KR101071269B1

KR101071269B1 - Apparatus for processing a substrate

Info

Publication number: KR101071269B1
Application number: KR1020090078534A
Authority: KR
Inventors: 김형준
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2009-08-25
Filing date: 2009-08-25
Publication date: 2011-10-10
Also published as: KR20110021009A

Abstract

기판 처리 장치는 기판에 대한 공정이 수행되는 챔버와, 챔버 내에 구비되어 기판을 흡착 지지하는 정전 척과, 정전 척에 지지된 기판으로 반응 가스를 공급하는 가스 공급부와, 챔버의 상부에 배치되고 챔버에 유입된 반응 가스를 이온화하여 플라즈마를 생성하도록 공정 챔버 내에 유도 전기장을 형성시키는 플라즈마 안테나를 포함한다. 여기서, 가스 공급부는 챔버 내의 센터 영역에 구비되어 기판의 센터 영역으로 반응 가스를 분사하기 위한 제1 분사 유닛고, 제1 분사 유닛의 몸체에 방사상으로 연장되는 노즐 형태를 갖고 기판의 미들 영역으로 반응 가스를 분사하기 위한 다수의 제2 분사 유닛들과, 챔버의 측벽으로부터 연장된 노즐 형태를 갖고 기판의 에지 영역으로 반응 가스를 분사하기 위한 다수의 제3 분사 유닛들을 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 기판으로 균일하게 반응 가스를 공급함으로써, 공정 균일성이 향상된다.The substrate processing apparatus includes a chamber in which a process for the substrate is performed, an electrostatic chuck provided in the chamber to adsorb and support the substrate, a gas supply unit supplying a reaction gas to the substrate supported by the electrostatic chuck, and disposed above the chamber. And a plasma antenna for generating an induction electric field in the process chamber to ionize the introduced reaction gas to produce a plasma. Here, the gas supply part is provided in the center area of the chamber and is a first injection unit for injecting the reaction gas into the center area of the substrate, and has a nozzle shape extending radially to the body of the first injection unit and reacts to the middle area of the substrate. And a plurality of second injection units for injecting the gas, and a plurality of third injection units for injecting the reactant gas into the edge region of the substrate in the form of a nozzle extending from the sidewall of the chamber. Therefore, process uniformity is improved by supplying reaction gas uniformly to a board | substrate.

Description

Apparatus for processing a substrate

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용하여 기판에 대한 처리 공정을 수행하는 장치에서 반응 가스를 균일하게 공급하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a substrate processing apparatus for uniformly supplying a reaction gas in an apparatus for processing a substrate using a plasma.

일반적으로 플라즈마는 이온이나 전자, 라디칼(radical) 등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말하며, 플라즈마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계에 의해 생성된다.In general, a plasma refers to an ionized gas state composed of ions, electrons, radicals, and the like, and a plasma is generated by a very high temperature, a strong electric field, or a high frequency electromagnetic field.

플라즈마를 이용한 처리 장치로는 플라즈마 생성 에너지원에 따라 축전 용량성 플라즈마 처리 장치, 유도 결합형 플라즈마 처리 장치 및 마이크로웨이브 플라즈마 처리 장치 등을 포함한다. 이 중에서 유도 결합형 플라즈마(ICP) 처리 장치는 낮은 압력에서 고밀도의 플라즈마를 생성시킬 수 있는 등의 장점으로 널리 사용되고 있다.The processing apparatus using plasma includes a capacitive plasma processing apparatus, an inductively coupled plasma processing apparatus, a microwave plasma processing apparatus, and the like according to a plasma generation energy source. Among them, inductively coupled plasma (ICP) processing apparatus is widely used for the advantage of being able to generate high density plasma at low pressure.

