈｅｏｎｇｎａｍ－ｄｏ，３３１－８１４ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110000671

【氏名又は名称】ＩＢＣ一番町弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】アン，ソン ピョ

(72)【発明者】

【氏名】ジュ，ヨン ジョン

(72)【発明者】

【氏名】リム，ヒュン ミン

(72)【発明者】

【氏名】ハン，ミン スン

(72)【発明者】

【氏名】イ，ジェ ホ

【テーマコード（参考）】

2G084

4K057

5F004

【Ｆターム（参考）】

2G084AA02

2G084AA03

2G084AA13

2G084BB12

2G084BB14

2G084CC12

2G084CC33

2G084DD02

2G084DD15

2G084FF14

2G084FF15

4K057DE06

4K057DE10

5F004AA02

5F004BA03

5F004BA05

5F004BB13

5F004BB28

5F004BD01

5F004DA00

5F004DA24

(57)【要約】      （修正有）

【課題】基板処理のためのエッチャントの生成効率を向上させる基板処理装置及び基板処理方法を提供する。
【解決手段】基板処理装置は、プラズマ生成領域、ガスミキシング領域１２０及び基板工程領域１３０を含む工程チャンバー１００と、プラズマ生成領域に第１工程ガスを供給する第１ガス供給ライン２００と、ガスミキシング領域に第２工程ガスを供給する第２ガス供給ライン３００と、プラズマ生成領域とガスミキシング領域との間に配置されたイオンブロッカー４００と、ガスミキシング領域と基板工程領域との間に配置されたシャワーヘッド５００と、を含む。イオンブロッカーは、第２工程ガスがプラズマ生成領域に供給されるように、第２ガス供給ラインと連結され、プラズマ生成領域に開放される第１ブロッカーチャンネル４１１及び第１ブロッカーホール４１２を含む第１ブロッカー流路部を形成する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマ生成領域、ガスミキシング領域、及び基板工程領域を含む工程チャンバーと、
前記プラズマ生成領域に第１工程ガスを供給する第１ガス供給ラインと、
前記ガスミキシング領域に第２工程ガスを供給する第２ガス供給ラインと、
前記プラズマ生成領域と前記ガスミキシング領域との間に配置されたイオンブロッカーと、
前記ガスミキシング領域と前記基板工程領域との間に配置されたシャワーヘッドと、を含み、
前記イオンブロッカーは、前記第２工程ガスが前記プラズマ生成領域に供給されるように、前記第２ガス供給ラインと連結され、前記プラズマ生成領域に開放された第１ブロッカー流路部が形成された、基板処理装置。

【請求項2】

前記第１ブロッカー流路部は、
前記第２ガス供給ラインと連結され、前記イオンブロッカーの内部に形成された第１ブロッカーチャンネルと、
前記第１ブロッカーチャンネルに連結され、前記プラズマ生成領域に開放されて形成された第１ブロッカーホールと、を含む、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記第１ブロッカーホールは、前記第１ブロッカーチャンネルに沿って複数個が互いに離隔して配置された、請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記イオンブロッカーは、前記第２工程ガスが前記ガスミキシング領域に供給されるように、前記第２ガス供給ラインと連結され、前記ガスミキシング領域に開放された第２ブロッカー流路部が形成された、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記第２ブロッカー流路部は、
前記第２ガス供給ラインと連結され、前記イオンブロッカーの内部に形成された第２ブロッカーチャンネルと、
前記第２ブロッカーチャンネルに連結され、前記ガスミキシング領域に開放されて形成された第２ブロッカーホールと、を含む、請求項４に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記イオンブロッカーは、センタ部に形成された第１領域と、前記第１領域の周囲に配置された第２領域に区画された、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記第１ブロッカー流路部は、前記第１領域に形成された、請求項６に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記イオンブロッカーは、前記第２工程ガスが前記ガスミキシング領域に供給されるように、前記第２ガス供給ラインと連結され、前記ガスミキシング領域に開放された第２ブロッカー流路部が形成され、
前記第２ブロッカー流路部は、前記第２領域に形成された、請求項７に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記イオンブロッカーは前記プラズマ生成領域と前記ガスミキシング領域を連結するブロッカー貫通孔が形成され、
前記シャワーヘッドは、前記ガスミキシング領域と前記基板工程領域を連結するヘッド貫通孔が形成された、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記シャワーヘッドは、前記第２工程ガスが前記ガスミキシング領域に供給されるように、前記第２ガス供給ラインと連結され、前記ガスミキシング領域に開放されたヘッド流路部が形成された、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記ヘッド流路部は、
前記第２ガス供給ラインと連結され、前記シャワーヘッドの内部に形成されたヘッドチャンネルと、
前記ヘッドチャンネルに連結され、前記ガスミキシング領域に開放されて形成されたヘッドホールと、を含む、請求項１０に記載の基板処理装置。

