(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に空間が形成された工程チャンバーと、
前記工程チャンバーの内部に位置し、基板を支持する基板支持部と、
前記工程チャンバーの内部へ工程ガスを供給するガス供給部と、
前記工程チャンバーの内部へ高周波電力を印加して前記工程チャンバーの内部へ供給された工程ガスを励起させるリング形状のアンテナと、
リング形状の前記アンテナの半径方向のサイズを可変させる駆動部と、を含み、
前記アンテナは、
互いに離隔してリング形状に配置される複数個のアンテナフレームと、
隣接する前記アンテナフレームを連結する連結部材と、を含み、
前記駆動部は、前記アンテナフレームの各々に連結され、前記アンテナフレームの各々を前記リング形状の半径方向へ個別的に移動させる基板処理装置。
【請求項２】
各々の前記アンテナフレームは、弧形状を有する請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記連結部材は、前記アンテナフレームの移動にしたがって膨張するか、或いは収縮する請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記連結部材の各々は、
いずれか１つの前記アンテナフレームと連結される第１フレームと、
前記第１フレームが連結されたアンテナフレームと隣接する他の１つのアンテナフレームに連結される第２フレームと、
前記第１フレームと前記第２フレームとを連結する弧形状の第３フレームと、を含む請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記アンテナは、
第１アンテナと、
前記第１アンテナと離隔され、前記第１アンテナを囲む第２アンテナと、を含み、
前記第１アンテナは、
複数個が互いに組み合わされて第１リング形状に配置される第１アンテナフレームと、
隣接する前記第１アンテナフレームを連結する第１連結部材と、を含み、
前記第２アンテナは、
複数個が互いに組み合わされて前記第１リング形状より半径が大きい第２リング形状に配置される第２アンテナフレームと、
隣接する前記第２アンテナフレームを連結する第２連結部材と、を含み、
前記駆動部は、
前記第１リング形状の半径方向へ前記第１アンテナフレームを移動させる第１駆動部と、
前記第２リング形状の半径方向へ各々の前記第２アンテナフレームを個別的に移動させる第２駆動部と、を含み、
前記第１リング形状の前記第１アンテナの半径方向のサイズと前記第２リング形状の前記第２アンテナの半径方向のサイズとを個別的に可変させる請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記第１駆動部は、
前記第１アンテナの中心に位置し、垂直方向に配置される第１駆動ロッドと、
各々の前記第１アンテナフレームと前記第１駆動ロッドとを連結する第１連結ロッドと、
前記第１駆動ロッドの長さ方向に並んだ軸を中心に前記第１駆動ロッドを所定の角度回転させる第１駆動器と、を含む請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記第２駆動部は、
前記第２アンテナフレームの各々に連結され、その長さ方向が前記第２リング形状の半径方向に配置される複数個の第２駆動ロッドと、
前記第２駆動ロッドの各々に連結され、前記第２駆動ロッドを前記第２リング形状の半径方向へ移動させる第２駆動器と、を含む請求項５又は請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記駆動部は、各々の前記アンテナフレームを同時に移動させる請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記駆動部は、
前記リング形状の中心に垂直方向に配置される駆動ロッドと、
前記アンテナフレームと前記駆動ロッドとを各々連結する連結ロッドと、
前記駆動ロッドをその長さ方向に並んだ軸を中心に回転させる駆動器と、を含む請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
工程ガスへ高周波電力を印加して前記工程ガスを励起させるアンテナユニットにおいて、
前記高周波電力を印加するリング形状のアンテナと、
リング形状の前記アンテナの半径方向のサイズを可変させる駆動部と、を含み、
前記アンテナは、
互いに離隔してリング形状に配置される複数個のアンテナフレームと、
隣接する前記アンテナフレームを連結する連結部材と、を含み、
前記駆動部は、
各々の前記アンテナフレームを個別的に前記リング形状の半径方向へ移動させるアンテナユニット。
【請求項１１】
前記駆動部は、
前記リング形状の半径方向に配置され、前記アンテナフレームと各々連結される駆動ロッドと、
前記駆動ロッドと各々連結され、前記駆動ロッドを前記リング形状の半径方向へ移動させる駆動器を含む請求項１０に記載のアンテナユニット。
【請求項１２】
前記駆動部は、各々の前記アンテナフレームを同時に移動させる請求項１０に記載のアンテナユニット。
【請求項１３】
前記駆動部は、
前記リング形状の中心に垂直方向に配置される駆動ロッドと、
前記アンテナフレームと前記駆動ロッドとを各々連結する連結ロッドと、
前記駆動ロッドをその長さ方向に並んだ軸を中心に回転させる駆動器と、を含む請求項１２に記載のアンテナユニット。
【請求項１４】
前記アンテナは、
複数個の第１アンテナフレームが互いに組み合わされて第１リング形状に配置される第１アンテナと、
隣接する前記第１アンテナフレームを連結する第１連結部材と、
複数個の第２アンテナフレームが互いに組み合わされて第２リング形状に配置される第２アンテナと、
