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KR20220027509A - 플라즈마 공정 장치 및 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법 - Google Patents

플라즈마 공정 장치 및 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법 Download PDF

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KR20220027509A
KR20220027509A KR1020200108456A KR20200108456A KR20220027509A KR 20220027509 A KR20220027509 A KR 20220027509A KR 1020200108456 A KR1020200108456 A KR 1020200108456A KR 20200108456 A KR20200108456 A KR 20200108456A KR 20220027509 A KR20220027509 A KR 20220027509A
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KR
South Korea
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electrode
cooling gas
wafer
electrostatic chuck
disposed
Prior art date
Application number
KR1020200108456A
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English (en)
Inventor
김이롭
윤귀현
김윤환
이문언
이석우
한동희
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to US17/212,666 priority patent/US12106942B2/en
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Abstract

플라즈마 공정 장치가 제공된다. 플라즈마 공정 장치는 플라즈마 공정이 수행되는 챔버, 챔버의 내부에서 웨이퍼를 지지하고, 제1 부분 및 제1 부분 상에 배치되는 제2 부분을 포함하고, 제1 부분의 제1 방향의 폭은 제2 부분의 제1 방향의 폭보다 큰 정전척, 정전척의 내부에 배치되는 제1 전극, 정전척의 내부에서 제1 전극과 이격되고, 제1 방향 및 제1 방향과 수직인 제2 방향에 의해 정의되는 평면에서 제1 전극을 둘러싸고, 제1 전극과 동일 평면 상에 배치되는 제2 전극, 제1 전극 및 제2 전극 각각에 전압을 인가하는 전원, 정전척을 제1 및 제2 방향과 수직인 제3 방향으로 관통하고, 냉각 가스를 웨이퍼에 제공하는 복수의 냉각 가스 공급 라인, 정전척의 제2 부분의 측벽을 둘러싸고, 적어도 일부가 정전척의 제1 부분과 제3 방향으로 오버랩되는 포커스 링, 및 정전척의 제1 부분과 포커스 링 사이에 배치되는 접합부를 포함한다.

Description

플라즈마 공정 장치 및 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법{Plasma processing apparatus and method for dechucking wafer in the plasma processing apparatus}
본 발명은 플라즈마 공정 장치 및 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법에 관한 것이다.
차세대 공정으로 갈수록 공정 난이도는 상승하고 있으며, 이 중에서도 CMC 공정에서는 기존 대비 선택비 상향을 위해 더 높은 웨이퍼의 온도가 요구되고 있다. 하지만, 공정 이후 웨이퍼의 디척킹(dechucking)이 제대로 이뤄지지 않아 리프팅시 웨이퍼가 깨지는 현상이 발생하였다. 이는 차세대 CMC 공정 조건을 사용함에 따라 기존 조건 대비 세라믹 플레이트의 온도가 상승하게 되며, 이로 인해 잔류 흡착력이 강화되어 발생하는 것으로 해석된다. 세라믹 플레이트의 온도가 상승함에 따라 그 비저항이 낮아지게 되고, 그로 인해 Johnsen-Rahbek Effect가 발현되는 것이 그 원인으로 분석되었으며, 이를 완화하기 위해서는 다양한 웨이퍼의 디척킹 스탭의 추가 및 조정이 요구되었다. 이에 웨이퍼의 디척킹에 필요한 소요시간이 약 350초 수준으로 길어졌으며, 이는 생산성에 큰 악영향을 미치게 될 것으로 판단된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 포커스 링과 정전척 사이에 연성을 갖는 물질을 포함하는 접합부를 형성하여 열전달 효율이 향상된 플라즈마 공정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 포커스 링과 정전척 사이에 점착성이 작은 물질을 포함하는 접합부를 형성함으로써 포커스 링을 제거하는데 걸리는 작업 시간을 감소시켜 공정의 효율성을 향상시킨 플라즈마 공정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 포커스 링과 정전척 사이에 내열성이 우수한 접합부를 형성하여 고온의 플라즈마 공정에서 포커스 링의 접합의 신뢰성을 향상시킨 플라즈마 공정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 정전척의 내부에 서로 이격된 복수의 전극을 형성하고, 각각의 전극을 독립적으로 제어함으로써, 웨이퍼를 디척킹(dechucking)하는 과정에서 웨이퍼가 손상되는 것을 방지하는 플라즈마 공정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 정전척의 내부에 서로 이격된 복수의 전극을 형성하고, 각각의 전극을 독립적으로 제어함으로써, 웨이퍼를 디척킹(dechucking)하는 과정에서 웨이퍼가 손상되는 것을 방지하는 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 플라즈마 공정 장치의 몇몇 실시예는, 플라즈마 공정이 수행되는 챔버, 챔버의 내부에서 웨이퍼를 지지하고, 제1 부분 및 제1 부분 상에 배치되는 제2 부분을 포함하고, 제1 부분의 제1 방향의 폭은 제2 부분의 제1 방향의 폭보다 큰 정전척, 정전척의 내부에 배치되는 제1 전극, 정전척의 내부에서 제1 전극과 이격되고, 제1 방향 및 제1 방향과 수직인 제2 방향에 의해 정의되는 평면에서 제1 전극을 둘러싸고, 제1 전극과 동일 평면 상에 배치되는 제2 전극, 제1 전극 및 제2 전극 각각에 전압을 인가하는 전원, 정전척을 제1 및 제2 방향과 수직인 제3 방향으로 관통하고, 냉각 가스를 웨이퍼에 제공하는 복수의 냉각 가스 공급 라인, 정전척의 제2 부분의 측벽을 둘러싸고, 적어도 일부가 정전척의 제1 부분과 제3 방향으로 오버랩되는 포커스 링, 및 정전척의 제1 부분과 포커스 링 사이에 배치되는 접합부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 플라즈마 공정 장치의 다른 몇몇 실시예는, 플라즈마 공정이 수행되는 챔버, 챔버의 내부에서 웨이퍼를 지지하고, 제1 부분 및 제1 부분 상에 배치되는 제2 부분을 포함하고, 제1 부분의 제1 방향의 폭은 제2 부분의 제1 방향의 폭보다 큰 정전척, 정전척의 제2 부분 내에서 서로 이격되어 배치되는 제1 전극 및 제2 전극, 정전척의 제2 부분의 측벽을 둘러싸고, 적어도 일부가 정전척의 제1 부분과 수직 방향으로 오버랩되는 포커스 링, 및 정전척의 제1 부분과 포커스 링 사이에 배치되고, 제1 층 및 제1 층 상에 배치되는 제2 층을 포함하고, 제2 층은 금속을 포함하는 접합부를 포함하되, 제1 층의 수직 방향의 제1 두께는 60μm 내지 350μm이고, 제2 층의 수직 방향의 제2 두께는 30μm 내지 70μm이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법의 몇몇 실시예는, 챔버 내부에 배치되는 정전척 상에 웨이퍼를 로딩하고, 웨이퍼에 플라즈마 공정을 수행하고, 정전척의 가장자리 부분에 배치된 제2 전극의 전원을 차단하고, 제2 전극 상에 위치한 웨이퍼의 가장자리 부분을 디척킹(dechucking)하고, 정전척의 중심 부분에 배치되고, 제2 전극과 이격된 제1 전극의 전원을 차단하고, 제1 전극 상에 위치한 웨이퍼의 중심 부분을 디척킹하는 것을 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 전극 및 제2 전극을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 정전척의 상부를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 포커스 링을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 도 1의 R 영역을 확대한 확대도이다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9는 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 15는 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 확대도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 확대도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 18은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 도 19에 도시된 정전척의 상부를 설명하기 위한 평면도이다.
