基板処理装置及び方法
【課題】基板を均一に処理できる基板処理装置及び方法を提供する。
【解決手段】本発明による基板処理装置は、基板処理が遂行される空間を提供する工程チャンバーと、前記工程チャンバーと連結され、前記工程チャンバー内のガスが外部に排気される通路を提供する排気管と、前記排気管に設置されるポンプと、前記工程チャンバーと前記ポンプとの間の区間で前記排気管に設置され、前記排気管の通路を開閉するバルブと、を含む。前記バルブは、複数の排気ホールが形成された第１プレートと、前記複数の排気ホールが前記排気管の通路上に又は前記通路の外側に位置するように前記第１プレートを移動させる第１駆動器と、を含む。
【解決手段】本発明による基板処理装置は、基板処理が遂行される空間を提供する工程チャンバーと、前記工程チャンバーと連結され、前記工程チャンバー内のガスが外部に排気される通路を提供する排気管と、前記排気管に設置されるポンプと、前記工程チャンバーと前記ポンプとの間の区間で前記排気管に設置され、前記排気管の通路を開閉するバルブと、を含む。前記バルブは、複数の排気ホールが形成された第１プレートと、前記複数の排気ホールが前記排気管の通路上に又は前記通路の外側に位置するように前記第１プレートを移動させる第１駆動器と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置及び方法に関し、より詳細には工程チャンバーの内部圧力を調節できる基板処理装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程は工程チャンバー内で遂行される。工程が遂行される間に、工程チャンバーの内部は、排気管に設置されたポンプによって所定圧力に制御される。工程チャンバーの圧力制御は、排気管に設置されたバルブの開閉調節を通じて行われる。
【０００３】
図１に示すように、従来、バルブ３０は排気管２０に設置されたプレート３１を移動させて工程チャンバー１０の内部圧力を調節する。プレート３１は、工程圧力条件にしたがって排気管通路２１を全部又は一部開放することができる。
【０００４】
プレート３１が排気管通路２１を一部開放する場合、排気管通路２１の開放領域２１ａのみにガスの流れが発生し、開放されない通路領域２１ｂではプレート３１によって流れが遮断される。工程チャンバー１０から排気されるガスは開放領域２１ａに偏向されるので、工程チャンバー１０の内部ではガス流れが不均一になる。このようなガス流れは、工程チャンバー１０内に位置する基板領域での工程処理を、不均一にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国特許公開第１０−２０１１−００５３８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、基板を均一に処理できる基板処理装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の基板処理装置は、基板処理が遂行される空間を提供する工程チャンバーと、前記工程チャンバーと連結され、前記工程チャンバー内のガスが外部に排気される通路を提供する排気管と、前記排気管に設置されるポンプと、前記工程チャンバーと前記ポンプとの間の区間で前記排気管に設置され、前記排気管の通路を開閉するバルブと、を含み、前記バルブは複数の排気ホールが形成された第１プレートと、前記複数の排気ホールが前記排気管の通路上に又は前記通路の外側に位置するように前記第１プレートを移動させる第１駆動器と、を含む。
【０００８】
また、前記第１プレートは、前記複数の排気ホールが形成され、前記複数の排気ホールを通じて前記ガスが流れ得る開放領域と、前記開放領域から延長され、前記排気管の通路内でガスの流れを遮断できる遮断領域を有し、前記遮断領域の面積は前記排気管の通路面積より広いことがあり得る。
【０００９】
また、前記開放領域の面積は前記排気管の通路面積より狭いことがあり得る。
【００１０】
また、前記バルブは、前記工程チャンバーと前記第１プレートとの間の区間で前記排気管に設置され、前記排気管の通路を開閉する第２プレートをさらに含み、前記第２プレートには前記複数の排気ホールが形成されないこともあり得る。
【００１１】
また、前記第１プレートは、前記排気管の通路に相応する面積を有し、前記複数の排気ホールが均一に形成された開放領域を有することができる。
【００１２】
本発明の基板処理方法は、工程チャンバーの内部にガスを供給して基板を処理し、前記工程チャンバーと連結された排気管を開放して前記ガスを前記工程チャンバー外部に排気し、前記排気されるガスは前記排気管の通路に位置された第１プレートの複数の排気ホールを通過する。
【００１３】
また、前記第１プレートは、前記複数の排気ホールが形成され、前記排気管の通路より小さい面積を有する開放領域を有し、前記ガスが排気される間に、前記排気管の通路上には前記開放領域が位置し、前記排気されるガスの中で一部は前記複数の排気ホールを通じて流れ得る。
【００１４】
また、前記工程チャンバーの内部にガスが供給される前に、前記排気管は遮断され、前記排気管の遮断は、前記複数の排気ホールが形成されず且つ前記排気管の通路より大きい面積を有する前記第１プレートの遮断領域が、前記排気管の通路上に位置することでなされ得る。
【００１５】
また、前記排気管の領域の中で前記第１プレートと前記工程チャンバーとの間の区間には前記排気管の通路を開閉できる第２プレートが提供され、前記ガスが排気される間に、前記第２プレートは前記排気管の通路を開放し、前記ガスが前記工程チャンバーの内部に供給される前に、前記第２プレートは前記排気管の通路を遮断することができる。
【００１６】
また、前記第１プレートは、前記複数の排気ホールが形成され、前記排気管の通路に相応する面積を有する開放領域を有し、前記ガスが排気される間に、前記開放領域は前記排気管の通路上に位置することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、工程チャンバーで排気されるガスの流れが均一に発生されるので、基板領域での工程が均一に処理され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来技術によるバルブが排気管の通路を開放した形態を示す図面である。
【図２】本発明の一実施形態による基板処理装置を示す断面図である。
【図３】図２のプレートを示す斜視図である。
【図４】バルブが排気管の通路を遮断する形態を示す図面である。
【図５】バルブが排気管の通路を開放する形態を示す図面である。
【図６】本発明の他の実施形態による排気部材を示す図面である。
【図７】図６のバルブが排気管の通路を開放する形態を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の望ましい実施形態の基板処理装置及び方法について詳細に説明する。本発明を説明するに際して、関連する公知構成や機能に対する具体的な説明が本発明の要旨の理解を損なわせる場合には、その詳細な説明は省略する。
【００２０】
図２は本発明の一実施形態による基板処理装置を示す断面図である。
【００２１】
図２に示すように、基板処理装置１０はプラズマを利用して基板Ｗを処理するものであり、工程チャンバー１００、基板支持部２００、ガス供給部３００、プラズマ生成部４００、及び排気部材５００を含む。
【００２２】
工程チャンバー１００は基板Ｗの処理工程が遂行される空間を提供する。工程チャンバー１００は本体１１０、密閉カバー１２０、及びライナー１３０を含む。
【００２３】
本体１１０には、上面が開放された空間が内部に形成される。本体１１０の内部空間は、基板Ｗの処理工程が遂行される空間として提供される。本体１１０は金属材質から成り、好ましくはアルミニウム材質から成る。本体１１０の底面には排気ホール１０２が形成される。排気ホール１０２は、工程過程で発生された反応生成物や、本体の内部空間に留まるガスを、本体１１０の外部に排気する通路となる。
【００２４】
密閉カバー１２０は本体１１０の開放された上面を覆う。密閉カバー１２０は板形状に設けられ、本体１１０の内部空間を密閉させる。密閉カバー１２０は本体１１０と異なる材質から成り、好ましくは誘電体（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）から成る。
【００２５】