상기 유도 결합형 플라즈마 처리 장치는 챔버의 상부에서 주입된 반응 가스를 이온화하여 플라즈마를 생성시키기 위해 챔버 내부로 고주파(RF) 파워를 전송하는 안테나를 포함하여 구성된다. 안테나는 챔버 내부 공간에 자기장을 만들고, 이 자기장에 의해서 유도 전기장이 형성되며, 챔버 내부로 공급된 반응 가스는 유도 전기장으로부터 이온화에 필요한 충분한 에너지를 얻어 플라즈마를 생성한다.The inductively coupled plasma processing apparatus includes an antenna for transmitting high frequency (RF) power into the chamber to ionize the reaction gas injected from the upper portion of the chamber to generate plasma. The antenna creates a magnetic field in the space inside the chamber, and the magnetic field forms an induction electric field, and the reaction gas supplied into the chamber obtains sufficient energy for ionization from the induction electric field to generate a plasma.

이러한 유도 결합형 플라즈마 처리 장치에서 반응 가스의 공급은 센터 영역에 구비되는 분사 노즐 또는 샤워 헤드 등의 가스 공급부에 의해 이루어진다.In such an inductively coupled plasma processing apparatus, the supply of reaction gas is performed by a gas supply unit such as an injection nozzle or a shower head provided in the center region.

한편, 최근에 기판의 사이즈가 대면적화 되어가고 있으며, 이러한 대면적의 기판을 처리하기 위해서는 적어도 기판에 대응하는 영역에 해당하는 공간 내에서 균일한 분포를 갖는 플라즈마의 생성이 요구된다.On the other hand, in recent years, the size of a substrate has become large, and in order to process such a large-area substrate, generation of a plasma having a uniform distribution in a space corresponding to at least a region corresponding to the substrate is required.

하지만, 반응 가스의 공급이 센터 영역에 구비되는 분사 노즐 또는 샤워 헤드 등과 같은 종래의 가스 공급부는 기판 전면에 걸쳐 균일한 반응 가스의 공급이 이루어지지 않게 된다. 즉, 에지 영역으로 갈수록 공급되는 반응 가스의 양이 감소하게 되고, 따라서 플라즈마의 밀도 저하로 이어져 에지 영역에서의 공정 효율이 저하되는 문제점을 갖고 있다.However, a conventional gas supply unit such as a spray nozzle or a shower head, in which the supply of the reaction gas is provided in the center area, does not supply a uniform reaction gas over the entire surface of the substrate. That is, the amount of reactant gas supplied to the edge region decreases, thus leading to a decrease in the density of the plasma, thereby lowering the process efficiency in the edge region.

따라서 본 발명을 통해 해결하고자 하는 일 과제는 기판의 전면에 대하여 균일한 공정 효율을 갖도록 기판의 전면에 균일하게 반응 가스를 공급할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.Therefore, one problem to be solved by the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of uniformly supplying the reaction gas to the front surface of the substrate to have a uniform process efficiency with respect to the front surface of the substrate.

상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위해 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 챔버, 정전 척, 가스 공급부 및 플라즈마 안테나를 포함한다. 상기 챔버는 기판에 대한 공정이 수행된다. 상기 정전 척은 상기 챔버 내에 구비되어 상기 기판을 흡착 지지한다. 상기 가스 공급부는 상기 정전 척에 지지된 기판으로 반응 가스를 공급한다. 상기 플라즈마 안테나는 상기 챔버의 상부에 배치되고, 상기 챔버에 유입된 반응 가스를 이온화하여 플라즈마를 생성하도록 상기 공정 챔버 내에 유도 전기장을 형성시킨다. 여기서, 상기 가스 공급부는 상기 챔버 내의 센터 영역에 구비되어 상기 기판의 센터 영역으로 반응 가스를 분사하기 위한 제1 분사 유닛과, 상기 제1 분사 유닛의 몸체에 방사상으로 연장되는 노즐 형태를 갖고 상기 기판의 미들 영역으로 반응 가스를 분사하기 위한 다수의 제2 분사 유닛들 및 상기 챔버의 측벽으로부터 연장된 노즐 형태를 갖고 상기 기판의 에지 영역으로 반응 가스를 분사하기 위한 다수의 제3 분사 유닛들을 포함한다.In order to achieve the above object of the present invention, a substrate processing apparatus according to the present invention includes a chamber, an electrostatic chuck, a gas supply unit, and a plasma antenna. The chamber is subjected to a process for the substrate. The electrostatic chuck is provided in the chamber to adsorb and support the substrate. The gas supply unit supplies a reaction gas to a substrate supported by the electrostatic chuck. The plasma antenna is disposed above the chamber and forms an induction electric field in the process chamber to ionize the reaction gas introduced into the chamber to generate a plasma. Here, the gas supply unit is provided in the center region of the chamber and has a first injection unit for injecting the reaction gas to the center region of the substrate, and a nozzle shape extending radially to the body of the first injection unit the substrate A plurality of second injection units for injecting the reaction gas into the middle region of the substrate and a plurality of third injection units for injecting the reaction gas into the edge region of the substrate and having a nozzle shape extending from the sidewall of the chamber. .