도 21은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 도 21에 도시된 제1 전극 내지 제3 전극을 설명하기 위한 평면도이다.
도 23은 도 21에 도시된 정전척의 상부를 설명하기 위한 평면도이다.
도 24는 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명한다
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 제1 전극 및 제2 전극을 설명하기 위한 평면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 정전척의 상부를 설명하기 위한 평면도이다. 도 4는 도 1에 도시된 포커스 링을 설명하기 위한 평면도이다. 도 5는 도 1의 R 영역을 확대한 확대도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치는 챔버(100), 진공 모듈(105), 가스 피더(110), 가스 소스(111), 스테이지(120), 정전척(130), 제1 전극(141), 제2 전극(142), 냉각 가스 공급부(150), 제1 냉각 가스 공급 라인(151), 제2 냉각 가스 공급 라인(152), 제1 댐(161), 제2 댐(162), 포커스 링(170), 접합부(180), 제1 전원(190), 제2 전원(106) 및 정합기(matcher)(107)를 포함한다.
챔버(100)는 내부에 다른 구성요소를 포함하는 하우징의 역할을 할 수 있다. 챔버(100)는 웨이퍼(10)에 플라즈마 공정을 수행하는 일종의 격리된 공간일 수 있다. 챔버(100)가 외부와 격리됨에 따라서, 플라즈마 공정의 공정 조건이 조절될 수 있다. 예를 들어, 챔버(100)의 내부의 온도나 압력 등의 공정 조건을 외부와 다르게 조절할 수 있다.
예를 들어, 챔버(100)의 바닥면에 배출구(103)가 형성될 수 있다. 도 1에는 배출구(103)가 챔버(100)의 바닥면에 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 배출구(103)의 위치는 제한되지 않는다. 배출구(103)는 챔버(100)의 내부에서 플라즈마 공정에 사용된 가스는 배출구(103)를 통해 챔버(100)의 외부로 배출될 수 있다.
배출구(103)는 흡기구(104)와 연결될 수 있다. 흡기구(104)는 배출구(103)를 통해 배출되는 플라즈마 공정에 사용된 가스가 진공 모듈(105)로 이동하는 통로일 수 있다. 흡기구(104)는 진공 모듈(105)과 연결될 수 있다. 다른 몇몇 실시예에서 흡기구(104)는 생략되고, 진공 모듈(105)이 배출구(103)와 직접 접할 수 있다.
진공 모듈(105)은 챔버(100)의 내부에서 플라즈마 공정에 사용된 가스를 흡기할 수 있다. 진공 모듈(105)은 밀폐된 챔버(100)의 내부에 진공압을 제공하여 챔버(100)의 내부에서 플라즈마 공정에 사용된 가스를 제거할 수 있다. 배출구(103)는 진공 모듈(105)이 플라즈마 공정에 사용된 가스를 흡기한 후에 흡기구(104)와 챔버(100)를 격리시키기 위해서 닫힐 수 있다.
예를 들어, 챔버(100)의 측벽에 개구(101)가 형성될 수 있다. 개구(101)는 웨이퍼(10)가 출입되는 출입구일 수 있다. 웨이퍼(10)는 챔버(100)의 외부에서 개구(101)를 통해 챔버(100)의 내부로 이동될 수 있다. 또한, 웨이퍼(10)는 플라즈마 공정이 종료된 후에 개구(101)를 통해 챔버(100)의 외부로 이동될 수 있다.
도 1에서는 개구(101)가 1개만 도시되어 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 개구(101)는 챔버(100)의 외벽에 복수 개가 형성될 수 있다.
개구(101)는 플라즈마에 사용되는 가스를 배출하는 배출구(103)가 열리고, 진공 모듈(105)이 동작하는 경우 닫힐 수 있다. 이는, 플라즈마에 사용되는 가스의 배출을 위해서 배출구(103) 외의 다른 통로를 모두 닫아야하기 때문이다.
가스 피더(110)는 챔버(100)의 천장에 배치될 수 있다. 가스 피더(110)는 정전척(130) 상에 위치될 수 있다. 가스 피더(110)는 접지 라인(102)을 통해 접지될 수 있다. 가스 피더(110)는 정전척(130)의 상면에 안착된 웨이퍼(10)의 상면을 향해서 가스를 공급할 수 있다.
가스 피더(110)는 복수의 노즐을 이용하여 플라즈마 생성에 사용되는 가스를 챔버(100)의 내부에 공급할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가스 피더(110)는 플라즈마 공정을 위한 상부 전극을 포함할 수 있다. 다른 몇몇 실시예에서, 가스 피더(110)는 직접 상부 전극의 역할을 할 수 있다.
플라즈마 공정은 플라즈마에 사용되는 가스 플라즈마를 이용하여 웨이퍼(10)의 상면을 드라이 에칭(dry etching)하는 것을 포함할 수 있다. 즉, 가스 피더(110)는 플라즈마 공정에 사용되는 가스를 챔버(100)의 내부에 공급할 수 있다.
가스 공급 라인(112)은 가스 피더(110)와 연결될 수 있다. 가스 공급 라인(112)은 챔버(100)의 천장과 연결될 수 있다. 가스 공급 라인(112)은 챔버(100)의 외부에서 가스 소스(111)와 연결될 수 있다. 가스 공급 라인(112)은 가스 소스(111)로부터 제공된 플라즈마에 사용되는 가스를 챔버(100)의 내부로 공급할 수 있다. 도 1에는 가스 공급 라인(112)이 챔버(100)의 천장에 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 가스 공급 라인(112)의 위치는 제한되지 않는다. 가스 공급 라인(112)의 위치는 챔버(100)의 구조, 위치 및 가스 소스(111)의 위치에 따라서 달라질 수 있다.
가스 소스(111)는 플라즈마 생성에 사용되는 가스를 저장하고 있다가 플라즈마 공정 시에 챔버(100)의 내부에 가스를 제공할 수 있다. 도 1에는 가스 소스(111)가 챔버(100)의 외부에서 가스 공급 라인(112)을 통해서 가스를 공급하는 것으로 도시되었지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 몇몇 실시예에서, 가스 소스(111)는 챔버(100)에 직접 부착될 수 있다.
