KR100686284B1 - Upper electrode unit and plasma processing apparatus - Google Patents

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KR100686284B1 KR1020050056730A KR20050056730A KR100686284B1 KR 100686284 B1 KR100686284 B1 KR 100686284B1 KR 1020050056730 A KR1020050056730 A KR 1020050056730A KR 20050056730 A KR20050056730 A KR 20050056730A KR 100686284 B1 KR100686284 B1 KR 100686284B1
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Abstract

본 발명은 상부 전극 유닛 및 이를 이용한 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고주파 전력 인가시 상부 전극부에서 이상방전이 발생하는 것을 억제하는 상부 전극 유닛의 구성과 이를 이용한 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an upper electrode unit and a plasma processing apparatus using the same. More particularly, the present invention relates to a configuration of an upper electrode unit that suppresses occurrence of abnormal discharge in the upper electrode portion when high frequency power is applied, and a plasma processing apparatus using the same. .

본 발명에 의하면, 외주면 지지부재와 전극판을 체결하고, 체결시 노출되는 수단의 헤드가 실리콘 부재와 평탄한 면 및 동일 높이를 가지는 실드링에 의해 덮힌다. 즉 각 부분을 정확하게 접촉하여 체결함으로서, 접촉부 내부의 미소공간에서 발생되는 부분방전으로 인한 상부 전극 유닛의 손상을 방지하고, 안정적인 플라즈마를 발생시켜 기판의 표면에서 이루어지는 공정에 대한 균일성 확보가 가능해 진다.According to the present invention, the outer circumferential surface supporting member is fastened to the electrode plate, and the head of the means exposed during the fastening is covered by a shield ring having a flat surface and the same height as the silicon member. That is, by precisely contacting and fastening each part, it is possible to prevent damage to the upper electrode unit due to partial discharge generated in the micro-space inside the contact part, and to generate a stable plasma to ensure uniformity for the process performed on the surface of the substrate. .

또한, 본 발명은 조립이나 해체 작업을 용이하게 함으로서, 작업 시 소요되는 시간과 인력을 줄일 수 있다.In addition, the present invention can facilitate the assembly or disassembly work, it is possible to reduce the time and manpower required during the work.

플라즈마, 상부 전극 유닛, 반도체, 체결 수단, 진공 챔버 Plasma, upper electrode unit, semiconductor, fastening means, vacuum chamber

Description

상부 전극 유닛 및 이를 이용한 플라즈마 처리 장치 {UPPER ELECTRODE UNIT AND PLASMA PROCESSING APPARATUS}Upper electrode unit and plasma processing apparatus using the same {UPPER ELECTRODE UNIT AND PLASMA PROCESSING APPARATUS}

도 1은 종래의 플라즈마 처리장치의 내부구성도.1 is an internal configuration diagram of a conventional plasma processing apparatus.

도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 처리장치를 나타낸 내부구성도.2 is an internal configuration diagram showing a plasma processing apparatus according to the present invention.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 전극 유닛의 단면도.3A is a cross-sectional view of the upper electrode unit according to an embodiment of the present invention.

도 3b 및 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 부재와 외주면 지지부재를 나타낸 부분 단면도.3B and 3C are partial cross-sectional views showing a silicon member and an outer circumferential surface supporting member according to an embodiment of the present invention.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 실리콘 부재의 평면도와 단면도.4A and 4B are a plan view and a sectional view of a silicon member according to a modification of the embodiment of the present invention.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시예의 일 실시예에 따른 외주면 지지부재의 평면도와 단면도.6A to 6D are a plan view and a cross-sectional view of an outer circumferential surface supporting member according to an embodiment of the present invention.

도 7a 및 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 상부 전극유닛의 단면도와 확대도.7A and 7B are a cross-sectional view and an enlarged view of an upper electrode unit according to another embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10, 100 : 진공챔버 30 : 기판 10, 100: vacuum chamber 30: substrate

S : 미소 공간 54 : 절연체 S: micro space 54: insulator

65, 650 : 직류 고압 전원 21, 210 : 상부 전극판 65, 650: DC high voltage power 21, 210: upper electrode plate

22, 220, 640 : 정합기 23, 230, 630 : 고주파 전원 22, 220, 640: matching device 23, 230, 630: high frequency power supply

51, 510 : 정전척 52, 520 : 하부 전극51, 510: electrostatic chuck 52, 520: lower electrode

60, 600, 700 : 가스 공급 라인 20, 200 : 상부 전극 유닛60, 600, 700: gas supply line 20 , 200: upper electrode unit

280 : 가스 분출구 300 : 기판 280: gas outlet 300: substrate

400 : 실리콘 부재 41, 410, 450 : 실드링 400: silicon member 41, 410, 450: shield ring

540 : 절연 부재 550 : 지지부재 540: insulation member 550: support member

430 : 외주면 지지부재 440 : 상부 절연 지지부재430: outer peripheral surface support member 440: upper insulating support member

본 발명은 상부 전극 유닛 및 이를 이용한 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고주파 전력 인가시 상부 전극 유닛에서 이상방전이 발생하는 것을 억제하는 상부 전극 유닛과 이를 이용한 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an upper electrode unit and a plasma processing apparatus using the same, and more particularly, to an upper electrode unit and a plasma processing apparatus using the same to suppress abnormal discharge from occurring in the upper electrode unit when a high frequency power is applied.

반도체 및 디스플레이 산업이 발전함에 따라 웨이퍼, 유리 등의 기판 가공도 한정된 면적에 원하는 패턴을 극미세화하고 고집적화하는 방향으로 진행되고 있다. 이에 따라 기판에 박막을 성장시키거나 식각할 때 플라즈마 처리 기술이 널리 활용되고 있다. 플라즈마 처리는 고정밀도로 공정을 제어할 수 있는 등의 장점에 의해 반도체, 디스플레이 기판의 가공 공정 등에 널리 사용되고 있다. 플라즈마 처리 장 치는 매엽식 및 배치식 장치가 있다. 이중에서, 매엽식 플라즈마 처리 장치는 진공 챔버 내에 상하로 대향 배치되어 양 전극 사이에 고주파 전력을 인가하여 플라즈마를 생성시킨다. As the semiconductor and display industries develop, processing of substrates such as wafers and glass is also progressing toward minimizing and integrating desired patterns in a limited area. Accordingly, plasma processing technology is widely used when growing or etching thin films on a substrate. Plasma treatment is widely used in processing processes of semiconductors, display substrates, etc. due to the advantages of being able to control the process with high precision. Plasma treatment devices are single- and batch-type devices. Among them, the single wafer plasma processing apparatus is disposed up and down in the vacuum chamber to generate a plasma by applying high frequency power between both electrodes.