ライナー１３０は本体１１０の内部に設けられる。ライナー１３０には上面及び下面が開放された空間が内部に形成される。このライナー１３０は円筒形状に設けられ、本体１１０の内側面に相応する半径を有する。ライナー１３０は本体１１０の内側面に沿って配置される。ライナー１３０の上端には支持リング１３１が形成される。支持リング１３１はリング形状の板から成り、ライナー１３０の周辺に沿ってライナー１３０の外側に突出される。支持リング１３１は本体１１０の上端に載せられ、ライナー１３０を支持する。ライナー１３０は本体１１０と同一の材質から成り、好ましくはアルミニウム材質から成る。工程ガスが励起される過程で工程チャンバー１００の内部にはアーク（Ａｒｃ）放電が発生し、アーク放電は周辺装置を損傷させるのだが、このライナー１３０が本体１１０の内側面を保護し、本体１１０の内側面がアーク放電による損傷されることを防止する。ライナー１３０は本体１１０に比べて費用が低廉であり、交替が容易である。したがって、アーク放電によってライナー１３０が損傷されれば、新しいライナーに交替すればよい。
【００２６】
本体１１０の内部には基板支持部２００が位置する。基板支持部２００は基板Ｗを支持するものである。この基板支持部２００は、静電気力を利用して基板Ｗを吸着する静電チャック２００である。
【００２７】
静電チャック２００は誘電板２１０、下部電極２２０、ヒーター２３０、支持板２４０、及び絶縁板２７０を含む。
【００２８】
誘電板２１０は静電チャック２００の上端部に位置する。誘電板２１０は円板形状の誘電体（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）から成る。誘電板２１０の上面には基板Ｗが置かれる。誘電板２１０の上面は基板Ｗより小さい半径を有する。そのため、基板Ｗの縁領域は誘電板２１０の外側に位置する。誘電板２１０には第１供給流路２１１が形成される。第１供給流路２１１は誘電板２１０の上面から底面に貫通形成される。第１供給流路２１１は互いに離隔して複数個形成され、基板Ｗの底面に熱伝達媒体を供給する通路として用いられる。
【００２９】
誘電板２１０の内部には下部電極２２０とヒーター２３０とが埋め込まれる。下部電極２２０はヒーター２３０の上部に位置する。下部電極２２０は外部電源（図示せず）と電気的に接続される。外部電源は直流電源から成り、下部電極２２０に印加された直流電流によって下部電極２２０と基板Ｗとの間には電気力が作用し、電気力によって基板Ｗは誘電板２１０に吸着される。
【００３０】
ヒーター２３０は外部電源（図示せず）と電気的に接続される。ヒーター２３０は外部電源から印加された電流に抵抗することで熱を発生させる。発生した熱は誘電板２１０を通じて基板Ｗに伝達される。ヒーター２３０から発生した熱によって基板Ｗは所定温度に維持される。ヒーター２３０は螺旋形状のコイルから成る。ヒーター２３０は均一の間隔を空けて誘電板２１０に埋め込まれる。
【００３１】
誘電板２１０の下部には支持板２４０が位置する。誘電板２１０の底面と支持板２４０の上面とは接着剤によって接着される。支持板２４０はアルミニウム材質から成る。支持板２４０の上面は中心領域が縁領域より高く位置するように段差を有する。支持板２４０の上面中心領域は、誘電板２１０の底面に相応する面積を有し、誘電板２１０の底面に接着される。支持板２４０には第１循環流路２４１、第２循環流路２４２、及び第２供給流路２４３が形成される。
【００３２】
第１循環流路２４１は熱伝達媒体が循環する通路として用いられる。第１循環流路２４１は支持板２４０の内部に螺旋形状に形成される。又は、第１循環流路２４１は互いに異なる半径を有するリング形状の複数の流路を同一心状に配置することで形成してもよい。この場合、各々の流路が互いに連通されることや、同一の高さに形成されることが好ましい。
【００３３】
第２供給流路２４３は第１循環流路２４１から上部に延長され、支持板２４０の上面に貫通する。第２供給流路２４３は、第１供給流路２１１と対応する個数で設けられ、第１循環流路２４１と第１供給流路２１１とを連結する。第１循環流路２４１を循環する熱伝達媒体は第２供給流路２４３と第１供給流路２１１とを順次的に経て基板Ｗの底面に供給される。熱伝達媒体は、プラズマから基板Ｗに伝達された熱を静電チャック２００に伝達する媒介体の役割を果たす。プラズマに含有されたイオン粒子は静電チャック２００に形成された電気力に引かれて静電チャック２００に移動し、移動する過程で基板Ｗと衝突して蝕刻工程を遂行する。イオン粒子が基板Ｗと衝突する過程で基板Ｗには熱が発生する。基板Ｗで発生された熱は基板Ｗの底面と誘電板２１０の上面との間の空間に供給された熱伝達ガスを通じて、静電チャック２００に伝達される。これによって、基板Ｗは設定温度に維持される。熱伝達媒体は不活性ガスを含む。実施形態によれば、熱伝達媒体はヘリウム（Ｈｅ）ガスを含む。
【００３４】
第２循環流路２４２は冷却流体が循環する通路として用いられる。冷却流体は第２循環流路２４２を循環し、支持板２４０を冷却する。支持板２４０の冷却により誘電板２１０と基板Ｗとを共に冷却させ、基板Ｗを所定温度に維持させる。第２循環流路２４２は支持板２４０の内部に螺旋形状に形成される。なお、第２循環流路２４２を、互いに異なる半径を有するリング形状の複数の流路を同心円状に配置することで形成してもよい。この場合、各々の流路が互いに連通されることや、同一の高さに形成されることが好ましい。第２循環流路２４２は第１循環流路２４１より大きい断面積を有し、第１循環流路２４１の下部に位置される。
【００３５】
支持板２４０の下部には絶縁板２７０が設けられる。絶縁板２７０は支持板２４０に相応する大きさに設けられる。絶縁板２７０は支持板２４０と工程チャンバー１００の底面との間に位置する。絶縁板２７０は絶縁材質から成り、支持板２４０と工程チャンバー１００とを電気的に絶縁させる。
【００３６】
フォーカスリング２８０は静電チャック２００の縁領域に配置される。フォーカスリング２８０はリング形状を有し、誘電板２１０の周辺に沿って配置される。フォーカスリング２８０の上面は、誘電板２１０に隣接する内側部が外側部より低くなるように段差を有する。フォーカスリング２８０の上面内側部は、誘電板２１０の上面と同一高さに位置し、フォーカスリング２８０の上面内側部は、誘電板２１０の上側に位置された基板Ｗの縁領域を支持する。フォーカスリング２８０の外側部は、基板Ｗの縁領域を囲むように設けられる。フォーカスリング２８０は、プラズマが形成される領域の中心に基板Ｗが位置するように、電気場形成領域を拡張させる。これによって、基板Ｗの全体領域に亘ってプラズマが均一に形成され、基板Ｗの各領域が均一に蝕刻できる。
【００３７】
ガス供給部３００は工程チャンバー１００の内部に工程ガス（以下、単に「ガス」と称する）を供給する。ガス供給部３００はガス供給ノズル３１０、ガス供給ライン３２０、及びガス格納部３３０を含む。ガス供給ノズル３１０は密閉カバー１２０の中央部に設置される。ガス供給ノズル３１０の底面には噴射口が形成される。噴射口は密閉カバー１２０の下部に位置し、工程チャンバー１００の内部にガスを供給する。ガス供給ライン３２０はガス供給ノズル３１０とガス格納部３３０とを連結する。ガス供給ライン３２０はガス格納部３３０に格納されたガスをガス供給ノズル３１０に供給する。ガス供給ライン３２０にはバルブ３２１が設置される。バルブ３２１はガス供給ライン３２０を開閉し、ガス供給ライン３２０を通じて供給されるガスの流量を調節する。
【００３８】
プラズマ生成部４００は工程チャンバー１００の内部に高周波電力を印加して工程チャンバー１００の内部に供給されたガスを励起させる。プラズマ生成部４００はハウジング４１０、上部電源４２０、及びアンテナ４３０を含む。
【００３９】
ハウジング４１０は底面が開放され、内部に空間が形成される。ハウジング４１０は密閉カバー１２０の上部に位置し、密閉カバー１２０の上面に置かれる。ハウジング４１０の内部は、アンテナ４３０が位置する空間となる。上部電源４２０は高周波電流を発生させ、発生した高周波電流はアンテナ４３０に印加される。アンテナ４３０は工程チャンバー１００の内部に高周波電力を印加する。アンテナ４３０は、互いに異なる半径を有するリング形状のコイルを同心円状に配置することで形成される。
【００４０】
排気部材５００は、工程過程で発生した反応生成物や、工程チャンバー１００の内部空間に留まるガスを工程チャンバー１００の外部に排気する。排気部材５００は排気管５１０、ポンプ５２０、及びバルブ５３０を含む。