스테이지(120)는 챔버(100)의 하면 상에 배치될 수 있다. 스테이지(120)는 스테이지(120) 상에 배치되는 정전척(130)을 지지할 수 있다. 예를 들어, 스테이지(120)는 플라즈마 공정을 위한 하부 전극을 포함할 수 있다. 또는 예를 들어, 스테이지(120)는 직접 하부 전극의 역할을 할 수 있다.
스테이지(120)는 제2 전원(106) 및 정합기(107)와 연결될 수 있다. 제2 전원(106)은 예를 들어, 교류 전원일 수 있다. 제2 전원(106)은 플라즈마 공정을 위한 바이어스 전압 및 RF 신호를 제공할 수 있다. 플라즈마는 전기장의 형성에 의해서 웨이퍼(10)의 상면에 도달할 수 있다. 플라즈마는 전하를 가지는 이온화된 입자를 포함하므로 전기장의 형성에 의해서 원하는 방향(상하 방향)으로 진행할 수 있다.
정합기(107)는 제2 전원(106)과 연결될 수 있다. 정합기(107)는 제2 전원(106)과 스테이지(120) 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 정합기(107)는 복수의 커패시터를 이용하여 복수의 주파수 중에서 어느 하나를 스테이지(120)로 전달시키고, 나머지를 차단할 수 있다.
정전척(130)은 스테이지(120) 상에 배치될 수 있다. 정전척(130)은 정전척(130) 상에 배치되는 웨이퍼(10)를 지지할 수 있다. 정전척(130)은 제1 방향(DR1), 제1 방향(DR1)과 수직인 제2 방향(DR2), 수직 방향인 제3 방향(DR3) 중 적어도 하나의 방향으로 움직일 수 있다. 이로 인해, 정전척(130)은 웨이퍼(10)의 공정 위치를 조절할 수 있다.
정전척(130)은 스테이지(120) 상에 배치되는 제1 부분(131) 및 제1 부분(131) 상에 배치되는 제2 부분(132)을 포함할 수 있다. 정전척(130)의 제1 부분(131)의 제1 방향(DR1)의 폭(W1)은 정전척(130)의 제2 부분(132)의 제1 방향(DR1)의 폭(W2)보다 클 수 있다. 즉, 정전척(130)의 제1 부분(131)의 상면의 적어도 일부는 정전척(130)의 제2 부분(132)의 측벽 상에 노출될 수 있다.
정전척(130)의 제1 부분(131)의 상면 및 정전척(130)의 제2 부분(132)의 상면 각각은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 정의되는 평면에서 원형의 평면 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
정전척(130)은 예를 들어, 세라믹을 포함할 수 있다. 다만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 전극(141)은 정전척(130)의 내부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(141)은 정전척(130)의 제2 부분(132)의 내부에 배치될 수 있다. 제1 전극(141)은 정전척(130)의 제2 부분(132)의 상면에 인접하게 배치될 수 있다. 제1 전극(141)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 정의되는 평면에서 원형 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 전극(142)은 정전척(130)의 내부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(142)은 정전척(130)의 제2 부분(132)의 내부에 배치될 수 있다. 제2 전극(142)은 정전척(130)의 제2 부분(132)의 상면에 인접하게 배치될 수 있다.
제2 전극(142)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 정의되는 평면에서 제1 전극(141)을 둘러싸는 고리 형상을 가질 수 있다. 제2 전극(142)은 제1 전극(141)과 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 제2 전극(142)은 제1 전극(141)과 이격될 수 있다.
제1 전원(190)은 제1 전극(141) 및 제2 전극(142) 각각에 직류 전압을 인가할 수 있다. 제1 전극(141) 및 제2 전극(142)은 제1 전원(190)으로 인가된 전압을 이용하여 웨이퍼(10)를 척킹(chucking)할 수 있다.
제1 전원(190)은 제1 스위치(191)를 이용하여 제1 전극(141)에 인가되는 전압을 제어할 수 있다. 또한, 제1 전원(190)은 제2 스위치(192)를 이용하여 제2 전극(142)에 인가되는 전압을 제어할 수 있다. 즉, 제1 전원(190)은 제1 전극(141)에 인가되는 전압 및 제2 전극(142)에 인가되는 전압을 독립적으로 제어할 수 있다.
제1 댐(dam)(161)은 정전척(130) 상에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 댐(161)은 정전척(130)의 제2 부분(132)의 상면으로부터 돌출될 수 있다. 제1 댐(161)은 정전척(130)의 제2 부분(132)의 상면의 가장자리를 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 댐(161)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 정의되는 평면에서 고리 형상을 가질 수 있다.
제2 댐(162)은 정전척(130) 상에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 댐(162)은 정전척(130)의 제2 부분(132)의 상면으로부터 돌출될 수 있다. 제2 댐(162)은 제2 전극(142)과 수직 방향인 제3 방향(DR3)으로 오버랩될 수 있다. 제2 댐(162)은 제1 댐(161)의 안쪽에 배치될 수 있다. 제2 댐(162)은 제1 댐(161)과 이격될 수 있다.
웨이퍼(10)는 제1 댐(161) 및 제2 댐(162) 상에 위치될 수 있다. 웨이퍼(10)는 제1 댐(161) 및 제2 댐(162) 각각과 접하도록 위치될 수 있다.
복수의 냉각 가스 공급 라인(151, 152)은 스테이지(120) 및 정전척(130) 각각을 관통할 수 있다. 복수의 냉각 가스 공급 라인(151, 152)은 정전척(130)의 제2 부분(132)의 상면까지 연장될 수 있다. 복수의 냉각 가스 공급 라인(151, 152)은 제1 냉각 가스 공급 라인(151)은 및 제2 냉각 가스 공급 라인(152)을 포함할 수 있다.
