KR20110083979A - Plasma processing apparatus - Google Patents

Plasma processing apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR20110083979A
KR20110083979A KR1020100003986A KR20100003986A KR20110083979A KR 20110083979 A KR20110083979 A KR 20110083979A KR 1020100003986 A KR1020100003986 A KR 1020100003986A KR 20100003986 A KR20100003986 A KR 20100003986A KR 20110083979 A KR20110083979 A KR 20110083979A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
focus ring
temperature
refrigerant
processing apparatus
plasma processing
Prior art date
Application number
KR1020100003986A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
신한수
김경선
강동우
이상호
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
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020100003986A priority Critical patent/KR20110083979A/en
Publication of KR20110083979A publication Critical patent/KR20110083979A/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H01J37/32724—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PURPOSE: A plasma processing apparatus is provided to directly control the temperature of a focus ring by including the focus ring including a coolant path for controlling a temperature. CONSTITUTION: A focus ring(140) surrounds the outer surface of a support stand(130). The focus ring includes a refrigerant path(144) for controlling the temperature. A control unit includes a refrigerant circuit for controlling the temperature. An insulation unit insulates the control unit. An adhesive layer is formed between the control unit and the insulation unit to improve thermal transmission efficiency.

Description

플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS}PLASMA PROCESSING APPARATUS

본 발명은 반도체 소자의 제조 장비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼의 가장자리 외측에 도입되는 포커스 링(focus ring) 내부에 웨이퍼의 표면 온도를 균일하게 유지시키기 위한 냉각 유로를 가지는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a plasma processing apparatus having a cooling flow path for uniformly maintaining a surface temperature of a wafer inside a focus ring introduced outside the edge of the wafer. will be.

최근에 플라즈마(Plasma)를 사용하여 원하는 화학적 반응(성막, 에칭 등)을 가속화 시키는 시스템이 반도체, LCD, LED 등의 산업에서 다양하게 이용되고 있다.Recently, a system for accelerating a desired chemical reaction (film formation, etching, etc.) using plasma has been widely used in industries such as semiconductors, LCDs, and LEDs.

플라즈마(Plasma)를 이용하는 시스템은 일반적으로 공정이 수행되는 챔버(Chamber), 플라즈마(Plasma)를 발생시키는 소스(Source), 챔버(Chamber) 내부의 고진공을 유지시키기 위한 펌프 및 압력 제어 시스템, 그리고 피처리 대상물을 지지, 고정시키면서 피처리 대상물의 온도 및 플라즈마(Plasma) 에너지를 조절하기 위한 지지대(Suscepter), 정전 척(Electrostatic Chuck:ESC), Electrode(이하 지지대(Suscepter)로 통칭) 등으로 구성된다.Systems using plasma generally include the chamber in which the process is performed, the source generating the plasma, the pump and pressure control system to maintain the high vacuum inside the chamber, and the blood It consists of a supporter, an electrostatic chuck (ESC), and an electrode (hereinafter referred to as a supporter) for controlling the temperature and plasma energy of the target object while supporting and fixing the object. .

지지대의 외곽에는 포커스 링(focus ring)이 설치된다. 포커스 링(focus ring)은 웨이퍼의 실리콘 영역을 확장해주는 효과를 유도하여 에칭 소스가 웨이퍼의 가장자리 부분에 집중되는 현상을 방지하는 역할을 하게 된다.A focus ring is installed outside the support. The focus ring induces an effect of expanding the silicon region of the wafer, thereby preventing the etching source from being concentrated at the edge of the wafer.

한 편, 플라즈마를 이용한 처리 과정에서 웨이퍼의 표면 온도 제어는 매우 중요한 요소로써, 웨이퍼의 표면 온도가 과도하게 상승할 경우, 심각한 공정 불량이 발생하게 된다.On the other hand, the surface temperature control of the wafer is a very important factor in the process using plasma. If the surface temperature of the wafer is excessively raised, serious process defects may occur.

일반적인 플라즈마 처리 장치는 웨이퍼의 온도가 에칭 과정 중에 과도하게 상승되는 것을 방지하기 위해서, 지지대의 몸체 내부에 냉매(coolant)의 순환흐름을 위한 냉각 유로를 마련하여 웨이퍼의 하부에서 온도 조절을 하고 있다.In order to prevent the temperature of the wafer from being excessively raised during the etching process, a general plasma processing apparatus provides a cooling passage for circulating flow of a coolant inside the body of the support to control temperature at the bottom of the wafer.