隣接する前記第２アンテナフレームを連結する第２連結部材と、を含み、
前記第２リング形状は、前記第１リング形状より大きい半径を有し、前記第１リング形状と同一な中心を有し、
前記駆動部は、前記第１リング形状の前記第１アンテナの半径方向のサイズと前記第２リング形状の前記第２アンテナの半径方向のサイズを個別的に可変させる請求項１０に記載のアンテナユニット。
【請求項１５】
前記駆動部は、
前記第１リング形状の中心に垂直方向に配置される第１駆動ロッドと、
前記第１アンテナフレームと前記第１駆動ロッドとを各々連結する連結ロッドと、
前記第１駆動ロッドをその長さ方向に並んだ軸を中心に回転させる第１駆動器と、
前記第２リング形状の半径方向に配置され、前記第２アンテナフレームと各々連結される第２駆動ロッドと、
前記第２駆動ロッドと各々連結され、前記第２駆動ロッドを前記第２リング形状の半径方向へ移動させる第２駆動器と、を含む請求項１４に記載のアンテナユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板処理装置に関し、より詳細にはプラズマを利用して基板を処理する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマは非常に高い温度や、強い電界或いは高周波電磁界（ＲＦ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｆｉｅｌｄｓ）によって生成され、イオンや電子、ラジカル等でなされたイオン化されたガス状態を言う。半導体素子製造工程では、プラズマを使用して蝕刻工程を遂行する。蝕刻工程は、プラズマに含有されたイオン粒子が基板と衝突することによって遂行される。
【０００３】
アンテナは工程ガスへ高周波電力を印加して、工程ガスをプラズマ状態に励起させる。アンテナは、その形状が固定されており、主に左右対称形状を有する。このような形状を有するアンテナは、理論的にアンテナの半径方向に沿ってプラズマ密度分布が対称となるようにプラズマを発生する。
【０００４】
しかし、実際の工程では、様々な要因によってプラズマ密度分布が対称となるように発生しない。このようなプラズマ密度分布は基板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】韓国公開特許公報第１０−２０１１−００４６３５４号
【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アンテナユニット、それを含む基板処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態による基板処理装置は、内部に空間が形成された工程チャンバーと、前記工程チャンバーの内部に位置し、基板を支持する基板支持部と、前記工程チャンバーの内部へ工程ガスを供給するガス供給部と、前記工程チャンバーの内部へ高周波電力を印加して前記工程チャンバーの内部へ供給された工程ガスを励起させるリング形状のアンテナと、リング形状の前記アンテナの半径方向のサイズを可変させる駆動部と、を含む。
【０００８】
前記アンテナは、互いに離隔してリング形状に配置される複数個のアンテナフレームと、隣接する前記アンテナフレームを連結する連結部材と、を含み、前記駆動部は、前記アンテナフレームの各々に連結され、前記アンテナフレームの各々を前記リング形状の半径方向へ個別的に移動させる。
【００１０】
また、各々の前記アンテナフレームは、弧形状を有することができる。
【００１１】
また、前記連結部材は、前記アンテナフレームの移動にしたがって膨張するか、或いは収縮できる。
【００１２】
また、前記連結部材の各々は、いずれか１つの前記アンテナフレームと連結される第１フレームと、前記第１フレームが連結されたアンテナフレームと隣接する他の１つのアンテナフレームに連結される第２フレームと、前記第１フレームと前記第２フレームとを連結する弧形状の第３フレームと、を含むことができる。
【００１３】
また、前記アンテナは、第１アンテナと、前記第１アンテナと離隔され、前記第１アンテナを囲む第２アンテナと、を含み、前記第１アンテナは、複数個が互いに組み合わされて第１リング形状に配置される第１アンテナフレームと、隣接する前記第１アンテナフレームを連結する第１連結部材と、を含み、前記第２アンテナは、複数個が互いに組み合わされて前記第１リング形状より半径が大きい第２リング形状に配置される第２アンテナフレームと、隣接する前記第２アンテナフレームを連結する第２連結部材と、を含み、前記駆動部は、前記第１リング形状の半径方向へ前記第１アンテナフレームを移動させる第１駆動部と、前記第２リング形状の半径方向へ各々の前記第２アンテナフレームを個別的に移動させる第２駆動部と、を含み、前記第１リング形状の前記第１アンテナの半径方向のサイズと前記第２リング形状の前記第２アンテナの半径方向のサイズとを個別的に可変させる。
【００１５】
また、前記第１駆動部は、前記第１アンテナの中心に位置し、垂直方向に配置される第１駆動ロッドと、各々の前記第１アンテナフレームと前記駆動ロッドとを連結する第１連結ロッドと、前記第１駆動ロッドの長さ方向に並んだ軸を中心に前記第１駆動ロッドを所定の角度回転させる第１駆動器と、含むことができる。
【００１６】
また、前記第２駆動部は、前記第２アンテナフレームの各々に連結され、その長さ方向が前記第２リング形状の半径方向に配置される複数個の第２駆動ロッドと、前記第２駆動ロッドの各々に連結され、前記第２駆動ロッドを前記第２リング形状の半径方向へ移動させる第２駆動器と、を含むことができる。
【００１７】
また、前記駆動部は、各々の前記アンテナフレームを同時に移動させ得る。
【００１８】