제1 냉각 가스 공급 라인(151)은 제1 전극(141)을 제3 방향(DR3)으로 관통할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 냉각 가스 공급 라인(151)은 서로 이격된 복수의 홀 형상으로 정전척(130)의 제2 부분(132)의 상면에 노출될 수 있다. 제1 냉각 가스 공급 라인(151)은 정전척(130)의 제2 부분(132)의 상면에서 제2 댐(162)의 안쪽에 노출될 수 있다. 도 3에 도시된 제1 냉각 가스 공급 라인(151)의 노출되는 홀의 배치는 예시적인 것이고, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 냉각 가스 공급 라인(152)은 제2 전극(142)을 제3 방향(DR3)으로 관통할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 냉각 가스 공급 라인(152)은 서로 이격된 복수의 홀 형상으로 정전척(130)의 제2 부분(132)의 상면에 노출될 수 있다. 제2 냉각 가스 공급 라인(152)은 정전척(130)의 제2 부분(132)의 상면에서 제1 댐(161)과 제2 댐(162) 사이에 노출될 수 있다. 도 3에 도시된 제2 냉각 가스 공급 라인(152)의 노출되는 홀의 배치는 예시적인 것이고, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
냉각 가스 공급부(150)는 제1 냉각 가스 공급 라인(151) 및 제2 냉각 가스 공급 라인(152) 각각과 연결될 수 있다. 냉각 가스 공급부(150)는 제1 냉각 가스 공급 라인(151) 및 제2 냉각 가스 공급 라인(152) 각각에 냉각 가스를 공급할 수 있다. 이 경우, 냉각 가스는 예를 들어, 헬륨(He)을 포함할 수 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
냉각 가스 공급부(150)로부터 제공된 냉각 가스는 제1 냉각 가스 공급 라인(151) 및 제2 냉각 가스 공급 라인(152)을 통해 웨이퍼(10)의 하면에 제공될 수 있다. 예를 들어, 냉각 가스는 플라즈마 공정이 수행되는 동안 지속적으로 웨이퍼(10)의 하면에 제공될 수 있다. 플라즈마 공정이 수행되는 동안 가열되는 웨이퍼(10)는 냉각 가스를 이용하여 냉각될 수 있다.
포커스 링(170)은 정전척(130)의 제2 부분(132)의 측벽을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 포커스 링(170)의 적어도 일부는 정전척(130)의 제1 부분(131)과 제3 방향(DR3)으로 오버랩될 수 있다.
도 1 및 도 5에는 포커스 링(170)이 정전척(130)의 제2 부분(132)의 측벽과 이격되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 몇몇 실시예에서, 포커스 링(170)은 정전척(130)의 제2 부분(132)의 측벽과 접할 수 있다.
포커스 링(170)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 정의되는 평면에서 고리 형상을 가질 수 있다. 포커스 링(170)은 예를 들어, 실리콘(Si), 실리콘 탄화물(SiC) 및 실리콘 산화물(SiO2) 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
접합부(180)는 정전척(130)의 제1 부분(131)과 포커스 링(170) 사이에 배치될 수 있다. 접합부(180)의 하면은 정전척(130)의 제2 부분(132)의 측벽 상에 노출된 정전척(130)의 제1 부분(131)의 상면과 접할 수 있다. 접합부(180)의 상면은 포커스 링(170)과 접할 수 있다.
접합부(180)는 제1 층(181), 제2 층(182) 및 제1 본딩층(185)을 포함할 수 있다. 제1 층(181)은 정전척(130)의 제1 부분(131) 상에 배치될 수 있다. 제2 층(182)은 제1 층(181) 상에 배치될 수 있다. 제1 본딩층(185)은 제2 층(182) 상에 배치될 수 있다.
제1 층(181)은 예를 들어, 실리콘 고무(silicone rubber)를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 층(181)은 제3 방향(DR3)의 제1 두께(t1)를 가질 수 있다. 제1 두께(t1)는 예를 들어, 60μm 내지 350μm 일 수 있다.
제2 층(182)은 금속을 포함할 수 있다. 제2 층(182)은 예를 들어, 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 제2 층(182)은 제3 방향(DR3)의 제2 두께(t2)를 가질 수 있다. 제2 두께(t2)는 예를 들어, 30μm 내지 70μm 일 수 있다.
예를 들어, 제1 층(181)의 제1 두께(t1)는 제2 층(182)의 제2 두께(t2)보다 2배 내지 5배 두꺼울 수 있다.
제1 본딩층(185)은 제2 층(182)과 포커스 링(170)을 접착시킬 수 있다. 이로 인해, 접합부(180)는 포커스 링(170)과 일체형으로 형성될 수 있다. 제1 본딩층(185)을 통해 제2 층(182)과 포커스 링(170) 사이에 접착시킴으로써, 포커스 링(170)을 탈착시키는 경우에 접합부(180)와 포커스 링(170)이 분리되는 것을 방지할 수 있다.
제1 본딩층(185)은 예를 들어, 실리콘을 포함할 수 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치는 정전척(130)과 접하는 접합부(180)의 제1 층(181)을 연성을 갖는 실리콘 고무(silicone rubber)로 형성함으로써, 정전척(130)과 접합부(180)의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 이로 인해, 접합부(180)의 열전달 효율이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치는 정전척(130)과 접하는 접합부(180)의 제1 층(181)을 점착성이 작은 실리콘 고무(silicone rubber)로 형성함으로써, 포커스 링(170)을 제거하는데 걸리는 작업 시간을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치는 접합부(180)가 실리콘 고무(silicone rubber)를 포함하는 제1 층(181) 및 알루미늄(Al)을 포함하는 제2 층(182)을 포함하도록 형성됨으로써, -50℃ 내지 250℃ 사이의 온도 범위에서 접합부(180)의 구조적 안정성을 유지할 수 있다. 이로 인해, 포커스 링(170)이 플라즈마 공정을 통해 온도가 250℃까지 상승하는 경우에도 접합의 신뢰성이 유지될 수 있다.
또한, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치는 정전척(130)의 내부에 제1 전극(141) 및 제2 전극(142)을 서로 이격되도록 배치하고, 제1 전원(190)을 이용하여 제1 전극(141) 및 제2 전극(142) 각각에 인가되는 전압을 독립적으로 제어함으로써, 웨이퍼(10)를 디척킹(dechucking)하는 과정에서 웨이퍼(10)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 웨이퍼의 디척킹(dechucking) 방법에 대한 상세한 설명은 후술한다.
이하에서, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명한다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 7 및 도 8은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
정전척(130) 상에 웨이퍼(10)가 로딩되고, 챔버(100)의 내부에서 웨이퍼(10)에 플라즈마 공정이 수행될 수 있다. 웨이퍼(10)에 대한 플라즈마 공정이 완료된 후에, 웨이퍼(10)에 대한 디척킹(dechucking)이 수행될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 웨이퍼(10)에 대한 플라즈마 공정이 완료된 후에, 제2 전극(142)의 전원이 차단될 수 있다(S110). 제2 스위치(192)를 차단함으로써, 제1 전원(190)으로부터 제2 전극(142)에 인가되는 전압을 차단할 수 있다.
이어서, 제2 전극(142) 상에 위치한 웨이퍼(10)의 가장자리 부분을 디척킹 할 수 있다(S120). 제2 전극(142)에 제공되던 전압을 차단함으로써, 웨이퍼(10)와 제2 전극(142) 사이의 인력이 감소될 수 있다. 이로 인해, 제2 전극(142) 상에 위치한 웨이퍼(10)의 가장자리 부분이 용이하게 디척킹 될 수 있다.
