KR100984121B1 - Apparatus for and method of treating substrate by plasma - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 제1공급관; 상기 제1공급관에 연결되며, 둘레를 따라 복수의 분사구가 형성된 링 형상의 제1분사튜브; 상기 제1공급관에 연결되어 상기 제1공급관에 흐르는 유체의 양을 조절하는 제1밸브; 제2공급관; 상기 제2공급관에 연결되며, 둘레를 따라 복수의 분사구가 형성된 링 형상의 제2분사튜브; 및 상기 제2공급관에 연결되어 상기 제2공급관에 흐르는 유체의 양을 조절하는 제2밸브를 포함하되, 상기 제1분사튜브와 상기 제2분사튜브는 각각의 중심에 수직한 선이 동일선 상에 위치하는 가스공급장치, 기판처리장치 및 방법이 제공된다.According to the invention, the first supply pipe; A first injection tube having a ring shape connected to the first supply pipe and having a plurality of injection holes formed around the first supply pipe; A first valve connected to the first supply pipe to regulate an amount of fluid flowing through the first supply pipe; A second supply pipe; A ring-shaped second injection tube connected to the second supply pipe and having a plurality of injection holes formed along a circumference thereof; And a second valve connected to the second supply pipe to adjust an amount of fluid flowing in the second supply pipe, wherein the first injection tube and the second injection tube have a line perpendicular to the center thereof on the same line. There is provided a gas supply apparatus, a substrate processing apparatus, and a method.

이와 같은 본 발명에 따르면, 복수의 분사구가 형성된 링 형상의 분사튜브가 가스공급관에 연결됨으로써 대칭적인 균일한 가스의 공급이 가능하며, 그에 의해 기판 처리 공정에 사용되는 플라즈마 가스의 균일성을 확보할 수 있다.According to the present invention, a ring-shaped injection tube formed with a plurality of injection holes is connected to the gas supply pipe to supply symmetrical uniform gas, thereby ensuring uniformity of plasma gas used in the substrate processing process. Can be.

플라즈마, 가스, 분사튜브 Plasma, gas, injection tube

Description

기판처리장치 및 방법{Apparatus for and method of treating substrate by plasma}Substrate treatment apparatus and method {Apparatus for and method of treating substrate by plasma}

본 발명은 반도체 소자를 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용하여 반도체 기판을 처리하는 가스공급장치, 기판처리장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for processing a semiconductor device, and more particularly, to a gas supply apparatus, a substrate processing apparatus and a method for processing a semiconductor substrate using plasma.

일반적으로, 플라즈마(Plasma)는 이온이나 전자, 라디칼(Radical) 등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말하며, 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성된다.In general, plasma refers to an ionized gas state composed of ions, electrons, radicals, and the like, and is generated by a very high temperature, strong electric fields, or high frequency electromagnetic fields.

특히, 글로우 방전(Glow Discharge)에 의한 플라즈마 생성은 직류나 고주파 전자계에 의해 여기된 자유 전자에 의해 이루어지고, 여기된 자유 전자는 가스 분자와 충돌하여 이온, 라디칼, 전자 등과 같은 활성종(Active Species)을 생성한다. 이러한 활성종은 물리 혹은 화학적으로 물질의 표면에 작용하여 표면의 특성을 변화시킨다. 이와 같이, 활성종에 의해 물질의 표면을 처리하는 것을 플라즈마 처리라고 한다.Particularly, plasma generation by glow discharge is performed by free electrons excited by direct current or high frequency electromagnetic field, and the excited free electrons collide with gas molecules to generate active species such as ions, radicals and electrons. ). These active species physically or chemically act on the surface of the material to change the surface properties. As such, treating the surface of a substance with active species is referred to as plasma treatment.

이러한 플라즈마 처리는 반도체 소자를 처리하는 공정에 다양하게 이용되며, 다운스트림 방식으로 플라즈마를 제공하여 기판을 식각하는 공정은 플라즈마를 이용한 반도체 소자의 처리공정 중 하나이다.Such a plasma treatment is variously used in a process of processing a semiconductor device, and a process of etching a substrate by providing a plasma in a downstream manner is one of the process of processing a semiconductor device using plasma.

다운스트림 방식의 플라즈마 식각 공정은, 먼저, 챔버 내부에 기판을 로딩한 후, 챔버 외부에서 생성된 플라즈마를 생성한다. 플라즈마는 챔버 안의 배플을 통해 웨이퍼에 균일하게 분사되고, 웨이퍼 상의 박막을 제거한다.The downstream plasma etching process first loads a substrate into a chamber, and then generates plasma generated outside the chamber. The plasma is sprayed evenly on the wafer through the baffles in the chamber and removes the thin film on the wafer.

도 1은 종래의 리모트 플라즈마 소스의 부분확대 단면도이다. 1 is a partially enlarged cross-sectional view of a conventional remote plasma source.

도 1에 도시된 것처럼 리모트 플라즈마 소스는 플라즈마 생성부재를 구비한다. 플라즈마 생성부재는 플라즈마공급관(10)과 가스조절관(40) 등을 포함한다. 플라즈마공급관(10)은 그 내부에서 생성된 플라즈마가 공정챔버로 이동하는 경로를 제공한다. As shown in FIG. 1, the remote plasma source includes a plasma generating member. The plasma generating member includes a plasma supply pipe 10 and a gas control pipe 40. The plasma supply pipe 10 provides a path for the plasma generated therein to move to the process chamber.