また、前記駆動部は、前記リング形状の中心に垂直方向に配置される駆動ロッドと、前記アンテナフレームと前記駆動ロッドとを各々連結する連結ロッドと、前記駆動ロッドをその長さ方向に並んだ軸を中心に回転させる駆動器と、を含むことができる。
【００１９】
本発明の一実施形態によるアンテナユニットは、工程ガスへ高周波電力を印加して前記工程ガスを励起させるアンテナユニットにおいて、前記高周波電力を印加するリング形状のアンテナと、リング形状の前記アンテナの半径方向のサイズを可変させる駆動部と、を含む。
【００２０】
前記アンテナは、互いに離隔してリング形状に配置される複数個のアンテナフレームと、隣接する前記アンテナフレームを連結する連結部材と、を含み、前記駆動部は、各々の前記アンテナフレームを個別的に前記リング形状の半径方向へ移動させる。
【００２１】
また、前記駆動部は、前記リング形状の半径方向に配置され、前記アンテナフレームと各々連結される駆動ロッドと、前記駆動ロッドと各々連結され、前記駆動ロッドを前記リング形状の半径方向へ移動させる駆動器と、を包むことができる。
【００２２】
また、前記駆動部は、各々の前記アンテナフレームを同時に移動させ得る。
【００２３】
また、前記駆動部は、前記リング形状の中心に垂直方向に配置される駆動ロッドと、前記アンテナフレームと前記駆動ロッドとを各々連結する連結ロッドと、前記駆動ロッドをその長さ方向に並んだ軸を中心に回転させる駆動器と、を含むことができる。
【００２４】
また、前記アンテナは、複数個の第１アンテナフレームが互いに組み合わされて第１リング形状に配置される第１アンテナと、隣接する前記第１アンテナフレームを連結する第１連結部材と、複数個の第２アンテナフレームが互いに組み合わされて第２リング形状に配置される第２アンテナと、隣接する前記第２アンテナフレームを連結する第２連結部材と、を含み、前記第２リング形状は、前記第１リング形状より大きい半径を有し、前記第１リング形状と同一な中心を有し、前記駆動部は、前記第１リング形状の前記第１アンテナの半径方向のサイズと前記第２リング形状の前記第２アンテナの半径方向のサイズを個別的に可変させ得る。
【００２５】
また、前記駆動部は、前記第１リング形状の中心に垂直方向に配置される第１駆動ロッドと、前記第１アンテナフレームと前記第１駆動ロッドとを各々連結する連結ロッドと、前記第１駆動ロッドをその長さ方向に並んだ軸を中心に回転させる第１駆動器と、前記第２リング形状の半径方向に配置され、前記第２アンテナフレームと各々連結される第２駆動ロッドと、前記第２駆動ロッドと各々連結され、前記第２駆動ロッドを前記第２リング形状の半径方向へ移動させる第２駆動器と、を含むことができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、プラズマ密度分布が均一になるので、基板処理が均一になされ得る。
【００３３】
また、本発明によれば、プラズマ密度分布を調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１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。
【図２】図２は図１のアンテナユニットを示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態によるアンテナユニットのサイズが変更される例を示す図面である。
【図４】本発明の一実施形態によるアンテナユニットのサイズが変更される例を示す図面である。
【図５】本発明の一実施形態によるアンテナユニットのサイズが変更される例を示す図面である。
【図６】本発明の一実施形態によるアンテナユニットのサイズが変更される例を示す図面である。
【図７】本発明の一実施形態によるアンテナユニットのサイズが変更される例を示す図面である。
【図８】本発明の一実施形態によるアンテナユニットのサイズが変更される例を示す図面である。
【図９】本発明の一実施形態によるアンテナユニットのサイズが変更される例を示す図面である。
【図１０】本発明の他の実施形態によるアンテナユニットを示す斜視図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態によるアンテナユニットを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態によるアンテナユニット、基板処理装置、及び基板処理方法を詳細に説明する。本発明を説明するにあたって、関連する公知構成又は機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にすることになると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。
【００３６】
図１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。
【００３７】
図１を参照すれば、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。基板処理装置１０は、工程チャンバー１００、基板支持部２００、ガス供給部、及びプラズマ生成部４００を含む。
【００３８】
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。
【００３９】
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を提供する。本体１１０は、金属材質で提供される。また、本体１１０は、アルミニウム材質で提供され得る。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、排気ライン１２１と連結される。工程過程で発生した反応副産物及び本体１１０の内部空間に留まるガスは、排気ライン１２１を通じて外部へ排出され得る。排気過程によって本体１１０の内部は所定の圧力に減圧される。