도 6 및 도 8을 참조하면, 제2 전극(142) 상에 위치한 웨이퍼(10)의 가장자리 부분을 디척킹 한 후에, 제1 전극(141)의 전원이 차단될 수 있다(S130). 제1 스위치(191)를 차단함으로써, 제1 전원(190)으로부터 제1 전극(141)에 인가되는 전압을 차단할 수 있다.
이어서, 제1 전극(141) 상에 위치한 웨이퍼(10)의 중심 부분을 디척킹 할 수 있다(S140). 제1 전극(141)에 제공되던 전압을 차단함으로써, 웨이퍼(10)와 제1 전극(141) 사이의 인력이 감소될 수 있다. 이로 인해, 제1 전극(141) 상에 위치한 웨이퍼(10)의 중심 부분이 용이하게 디척킹 될 수 있다.
이하에서, 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명한다. 도 6에 도시된 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법과의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 9는 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법은 웨이퍼(10)에 대한 플라즈마 공정이 완료된 후에, 제2 전극(142)의 전원이 차단되고, 웨이퍼(10)의 가장자리 부분에 공급되는 냉각 가스의 압력이 증가될 수 있다(S210).
냉각 가스 공급부(150)는 제1 냉각 가스 공급 라인(151)을 통해 공급되는 냉각 가스의 압력을 유지하고, 제2 냉각 가스 공급 라인(152)을 통해 공급되는 냉각 가스의 압력을 증가시킬 수 있다. 이로 인해, 웨이퍼(10)의 가장자리 부분이 효과적으로 디척킹 될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제2 전극(142)의 전원이 차단된 후에, 웨이퍼(10)의 가장자리 부분에 공급되는 냉각 가스의 압력이 증가될 수 있다. 다른 몇몇 실시예에서, 웨이퍼(10)의 가장자리 부분에 공급되는 냉각 가스의 압력이 증가된 후에, 제2 전극(142)의 전원이 차단될 수 있다. 또 다른 몇몇 실시예에서, 제2 전극(142)의 전원이 차단되는 것 및 웨이퍼(10)의 가장자리 부분에 공급되는 냉각 가스의 압력이 증가되는 것이 동시에 수행될 수 있다.
이하에서, 도 10을 참조하여 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명한다. 도 6에 도시된 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법과의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법은 제2 전극(142) 상에 위치한 웨이퍼(10)의 가장자리 부분을 디척킹 한 후에, 제1 전극(141)의 전원이 차단되고, 웨이퍼(10)의 중심 부분에 공급되는 냉각 가스의 압력이 증가될 수 있다(S330).
냉각 가스 공급부(150)는 제2 냉각 가스 공급 라인(152)을 통해 공급되는 냉각 가스의 압력을 유지하고, 제1 냉각 가스 공급 라인(151)을 통해 공급되는 냉각 가스의 압력을 증가시킬 수 있다. 이로 인해, 웨이퍼(10)의 중심 부분이 효과적으로 디척킹 될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 전극(141)의 전원이 차단된 후에, 웨이퍼(10)의 중심 부분에 공급되는 냉각 가스의 압력이 증가될 수 있다. 다른 몇몇 실시예에서, 웨이퍼(10)의 중심 부분에 공급되는 냉각 가스의 압력이 증가된 후에, 제1 전극(141)의 전원이 차단될 수 있다. 또 다른 몇몇 실시예에서, 제1 전극(141)의 전원이 차단되는 것 및 웨이퍼(10)의 중심 부분에 공급되는 냉각 가스의 압력이 증가되는 것이 동시에 수행될 수 있다.
이하에서, 도 11을 참조하여 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명한다. 도 6에 도시된 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법과의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 11은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법은 웨이퍼(10)에 대한 플라즈마 공정이 완료된 후에, 제2 전극(142)의 전원이 차단되고, 웨이퍼(10)의 가장자리 부분에 공급되는 냉각 가스의 압력이 증가될 수 있다(S410).
냉각 가스 공급부(150)는 제1 냉각 가스 공급 라인(151)을 통해 공급되는 냉각 가스의 압력을 유지하고, 제2 냉각 가스 공급 라인(152)을 통해 공급되는 냉각 가스의 압력을 증가시킬 수 있다. 이로 인해, 웨이퍼(10)의 가장자리 부분이 효과적으로 디척킹 될 수 있다.
이어서, 제2 전극(142) 상에 위치한 웨이퍼(10)의 가장자리 부분을 디척킹 한 후에, 제1 전극(141)의 전원이 차단되고, 웨이퍼(10)의 중심 부분에 공급되는 냉각 가스의 압력이 증가될 수 있다(S430).
냉각 가스 공급부(150)는 제2 냉각 가스 공급 라인(152)을 통해 공급되는 냉각 가스의 압력을 유지하고, 제1 냉각 가스 공급 라인(151)을 통해 공급되는 냉각 가스의 압력을 증가시킬 수 있다. 이로 인해, 웨이퍼(10)의 중심 부분이 효과적으로 디척킹 될 수 있다.
이하에서, 도 12를 참조하여 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명한다. 도 6에 도시된 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법과의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 12는 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법은 웨이퍼(10)에 대한 플라즈마 공정이 완료된 후에, 제2 전극(142)의 전원이 차단되고, 웨이퍼(10)의 가장자리 부분에 냉각 가스의 공급 및 차단이 반복될 수 있다(S610).
냉각 가스 공급부(150)는 제1 냉각 가스 공급 라인(151)을 통해 공급되는 냉각 가스의 압력을 유지할 수 있다. 냉각 가스 공급부(150)는 제2 냉각 가스 공급 라인(152)을 통해 냉각 가스의 공급 및 차단을 주기적으로 반복할 수 있다. 이로 인해, 웨이퍼(10)의 가장자리 부분이 효과적으로 디척킹 될 수 있다.
예를 들어, 냉각 가스 공급부(150)가 제2 냉각 가스 공급 라인(152)을 통해 냉각 가스를 공급할 때의 냉각 가스의 압력은 제1 냉각 가스 공급 라인(151)을 통해 공급되는 냉각 가스의 압력과 동일할 수 있다. 다른 몇몇 실시예에서, 냉각 가스 공급부(150)가 제2 냉각 가스 공급 라인(152)을 통해 냉각 가스를 공급할 때의 냉각 가스의 압력은 제1 냉각 가스 공급 라인(151)을 통해 공급되는 냉각 가스의 압력보다 클 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제2 전극(142)의 전원이 차단된 후에, 웨이퍼(10)의 가장자리 부분에 냉각 가스의 공급 및 차단이 주기적으로 반복될 수 있다. 다른 몇몇 실시예에서, 웨이퍼(10)의 가장자리 부분에 냉각 가스의 공급 및 차단이 주기적으로 반복된 후에, 제2 전극(142)의 전원이 차단될 수 있다. 또 다른 몇몇 실시예에서, 제2 전극(142)의 전원이 차단되는 것 및 웨이퍼(10)의 가장자리 부분에 냉각 가스의 공급 및 차단이 주기적으로 반복되는 것이 동시에 수행될 수 있다.