여기서, 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 상기 제3 분사 유닛의 반응 가스 공급량은 상기 제1 및 제2 분사 유닛의 반응 가스 공급량보다 적은 것을 특징 으로 한다.Here, in the substrate processing apparatus according to the embodiment, the reaction gas supply amount of the third injection unit is smaller than the reaction gas supply amount of the first and second injection units.

다른 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 상기 제2 분사 유닛들은 반응 가스의 분사 영역이 조절되도록 그 길이가 조절 가능한 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus according to another embodiment, the length of the second injection units may be adjusted so that the injection area of the reaction gas is adjusted.

또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 상기 제3 분사 유닛은 반응 가스의 분사 영역이 조절되도록 반응 가스의 분사 방향이 소정 각도 상하로 조절 가능한 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus according to still another embodiment, the third injection unit may adjust the injection direction of the reaction gas up and down a predetermined angle so that the injection region of the reaction gas is adjusted.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 기판의 영역을 센터 영역, 미들 영역 및 에지 영역으로 구분하여 각각의 영역을 담당하는 공급 유닛들이 구비됨으로써, 기판의 전면에 대하여 균일한 반응 가스의 공급이 가능하게 된다. 따라서, 균일한 반응 가스의 공급을 통해서 플라즈마의 분포가 균일해지게 되고, 이를 통해서 기판 전면에 대한 공정 균일성을 갖게 된다.The substrate processing apparatus according to the present invention configured as described above is provided with supply units for each region by dividing the region of the substrate into a center region, a middle region and an edge region, thereby providing a uniform supply of reactive gas to the entire surface of the substrate. It becomes possible. Therefore, the distribution of plasma is made uniform through the supply of a uniform reaction gas, and thus, the process uniformity of the entire surface of the substrate is obtained.

