기판 후면 세정 장치 및 방법 document_id A220623047775

일반적으로 반도체 장치 및 평판 표시 장치는 기판의 전면에 다수의 박막을 증착하고 식각하여 소정 패턴의 소자들을 형성하여 제작한다. 즉, 소정의 증착 장비를 이용하여 기판의 전면에 박막을 증착하고, 식각 장비를 이용하여 박막의 일부를 식각하여 박막이 소정의 패턴을 갖도록 제작하였다. 이때, 기존의 증착 장비와 식각 장비는 그 내부에서 기판을 지지하기 위해 정전척, 진공척과 같은 기판 안착 수단을 사용하였다. 이와 같은 종래의 기판 안착 수단은 기판과 완전히 밀착되지 못하고, 기판 안착 수단과 기판 사이에 미세한 공간(틈)을 갖게 되었다. 이로인해 박막의 증착시에는 이 미세한 공간으로 공정 가스가 유입되어 기판의 후면에 박막이 증착된다. 또한, 식각 공정시 이 미세한 공간으로 식각 잔류물(즉, 파티클)이 유입되어 기판 에지 및 기판의 후면에 흡착되는 문제가 발생한다. 이러한 기판 후면에 불순물(원치 않는 박막 및 파티클)을 제거하지 않은 상태에서 계속적인 박막 증착과 식각을 수행하게 되면 기판이 휘어지거나 기판의 정렬이 어려워지는 등의 많은 문제점이 발생된다. 이에 종래에는 기판 후면의 박막 및 파티클을 제거하기 위해 기판을 용제나 린스에 침적하여 표면의 파티클을 제거하는 습식 세정을 실시하였다. 그러나 습식 세정의 경우 공정 관리가 어려워 기판 후면만을 선택적으로 세정하기 어려운 문제가 발생하였다. 그리고, 습식 세정의 경우 화공 약품의 사용으로 인한 환경 문제를 유발시키는 원인이 되었다. 따라서, 최근에는 플라즈마를 이용한 건식 세정을 통해 기판 후면의 박막 및 파티클을 제거하였다. 이러한 플라즈마를 이용한 건식 세정 장비는 챔버 내측에 플라즈마 발생을 위한 상부와 하부 전극을 마련한다. 그리고, 두 전극 사이에 기판을 위치시키고, 기판의 전면과 상부 전극을 인접 배치시킨다. 반응성 가스를 챔버 내에 제공한다. 이후, 상기 전극에 플라즈마 발생을 위한 전원을 인가하면, 인접 배치된 상부 전극과 기판의 전면 영역에는 플라즈마가 발생되지 않고, 하부 전극과 기판의 후면 영역에 플라즈마가 발생되게 된다. 따라서, 기판의 후면에 발생된 플라즈마를 이용하여 기판 후면의 박막 및 파티클을 제거할 수 있게 되었다. 이와 같은 기존의 기판 후면 세정을 위한 건식 세정 장비는 기판의 후면과 하부 전극 사이 공간으로 반응 가스를 제공하여 기판 후면을 세정하였다. 이러한 기판 후면 세정 장치는 반응 가스의 공급 방향과 배기 가스의 흐름 방향이 반대가 되기 때문에 반응 가스의 흐름이 기판의 후면에 도달하는데 장애 요소로 작용한다. 또한, 챔버 상측에 마련된 구동 장치를 이용하여 상부 전극과 기판을 인접 배치한다. 즉, 구동 장치를 이용하여 상부 전극과 기판 사이 공간에 플라즈마가 발생되지 않을 정도의 거리로 기판을 이동시킨다. 하지만, 기존의 구동 장치를 이용하여 상부 전극과 기판을 플라즈마가 발생되지 않을 거리로 유지하기 위해서는, 구동 장치를 이용하여 기판을 상부 전극 방향으로 이동시키고, 측정 장치를 이용하여 기판과 상부 전극 사이의 거리를 측정하고, 측정 결과에 따라 기판을 다시 이동시켰다. 이와 같이, 기종의 기판 후면 세정 장치는 매 기판이 인입될 때마다, 기판과 상부 전극 사이의 거리를 새롭게 세팅하여야 하는 어려움이 있었다.