도 1을 참조하면, 일반적인 매엽식 반도체 플라즈마 처리 장치는 진공 챔버(10) 내에 상부 전극(21)과, 상기 상부 전극(21)과 대향 위치하고 피처리체인 반도체 기판이 장착되는 기판 지지부재를 구비한다. 기판 지지부재는 전원이 인가되는 하부 전극(52)과 정전척(51)을 포함한다. 상부 전극(21)과 하부 전극(52)은 일정간격 이격되어 서로 대향하고 있으며, 외부로부터 정합된 고주파 전력이 인가된다. 상부 및 하부 전극(21, 52)에 인가된 고주파 전력에 의해 진공 챔버(10) 내의 가스가 전리되고, 상부 및 하부 전극(21, 52) 사이의 공간에서 고밀도의 플라즈마가 발생된다. 여기서 하부 전극(52) 상부에는 기판을 탑재하기 위한 정전척(51)이 설치되어 있으며, 하부 전극(52)의 하부는 절연체(54)로 구성되어 있다. 상부 및 하부전극(21, 52)에 고주파 전력을 인가하여 플라즈마를 발생시킨다. 정전척(51)에는 기판(30)을 정전 흡착하기 위해서 일정의 직류 고압 전력원(65)을 통해 직류 전력이 인가되고 기판(30)은 정전척(51)에 고정된다. 이때, 기판(30)과 정전척(51) 사이의 미소 공간(S)에는 기판(30)의 온도 제어를 용이하게 하기 위하여 열전달 가스 공급 라인(60)을 통해 열전달 가스, 예를 들어 헬륨 가스가 공급된다. 일정 기간의 플라즈마 처리 공정이 끝난 후 헬륨 가스는 배기라인에 의해 배기되고 정전척(51)에 정전 흡착 되었던 기판(30)은 부극성의 직류 고압 전원(65)에 의해 탈착되고 진공 챔버(10) 밖으로 이송 된다.Referring to FIG. 1, a general sheet type semiconductor plasma processing apparatus includes an upper electrode 21 in a vacuum chamber 10, and a substrate support member on which the semiconductor substrate, which is an object to be processed, is disposed opposite to the upper electrode 21. . The substrate support member includes a lower electrode 52 and an electrostatic chuck 51 to which power is applied. The upper electrode 21 and the lower electrode 52 face each other at a predetermined interval, and high frequency power matched from the outside is applied. The gas in the vacuum chamber 10 is ionized by the high frequency power applied to the upper and lower electrodes 21 and 52, and a high density plasma is generated in the space between the upper and lower electrodes 21 and 52. Here, an electrostatic chuck 51 for mounting a substrate is provided above the lower electrode 52, and the lower part of the lower electrode 52 is composed of an insulator 54. High frequency power is applied to the upper and lower electrodes 21 and 52 to generate plasma. In order to electrostatically attract the substrate 30 to the electrostatic chuck 51, direct current power is applied through a constant DC high voltage power source 65, and the substrate 30 is fixed to the electrostatic chuck 51. At this time, in the micro space S between the substrate 30 and the electrostatic chuck 51, heat transfer gas, for example, helium gas, is supplied through the heat transfer gas supply line 60 to facilitate temperature control of the substrate 30. Supplied. After a certain period of plasma treatment process, the helium gas is exhausted by the exhaust line, the substrate 30 which has been electrostatically adsorbed by the electrostatic chuck 51 is desorbed by the negative DC high voltage power supply 65 and the vacuum chamber 10 Are transported out.

기체 입자 즉 기체 분자나 원자에 에너지가 가해지면 최외각 전자가 궤도를 이탈함으로써 자유전자가 되어 양전하를 띄게 되며 분자 혹은 원자와 음전하를 갖는 전자가 생성된다. 이러한 양전하의 이온과 전자들이 다수가 모여 전체적으로 전기적으로 중성을 갖게 된다. 이렇게 구성된 입자들의 상호작용에 의해서 독특한 빛을 방출하며 입자들의 활발한 운동 때문에 높은 반응성을 갖게 되는데, 이러한 상태를 플라즈마라고 부른다. 또한 플라즈마는 형성되는 상황의 전자밀도나 그 때의 온도에 의해서 다양한 플라즈마가 형성된다.When energy is applied to a gas particle, that is, a gas molecule or an atom, the outermost electrons move out of the orbit and become free electrons, and have positive charges, and electrons having negative charges with molecules or atoms are generated. A large number of these positively charged ions and electrons are collectively electrically neutral. The interaction of these particles produces unique light and high reactivity due to the active movement of the particles. This state is called plasma. In addition, various plasmas are formed by the electron density of the plasma forming situation and the temperature at that time.

플라즈마 처리의 장점은 플라즈마가 가스상태이고, 효율성이 뛰어나므로 공정 중 발생되는 폐기물량이 매우 적어 오염을 상당히 억제시킬 수 있는 장점과 피처리물을 진공 속에 두고 반송 자동화를 이룰 수 있어 외부로부터의 오염을 억제할 수 있다.The advantages of plasma treatment are that the plasma is gaseous, and the efficiency is very small, so the amount of waste generated during the process is very small, and the pollution can be considerably suppressed. It can be suppressed.

상기 플라즈마의 균일성을 확보하기 위해서는 진공 상태인 진공 챔버 내부의 구성품들의 결합에 있어서, 구성품 내부에서 발생하는 미세한 틈의 부분방전을 차단하고, 전극판에서 분출되는 가스의 흐름을 일정하고 균일하게 제어함으로써, 상하부 전극 사이에서 발생하는 플라즈마를 얼마나 안정적으로 발생시키느냐가 아주 중요하다. 또한 플라즈마 불균일은 피처리물의 신뢰성을 저하시키는 중요한 문제로 대두되고 있다. 플라즈마 공정에 있어서 작용하는 변수로는 고주파 전력, 주파수, 전극의 구성과 배치, 반응가스와 혼합비, 가스유량, 압력, 바이어스 전압 등이 있다.In order to ensure uniformity of the plasma, in the combination of the components inside the vacuum chamber in a vacuum state, the partial discharge of the minute gap generated inside the components is blocked, and the flow of the gas ejected from the electrode plate is controlled uniformly and uniformly. Therefore, it is very important how stable the plasma generated between the upper and lower electrodes is generated. In addition, plasma nonuniformity has emerged as an important problem of lowering the reliability of a target object. Variables that operate in the plasma process include high frequency power, frequency, electrode configuration and arrangement, reaction gas and mixing ratio, gas flow rate, pressure, bias voltage, and the like.

진공에서 공정이 진행되는 진공 챔버 내부 분위기에 있어서 크랙의 유무와 유전체 내부의 미세한 틈과 각 부분의 체결에 있어서 미세한 공간 발생과 일정부분에 돌기 등의 형상 존재 등은 구성품 하나에서 크게는 장치 전체나 공정상에 악영향을 미친다. 상기와 같은 문제점이 발생하면 상부 및 하부 전극에 고주파 인가시 매질 효과나 전계의 집중, 부분방전을 초래하여 절연내력을 떨어뜨리게 되고, 오랜 시간 반복해서 공정이 진행되면 결국은 구성품의 파괴를 초래하게 된다. In the atmosphere inside the vacuum chamber where the process is carried out in a vacuum, the presence of cracks, minute gaps in the dielectric and the formation of minute spaces in the fastening of each part, and the presence of shapes such as protrusions on a part, are largely performed in one component. Adversely affect the process. When the above problems occur, high frequency is applied to the upper and lower electrodes, which results in medium effect, concentration of electric field, partial discharge, and lowers the dielectric strength. If the process is repeated for a long time, the component is eventually destroyed. do.

도 1로 돌아가서, 종래의 기존 플라즈마 처리장치 내부의 상부 전극 유닛(20)를 살펴보면 전극판(21)의 하부 실리콘 부재(40) 단면과 이를 둘러싸고 있는 실드링(41)의 높이의 차가 일정간격 존재하고 있다. 이는 가스의 원활한 흐름을 방해하게 되고, 가스에 의해 압력차가 생기게 되어 전체적인 흐름이 불안정하게 된다. 이와같은 압력차는 결국 안정적인 플라즈마의 발생을 억제하게 되며, 피처리물의 식각 균일성이 저하하게 된다. 또한 전극 유닛(20)의 형상이나 체결방법이 더욱 복잡해지는 결과를 가져옴으로써, 제작 단가가 상승하고, 조립 및 해체 작업시 인력과 시간이 소요되어 결과적으로 더욱 많은 손실이 발생하는 결과를 가져온다.Referring to FIG. 1, when looking at the upper electrode unit 20 inside the conventional plasma processing apparatus, there is a difference in height between the cross section of the lower silicon member 40 of the electrode plate 21 and the height of the shield ring 41 surrounding the electrode plate 21. Doing. This hinders the smooth flow of the gas, and the pressure difference is caused by the gas and the overall flow becomes unstable. This pressure difference eventually suppresses the generation of a stable plasma, and the etching uniformity of the workpiece is lowered. In addition, the shape and the fastening method of the electrode unit 20 is more complicated, resulting in a higher manufacturing cost, manpower and time is required during assembly and disassembly work, resulting in more losses.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 실리콘 부재 하부면과 이를 둘러싸고 있는 실드링 하부면의 단차를 없애고 평행하게 유지하여 상부 및 하부 전극 사이의 압력을 일정하게 유지함으로서 안정적인 플라즈마를 발생시키는 상부 전극 및 이를 이용한 플라즈마 처리 장치를 제공한다.Accordingly, the present invention was derived to solve the above problems, and eliminates the step difference between the lower surface of the silicon member and the lower surface of the shield ring surrounding the silicon member and maintains the pressure between the upper and lower electrodes to maintain a constant plasma. It provides an upper electrode and a plasma processing apparatus using the same.

본 발명의 다른 목적은 실리콘 부재를 상부 전극판과 상부 절연 지지부재에 체결시 노출되는 체결수단의 헤드를 실드링으로 적절히 은폐하여, 고주파 전원 인 가시 노출된 체결 수단의 두부 부분에 전계의 집중에 의해 발생하는 이상방전을 방지하는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to properly conceal the head of the fastening means exposed when the silicon member is fastened to the upper electrode plate and the upper insulating support member with a shield ring, thereby concentrating the electric field on the head portion of the visible exposed fastening means, which is a high frequency power source. It is to provide a plasma processing apparatus for preventing abnormal discharge generated by the.

상기 목적을 달성하기 위하여 플라즈마 처리 장치는, 상부 전극판과, 상기 상부 전극판의 일면과 접촉하며 가스가 통과하는 가스 구멍을 구비한 실리콘 부재와, 상기 실리콘 부재의 외주면 상부측에 체결되고, 상기 상부 전극판의 외주부에 체결되는 외주면 지지 부재를 포함한다. 상기 외주면 지지 부재는 상하 또는 좌우로 관통 형성된 체결 수단 구멍이 형성되며, 상기 체결 수단 구멍을 관통하여 상기 상부 전극판과 외주면 지지 부재를 고정시킨다. 상기 외주면 지지 부재의 내주면과 상기 내주면에 밀착되는 상기 실리콘 부재의 외주면 중 어느 하나에는 볼록부가 형성되고 다른 하나에는 상기 볼록부와 결합하는 오목부가 형성된다. 상기 외주면 지지 부재의 외주면 및 하부면과 상기 실리콘 부재의 외주면의 하부측이 밀착되는 내주면을 가지는 실드링과, 상기 상부 전극판의 외주면을 지지하고 상기 실드링의 상부면에 안착되는 상부 절연 지지부재를 포함한다. 가스 공급 장치의 상기 외주면 지지 부재의 재질은 유전율 4이하인 석영, 테프론, PTEE(Polytetrafluoroethylene), PCTFE(Polychlorotrifluoroethylene), PFA(Perfluoroalkoxy), 알루미늄 또는 세라믹 등을 사용한다. 상기 외주면 지지 부재는 상하 방향으로 분리된 2개 이상의 것과 일정 각도로 분할된 2개 이상 형성될 수 있다. In order to achieve the above object, a plasma processing apparatus includes a silicon member having an upper electrode plate, a gas hole contacting one surface of the upper electrode plate, and a gas passing through the upper electrode plate, and an upper side of an outer circumferential surface of the silicon member. And an outer circumferential surface supporting member fastened to the outer circumferential portion of the upper electrode plate. The outer circumferential surface supporting member has a fastening means hole formed to penetrate vertically or horizontally, and penetrates the fastening means hole to fix the upper electrode plate and the outer circumferential surface supporting member. A convex portion is formed on any one of an inner circumferential surface of the outer circumferential surface support member and an outer circumferential surface of the silicon member in close contact with the inner circumferential surface, and a concave portion is formed on the other thereof to engage the convex portion. A shield ring having an outer circumferential surface and a lower surface of the outer circumferential surface support member and an inner circumferential surface in close contact with the lower side of the outer circumferential surface of the silicon member; It includes. The material of the outer circumferential surface support member of the gas supply device uses quartz, Teflon, polytetrafluoroethylene (PTEE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), perfluoroalkoxy (PFA), aluminum or ceramic having a dielectric constant of 4 or less. The outer circumferential surface support member may be formed of two or more divided in a vertical angle and two or more separated in a vertical direction.

또한, 상기 상부 전극 유닛은 상부 전극판과, 상기 상부 전극판의 일면과 접 촉하며 가스가 통과하는 가스 구멍을 구비한 실리콘 부재와, 상기 실리콘 부재의 외주면 상부측에 좌우 방향으로 체결되고, 상기 상부 전극판의 외주면이 안착되는 상부 절연 지지 부재를 포함한다. 상기 상부 절연 지지 부재는 좌우로 관통 형성된 체결 수단 구멍이 형성되며, 상기 체결 수단 구멍을 관통하여 상기 실리콘 부재와 상부 절연 부재를 고정시키는 체결수단을 포함한다. 상부 전극 유닛은 상기 상부 절연 지지 부재의 외주면 및 하부면과 실리콘 부재의 외주면의 하부측이 밀착되는 내주면을 가지는 실드링을 가지며, 실리콘 부재의 하부면과 실드링의 하부면은 동일한 높이로 형성된다. 상기 플라즈마 처리 장치에 의해 처리되는 피처리물은 반도체 웨이퍼 또는 유리 기판이다.In addition, the upper electrode unit may be fastened in a left and right direction to a silicon member having an upper electrode plate, a gas hole in contact with one surface of the upper electrode plate and through which gas passes, and an upper side of an outer circumferential surface of the silicon member, And an upper insulating support member on which an outer circumferential surface of the upper electrode plate is seated. The upper insulating support member has a fastening means hole formed to pass through from side to side, and includes a fastening means for fixing the silicon member and the upper insulating member through the fastening means hole. The upper electrode unit has a shield ring having an outer circumferential surface and a lower surface of the upper insulating support member and an inner circumferential surface in which the lower side of the outer circumferential surface of the silicon member is in close contact, and the lower surface of the silicon member and the lower surface of the shield ring are formed at the same height. . The object to be processed by the plasma processing apparatus is a semiconductor wafer or a glass substrate.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail.

도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 처리장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 플라즈마 처리 장치를 진공 챔버(100) 내에 상부 전극 유닛(200)과, 상기 상부 전극 유닛(200)과 대향 위치하고 피처리체인 반도체 기판(300)이 장착되는 기판 지지부재를 구비한다. 기판 지지부재는 전원이 인가되는 하부 전극(520)과 정전척(510)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the plasma processing apparatus of the present invention supports a substrate in which the upper electrode unit 200 and the semiconductor substrate 300, which is an object to be processed, are mounted in the vacuum chamber 100 so as to face the upper electrode unit 200. A member is provided. The substrate support member includes a lower electrode 520 and an electrostatic chuck 510 to which power is applied.

상부 전극 유닛(200)에는 RF 전원 장치(230) 및 임피던스 정합기(220)를 통해 RF 전원이 가해질 수 있고, 진공 챔버(100) 내로 반응 가스를 유입시킬 수 있는 가스 분출구(280)를 포함할 수 있다.The upper electrode unit 200 may include a gas outlet 280 that may be applied with RF power through the RF power supply 230 and the impedance matcher 220, and may introduce a reaction gas into the vacuum chamber 100. Can be.

진공 챔버의 측벽에는 도시되지 않은 기판 반입 반출구가 형성되어, 이를 통해 기판을 반입 반출한다. 또한 진공 챔버(100)의 측벽 또는 하부에는 진공 펌프 등의 배기계(도시되지 않음)가 연결되어 이로부터 배기가 실행되어 챔버(100) 내를 원하는 진공도로 유지할 수 있다.A substrate loading / unloading port (not shown) is formed on the sidewall of the vacuum chamber, thereby carrying the substrate in and out. In addition, an exhaust system (not shown) such as a vacuum pump may be connected to the sidewall or the bottom of the vacuum chamber 100 so that exhaust may be performed to maintain the inside of the chamber 100 at a desired degree of vacuum.

상부 전극 유닛(200)과 일정간격 이격되어 서로 대향하고 있는 하부 전극(520)에는 정합기(640)를 거쳐서 고주파 전원(630)이 접속되어 있다. 기판을 플라즈마 처리하는 경우 하부 전극(520)에 고주파 전원(630)에 의해 예컨데 2MHz 의 고주파 전력이 공급된다. 하부 전극(520)은 진공 챔버(100)의 바닥부에 접지 지지부재(550) 및 절연 부재(540)를 거쳐서 설치되며, 내부에는 기판(300)을 소정의 온도로 조정하기 위해 기판(300)과 정전척(510) 사이에 공급되는 헬륨가스 라인이 설치되어 있다. 또한 하부 전극(520)의 상면에는 기판(300) 예를 들면 반도체 웨이퍼를 유지하기 위한 유지 수단인 정전척(510)이 설치된다.The high frequency power source 630 is connected to the lower electrode 520 which is spaced apart from the upper electrode unit 200 and opposed to each other by a matching device 640. When the substrate is plasma-processed, for example, high frequency power of 2 MHz is supplied to the lower electrode 520 by the high frequency power source 630. The lower electrode 520 is installed at the bottom of the vacuum chamber 100 via the ground supporting member 550 and the insulating member 540, and therein, the substrate 300 is used to adjust the substrate 300 to a predetermined temperature. And a helium gas line supplied between the electrostatic chuck 510 is installed. In addition, an electrostatic chuck 510, which is a holding means for holding the substrate 300, for example, a semiconductor wafer, is provided on the upper surface of the lower electrode 520.

정전척(510)은 상면에 장착될 기판의 형상과 대략 동일한 형상과 크기로 형성되나 특별히 형상이 한정되지는 않는다. 예를 들어 기판이 반도체 웨이퍼인 경우 웨이퍼의 형상과 유사한 디스크형의 형상으로 이루어지고 상면의 직경이 웨이퍼 직경과 대략 유사하게 되는 것이 바람직하다. 정전척(510)은 내부에 도시되지 않은 도전성 부재를 구비하며, 도전성 부재는 고압 직류 진원(650)에 접속되어 고전압을 인가함으로써 기판(300)을 흡착 유지한다. 이때, 정전척(510)은 정전력 외에 진공력과 그외 기계적 힘 등에 의해 기판(300)을 유지할 수도 있다.The electrostatic chuck 510 is formed in the same shape and size as the shape of the substrate to be mounted on the upper surface, but the shape is not particularly limited. For example, when the substrate is a semiconductor wafer, it is desirable to have a disk-like shape similar to that of the wafer, and the diameter of the upper surface is approximately similar to the diameter of the wafer. The electrostatic chuck 510 has a conductive member (not shown) inside, and the conductive member is connected to the high-voltage direct current source 650 to suck and hold the substrate 300 by applying a high voltage. In this case, the electrostatic chuck 510 may maintain the substrate 300 by a vacuum force and other mechanical force in addition to the electrostatic force.

상부 전극 유닛은 가스 공급원(290)으로부터 가스가 도입되는 가스 공급 라인(700)과 일정 개수의 가스 분출구(280)가 형성된 실리콘 부재(400)와 실리콘 부재(400)를 지지하고 열교환을 하는 상부 전극판(210)과 실리콘 부재(400) 및 상부 전극판(210)을 고정하고 일정한 부분을 은폐시키는 원형의 실드링(450)으로 구성되어 있다. 상부 전극 유닛의 구체적인 구성은 후술한다.The upper electrode unit supports the silicon member 400 and the silicon member 400 on which the gas supply line 700 into which gas is introduced from the gas supply source 290 and the predetermined number of gas ejection holes 280 and the heat exchanger is formed. The plate 210, the silicon member 400, and the upper electrode plate 210 are fixed to each other, and a circular shield ring 450 configured to conceal a certain portion. The specific configuration of the upper electrode unit will be described later.

플라즈마 처리 장치를 이용한 처리 동작에 대하여 설명하기로 한다. 기판(300) 반입 반출구로부터 기판(300)이 반입되어 정전척(510) 상부면에 장착되면, 정전척(510)으로 고압 직류 전원(650)으로부터 고전압이 인가되어 기판(300)은 정전력에 의해 정전척(510)에 흡착 유지된다. 이어서, 헬륨 가스가 공급 라인(600)을 거쳐 미소 공간(S)으로 공급되어 기판(300)은 원하는 온도로 조절된다. 이후, 상부 전극 유닛(200)에 설치된 가스 공급원(290)로부터 플라즈마 처리 가스가 도입되고 진공 펌프를 이용하여 진공 챔버(100)를 소정 압력으로 유지한다. 외부로부터 정합된 고주파 전력이 상부 전극 유닛 및 하부 전극(200, 520)에 인가되고 고주파 전력에 의해 진공 챔버(100) 내의 가스가 전리되고, 상부 전극 유닛 및 하부 전극 사이의 공간에서 고밀도 플라즈마를 발생시킨다. 이러한 고밀도 플라즈마에 의해 건식 식각 등의 플라즈마 처리를 수행한다. 플라즈마 처리가 종료되면 고압 직류 전원(650) 및 고주파 전원(230, 630)으로부터 전력 공급이 정지되고 기판(300)은 반입 및 반출구를 통해 진공 챔버(100) 외부로 반출된다.The processing operation using the plasma processing apparatus will be described. When the substrate 300 is loaded from the carrying in / out port of the substrate 300 and mounted on the upper surface of the electrostatic chuck 510, a high voltage is applied from the high voltage DC power supply 650 to the electrostatic chuck 510 so that the substrate 300 has a constant power. The suction is held by the electrostatic chuck 510. Subsequently, helium gas is supplied to the micro space S through the supply line 600 so that the substrate 300 is adjusted to a desired temperature. Thereafter, the plasma processing gas is introduced from the gas supply source 290 installed in the upper electrode unit 200, and the vacuum chamber 100 is maintained at a predetermined pressure by using a vacuum pump. The high frequency power matched from the outside is applied to the upper electrode unit and the lower electrodes 200 and 520, the gas in the vacuum chamber 100 is ionized by the high frequency power, and generates a high density plasma in the space between the upper electrode unit and the lower electrode. Let's do it. Plasma processing such as dry etching is performed by such a high density plasma. When the plasma processing is completed, the power supply is stopped from the high voltage direct current power source 650 and the high frequency power sources 230 and 630, and the substrate 300 is carried out to the outside of the vacuum chamber 100 through the loading and unloading ports.

도 3a 내지 도 6d을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 전극 유닛의 구성 및 배치에 대해 상세히 설명한다. 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 전극 유닛의 개략도이고, 도 3b는 도 3a의 A 영역의 확대도를 나타낸다. 도 3c는 도 3b의 A 영역에 대한 다른 실시예이다. 도 4a는 본 발명에 따른 일 실시예의 변형에 따른 상부 전극 유닛의 개략도이고, 도 4b는 도 4a의 B 영역의 확대도를 나타 낸다. 도 4c는 도 4a의 B 영역에 대한 다른 실시예이다. 도 5a 및 도 5b는 실리콘 부재의 평면도와 단면도를 나타내며, 도 6a 및 도 6b는 실리콘 부재와 체결되는 외주면 지지부재의 평면도와 단면도를 나타낸다.The configuration and arrangement of the upper electrode unit according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3A to 6D. 3A is a schematic diagram of an upper electrode unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3B shows an enlarged view of region A of FIG. 3A. 3C is another embodiment of area A of FIG. 3B. 4A is a schematic diagram of an upper electrode unit according to a variation of an embodiment according to the present invention, and FIG. 4B shows an enlarged view of region B of FIG. 4A. 4C is another embodiment of region B of FIG. 4A. 5A and 5B show a plan view and a cross-sectional view of a silicon member, and FIGS. 6A and 6B show a plan view and a cross-sectional view of an outer circumferential surface supporting member fastened to the silicon member.

도 3a를 참조하면, 상부 전극 유닛(200)은 가스 분출구(280)가 형성된 실리콘 부재(400)와, 실리콘 부재(400)의 외주면 상부측과 체결되고 상부 전극판(210)의 외측 하부면이 체결되는 외주면 지지부재(430)와, 상부 전극판(210)의 외주면을 고정하는 상부 절연 지지부(440)와, 실리콘 부재(400)의 외주면 하부측과 외주면 지지부재(430)를 지지하는 실드링(450)으로 구성되어 있다.Referring to FIG. 3A, the upper electrode unit 200 is coupled to the silicon member 400 having the gas ejection opening 280 and the upper side of the outer circumferential surface of the silicon member 400, and the outer lower surface of the upper electrode plate 210 is connected to the upper electrode unit 200. Shield ring for supporting the outer peripheral surface supporting member 430, the upper insulating support 440 for fixing the outer peripheral surface of the upper electrode plate 210, the lower side of the outer peripheral surface and the outer peripheral surface supporting member 430 of the silicon member 400 It consists of 450.

실리콘 부재(400)의 두께는 5∼20mm 이며, 도 3b에 도시된 바와 같이, 외주면 지지부재(430)의 내주면에는 볼록부가 형성되어 있고, 실리콘 부재(400)의 외주면에는 상기 볼록부에 대응하는 오목부가 형성되어 있다. 또한 상부 전극판(210)과 체결하기 위해 외주면 지지부재(430)를 상하로 관통하는 복수개의 체결수단 구멍이 소정거리 이격되어 형성되어 있다. 이와 달리 도 3c에 도시된 바와 같이 외주면 지지부재(430)의 내주면과 실리콘 부재(400)의 외주면에는 오목부와 볼록부가 각각 형성될 수 있다. The thickness of the silicon member 400 is 5 to 20 mm, and as shown in FIG. 3B, a convex portion is formed on the inner circumferential surface of the outer circumferential surface support member 430, and a convex portion is formed on the outer circumferential surface of the silicon member 400. A recess is formed. In addition, a plurality of fastening means holes penetrating the outer circumferential surface support member 430 up and down to fasten with the upper electrode plate 210 are formed at a predetermined distance apart from each other. Unlike this, as illustrated in FIG. 3C, recesses and convex portions may be formed on the inner circumferential surface of the outer circumferential surface support member 430 and the outer circumferential surface of the silicon member 400, respectively.

또한 도 4a를 참조하면, 상부 전극 유닛(200)은 가스 분출구(280)가 형성된 실리콘 부재(400)와, 실리콘 부재(400)의 외주면 상부측과 체결되고 상부 전극판(210)의 외주면 하부측이 체결되는 외주면 지지부재(430)와, 상부 전극판(210)의 외주면 상부측을 고정하는 상부 절연 지지부재(440)와, 실리콘 부재(400)의 외주면 하부측과 외주면 지지부재(430)를 지지하는 실드링(450)으로 구성되어 있다. 도 4b 와 같이, 상부 전극판(210)과 체결하기 위해 외주면 지지부재(430)을 좌우로 관통하는 복수개의 체결 수단 구멍이 소정거리 이격되어 형성되어 있고, 외주면 지지부재(430)의 내주면에는 볼록부가 형성되어 있고, 실리콘 주배(400)의 외주면에는 상기 볼록부에 대응하는 오목부가 형성되어 있다. 이와 달리 도 4c에 도시된 바와 같이 외주면 지지부재(430)의 내주면과 실리콘 부재(400)의 외주면에는 오목부와 볼록부가 각각 형성될 수 있다.Also, referring to FIG. 4A, the upper electrode unit 200 is fastened to the silicon member 400 having the gas ejection opening 280 and the upper side of the outer circumferential surface of the silicon member 400, and the lower side of the outer circumferential surface of the upper electrode plate 210. The outer peripheral surface support member 430 to be fastened, the upper insulating support member 440 fixing the upper side of the outer circumferential surface of the upper electrode plate 210, and the lower side and the outer circumferential surface support member 430 of the silicon member 400 It consists of the shield ring 450 which supports. As shown in FIG. 4B, a plurality of fastening means holes penetrating the outer circumferential surface support member 430 from side to side to be fastened to the upper electrode plate 210 are formed to be spaced apart by a predetermined distance, and convex on the inner circumference of the outer circumferential surface support member 430 An additional portion is formed, and a concave portion corresponding to the convex portion is formed on the outer circumferential surface of the silicon main drain 400. Alternatively, as shown in FIG. 4C, recesses and protrusions may be formed on the inner circumferential surface of the outer circumferential surface support member 430 and the outer circumferential surface of the silicon member 400, respectively.

상부 전극 유닛(200)의 실리콘 부재(400)에 가스 분출구(280)가 형성되어 있는 모습이 도 5a의 평면도 및 도 5b의 단면도에 나타나 있다. 균일하게 공정이 진행될 수 있도록 일정 개수의 가스 분출구(280)가 형성되어 있다. 도 5a 및 도 5b를 보면, 실리콘 부재(400)의 오목부에 영향을 주지 않도록 가운데 부분에 일정 개수의 가스 분출구(280)가 형성되어 있음을 알 수 있다.The gas ejection opening 280 is formed in the silicon member 400 of the upper electrode unit 200 is shown in the plan view of FIG. 5A and the cross-sectional view of FIG. 5B. A certain number of gas outlets 280 are formed to uniformly proceed the process. 5A and 5B, it can be seen that a certain number of gas ejection openings 280 are formed in the center portion so as not to affect the recessed portion of the silicon member 400.