【請求項12】

プラズマ生成領域、ガスミキシング領域、及び基板工程領域を含む工程チャンバーと、
前記プラズマ生成領域と前記ガスミキシング領域との間に配置されたイオンブロッカーと、
前記ガスミキシング領域と前記基板工程領域との間に配置されたシャワーヘッドと、
前記工程チャンバーに連結され、前記プラズマ生成領域に第１工程ガスを供給する第１ガス供給ラインと、
前記イオンブロッカーに連結され、前記ガスミキシング領域に第２工程ガスを供給する第２ガス供給ラインと、
前記工程チャンバーに高周波電圧を印加する高周波電源と、を含み、
前記イオンブロッカーは、前記第２工程ガスが前記プラズマ生成領域に供給されるように、前記第２ガス供給ラインと連結され、前記プラズマ生成領域に開放された第１ブロッカー流路部が形成された、基板処理装置。

【請求項13】

前記第１ブロッカー流路部は、
前記第２ガス供給ラインと連結され、前記イオンブロッカーの内部に形成された第１ブロッカーチャンネルと、
前記第１ブロッカーチャンネルに連結され、前記プラズマ生成領域に開放されて形成された第１ブロッカーホールと、を含む、請求項１２に記載の基板処理装置。

【請求項14】

前記第１ブロッカーホールは、前記第１ブロッカーチャンネルに沿って複数個が互いに離隔して配置された、請求項１３に記載の基板処理装置。

【請求項15】

前記イオンブロッカーは、前記第２工程ガスが前記ガスミキシング領域に供給されるように、前記第２ガス供給ラインと連結され、前記ガスミキシング領域に開放された第２ブロッカー流路部が形成された、請求項１２に記載の基板処理装置。

【請求項16】

前記第２ブロッカー流路部は、
前記第２ガス供給ラインと連結され、前記イオンブロッカーの内部に形成された第２ブロッカーチャンネルと、
前記第２ブロッカーチャンネルに連結され、前記ガスミキシング領域に開放されて形成された第２ブロッカーホールと、を含む、請求項１５に記載の基板処理装置。

【請求項17】

前記イオンブロッカーは、センタ部の第１領域と、前記第１領域の周囲に配置された第２領域に区画された、請求項１２に記載の基板処理装置。

【請求項18】

前記第１ブロッカー流路部は、前記第１領域に形成された、請求項１７に記載の基板処理装置。

【請求項19】

前記イオンブロッカーは、前記第２工程ガスが前記ガスミキシング領域に供給されるように、前記第２ガス供給ラインと連結され、前記ガスミキシング領域に開放された第２ブロッカー流路部が形成され、
前記第２ブロッカー流路部は、前記第２領域に形成された、請求項１８に記載の基板処理装置。

【請求項20】

工程チャンバー内のプラズマ生成領域に第１工程ガスを供給する第１ガス供給段階と、
前記工程チャンバー内の前記プラズマ生成領域と、前記プラズマ生成領域の後のガスミキシング領域に第２工程ガスを供給する第２ガス供給段階と、
前記プラズマ生成領域で前記第１工程ガスをプラズマ状態に変換させるプラズマ生成段階と、
前記プラズマ生成領域で前記第２工程ガスが前記プラズマのラジカルと反応してエッチャントを生成する第１反応段階と、
前記ガスミキシング領域で前記第２工程ガスが前記プラズマ生成領域から供給された前記プラズマのラジカルと反応してエッチャントを生成する第２反応段階と、
前記工程チャンバー内の前記ガスミキシング領域の後の基板工程領域で前記ガスミキシング領域から供給された前記エッチャントで基板を処理する基板処理段階と、を含む、基板処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板を処理する基板処理装置及び基板処理方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

基板の処理工程には、プラズマが用いられることができる。例えば、乾式洗浄、アッシング、またはエッチング工程にプラズマが用いられることができる。プラズマは、非常に高い温度や、強い電界または高周波電磁界（ＲＦ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｉｅｌｄｓ）によって生成される。プラズマは、イオンや電子、ラジカルなどからなるイオン化されたガスの状態をいう。プラズマを用いた乾式洗浄、アッシング、またはエッチング工程は、プラズマに含まれたイオンまたはラジカル粒子が基板と衝突することで行われる。