【００４１】
排気管５１０は工程チャンバー１００の下部に位置し、工程チャンバー１００の下端に連結される。排気管５１０はその内部に通路５１１が形成され、通路５１１は工程チャンバー１００の内部に連結される。排気管５１０にはポンプ５２０が設置される。ポンプ５２０は排気管５１０を通じて工程チャンバー１００の内部圧力を調節する。ポンプ５２０は工程チャンバー１００で基板Ｗの処理工程が遂行される間に、工程チャンバー１００の内部を、常圧より低い圧力に減圧することができる。
【００４２】
排気管５１０とポンプ５２０との間の区間には、バルブ５３０が設置される。バルブ５３０は、排気管５１０の通路５１１（以下「排気管通路５１１」と称する）を開閉するものであり、また、排気管通路５１１の開放程度を調節して排気管５１０を通じて排気される流体の流量を調節することができる。ここで排気される流体の流量にしたがって、工程チャンバー１００の内部圧力が調節される。バルブ５３０は第１収容部５３１、第２収容部５３３、プレート５４０、駆動器５５０、及びシーリング部材５６１、５６２、５６３を含む。
【００４３】
第１収容部５３１は排気管５１０の一側に位置する空間である。第１収容部５３１の内部には第１収容空間５３２が形成される。第１収容空間５３２は、排気管５１０の通路５１１と連結される。第２収容部５３３は排気管５１０の他側に位置する。第２収容部５３３は排気管５１０を中心として、第１収容部５３１と対称に位置する。第２収容部５３３の内部には第２収容空間５３４が形成される。第２収容空間５３４は、排気管５１０の通路５１１と連結される。第１及び第２収容空間５３２、５３４はプレート５４０が移動できる空間を提供する。
【００４４】
プレート５４０は第２収容空間５３４に位置する。図３に示すように、プレート５４０は概略円形状の板から成り、排気管通路５１１が開放される程度を調節する。プレート５４０は排気管通路５１１の開口面積より大きい面積を有する。プレート５４０は開放領域５４１と遮断領域５４５とを有する。開放領域５４１はプレート５４０の先端と隣接する領域に、排気管通路５１１の開口面積より狭い面積で形成される。開放領域５４１には複数個の排気ホール５４２が形成され、各排気ホール５４２は排気管５１０を流れるガスが通る通路となる。遮断領域５４５は開放領域５４１から延長され、排気管通路５１１の開口面積より広い面積を有する。遮断領域５４５には前記排気ホール５４２が形成されない。遮断領域５４５は排気管通路５１１内でガスの流れを遮断することができる。
【００４５】
駆動器５５０は、第１及び第２収容空間５３２、５３４内でプレート５４０を移動させる。駆動器５５０は、開放領域５４１が第１収容空間５３２内に位置し、遮断領域５４５が排気管通路５１１に位置するようにプレート５４０を移動させることができる。そして、駆動器５５０は、開放領域５４１が排気管通路５１１に位置し、遮断領域５４５が第２収容空間５３４に位置するように、プレート５４０を移動させることができる。駆動器５５０は前後方向にプレート５４０を直線移動させるものであるが、これと異なり、駆動器５５０がプレート５４０の中心から偏心した回転軸を中心としてプレート５４０を回転移動させるものであってもよい。
【００４６】
シーリング部材５６１、５６２、５６３はプレート５４０が排気管通路５１１を遮断する過程で、排気されるガスが外部に漏出されることを防止する。ここでのシーリング部材５６１、５６２、５６３は、シーリングリング５６１、駆動ロード５６２、及び弾性部材５６３である。
【００４７】
シーリングリング５６１はリング形状を有し、排気管通路５１１内に位置する。シーリングリング５６１は排気管通路５１１と対応する半径を有し、プレート５４０の上部に位置する。シーリングリング５６１の外側面には突出部５６１ａが形成される。突出部５６１ａはシーリングリング５６１の周辺に沿って形成される。駆動ロード５６２は排出管５１０の収容空間５１２に位置し、その終端がシーリングリング５６１の突出部５６１ａに連結される。弾性部材５６３は収容空間５１２内に位置し、駆動ロード５６２に弾性力を与える。プレート５４０が排気管通路５１１を遮断する場合には、外部駆動部の駆動力がシーリングリング５６１に提供され、シーリングリング５６１が下降する。シーリングリング５６１の底面はプレート５４０の遮断領域５４５の上面と接触する。シーリングリング５６１によって、排気管通路５１１を流れるガスが第１及び第２収容空間５３２、５３４に漏出することが防止され、排気管通路５１１が遮断される。シーリングリング５６１に対する外部駆動力の駆動力伝達が解除されれば、弾性部材５６３の弾性力によって、駆動ロード５６２とシーリングリング５６１とは上部に移動する。これによって、シーリングリング５６１とプレート５４０との接触が解除される。弾性部材５６３としてはスプリングが用いられる。
【００４８】
図４はバルブが排気管通路を遮断する形態を示す図面である。
【００４９】
図４に示すように、駆動器５５０の駆動によってプレート５４０は開放領域５４１が第１収容空間５３２に位置し、遮断領域５４５が排気管通路５１１内に位置する。外部駆動部によってシーリングリング５６１が下降してプレート５４０に接触し、これによって、排気管通路５１１でのガスＧの流れが遮断される。
【００５０】
バルブ５３０は工程圧力条件にしたがって排気管通路５１１を全部又は一部開放することができる。バルブ５３０は排気管通路５１１の開放程度を調節して、工程チャンバー１００の圧力条件を調節することができる。
【００５１】
図５はバルブが排気管通路５１１を開放する形態を示す図面である。
【００５２】
図５に示すように、駆動器５５０の駆動によってプレート５４０の先端部が排気管通路５１１の中心領域に位置され、排気管通路５１１の一部が開放されるとき、プレート５４０の開放領域５４１は排気管通路５１１内に位置する。排気管通路５１１を流れるガスはその一部Ｇ１が排気管通路５１１の開放された領域５１１ａに流れ、その残りＧ２が、プレート５４０の開放領域５４１に形成された排気ホール５４２を通じて流れる。ガスは排気管５１０の開放された領域５１１ａのみでなく、プレート５４０の開放領域５４１にも流れるので、排気管通路５１１内でガスの流れが一方に偏向されない。ガスが排気管５１０の開放された領域のみに流れる場合、工程チャンバー１００内のガスは排気管５１０に流入される過程で排気管５１０の開放された領域に偏向されて流れる。そのため、工程チャンバー１００の内部でガス流れが不均一になって基板処理が領域によって異なるようになる。これに対して、本発明では、排気管通路５１１内でガスの流れが一側に偏向されないので、工程チャンバー１００内のガスは均一に排気管５１０に流入されるようになる。
【００５３】
以下、上述した基板処理装置を利用して基板Ｗを処理する方法について説明する。
【００５４】
図２に示すように、バルブ５３０が排気管通路５１１を遮断することによって、工程チャンバー１００の内部圧力は常圧状態に維持される。駆動器５５０は図４のように、プレート５４０の遮断領域５４５が排気管通路５１１に位置するようにプレート５４０を移動させる。ポンプ５２０の真空圧は、プレート５４０に遮断されて工程チャンバー１００の内部に伝達されない。工程チャンバー１００の内部圧力が常圧状態を維持する間に、工程チャンバー１００の内部には基板Ｗが移送される。移送された基板Ｗは静電チャック２００に支持される。
【００５５】
基板Ｗが静電チャック２００に支持されると、ガス供給部３００を通じて工程チャンバー１００の内部にガスが供給される。バルブ５３０は、工程圧力条件にしたがって排気管通路５１１の開放程度を異ならせる。バルブ５３０は、排気管通路５１１を全部開放するか、或いは排気管通路５１１を一部開放することができる。この排気管通路５１１の開放によって、ポンプ５２０の真空圧は工程チャンバー１００の内部に伝達され、工程チャンバー１００の内部圧力が減圧される。アンテナ４３０は、工程チャンバー１００の内部に高周波電力を印加してガスをプラズマ状態に励起させる。励起されたガスは、基板Ｗ処理に提供された後に、排気管通路５１１を通じて工程チャンバー１００の外部に排気される。
【００５６】
図５のように、プレート５４０が排気管通路５１１を一部開放する場合、排気されるガスはその一部が排気管通路５１１の開放された領域５１１ａに沿って流れ、残りは排気管通路５１１に位置されたプレートの５４０排気ホール５４２に沿って流れ、外部に排気される。
【００５７】
図６は本発明の他の実施形態による排気部材を示す図面である。