또한, 미들 영역으로 반응 가스를 공급하기 위한 공급 유닛들은 길이 조절을 가능하게 구성하고, 에지 영역으로 반응가스를 공급하기 위한 공급 유닛들은 방향 조절이 가능하도록 구성함으로써, 반응 가스가 공급되는 영역을 조절하여 보다 균일한 반응 가스 공급이 가능하게 된다.In addition, the supply units for supplying the reaction gas to the middle region are configured to adjust the length, and the supply units for supplying the reaction gas to the edge region are configured to allow the direction adjustment, thereby adjusting the region where the reaction gas is supplied. Thus, a more uniform reaction gas supply is possible.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대하여 설명한다.Hereinafter, a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 발명의 명확성을 기하기 위해 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 설명하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged to illustrate the invention, and are actually shown in a smaller scale than the actual dimensions in order to explain the schematic configuration. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.On the other hand, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 개략적인 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 제2 분사 유닛에서 반응 가스의 분사 영역을 조절하기 위한 동작을 나타내는 개략적인 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 제3 분사 유닛에서 반응 가스의 분사 영역을 조절하기 위한 동작을 나타내는 개략적인 도면이다.FIG. 1 is a schematic view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic view showing an operation for adjusting an injection region of a reaction gas in the second injection unit shown in FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an operation for adjusting an injection region of a reaction gas in the third injection unit illustrated in FIG. 1.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 챔버(110), 정전 척(120), 가스 공급부(130), 플라즈마 안테나(140)를 포함한다. 여기서, 상기 기판 처리 장치(100)는 플라즈마를 생성하여 기판을 처리하는 다양한 형태의 기판 처리 장치에서 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 기판의 처리 공정의 예로는 기판상에 남아있는 불필요한 감광막을 제거하는 애싱 장치, 기판상에 막질을 형성하는 증착 장치 또는 기판을 식각 처리하는 식각 장치 등을 들 수 있다.1 to 3, the substrate processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a chamber 110, an electrostatic chuck 120, a gas supply unit 130, and a plasma antenna 140. Here, the substrate processing apparatus 100 may be preferably used in various types of substrate processing apparatuses for generating a plasma to process a substrate. Examples of the substrate treating process include an ashing apparatus for removing unnecessary photoresist remaining on the substrate, a deposition apparatus for forming a film on the substrate, or an etching apparatus for etching the substrate.

상기 챔버(110)는 공정 공간을 제공한다. 챔버(110)의 내부에서는 기판(10)을 대상으로 플라즈마를 이용한 처리 공정이 수행된다. 여기서, 상기 기판(10)은 실리콘웨이퍼와 같은 반도체 소자 제조용일 수 있고, 이와 동종의 기술로 평판형 글라스 기판과 같은 평판 디스플레이 장치 제조용 기판일 수 있다. 상기 챔버(110)의 내부는 공정 진행 중에 진공 상태로 유지된다. 이를 위해 챔버(110)의 저면에는 진공 펌프(113)에 연결되는 배기구(112)가 구비된다. 도한, 챔버(110)의 내부에는 공정 진행되는 동안 기판(10)을 고정 지지하기 위한 정전 척(120)이 구비된다.The chamber 110 provides a process space. In the chamber 110, a treatment process using plasma is performed on the substrate 10. Here, the substrate 10 may be for manufacturing a semiconductor device such as a silicon wafer, and may be a substrate for manufacturing a flat panel display device such as a flat glass substrate by the same technology. The interior of the chamber 110 is maintained in a vacuum state during the process. To this end, an exhaust port 112 connected to the vacuum pump 113 is provided at the bottom of the chamber 110. In addition, the chamber 110 is provided with an electrostatic chuck 120 for holding and supporting the substrate 10 during the process.

상기 챔버(110)의 상부에는 고주파 파워가 투과될 수 있도록 유전체 윈도우(111)가 구비된다. 유전체 윈도우(111)는 챔버(110) 내부를 진공 상태로 만들기 위하여 챔버(110)의 상부를 밀폐시키는 역할도 겸하게 된다.The dielectric window 111 is provided in the upper portion of the chamber 110 to transmit high frequency power. The dielectric window 111 also serves to seal the upper portion of the chamber 110 to make the inside of the chamber 110 in a vacuum state.

상기 챔버(110)의 내부에는 기판(10)을 지지하기 위한 정전 척(120)과, 정전 척(120)에 의해 지지된 기판(10)으로 반응 가스를 분사하기 위한 가스 공급부(130)가 구비된다.The chamber 110 includes an electrostatic chuck 120 for supporting the substrate 10 and a gas supply unit 130 for injecting a reaction gas to the substrate 10 supported by the electrostatic chuck 120. do.