【0003】

一方、プラズマエッチング工程において、基板をエッチングするエッチャント（Ｅｔｃｈａｎｔ、反応ガスまたはエッチングガス）は、工程チャンバーのガスミキシング領域で工程ガスとラジカルの混合によって生成される。しかし、工程ガスがガスミキシング領域でのみラジカルと反応することによって、エッチャントの生成効率に限界がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】韓国公開特許公報第１０－２０２１－００２４２４１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、上記のような問題点を解決するために創案されたものであり、基板処理のためのエッチャントの生成効率を向上させる基板処理装置及び基板処理方法を提供することにその目的がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するために、本発明の一実施例による基板処理装置は、プラズマ生成領域、ガスミキシング領域、及び基板工程領域を含む工程チャンバーと、上記プラズマ生成領域に第１工程ガスを供給する第１ガス供給ラインと、上記ガスミキシング領域に第２工程ガスを供給する第２ガス供給ラインと、上記プラズマ生成領域と上記ガスミキシング領域との間に配置されたイオンブロッカーと、上記ガスミキシング領域と上記基板工程領域との間に配置されたシャワーヘッドと、を含み、上記イオンブロッカーは、上記第２工程ガスが上記プラズマ生成領域に供給されるように、上記第２ガス供給ラインと連結され、上記プラズマ生成領域に開放された第１ブロッカー流路部が形成される。

【0007】

上記第１ブロッカー流路部は、上記第２ガス供給ラインと連結され、上記イオンブロッカーの内部に形成された第１ブロッカーチャンネルと、上記第１ブロッカーチャンネルに連結され、上記プラズマ生成領域に開放されて形成された第１ブロッカーホールと、を含む。

【0008】

上記第１ブロッカーホールは、上記第１ブロッカーチャンネルに沿って複数個が互いに離隔して配置されることができる。

【0009】

上記イオンブロッカーは、上記第２工程ガスが上記ガスミキシング領域に供給されるように、上記第２ガス供給ラインと連結され、上記ガスミキシング領域に開放された第２ブロッカー流路部が形成されることができる。

【0010】

上記第２ブロッカー流路部は、上記第２ガス供給ラインと連結され、上記イオンブロッカーの内部に形成された第２ブロッカーチャンネルと、上記第２ブロッカーチャンネルに連結され、上記ガスミキシング領域に開放されて形成された第２ブロッカーホールと、を含むことができる。

【0011】

上記イオンブロッカーは、センタ部に形成された第１領域と、上記第１領域の周囲に配置された第２領域に区画されることができる。

【0012】

上記第１ブロッカー流路部は、上記第１領域に形成されることができる。

【0013】

上記第２ブロッカー流路部は、上記第２領域に形成されることができる。

【0014】

上記イオンブロッカーは、上記プラズマ生成領域と上記ガスミキシング領域を連結するブロッカー貫通孔が形成され、上記シャワーヘッドは、上記ガスミキシング領域と上記基板工程領域を連結するヘッド貫通孔が形成されることができる。

【0015】

上記シャワーヘッドは、上記第２工程ガスが上記ガスミキシング領域に供給されるように、上記第２ガス供給ラインと連結され、上記ガスミキシング領域に開放されたヘッド流路部が形成されることができる。

【0016】

上記ヘッド流路部は、上記第２ガス供給ラインと連結され、上記シャワーヘッドの内部に形成されたヘッドチャンネルと、上記ヘッドチャンネルに連結され、上記ガスミキシング領域に開放されて形成されたヘッドホールと、を含むことができる。

【0017】

一方、本発明の他の側面によると、プラズマ生成領域、ガスミキシング領域及び基板工程領域を含む工程チャンバーと、上記プラズマ生成領域と上記ガスミキシング領域との間に配置されたイオンブロッカーと、上記ガスミキシング領域と上記基板工程領域との間に配置されたシャワーヘッドと、上記工程チャンバーに連結され、上記プラズマ生成領域に第１工程ガスを供給する第１ガス供給ラインと、上記イオンブロッカーに連結され、上記ガスミキシング領域に第２工程ガスを供給する第２ガス供給ラインと、上記工程チャンバーに高周波電圧を印加する高周波電源と、を含み、上記イオンブロッカーは、上記第２工程ガスが上記プラズマ生成領域に供給されるように、上記第２ガス供給ラインと連結され、上記プラズマ生成領域に開放された第１ブロッカー流路部が形成された基板処理装置が提供されることができる。