【００４０】
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と異なる材質で提供され得る。密閉カバー１２０は、誘電体（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）で提供され得る。
【００４１】
ライナー１３０は、本体１１０の内部に設けられる。ライナー１３０は、上面及び下面が開放された空間を本体１１０の内部に形成する。ライナー１３０は、円筒形状に提供され得る。ライナー１３０は、本体１１０の内側面に相応する半径を有することができる。ライナー１３０は、本体１１０の内側面に沿って設けられる。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、リング形状の板で設けられ、ライナー１３０の外周面からライナー１３０の外側へ突出される。支持リング１３１は、本体１１０の上端に置かれ、ライナー１３０を支持する。ライナー１３０は、本体１１０と同一な材質で提供され得る。また、ライナー１３０は、アルミニウム材質で提供され得る。ライナー１３０は、本体１１０の内側面を保護する。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）放電が発生され得る。アーク放電は、周辺装置を損傷させる。ライナー１３０は、本体１１０の内側面を保護して、本体１１０の内側面がアーク放電によって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が損傷された場合、新しいライナー１３０に交替できる。
【００４２】
本体１１０の内部には、基板支持部２００が位置する。基板Ｗを支持する基板支持部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を含む。
【００４３】
静電チャック（又は基板支持部）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。
【００４４】
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）で提供される。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の上面から底面に設けられる。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の底面へ熱伝達媒体を供給する通路として設けられる。
【００４５】
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の上方に位置する。下部電極２２０は、第１下部電源２２１と電気的に連結される。第１下部電源２２１は、直流電源を含む。下部電極２２０と第１下部電源２２１との間には、スイッチ２２２が設置される。下部電極２２０は、スイッチ２２２のオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）によって、第１下部電源２２１と電気的に連結され得る。スイッチ２２２がオン（ＯＮ）にすれば、下部電極２２０には直流電流が印加される。下部電極２２０へ印加された電流によって、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。
【００４６】
ヒーター２３０は、第２下部電源２３１と電気的に連結される。ヒーター２３０は、第２下部電源２３１から印加された電流に抵抗することによって熱を発生させる。発生された熱は、誘電板２１０を通じて基板Ｗへ伝達される。ヒーター２３０から発生された熱によって、基板Ｗは所定の温度に維持される。ヒーター２３０は、螺旋形状のコイルを含む。ヒーター２３０は、均一な間隔で誘電板２１０に埋め込まれ得る。
【００４７】
誘電板２１０の下方には、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２３６によって接着され得る。支持板２４０は、アルミニウム材質で提供され得る。支持板２４０の上面は、中心領域が縁領域より高く位置されるように段差を有し得る。支持板２４０の上面の中心領域は、誘電板２１０の底面に相応する面積を有し、誘電板２１０の底面と接着される。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。
【００４８】
第１循環流路２４１は、熱伝達媒体が循環する通路として提供される。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得る。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流路が同一な中心を有するように配置され得る。各々の第１循環流路２４１は、互いに連通され得る。各々の第１循環流路２４１は、同一な高さに形成される。
【００４９】
第２循環流路２４２は、冷却流体が循環する通路として提供される。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得る。又は、第２循環流路２４２は、互いに異なる半径を有するリング形状の流路が同一な中心を有するように配置され得る。各々の第２循環流路２４２は、互いに連通され得る。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することができる。各々の第２循環流路２４２は、同一な高さに形成される。第２循環流路２４２は、第１循環流路２４１の下方に位置され得る。
【００５０】