상기 정전 척(120)은 챔버(110)의 내부에 배치되어 기판(10)을 흡착 지지한다. 도시하진 않았지만 정전 척(120)의 상단부에는 유전층 및 상기 유전층에 매설되는 내부 전극을 구비하고, 상기 내부 전극으로 직류 전월을 인가함으로써 유전층 상에 정전기력을 형성하여 기판(10)을 흡착한다. 여기서, 기판(10)을 흡착 지지하기 위한 구성으로 정전 척(120)을 언급하였다. 하지만 상기 정전 척(120)을 대신하여 진공 등을 이용한 다른 방식의 척이 이용될 수도 있다.The electrostatic chuck 120 is disposed inside the chamber 110 to adsorb and support the substrate 10. Although not shown, the upper end of the electrostatic chuck 120 includes a dielectric layer and an internal electrode embedded in the dielectric layer, and applies a direct current transfer to the internal electrode to form an electrostatic force on the dielectric layer to adsorb the substrate 10. Here, the electrostatic chuck 120 is referred to as a configuration for adsorbing and supporting the substrate 10. However, instead of the electrostatic chuck 120, another type of chuck using a vacuum or the like may be used.

상기 정전 척(120)에는 챔버(110) 내에 생성된 플라즈마로부터 이탈된 이온이 기판(10)의 표면에 충분히 높은 에너지를 가지고 충돌할 수 있도록 바이어스 전원을 제공하는 제1 고주파 전원부(122)가 연결된다. 또한, 정전 척(120)은 구동 부재(미도시)의해 상하 방향으로 이동이 가능하도록 구성될 수 있다. 정전 척(120)을 상하 이동시킴으로써 정전 척(120)에 지지된 기판(10)을 보다 균일한 플라즈마 분포를 나타내는 영역에 위치시킬 수 있게 된다.A first high frequency power supply 122 is provided to the electrostatic chuck 120 to provide a bias power source so that ions separated from the plasma generated in the chamber 110 may collide with the surface of the substrate 10 with sufficiently high energy. do. In addition, the electrostatic chuck 120 may be configured to be movable in the vertical direction by a driving member (not shown). By moving the electrostatic chuck 120 up and down, the substrate 10 supported by the electrostatic chuck 120 can be positioned in a region showing a more uniform plasma distribution.

상기 가스 공급부(130)는 챔버(110) 내부에 배치되어 정전 척(120)에 지지된 기판(10)으로 반응 가스를 공급한다.The gas supply unit 130 is disposed inside the chamber 110 to supply a reaction gas to the substrate 10 supported by the electrostatic chuck 120.