그러나 지지대의 외곽에 위치한 포커스 링(focus ring)은 상기 지지대의 몸체 내부에 마련된 냉각유로가 도달하지 못하며, 또한, 별도의 온도 제어를 위한 장치가 구비되지 않아, 플라즈마 처리 과정에서 플라즈마에 노출되면 급속도로 온도가 상승하게 되며, 이는 포커스 링(focus ring)과 근접한 웨이퍼의 가장자리 부분에 영향을 미쳐 공정 불량으로 이어지게 된다.However, the focus ring located on the outer side of the support does not reach the cooling flow path provided inside the support body, and there is no device for temperature control. The furnace temperature rises, which affects the edge of the wafer in proximity to the focus ring, leading to process failure.

본 발명의 일 측면은 플라즈마 처리 장치의 포커스 링(focus ring)의 온도를 직접 제어할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공한다. One aspect of the present invention provides a plasma processing apparatus capable of directly controlling the temperature of a focus ring of the plasma processing apparatus.

또한, 피처리 대상물의 표면 온도를 균일하게 유지시킬 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공한다.The present invention also provides a plasma processing apparatus capable of maintaining a uniform surface temperature of an object to be processed.

또한, 피처리 대상물의 표면 온도를 균일하게 유지시킴으로써, 공정 불량 발행을 방지하여, 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공한다.In addition, by maintaining the surface temperature of the object to be treated uniformly, it is possible to provide a plasma processing apparatus that can prevent process defects from occurring and improve the productivity of the product.

본 발명의 사상에 따른 플라즈마 처리 장치는 지지대(Suscepter)와 상기 지지대의 외주면을 둘러싸는 포커스 링(focus ring)을 포함하고, 상기 포커스 링(focus ring)은 그 내부에 온도 조절을 위한 냉매 유로를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, a plasma processing apparatus includes a supporter and a focus ring surrounding an outer circumferential surface of the support, and the focus ring has a refrigerant passage for controlling temperature therein. It is characterized by including.

상기 포커스 링(focus ring)은 온도 조절을 위한 냉매 유로가 형성된 조절부와, 상기 조절부의 절연을 위한 절연부를 포함할 수 있다The focus ring may include an adjusting unit in which a refrigerant passage for controlling temperature is formed, and an insulating unit for insulating the adjusting unit.

상기 조절부와 상기 절연부 사이에는 열전달 효율을 향상시키기 위한 접착층을 더 포함할 수 있다.An adhesive layer may be further included between the control unit and the insulation unit to improve heat transfer efficiency.

상기 냉매 유로에 냉매(coolant)를 공급하기 위한 냉매 공급 장치(chiller)를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a coolant supply device for supplying a coolant to the coolant flow path.

상기 지지대는 상기 냉매 공급 장치(chiller)에서 공급된 냉매가 상기 포커스 링(focus ring)에 형성된 냉매 유로로 유입될 수 있도록 하는 연결부를 더 포함할 수 있다.The support may further include a connection part allowing the refrigerant supplied from the refrigerant supply device to flow into the refrigerant passage formed in the focus ring.

본 발명의 실시예들에 따르면, 포커스 링(focus ring)의 온도를 직접 제어할 수 있게 된다.According to embodiments of the present invention, it is possible to directly control the temperature of the focus ring.

또한, 피처리 대상물의 표면 온도를 균일하게 유지시킬 수 있게 된다.In addition, the surface temperature of the object to be treated can be kept uniform.

또한, 상기와 같이 피처리 대상물의 표면 온도를 균일하게 유지시킬 수 있게 되므로 공정 불량률이 낮아지고 생산성이 향상된다.In addition, since the surface temperature of the object to be treated can be maintained uniformly as described above, the process failure rate is lowered and the productivity is improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 개략 단면도.
도 2는 도 의 A 부분을 확대한 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 일부분을 확대하여 도시한 단면도.1 is a schematic cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged cross-sectional view of a portion A of FIG.
3 is an enlarged cross-sectional view of a portion of a plasma processing apparatus according to another embodiment of the present invention;