도 6a 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 외주면 지지부재의 내주면에는 실리콘 부재와 체결될 볼록부가 형성되어 있으며, 상부 전극판의 하부면과 체결될 수 있도록 체결 수단 구멍이 형성되어 있다. 도 3a의 경우에서, 외주면 지지부재의 직경은 상부 전극판의 하부 볼록부와의 직경과 대략 일치한다. 또한, 도 4a의 경우에서는, 외주면 지지부재의 내주면의 직경과 상부전극판의 하부 볼록부와의 직경이 대략 일치한다. 물론 이때 외주면 지지부재가 상부 전극판과 측방향에서 체결되는 경우는 외주면 지지부재의 측면에 체결 수단 구멍이 형성된다.6A, a convex portion to be fastened with a silicon member is formed on an inner circumferential surface of an outer circumferential surface support member according to an embodiment of the present invention, and a fastening means hole is formed to be fastened with a lower surface of an upper electrode plate. In the case of Fig. 3A, the diameter of the outer circumferential surface supporting member approximately coincides with the diameter with the lower convex portion of the upper electrode plate. In addition, in the case of Fig. 4A, the diameter of the inner circumferential surface of the outer circumferential surface supporting member and the lower convex portion of the upper electrode plate substantially coincide . Of course, in this case, when the outer circumferential surface supporting member is fastened in the lateral direction with the upper electrode plate, a fastening means hole is formed in the side of the outer circumferential surface supporting member.

외주면 지지부재(430)의 볼록부 또는 오목부와 실리콘 부재(400)의 체결시 내부에 미소 공간이 존재하지 않도록 구성이 되며, 외주면 지지부재(430)의 재질은 석영, 테프론, PTEE(Polytetrafluoroethylene), PCTFE(Polychlorotri-fluoroethylene) 혹은 PFA(Perfluoroalkoxy)등의 저유전율의 내열성을 가지는 재료인 것이 바람직하다. 예를 들면 유전율이 4 이하인 것이 좋다. 또한 알루미늄, 세라믹 계열 등을 사용할 수도 있다.When the convex portion or the concave portion of the outer circumferential surface support member 430 and the silicon member 400 are fastened to each other, the micro space does not exist inside. The material of the outer circumferential surface support member 430 is quartz, Teflon, PTEE (Polytetrafluoroethylene) And a material having low dielectric constant heat resistance such as polychlorotrifluorofluoro (PCTFE) or perfluoroalkoxy (PFA). For example, the dielectric constant is preferably 4 or less. In addition, aluminum, ceramic series, or the like can also be used.

도 6b에 도시한 외주면 지지부재(430)는 도 6c에 도시된 바와 같이 필요에 따라 상하 2개 이상의 개수로 분리하여 형성할 수 있으며, 도 6d에 도시된 바와 같이 일정 각도로 분할하여 구성할 수도 있다.The outer circumferential surface support member 430 illustrated in FIG. 6B may be formed by separating the upper and lower two or more numbers as necessary as shown in FIG. 6C, or may be configured by dividing at a predetermined angle as shown in FIG. 6D. have.

이와 같이, 실리콘 부재(400)는 별도의 체결 수단 없이 외주면 지지부재(430)와 체결 가능하다. 따라서, 상부 전극 유닛(200)에서 고주파 전원(230)의 영향을 직접적으로 받는 부분인 실리콘 부재(400)가 상부 전극판(210)과 직접 체결되는 체결 수단이 없으므로, 전원 인가시 발생하는 이상 방전을 근본적으로 방지할 수 있다. 한편, 외주면 지지부재(430)는 상부 전극판(210)과 체결할 수 있도록 일정 개수의 체결 수단 구멍이 형성되어 있기 때문에, 이들 체결 수단 구멍을 통하여 스크류와 같은 체결 수단으로 외주면 지지부재(430)와 상부 전극판(210)이 체결된다. 외주면 지지 부재(430)와 상부 전극판(210)의 체결시 노출되는 체결 수단의 헤드가 노출되면 그에서 발생하는 이상 방전은 인가되는 전계에 영향을 미쳐 플라즈마를 불안정하게 함으로써, 좋지 않은 결과를 발생시킨다. 상기의 현상을 방지하기 위해서는 체결수단의 헤드를 은폐시켜야 한다. 이에 도 2에 도시된 바와 같이, 실드링(450)을 "ㄴ"자 모양으로 형성하여 상부 전극판(210)과 외주면 지지부재(430)를 체결 수단으로 체결시 노출되는 체결수단의 헤드를 덮을 수 있도록 하였다. 이 때, 실리콘 부재(400)를 통해서 분출된 가스가 상부 및 하부 전극(210, 520) 사이에서 일정한 흐름을 가지고 배기될 수 있도록 하기 위해 실리콘 부재(400)의 하부면과 실드링(450)의 하부면은 동일 높이로 형성되는 것이 바람직하다. 실드링(450)에 있어서, 상부 전극판(210)과 평행한 부분과 외주면 지지부재(430)와의 두께의 합을 실리콘 부재(400)의 두께와 대략 일치시켜 실리콘 부재(400)의 하부면과 실드링(450)의 하부면을 평행하게 유지하였다. 이때, 실리콘 부재(400), 외주면 지지부재(430) 및 실드링(450)의 체결시 상부 전극판(210)에 형성되어 있는 가스 분출구(280)와 실리콘 부재(400)의 가스 분출구(280)는 일치하게 조립하여야 한다.As such, the silicon member 400 may be fastened to the outer circumferential surface support member 430 without a separate fastening means. Therefore, since there is no fastening means in which the silicon member 400, which is a portion directly affected by the high frequency power source 230 in the upper electrode unit 200, is directly fastened with the upper electrode plate 210, abnormal discharge generated when power is applied. Can be prevented fundamentally. On the other hand, since the outer circumferential surface support member 430 is formed with a predetermined number of fastening means holes to fasten with the upper electrode plate 210, the outer circumferential surface support member 430 is provided by fastening means such as a screw through these fastening means holes. And the upper electrode plate 210 are fastened. When the head of the fastening means exposed when the outer circumferential surface supporting member 430 and the upper electrode plate 210 is exposed, the abnormal discharge generated therein affects the applied electric field and destabilizes the plasma, resulting in unsatisfactory results. Let's do it. In order to prevent the above phenomenon, the head of the fastening means must be concealed. 2, the shield ring 450 is formed in a "b" shape to cover the head of the fastening means exposed when the upper electrode plate 210 and the outer circumferential support member 430 are fastened by the fastening means. To make it possible. At this time, in order for the gas ejected through the silicon member 400 to be exhausted with a constant flow between the upper and lower electrodes 210 and 520, the lower surface of the silicon member 400 and the shield ring 450 may be removed. The lower surface is preferably formed at the same height. In the shield ring 450, the sum of the thickness of the portion parallel to the upper electrode plate 210 and the outer circumferential surface support member 430 is approximately equal to the thickness of the silicon member 400 so that the lower surface of the silicon member 400 may be formed. The lower surface of the shield ring 450 was kept parallel. At this time, when the silicon member 400, the outer circumferential surface support member 430, and the shield ring 450 are fastened, the gas ejection opening 280 and the gas ejection opening 280 of the silicon member 400 are formed. Should be assembled accordingly.

앞의 실시예와 같이, 본 발명은 기존의 장비처럼 실리콘 부재의 외주면에 직접 체결 수단 홈을 형성하여 실리콘 부재를 직접 상부 전극판에 체결하지 않고, 실리콘 부재 외주면에 형성된 홈을 내주면에 볼록부가 형성된 외주면 지지부재와 체결한 뒤, 외주면 지지부재를 전극판에 체결함으로써, 효과적으로 실리콘 부재를 전극판에 고정시킬 수 있으며, 실드링에 의해 체결 수단의 헤드를 효과적으로 은폐하여 실드링의 하부면과 실리콘 부재의 하부면을 동일 높이로 형성할 수 있으므로, 결과적으로 실리콘 부재를 통해서 분출되는 가스의 흐름을 일정하게 유지하여, 플라즈마를 안정적으로 발생시킬 수 있다.As in the previous embodiment, the present invention does not fasten the silicon member directly to the upper electrode plate by forming a fastening means groove directly on the outer peripheral surface of the silicon member, as in conventional equipment, a convex portion formed on the inner peripheral surface of the groove formed on the outer peripheral surface of the silicon member After fastening with the outer circumferential surface supporting member, the fastening of the outer circumferential surface supporting member to the electrode plate can effectively fix the silicon member to the electrode plate, and by effectively shielding the head of the fastening means by the shield ring, the lower surface of the shield ring and the silicon member Since the lower surface of the can be formed at the same height, as a result, the flow of the gas ejected through the silicon member can be kept constant, and the plasma can be stably generated.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 다른 실시예로서, 실리콘 부재의 다른 모양과 체결 방법을 제시한다.7A and 7B illustrate another shape and fastening method of a silicon member as another embodiment of the present invention.

도 7a을 참조하면, 상부 전극 유닛(200)은 상부 전극판(210)과, 가스 분출구(280)가 형성되고 상기 상부 전극판(210)이 접촉되는 실리콘 부재(400)와, 상부 전 극판(210)의 외주면과 실리콘 부재(400)의 외주면 상부측을 지지하는 상부 절연 지지부재(440)와, 실리콘 부재(400)의 외주면 하부측과 상부 절연 지지부재(440)의 외주면의 일부를 지지하고, 상부 전극판(210)을 고정하는 실드링(450)으로 구성되어 있다. 도 7b은 도 7a의 C 영역의 확대도를 나타낸다.Referring to FIG. 7A, the upper electrode unit 200 includes an upper electrode plate 210, a gas blowing hole 280, and a silicon member 400 in contact with the upper electrode plate 210, and an upper electrode plate ( An upper insulating support member 440 supporting an outer circumferential surface of the 210 and an upper circumferential surface of the silicon member 400, and a part of an outer circumferential surface of the lower circumferential surface of the silicon member 400 and the upper insulating support member 440. And a shield ring 450 for fixing the upper electrode plate 210. FIG. 7B is an enlarged view of region C of FIG. 7A.

볼록부를 형성하여 외주면 지지부재에 의하여 실리콘 부재를 상부 전극판에 고정시킨 도 3a, 4a와 달리 외주면 지지부재에 의하지 않고, 실리콘 부재(400)를 상부 절연 지지부재(440)의 측면에서 체결수단으로 직접 체결한다. 즉, 상기 상부 절연 지지부재(440)에는 좌우 방향으로 관통 형성된 복수개의 체결 수단 구멍이 소정거리 이격되어 형성된다. 이들 체결 수단 구멍에는 스크류와 같은 체결 수단이 관통하여 실리콘 부재(400)의 외주면에 체결됨으로써, 실리콘 부재(400)와 상부 절연 지지부재(440)가 체결된다.Unlike FIGS. 3A and 4A in which the convex portion is formed to fix the silicon member to the upper electrode plate by the outer circumferential support member, the silicon member 400 is fastened to the fastening means at the side of the upper insulation support member 440. Tighten directly. That is, the upper insulating support member 440 is formed with a plurality of fastening means holes formed penetrating in the left and right direction at a predetermined distance. A fastening means such as a screw penetrates through these fastening means holes and is fastened to the outer circumferential surface of the silicon member 400 to thereby fasten the silicon member 400 and the upper insulating support member 440.

상부 절연 지지부재(440)가 실리콘 부재(400)의 외주면 상부측에 체결되고, 상부 전극판(210)의 외주면이 상부 절연 지지부재(440)의 내측면에 안착된다. 또한 이 때에도 단면이 "ㄴ"자 모양인 실드링(450)을 사용하여 상기 상부 절연 지지부재(440)의 하부면 및 외주면의 하부측과, 실리콘 부재의 외주면의 하부측이 밀착되는 내주면을 갖는다. 이때, 실드링(450)은 상부 절연 지지부재(440)의 외주면에 형성된 체결 수단 구멍(280)은 실드링(450)의 내주면에 의해 덮이도록 형성된다. 이에 따라, 체결 수단 구멍(280)을 관통하여 실드링(450)과 실리콘 부재(400)을 체결하는 체결 수단의 헤드는 외부로 노출되지 않도록 실드링(450)에 의해 덮여진다. 전술된 실시예와 같이, 실리콘 부재(400)의 하부면과 실드링(450)의 하부면은 동일한 높이로 유지한다. 한편, 실드링(450)은 "ㄴ"자 형성의 단면으로 한정될 필요는 없음에 유의하여야 한다. 즉, 실리콘 부재(400)가 상부 절연 지지부재(440)의 하부면 전체와 밀착되도록 형성되고, 그에 따라, 실드링(450)의 내주면이 상부 절연 지지부재(440) 및 실리콘 부재(400)의 외주면과 밀착되도록 실드링(450)의 내주면에는 단차가 형성되지 않을 수 있다. 이것은 도 4a의 경우도 마찬가지로 적용될 수 있다.The upper insulating support member 440 is fastened to the upper side of the outer circumferential surface of the silicon member 400, and the outer circumferential surface of the upper electrode plate 210 is seated on the inner side of the upper insulating support member 440. Also at this time, the lower surface of the lower and outer peripheral surface of the upper insulating support member 440 and the lower surface of the outer peripheral surface of the silicon member are in close contact with each other by using the shield ring 450 having a “b” shaped cross section. . At this time, the shield ring 450 is formed so that the fastening means hole 280 formed in the outer peripheral surface of the upper insulating support member 440 is covered by the inner peripheral surface of the shield ring 450. Accordingly, the head of the fastening means for fastening the shield ring 450 and the silicon member 400 through the fastening means hole 280 is covered by the shield ring 450 so as not to be exposed to the outside. As in the above-described embodiment, the lower surface of the silicon member 400 and the lower surface of the shield ring 450 are maintained at the same height. On the other hand, it should be noted that the shield ring 450 need not be limited to the cross section of the "b" shape. That is, the silicon member 400 is formed to be in close contact with the entire lower surface of the upper insulating support member 440, so that the inner circumferential surface of the shield ring 450 is formed of the upper insulating support member 440 and the silicon member 400. Steps may not be formed on the inner circumferential surface of the shield ring 450 to be in close contact with the outer circumferential surface. This may be applied to the case of FIG. 4A as well.

상술한 바와 같이, 본 발명은 실리콘 부재를 외주면 지지 부재를 이용하여 전극판과 체결하는 새로운 방법을 제시하였다. 또한 체결시 발생하는 체결수단의 두부를 실드링으로 효과적으로 은폐시킴으로서, 실리콘 부재에 인가된 전계의 영향을 직접적으로 받는 체결수단을 근본적으로 제거하였고, 노출된 체결 수단의 두부에서 발생하는 이상방전을 제거하였으며, 실리콘 부재에서 분출되는 가스의 압력을 일정하게 유지할 수 있다.As described above, the present invention has proposed a new method of fastening a silicon member with an electrode plate using an outer circumferential support member. In addition, by effectively concealing the head of the fastening means generated during fastening with the shield ring, the fastening means which is directly affected by the electric field applied to the silicon member is essentially eliminated, and abnormal discharge occurring in the head of the exposed fastening means is eliminated. The pressure of the gas blown out of the silicon member can be kept constant.

그러므로, 본 발명은 상부 및 하부 전극 사이의 공간에서 플라즈마를 안정적으로 발생 시킬 수 있는 효과가 있다.Therefore, the present invention has the effect of stably generating the plasma in the space between the upper and lower electrodes.

또한, 본 발명은 처리실 내부의 구성품의 손상을 없애고, 피처리물의 공정 균일도를 향상시켜 플라즈마 처리 공정의 불량률을 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of eliminating damage to the components inside the processing chamber, improve the process uniformity of the workpiece to reduce the failure rate of the plasma treatment process.

Claims (13)

플라즈마 처리장치의 상부 전극 유닛에 있어서,In the upper electrode unit of the plasma processing apparatus, 상부 전극판과,An upper electrode plate, 상기 상부 전극판의 일면과 접촉하며 가스가 통과하는 가스 구멍을 구비한 실리콘 부재와,A silicon member in contact with one surface of the upper electrode plate and having a gas hole through which gas passes; 상기 실리콘 부재의 외주면 상부측에 체결되고, 상기 상부 전극판의 외주부에 체결되는 외주면 지지 부재를 포함하고,An outer circumferential surface supporting member fastened to an upper side of an outer circumferential surface of the silicon member and fastened to an outer circumferential portion of the upper electrode plate; 상기 외주면 지지 부재의 내주면과 상기 내주면에 밀착되는 상기 실리콘 부재의 외주면 중 어느 하나에는 볼록부가 형성되고 다른 하나에는 상기 볼록부와 결합하는 오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는 상부 전극 유닛.The upper electrode unit, characterized in that the convex portion is formed on one of the inner circumferential surface of the outer peripheral surface support member and the outer circumferential surface of the silicon member in close contact with the inner circumferential surface, and the concave portion is formed on the other. 청구항 1항에 있어서, 상기 외주면 지지 부재는 상하 또는 좌우로 관통 형성된 체결 수단 구멍이 형성되며,The method of claim 1, wherein the outer circumferential surface support member has a fastening means hole formed to penetrate up and down or left and right, 상기 체결 수단 구멍을 관통하여 상기 상부 전극판과 외주면 지지 부재를 고정시키는 체결 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 전극 유닛.And fastening means for penetrating the fastening means hole to fix the upper electrode plate and the outer circumferential surface supporting member. (삭 제)(delete) 청구항 2항에 있어서, 상기 외주면 지지 부재의 외주면 및 하부면과 상기 실리콘 부재의 외주면의 하부측이 밀착되는 내주면을 가지는 실드링과,The shield ring according to claim 2, further comprising: a shield ring having an inner circumferential surface in which an outer circumferential surface and a lower surface of the outer circumferential surface supporting member and a lower side of the outer circumferential surface of the silicon member are in close contact; 상기 상부 전극판의 외주면을 지지하고 상기 실드링의 상부면에 안착되는 상부 절연 지지 부재An upper insulating support member supporting an outer circumferential surface of the upper electrode plate and seated on an upper surface of the shield ring 를 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 전극 유닛.The upper electrode unit comprising a. 청구항 1항, 청구항 2항 및 청구항 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외주면 지지부재의 재질은 유전율 4이하인 석영, 테프론, PTFE(Polytetrafluoroethylene), PCTFE(Polychlorotri-fluoroethylene), PFA(Perfluoroalkoxy), 알루미늄 또는 세라믹인 것을 특징으로 하는 상부 전극 유닛.According to any one of claims 1, 2 and 4, the material of the outer peripheral surface support member is quartz, Teflon, Polytetrafluoroethylene (PTFE), Polychlorotrifluorofluoro (PTFE), Polychlorotrifluorofluoro (PCTFE), Perfluoroalkoxy (PFA), aluminum having a dielectric constant of 4 or less. Or an upper electrode unit, characterized in that the ceramic. 청구항 1항, 청구항 2항 및 청구항 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외주면 지지부재는 하나 또는 상하 방향으로 분리된 2개 이상으로 구성하는 것을 특징으로 하는 상부 전극 유닛.The upper electrode unit according to any one of claims 1, 2, and 4, wherein the outer circumferential surface supporting member is composed of one or two separated in the vertical direction. 청구항 1항, 청구항 2항 및 청구항 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외주면 지지부재는 일정각도로 분할된 2개 이상인 상부 전극 유닛.The upper electrode unit according to any one of claims 1, 2 and 4, wherein the outer circumferential surface support member is two or more divided at predetermined angles. 플라즈마 처리장치의 상부 전극 유닛에 있어서,In the upper electrode unit of the plasma processing apparatus, 상부 전극판과,An upper electrode plate, 상기 상부 전극판의 일면과 접촉하며 가스가 통과하는 가스 구멍을 구비한 실리콘 부재와,A silicon member in contact with one surface of the upper electrode plate and having a gas hole through which gas passes; 상기 실리콘 부재의 외주면 일부를 지지하고, 상기 상부 전극판의 외주면에 안착되는 상부 절연 지지 부재를 포함하고,An upper insulating support member supporting a portion of an outer circumferential surface of the silicon member and seated on an outer circumferential surface of the upper electrode plate; 상기 상부 절연 지지 부재는 상기 실리콘 부재의 외주면 상부측에 측면에서 직접 체결된 것을 특징으로 하는 상부 전극 유닛.And the upper insulating support member is directly fastened from the side to the upper side of the outer circumferential surface of the silicon member. 청구항 8항에 있어서, 상기 상부 절연 지지 부재는 좌우로 관통 형성된 체결 수단 구멍이 형성되며,The method of claim 8, wherein the upper insulating support member is formed with a fastening means hole formed through the left and right, 상기 체결 수단 구멍을 관통하여 상기 실리콘 부재와 상부 절연 부재를 고정시키는 체결 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 전극 유닛.And fastening means for fixing the silicon member and the upper insulating member through the fastening means hole. 청구항 9항에 있어서, 상기 상부 절연 지지 부재의 외주면 및 하부면과 실리콘 부재의 외주면의 하부측이 밀착되는 내주면을 가지는 실드링을 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 전극 유닛.The upper electrode unit according to claim 9, further comprising a shield ring having an outer circumferential surface of the upper insulating support member and an inner circumferential surface of the lower surface of the upper insulating support member and a lower side of the outer circumferential surface of the silicon member. 청구항 4항 또는 청구항 10항에 있어서, 실리콘 부재의 하부면과 실드링의 하부면은 동일한 높이로 형성된 것을 특징으로 하는 상부 전극 유닛.The upper electrode unit according to claim 4 or 10, wherein the lower surface of the silicon member and the lower surface of the shield ring are formed at the same height. 청구항 1항, 청구항 2항, 청구항 4항, 청구항 8항 내지 청구항 10항 중 어느 한 항에 의한 상부 전극 유닛을 포함하는 플라즈마 처리장치.A plasma processing apparatus comprising the upper electrode unit according to any one of claims 1, 2, 4, and 8 to 10. 청구항 12항에 있어서, 상기 플라즈마 처리 장치에 의해 처리되는 피처리물은 반도체 웨이퍼 또는 유리 기판인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.The plasma processing apparatus of claim 12, wherein the object to be processed by the plasma processing apparatus is a semiconductor wafer or a glass substrate.
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