【0018】

そして、本発明のまた他の側面によると、工程チャンバー内のプラズマ生成領域に第１工程ガスを供給する第１ガス供給段階と、上記工程チャンバー内の上記プラズマ生成領域と、上記プラズマ生成領域の後のガスミキシング領域に第２工程ガスを供給する第２ガス供給段階と、上記プラズマ生成領域で上記第１工程ガスをプラズマ状態に変換させるプラズマ生成段階と、上記プラズマ生成領域において、上記第２工程ガスが上記プラズマのラジカルと反応してエッチャントを生成する第１反応段階と、上記ガスミキシング領域において上記第２工程ガスが上記プラズマ生成領域から供給された上記プラズマのラジカルと反応してエッチャントを生成する第２反応段階と、上記工程チャンバー内の上記ガスミキシング領域の後の基板工程領域において、上記ガスミキシング領域から供給された上記エッチャントで基板を処理する基板処理段階と、を含む基板処理方法が提供されることができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明は、第２工程ガスをガスミキシング領域だけでなく、プラズマ生成領域にも供給するように構成されることで、エッチャントの生成効率を向上させて選択比を高めることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】従来技術による基板処理装置を示した図面である。

【図2】図１の基板処理装置におけるガスの流れを示した図面である。

【図3】本発明の第１実施例による基板処理装置を示した図面である。

【図4】（ａ）は、図３の基板処理装置におけるイオンブロッカーの上面の一部分を示し、（ｂ）は、図３の基板処理装置におけるイオンブロッカーの下面の一部分を示した図面である。

【図5】図４の基板処理装置におけるガスの流れを示した図面である。

【図6】本発明の第２実施例による基板処理装置を示した図面である。

【図7】図６のイオンブロッカーを示した平面図である。

【図8】本発明の第３実施例による基板処理装置を示した図面である。

【図9】本発明の一実施例による基板処理方法を示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

なお、明細書全体において、ある部分が他の部分と「連結」されているとするとき、これは「直接的に連結」されている場合のみならず、その中間に他の構成要素を挟んで「間接的に連結」されている場合も含む。さらに、ある構成要素を「含む」ということは、特に反対される記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。

【0022】

図１は、従来技術による基板処理装置を示した図面であり、図２は、図１の基板処理装置におけるガスの流れを示した図面である。

【0023】

図面を参照すると、従来技術による基板処理装置は、工程チャンバー１０を含み、工程チャンバー１０は基板Ｓを処理する内部空間を有する。工程チャンバー１０の内部空間には、基板Ｓを支持する基板支持台Ｅが配置される。工程チャンバー１０は、下部にガス排出ライン９０が連結され、ガス排出ライン９０にはポンプＰが設けられる。

【0024】

具体的には、工程チャンバー１０は、内部にプラズマ生成領域１１、ガスミキシング領域１２及び基板工程領域１３が形成される。第１ガス供給ライン２０はプラズマ生成領域１１に第１工程ガスを供給し、第２ガス供給ライン３０はガスミキシング領域１２に第２工程ガスを供給する。イオンブロッカー４０は、プラズマ生成領域１１とガスミキシング領域１２との間に配置され、このようなイオンブロッカー４０にはプラズマ生成領域１１とガスミキシング領域１２を連結するブロッカー貫通孔４０ａが形成される。シャワーヘッド５０は、ガスミキシング領域１２と基板工程領域１３との間に配置され、このようなシャワーヘッド５０にはガスミキシング領域１２と基板工程領域１３を連結するヘッド貫通孔５０ａが形成される。

【0025】

基板処理装置は、第２工程ガスがガスミキシング領域１２にのみ供給されるように構成される。具体的には、シャワーヘッド５０は、第２ガス供給ライン３０が連結されたヘッド流路部５１を含む。ヘッド流路部５１はガスミキシング領域１２に開放されて形成されることで、第２工程ガスはガスミキシング領域１２にのみ供給される。これによって、第２工程ガスは、ガスミキシング領域１２でのみプラズマのラジカルと反応することでエッチャントの生成効率に限界がある。

【0026】

上述した従来技術の限界を克服するために、本発明は、第２工程ガスをガスミキシング領域のみならず、プラズマ生成領域にも供給するように構成される。これにより、第２工程ガスがガスミキシング領域とともにプラズマ生成領域でもプラズマのラジカルと反応することで、エッチャントの生成効率を向上させて選択比を高めることができる。