이하에서는 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are intended to be thorough and complete, and to fully convey the concept of the present invention to those skilled in the art. In the drawings, the thicknesses of the layers and regions are exaggerated for clarity. Like numbers refer to like elements throughout.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(100)에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(100)의 개략 단면도이고, 도 2는 도 의 A 부분을 확대한 단면도이다. 본 상세한 설명에서는 본 발명의 플라즈마 처리 장치(100)가 식각 공정을 수행하는 경우를 한 예로 들어 설명하나, 이에 제한되지 않고, 본 발명의 플라즈마 처리 장치(100)는 증착 공정 등을 수행하는 경우에도 적용될 수 있다.First, the plasma processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail. 1 is a schematic cross-sectional view of a plasma processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of part A of FIG. In the detailed description, the plasma processing apparatus 100 of the present invention is described as an example of performing an etching process. However, the present invention is not limited thereto, and the plasma processing apparatus 100 of the present invention may perform a deposition process. Can be applied.

또한, 본 발명은 웨이퍼를 지지하는 장치로서 지지대(Suscepter), 정전 척(Electrostatic Chuck:ESC), Electrode가 사용되는 경우에 모두 적용될 수 있으나, 편의상 정전 척(Electrostatic Chuck:ESC)을 예로 들어 설명하기로 한다.In addition, the present invention may be applied to a case in which a supporter, an electrostatic chuck (ESC), and an electrode are used as an apparatus for supporting a wafer, but for convenience, the electrostatic chuck (ESC) will be described as an example. Shall be.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(100)는 웨이퍼(W)에 대한 소정의 공정, 예컨대, 식각 공정이 수행되는 공간을 제공하는 챔버(110)를 구비한다. 챔버(110)의 상부 영역은 돔(dome) 형태를 가지며, 챔버(110)의 상부 영역은 세라믹을 함유하는 재질로 이루어질 수 있다.1 and 2, the plasma processing apparatus 100 includes a chamber 110 that provides a space in which a predetermined process, for example, an etching process, for the wafer W is performed. The upper region of the chamber 110 may have a dome shape, and the upper region of the chamber 110 may be formed of a material containing ceramic.

챔버(110) 상부 영역의 외부에 챔버(110)의 상부 영역을 감싸는 상부 전극(120)이 설치된다. 상부 전극(120)은 제 1 RF 발생부(122)와 연결되어 RF 소오스 전력을 인가받게 된다.An upper electrode 120 surrounding the upper region of the chamber 110 is installed outside the upper region of the chamber 110. The upper electrode 120 is connected to the first RF generator 122 to receive RF source power.

챔버(110)의 하부 영역 내에 웨이퍼(W)를 안착시키는 정전 척(130)이 배치된다. 식각 공정 중에 정전 척(130)이 손상되는 것을 방지하기 위해 정전 척(130)의 직경은 웨이퍼(W)보다 작게 설계될 수도 있다.In the lower region of the chamber 110, an electrostatic chuck 130 for seating the wafer W is disposed. In order to prevent the electrostatic chuck 130 from being damaged during the etching process, the diameter of the electrostatic chuck 130 may be designed smaller than that of the wafer (W).

정전 척에 직류를 인가하면, 웨이퍼(W)는 정전 척에서 생성된 정전기력에 의해 정전 척에 안착될 수 있다.When direct current is applied to the electrostatic chuck, the wafer W may be seated on the electrostatic chuck by the electrostatic force generated in the electrostatic chuck.

정전 척130)의 하부에 하부 전극(132)이 설치된다. 하부 전극(132)은 제 2 RF 발생부(134)와 연결되어 RF 전력을 인가받게 된다. 하부 전극(132)은 양극 산화막(알루마이트)이 형성된 알루미늄 전극일수 있다. The lower electrode 132 is installed below the electrostatic chuck 130. The lower electrode 132 is connected to the second RF generator 134 to receive RF power. The lower electrode 132 may be an aluminum electrode on which an anodization layer (anodite) is formed.