경우에 따라, 플라즈마공급관(10)의 일측에서 가스(B)를 공급하여 가스(B)를 방전시킬 수도 있다. 이렇게 가스(B)가 일측 방향에서 공급되면, 가스(B)의 공급되는 양이 공간적으로 균일하지 않으며, 유속 또한 균일하지 않다. 이렇게 가스(B)가 균일하지 않게 공급되면, 플라즈마가 불균일하게 공급되어 결국 기판 처리의 불균일성까지 야기될 수 있다.In some cases, the gas B may be discharged by supplying the gas B from one side of the plasma supply pipe 10. When gas B is supplied in one direction, the amount of gas B supplied is not spatially uniform, and the flow velocity is also not uniform. If the gas B is supplied unevenly, the plasma may be supplied unevenly, resulting in unevenness of substrate processing.

본 발명은 플라즈마를 영역에 따라 균일하게 제공할 수 있고, 영역별로 플라즈마의 발생률을 조절할 수 있는 가스공급장치, 기판처리장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a gas supply apparatus, a substrate processing apparatus, and a method capable of uniformly providing a plasma according to a region and adjusting a generation rate of the plasma for each region.

본 발명에 따른 가스공급장치는 제1공급관; 상기 제1공급관에 연결되며, 둘레를 따라 복수의 분사구가 형성된 링 형상의 제1분사튜브; 상기 제1공급관에 연결되어 상기 제1공급관에 흐르는 유체의 양을 조절하는 제1밸브; 제2공급관; 상기 제2공급관에 연결되며, 둘레를 따라 복수의 분사구가 형성된 링 형상의 제2분사튜브; 및 상기 제2공급관에 연결되어 상기 제2공급관에 흐르는 유체의 양을 조절하는 제2밸브를 포함하되, 상기 제1분사튜브와 상기 제2분사튜브는 각각의 중심에 수직한 선이 동일선 상에 위치한다.Gas supply device according to the invention the first supply pipe; A first injection tube having a ring shape connected to the first supply pipe and having a plurality of injection holes formed along a circumference thereof; A first valve connected to the first supply pipe to regulate an amount of fluid flowing through the first supply pipe; A second supply pipe; A ring-shaped second injection tube connected to the second supply pipe and having a plurality of injection holes formed along a circumference thereof; And a second valve connected to the second supply pipe to adjust an amount of fluid flowing in the second supply pipe, wherein the first injection tube and the second injection tube have a line perpendicular to the center thereof on the same line. Located.

여기서, 상기 제1분사튜브는 각각의 분사구들이 그 중심을 향하여 형성되고, 상기 제2분사튜브는 각각의 분사구들이 그 중심을 향하여 형성될 수 있다.In this case, each of the injection holes may be formed toward the center of the first injection tube, and each of the injection holes may be formed toward the center of the second injection tube.

아울러, 상기 제1분사튜브와 상기 제2분사튜브는 직경이 서로 다를 수 있다.In addition, the first spray tube and the second spray tube may have a different diameter.

게다가, 상기 제1분사튜브와 상기 제2분사튜브는 동일 평면 상에 위치할 수 있다.In addition, the first spray tube and the second spray tube may be located on the same plane.

더욱이, 상기 제1분사튜브와 상기 제2분사튜브는 서로 마주보도록 배치될 수 있다.Further, the first spray tube and the second spray tube may be arranged to face each other.

또한, 본 발명에 따른 기판처리장치는 기판의 처리가 이루어지는 공정 공간을 제공하는 공정챔버; 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부재; 상기 플라즈마 생성부재에서 생성된 플라즈마를 상기 공정챔버에 제공하는 플라즈마공급관; 상기 플라즈마공급관의 일측에서 상기 플라즈마공급관으로 가스를 공급하는 가스공급관; 및 상기 가스공급관과 연결되며, 둘레를 따라 복수의 분사구가 형성된 링 형상의 분사튜브를 구비한다.In addition, the substrate processing apparatus according to the present invention comprises a process chamber for providing a process space in which the substrate is processed; A plasma generating member generating plasma; A plasma supply pipe providing the plasma generated by the plasma generation member to the process chamber; A gas supply pipe for supplying gas to the plasma supply pipe from one side of the plasma supply pipe; And a ring-shaped injection tube connected to the gas supply pipe and having a plurality of injection holes formed along a circumference thereof.

여기서, 상기 가스공급관은 제1공급관 및 제2공급관을 포함하고, 상기 분사튜브는 상기 제1공급관과 연결된 제1분사튜브 및 상기 제2공급관과 연결된 제2분사튜브를 포함할 수 있다.Here, the gas supply pipe may include a first supply pipe and a second supply pipe, and the injection tube may include a first injection tube connected with the first supply pipe and a second injection tube connected with the second supply pipe.

아울러, 상기 제1분사튜브와 상기 제2분사튜브는 각각의 중심에 수직한 선이 동일선 상에 위치할 수 있다.In addition, a line perpendicular to each center of the first spray tube and the second spray tube may be positioned on the same line.

게다가, 상기 제1분사튜브 및 상기 제2분사튜브는, 각각의 분사구들이 중심을 향하여 형성될 수 있다.In addition, the first injection tube and the second injection tube, each injection hole may be formed toward the center.