본 실시예에서 가스 공급부(130)는 제1 분사 유닛(131), 다수의 제2 분사 유닛들(132) 및 다수의 제3 분사 유닛(133)들을 포함한다. 상기 제1 분사 유닛(131)은 기판(10)의 센터 영역으로 반응 가스를 공급하는 역할을 하고, 제2 분사 유닛(132)들은 기판(10)의 미들 영역으로 반응 가스를 공급하는 역할을 하며, 제3 분사 유닛(133)들은 기판(10)의 에지 영역으로 반응 가스를 공급하는 역할을 한다. 구체적으로, 제1 분사 유닛(131)은 챔버(110) 내부의 센터 영역 상측부에 구비되며, 하방을 향하는 하나의 분사구를 갖는다. 이와 달리, 제1 분사 유닛(131)은 다수의 분사구를 가질 수 있으며, 다수의 분사구들을 갖는 경우 분사구들은 소정 간격 기울어진 구조를 가질 수 있다. 한편, 제1 분사 유닛(131)은 원반 형상의 몸체(131a)를 가질 수 있다. 상기 제2 분사 유닛(132)들은 제1 분사 유닛(131)의 몸체(131a)에서 수평 방향으로 방사상으로 연장되는 노즐 구조를 갖는다. 본 실시예에서 제2 분사 유닛(132)들은 도 2의 도면에서와 같이 그 길이를 조절할 수 있는 구조를 갖는다. 제2 분사 유닛(132)들은 그 길이의 조절을 통해서 반응 가스의 분사 영역을 확장하거나 축소할 수 있게 된다. 상기 제3 분사 유닛(133)들은 챔버(110)의 내벽을 따라서 구비된다. 즉, 제3 분사 유닛(133)들은 챔버(110)의 내벽으로부터 챔버(110)의 중앙부를 향하여 연장되는 노즐 형태를 가질 수 있다. 본 실시예에서 제3 분사 유닛(133)들은 도 3의 도면에서와 같이 그 연장 방향이 상하로 소정 각도 조절될 수 있는 구조를 갖는다. 따라서, 제3 분사 유닛(133)들은 상기 각도 조절을 통해서 반응 가스의 분사 영역을 확장하거나 축소할 수 있게 된다. 이와 같이, 제2 분사 유닛(132)들 및 제3 분사 유닛(133)들은 반응 가스의 분사 영역을 조절하는 가능하도록 구성되며, 분사 영역의 조절을 통해서 기판(10)의 전면에 보다 균일한 반응 가스의 공급이 가능하도록 한다.In the present embodiment, the gas supply unit 130 includes a first injection unit 131, a plurality of second injection units 132, and a plurality of third injection units 133. The first injection unit 131 serves to supply the reaction gas to the center region of the substrate 10, and the second injection unit 132 serves to supply the reaction gas to the middle region of the substrate 10. The third spray units 133 serve to supply the reaction gas to the edge region of the substrate 10. Specifically, the first injection unit 131 is provided above the center area inside the chamber 110 and has one injection hole facing downward. In contrast, the first injection unit 131 may have a plurality of injection holes, and in the case of having a plurality of injection holes, the injection holes may have an inclined structure at a predetermined interval. On the other hand, the first injection unit 131 may have a disk-shaped body (131a). The second injection units 132 have a nozzle structure extending radially in the horizontal direction from the body 131a of the first injection unit 131. In the present embodiment, the second injection units 132 have a structure capable of adjusting the length as shown in FIG. 2. The second injection units 132 may expand or reduce the injection area of the reaction gas by adjusting the length of the second injection units 132. The third injection units 133 are provided along the inner wall of the chamber 110. That is, the third injection units 133 may have a nozzle shape extending from the inner wall of the chamber 110 toward the center portion of the chamber 110. In the present embodiment, the third injection units 133 have a structure in which an extension direction thereof may be adjusted up and down as shown in FIG. 3. Accordingly, the third injection units 133 may expand or reduce the injection area of the reaction gas by adjusting the angle. As such, the second injection units 132 and the third injection units 133 are configured to control the injection area of the reaction gas, and more uniform reaction on the front surface of the substrate 10 through adjustment of the injection area. Make it possible to supply gas.

한편, 본 실시예에서 제3 분사 유닛(133)의 반응 가스 공급량은 제1 및 제2 분사 유닛(131, 132)의 반응 가스 공급량보다 적은 값을 갖는다. 예를 들어, 제1 및 제2 분사 유닛(131, 132)은 약 500[sccm] 내지 1000[sccm]의 공급량을 갖지만, 제3 분사 유닛(133)은 약 10[sccm] 내지 20[sccm]의 공급량을 갖는다. 이처럼, 제3 분사 유닛(133)의 반응 가스 공급량을 제1 및 제2 분사 유닛(131, 132)들에 비하여 현저하게 낮은 수준을 갖도록 하는 것은 제3 분사 유닛(133)들로부터 분사되는 반응 가스가 기판(10)의 에지 영역에만 공급될 수 있도록 하기 위함이다. 즉, 제3 분사 유닛(133)들의 가스 공급량이 과도하게 되면 기판(10)의 에지 영역에 머무르지 않고, 바로 배출되어 손실이 될 수 있어 바람직하지 못하다. 따라서, 제3 분사 유닛(133)들의 가스 공급량을 낮은 수준으로 유지하되, 기판(10)의 에지 영역으로 공급되는 반응 가스의 양이 기판(10)의 센터 영역 및 미들 영역과 균일한 수준이 될 수 있도록 공급량을 조절하는 것이 바람직하다.Meanwhile, in the present embodiment, the reaction gas supply amount of the third injection unit 133 has a smaller value than the reaction gas supply amounts of the first and second injection units 131 and 132. For example, the first and second spray units 131 and 132 have a supply amount of about 500 [sccm] to 1000 [sccm], while the third spray unit 133 has about 10 [sccm] to 20 [sccm]. It has a supply amount of. As such, it is possible for the reactive gas supply amount of the third injection unit 133 to have a significantly lower level than the first and second injection units 131 and 132 to react with the reaction gas injected from the third injection units 133. Is to be supplied only to the edge region of the substrate 10. That is, when the gas supply amount of the third injection units 133 is excessive, it may not be stayed in the edge region of the substrate 10 and may be immediately discharged to be a loss, which is not preferable. Therefore, while maintaining the gas supply amount of the third injection unit 133 at a low level, the amount of reactant gas supplied to the edge region of the substrate 10 is to be uniform with the center region and the middle region of the substrate 10. It is desirable to adjust the feed rate so that it can be.

