JP-2026514841-A - 基板処理装置

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Abstract

基板処理装置を開示する。本基板処理装置は、処理空間を定義するハウジング、基板を支持する下部電極ユニット、基板を挟んで前記下部電極ユニットと離隔配置される上部電極ユニット、基板のエッジ領域をプラズマ処理するための工程ガスを供給するガス供給ユニット、下部電極ユニット及び上部電極ユニットのうち少なくとも一部の表面上に配置され、プラズマ耐性の大きい物質からなる保護層を含む。【選択図】図７

Inventors

イ，チョンチャン
ユ，カンソン
チュ，ヒョンウ

Assignees

ピーエスケーインコーポレイテッド

Dates

Publication Date: 20260513
Application Date: 20240229
Priority Date: 20230418

Claims (20)

基板を処理する装置において、処理空間を定義するハウジングと、前記処理空間に配置され、基板を支持する下部電極ユニットと、前記基板を挟んで前記下部電極ユニットと離隔配置される上部電極ユニットと、前記基板のエッジ領域をプラズマ処理するための工程ガスを供給するガス供給ユニットと、前記下部電極ユニット及び前記上部電極ユニットのうち少なくとも一部の表面上に配置され、前記下部電極ユニット及び前記上部電極ユニットのプラズマ耐性よりも高いプラズマ耐性を有する物質からなる保護層と、を含む、基板処理装置。
前記保護層は、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｙ、Ｓｃ、Ｅｒ、Ｆ、Ｏのうち少なくとも２つを含む物質からなる、請求項１に記載の基板処理装置。
前記保護層は、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｙ、Ｓｃ、Ｅｒ、Ｆ、Ｏのうち少なくとも３つを含む物質からなる、請求項１に記載の基板処理装置。
前記保護層は、マトリックスとしてＹＦ３及びＹ２Ｏ３のうち少なくとも１つを含み、ドーパントとしてＮｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｓｃ、Ｅｒのうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載の基板処理装置。
前記保護層の厚さは、５０μｍ以上１５０μｍ以下である、請求項１に記載の基板処理装置。
前記上部電極ユニットは、前記基板の厚さ方向に前記基板の一部と重畳して配置された誘電体板を含み、前記保護層は、前記誘電体板の下面上に配置される第１保護層を含む、請求項１に記載の基板処理装置。
前記第１保護層の厚さは、不均一である、請求項６に記載の基板処理装置。
前記誘電体板の下面は、段差が形成された、請求項６に記載の基板処理装置。
前記誘電体板の下面は、前記基板から第１間隔ほど離隔される、第１下面と、前記基板から前記第１間隔よりも広い第２間隔ほど離隔される、第２下面と、前記第１下面と第２下面を連結させ、前記処理空間に向かって凸状の第１ラウンド表面を有する境界面と、を含む、請求項８に記載の基板処理装置。
前記第１ラウンド表面は、前記境界面のうち前記第１下面と接する表面である、請求項９に記載の基板処理装置。
前記第１保護層は、前記第１下面上に配置される第１サブ保護層と、前記第２下面上に配置される第２サブ保護層と、前記境界面上に配置される第３サブ保護層と、を含む、請求項９に記載の基板処理装置。
前記第２サブ保護層の厚さは、前記第１サブ保護層の厚さよりも厚い、請求項１１に記載の基板処理装置。
前記第３サブ保護層の厚さは、前記第２サブ保護層から前記第１サブ保護層に行くほど小さくなる、請求項１１に記載の基板処理装置。
前記第３サブ保護層は、前記処理空間に向かって凸状の第２ラウンド表面を有する、請求項１１に記載の基板処理装置。
前記第２ラウンド表面の曲率半径は、前記第１ラウンド表面の曲率半径以上である、請求項１４に記載の基板処理装置。
前記第２ラウンド表面の曲率半径は、１０ｍｍ以下である、請求項１４に記載の基板処理装置。
前記基板と前記第１サブ保護層との間隔は、前記第２ラウンド表面の曲率半径に対応して調節される、請求項１４に記載の基板処理装置。
前記基板と第１サブ保護層との間隔は、前記第２ラウンド表面の曲率半径に反比例するように調節される、請求項１７に記載の基板処理装置。
前記ハウジング上に配置され、光を用いて前記第２ラウンド表面の曲率半径を獲得する光センサをさらに含む、請求項１４に記載の基板処理装置。
前記光センサは、前記第２ラウンド表面に向かって前記光を照射する光照射部と、前記光のうち前記第２ラウンド表面によって遮断されず、前記処理空間を進んだ光を検出する光検出器と、を含む、請求項１９に記載の基板処理装置。

Description

本発明は、基板処理装置に係り、さらに詳細には、プラズマを用いて基板を処理する基板処理装置に関する。プラズマは、イオンやラジカル、及び電子などからなるイオン化されたガス状態を意味する。プラズマは、非常に高い温度や、強い電界あるいは高周波電磁界（RF Electromagnetic Fields）によって生成されうる。半導体素子の製造工程は、プラズマを使用して基板上の薄膜を除去するエッチング工程を含みうる。エッチング工程は、プラズマに含有されたイオン及びラジカル粒子が基板上の膜と衝突または反応することにより遂行されうる。プラズマを用いて基板を処理する装置は、処理空間に工程ガスを供給し、工程ガスを励起させてプラズマを発生させる。プラズマは、基板のみならず、ハウジング内の部品とも衝突しうる。基板処理装置に含まれた部品などがプラズマと衝突してエッチングされる問題が発生しうる。一実施形態による基板処理設備を概略的に示す図面である。図１のプロセスチャンバに提供される基板処理装置の一実施形態を示す図面である。一実施形態による制御器を示すブロック図である。図２の基板処理装置がプラズマ処理工程を遂行する例を示す図面である。一実施形態による保護層がコーティングされていない誘電体板と保護層がコーティングされた誘電体板での経時的なパーティクル生成程度を示す実験結果である。一実施形態による段差が形成された誘電体板を含む基板処理装置を示す図面である。一実施形態による不均一な厚さを有する第１保護層を含む基板処理装置を示す図面である。一実施形態による光センサを含む基板処理装置を示す図面である。第２ラウンド表面と光センサとの関係を概略的に示す図面である。一実施形態による第２曲率半径による第１サブ保護層と基板との間隔を調節する方法を説明するフローチャートである。以下、添付された図面を参照して例示的な実施形態について詳しく説明する。以下の図面において同じ参照符号は、同じ構成要素を指称し、図面上で各構成要素の大きさは、説明の明瞭性と便宜上、誇張されうる。一方、以下に説明される実施形態は、単に例示的なものに過ぎず、このような実施形態から多様な変形が可能である。以下、「上部」や「上」という記載は、接触して直ぐ上、下、左、右にあるものだけではなく、非接触で上、下、左、右にあるものも含みうる。単数の表現は、文脈上、明白に異なる意味を有していない限り、複数の表現を含みうる。またはある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは、特に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことを意味しうる。「前記」の用語及びこれと類似した指示用語の使用は、単数及び複数の両方に該当するものでもある。方法を構成する段階に対して明白に順序を記載するか、反対となる記載がなければ、そのような段階は、適当な順序で行われ、必ずしも記載された順序に限定されるものではない。または、明細書に記載の「．．部」、「モジュール」などの用語は、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し、これは、ハードウェアまたはソフトウェアとして具現されるか、ハードウェアとソフトウェアとの結合によって具現されうる。図面に図示された構成要素間の線の連結または連結部材は、機能的な連結及び／または物理的または回路的連結を例示的に示すものであって、実際装置では、代替可能であるか、さらなる多様な機能的な連結、物理的な連結、または回路連結として示されうる。要素リストの前に位置する「少なくとも１つ」のような表現は、全体要素リストを限定するものであり、リストのうち個別的な要素を限定しない。例えば、「Ａ、Ｂ及びＣのうち少なくとも１つ」または「Ａ、Ｂ、及びＣからなる群から選択された少なくとも１つ」のような表現は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、またはＡＢＣ、ＡＢ、ＢＣ及びＡＣのようにＡ、Ｂ、及びＣのうち２つ以上の組合わせと解釈されうる。