【００５８】
図６に示すように、排気管５１０には図２のバルブ５３０と異なり、２つのプレート５４０ａ、５４０ｂが設置される。第１プレート５４０ａは、工程チャンバー１００とポンプ５２０との間の区間で排気管５１０に設置される。第１プレート５４０ａは開放領域５４１を有する。開放領域５４１は排気管通路５１１に相応する面積を有し、排気ホール５４２が形成される。排気ホール５４２は開放領域５４１に均一に形成される。第１駆動器５５０ａは開放領域５４１が排気管通路５１１上に位置するか、或いは第１収容部５３１に位置するように、第１プレート５４０ａを移動させる。
【００５９】
第２プレート５４０ｂは、工程チャンバー１００と第１プレート５４０ａとの間の区間で排気管５１０に設置される。第２プレート５４０ｂは排気管通路５１１より大きい面積を有する。第２プレート５４０ｂには排気ホール５４２が形成されない。第２駆動器５５０ｂは、第２プレート５４０ｂが排気管通路５１１上に位置するか、或いは第２収容空間５３２に位置するように、第２プレート５４０ｂを移動させる。第２駆動器５５０ｂの駆動によって、第２プレート５４０ｂは排気管通路５１１を開閉する。
【００６０】
第２プレート５４０ｂの上部にはシーリングリング５６１が位置する。第２プレート５４０ｂが排気管通路５１１を遮断する場合、シーリングリング５６１は下降して第２プレート５４０ｂと接触する。シーリングリング５６１は排気管通路５１１内のガスの外部への漏出を遮断するものであり、排気管通路５１１の遮断が解除されるときには、弾性部材５６３の弾性力によってシーリングリング５６１は上部に移動する。
【００６１】
上述した第１及び第２プレート５４０ａ、５４０ｂによって排気管通路５１１が開閉されるか、或いは排気管通路５１１を通じて排気されるガスの流量が調節され得る。
【００６２】
図６のように、第２プレート５４０ｂが排気管５１０の通路内に位置するときに、排気管通路５１１は遮断される。そして、第１プレート５４０ａが第１収容部５３１内に位置し、第２プレート５４０ｂが第２収容空間５３２内に位置するときに、排気管通路５１１は開放される。
【００６３】
また、図７のように、第２プレート５４０ｂが第２収容空間５３２内に位置し、第１プレート５４０ａの開放領域５４１が排気管通路５１１内に位置するときに、ガスが外部に排気される。排気管通路５１１内のガスは、開放領域５４１の排気ホール５４２に沿って流れる。ガスは第１プレート５４０ａの開放領域５４１全体を均一に流れるので、排気管通路５１１内でガスが偏向して流れることがない。
【００６４】
また、第１プレート５４０ａの開放領域５４１の一部が第１収容部５３１の内に位置し、残りが排気管通路５１１の内に位置するとき、排気管通路５１１の一部が開放される。この場合、排気管通路５１１内のガスは図５のように、一部が排気管５１０の開放された領域５１１ａに流れ、残りは排気ホール５４２を通じて流れることで、ガスの流れが一方に偏向されないようになる。
【００６５】
前記実施形態ではプレート５４０を円形状の板として説明したが、プレートの形状はこれに限定されず、多様に変形され得る。
【００６６】
また、前記実施形態では基板支持部２００を静電チャックとして説明したが、これと異なり、基板支持部２００は多様な方法で基板Ｗを支持することができる。例えば、基板支持部２００を、基板Ｗを真空で吸着維持する真空チャックとすることもできる。
【００６７】
また、前記実施形態では基板処理工程を、プラズマを利用して蝕刻工程を遂行するものとして説明したが、基板処理工程はこれに限定されず、プラズマを利用する多様な基板処理工程、例えば蒸着工程、アッシング工程、及び洗浄工程等にも適用することができる。
【００６８】
以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、当業者であれば、本発明の本質から逸脱しない範囲で多様な修正及び変形が可能である。したがって、開示した実施形態は本発明の技術思想を限定するものでなく、単に説明するためのものであって、このような実施形態によって本発明の技術思想の範囲は限定されない。本発明の保護範囲は特許請求の範囲によって解釈しなければならず、それと同等な範囲内にある全て技術思想は本発明の権利範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６９】
１００ 工程チャンバー
２００ 基板支持部
３００ ガス供給部
４００ プラズマ生成部
５００ 排気部材
５１０ 排気管
５２０ ポンプ
５３０ バルブ
５４０ プレート
５５０ 駆動器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置及び方法に関し、より詳細には工程チャンバーの内部圧力を調節できる基板処理装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程は工程チャンバー内で遂行される。工程が遂行される間に、工程チャンバーの内部は、排気管に設置されたポンプによって所定圧力に制御される。工程チャンバーの圧力制御は、排気管に設置されたバルブの開閉調節を通じて行われる。
【０００３】
図１に示すように、従来、バルブ３０は排気管２０に設置されたプレート３１を移動させて工程チャンバー１０の内部圧力を調節する。プレート３１は、工程圧力条件にしたがって排気管通路２１を全部又は一部開放することができる。
【０００４】
プレート３１が排気管通路２１を一部開放する場合、排気管通路２１の開放領域２１ａのみにガスの流れが発生し、開放されない通路領域２１ｂではプレート３１によって流れが遮断される。工程チャンバー１０から排気されるガスは開放領域２１ａに偏向されるので、工程チャンバー１０の内部ではガス流れが不均一になる。このようなガス流れは、工程チャンバー１０内に位置する基板領域での工程処理を、不均一にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国特許公開第１０−２０１１−００５３８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、基板を均一に処理できる基板処理装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の基板処理装置は、基板処理が遂行される空間を提供する工程チャンバーと、前記工程チャンバーと連結され、前記工程チャンバー内のガスが外部に排気される通路を提供する排気管と、前記排気管に設置されるポンプと、前記工程チャンバーと前記ポンプとの間の区間で前記排気管に設置され、前記排気管の通路を開閉するバルブと、を含み、前記バルブは複数の排気ホールが形成された第１プレートと、前記複数の排気ホールが前記排気管の通路上に又は前記通路の外側に位置するように前記第１プレートを移動させる第１駆動器と、を含む。
【０００８】
また、前記第１プレートは、前記複数の排気ホールが形成され、前記複数の排気ホールを通じて前記ガスが流れ得る開放領域と、前記開放領域から延長され、前記排気管の通路内でガスの流れを遮断できる遮断領域を有し、前記遮断領域の面積は前記排気管の通路面積より広いことがあり得る。
【０００９】
また、前記開放領域の面積は前記排気管の通路面積より狭いことがあり得る。
【００１０】
また、前記バルブは、前記工程チャンバーと前記第１プレートとの間の区間で前記排気管に設置され、前記排気管の通路を開閉する第２プレートをさらに含み、前記第２プレートには前記複数の排気ホールが形成されないこともあり得る。
【００１１】
また、前記第１プレートは、前記排気管の通路に相応する面積を有し、前記複数の排気ホールが均一に形成された開放領域を有することができる。
【００１２】
本発明の基板処理方法は、工程チャンバーの内部にガスを供給して基板を処理し、前記工程チャンバーと連結された排気管を開放して前記ガスを前記工程チャンバー外部に排気し、前記排気されるガスは前記排気管の通路に位置された第１プレートの複数の排気ホールを通過する。
【００１３】
また、前記第１プレートは、前記複数の排気ホールが形成され、前記排気管の通路より小さい面積を有する開放領域を有し、前記ガスが排気される間に、前記排気管の通路上には前記開放領域が位置し、前記排気されるガスの中で一部は前記複数の排気ホールを通じて流れ得る。
【００１４】