이하에서, 도 13을 참조하여 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명한다. 도 6에 도시된 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법과의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 13은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법은 제2 전극(142) 상에 위치한 웨이퍼(10)의 가장자리 부분을 디척킹 한 후에, 제1 전극(141)의 전원이 차단되고, 웨이퍼(10)의 중심 부분에 냉각 가스의 공급 및 차단이 반복될 수 있다(S730).
냉각 가스 공급부(150)는 제2 냉각 가스 공급 라인(152)을 통해 공급되는 냉각 가스의 압력을 유지할 수 있다. 냉각 가스 공급부(150)는 제1 냉각 가스 공급 라인(151)을 통해 냉각 가스의 공급 및 차단을 주기적으로 반복할 수 있다. 이로 인해, 웨이퍼(10)의 중심 부분이 효과적으로 디척킹 될 수 있다.
예를 들어, 냉각 가스 공급부(150)가 제1 냉각 가스 공급 라인(151)을 통해 냉각 가스를 공급할 때의 냉각 가스의 압력은 제2 냉각 가스 공급 라인(152)을 통해 공급되는 냉각 가스의 압력과 동일할 수 있다. 다른 몇몇 실시예에서, 냉각 가스 공급부(150)가 제1 냉각 가스 공급 라인(151)을 통해 냉각 가스를 공급할 때의 냉각 가스의 압력은 제2 냉각 가스 공급 라인(152)을 통해 공급되는 냉각 가스의 압력보다 클 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 전극(141)의 전원이 차단된 후에, 웨이퍼(10)의 중심 부분에 냉각 가스의 공급 및 차단이 주기적으로 반복될 수 있다. 다른 몇몇 실시예에서, 웨이퍼(10)의 중심 부분에 냉각 가스의 공급 및 차단이 주기적으로 반복된 후에, 제1 전극(141)의 전원이 차단될 수 있다. 또 다른 몇몇 실시예에서, 제1 전극(141)의 전원이 차단되는 것 및 웨이퍼(10)의 중심 부분에 냉각 가스의 공급 및 차단이 주기적으로 반복되는 것이 동시에 수행될 수 있다.
이하에서, 도 14를 참조하여 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명한다. 도 6에 도시된 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법과의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 14는 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법은 웨이퍼(10)에 대한 플라즈마 공정이 완료된 후에, 제2 전극(142)의 전원이 차단되고, 웨이퍼(10)의 가장자리 부분에 냉각 가스의 공급 및 차단이 반복될 수 있다(S810).
냉각 가스 공급부(150)는 제1 냉각 가스 공급 라인(151)을 통해 공급되는 냉각 가스의 압력을 유지할 수 있다. 냉각 가스 공급부(150)는 제2 냉각 가스 공급 라인(152)을 통해 냉각 가스의 공급 및 차단을 주기적으로 반복할 수 있다. 이로 인해, 웨이퍼(10)의 가장자리 부분이 효과적으로 디척킹 될 수 있다.
예를 들어, 냉각 가스 공급부(150)가 제2 냉각 가스 공급 라인(152)을 통해 냉각 가스를 공급할 때의 냉각 가스의 압력은 제1 냉각 가스 공급 라인(151)을 통해 공급되는 냉각 가스의 압력과 동일할 수 있다. 다른 몇몇 실시예에서, 냉각 가스 공급부(150)가 제2 냉각 가스 공급 라인(152)을 통해 냉각 가스를 공급할 때의 냉각 가스의 압력은 제1 냉각 가스 공급 라인(151)을 통해 공급되는 냉각 가스의 압력보다 클 수 있다.
이어서, 제2 전극(142) 상에 위치한 웨이퍼(10)의 가장자리 부분을 디척킹 한 후에, 제1 전극(141)의 전원이 차단되고, 웨이퍼(10)의 중심 부분에 냉각 가스의 공급 및 차단이 반복될 수 있다(S830).
냉각 가스 공급부(150)는 제2 냉각 가스 공급 라인(152)을 통해 공급되는 냉각 가스의 압력을 유지할 수 있다. 냉각 가스 공급부(150)는 제1 냉각 가스 공급 라인(151)을 통해 냉각 가스의 공급 및 차단을 주기적으로 반복할 수 있다. 이로 인해, 웨이퍼(10)의 중심 부분이 효과적으로 디척킹 될 수 있다.
예를 들어, 냉각 가스 공급부(150)가 제1 냉각 가스 공급 라인(151)을 통해 냉각 가스를 공급할 때의 냉각 가스의 압력은 제2 냉각 가스 공급 라인(152)을 통해 공급되는 냉각 가스의 압력과 동일할 수 있다. 다른 몇몇 실시예에서, 냉각 가스 공급부(150)가 제1 냉각 가스 공급 라인(151)을 통해 냉각 가스를 공급할 때의 냉각 가스의 압력은 제2 냉각 가스 공급 라인(152)을 통해 공급되는 냉각 가스의 압력보다 클 수 있다.
이하에서, 도 15를 참조하여 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명한다. 도 1 내지 도 5에 도시된 플라즈마 공정 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 15는 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 확대도이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치는 접합부(580)가 제1 층(581), 제2 층(582), 제1 본딩층(585) 및 제2 본딩층(586)을 포함할 수 있다.
제1 층(581)은 정전척(130)의 제1 부분(131) 상에 배치될 수 있다. 제2 본딩층(586)은 제1 층(581) 상에 배치될 수 있다. 제2 층(582)은 제2 본딩층(586) 상에 배치될 수 있다. 제1 본딩층(585)은 제2 층(582) 상에 배치될 수 있다.
제1 층(581)은 예를 들어, 실리콘 고무(silicone rubber)를 포함할 수 있다. 제2 층(582)은 금속을 포함할 수 있다. 제2 층(582)은 예를 들어, 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 제1 본딩층(585) 및 제2 본딩층(586) 각각은 예를 들어, 실리콘을 포함할 수 있다.
이하에서, 도 16을 참조하여 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명한다. 도 1 내지 도 5에 도시된 플라즈마 공정 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 16은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 확대도이다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치는 접합부(680)가 제1 층(681), 제2 층(682), 제3 층(683) 및 제1 본딩층(685)을 포함할 수 있다.
제1 층(681)은 정전척(130)의 제1 부분(131) 상에 배치될 수 있다. 제2 층(682)은 제1 층(681) 상에 배치될 수 있다. 제3 층(683)은 제2 층(682) 상에 배치될 수 있다. 제1 본딩층(685)은 제3 층(683) 상에 배치될 수 있다.