상, 하부 전극(120, 132)에 각각 RF 전력들이 인가되면, 소오스 가스는 소오스 가스 주입구(162)를 통해 챔버(110) 내로 유입되어 소오스 가스는 상기 상, 하부 전극(132) 사이에서 플라즈마로 여기된다. 소오스 가스는 불소 함유된 식각 가스로 CF4 가스일 수 있다. 플라즈마를 구성하는 라디칼 및 이온들은 정전 척(130) 상에 안착된 웨이퍼(W)를 식각하게 된다.When RF powers are applied to the upper and lower electrodes 120 and 132, respectively, the source gas is introduced into the chamber 110 through the source gas inlet 162 so that the source gas flows into the plasma between the upper and lower electrodes 132. Here it is. The source gas is a fluorine-containing etching gas, which may be a CF 4 gas. Radicals and ions constituting the plasma etch the wafer W deposited on the electrostatic chuck 130.

식각 공정 후에 잔류한 반응 부산물들은 배기구(164)를 통해 챔버(110) 외부로 배출된다.Reaction by-products remaining after the etching process are discharged out of the chamber 110 through the exhaust port 164.

식각 공정의 진행 중에, 웨이퍼(W)의 온도를 조절하기 위해 정전 척(130)의 하부에 냉각 가스 라인(136)이 설치된다. 냉각 가스 라인(136)은 냉각 가스 공급부(138)를 통해 제공된 냉각 가스를 웨이퍼(W)의 후면에 공급하여 식각 공정으로 인해 가열된 웨이퍼(W)를 냉각시키게 된다. 여기서 냉각가스로는 헬륨(He) 가스 등을 사용할 수 있다.During the etching process, a cooling gas line 136 is installed at the lower portion of the electrostatic chuck 130 to adjust the temperature of the wafer (W). The cooling gas line 136 supplies the cooling gas provided through the cooling gas supply unit 138 to the rear surface of the wafer W to cool the heated wafer W due to the etching process. Here, helium (He) gas or the like may be used as the cooling gas.

정전 척(130)의 외주면으로는 포커스 링(focus ring)(140)이 배치된다. 포커스 링(140)은 웨이퍼(W)의 가장자리 부분에의 에칭 집중을 막기 위한 부품으로 웨이퍼(W)와 유사한 재질, 예컨대, 실리콘 재질 등으로 만들어질 수 있다.A focus ring 140 is disposed on the outer circumferential surface of the electrostatic chuck 130. The focus ring 140 may be made of a material similar to the wafer W, for example, a silicon material, to prevent etching concentration on the edge portion of the wafer W. FIG.

정전 척(130)의 외주면에는 포커스 링(focus ring)(140)을 안착시키기 위한 단차면(141)이 형성되어 있으며, 단차면(141)에 포커스 링(focus ring)(140)을 안착시킨 후, 나사 등을 통해 정전 척(130)과 완전히 결합시키게 된다.A stepped surface 141 is formed on the outer circumferential surface of the electrostatic chuck 130, and the focus ring 140 is seated on the stepped surface 141. And, it is completely coupled to the electrostatic chuck 130 through a screw or the like.

포커스 링(focus ring)(140)의 내부에는 웨이퍼(W)의 온도 제어를 위한 냉매(coolant)가 흐르게 되는 냉매 유로(144)가 형성된다.A refrigerant passage 144 through which a coolant for controlling temperature of the wafer W flows is formed in the focus ring 140.

냉매 유로(144)는 도 2에 도시된 포커스 링(focus ring)(140)의 단면과 같이 다각형으로 형성될 수도 있고 환형으로 형성될 수도 있으며, 포커스 링(focus ring)(140)의 내부를 관통하게 된다.The refrigerant passage 144 may be formed in a polygonal shape or may be formed in an annular shape, such as a cross section of the focus ring 140 illustrated in FIG. 2, and penetrates the inside of the focus ring 140. Done.

정전 척(130)의 외부에는 냉매 유로(144)에 냉매(coolant)를 공급하기 위한 냉매 공급 장치(chiller)(170)가 위치한다.Outside the electrostatic chuck 130, a coolant supply device (chiller) 170 is provided to supply a coolant to the coolant flow path 144.

냉매 공급 장치(chiller)(170)는 냉매의 온도를 조절하여 냉매 공급 장치(chiller)(170)에 연결된 냉매공급관(172)을 통해 포커스 링(focus ring)(140) 내부의 냉매 유로(144)에 냉매를 공급하고, 냉매회수관(174)를 통해 냉매 유로(144)를 거친 냉매를 회수하는 역할을 하게 되며, 상기의 과정을 계속적으로 반복함으로써, 포커스 링(focus ring)(140)의 온도를 원하는 온도로 조절 또는 유지시키게 된다.The refrigerant supply unit (chiller) 170 adjusts the temperature of the refrigerant through the refrigerant supply pipe 172 connected to the refrigerant supply unit (chiller) 170 through the refrigerant passage (144) inside the focus ring (focus ring) 140 It supplies a refrigerant to the refrigerant, and serves to recover the refrigerant passing through the refrigerant passage 144 through the refrigerant recovery pipe 174, by repeatedly repeating the above process, the temperature of the focus ring (focus ring 140) Is adjusted or maintained at the desired temperature.