【0027】

図３は、本発明の第１実施例による基板処理装置を示した図面であり、図４の（ａ）は、図３の基板処理装置におけるイオンブロッカーの上面の一部分を示し、（ｂ）は、図３の基板処理装置におけるイオンブロッカーの下面の一部分を示した図面であり、図５は、図４の基板処理装置におけるガスの流れを示した図面である。

【0028】

図面を参照すると、本発明による基板処理装置は、工程チャンバー１００、第１ガス供給ライン２００、第２ガス供給ライン３００、イオンブロッカー（Ｉｏｎ Ｂｌｏｃｋｅｒ）４００及びシャワーヘッド（Ｓｈｏｗｅｒ Ｈｅａｄ）５００を含む。ここで、第１ガス供給ライン２００及び第２ガス供給ライン３００は、工程チャンバー１００に連結され、イオンブロッカー４００及びシャワーヘッド５００は、工程チャンバー１００内に配置される。

【0029】

工程チャンバー１００は、基板Ｓを処理する内部空間を有する。工程チャンバー１００の内部空間には、基板Ｓを支持する基板支持台Ｅが配置される。工程チャンバー１００は、下部にガス排出ライン９００が連結され、ガス排出ライン９００にはポンプＰが設けられる。ガス排出ライン９００を介して基板Ｓ処理後の副産物が排出され、ポンプＰによって工程チャンバー１００の内部の圧力が調節されることができる。工程チャンバー１００は、内部にプラズマ生成領域１１０、ガスミキシング領域１２０、及び基板工程領域１３０が形成される。プラズマ生成領域１１０、ガスミキシング領域１２０及び基板工程領域１３０は、工程チャンバー１００の内部で上側から下側に順次連結された構造をとる。

【0030】

プラズマ生成領域１１０は、内部に供給された第１工程ガスがプラズマ状態に変換される領域である。第１工程ガスは、工程チャンバー１００の上部１０１に連結された第１ガス供給ライン２００によって供給される。第１ガス供給ライン２００から供給された第１工程ガスは、工程チャンバー１００の上部１０１を介してプラズマ生成領域１１０に供給される。具体的には、プラズマ生成領域１１０は上側の工程チャンバー１００の上部１０１と下側のイオンブロッカー４００との間に配置される。工程チャンバー１００の上部１０１は、高周波電源ＲＦが連結されて高周波電圧が印加される上部電極として役割を果たす。イオンブロッカー４００は、グランド電極と連結されて下部電極として役割を果たす。高周波電源ＲＦによって工程チャンバー１００の上部１０１（上部電極）に高周波電圧が印加され、イオンブロッカー４００（下部電極）が電気的にグランド状態を維持することで、プラズマ生成領域１１０に高周波電磁界の形成（強い電界が印加）されるにつれて、第１工程ガスはプラズマ状態に変換される。第１工程ガスは、エッチングまたは洗浄工程などに主に用いられるＨＦ、ＮＦ_３などのフッ素（Ｆ）を含むガスであることができる。

【0031】

ガスミキシング領域１２０は、内部に供給された第２工程ガスがラジカルと反応してエッチャント（Ｅｔｃｈａｎｔ、反応ガスまたはエッチングガス）が生成される領域である。第２工程ガスは、シャワーヘッド５００に連結された第２ガス供給ライン３００によって供給される。第２ガス供給ライン３００から供給された第２工程ガスは、シャワーヘッド５００を介してガスミキシング領域１２０に供給される。プラズマ生成領域１１０で生成されたプラズマ成分のうち、ラジカルはイオンブロッカー４００を通過してガスミキシング領域１２０に供給される。具体的には、ガスミキシング領域１２０は、イオンブロッカー４００の下側に配置される。すなわち、イオンブロッカー４００はプラズマ生成領域１１０とガスミキシング領域１２０との間に配置され、イオンブロッカー４００はイオンの通過を阻止する（ｂｌｏｃｋ）役割を果たす。具体的には、イオンブロッカー４００はグランド電極に連結されて接地されることで、プラズマ成分中でイオンと電子が吸収される。イオンブロッカー４００は、ブロッカー貫通孔４０１が形成されるが、プラズマ生成領域１１０のプラズマ成分のうち、ラジカルのみをブロッカー貫通孔４０１を介してガスミキシング領域１２０に通過させる。このようなラジカルはガスミキシング領域１２０で第２工程ガスと反応してエッチャント（Ｅｔｃｈａｎｔ、反応ガスまたはエッチングガス）を生成させる。ラジカルはフッ素ラジカル（Ｆ・）であることができ、第２工程ガスはＮＨ_３またはＮＨ_３とＨ_２の混合ガスであることができる。また、エッチャントは、基板工程領域１３０で基板Ｓのポリシリコン膜とシリコン酸化物をエッチングするためのＮＨ_４ＦまたはＮＨ_４ＦとＨＦの混合ガスであることができる。