また、前記工程チャンバーの内部にガスが供給される前に、前記排気管は遮断され、前記排気管の遮断は、前記複数の排気ホールが形成されず且つ前記排気管の通路より大きい面積を有する前記第１プレートの遮断領域が、前記排気管の通路上に位置することでなされ得る。
【００１５】
また、前記排気管の領域の中で前記第１プレートと前記工程チャンバーとの間の区間には前記排気管の通路を開閉できる第２プレートが提供され、前記ガスが排気される間に、前記第２プレートは前記排気管の通路を開放し、前記ガスが前記工程チャンバーの内部に供給される前に、前記第２プレートは前記排気管の通路を遮断することができる。
【００１６】
また、前記第１プレートは、前記複数の排気ホールが形成され、前記排気管の通路に相応する面積を有する開放領域を有し、前記ガスが排気される間に、前記開放領域は前記排気管の通路上に位置することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、工程チャンバーで排気されるガスの流れが均一に発生されるので、基板領域での工程が均一に処理され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来技術によるバルブが排気管の通路を開放した形態を示す図面である。
【図２】本発明の一実施形態による基板処理装置を示す断面図である。
【図３】図２のプレートを示す斜視図である。
【図４】バルブが排気管の通路を遮断する形態を示す図面である。
【図５】バルブが排気管の通路を開放する形態を示す図面である。
【図６】本発明の他の実施形態による排気部材を示す図面である。
【図７】図６のバルブが排気管の通路を開放する形態を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の望ましい実施形態の基板処理装置及び方法について詳細に説明する。本発明を説明するに際して、関連する公知構成や機能に対する具体的な説明が本発明の要旨の理解を損なわせる場合には、その詳細な説明は省略する。
【００２０】
図２は本発明の一実施形態による基板処理装置を示す断面図である。
【００２１】
図２に示すように、基板処理装置１０はプラズマを利用して基板Ｗを処理するものであり、工程チャンバー１００、基板支持部２００、ガス供給部３００、プラズマ生成部４００、及び排気部材５００を含む。
【００２２】
工程チャンバー１００は基板Ｗの処理工程が遂行される空間を提供する。工程チャンバー１００は本体１１０、密閉カバー１２０、及びライナー１３０を含む。
【００２３】
本体１１０には、上面が開放された空間が内部に形成される。本体１１０の内部空間は、基板Ｗの処理工程が遂行される空間として提供される。本体１１０は金属材質から成り、好ましくはアルミニウム材質から成る。本体１１０の底面には排気ホール１０２が形成される。排気ホール１０２は、工程過程で発生された反応生成物や、本体の内部空間に留まるガスを、本体１１０の外部に排気する通路となる。
【００２４】
密閉カバー１２０は本体１１０の開放された上面を覆う。密閉カバー１２０は板形状に設けられ、本体１１０の内部空間を密閉させる。密閉カバー１２０は本体１１０と異なる材質から成り、好ましくは誘電体（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）から成る。
【００２５】
ライナー１３０は本体１１０の内部に設けられる。ライナー１３０には上面及び下面が開放された空間が内部に形成される。このライナー１３０は円筒形状に設けられ、本体１１０の内側面に相応する半径を有する。ライナー１３０は本体１１０の内側面に沿って配置される。ライナー１３０の上端には支持リング１３１が形成される。支持リング１３１はリング形状の板から成り、ライナー１３０の周辺に沿ってライナー１３０の外側に突出される。支持リング１３１は本体１１０の上端に載せられ、ライナー１３０を支持する。ライナー１３０は本体１１０と同一の材質から成り、好ましくはアルミニウム材質から成る。工程ガスが励起される過程で工程チャンバー１００の内部にはアーク（Ａｒｃ）放電が発生し、アーク放電は周辺装置を損傷させるのだが、このライナー１３０が本体１１０の内側面を保護し、本体１１０の内側面がアーク放電による損傷されることを防止する。ライナー１３０は本体１１０に比べて費用が低廉であり、交替が容易である。したがって、アーク放電によってライナー１３０が損傷されれば、新しいライナーに交替すればよい。
【００２６】
本体１１０の内部には基板支持部２００が位置する。基板支持部２００は基板Ｗを支持するものである。この基板支持部２００は、静電気力を利用して基板Ｗを吸着する静電チャック２００である。
【００２７】
静電チャック２００は誘電板２１０、下部電極２２０、ヒーター２３０、支持板２４０、及び絶縁板２７０を含む。
【００２８】
誘電板２１０は静電チャック２００の上端部に位置する。誘電板２１０は円板形状の誘電体（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）から成る。誘電板２１０の上面には基板Ｗが置かれる。誘電板２１０の上面は基板Ｗより小さい半径を有する。そのため、基板Ｗの縁領域は誘電板２１０の外側に位置する。誘電板２１０には第１供給流路２１１が形成される。第１供給流路２１１は誘電板２１０の上面から底面に貫通形成される。第１供給流路２１１は互いに離隔して複数個形成され、基板Ｗの底面に熱伝達媒体を供給する通路として用いられる。
【００２９】
誘電板２１０の内部には下部電極２２０とヒーター２３０とが埋め込まれる。下部電極２２０はヒーター２３０の上部に位置する。下部電極２２０は外部電源（図示せず）と電気的に接続される。外部電源は直流電源から成り、下部電極２２０に印加された直流電流によって下部電極２２０と基板Ｗとの間には電気力が作用し、電気力によって基板Ｗは誘電板２１０に吸着される。
【００３０】
ヒーター２３０は外部電源（図示せず）と電気的に接続される。ヒーター２３０は外部電源から印加された電流に抵抗することで熱を発生させる。発生した熱は誘電板２１０を通じて基板Ｗに伝達される。ヒーター２３０から発生した熱によって基板Ｗは所定温度に維持される。ヒーター２３０は螺旋形状のコイルから成る。ヒーター２３０は均一の間隔を空けて誘電板２１０に埋め込まれる。
【００３１】
誘電板２１０の下部には支持板２４０が位置する。誘電板２１０の底面と支持板２４０の上面とは接着剤によって接着される。支持板２４０はアルミニウム材質から成る。支持板２４０の上面は中心領域が縁領域より高く位置するように段差を有する。支持板２４０の上面中心領域は、誘電板２１０の底面に相応する面積を有し、誘電板２１０の底面に接着される。支持板２４０には第１循環流路２４１、第２循環流路２４２、及び第２供給流路２４３が形成される。
【００３２】
第１循環流路２４１は熱伝達媒体が循環する通路として用いられる。第１循環流路２４１は支持板２４０の内部に螺旋形状に形成される。又は、第１循環流路２４１は互いに異なる半径を有するリング形状の複数の流路を同一心状に配置することで形成してもよい。この場合、各々の流路が互いに連通されることや、同一の高さに形成されることが好ましい。
【００３３】
第２供給流路２４３は第１循環流路２４１から上部に延長され、支持板２４０の上面に貫通する。第２供給流路２４３は、第１供給流路２１１と対応する個数で設けられ、第１循環流路２４１と第１供給流路２１１とを連結する。第１循環流路２４１を循環する熱伝達媒体は第２供給流路２４３と第１供給流路２１１とを順次的に経て基板Ｗの底面に供給される。熱伝達媒体は、プラズマから基板Ｗに伝達された熱を静電チャック２００に伝達する媒介体の役割を果たす。プラズマに含有されたイオン粒子は静電チャック２００に形成された電気力に引かれて静電チャック２００に移動し、移動する過程で基板Ｗと衝突して蝕刻工程を遂行する。イオン粒子が基板Ｗと衝突する過程で基板Ｗには熱が発生する。基板Ｗで発生された熱は基板Ｗの底面と誘電板２１０の上面との間の空間に供給された熱伝達ガスを通じて、静電チャック２００に伝達される。これによって、基板Ｗは設定温度に維持される。熱伝達媒体は不活性ガスを含む。実施形態によれば、熱伝達媒体はヘリウム（Ｈｅ）ガスを含む。
【００３４】