냉매 공급 장치(chiller)(170)에서 냉매의 온도를 조절하는 방법으로는 기계식 열교환기를 이용한 방법이나 열전소자(Thermoelectric device) 등을 이용한 방법이 사용될 수 있다.As a method of controlling the temperature of the refrigerant in the refrigerant supply device (chiller) 170, a method using a mechanical heat exchanger or a thermoelectric device may be used.

정전 척(130)에는 상기 냉매 공급 장치(chiller)(170)에서 공급된 냉매가 상기 포커스 링(focus ring)(140)에 형성된 냉매 유로(144)로 유입될 수 있도록 하는 연결부(131)가 형성될 수 있다. In the electrostatic chuck 130, a connection part 131 is formed to allow the refrigerant supplied from the refrigerant supply unit 170 to flow into the refrigerant passage 144 formed in the focus ring 140. Can be.

즉, 냉매 공급 장치(chiller)(170)를 나온 냉매는 냉매공급관(172), 연결부(131), 냉매 유로(144), 연결부(131), 냉매회수관(174)를 순환하게 되는 것이다.That is, the refrigerant exiting the refrigerant supply unit (chiller) 170 is to circulate the refrigerant supply pipe 172, the connection portion 131, the refrigerant passage 144, the connection portion 131, the refrigerant recovery pipe 174.

위와 같이, 포커스 링(focus ring)(140)의 내부에 냉매 유로(144)를 형성하고, 냉매 유로(144)에 냉매를 공급하는 냉매 공급 장치(chiller)(170)를 정전 척(130)의 외부에 설치함으로써, 포커스 링(focus ring)(140) 자체의 온도를 직접 제어 할 수 있게 된다.As described above, the refrigerant passage 144 is formed inside the focus ring 140, and a refrigerant supply unit 170 for supplying the refrigerant to the refrigerant passage 144 may be formed in the electrostatic chuck 130. By installing outside, it is possible to directly control the temperature of the focus ring 140 itself.

포커스 링(focus ring)(140) 자체의 온도를 직접 제어 할 수 있으므로, 플라즈마를 이용한 처리 공정에서 포커스 링(focus ring)(140)의 온도 및 포커스 링(focus ring)(140)과 인접한 웨이퍼(W)의 가장자리 부분의 온도가 과도하게 높아지게 되는 것을 방지할 수 있게 된다.Since the temperature of the focus ring 140 may be directly controlled, the temperature of the focus ring 140 and the wafer adjacent to the focus ring 140 may be controlled in a plasma processing process. It becomes possible to prevent the temperature of the edge portion of W) from becoming excessively high.

또한, 웨이퍼(W)의 가장자리 부분의 온도를 원하는 일정 범위 내에서 조절할 수 있으므로 웨이퍼(W)의 표면온도를 균일하게 하여, 식각 균일도를 향상시킬 수 있게 된다.In addition, since the temperature of the edge portion of the wafer (W) can be adjusted within a desired range, the surface temperature of the wafer (W) may be uniform, and the etching uniformity may be improved.

제어 가능한 온도 범위는 냉매의 종류의 변경, 냉매 공급 장치(chiller)(170)를 이용한 냉매의 온도 조절 등에 따라 폭이 넓으므로, 플라즈마 식각 공정에 따른 각기 다른 환경에 최적화된 웨이퍼(W)의 표면 온도 분포를 구현할 수 있다.The controllable temperature range is wide due to the change of the type of the coolant, the temperature control of the coolant using the cooler 170, and the like, so that the surface of the wafer W optimized for different environments according to the plasma etching process is provided. Temperature distribution can be implemented.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(100)의 일부분을 확대하여 도시한 단면도이다.3 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the plasma processing apparatus 100 according to another embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 포커스 링(focus ring)(143)은 온도 조절을 위한 냉매 유로(144)가 형성된 조절부(147)와, 절연을 위한 절연부(148)로 나뉘어 구성된다.As shown in FIG. 3, the focus ring 143 according to another exemplary embodiment of the present invention may include an adjusting part 147 having a coolant flow path 144 for temperature control, and an insulating part for insulation. 148).