【0032】

基板工程領域１３０は、エッチャントによって基板Ｓの表面が処理される領域である。具体的には、基板工程領域１３０はシャワーヘッド５００の下側に配置される。すなわち、シャワーヘッド５００は、ガスミキシング領域１２０と基板工程領域１３０との間に配置される。シャワーヘッド５００にはヘッド貫通孔５０１が形成されるが、ガスミキシング領域１２０で生成されたエッチャントは、ヘッド貫通孔５０１を通過して基板工程領域１３０側に供給される。

【0033】

一方、イオンブロッカー４００は、第２工程ガスがプラズマ生成領域１１０に供給されるように第１ブロッカー流路部４１０が形成される。第２工程ガスは、イオンブロッカー４００と連結された第２ガス供給ライン３００を介して供給される。第１ブロッカー流路部４１０は、第２ガス供給ライン３００と連結され、プラズマ生成領域１１０に開放された構造をとる。

【0034】

第１ブロッカー流路部４１０は、第１ブロッカーチャンネル４１１及び第１ブロッカーホール４１２を含む。第１ブロッカーチャンネル４１１は第２ガス供給ライン３００と連結され、イオンブロッカー４００の内部に形成される。第１ブロッカーチャンネル４１１は、イオンブロッカー４００の内部で長くまたは大きな空間に形成された構造をとる。一例として、第１ブロッカーチャンネル４１１は、複数個の互いに連結された同心円状などの様々な構造をとることができる。

【0035】

第１ブロッカーホール４１２は、第１ブロッカーチャンネル４１１に連結され、プラズマ生成領域１１０に開放されて形成される。第１ブロッカーホール４１２は、第１ブロッカーチャンネル４１１に沿って複数個が互いに離隔して形成されることができる。さらに、複数個の第１ブロッカーホール４１２はブロッカー貫通孔４０１の周囲に配置されることができる。

【0036】

第２ガス供給ライン３００を介して供給された第２工程ガスは、上述のように構成される第１ブロッカーチャンネル４１１と第１ブロッカーホール４１２を介して上側のプラズマ生成領域１１０に供給される。すなわち、第２ガス供給ライン３００を介して供給された第２工程ガスは、第１ブロッカーチャンネル４１１に流入された後、第１ブロッカーホール４１２を介してプラズマ生成領域１１０に供給される。

【0037】

本発明は、第２工程ガスをイオンブロッカー４００の第１ブロッカー流路部４１０を介してプラズマ生成領域１１０に供給することで、第２工程ガスがガスミキシング領域１２０に加えてプラズマ生成領域１１０でもプラズマのラジカルと反応することができる。これによって、本発明は第２工程ガスとラジカルのミキシング効率を高めてエッチャントの生成効率を向上させることで、エッチング工程における選択比を高めることができる。

【0038】

そして、シャワーヘッド５００は、ガスミキシング領域１２０と基板工程領域１３０との間に配置される。このようなシャワーヘッド５００は、第２工程ガスがガスミキシング領域１２０に供給されるようにヘッド流路部５１０が形成される。第２工程ガスは、シャワーヘッド５００と連結された第２ガス供給ライン３００を介して供給される。ヘッド流路部５１０は、第２ガス供給ライン３００と連結され、プラズマ生成領域１１０に開放された構造をとる。

【0039】

具体的には、ヘッド流路部５１０は、ヘッドチャンネル５１１及びヘッドホール５１２を含む。

【0040】

ヘッドチャンネル５１１は第２ガス供給ライン３００と連結され、シャワーヘッド５００の内部に形成される。ヘッドチャンネル５１１は、シャワーヘッド５００の内部で長くまたは大きな空間に形成された構造をとる。一例として、ヘッドチャンネル５１１は、複数個の互いに連結された同心円状などの様々な構造をとることができる。

【0041】

ヘッドホール５１２はヘッドチャンネル５１１に連結され、ガスミキシング領域１２０に開放されて形成される。ヘッドホール５１２は、複数個が互いに離隔して形成されることができる。さらに、複数個のヘッドホール５１２はヘッド貫通孔５０１の周囲に配置されることができる。

【0042】

第２ガス供給ライン３００を介して供給された第２工程ガスは、上述のように構成されるヘッドチャンネル５１１とヘッドホール５１２を介してガスミキシング領域１２０に供給される。すなわち、第２ガス供給ライン３００を介して供給された第２工程ガスは、ヘッドチャンネル５１１に流入された後、ヘッドホール５１２を介してガスミキシング領域１２０に供給される。

【0043】

図６は、本発明の第２実施例による基板処理装置を示した図面であり、図７は、図６のイオンブロッカーを示した平面図である。

【0044】

図面を参照すると、イオンブロッカー４００は、第１領域４００Ａと第２領域４００Ｂに分けられる。第１領域４００Ａは、イオンブロッカー４００のセンタ部に形成される。イオンブロッカー４００が円板のような形状である場合、第１領域４００Ａ及び第２領域４００Ｂのそれぞれは、円状領域であることができる。さらに、図面には示されていないが、イオンブロッカー４００は２つ以上の領域に区画されることができる。

【0045】

エッチャントは基板Ｓ上で流動するようになる。具体的には、基板Ｓの上側から流れてくるエッチャントは、基板Ｓ上に到達した後、エッジ側に流動する。次いで、エッチャントは基板Ｓを通過して下側のガス排出ライン９００側に流れ落ちる。したがって、基板Ｓに対するエッチング率は、基板Ｓのセンタ部よりも基板Ｓのエッジ部側の方が高くなり得る。

【0046】

基板Ｓに対するエッチング率を均一にするために、イオンブロッカー４００のセンタ部に形成された第１領域４００Ａに第１ブロッカー流路部４１０が形成されることができる。第２工程ガスは、第１領域４００Ａに形成された第１ブロッカー流路部４１０を介してプラズマ生成領域１１０に供給されることができる。これにより、第１領域４００Ａと対応される基板Ｓのセンタ部側に多い量のエッチャントが供給されることで、基板Ｓに対するエッチング率を均一にすることができる。

【0047】

さらに、図６及び図７に示された第２実施例による基板処理装置の構成要素のうち、図３～図５に示された第１実施例による基板処理装置の構成要素と同一の構成要素は、既に詳述したため、具体的な説明は省略する。

【0048】

図８は、本発明の第３実施例による基板処理装置を示した図面である。

【0049】

図面を参照すると、イオンブロッカー４００は、第２工程ガスがガスミキシング領域１２０に供給されるように第２ブロッカー流路部が形成されることができる。第２工程ガスは、イオンブロッカー４００と連結された第２ガス供給ライン３００を介して供給される。第２ブロッカー流路部４２０は、第２ガス供給ライン３００と連結され、ガスミキシング領域１２０に開放された構造をとる。

【0050】

このようなイオンブロッカー４００は、第２工程ガスがガスミキシング領域１２０に供給されるように第２ブロッカー流路部４２０が形成されることができる。第２工程ガスは、イオンブロッカー４００と連結された第２ガス供給ライン３００を介して供給される。第２ブロッカー流路部４２０は、第２ガス供給ライン３００と連結され、ガスミキシング領域１２０に開放された構造をとる。

【0051】

具体的には、第２ブロッカー流路部４２０は、第２ブロッカーチャンネル４２１及び第２ブロッカーホール４２２を含む。

【0052】

第２ブロッカーチャンネル４２１は、第２ガス供給ライン３００と連結され、イオンブロッカー４００の内部に形成される。第２ブロッカーチャンネル４２１は、イオンブロッカー４００の内部で長くまたは大きな空間に形成された構造をとる。一例として、第２ブロッカーチャンネル４２１は、複数個の互いに連結された同心円状などの様々な構造をとることができる。

【0053】

第２ブロッカーホール４２２は、第２ブロッカーチャンネル４２１に連結され、下側のガスミキシング領域１２０に開放されて形成される。第２ブロッカーホール４２２は、複数個が互いに離隔して形成されることができる。さらに、複数個の第２ブロッカーホール４２２は、ブロッカー貫通孔４０１の周囲に配置されることができる。

【0054】

第２ガス供給ライン３００を介して供給された第２工程ガスは、上述のように構成される第２ブロッカーホール４２２を介してガスミキシング領域１２０に供給される。すなわち、第２ガス供給ライン３００を介して供給された第２工程ガスは、第２ブロッカーチャンネル４２１に流入された後、第２ブロッカーホール４２２を介して下側のガスミキシング領域１２０に供給される。これによって、ガスミキシング領域１２０で第２工程ガス及びラジカルのミキシング効率を高めることができる。