第２循環流路２４２は冷却流体が循環する通路として用いられる。冷却流体は第２循環流路２４２を循環し、支持板２４０を冷却する。支持板２４０の冷却により誘電板２１０と基板Ｗとを共に冷却させ、基板Ｗを所定温度に維持させる。第２循環流路２４２は支持板２４０の内部に螺旋形状に形成される。なお、第２循環流路２４２を、互いに異なる半径を有するリング形状の複数の流路を同心円状に配置することで形成してもよい。この場合、各々の流路が互いに連通されることや、同一の高さに形成されることが好ましい。第２循環流路２４２は第１循環流路２４１より大きい断面積を有し、第１循環流路２４１の下部に位置される。
【００３５】
支持板２４０の下部には絶縁板２７０が設けられる。絶縁板２７０は支持板２４０に相応する大きさに設けられる。絶縁板２７０は支持板２４０と工程チャンバー１００の底面との間に位置する。絶縁板２７０は絶縁材質から成り、支持板２４０と工程チャンバー１００とを電気的に絶縁させる。
【００３６】
フォーカスリング２８０は静電チャック２００の縁領域に配置される。フォーカスリング２８０はリング形状を有し、誘電板２１０の周辺に沿って配置される。フォーカスリング２８０の上面は、誘電板２１０に隣接する内側部が外側部より低くなるように段差を有する。フォーカスリング２８０の上面内側部は、誘電板２１０の上面と同一高さに位置し、フォーカスリング２８０の上面内側部は、誘電板２１０の上側に位置された基板Ｗの縁領域を支持する。フォーカスリング２８０の外側部は、基板Ｗの縁領域を囲むように設けられる。フォーカスリング２８０は、プラズマが形成される領域の中心に基板Ｗが位置するように、電気場形成領域を拡張させる。これによって、基板Ｗの全体領域に亘ってプラズマが均一に形成され、基板Ｗの各領域が均一に蝕刻できる。
【００３７】
ガス供給部３００は工程チャンバー１００の内部に工程ガス（以下、単に「ガス」と称する）を供給する。ガス供給部３００はガス供給ノズル３１０、ガス供給ライン３２０、及びガス格納部３３０を含む。ガス供給ノズル３１０は密閉カバー１２０の中央部に設置される。ガス供給ノズル３１０の底面には噴射口が形成される。噴射口は密閉カバー１２０の下部に位置し、工程チャンバー１００の内部にガスを供給する。ガス供給ライン３２０はガス供給ノズル３１０とガス格納部３３０とを連結する。ガス供給ライン３２０はガス格納部３３０に格納されたガスをガス供給ノズル３１０に供給する。ガス供給ライン３２０にはバルブ３２１が設置される。バルブ３２１はガス供給ライン３２０を開閉し、ガス供給ライン３２０を通じて供給されるガスの流量を調節する。
【００３８】
プラズマ生成部４００は工程チャンバー１００の内部に高周波電力を印加して工程チャンバー１００の内部に供給されたガスを励起させる。プラズマ生成部４００はハウジング４１０、上部電源４２０、及びアンテナ４３０を含む。
【００３９】
ハウジング４１０は底面が開放され、内部に空間が形成される。ハウジング４１０は密閉カバー１２０の上部に位置し、密閉カバー１２０の上面に置かれる。ハウジング４１０の内部は、アンテナ４３０が位置する空間となる。上部電源４２０は高周波電流を発生させ、発生した高周波電流はアンテナ４３０に印加される。アンテナ４３０は工程チャンバー１００の内部に高周波電力を印加する。アンテナ４３０は、互いに異なる半径を有するリング形状のコイルを同心円状に配置することで形成される。
【００４０】
排気部材５００は、工程過程で発生した反応生成物や、工程チャンバー１００の内部空間に留まるガスを工程チャンバー１００の外部に排気する。排気部材５００は排気管５１０、ポンプ５２０、及びバルブ５３０を含む。
【００４１】
排気管５１０は工程チャンバー１００の下部に位置し、工程チャンバー１００の下端に連結される。排気管５１０はその内部に通路５１１が形成され、通路５１１は工程チャンバー１００の内部に連結される。排気管５１０にはポンプ５２０が設置される。ポンプ５２０は排気管５１０を通じて工程チャンバー１００の内部圧力を調節する。ポンプ５２０は工程チャンバー１００で基板Ｗの処理工程が遂行される間に、工程チャンバー１００の内部を、常圧より低い圧力に減圧することができる。
【００４２】
排気管５１０とポンプ５２０との間の区間には、バルブ５３０が設置される。バルブ５３０は、排気管５１０の通路５１１（以下「排気管通路５１１」と称する）を開閉するものであり、また、排気管通路５１１の開放程度を調節して排気管５１０を通じて排気される流体の流量を調節することができる。ここで排気される流体の流量にしたがって、工程チャンバー１００の内部圧力が調節される。バルブ５３０は第１収容部５３１、第２収容部５３３、プレート５４０、駆動器５５０、及びシーリング部材５６１、５６２、５６３を含む。
【００４３】
第１収容部５３１は排気管５１０の一側に位置する空間である。第１収容部５３１の内部には第１収容空間５３２が形成される。第１収容空間５３２は、排気管５１０の通路５１１と連結される。第２収容部５３３は排気管５１０の他側に位置する。第２収容部５３３は排気管５１０を中心として、第１収容部５３１と対称に位置する。第２収容部５３３の内部には第２収容空間５３４が形成される。第２収容空間５３４は、排気管５１０の通路５１１と連結される。第１及び第２収容空間５３２、５３４はプレート５４０が移動できる空間を提供する。
【００４４】
プレート５４０は第２収容空間５３４に位置する。図３に示すように、プレート５４０は概略円形状の板から成り、排気管通路５１１が開放される程度を調節する。プレート５４０は排気管通路５１１の開口面積より大きい面積を有する。プレート５４０は開放領域５４１と遮断領域５４５とを有する。開放領域５４１はプレート５４０の先端と隣接する領域に、排気管通路５１１の開口面積より狭い面積で形成される。開放領域５４１には複数個の排気ホール５４２が形成され、各排気ホール５４２は排気管５１０を流れるガスが通る通路となる。遮断領域５４５は開放領域５４１から延長され、排気管通路５１１の開口面積より広い面積を有する。遮断領域５４５には前記排気ホール５４２が形成されない。遮断領域５４５は排気管通路５１１内でガスの流れを遮断することができる。
【００４５】
駆動器５５０は、第１及び第２収容空間５３２、５３４内でプレート５４０を移動させる。駆動器５５０は、開放領域５４１が第１収容空間５３２内に位置し、遮断領域５４５が排気管通路５１１に位置するようにプレート５４０を移動させることができる。そして、駆動器５５０は、開放領域５４１が排気管通路５１１に位置し、遮断領域５４５が第２収容空間５３４に位置するように、プレート５４０を移動させることができる。駆動器５５０は前後方向にプレート５４０を直線移動させるものであるが、これと異なり、駆動器５５０がプレート５４０の中心から偏心した回転軸を中心としてプレート５４０を回転移動させるものであってもよい。
【００４６】
シーリング部材５６１、５６２、５６３はプレート５４０が排気管通路５１１を遮断する過程で、排気されるガスが外部に漏出されることを防止する。ここでのシーリング部材５６１、５６２、５６３は、シーリングリング５６１、駆動ロード５６２、及び弾性部材５６３である。
【００４７】
シーリングリング５６１はリング形状を有し、排気管通路５１１内に位置する。シーリングリング５６１は排気管通路５１１と対応する半径を有し、プレート５４０の上部に位置する。シーリングリング５６１の外側面には突出部５６１ａが形成される。突出部５６１ａはシーリングリング５６１の周辺に沿って形成される。駆動ロード５６２は排出管５１０の収容空間５１２に位置し、その終端がシーリングリング５６１の突出部５６１ａに連結される。弾性部材５６３は収容空間５１２内に位置し、駆動ロード５６２に弾性力を与える。プレート５４０が排気管通路５１１を遮断する場合には、外部駆動部の駆動力がシーリングリング５６１に提供され、シーリングリング５６１が下降する。シーリングリング５６１の底面はプレート５４０の遮断領域５４５の上面と接触する。シーリングリング５６１によって、排気管通路５１１を流れるガスが第１及び第２収容空間５３２、５３４に漏出することが防止され、排気管通路５１１が遮断される。シーリングリング５６１に対する外部駆動力の駆動力伝達が解除されれば、弾性部材５６３の弾性力によって、駆動ロード５６２とシーリングリング５６１とは上部に移動する。これによって、シーリングリング５６１とプレート５４０との接触が解除される。弾性部材５６３としてはスプリングが用いられる。
【００４８】
図４はバルブが排気管通路を遮断する形態を示す図面である。
【００４９】
図４に示すように、駆動器５５０の駆動によってプレート５４０は開放領域５４１が第１収容空間５３２に位置し、遮断領域５４５が排気管通路５１１内に位置する。外部駆動部によってシーリングリング５６１が下降してプレート５４０に接触し、これによって、排気管通路５１１でのガスＧの流れが遮断される。