포커스 링(focus ring)(143)의 재질은 일반적으로 실리콘 또는 실리콘 화합물이 사용되는데, 이 경우, 그 내부에 냉매 유로(144)를 형성하기 위한 가공에 제약이 따를 수 있다. The material of the focus ring 143 is generally silicon or a silicon compound. In this case, the processing for forming the coolant channel 144 therein may be restricted.

따라서 먼저 가공하기 쉬운 재질로 냉매 유로(144)를 형성한 조절부(147)를 하부에 두고, 상부에 조절부(147)의 절연(insulation)을 위해 실리콘 등의 재질로 된 절연부(148)을 결합시켜 포커스 링(focus ring)(143)을 구성할 수 있다.Therefore, the control unit 147 having the coolant flow path 144 formed thereon is made of a material which is easy to process first, and the insulating unit 148 made of a material such as silicon for the insulation of the control unit 147 on the upper side. May be combined to form a focus ring 143.

일반적으로 가공하기 쉬운 재질로는 알루미늄(Al) 등이 사용될 수 있는데, 알루미늄(Al)은 전기적 도체로서 플라즈마 처리 과정에서 플라즈마와 반응을 일으킬 수 있으므로 전기적 절연체인 실리콘 등으로 절연시킬 필요가 있기 때문이다.In general, aluminum (Al) may be used as a material that is easy to process, since aluminum (Al) is an electrical conductor and may cause reaction with plasma during a plasma treatment process, and thus, aluminum (Al) needs to be insulated with silicon, which is an electrical insulator. .

조절부(147)에 형성된 냉매 유로(144)에 유입된 냉매에 의해 절연부(148)로 열전달이 이루어지게 되므로 포커스 링(focus ring)(143) 자체의 온도를 직접 제어할 수 있게 된다.Since heat is transferred to the insulation unit 148 by the refrigerant flowing into the refrigerant passage 144 formed in the adjusting unit 147, it is possible to directly control the temperature of the focus ring 143 itself.

그 밖의 작용 원리 및 효과는 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 포커스 링(focus ring)(140)과 동일하므로 생략한다.Other principles and effects are the same as the focus ring 140 according to an embodiment of the present invention described above, and thus will be omitted.

또한, 조절부(147)와 절연부(148) 사이에는 열전달 효율을 향상시키기 위한 접착층(149)을 더 포함할 수 있다.In addition, an adhesive layer 149 may be further included between the control unit 147 and the insulating unit 148 to improve heat transfer efficiency.

조절부(147)와 절연부(148)를 서로 결합시키기 위해 접착 물질이 사용되는데, 이 때, 포커스 링(focus ring)(143)은 온도 조절을 위해서는 접착 물질이 조절부(147)와 절연부(148) 사이의 열전달 효율을 떨어뜨려서는 안되므로 열전달 효율을 유지, 향상시킬 수 있는 접착 물질을 사용할 필요가 있다. An adhesive material is used to couple the adjusting unit 147 and the insulating unit 148 to each other. In this case, the focus ring 143 may include an adhesive material for adjusting the temperature. Since the heat transfer efficiency between (148) must not be reduced, it is necessary to use an adhesive material that can maintain and improve the heat transfer efficiency.

조절부(147)와 절연부(148) 사이의 열전달 효율을 유지, 향상시킬 수 있는 물질로 실리콘 계열의 접착 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
It is preferable to use a silicone-based adhesive material as a material capable of maintaining and improving the heat transfer efficiency between the control unit 147 and the insulating unit 148.