더욱이, 상기 제1공급관과 연결되어 상기 제1공급관에 흐르는 유체의 양을 조절하는 제1밸브; 및 상기 제2공급관과 연결되어 상기 제2공급관에 흐르는 유체의 양을 조절하는 제2밸브를 더 포함할 수 있다.Further, the first valve is connected to the first supply pipe to control the amount of fluid flowing in the first supply pipe; And a second valve connected to the second supply pipe to adjust the amount of fluid flowing in the second supply pipe.

또한, 상기 제1분사튜브와 상기 제2분사튜브는 직경이 서로 다를 수 있다.In addition, the first spray tube and the second spray tube may have a different diameter.

아울러, 상기 제1분사튜브와 상기 제2분사튜브는 동일 평면 상에 위치할 수 있다.In addition, the first injection tube and the second injection tube may be located on the same plane.

게다가, 상기 제1분사튜브와 상기 제2분사튜브는 서로 마주보도록 배치될 수 있다.In addition, the first injection tube and the second injection tube may be arranged to face each other.

또한, 본 발명에 따른 기판처리방법은 제1가스로부터 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마를 공정챔버로 공급하고, 상기 플라즈마가 상기 공정챔버로 이동되는 경로로 제2가스를 공급하되, 상기 제2가스의 공급은 상기 경로와 수직한 면에서 볼 때, 중앙 영역에서의 제2가스 공급과, 가장자리 영역에서의 제2가스 공급이 각 각 이루어진다.In addition, the substrate processing method according to the present invention generates a plasma from the first gas, supply the generated plasma to the process chamber, and supplies a second gas to the path that the plasma is moved to the process chamber, the second As for the supply of gas, the second gas supply in the center region and the second gas supply in the edge region are respectively made in the plane perpendicular to the path.

여기서, 상기 제2가스의 공급은 링 형상의 분사튜브를 통해 이루어질 수 있다.Here, the supply of the second gas may be made through a ring-shaped injection tube.

아울러, 상기 중앙 영역에서의 제2가스 공급 위치와, 상기 가장자리 영역에서의 제2가스 공급 위치는 상기 경로의 길이 방향을 따라서 볼 때, 서로 상이할 수 있다.In addition, the second gas supply position in the central region and the second gas supply position in the edge region may be different from each other when viewed along the longitudinal direction of the path.

게다가, 상기 중앙 영역에서의 제2가스 공급과 가장자리 영역에서의 제2가스 공급은 서로 상이한 유량으로 공급될 수 있다.In addition, the second gas supply in the central region and the second gas supply in the edge region can be supplied at different flow rates.

상술한 본 발명에 따르면, According to the present invention described above,

첫째, 둘레를 따라 복수의 분사구가 형성된 링 형상의 분사튜브가 가스공급관에 연결됨으로써 대칭적인 균일한 가스의 공급이 가능하며, 그에 의해 기판 처리 공정 등에 사용되는 플라즈마 가스의 균일성을 확보할 수 있다.First, a ring-shaped injection tube having a plurality of injection holes formed along a circumference thereof is connected to a gas supply pipe, thereby enabling the supply of symmetrical uniform gas, thereby ensuring uniformity of plasma gas used in a substrate processing process and the like. .

둘째, 가스공급관과 분사튜브를 복수로 구비하는 경우, 분사튜브의 직경을 다르게 하고, 가스 경로의 중앙부와 가장자리부에서 가스가 분사되게 함으로써 영역별로 플라즈마의 발생률을 조절할 수 있는 효과가 있다.Second, when a plurality of gas supply pipes and injection tubes are provided, the diameter of the injection tubes may be different, and gas may be injected from the center and the edge of the gas path, thereby controlling the generation rate of plasma for each region.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 2 내지 도 5를 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 5. The embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. The shape of the elements in the figures has been exaggerated to highlight more clearly.

이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 기판처리장치에 대해 구체적으로 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 기판처리장치의 단면도, 도 4는 도 3에 도시된 기판처리장치의 부분확대 단면도, 도 5는 도 3에 도시된 기판기판장치의 횡단면도이다.Hereinafter, the substrate treating apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5. 3 is a cross-sectional view of the substrate treating apparatus according to the present invention, FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of the substrate treating apparatus shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the substrate treating apparatus shown in FIG. 3.

기판처리장치는 공정챔버(100), 플라즈마 생성부재(200), 플라즈마공급관(3), 가스공급관(410) 및 분사튜브(420)를 구비한다.The substrate treating apparatus includes a process chamber 100, a plasma generating member 200, a plasma supply pipe 3, a gas supply pipe 410, and a spray tube 420.

공정챔버(100)에서는 플라즈마를 이용한 기판의 처리 공정이 이루어지고, 플라즈마 생성부재(200)는 기판의 처리 공정에 필요한 플라즈마를 생성하여 플라즈마공급관(300)을 통해 공정챔버(100)에 제공한다.In the process chamber 100, a process of processing a substrate using plasma is performed, and the plasma generating member 200 generates a plasma required for the process of processing the substrate and provides the plasma to the process chamber 100 through the plasma supply pipe 300.

구체적으로, 공정챔버(100)는 몸체(110), 커버(120), 제1, 2배기관(131, 132), 배플(140) 및 척(Chuck; 150)을 포함한다.In detail, the process chamber 100 includes a body 110, a cover 120, first and second exhaust pipes 131 and 132, a baffle 140, and a chuck 150.