【0055】

より具体的には、第２ブロッカー流路部４２０は、イオンブロッカー４００の第２領域４００Ｂに形成されることができる。第２領域４００Ｂは、第１領域４００Ａの周囲に配置された領域である。このように第２領域４００Ｂに形成された第２ブロッカー流路部４２０によって、イオンブロッカー４００のエッジ部に対応されるガスミキシング領域１２０の部分で第２工程ガス及びラジカルのミキシング効率を高めることができる。

【0056】

さらに、図８に示した第３実施例による基板処理装置の構成要素のうち、図３～図７に示された他の実施例による基板処理装置の構成要素と同一の構成要素は、既に詳述したため、具体的な説明は省略する。

【0057】

図９は、本発明の一実施例による基板処理方法を示したフローチャートである。

【0058】

図面を参照すると、本発明による基板処理方法は、第１ガス供給段階Ｓ１００、第２ガス供給段階Ｓ２００、プラズマ生成段階Ｓ３００、第１反応段階Ｓ４００、第２反応段階Ｓ５００及び基板処理段階６００を含む。

【0059】

まず、第１ガス供給段階Ｓ１００は、工程チャンバー１００内のプラズマ生成領域１１０に第１工程ガスを供給する段階である。

【0060】

そして、第２ガス供給段階Ｓ２００は、工程チャンバー１００内のプラズマ生成領域１１０とガスミキシング領域１２０に第２工程ガスを供給する段階である。すなわち、第２ガス供給段階Ｓ２００では、第２工程ガスをガスミキシング領域１２０に供給し、これに加えてガスミキシング領域１２０の前領域であるプラズマ生成領域１１０にも供給する。

【0061】

次に、プラズマ生成段階Ｓ３００は、プラズマ生成領域１１０で第１工程ガスをプラズマ状態に変換させる段階である。すなわち、プラズマ生成領域１１０に供給された第１工程ガスをプラズマ生成段階Ｓ３００で高周波電圧によってラジカルを含むプラズマ状態に変換させる。

【0062】

この後、第１反応段階Ｓ４００が進行される。第１反応段階Ｓ４００は、プラズマ生成領域１１０で第２工程ガスがプラズマのラジカルと反応してエッチャントを生成する段階である。第２工程ガスは、第２ガス供給段階Ｓ２００でガスミキシング領域１２０だけでなく、プラズマ生成領域１１０にも供給される。第１反応段階Ｓ４００では、プラズマ生成領域１１０に供給された第２工程ガスがプラズマのラジカルと反応してエッチャントを生成する。

【0063】

次に、第２反応段階Ｓ５００が進行される。第２反応段階Ｓ５００は、ガスミキシング領域１２０で第２工程ガスがプラズマ生成領域１１０から供給されたプラズマのラジカルと反応してエッチャントを生成する段階である。

【0064】

最後に、基板処理段階６００が進行される。基板処理段階６００は、工程チャンバー１００内のガスミキシング領域１２０の後の基板工程領域１３０において、ガスミキシング領域１２０から供給されたエッチャントで基板Ｓを処理する段階である。

【0065】

上述のように構成される本発明は、プラズマのラジカルに対する第２工程ガスの反応を、第２反応段階Ｓ５００であるガスミキシング領域１２０で行われる前に、第１反応段階Ｓ４００であるプラズマ生成領域１１０でも行われるようにする。したがって、本発明はエッチャントの生成効率を向上させて、エッチング工程における選択比を高めることができる。

【0066】

以上、添付された図面を参照して、本発明の実施例を説明したが、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想や必須の特徴を変更せず、他の具体的な形態で実施されることができるということが理解できる。それ故に、以上で記述した実施例はすべての面で例示的なものであり、限定的ではないものと理解すべきである。

【符号の説明】

【0067】

１００ 工程チャンバー１０１ 工程チャンバーの上部
１１０ プラズマ生成領域１２０ ガスミキシング領域
１３０ 基板工程領域２００ 第１ガス供給ライン
３００ 第２ガス供給ライン４００ イオンブロッカー
４００Ａ 第１領域４００Ｂ 第２領域
４０１ ブロッカー貫通孔４１０ 第１ブロッカー流路部
４１１ 第１ブロッカーチャンネル４１２ 第１ブロッカーホール
４２０ 第２ブロッカー流路部４２１ 第２ブロッカーチャンネル
４２２ 第２ブロッカーホール５００ シャワーヘッド
５０１ ヘッド貫通孔５１０ ヘッド流路部
５１１ ヘッドチャンネル５１２ ヘッドホール
Ｓ 基板Ｅ 基板支持台
ＲＦ 高周波電源Ｐ ポンプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】