100 : 플라즈마 처리 장치 130 : 지지대(Suscepter)
140 : 포커스 링(focus ring) 144 : 냉매 유로
147 : 조절부 148 : 절연부
170 : 냉매 공급 장치(chiller)100: plasma processing apparatus 130: support (Suscepter)
140: focus ring 144: refrigerant flow path
147: adjusting section 148: insulating section
170: refrigerant supply (chiller)

Claims (5)

지지대(Suscepter);
상기 지지대의 외주면을 둘러싸는 포커스 링(focus ring);을 포함하고,
상기 포커스 링(focus ring)은 그 내부에 온도 조절을 위한 냉매 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.Suscepter;
A focus ring surrounding an outer circumferential surface of the support;
The focus ring (focus ring) is a plasma processing apparatus, characterized in that it comprises a refrigerant passage for temperature control therein. 제1항에 있어서,
상기 포커스 링(focus ring)은 온도 조절을 위한 냉매 유로가 형성된 조절부와, 상기 조절부의 절연을 위한 절연부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The method of claim 1,
The focus ring includes a control unit in which a refrigerant passage for temperature control is formed, and an insulation unit for insulation of the control unit. 제2항에 있어서,
상기 조절부와 상기 절연부 사이에는 열전달 효율을 향상시키기 위한 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The method of claim 2,
Plasma processing apparatus further comprising an adhesive layer for improving heat transfer efficiency between the control unit and the insulation. 제3항에 있어서,
상기 냉매 유로에 냉매(coolant)를 공급하기 위한 냉매 공급 장치(chiller)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The method of claim 3,
And a coolant supply device for supplying a coolant to the coolant flow path. 제4항에 있어서,
상기 지지대는 상기 냉매 공급 장치(chiller)에서 공급된 냉매가 상기 포커스 링(focus ring)에 형성된 냉매 유로로 유입될 수 있도록 하는 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The method of claim 4, wherein
The supporter further comprises a connecting portion for allowing the refrigerant supplied from the refrigerant supply (chiller) to flow into the refrigerant passage formed in the focus ring (focus ring).
KR1020100003986A 2010-01-15 2010-01-15 Plasma processing apparatus KR20110083979A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100003986A KR20110083979A (en) 2010-01-15 2010-01-15 Plasma processing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100003986A KR20110083979A (en) 2010-01-15 2010-01-15 Plasma processing apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110083979A true KR20110083979A (en) 2011-07-21

Family

ID=44921422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100003986A KR20110083979A (en) 2010-01-15 2010-01-15 Plasma processing apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110083979A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130025144A (en) * 2011-09-01 2013-03-11 세메스 주식회사 Electrostatic chuck and substrate treating apparatus including the chuck
KR20180074013A (en) * 2016-12-23 2018-07-03 삼성전자주식회사 Plasma processing device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130025144A (en) * 2011-09-01 2013-03-11 세메스 주식회사 Electrostatic chuck and substrate treating apparatus including the chuck
KR20180074013A (en) * 2016-12-23 2018-07-03 삼성전자주식회사 Plasma processing device
US10283382B2 (en) 2016-12-23 2019-05-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Plasma processing apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102594442B1 (en) Plasma processing apparatus
JP7169319B2 (en) High power electrostatic chuck with aperture reduction plugs in gas holes
JP3129419U (en) Device for controlling substrate temperature
US8696862B2 (en) Substrate mounting table, substrate processing apparatus and substrate temperature control method
US11289356B2 (en) Stage and plasma processing apparatus
JP2014146822A (en) Method and apparatus for controlling spatial temperature distribution
JP2007067037A (en) Vacuum processing device
JP2012253347A (en) Apparatus for treating substrate
KR20140108141A (en) Mounting table and plasma processing apparatus
US20210313151A1 (en) Plasma processing apparatus
JP2023517716A (en) Sheath and temperature control for process kits in substrate processing chambers
JP6240532B2 (en) Electrostatic chuck temperature control method
JP2022542090A (en) Process kit sheath and temperature control
JP2004014752A (en) Electrostatic chuck, work piece placement table, and plasma treating apparatus
KR102627348B1 (en) Substrate mounting table, plasma processing device and plasma processing method comprising the same
KR20110083979A (en) Plasma processing apparatus
KR20210008725A (en) Unit for supporting substrate and system for treating substrate with the unit
US20210332931A1 (en) Piping system and processing apparatus
US20220068615A1 (en) Stage and plasma processing apparatus
JP2015076457A (en) Substrate processing apparatus
US11837493B2 (en) Electrostatic chuck assembly for plasma processing apparatus
US20230060901A1 (en) Supporting unit and apparatus for treating substrate
KR20220113280A (en) Substrate support and substrate processing apparatus
JP2022120810A (en) Substrate support and substrate processing apparatus
CN115209603A (en) Plasma processing apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination