KR-20260061700-A - Substrate processing apparatus

Abstract

본 발명은 기판처리장치에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 기판의 하면 및 베벨을 단일 공정에 의해 에칭할 수 있는 기판처리장치에 대한 것이다.

Inventors

• 김재우

Assignees

• 주식회사 테스

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241028

Claims (7)

1. 기판에 대한 처리공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버의 내측 상부에 구비되는 상부 샤워헤드; 및 상기 기판의 가장자리 하면을 지지하는 기판홀더와, 상기 챔버의 내측 하부에 구비되어 상기 기판의 하면을 향해 공정가스를 공급하는 하부 샤워헤드를 구비하는 기판지지부;를 구비하며, 상기 기판홀더에는 상기 기판의 베벨(bevel)을 향해 상기 공정가스를 공급하는 공급홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 공급홀은 상기 기판홀더에서 상기 기판의 베벨을 향해 상부를 향해 경사져서 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 공급홀은 복수개로 구성되어, 상기 기판홀더에서 상기 기판의 가장자리를 따라 등간격으로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 상부 샤워헤드와 상기 기판지지부 중에 어느 하나에 연결되는 RF 전원공급부를 더 구비하고, 상기 기판의 하면과 상기 하부 샤워헤드 사이에 플라즈마를 발생시켜 상기 공급홀을 통해 상기 기판의 베벨을 향해 라디칼을 공급하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 기판홀더의 상면에 안착되어 상기 공급홀에서 공급되는 상기 공정가스를 상기 기판의 베벨을 향해 안내하는 공급링을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 공급링은 상기 공급홀을 덮도록 구비되며, 상기 공급링의 하면에는 상기 공정가스를 상기 기판을 베벨을 향해 공급하는 오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 오목부는 상기 공급링의 하면에서 상기 기판을 향해 개방된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.

