플라즈마 식각 장치 document_id A220517007993

본 발명은 플라즈마 식각 장치에 관한 것으로, 특히 기판 단부의 막질을 제거하기 위하여 유전체 장벽 방전(DBD; Dielectric Barrier Discharge) 또는 고압력의 용량성 결합에 의한 플라즈마 방전(CCP; Capacitively Coupled Plasma)을 이용한 플라즈마 식각 장치에 관한 것이다. 소정의 반도체 소자 또는 액정 표시 소자의 제조 공정은 다수의 박막을 증착하는 공정과 이를 식각하여 패터닝 하는 공정으로 이루어진다. 일반적으로 이러한 박막의 증착과 식각은 챔버 내에서 이루어진다. 챔버의 기판 기판 지지대 상부에 기판을 안착시킨 상태에서 반응가스, 원료가스 등을 챔버 내부에 주입하여 기판 상에 박막을 증착하게 된다. 이때, 도 1에 도시된 바와 같이 기판(10)의 가장 자리 영역(도 1의 A영역 참조)의 상부, 측벽부 및 하부에 박막이 잔류하게 된다. 이러한 기판 하부의 박막을 제거하지 않은 상태에서 계속적인 공정이 진행될 경우 기판이 휘어지거나, 기판의 정렬이 어려워지는 등의 많은 문제점이 발생한다. 따라서 소정의 식각공정을 통해 이러한 기판의 가장 자리 영역에 형성된 박막을 제거해주어야 한다. 하지만, 종래의 기판 식각 방법은 여러 가지의 화학약품들을 이용하여 수행되어 왔다. 화학 약품의 경우 환경에 악영향을 미치는 단점이 있을 뿐 아니라, 국부적인 세정이 어려운 단점이 있다. 이에 새로운 식각 방법들이 활발히 연구되고 실제 적용되고 있다. 이러한 새로운 식각 방법 중의 하나로 플라즈마를 이용하고 있다. 여기서, 플라즈마란 이온이나 전자, 라디칼 등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 의미하는 것으로 플라즈마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계에 의해 생성된다. 특히, 글로우 방전에 의한 플라즈마 생성은 직류나 고주파 전자계에 의해 여기된 자유전자에 의해 이루어지는데, 여기된 자유전자는 가스분자와 충돌하여 이온, 라디칼, 전자 등과 같은 활성족을 생성한다. 이러한 활성족은 물리/화학적으로 물질의 표면에 작용하여 표면의 특성을 변화시킨다. 이러한 플라즈마를 이용하여 기판을 식각하기 위해서는 플라즈마 상태가 이루어지는 영역이 챔버 내에서 어떤 기압 하에 있는가로 분류할 수 있다. 종래에는 진공에 가까운 저압 하에서 글로우 방전 플라즈마를 발생시켜 기판을 식각하였다. 이러한 종래의 저압 플라즈마 식각 장치에 관해서는 국내특허공개공보 제2002-80955호에 개시되어 있다. 종래의 저압 플라즈마 식각 장치는 기판 지지대 상부에 인슐레이터를 대향배치하고, 기판 지지대와 인슐레이터의 외주에 플라즈마 생성을 위한 전극을 배치하여 웨이퍼의 가장자리에만 플라즈마가 발생하도록 하여 웨이퍼의 가장자리 영역을 세정하였다. 상술한 종래의 플라즈마 식각 장치는 저압에서 플라즈마를 생성하기 위해서는 필수적으로 저압 상태인 진공 밀폐된 상태에서 공정을 수행하여야 한다. 따라서, 진공 챔버, 진공 배기 장치등의 고가 장비가 요구되고, 장치 내부의 구성이 복잡하기 때문에 장비의 유지관리 및 진공 펌핑 시간이 길어지는 문제가 있다. 더욱이 대기압 근처에서 수행되는 연속공정에 적용하기 어려운 문제점이 있었다.