몸체(110)는 기판의 처리 공정이 이루어지는 공정 공간(PS)을 제공하고, 바닥면(111)에는 제1, 2배기관(131, 132)과 각각 연통되는 제1, 2배기홀(111a, 111b)이 형성된다. 제1, 2배기관(131, 132)은 공정챔버(100) 내부의 가스와 반응 부산물을 외부로 배출하고, 공정챔버(100)의 내부 압력을 조절한다. 기판의 처리 공정 시, 몸체(110)는 접지된다.The body 110 provides a process space PS in which a substrate processing process is performed, and the first and second exhaust holes 111a and 111b communicate with the first and second exhaust pipes 131 and 132 on the bottom surface 111, respectively. ) Is formed. The first and second exhaust pipes 131 and 132 discharge the gas and the reaction by-products inside the process chamber 100 to the outside and adjust the internal pressure of the process chamber 100. In the processing of the substrate, the body 110 is grounded.

척(150)은 공정 공간(PS) 내에 설치되고, 기판 처리시 기판을 지지한다. 척(150)의 상부에는 커버(120)와 배플(140)이 구비될 수 있다. 커버(120)는 몸체(110)의 상부에 구비되고, 몸체(110)와 결합하여 공정 공간(PS)을 밀폐시킨다. 또한, 커버(120)에는 플라즈마공급관(300)에 의해 플라즈마 생성부(200)와 결합하고, 플라즈마공급관(300)의 말단인 플라즈마유입구(310)에 의해 공정챔버(100) 내부로 플라즈마가 유입된다. 커버(120)의 내부에는 플라즈마유입구(310)를 통해 유입된 플라즈마를 배플(130)에 제공하기 위한 유도 공간(GS)이 형성된다. 본 발명의 일례로, 상기 유도 공간(GS)은 역 깔때기(Inverted funnel) 형상으로 형성된다.The chuck 150 is installed in the process space PS and supports the substrate during substrate processing. The cover 120 and the baffle 140 may be provided at an upper portion of the chuck 150. The cover 120 is provided at an upper portion of the body 110 and is coupled to the body 110 to seal the process space PS. In addition, the cover 120 is coupled to the plasma generating unit 200 by the plasma supply pipe 300, and the plasma is introduced into the process chamber 100 by the plasma inlet 310, which is the end of the plasma supply pipe 300. . An induction space GS is formed in the cover 120 to provide the baffle 130 with the plasma introduced through the plasma inlet 310. In one example of the present invention, the induction space GS is formed in an inverted funnel shape.

배플(140)은 몸체(110)의 상부에 위치하고, 척(150)과 마주한다. 배플(140)은 플레이트 형상을 갖고, 다수의 분사홀(141)이 형성되어 있다. 분사홀(141)들은 플라즈마 생성부재(200)로부터 유도 공간(GS)에 유입된 플라즈마를 기판에 분사한다. 이에 따라, 척(150) 상의 기판에 플라즈마가 균일하게 분사된다.The baffle 140 is positioned above the body 110 and faces the chuck 150. The baffle 140 has a plate shape, and a plurality of injection holes 141 are formed. The injection holes 141 spray the plasma introduced into the guide space GS from the plasma generating member 200 onto the substrate. Accordingly, the plasma is uniformly sprayed on the substrate on the chuck 150.

한편, 커버(120)의 상부에는 플라즈마공급관(300)이 설치되고, 플라즈마공급관(300)의 상부에는 플라즈마 생성부재(200)가 설치된다. 플라즈마 생성부재(200)는 전원부(210)와 안테나 코일(220)을 포함한다.Meanwhile, the plasma supply pipe 300 is installed above the cover 120, and the plasma generating member 200 is installed above the plasma supply pipe 300. The plasma generating member 200 includes a power supply 210 and an antenna coil 220.

구체적으로, 플라즈마공급관(300)의 플라즈마유입구(310)는 커버(120)와 연결되고, 플라즈마공급관(300)은 플라즈마 생성부재(200)에 의해 생성된 플라즈마를 플라즈마유입구(310)를 통해 커버(120)의 유도 공간(GS)에 제공한다. 플라즈마를 생성하기 위하여 제1가스(A)는 플라즈마공급관(300)의 상측에서 플라즈마공급관(300)의 내부로 공급된다.In detail, the plasma inlet 310 of the plasma supply pipe 300 is connected to the cover 120, and the plasma supply pipe 300 covers the plasma generated by the plasma generating member 200 through the plasma inlet 310. 120 to the guidance space GS. In order to generate the plasma, the first gas A is supplied into the plasma supply pipe 300 from the upper side of the plasma supply pipe 300.

플라즈마공급관(300)의 외벽에는 안테나 코일(220)이 설치되며, 안테나 코일(220)은 플라즈마공급관(300)을 부분적으로 둘러싼다. 안테나 코일(220)은 일측이 전원부(230)와 연결되고, 타측이 접지된다. 전원부(230)로부터 안테나 코 일(220)에 고주파 전류가 공급되면, 플라즈마공급관(300)의 내부에는 전기장이 유도된다. 플라즈마공급관(300)에서 전기장이 유도되는 공간은 안테나 코일(220)이 둘러싸는 공간이며, 여기에서 플라즈마가 생성된다.An antenna coil 220 is installed on an outer wall of the plasma supply pipe 300, and the antenna coil 220 partially surrounds the plasma supply pipe 300. The antenna coil 220 has one side connected to the power supply 230 and the other side is grounded. When a high frequency current is supplied from the power supply unit 230 to the antenna coil 220, an electric field is induced inside the plasma supply pipe 300. The space in which the electric field is induced in the plasma supply pipe 300 is a space surrounded by the antenna coil 220, in which plasma is generated.