Description

기판처리장치 {Substrate processing apparatus} 본 발명은 기판처리장치에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 기판의 하면 및 베벨을 단일 공정에 의해 에칭할 수 있는 기판처리장치에 대한 것이다. 일반적으로 기판의 상면에 각종 패턴 등이 형성되는 경우에 기판의 손상 등을 방지하고 기판의 휘어짐 등을 보상하기 위하여 기판의 하면에도 박막이 증착될 수 있다. 이와 같은 기판의 하면에 증착된 박막은 공정 중에 에칭 등의 과정을 통해 제거될 수 있다. 그런데, 기판의 하면에 박막을 증착하는 경우에 기판의 하면 뿐만 아니라 기판의 베벨(bevel)에도 박막이 증착될 수 있으며, 기판의 베벨에 증착된 박막도 제거하는 것이 필요하다. 종래 기술에 따른 장치에서는 기판의 하면의 박막 및 베벨의 박막을 제거하는 장치를 별개로 구비하거나, 또는 별개의 공정을 통해 기판의 하면의 박막 및 베벨의 박막을 제거하게 되어 장치의 설치면적 등이 많이 필요하며, 나아가 에칭공정에 시간 및 비용이 많이 소요되었다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 측 단면도, 도 2는 일 실시예에 따른 기판처리장치의 기판홀더의 상부를 확대해서 도시한 측면도, 도 3은 기판지지부를 상부에서 바라본 평면도, 도 4는 다른 실시예에 따른 기판처리장치에서 기판홀더의 상부를 확대해서 도시한 측면도이다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 구조에 대해서 상세하게 살펴보도록 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치(1000)의 측 단면도이다. 도 1을 참조하면, 상기 기판처리장치(1000)는 기판(W)에 대한 처리공간(110)을 제공하는 챔버(100), 상기 챔버(100) 내부의 상부에 구비되는 상부 샤워헤드(200), 상기 챔버(100)의 내측 하부에 구비되어 상기 기판(W)의 하면을 향해 공정가스를 공급하는 하부 샤워헤드(430)를 구비할 수 있다. 상기 기판처리장치(1000)는 내부에 처리공간(110)을 제공하는 챔버(100)를 구비할 수 있다. 상기 챔버(100)는 내측에 상기 기판(W)에 대한 증착 공정이 수행되는 처리공간(110)을 제공할 수 있다. 상기 챔버(100)의 내측 상부에는 상기 기판(W)의 상면을 향해 불활성가스를 공급하는 상부 샤워헤드(200)를 구비할 수 있다. 상기 상부 샤워헤드(200)는 상부 샤워헤드 플레이트(210)와, 상기 상부 샤워헤드 플레이트(210)의 상부에 구비되는 상부히터(230)를 구비할 수 있다. 상기 상부 샤워헤드 플레이트(210)에는 복수개의 상부관통홀(212)이 구비될 수 있다. 상기 챔버(100)의 상부에는 불활성가스 등이 공급되는 상부 공급로(252)가 연결될 수 있다. 상기 상부 공급로(252)를 따라 공급된 불활성가스는 상부 확산부(214)를 거쳐 상기 상부 샤워헤드 플레이트(210)를 거쳐 상기 기판(W)의 상면으로 공급될 수 있다. 상기 상부 샤워헤드(200)는 RF 전원공급부(600)와 연결되어 RF 전원이 공급될 수 있다. 즉, 상기 상부 샤워헤드(200)가 상부전극의 역할을 할 수 있으며, 기판지지부(400)가 접지되어 하부전극의 역할을 할 수 있다. 또한, 도면에 도시되지는 않지만, 상기 RF 전원공급부(600)가 상기 기판지지부(400)에 연결되고, 상기 상부 샤워헤드(200)가 접지되는 구성도 가능하다. 즉, 상기 RF 전원공급부(600)는 상기 상부 샤워헤드(200)와 상기 기판지지부(400) 중에 어느 하나에 연결되고, 다른 하나는 접지될 수 있다. 한편, 상기 챔버(100)의 내측 하부에는 상기 기판(W)이 안착되어 지지되는 기판지지부(400)를 구비할 수 있다. 상기 기판지지부(400)는 상기 처리공간(110)의 하부에 상하로 이동 가능하게 구비될 수 있으며, 상기 기판(W) 하면의 가장자리를 지지하여 상기 기판(W)의 하면을 향해 공정가스를 공급할 수 있다. 상기 기판지지부(400)는 하부로 연장된 구동바(470)와 연결되며, 상기 구동바(470)가 모터 등과 같은 구동부(미도시)와 연결되어 상기 구동부의 구동에 의해 상기 구동바(470)와 기판지지부(400)가 상하로 이동할 수 있다. 구체적으로, 상기 기판지지부(400)는 상기 기판(W) 가장자리의 하면을 지지하는 기판홀더(410)와, 상기 챔버(100)의 내측 하부에 구비되어 상기 기판(W)의 하면을 향해 공정가스를 공급하는 하부 샤워헤드(430)를 구비할 수 있다. 또한, 상기 기판지지부(400)는 상기 하부 샤워헤드(430)를 지지하는 하부플레이트(450)를 더 구비할 수 있다. 상기 기판홀더(410)는 상기 기판(W) 가장자리의 하면을 지지할 수 있다. 이 경우, 상기 기판홀더(410)의 내측에 하부 샤워헤드(430)가 구비될 수 있다. 상기 구동바(470)를 관통한 하부 공급로(472)를 통해 공정가스가 공급되며, 상기 하부 공급로(472)를 따라 공급된 공정가스는 하부 확산부(434)를 거쳐 상기 하부 샤워헤드(430)로 공급된다. 상기 하부 샤워헤드(430)로 공급된 공정가스는 하부관통홀(432)을 통해 상기 기판(W)의 하면을 향해 공급될 수 있다. 