第２供給流路２４３は、第１循環流路２４１から上方に延長され、支持板２４０の上面まで設けられる。第２供給流路２４３は、第１供給流路２１１に対応する個数で提供され、第１循環流路２４１と第１供給流路２１１とを連結する。
【００５１】
第１循環流路２４１は、熱伝達媒体供給ライン２５１を通じて熱伝達媒体貯蔵部２５２と連結される。熱伝達媒体貯蔵部２５２には、熱伝達媒体が貯蔵される。熱伝達媒体は、不活性ガスを含む。本実施形態によれば、熱伝達媒体は、ヘリウムＨｅガスを含む。ヘリウムガスは、熱伝達媒体供給ライン２５１を通じて第１循環流路２４１へ供給され、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の底面へ供給される。ヘリウムガスは、プラズマから基板Ｗへ伝達された熱が静電チャック２００へ伝達され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へ移動し、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に衝突する過程で、基板Ｗには熱が発生する。基板Ｗで発生した熱は、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ヘリウムガスを通じて、静電チャック２００へ伝達される。これによって、基板Ｗは、設定温度に維持され得る。
【００５２】
第２循環流路２４２は、冷却流体供給ライン２６１を通じて、冷却流体貯蔵部２６２と連結される。冷却流体貯蔵部２６２には、冷却流体が貯蔵される。冷却流体貯蔵部２６２内には、冷却器２６３が提供され得る。冷却器２６３は、冷却流体を所定の温度に冷却させる。または、これと異なり、冷却器２６３は、冷却流体供給ライン２６１上に設けられ得る。冷却流体供給ライン２６１を通じて第２循環流路２４２へ供給された冷却流体は、第２循環流路２４２に沿って循環し、支持板２４０を冷却する。支持板２４０の冷却は、誘電板２１０と基板Ｗとを共に冷却させて、基板Ｗを所定の温度に維持させる。
【００５３】
支持板２４０の下方には、絶縁板２７０が設けられる。絶縁板２７０は、支持板２４０に相応する大きさで提供される。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、絶縁材質で提供され、支持板２４０と工程チャンバー１００とを電気的に絶縁させる。
【００５４】
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、外側部２８０ａが内側部２８０ｂより高くなるように段差を有し得る。フォーカスリング２８０の内側部２８０ｂの上面は、誘電板２１０の上面と同一高さに位置される。フォーカスリング２８０の内側部２８０ｂは、誘電板２１０の外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２８０ａは、基板Ｗの縁領域を囲むように提供される。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の全体領域にかけてプラズマが均一に形成されて、基板Ｗの各領域が均一に蝕刻できる。
【００５５】
ガス供給部は、工程チャンバー１００の内部へ工程ガスを供給する。ガス供給部は、ガス供給ノズル３１０、ガス供給ライン３２０、及びガス貯蔵部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の内部へ工程ガスを供給する。ガス供給ライン３２０は、ガス供給ノズル３１０とガス貯蔵部３３０とを連結する。ガス供給ライン３２０は、ガス貯蔵部３３０に貯蔵された工程ガスをガス供給ノズル３１０へ供給する。ガス供給ライン３２０には、バルブ３２１が設置される。
【００５６】
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工程ガスの流量を調節する。
【００５７】
プラズマ生成部４００は、工程チャンバー１００の内部へ高周波電力を印加して、工程チャンバー１００の内部へ供給された工程ガスを励起させる。プラズマ生成部４００は、ハウジング４１０、上部電源４２０、及びアンテナユニット４３０を含む。
【００５８】
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の上方に位置し、密閉カバー１２０の上面に置かれる。ハウジング４１０の内部は、アンテナユニット４３０が位置する空間として提供される。上部電源４２０は、高周波電流を発生させる。発生された高周波電流は、アンテナユニット４３０へ印加される。アンテナユニット４３０は、工程チャンバー１００の内部へ高周波電力を印加する。
【００５９】
図２は図１のアンテナユニット４３０を示す斜視図である。
【００６０】
図１及び図２を参照すれば、アンテナユニット４３０は、アンテナ４５０、４６０と、駆動部４７０、４８０とを含む。
【００６１】
アンテナ４５０、４６０は、上部電源４２０と電気的に連結される。アンテナ４５０、４６０は、上部電源４２０から発生された高周波電力を、工程チャンバー１００の内部へ印加する。アンテナ４５０、４６０は、第１アンテナ４５０と第２アンテナ４６０とを含む。第１アンテナ４５０と第２アンテナ４６０とは、個別的に上部電源４２０と連結される。
【００６２】
第１アンテナ４５０は、大体、密閉カバー１２０の中央領域の上方に位置する。第１アンテナ４５０は、第１アンテナフレーム４５１と第１連結部材４５５とを含む。
【００６３】
第１アンテナフレーム４５１は、弧形状の板として提供される。第１アンテナフレーム４５１は、伝導性材質で提供される。第１アンテナフレーム４５１は、複数個提供され、互いに離隔されて位置する。第１アンテナフレーム４５１は、互いに組み合わされてリング形状に配置される。第１アンテナフレーム４５１は、大体、円形リング形状に配置される。以下、第１アンテナフレーム４５１によって形成される第１アンテナ４５０の全体的な形状を第１リング形状と称する。本実施形態によれば、第１アンテナ４５０には、４つの第１アンテナフレーム４５１が提供される。