제3 층(683)은 제1 층(681)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 제1 층(681) 및 제3 층(683) 각각은 예를 들어, 실리콘 고무(silicone rubber)를 포함할 수 있다. 제2 층(682)은 금속을 포함할 수 있다. 제2 층(682)은 예를 들어, 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 제1 본딩층(685)은 예를 들어, 실리콘을 포함할 수 있다.
이하에서, 도 17을 참조하여 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명한다. 도 1 내지 도 5에 도시된 플라즈마 공정 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 17은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 확대도이다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치는 정전척(130)의 제2 부분(132)의 내부에 제1 전극(141), 제2 전극(742) 및 제3 전극(743)이 배치될 수 있다.
제1 전극(141), 제2 전극(742) 및 제3 전극(743)은 동일 평면 상에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 제1 전극(141)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 정의되는 평면에서 원형 형상을 가질 수 있다. 제2 전극(742)은 제1 전극(141)의 제1 측벽을 둘러쌀 수 있다. 제3 전극(743)은 제1 전극(141)의 제1 측벽과 대향하는 제1 전극(141)의 제2 측벽을 둘러쌀 수 있다. 제2 전극(742) 및 제3 전극(743)은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 제2 전극(742) 및 제3 전극(743) 각각은 반고리 형상을 가질 수 있다.
이하에서, 도 18을 참조하여 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명한다. 도 1 내지 도 5에 도시된 플라즈마 공정 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 18은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 확대도이다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치는 정전척(130)의 제2 부분(132)의 상면에 노출되는 제2 냉각 가스 공급 라인(852)이 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 정의되는 평면에서 고리 형상을 가질 수 있다.
제2 냉각 가스 공급 라인(852)의 상면은 제1 댐(161)과 제2 댐(162) 사이에 형성될 수 있다.
이하에서, 도 19 및 도 20을 참조하여 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명한다. 도 1 내지 도 5에 도시된 플라즈마 공정 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 19는 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 20은 도 19에 도시된 정전척의 상부를 설명하기 위한 평면도이다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치는 제1 냉각 가스 공급 라인(951) 중 적어도 하나가 제2 전극(142)을 제3 방향(DR3)으로 관통할 수 있다. 즉, 제1 냉각 가스 공급 라인(951)은 제1 전극(141) 및 제2 전극(142) 각각을 제3 방향(DR3)으로 관통할 수 있다.
제2 전극(142)을 제3 방향(DR3)으로 관통하는 제1 냉각 가스 공급 라인(951)은 제2 댐(162)의 안쪽에 배치될 수 있다.
이하에서, 도 21 내지 도 23을 참조하여 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명한다. 도 1 내지 도 5에 도시된 플라즈마 공정 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 21은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 22는 도 21에 도시된 제1 전극 내지 제3 전극을 설명하기 위한 평면도이다. 도 23은 도 21에 도시된 정전척의 상부를 설명하기 위한 평면도이다.
도 21 내지 도 23을 참조하면, 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치는 정전척(130)의 제2 부분(132)의 내부에 제1 전극(1041), 제2 전극(1042) 및 제3 전극(1043)이 배치될 수 있다.
제1 전극(1041), 제2 전극(1042) 및 제3 전극(1043)은 동일 평면 상에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 제1 전극(1041)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 정의되는 평면에서 원형 형상을 가질 수 있다. 제2 전극(1042)은 제1 전극(1041)을 둘러싸는 고리 형상을 가질 수 있다. 제3 전극(1043)은 제2 전극(1042)을 둘러싸는 고리 형상을 가질 수 있다.
제1 댐(1061)은 정전척(130)의 제2 부분(132)의 상면의 가장자리를 따라 배치될 수 있다. 제2 댐(1062)은 제3 전극(1043)과 제3 방향(DR3)으로 오버랩될 수 있다. 제2 댐(1062)은 제1 댐(1061)의 안쪽에 배치될 수 있다. 제2 댐(1062)은 제1 댐(1061)과 이격될 수 있다. 제3 댐(1063)은 제2 전극(1042)과 제3 방향(DR3)으로 오버랩될 수 있다. 제3 댐(1063)은 제2 댐(1062)의 안쪽에 배치될 수 있다. 제3 댐(1063)은 제2 댐(1062)과 이격될 수 있다.
제1 냉각 가스 공급 라인(1051)은 제1 전극(1041) 및 제2 전극(1042) 각각을 제3 방향(DR3)으로 관통할 수 있다. 제2 전극(1042)을 관통하는 제1 냉각 가스 공급 라인(1051)의 상면은 제2 댐(1062)과 제3 댐(1063) 사이에 형성될 수 있다. 제2 냉각 가스 공급 라인(152)은 제3 전극(1043)을 제3 방향(DR3)으로 관통할 수 있다.
제1 전원(1090)은 제1 스위치(1091)를 이용하여 제1 전극(1041)에 인가되는 전압을 제어하고, 제2 스위치(1092)를 이용하여 제2 전극(1042)에 인가되는 전압을 제어하고, 제3 스위치(1093)를 이용하여 제3 전극(1043)에 인가되는 전압을 제어할 수 있다.
이하에서, 도 21 및 도 24를 참조하여 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명한다.
도 24는 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 21 및 도 24를 참조하면, 웨이퍼(10)에 대한 플라즈마 공정이 완료된 후에, 제3 전극(1043)의 전원이 차단될 수 있다(S510). 제3 스위치(1093)를 차단함으로써, 제1 전원(1090)으로부터 제3 전극(1043)에 인가되는 전압을 차단할 수 있다. 이어서, 제3 전극(1043) 상에 위치한 웨이퍼(10)의 가장자리 부분을 디척킹 할 수 있다(S520).
이어서, 제3 전극(1043) 상에 위치한 웨이퍼(10)의 가장자리 부분을 디척킹 한 후에, 제2 전극(1042)의 전원이 차단될 수 있다(S530). 제2 스위치(1092)를 차단함으로써, 제1 전원(1090)으로부터 제2 전극(1042)에 인가되는 전압을 차단할 수 있다. 이어서, 제2 전극(1042) 상에 위치한 웨이퍼(10)의 가장자리 부분을 디척킹 할 수 있다(S540).
이어서, 제2 전극(1042) 상에 위치한 웨이퍼(10)의 가장자리 부분을 디척킹 한 후에, 제1 전극(1041)의 전원이 차단될 수 있다(S550). 제1 스위치(1091)를 차단함으로써, 제1 전원(1090)으로부터 제1 전극(1041)에 인가되는 전압을 차단할 수 있다. 이어서, 제1 전극(1041) 상에 위치한 웨이퍼(10)의 중심 부분을 디척킹 할 수 있다(S560).