【００５０】
バルブ５３０は工程圧力条件にしたがって排気管通路５１１を全部又は一部開放することができる。バルブ５３０は排気管通路５１１の開放程度を調節して、工程チャンバー１００の圧力条件を調節することができる。
【００５１】
図５はバルブが排気管通路５１１を開放する形態を示す図面である。
【００５２】
図５に示すように、駆動器５５０の駆動によってプレート５４０の先端部が排気管通路５１１の中心領域に位置され、排気管通路５１１の一部が開放されるとき、プレート５４０の開放領域５４１は排気管通路５１１内に位置する。排気管通路５１１を流れるガスはその一部Ｇ１が排気管通路５１１の開放された領域５１１ａに流れ、その残りＧ２が、プレート５４０の開放領域５４１に形成された排気ホール５４２を通じて流れる。ガスは排気管５１０の開放された領域５１１ａのみでなく、プレート５４０の開放領域５４１にも流れるので、排気管通路５１１内でガスの流れが一方に偏向されない。ガスが排気管５１０の開放された領域のみに流れる場合、工程チャンバー１００内のガスは排気管５１０に流入される過程で排気管５１０の開放された領域に偏向されて流れる。そのため、工程チャンバー１００の内部でガス流れが不均一になって基板処理が領域によって異なるようになる。これに対して、本発明では、排気管通路５１１内でガスの流れが一側に偏向されないので、工程チャンバー１００内のガスは均一に排気管５１０に流入されるようになる。
【００５３】
以下、上述した基板処理装置を利用して基板Ｗを処理する方法について説明する。
【００５４】
図２に示すように、バルブ５３０が排気管通路５１１を遮断することによって、工程チャンバー１００の内部圧力は常圧状態に維持される。駆動器５５０は図４のように、プレート５４０の遮断領域５４５が排気管通路５１１に位置するようにプレート５４０を移動させる。ポンプ５２０の真空圧は、プレート５４０に遮断されて工程チャンバー１００の内部に伝達されない。工程チャンバー１００の内部圧力が常圧状態を維持する間に、工程チャンバー１００の内部には基板Ｗが移送される。移送された基板Ｗは静電チャック２００に支持される。
【００５５】
基板Ｗが静電チャック２００に支持されると、ガス供給部３００を通じて工程チャンバー１００の内部にガスが供給される。バルブ５３０は、工程圧力条件にしたがって排気管通路５１１の開放程度を異ならせる。バルブ５３０は、排気管通路５１１を全部開放するか、或いは排気管通路５１１を一部開放することができる。この排気管通路５１１の開放によって、ポンプ５２０の真空圧は工程チャンバー１００の内部に伝達され、工程チャンバー１００の内部圧力が減圧される。アンテナ４３０は、工程チャンバー１００の内部に高周波電力を印加してガスをプラズマ状態に励起させる。励起されたガスは、基板Ｗ処理に提供された後に、排気管通路５１１を通じて工程チャンバー１００の外部に排気される。
【００５６】
図５のように、プレート５４０が排気管通路５１１を一部開放する場合、排気されるガスはその一部が排気管通路５１１の開放された領域５１１ａに沿って流れ、残りは排気管通路５１１に位置されたプレートの５４０排気ホール５４２に沿って流れ、外部に排気される。
【００５７】
図６は本発明の他の実施形態による排気部材を示す図面である。
【００５８】
図６に示すように、排気管５１０には図２のバルブ５３０と異なり、２つのプレート５４０ａ、５４０ｂが設置される。第１プレート５４０ａは、工程チャンバー１００とポンプ５２０との間の区間で排気管５１０に設置される。第１プレート５４０ａは開放領域５４１を有する。開放領域５４１は排気管通路５１１に相応する面積を有し、排気ホール５４２が形成される。排気ホール５４２は開放領域５４１に均一に形成される。第１駆動器５５０ａは開放領域５４１が排気管通路５１１上に位置するか、或いは第１収容部５３１に位置するように、第１プレート５４０ａを移動させる。
【００５９】
第２プレート５４０ｂは、工程チャンバー１００と第１プレート５４０ａとの間の区間で排気管５１０に設置される。第２プレート５４０ｂは排気管通路５１１より大きい面積を有する。第２プレート５４０ｂには排気ホール５４２が形成されない。第２駆動器５５０ｂは、第２プレート５４０ｂが排気管通路５１１上に位置するか、或いは第２収容空間５３２に位置するように、第２プレート５４０ｂを移動させる。第２駆動器５５０ｂの駆動によって、第２プレート５４０ｂは排気管通路５１１を開閉する。
【００６０】
第２プレート５４０ｂの上部にはシーリングリング５６１が位置する。第２プレート５４０ｂが排気管通路５１１を遮断する場合、シーリングリング５６１は下降して第２プレート５４０ｂと接触する。シーリングリング５６１は排気管通路５１１内のガスの外部への漏出を遮断するものであり、排気管通路５１１の遮断が解除されるときには、弾性部材５６３の弾性力によってシーリングリング５６１は上部に移動する。
【００６１】
上述した第１及び第２プレート５４０ａ、５４０ｂによって排気管通路５１１が開閉されるか、或いは排気管通路５１１を通じて排気されるガスの流量が調節され得る。
【００６２】
図６のように、第２プレート５４０ｂが排気管５１０の通路内に位置するときに、排気管通路５１１は遮断される。そして、第１プレート５４０ａが第１収容部５３１内に位置し、第２プレート５４０ｂが第２収容空間５３２内に位置するときに、排気管通路５１１は開放される。
【００６３】
また、図７のように、第２プレート５４０ｂが第２収容空間５３２内に位置し、第１プレート５４０ａの開放領域５４１が排気管通路５１１内に位置するときに、ガスが外部に排気される。排気管通路５１１内のガスは、開放領域５４１の排気ホール５４２に沿って流れる。ガスは第１プレート５４０ａの開放領域５４１全体を均一に流れるので、排気管通路５１１内でガスが偏向して流れることがない。
【００６４】
また、第１プレート５４０ａの開放領域５４１の一部が第１収容部５３１の内に位置し、残りが排気管通路５１１の内に位置するとき、排気管通路５１１の一部が開放される。この場合、排気管通路５１１内のガスは図５のように、一部が排気管５１０の開放された領域５１１ａに流れ、残りは排気ホール５４２を通じて流れることで、ガスの流れが一方に偏向されないようになる。
【００６５】
前記実施形態ではプレート５４０を円形状の板として説明したが、プレートの形状はこれに限定されず、多様に変形され得る。
【００６６】
また、前記実施形態では基板支持部２００を静電チャックとして説明したが、これと異なり、基板支持部２００は多様な方法で基板Ｗを支持することができる。例えば、基板支持部２００を、基板Ｗを真空で吸着維持する真空チャックとすることもできる。
【００６７】
また、前記実施形態では基板処理工程を、プラズマを利用して蝕刻工程を遂行するものとして説明したが、基板処理工程はこれに限定されず、プラズマを利用する多様な基板処理工程、例えば蒸着工程、アッシング工程、及び洗浄工程等にも適用することができる。
【００６８】
以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、当業者であれば、本発明の本質から逸脱しない範囲で多様な修正及び変形が可能である。したがって、開示した実施形態は本発明の技術思想を限定するものでなく、単に説明するためのものであって、このような実施形態によって本発明の技術思想の範囲は限定されない。本発明の保護範囲は特許請求の範囲によって解釈しなければならず、それと同等な範囲内にある全て技術思想は本発明の権利範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６９】
１００ 工程チャンバー
２００ 基板支持部
３００ ガス供給部
４００ プラズマ生成部
５００ 排気部材
５１０ 排気管
５２０ ポンプ
５３０ バルブ
５４０ プレート
５５０ 駆動器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理が遂行される空間を提供する工程チャンバーと、
前記工程チャンバーと連結され、前記工程チャンバー内のガスが外部に排気される通路を提供する排気管と、
前記排気管に設置されるポンプと、
前記工程チャンバーと前記ポンプとの間の区間で前記排気管に設置され、前記排気管の通路を開閉するバルブと、を含み、
前記バルブは、
複数の排気ホールが形成された第１プレートと、
前記複数の排気ホールが前記排気管の通路上に又は前記通路の外側に位置するように前記第１プレートを移動させる第１駆動器と、を含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記第１プレートは、
前記複数の排気ホールが形成され、前記複数の排気ホールを通じて前記ガスが流れ得る開放領域と、
前記開放領域から延長され、前記排気管の通路内でガスの流れを遮断できる遮断領域と、を有し、
前記遮断領域の面積は前記排気管の通路面積より広い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】
前記開放領域の面積は前記排気管の通路面積より狭い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】
前記バルブは、
前記工程チャンバーと前記第１プレートとの間の区間で前記排気管に設置され、前記排気管の通路を開閉する第２プレートをさらに含み、
前記第２プレートには前記複数の排気ホールが形成されない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５】
前記第１プレートは前記排気管の通路に相応する面積を有し、前記複数の排気ホールが均一に形成された開放領域を有する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】
工程チャンバーの内部にガスを供給して基板を処理し、
前記工程チャンバーと連結された排気管を通じて前記工程チャンバーの内部に留まるガスを外部に排気し、
前記排気されるガスは前記排気管の通路に位置された第１プレートの複数の排気ホールを通過することを特徴とする基板処理方法。
【請求項７】
前記第１プレートは、前記複数の排気ホールが形成され、前記排気管の通路より小さい面積を有する開放領域を有し、
前記ガスが排気される間に、前記排気管の通路上には前記開放領域が位置し、前記排気されるガスの中で一部は前記複数の排気ホールを通じて流れることを特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記工程チャンバーの内部にガスが供給される前に、前記排気管は遮断され、
前記排気管の遮断は、
前記複数の排気ホールが形成されず且つ前記排気管の通路より大きい面積を有する前記第１プレートの遮断領域が、前記排気管の通路上に位置することでなされることを特徴とする請求項７に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記排気管の領域の中で前記第１プレートと前記工程チャンバーのとの間の区間には、前記排気管の通路を開閉できる第２プレートが提供され、
前記ガスが排気される間に、前記第２プレートは前記排気管の通路を開放し、
前記ガスが前記工程チャンバーの内部に供給される前に、前記第２プレートは前記排気管の通路を遮断することを特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記第１プレートは、前記複数の排気ホールが形成され、前記排気管の通路に相応する面積を有する開放領域を有し、
前記ガスが排気される間に、前記開放領域は前記排気管の通路上に位置することを特徴とする請求項９に記載の基板処理方法。
【請求項１】
基板処理が遂行される空間を提供する工程チャンバーと、
前記工程チャンバーと連結され、前記工程チャンバー内のガスが外部に排気される通路を提供する排気管と、
前記排気管に設置されるポンプと、
前記工程チャンバーと前記ポンプとの間の区間で前記排気管に設置され、前記排気管の通路を開閉するバルブと、を含み、
前記バルブは、
複数の排気ホールが形成された第１プレートと、
前記複数の排気ホールが前記排気管の通路上に又は前記通路の外側に位置するように前記第１プレートを移動させる第１駆動器と、を含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記第１プレートは、
前記複数の排気ホールが形成され、前記複数の排気ホールを通じて前記ガスが流れ得る開放領域と、
前記開放領域から延長され、前記排気管の通路内でガスの流れを遮断できる遮断領域と、を有し、
前記遮断領域の面積は前記排気管の通路面積より広い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】
前記開放領域の面積は前記排気管の通路面積より狭い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】
前記バルブは、
前記工程チャンバーと前記第１プレートとの間の区間で前記排気管に設置され、前記排気管の通路を開閉する第２プレートをさらに含み、
前記第２プレートには前記複数の排気ホールが形成されない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５】
前記第１プレートは前記排気管の通路に相応する面積を有し、前記複数の排気ホールが均一に形成された開放領域を有する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】
工程チャンバーの内部にガスを供給して基板を処理し、
前記工程チャンバーと連結された排気管を通じて前記工程チャンバーの内部に留まるガスを外部に排気し、
前記排気されるガスは前記排気管の通路に位置された第１プレートの複数の排気ホールを通過することを特徴とする基板処理方法。
【請求項７】
前記第１プレートは、前記複数の排気ホールが形成され、前記排気管の通路より小さい面積を有する開放領域を有し、
前記ガスが排気される間に、前記排気管の通路上には前記開放領域が位置し、前記排気されるガスの中で一部は前記複数の排気ホールを通じて流れることを特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記工程チャンバーの内部にガスが供給される前に、前記排気管は遮断され、
前記排気管の遮断は、
前記複数の排気ホールが形成されず且つ前記排気管の通路より大きい面積を有する前記第１プレートの遮断領域が、前記排気管の通路上に位置することでなされることを特徴とする請求項７に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記排気管の領域の中で前記第１プレートと前記工程チャンバーのとの間の区間には、前記排気管の通路を開閉できる第２プレートが提供され、
前記ガスが排気される間に、前記第２プレートは前記排気管の通路を開放し、
前記ガスが前記工程チャンバーの内部に供給される前に、前記第２プレートは前記排気管の通路を遮断することを特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記第１プレートは、前記複数の排気ホールが形成され、前記排気管の通路に相応する面積を有する開放領域を有し、
前記ガスが排気される間に、前記開放領域は前記排気管の通路上に位置することを特徴とする請求項９に記載の基板処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１６８０５（Ｐ２０１３−１６８０５Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１４７０４１（Ｐ２０１２−１４７０４１）
【出願日】平成２４年６月２９日（２０１２．６．２９）
【出願人】（５００３７６４４９）セメス株式会社 (61)
【氏名又は名称原語表記】ＳＥＭＥＳ ＣＯ．， Ｌｔｄ
【住所又は居所原語表記】２７８， Ｍｏｓｉ−ｒｉ， Ｊｉｋｓａｎ−ｅｕｐ， Ｓｅｏｂｕｋ−ｇｕ， Ｃｈｅｏｎａｎ−ｓｉ， Ｃｈｕｎｇｃｈｅｏｎｇｎａｍ−ｄｏ ３３０−２９０， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年６月２９日（２０１２．６．２９）
【出願人】（５００３７６４４９）セメス株式会社 (61)
【氏名又は名称原語表記】ＳＥＭＥＳ ＣＯ．， Ｌｔｄ
【住所又は居所原語表記】２７８， Ｍｏｓｉ−ｒｉ， Ｊｉｋｓａｎ−ｅｕｐ， Ｓｅｏｂｕｋ−ｇｕ， Ｃｈｅｏｎａｎ−ｓｉ， Ｃｈｕｎｇｃｈｅｏｎｇｎａｍ−ｄｏ ３３０−２９０， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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