「約」または「実質的に」が数値と係わって使用される場合、係わる数値は、明示された数値近傍の製造または動作偏差（例えば、±１０％）を含むと解釈されうる。または、「一般的に」及び「実質的に」という用語が幾何学的形状と係わって使用されるとき、幾何学的精度が要求されず、形状に対する許容範囲は、本実施形態の範囲内にあることを意図しうる。または、数値または形状が「約」または「実質的に」に限定されるか否かに関係なく、そのような値及び形状は、明示された数値近傍の製造または動作偏差（例えば、±１０％）を含むと解釈されうる。第１、第２などの用語は、多様な構成要素を説明するのに使用されうるが、構成要素は、用語によって限定されてはならない。用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみで使用されうる。全ての例または例示的な用語の使用は、単に技術的思想を詳しく説明するためのものであって、請求範囲によって限定されない限り、そのような例または例示的な用語によって範囲が限定されるものではない。以下、添付図面に基づいて単に例示のための実施形態によって詳しく説明する。図１は、一実施形態による基板処理設備を概略的に示す図面である。図１を参照すれば、基板処理設備１は、設備前方端部モジュール（equipment front end module, EFEM）２０及び処理モジュール３０を含みうる。設備前方端部モジュール２０と処理モジュール３０は、一方向に配置されうる。設備前方端部モジュール２０は、ロードポート（load port）１０及び移送フレーム２１を含みうる。ロードポート１０は、第１方向１１に設備前方端部モジュール２０の前方に配置されうる。ロードポート１０は、複数の支持部６を含みうる。複数の支持部６それぞれは、第２方向１２に一列に配置され、工程に提供される基板Ｗ及び工程処理が完了した基板Ｗが収納されたキャリア４（例えば、カセット、ＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）など）が載置されうる。キャリア４には、工程に提供される基板Ｗ及び工程処理が完了した基板Ｗが収納されうる。移送フレーム２１は、ロードポート１０と処理モジュール３０との間に配置されうる。移送フレーム２１は、ロードポート１０と処理モジュール３０との間に基板Ｗを移送する第１移送ロボット２５を含みうる。第１移送ロボット２５は、第２方向１２に備えられた移送レール２７に沿って移動してキャリア４と処理モジュール３０との間に基板Ｗを移送しうる。処理モジュール３０は、ロードロックチャンバ４０、トランスファーチャンバ５０、そして、プロセスチャンバ６０を含みうる。処理モジュール３０は、設備前方端部モジュール２０から基板Ｗを搬送されて基板Ｗを処理しうる。ロードロックチャンバ４０は、移送フレーム２１に隣接して配置されうる。一例として、ロードロックチャンバ４０は、トランスファーチャンバ５０と設備前方端部モジュール２０との間に配置されうる。ロードロックチャンバ４０は、工程に提供される基板Ｗがプロセスチャンバ６０に移送される前、または、工程処理が完了した基板Ｗが設備前方端部モジュール２０に移送される前に待機する空間を提供しうる。トランスファーチャンバ５０は、基板Ｗを搬送しうる。トランスファーチャンバ５０は、ロードロックチャンバ４０に隣接して配置されうる。トランスファーチャンバ５０は、上面視において、多角形の本体を有する。図１を参照すれば、トランスファーチャンバ５０は、上面視において、五角形の本体を有する。本体の外側には、ロードロックチャンバ４０と複数個のプロセスチャンバ６０が本体の周囲に沿って配置されうる。本体の各側壁には、基板Ｗが出入りする通路（図示せず）が形成され、通路は、トランスファーチャンバ５０とロードロックチャンバ４０または、プロセスチャンバ６０を連結しうる。