즉, 전기장이 유도되는 공간에서 유도 전기장에 의해 반응 가스(A)가 이온화되어 플라즈마가 생성되고, 플라즈마는 플라즈마공급관(300)을 통해 커버(120) 내부로 제공된다. 이하, 설명의 편의를 위해, 상기 전기장이 유도되는 공간을 플라즈마 생성공간(PGS; Plasma Generating Space)이라 한다.That is, the reaction gas A is ionized by the induction electric field in the space where the electric field is induced to generate plasma, and the plasma is provided into the cover 120 through the plasma supply pipe 300. Hereinafter, for convenience of description, the space in which the electric field is induced is referred to as a plasma generating space (PGS).

제1가스(A)는 질소, 수소 및 암모니아 중 적어도 어느 하나를 포함한다.The first gas A contains at least one of nitrogen, hydrogen, and ammonia.

플라즈마공급관(300)의 일측에는 가스공급관(410)이 설치된다. 가스공급관(410)은 플라즈마 생성공간(PGS)의 아래에 위치하고, 제2가스(B)를 공급하여 간접방전시킨다. 이렇게 제2가스(B)를 간접방전시키는 이유는 제1가스(A)에 비해 반응성이 큰 제2가스(B)를 직접 방전시키면, 방전에 의해 생성된 제2가스(B)는 매우 높은 에너지를 갖게 되고, 높은 에너지를 가지는 제2가스(B)를 기판 상에 공급하면, 기판 상의 패턴을 변형시키거나 손상시킬 수 있기 때문이다. 그러나, 제2가스(B)를 간접 방전시킨 경우, 직접 방전에 비해 낮은 에너지를 갖게 되므로, 패턴에 미치는 영향을 줄일 수 있다. 여기서, 상기 제2가스는 불소 계열의 가스이며, 불소, 염화수소, 염화붕소, 브롬화수소 및 삼불화염소 중 적어도 어느 하나를 포함한다.The gas supply pipe 410 is installed on one side of the plasma supply pipe 300. The gas supply pipe 410 is positioned below the plasma generation space PGS, and supplies the second gas B to indirectly discharge the gas. The reason why the second gas B is indirectly discharged is that when the second gas B, which is more reactive than the first gas A, is directly discharged, the second gas B generated by the discharge is very high in energy. This is because when the second gas B having a high energy is supplied onto the substrate, the pattern on the substrate may be deformed or damaged. However, when the second gas B is indirectly discharged, since the second gas B has lower energy than the direct discharge, the influence on the pattern can be reduced. Here, the second gas is a fluorine-based gas, and includes at least one of fluorine, hydrogen chloride, boron chloride, hydrogen bromide, and chlorine trifluoride.

여기서, 가스공급관(410)은 플라즈마공급관(300)의 내부로 연장되어 링의 중심을 향하도록 복수의 분사구가 형성된 링 형상의 분사튜브(420)가 연결된다. Here, the gas supply pipe 410 is connected to the ring-shaped injection tube 420 formed with a plurality of injection holes extending into the plasma supply pipe 300 toward the center of the ring.

가스공급관(410)은 한개 또는 복수개가 제공된다. 본 실시예에서는 가스공급관(410)은 제1공급관(411) 및 제1공급관(411)의 하부에 위치하는 제2공급관(412)을 구비한다.One or more gas supply pipes 410 are provided. In the present embodiment, the gas supply pipe 410 includes a first supply pipe 411 and a second supply pipe 412 positioned below the first supply pipe 411.

도 2는 본 발명에 따른 가스공급장치의 사시도이다.2 is a perspective view of a gas supply device according to the present invention.

도 2에 도시된 것처럼 제1공급관(411)은 플라즈마공급관(300)의 내부로 수평 연장되고, 그 연장된 단부에 제1분사튜브(421)가 연결된다.As shown in FIG. 2, the first supply pipe 411 extends horizontally into the plasma supply pipe 300, and the first injection tube 421 is connected to the extended end thereof.

제1분사튜브(421)는 링 형상이며, 제1분사튜브(421)의 중심을 향하도록 둘레에 복수의 분사구(421a)가 형성된다. 분사구(421a)들은 제1분사튜브(421)의 내측면을 따라 일정 간격으로 배치된다. 물론 경우에 따라 제1분사튜브(421)의 외측면을 따라 일정 간격으로 배치될 수도 있다. 또한, 각 위치마다 단일의 분사구가 형성될 수도 있고, 도시된 것처럼 각 위치에 수직으로 복수의 분사구(421a)가 형성될 수도 있다. 분사구의 간격, 위치, 크기 등은 다양하게 적용이 가능하다.The first injection tube 421 has a ring shape, and a plurality of injection holes 421a are formed around the first injection tube 421 to face the center of the first injection tube 421. The injection holes 421a are disposed at regular intervals along the inner surface of the first injection tube 421. Of course, in some cases, it may be arranged along the outer surface of the first injection tube 421 at regular intervals. In addition, a single injection hole may be formed in each position, or a plurality of injection holes 421a may be formed perpendicular to each position as shown. The spacing, position and size of the injection hole can be variously applied.