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 웨이퍼 100: 챔버
120: 스테이지 130: 정전척
141: 제1 전극 142: 제2 전극
150: 냉각 가스 공급부 151: 제1 냉각 가스 공급 라인
152: 제2 냉각 가스 공급 라인 161: 제1 댐
162: 제2 댐 170: 포커스 링
180: 접합부 181: 제1 층
182: 제2 층 185: 제1 본딩층
190: 제1 전원

Claims (20)

  1. 플라즈마 공정이 수행되는 챔버;
    상기 챔버의 내부에서 웨이퍼를 지지하고, 제1 부분 및 상기 제1 부분 상에 배치되는 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분의 제1 방향의 폭은 상기 제2 부분의 상기 제1 방향의 폭보다 큰 정전척;
    상기 정전척의 내부에 배치되는 제1 전극;
    상기 정전척의 내부에서 상기 제1 전극과 이격되고, 상기 제1 방향 및 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향에 의해 정의되는 평면에서 상기 제1 전극을 둘러싸고, 상기 제1 전극과 동일 평면 상에 배치되는 제2 전극;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각에 전압을 인가하는 전원;
    상기 정전척을 제1 및 제2 방향과 수직인 제3 방향으로 관통하고, 냉각 가스를 상기 웨이퍼에 제공하는 복수의 냉각 가스 공급 라인;
    상기 정전척의 상기 제2 부분의 측벽을 둘러싸고, 적어도 일부가 상기 정전척의 상기 제1 부분과 제3 방향으로 오버랩되는 포커스 링; 및
    상기 정전척의 상기 제1 부분과 상기 포커스 링 사이에 배치되는 접합부를 포함하는 플라즈마 공정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각은 상기 정전척의 상기 제2 부분의 내부에 배치되는 플라즈마 공정 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 냉각 가스 공급 라인은,
    상기 제1 전극을 상기 제3 방향으로 관통하는 제1 냉각 가스 공급 라인과,
    상기 제2 전극을 상기 제3 방향으로 관통하는 제2 냉각 가스 공급 라인을 포함하는 플라즈마 공정 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 냉각 가스 공급 라인 및 상기 제2 냉각 가스 공급 라인 각각에 냉각 가스를 공급하는 냉각 가스 공급부를 더 포함하는 플라즈마 공정 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제2 냉각 가스 공급 라인은 상기 정전척의 상기 제2 부분의 상면에서 고리 형상을 갖는 플라즈마 공정 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 냉각 가스 공급 라인 중 적어도 하나는 상기 제2 전극을 상기 제3 방향으로 관통하는 플라즈마 공정 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 정전척의 상기 제2 부분의 상면으로부터 돌출된 댐(dam)을 더 포함하되,
    상기 웨이퍼는 상기 댐 상에 배치되는 플라즈마 공정 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 댐은,
    상기 정전척의 상기 제2 부분의 상면의 가장자리를 따라 배치되는 제1 댐과,
    상기 제2 전극과 상기 제3 방향으로 오버랩되는 제2 댐을 더 포함하는 플라즈마 공정 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 복수의 냉각 가스 공급 라인 중 적어도 하나는 상기 제1 댐과 상기 제2 댐 사이에서 상기 웨이퍼에 상기 냉각 가스를 제공하는 플라즈마 공정 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극 각각과 동일 평면 상에 배치되고, 상기 제1 및 제2 전극 각각과 이격되어 배치되고, 상기 제2 전극을 둘러싸는 제3 전극을 더 포함하는 플라즈마 공정 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극 각각과 동일 평면 상에 배치되고, 상기 제1 및 제2 전극 각각과 이격되어 배치되는 제3 전극을 더 포함하되,
    상기 제2 전극을 상기 제1 전극의 제1 측벽을 둘러싸고, 상기 제3 전극은 상기 제1 측벽과 대향하는 상기 제1 전극의 제2 측벽을 둘러싸는 플라즈마 공정 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 접합부는,
    상기 정전척의 상기 제1 부분 상에 배치되는 제1 층과,
    상기 제1 층 상에 배치되고, 금속을 포함하는 제2 층을 포함하되,
    상기 제1 층의 상기 제3 방향의 제1 두께는 60μm 내지 350μm이고,
    상기 제2 층의 상기 제3 방향의 제2 두께는 30μm 내지 70μm인 플라즈마 공정 장치.
  13. 플라즈마 공정이 수행되는 챔버;
    상기 챔버의 내부에서 웨이퍼를 지지하고, 제1 부분 및 상기 제1 부분 상에 배치되는 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분의 제1 방향의 폭은 상기 제2 부분의 상기 제1 방향의 폭보다 큰 정전척;
    상기 정전척의 상기 제2 부분 내에서 서로 이격되어 배치되는 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 정전척의 상기 제2 부분의 측벽을 둘러싸고, 적어도 일부가 상기 정전척의 상기 제1 부분과 수직 방향으로 오버랩되는 포커스 링; 및
    상기 정전척의 상기 제1 부분과 상기 포커스 링 사이에 배치되고, 제1 층 및 상기 제1 층 상에 배치되는 제2 층을 포함하고, 상기 제2 층은 금속을 포함하는 접합부를 포함하되,
    상기 제1 층의 상기 수직 방향의 제1 두께는 60μm 내지 350μm이고,
    상기 제2 층의 상기 수직 방향의 제2 두께는 30μm 내지 70μm인 플라즈마 공정 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제2 전극은 상기 제1 방향 및 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향에 의해 정의되는 평면에서 상기 제1 전극을 둘러싸고,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 동일 평면 상에 배치되는 플라즈마 공정 장치.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 제2 층과 상기 포커스 링 사이에 배치되는 제1 본딩층을 더 포함하는 플라즈마 공정 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제1 층과 상기 제2 층 사이에 배치되는 제2 본딩층을 더 포함하는 플라즈마 공정 장치.
  17. 제 13항에 있어서,
    상기 제2 층과 상기 포커스 링 사이에 배치되고, 상기 제1 층과 동일한 물질을 포함하는 제3 층을 더 포함하는 플라즈마 공정 장치.
  18. 챔버 내부에 배치되는 정전척 상에 웨이퍼를 로딩하고,
    상기 웨이퍼에 플라즈마 공정을 수행하고,
    상기 정전척의 가장자리 부분에 배치된 제2 전극의 전원을 차단하고,
    상기 제2 전극 상에 위치한 상기 웨이퍼의 가장자리 부분을 디척킹(dechucking)하고,
    상기 정전척의 중심 부분에 배치되고, 상기 제2 전극과 이격된 제1 전극의 전원을 차단하고,
    상기 제1 전극 상에 위치한 상기 웨이퍼의 중심 부분을 디척킹하는 것을 포함하는, 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 제2 전극의 전원을 차단하는 동안,
    상기 웨이퍼의 상기 가장자리 부분에 공급되는 냉각 가스의 압력을 증가시키는 것을 더 포함하는, 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 제2 전극의 전원을 차단하는 동안,
    상기 웨이퍼의 상기 가장자리 부분에 냉각 가스의 공급 및 차단을 반복하는 것을 더 포함하는, 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법.
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