이 경우, 상기 RF 전원공급부(600)가 상기 상부 샤워헤드(200)에 연결되는 경우에 상기 하부 샤워헤드(430)는 접지되어 상기 기판(W)과의 사이에서 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 한편, 상기 하부플레이트(450)는 열교환유로(미도시)가 형성되어, 상기 열교환유로를 따라 열교환유체 등이 유동하여 열교환을 통해 공정가스 또는 상기 챔버(100) 내부의 온도를 조절할 수 있다. 또한, 상기 하부플레이트(450)는 상기 하부 샤워헤드(430)와 상기 기판홀더(410)를 지지하는 역할을 하게 된다. 이 경우, 상기 하부 샤워헤드(430)는 상기 하부플레이트(450)의 상면에 연결될 수 있으며, 전술한 하부 공급로(472)는 상기 구동바(470) 및 하부플레이트(450)를 관통하여 상기 하부 확산부(432)로 연결될 수 있다. 또한, 상기 기판홀더(410)의 하단부를 지지하는 고정부(460)는 상기 하부플레이트(450)에 연결될 수 있다. 이때, 상기 고정부(460)는 상기 기판홀더(410)의 하단부와 상기 하부플레이트(450)를 완전히 밀폐하여 결합시키는 것이 아니며, 상기 고정부(460)는 복수개 구비되어 상기 하부플레이트(450)의 외주를 따라 미리 결정된 간격으로 이격되어 구비될 수 있다. 즉, 상기 고정부(460)를 복수개 구비하는 경우에 이웃한 고정부(460) 사이는 아래를 향해 개방되어 상기 챔버(100)의 내부와 연통될 수 있다. 따라서, 상기 하부 샤워헤드(430)의 측면 및 하부플레이트(450)의 측면과 상기 기판홀더(410)의 내면 사이의 공간이 배기유로(462)를 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 하부 샤워헤드(430)에서 공급된 공정가스는 상기 배기유로(462)를 통해 상기 챔버(100) 내부의 하부로 배출되며, 상기 챔버(100)의 하부에 구비된 배기부(490)를 통해 상기 챔버(100)의 외부로 배기될 수 있다. 전술한 구조를 가지는 기판처리장치(1000)의 경우, 상기 기판(W)의 하면을 향해 상기 하부 샤워헤드(430)에서 공정가스가 공급되고, 상기 공정가스에 의해 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(W)의 하면에 증착된 박막을 제거하고자 하는 경우 상기 하부 샤워헤드(430)에서 에칭용 공정가스를 공급할 수 있으며, 상기 공정가스가 플라즈마에 의해 활성화되어 상기 기판(W)의 하면의 박막을 제거할 수 있다. 그런데, 상기 기판(W)의 손상 등을 방지하기 위하여 상기 기판(W)의 하면에 박막을 증착하는 경우에 상기 기판(W)의 하면 이외에 베벨에도 박막이 증착될 수 있다. 종래 기술에 따른 장치에서는 상기 기판(W)의 하면의 박막 및 베벨의 박막을 제거하는 장치를 별개로 구비하게 되어, 별개의 공정을 통해 상기 기판(W)의 하면의 박막 및 베벨의 박막을 제거하게 되어 시간 및 비용이 많이 소요되었다. 본 발명에서는 상기 기판(W)의 하면의 박막 및 베벨의 박막을 별도의 장비, 또는 별도의 공정을 통해 제거하지 않고 단일 공정에 의해 제거할 수 있는 기판처리장치(1000)를 제공하고자 한다. 도 2는 도 1에서 상기 기판홀더(410)의 상부를 확대해서 도시한 측면도이다. 도 2를 참조하면, 상기 기판처리장치(1000)는 상기 기판홀더(410)에 상기 기판(W)의 베벨(bevel)을 향해 상기 공정가스를 공급할 수 있는 공급홀(420)을 구비할 수 있다. 상기 공급홀(420)은 상기 기판홀더(410)를 관통하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판홀더(410)의 상부는 내측을 향해 절곡된 수평지지부(414)를 구비할 수 있다. 상기 수평지지부(414)의 내측 가장자리의 상면(412)에 단턱부(416)가 형성되어 상기 기판(W)의 가장자리의 하면이 상기 수평지지부(414)의 오목면(415)에 안착되어 지지될 수 있다. 이 경우, 상기 공급홀(420)은 상기 수평지지부(414)에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(W)이 상기 단턱부(416)의 오목면(415)에 안착되는 경우에 상기 기판(W)의 가장자리와 상기 단턱부(416) 사이에는 간격이 존재할 수 있다. 상기 공급홀(420)은 상기 수평지지부(414)에서 상기 기판(W)의 가장자리와 상기 단턱부(416) 사이에는 간격에 구비될 수 있다. 한편, 상기 공급홀(420)은 상기 기판(W)의 베벨을 향해 경사져서 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 공급홀(420)은 상기 기판(W)의 베벨을 향해 상부를 향해 경사져서 형성될 수 있다. 결과적으로, 상기 공급홀(420)의 하부는 상기 기판(W)의 반경방향 외측을 향해 하부를 향해 경사져서 형성되고, 상기 공급홀(420)의 상부는 상기 기판(W)의 반경방향 내측을 향해 상부를 향해 경사져서 형성될 수 있다. 이와 같은 상기 공급홀(420)의 구성에 의해 상기 공급홀(420)의 하부의 유입구를 통해 유입된 라디칼 등이 상기 공급홀(420)의 상부의 출구를 통해 상기 기판(W)의 베벨을 향해 공급될 수 있다. 따라서, 상기 하부 샤워헤드(430)의 하부관통홀(432)을 통해 상기 기판(W)의 하