또한, 가스공급관(410)은 제1공급관(411) 및 제1공급관(411)의 하부에 위치하는 제2공급관(412)을 구비한다. 제2공급관(412)의 제2분사튜브(422) 역시 제1공급관(411)의 제1분사튜브(421)와 동일한 구성이므로 반복적인 설명은 생략한다. 이때, 제1분사튜브(421)와 제2분사튜브(422)는 각각의 중심에 수직한 선이 동일선 상에 위치한다. 만일, 가스공급관(410)이 수평으로 제공되지 않고, 수직으로 제공되는 경우라면, 제1분사튜브(421)와 제2분사튜브(422)는 각각의 중심이 동일 수평선 상에 위치할 수도 있다.In addition, the gas supply pipe 410 includes a first supply pipe 411 and a second supply pipe 412 positioned below the first supply pipe 411. Since the second injection tube 422 of the second supply pipe 412 also has the same configuration as the first injection tube 421 of the first supply pipe 411, repeated description thereof will be omitted. At this time, a line perpendicular to the center of each of the first injection tube 421 and the second injection tube 422 is positioned on the same line. If the gas supply pipe 410 is not provided horizontally but is provided vertically, the centers of the first injection tube 421 and the second injection tube 422 may be positioned on the same horizontal line.

또한, 가스공급관(410)이 수평으로 제공되는 경우라도, 제1분사튜브(421)와 제2분사튜브(422)는 동일 평면 상에 위치할 수도 있지만, 본 실시예에서는 제1분사튜브(421)와 제2분사튜브(422)는 상하로 배치된다.In addition, even when the gas supply pipe 410 is provided horizontally, although the first injection tube 421 and the second injection tube 422 may be located on the same plane, in the present embodiment the first injection tube 421 ) And the second injection tube 422 are disposed up and down.

본 실시예에서는 제2공급관(412)의 수직선 상의 바로 위에 제1공급관(411)이 위치하지만, 도 5에는 설명의 편의를 위해 제1공급관(411)의 위치와 제2공급관(412)의 위치가 어긋나게 도시되어 있다. 물론, 제1공급관(411)의 위치와 제2공급관(412)의 위치 역시 다양하게 제공될 수 있다. 그리고, 제1공급관(411)에 연결된 제1분사튜브(421)와 제2공급관(412)에 연결된 제2분사튜브(422)가 각각 도시되어 있다.In the present embodiment, the first supply pipe 411 is positioned directly on the vertical line of the second supply pipe 412, but the position of the first supply pipe 411 and the position of the second supply pipe 412 are shown in FIG. 5 for convenience of description. Are shown out of order. Of course, the position of the first supply pipe 411 and the position of the second supply pipe 412 may also be provided in various ways. And, the first spray tube 421 connected to the first supply pipe 411 and the second spray tube 422 connected to the second supply pipe 412 are respectively shown.

본 실시예에서는 제1분사튜브(421)의 직경이 제2분사튜브(422)의 직경보다 더 작다. 도면에서 화살표는 분사튜브(420)에 형성된 분사구를 통하여 공급되는 제2가스(B)의 흐름을 나타낸다.In this embodiment, the diameter of the first injection tube 421 is smaller than the diameter of the second injection tube 422. Arrows in the drawing indicate the flow of the second gas (B) supplied through the injection hole formed in the injection tube (420).

따라서, 제1분사튜브(421)는 플라즈마공급관(300)의 단면 중앙부에 제2가스(B)를 분사하고, 제2분사튜브(422)는 플라즈마공급관(300)의 단면 가장자리부에 제2가스(B)를 분사한다. 따라서, 제2가스(B)를 영역별로 더욱 균일하게 공급되도록 할 수 있어 플라즈마 가스의 균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Therefore, the first injection tube 421 injects the second gas (B) in the center of the cross section of the plasma supply pipe 300, the second injection tube 422 is the second gas at the edge of the cross section of the plasma supply pipe (300) Spray (B). Therefore, the second gas B may be more uniformly supplied to each region, thereby improving the uniformity of the plasma gas.

물론, 경우에 따라서 제2분사튜브(422)의 직경이 제1분사튜브(421)의 직경보다 작게 할 수도 있다.Of course, in some cases, the diameter of the second injection tube 422 may be smaller than the diameter of the first injection tube 421.

또한, 제1공급관(411)은 내부에 흐르는 제2가스(B)의 양을 조절할 수 있도록 제1밸브(261)를 구비한다. 마찬가지로, 제2공급관(412)은 내부에 흐르는 제2가스(B)의 양을 조절할 수 있도록 제2밸브(262)를 구비한다.In addition, the first supply pipe 411 is provided with a first valve 261 so as to adjust the amount of the second gas (B) flowing therein. Similarly, the second supply pipe 412 is provided with a second valve 262 to adjust the amount of the second gas (B) flowing therein.

즉, 제1, 2밸브(261, 262)에 의해 제1공급관(411)과 제2공급관(412)에서 제공되는 제2가스(B)의 공급량을 영역별로 개별적으로 조절하여 두 라인의 가스 공급 비율을 조절함으로써 기판에 제공되는 플라즈마 가스의 균일성을 향상시킬 수 있다.In other words, the first and second valves 261 and 262 respectively supply the second gas B supplied from the first supply pipe 411 and the second supply pipe 412 by the area, and individually supply the two lines of gas. By adjusting the ratio, the uniformity of the plasma gas provided to the substrate can be improved.

한편, 상기 몸체(110)의 아래에는 제1, 2배기관(131, 132)이 설치된다. 제1, 2배기관(131, 132)은 몸체(110)의 바닥면(111)에 결합되어 몸체(110)의 바닥면(111)에 형성된 제1, 2배기홀(111a, 111b)과 각각 연통되고, 공정 공간(PS)에 유입된 가스와 공정과정에서 발생된 공정 부산물을 외부로 배출시킨다. 제1, 2배기관(131, 132)은 외부의 압력 조절장치(미도시)와 연결되고, 제1, 2배기관(131, 132)을 통해 상기 공정 공간(PS)의 압력이 조절된다.Meanwhile, first and second exhaust pipes 131 and 132 are installed below the body 110. The first and second exhaust pipes 131 and 132 are coupled to the bottom surface 111 of the body 110 to communicate with the first and second exhaust holes 111a and 111b respectively formed on the bottom surface 111 of the body 110. In addition, the gas introduced into the process space PS and the process by-products generated in the process are discharged to the outside. The first and second exhaust pipes 131 and 132 are connected to an external pressure regulator (not shown), and the pressure of the process space PS is adjusted through the first and second exhaust pipes 131 and 132.

본 실시예에 있어서, 기판 처리 장치는 두 개의 배기관(131, 132)을 구비하나, 배기관(310, 320)의 개수는 몸체(110)의 크기에 따라 증가하거나 감소할 수 있다.In the present exemplary embodiment, the substrate processing apparatus includes two exhaust pipes 131 and 132, but the number of the exhaust pipes 310 and 320 may increase or decrease according to the size of the body 110.

이하, 본 발명에 따른 기판처리방법을 설명한다. 기판처리방법은 앞서 설명한 것처럼 제1가스(A)로부터 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마를 공정챔버(100)로 공급하고, 플라즈마가 공정챔버(100)로 이동되는 경로로 제2가스(B)를 공급하되, 그 경로와 수직한 면에서 볼 때, 중앙 영역에서의 제2가스 공급과, 가장자리 영역에서의 제2가스 공급이 각각 이루어진다.Hereinafter, a substrate processing method according to the present invention will be described. As described above, the substrate treating method generates a plasma from the first gas A, supplies the generated plasma to the process chamber 100, and transfers the plasma to the process chamber 100. When supplied from the plane perpendicular to the path, the second gas supply in the center region and the second gas supply in the edge region are respectively made.

이때, 제2가스의 공급은 링 형상의 분사튜브(420), 즉 제1분사튜브(421) 및 제2분사튜브(422)를 통해 이루어질 수 있다.In this case, the second gas may be supplied through the ring-shaped injection tube 420, that is, the first injection tube 421 and the second injection tube 422.

또한, 중앙 영역에서의 제2가스 공급 위치와, 가장자리 영역에서의 제2가스 공급 위치는 상기 경로의 길이 방향을 따라서 볼 때, 서로 상이하다. 즉, 제1분사튜브(421)와 제2분사튜브(422)는 상하로 배치된다.Further, the second gas supply position in the center region and the second gas supply position in the edge region are different from each other when viewed along the longitudinal direction of the path. That is, the first injection tube 421 and the second injection tube 422 are disposed up and down.

게다가, 중앙 영역에서의 제2가스 공급과 가장자리 영역에서의 제2가스 공급은 서로 상이한 유량으로 공급될 수 있다. 즉, 제1공급관(411)은 내부에 흐르는 제2가스(B)의 양을 조절할 수 있도록 제1밸브(261)를 구비하고, 마찬가지로 제2공급관(412)은 내부에 흐르는 제2가스(B)의 양을 조절할 수 있도록 제2밸브(262)를 구비하여 서로 상이한 유량을 공급할 수 있다.In addition, the second gas supply in the central region and the second gas supply in the edge region can be supplied at different flow rates. That is, the first supply pipe 411 is provided with a first valve 261 so as to adjust the amount of the second gas (B) flowing therein, and the second supply pipe 412 similarly has a second gas (B) flowing therein. The second valve 262 may be provided to adjust the amount of) to supply different flow rates.

이렇게 대칭적으로 제2가스(B)가 분사됨으로써 대칭적인 제2가스의 공급이 가능하고, 균일한 플라즈마 가스를 공급하게 된다. As the second gas B is symmetrically injected, the symmetrical second gas can be supplied, and the uniform plasma gas is supplied.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described with reference to the embodiments above, those skilled in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. Could be.

도 1은 종래의 리모트 플라즈마 소스의 부분확대 단면도,1 is a partially enlarged cross-sectional view of a conventional remote plasma source,

도 2는 본 발명에 따른 가스공급장치의 사시도,2 is a perspective view of a gas supply device according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 기판처리장치의 단면도,3 is a cross-sectional view of a substrate processing apparatus according to the present invention;

도 4는 도 3에 도시된 기판처리장치의 부분확대 단면도,4 is a partially enlarged cross-sectional view of the substrate processing apparatus shown in FIG. 3;

도 5는 도 3에 도시된 기판기판장치의 횡단면도이다.5 is a cross-sectional view of the substrate substrate apparatus shown in FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100...공정챔버 200...플라즈마 생성부재Process chamber 200 Plasma generating member

300...플라즈마공급관 410...가스공급관300 plasma supply pipe 410 gas supply pipe

420...분사튜브420 ... injection tube

Claims (18)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 기판의 처리가 이루어지는 공정 공간을 제공하는 공정챔버;A process chamber providing a process space in which a substrate is processed; 제1가스를 공급받고, 상기 제1가스로부터 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부재;A plasma generating member receiving a first gas and generating a plasma from the first gas; 상기 플라즈마 생성부재에서 상기 제1가스로부터 생성된 플라즈마를 상기 공정챔버에 제공하는 플라즈마공급관;A plasma supply pipe configured to provide the plasma generated from the first gas to the process chamber by the plasma generation member; 상기 플라즈마공급관의 일측에서 상기 플라즈마공급관으로 제2가스를 공급하는 가스공급관; 및A gas supply pipe for supplying a second gas to the plasma supply pipe from one side of the plasma supply pipe; And 상기 가스공급관과 연결되며 상기 플라즈마 공급관 내에 위치되고, 둘레를 따라 복수의 분사구가 형성된 링 형상의 분사튜브를 구비하고,A ring-shaped injection tube connected to the gas supply pipe and positioned in the plasma supply pipe and having a plurality of injection holes formed along a circumference thereof; 상기 가스공급관은 제1공급관 및 제2공급관을 포함하고,The gas supply pipe includes a first supply pipe and a second supply pipe, 상기 분사튜브는 상기 제1공급관과 연결된 제1분사튜브 및 상기 제2공급관과 연결된 제2분사튜브를 포함하며, The injection tube includes a first injection tube connected to the first supply pipe and a second injection tube connected to the second supply pipe, 상기 제1분사튜브와 상기 제2분사튜브는 직경이 서로 다르고,The first injection tube and the second injection tube is different from each other in diameter, 상기 제1분사튜브 및 상기 제2분사튜브는 각각의 분사구들이 중심을 향하여 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.The first injection tube and the second injection tube substrate processing apparatus, characterized in that each injection hole is formed toward the center. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제1공급관과 연결되어 상기 제1공급관에 흐르는 유체의 양을 조절하는 제1밸브; 및 상기 제2공급관과 연결되어 상기 제2공급관에 흐르는 유체의 양을 조절하는 제2밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.A first valve connected to the first supply pipe to regulate an amount of fluid flowing in the first supply pipe; And a second valve connected to the second supply pipe to adjust an amount of fluid flowing in the second supply pipe. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,The method according to claim 9 or 10, 상기 제1분사튜브와 상기 제2분사튜브는 각각의 중심에 수직한 선이 동일선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.The first injection tube and the second injection tube substrate processing apparatus, characterized in that the line perpendicular to each of the center is located on the same line. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 제1분사튜브와 상기 제2분사튜브는 동일 평면 상에 위치한 것을 특징으로 하는 기판처리장치.And the first spray tube and the second spray tube are on the same plane. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 제1분사튜브와 상기 제2분사튜브는 서로 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.And the first injection tube and the second injection tube are disposed to face each other. 삭제delete 제1가스로부터 플라즈마를 생성하고,Generates a plasma from the first gas, 생성된 플라즈마를 플라즈마 공급관을 통해 공정챔버로 공급하고,The generated plasma is supplied to the process chamber through the plasma supply pipe, 상기 플라즈마가 상기 공정챔버로 이동되는 도중에 상기 플라즈마 공급관으로 제2가스를 공급하되,While the plasma is moved to the process chamber to supply a second gas to the plasma supply pipe, 상기 플라즈마 공급관 내에서 상기 제2가스의 공급은 상기 플라즈마 공급관에서 상기 플라즈마가 이동되는 경로와 수직한 면에서 볼 때, 중앙 영역에 위치된 링 형상의 제1분사튜브 및 가장자리 영역에 위치된 링 형상의 제2분사튜브에서 각각 동시에 이루어지며, The supply of the second gas in the plasma supply pipe is a ring-shaped first injection tube located in a central area and a ring shape located in an edge area when viewed in a plane perpendicular to a path through which the plasma moves in the plasma supply pipe. Are made at the same time in the second injection tube of 상기 제1분사튜브 및 상기 제2분사튜브는 각각 그 내측을 향해 상기 제2가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.And the first spray tube and the second spray tube respectively supply the second gas toward the inside thereof. 제 15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 중앙 영역에서의 제2가스 공급 위치와, 상기 가장자리 영역에서의 제2가스 공급 위치는 상기 경로의 길이 방향을 따라서 볼 때, 서로 상이한 것을 특징으로 하는 기판처리방법.And the second gas supply position in the central region and the second gas supply position in the edge region are different from each other in the longitudinal direction of the path. 제 15항 또는 제 16항에 있어서,The method according to claim 15 or 16, 상기 중앙 영역에서의 제2가스 공급과 가장자리 영역에서의 제2가스 공급은 서로 상이한 유량으로 공급되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.And the second gas supply in the center region and the second gas supply in the edge region are supplied at different flow rates. 제 15항 또는 제 16항에 있어서,The method according to claim 15 or 16, 상기 제 1가스는 질소, 수소, 그리고 암모니아 중 어느 하나를 포함하고,The first gas includes any one of nitrogen, hydrogen, and ammonia, 상기 제 2가스는 불소, 염화수소, 염화붕소, 브롬화수소, 그리고 삼불화염소 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.And the second gas includes any one of fluorine, hydrogen chloride, boron chloride, hydrogen bromide, and chlorine trifluoride.
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