【００６４】
第１連結部材４５５は、隣接する第１アンテナフレーム４５１を連結する。第１連結部材４５５は、複数個提供され、各々隣接する第１アンテナフレーム４５１を連結する。第１連結部材４５５は、伝導性材質で提供され、隣接する第１アンテナフレーム４５１を電気的に連結する。第１連結部材４５５は、第１フレーム４５６、第２フレーム４５７、及び第３フレーム４５８を含む。第１フレーム４５６は、隣接位置した２つの第１アンテナフレーム４５１のうちいずれか１つの第１アンテナフレーム４５１と連結される。第２フレーム４５６は他の１つの第１アンテナフレーム４５１と連結される。第１フレーム４５６と第２フレーム４５７とは、厚さが薄い方形板形状で提供され、互いに離隔して配置される。第３フレーム４５８は、厚さが薄い板として弧形状に提供される。第３フレーム４５８は、その一端が第１フレーム４５６の終端から延長され、他端が第２フレーム４５７の終端から延長される。第１乃至第３フレーム４５６、４５７、４５８は、弾性材質で提供される。上述した構造の第１連結部材４５５は、第１アンテナフレーム４５１の移動に伴って膨張するか、或いは収縮される。第１連結部材４５５は、第１アンテナフレーム４５１が第１アンテナ４５０の中心から遠くなるように移動する場合、第１フレーム４５６と第２フレーム４５７との間が遠くなる。これと異なり、第１アンテナフレーム４５１が第１アンテナ４５０の中心に短くなるように移動する場合、第１フレーム４５６と第２フレーム４５７との間が短くなる。
【００６５】
第２アンテナ４６０は、第１アンテナ４５０の外側に位置し、第１アンテナ４５０を囲むように提供される。第２アンテナ４６０は、第１アンテナ４５０と所定の間隔に離隔される。第２アンテナ４６０は、第２アンテナフレーム４６１と第２連結部材４６５とを含む。
【００６６】
第２アンテナフレーム４６１は、弧形状の板で提供される。第２アンテナフレーム４６１は、第１アンテナフレーム４５１に比べて弧の大きさが大きく設けられる。第２アンテナフレーム４６１は、複数個設けられ、互いに離隔して配置される。第２アンテナフレーム４６１は、互いに組み合わされて円形リング形状に配置される。以下、第２アンテナフレーム４６１によって形成される第２アンテナ４６０の全体的な形状を、第２リング形状と称する。本実施形態によれば、第２アンテナ４６０には、４つの第２アンテナフレーム４６１が提供される。
【００６７】
第２連結部材４６５は、隣接する第２アンテナフレーム４６１を連結する。第２連結部材４６５は、複数個設けられ、各々隣接する第２アンテナフレーム４６１を連結する。第２連結部材４６５は、第１連結部材４５５と同一な構造で提供される。第２アンテナフレーム４６１と第２連結部材４６５とは、伝導性材質で提供され、電気的に連結される。
【００６８】
駆動部４７０、４８０は、アンテナ４５０、４６０のサイズを可変させる。
【００６９】
駆動部４７０、４８０は、第１アンテナ４５０のサイズと第２アンテナ４６０のサイズとを個別的に可変させる。駆動部４７０、４８０は、第１駆動部４７０と第２駆動部４８０を含む。
【００７０】
第１駆動部４７０は、第１アンテナ４５０のサイズを可変させる。第１駆動部４７０は、第１駆動ロッド４７１、連結ロッド４７２、及び第１駆動器４７３を含む。
【００７１】
第１駆動ロッド４７１は、円柱形状のロッドで提供され、第１アンテナ４５０の中心に位置する。第１駆動ロッド４７１は、その長さ方向が上下方向と並ぶように配置される。
【００７２】
連結ロッド４７２は、薄い板で提供され、第１駆動ロッド４７１と第１アンテナフレーム４５１とを連結する。連結ロッド４７２は、第１アンテナフレーム４５１に対応する個数で提供され、個別的に第１アンテナフレーム４５１と第１駆動ロッド４７１とを連結する。連結ロッド４７２の一端は、第１アンテナフレーム４５１の内側面に連結され、他端は第１駆動ロッド４７１の外周面に連結される。
【００７３】
第１駆動器４７３は、第１駆動ロッド４７１の長さ方向に並んだ軸を中心に第１駆動ロッド４７１を所定の角度に回転させる。第１駆動ロッド４７１の回転によって、第１アンテナ４５０は、そのサイズが変更できる。例えば、第１駆動ロッド４７１が右回りに回転される場合、連結ロッド４７２が第１駆動ロッド４７１に巻かれ、第１アンテナフレーム４５１は第１アンテナ４５０の中心に近くなるように第１リング形状の半径方向へ移動する。これによって、第１アンテナ４５０はそのサイズが減る。これと異なり、第１駆動ロッド４７１が左回りに回転される場合、巻かれた連結ロッド４７２が解け、第１アンテナフレーム４５１は第１アンテナ４５０の中心から遠くなるように第１リング形状の半径方向へ移動する。これによって、第１アンテナ４５０はそのサイズが増加する。上述した第１駆動器４７３の駆動によって、第１アンテナ４５０はそのサイズが変更できる。
【００７４】
第２駆動部４８０は、第２アンテナ４６０のサイズを可変させる。第２駆動部４８０は、第２駆動ロッド４８１と第２駆動器４８２とを含む。
【００７５】
第２駆動ロッド４８１は、第２アンテナ４６０の外側に位置し、第２アンテナフレーム４６１と第２駆動器４８２とを連結する。第２駆動ロッド４８１は、その長さ方向が第２リング形状の半径方向と並ぶように配置される。第２駆動ロッド４８１は、一端が第２アンテナフレーム４６１と連結され、他端が第２駆動器４８２と連結される。第２駆動ロッド４８１は、第２アンテナフレーム４６１に対応する個数で提供され、個別的に第２アンテナフレーム４６１と第２駆動器４８２とを連結する。
【００７６】
第２駆動器４８２は、第２駆動ロッド４８１に対応する個数で提供され、個別的に第２駆動ロッド４８１と連結される。第２駆動器４８２は、第２駆動ロッド４８１を第２リング形状の半径方向へ直線移動させる。各々の第２駆動器４８２は、同時に第２駆動ロッド４８１を移動させ得る。第２アンテナフレーム４６１が第２アンテナ４６０の中心に近くなるように、第２駆動器４８２が第２駆動ロッド４８１を同時に移動させる場合、第２アンテナ４６０のサイズが減る。これと異なり、第２アンテナフレーム４６１が第２アンテナ４６０の中心から遠くなるように、第２駆動器４８２が第２駆動ロッド４８１を同時に移動させる場合、第２アンテナ４６０のサイズが増加する。また、各々の第２駆動器４８２は、個別的に駆動されて第２駆動ロッド４８１を選択的に移動させ得る。例えば、各々の第２駆動器４８２のうち一部のみが動作される場合、各々の第２アンテナフレーム４６１のうち一部のみが移動され、残りは固定位置される。これよって、第２アンテナ４６０の円形リング形状が変形され、第２アンテナ４６０のサイズを異ならせることができる。
【００７７】
以下、上述した基板処理装置１０を利用して基板Ｗを処理する過程を説明する。
【００７８】
静電チャック２００に基板Ｗが置かれれば、第１下部電源２２１から下部電極２２０へ直流電流が印加される。下部電極２２０へ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。
【００７９】
基板Ｗが静電チャック２００に吸着されれば、ガス供給ノズル３１０を通じて工程チャンバー１００の内部へ工程ガスが供給される。そして、上部電源４２０から発生された高周波電力が、アンテナ４５０、４６０を通じて工程チャンバー１００の内部へ印加される。印加された高周波電力は、工程チャンバー１００の内部に留まる工程ガスを励起させる。励起された工程ガスは、基板Ｗへ提供されて基板Ｗを処理する。励起された工程ガスは、蝕刻工程を遂行できる。
【００８０】
工程チャンバー１００の内部へ高周波電力が印加される間に、アンテナ４５０、４６０のサイズが変更できる。
【００８１】
図３乃至図９は本発明の実施形態によるアンテナ４５０、４６０のサイズが変更される例を示す図面である。
【００８２】
先ず、図３を参照すれば、第１駆動器４７３は、第１駆動ロッド４７１を一方向へ回転させる。第１駆動ロッド４７１の回転によって、第１アンテナフレーム４５１は、第１アンテナ４５０の中心から遠くなるように第１アンテナ４５０の半径方向へ移動する。第２アンテナフレーム４６１は固定位置する。上述した駆動によって、第１アンテナ４５０はそのサイズが増加し、第２アンテナ４６０はサイズが固定される。
【００８３】
図４を参照すれば、第１駆動器４７３は、図３の回転方向の反対方向へ第１駆動ロッド４７１を回転させる。第１駆動ロッド４７１の回転によって、第１アンテナフレーム４５１は第１アンテナ４５０の中心に近くなるように第１アンテナ４５０の半径方向へ移動する。第２アンテナフレーム４６１は固定位置する。上述した駆動によって、第１アンテナ４５０はそのサイズが縮み、第２アンテナ４６０はサイズが固定される。
【００８４】
図５を参照すれば、各々の第２駆動器４８２が各々の第２駆動ロッド４８１を同時に移動させる。第２駆動器４８２は第２アンテナフレーム４６１が第２アンテナ４６０の中心から遠くなるように第２駆動ロッド４８１を移動させる。第１アンテナフレーム４５１は固定位置する。上述した駆動によって、第１アンテナ４５０はサイズが固定され、第２アンテナ４６０はサイズが増加される。
【００８５】
図６を参照すれば、各々の第２駆動器４８２は、第２アンテナフレーム４６１が第２アンテナ４６０の中心に近くなるように、各々の第２駆動ロッド４８１を同時に移動させる。第１アンテナフレーム４５１は固定位置する。上述した駆動によって、第１アンテナ４５０はサイズが固定され、第２アンテナ４６０はサイズが減る。
【００８６】
図７を参照すれば、第１駆動器４７３が第１駆動ロッド４７１を一方向へ回転させて第１アンテナフレーム４５１が第１アンテナ４５０の中心から遠くなるように移動される。そして、第２駆動器４８２が第２駆動ロッド４８１を移動させて第２アンテナフレーム４６１が第２アンテナ４６０の中心から遠くなるように移動させる。これによって、第１アンテナ４５０と第２アンテナ４６０のサイズが増加される。第１アンテナフレーム４５１の移動と第２アンテナフレーム４６１の移動とは順次的に行われ得る。これと異なり、第１アンテナフレーム４５１の移動と第２アンテナフレーム４６１の移動とは同時に行われ得る。
【００８７】
図８を参照すれば、第１駆動器４７３が図７の回転方向の反対方向へ第１駆動ロッド４７１を回転させて第１アンテナフレーム４５１が第１アンテナ４５０の中心に近くなるように移動させる。そして、第２駆動器４８２が第２駆動ロッド４８１を移動させて第２アンテナフレーム４６１が第２アンテナ４６０の中心から遠くなるように移動させる。上述した移動によって、第１アンテナ４５０はサイズが縮み、第２アンテナ４６０はサイズが増加する。第１アンテナフレーム４５１の移動と第２アンテナフレーム４６１の移動とは順次的に行われ得る。これと異なり、第１アンテナフレーム４５１の移動と第２アンテナフレーム４６１の移動とは同時に行われ得る。
【００８８】
図９を参照すれば、第１アンテナ４５０は固定位置する。各々の第２駆動器４８２のうちの１つはそれと連結された１つの第２アンテナフレーム４６１を第２アンテナ４６０の中心に近くなるように移動させるか、或いは、第２アンテナ４６０の中心から遠くなるように移動させ得る。残りの第２アンテナフレーム４６１は固定位置する。上述した駆動によって第２アンテナ４６０は円形リング形状が変形される。また、第２アンテナ４６０のサイズが縮むか、或いは増加する。前記の実施形態では１つの第２アンテナフレーム４６１が移動することと説明したが、これと異なり、２つ又は３つの第２アンテナフレーム４６１が移動され得る。
【００８９】
アンテナ４５０，４６０が対称的な形状に設けられる場合、理論的に、プラズマはアンテナの回転半径に沿って均一に形成される。しかし、実際の工程では様々な要因によってプラズマの密度が不均一に形成され、これよって工程処理マップ（ｍａｐ）も基板Ｗの領域によって不均一になる。本発明は、アンテナ４５０、４６０のサイズと形状とを変更することによって、工程チャンバー１００の内部領域に発生するプラズマの密度分布を調節することができる。プラズマの発生密度は、工程ガスに印加されるエネルギーの大きさに比例するので、プラズマの発生密度が低い領域に、より高いエネルギーが印加されるようにアンテナ４５０、４６０のサイズ及び形状を調節することによって、プラズマの発生密度を均一にすることができる。プラズマの発生密度分布は、工程処理された基板マップ（Ｍａｐ）を通じて把握できる。
【００９０】
上述した実施形態では、第１駆動ロッド４７１の回転によって第１アンテナ４５０のサイズが変更されることを説明したが、これと異なり、第１駆動ロッド４７１を上下方向へ移動させて第１アンテナ４５０のサイズを変更され得る。
【００９１】
また、上述した実施形態では、各々の第２アンテナフレーム４６１が、同一高さで移動されることを説明したが、これと異なり、各々の第２アンテナフレーム４６１は個別的に上下方向へ移動され得る。第２駆動部４８０は、第２アンテナフレーム４６１を第２アンテナ４６０の中心に近くなるように移動させるか、或いは遠くなるように移動させるのみでなく、第２アンテナフレーム４６１を上下方向へ移動させて、第２アンテナ４６０のサイズを可変させ得る。このように第２アンテナフレーム４６１の上下方向移動によって、第２アンテナフレーム４６１と工程チャンバー１００との距離を調節し得る。第２アンテナフレーム４６１と工程チャンバー１００との距離調節を通じて、工程チャンバー１００の内部領域でプラズマ発生密度分布を調節することができる。
【００９２】
図１０は、本発明の他の実施形態によるアンテナユニットを示す斜視図である。
【００９３】
図１０を参照すれば、アンテナユニットは、アンテナ４５０と駆動部４７０とを含む。アンテナ４５０と駆動部４７０とは、図２の第１アンテナ４５０及び第１駆動部４７０と同一な構造で提供される。アンテナ４５０は、複数個のアンテナフレーム４６１が連結部材４５５によって電気的に連結される。駆動ロッド４７１は、連結ロッド４７２を通じてアンテナフレーム４５１と各々連結される。駆動器４７３は、駆動ロッド４７１を回転させて、各々のアンテナフレーム４５１をアンテナ４５０の半径方向へ同時に移動させる。駆動ロッド４７１の回転方向に合わせて、アンテナ４５０のサイズが増加するか、或いは減る。
【００９４】
図１１は、本発明のさらに他の実施形態によるアンテナユニットを示す斜視図である。
【００９５】
図１１を参照すれば、アンテナユニットは、アンテナ４６０と駆動部４８０とを含む。アンテナ４６０と駆動部４８０とは、図２の第２アンテナ４６０及び第２駆動部４８０と同一な構造で提供される。アンテナ４６０は、複数個のアンテナフレーム４６１が連結部材４６５によって電気的に連結される。駆動ロッド４８１は、アンテナフレーム４６１に対応する個数で設けられ、アンテナフレーム４６１と一対一対応して連結される。各々の駆動器４８２は、各々の駆動ロッド４８１に連結され、アンテナフレーム４６１をアンテナ４６０の半径方向へ移動させる。各々の駆動器４８２は、各々のアンテナフレーム４６１を同時に移動させ得る。また、各々の駆動器４８２は、選択的に各々のアンテナフレーム４６１のうち一部を移動させ得る。このような駆動器４８２の作動によって、アンテナ４６０の形状とサイズとを異ならせることができる。
【００９６】
前記の実施形態では、プラズマを利用して蝕刻工程を遂行することを説明したが、基板処理工程は、蝕刻工程に限定されなく、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され得る。
【００９７】
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ないので、本発明が属する技術分野で通常の知識を有するものであれば、本発明の本質的な特性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ためのものでなく、単に説明するためのものであり、このような実施形態によって本発明の技術思想の範囲が限定されない。本発明の保護範囲は、添付の特許請求の範囲によって解釈されなければならないし、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ものとして解釈されなければならない。
【符号の説明】
【００９８】
１００・・・工程チャンバー
２００・・・基板支持部
４００・・・プラズマ生成部
４３０・・・アンテナユニット
４５０、４６０・・・アンテナ
４７０、４８０・・・駆動部
【図１】
0005561313.tif 000002
【図２】
0005561313.tif 000003
【図３】
0005561313.tif 000004
【図４】
0005561313.tif 000005
【図５】
0005561313.tif 000006
【図６】
0005561313.tif 000007
【図７】
0005561313.tif 000008
【図８】
0005561313.tif 000009
【図９】
0005561313.tif 000010
【図１０】
0005561313.tif 000011
【図１１】
0005561313.tif 000012