各通路には、通路を開閉して内部を密閉させるドア（図示せず）が提供されうる。トランスファーチャンバ５０の内部空間には、ロードロックチャンバ４０とプロセスチャンバ６０との間に基板Ｗを移送する第２移送ロボット５３が配置されうる。第２移送ロボット５３は、ロードロックチャンバ４０で待機する未処理の基板Ｗをプロセスチャンバ６０に移送するか、工程処理が完了した基板Ｗをロードロックチャンバ４０に移送しうる。または、第２移送ロボット５３は、後述するハウジング１００の処理空間１０２に基板Ｗを搬入するか、処理空間１０２から基板Ｗを搬出しうる。または、第２移送ロボット５３は、複数のプロセスチャンバ６０に基板Ｗを順次に提供するために、プロセスチャンバ６０の間に基板Ｗを移送しうる。図１のように、トランスファーチャンバ５０が五角形の本体を有するとき、設備前方端部モジュール２０と隣接した側壁には、ロードロックチャンバ４０がそれぞれ配置され、残りの側壁には、プロセスチャンバ６０が連続して配置されうる。トランスファーチャンバ５０は、前記形状のみならず、要求される工程モジュールによって多様な形態に提供されうる。プロセスチャンバ６０は、トランスファーチャンバ５０と隣接して配置されうる。プロセスチャンバ６０は、トランスファーチャンバ５０の周囲に沿って配置されうる。プロセスチャンバ６０は、複数提供されうる。それぞれのプロセスチャンバ６０内では、基板Ｗに対する工程処理を遂行しうる。プロセスチャンバ６０は、第２移送ロボット５３から基板Ｗを移送されて工程処理を行い、工程処理が完了された基板Ｗを第２移送ロボット５３に提供しうる。それぞれのプロセスチャンバ６０で行われる工程処理は、互いに異なりうる。以下、プロセスチャンバ６０のうちプラズマ工程を遂行する基板処理装置１０００について説明する。基板処理装置１０００は、プロセスチャンバ６０のうち基板Ｗのエッジ領域に対するプラズマ処理工程を遂行するように構成されることを例として説明する。しかし、それに限定されない。基板処理装置１０００は、基板Ｗに対する処理が行われる多様なチャンバに同一または類似するように適用されうる。基板処理装置１０００は、基板Ｗに対するプラズマ処理工程が遂行される多様なチャンバに同一または類似して適用可能であるということは言うまでもない。図２は、図１のプロセスチャンバに提供される基板処理装置１０００の一実施形態を示す図面である。図２を参照すれば、プロセスチャンバ６０に提供される基板処理装置１０００は、プラズマを用いて基板Ｗ上に所定の工程を遂行しうる。例えば、基板処理装置１０００は、基板Ｗ上の膜質をエッチングまたはアッシングすることができる。膜質は、ポリシリコン膜、シリコン酸化膜、及びシリコン窒化膜など多様な種類の膜質でもある。または、膜質は、自然酸化膜や化学的に生成された酸化膜でもある。膜質は、基板Ｗを処理する過程で発生した副産物（By-Product）でもある。膜質は、基板Ｗ上に付着及び／または残留する不純物でもある。基板処理装置１０００は、基板Ｗに対するプラズマ工程を遂行しうる。例えば、基板処理装置１０００は、工程ガスを供給し、供給された工程ガスからプラズマを発生させて基板Ｗを処理しうる。基板処理装置１０００は、工程ガスを供給し、供給された工程ガスからプラズマを発生させて基板Ｗのエッジ領域を処理しうる。以下、基板処理装置１０００は、基板Ｗのエッジ領域に対するエッチング処理を遂行するベベルエッチ装置であることを例として説明する。基板処理装置１０００は、ハウジング１００、下部電極ユニット２００、上部電極ユニット３００及びガス供給ユニット４００を含みうる。ハウジング１００は、処理空間１０２を定義しうる。ハウジング１００は、上部ハウジング１１０（または、第１ハウジング）及び下部ハウジング１２０（または、第２ハウジング）を含みうる。上部ハウジング１１０及び下部ハウジング１２０は。互いに組合わせられて処理