상기 챔버(110)의 상부 즉, 유전체 윈도우(111)의 상부에는 챔버(110) 내부로 유입된 반응 가스를 이온화하여 플라즈마를 생성시키기 위한 플라즈마 안테나(140)가 구비된다.The plasma antenna 140 is provided at the upper portion of the chamber 110, that is, the upper portion of the dielectric window 111 to generate plasma by ionizing the reaction gas introduced into the chamber 110.

상기 플라즈마 안테나(140)는 제2 고주파 전원부(142)와 연결되고, 제2 고주 파 전원부(142)로부터 플라즈마 생성에 필요한 고주파 전원을 인가 받는다. 플라즈마 안테나(140)는 페루프를 이루도록 제공된 코일 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 안테나(1`40)는 평면 나선형 구조를 가질 수 있고, 또는 동심을 갖는 다수의 곡선부들과 이들이 폐루프를 이루도록 연결하는 연결부들을 포함하여 구성될 수 있다.The plasma antenna 140 is connected to the second high frequency power source 142 and receives high frequency power required for plasma generation from the second high frequency power source 142. The plasma antenna 140 may have a coil shape provided to form a bellow. For example, the plasma antenna 1'40 may have a planar spiral structure, or may include a plurality of concentric curved portions and connecting portions connecting them to form a closed loop.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판의 전면에 대하여 반응 가스를 균일하게 공급하기 위하여 기판의 센터 영역, 미들 영역 및 에지 영역으로 반응 가스를 공급하기 위한 제1 분사 유닛, 제2 분사 유닛 및 제3 분사 유닛을 포함하는 가스 공급부를 구비한다. 따라서, 기판의 전면에 대하여 반응 가스의 공급이 이루어짐으로써, 반응 가스의 공급량이 균일해 진다.As described above, the substrate processing apparatus according to the preferred embodiment of the present invention is a first injection for supplying the reaction gas to the center region, the middle region and the edge region of the substrate to uniformly supply the reaction gas to the entire surface of the substrate And a gas supply including a unit, a second injection unit, and a third injection unit. Therefore, supply of the reaction gas is made to the entire surface of the substrate, whereby the supply amount of the reaction gas becomes uniform.

또한, 미들 영역으로 반응 가스를 분사하는 제2 분사 유닛의 길이를 조절 가능하도록 구성하여, 제2 분사 유닛에 의한 반응 가스의 공급 영역을 확장 또는 축소하여 공급량이 균일해지도록 조절할 수 있다.In addition, the length of the second injection unit for injecting the reaction gas into the middle region can be adjusted so that the supply region of the reaction gas by the second injection unit can be expanded or reduced so as to make the supply amount uniform.

또한, 에지 영역으로 반응 가스를 분사하는 제3 부사 유닛은 분사 방향의 소정 각도 상하로 조절 가능하도록 구성하여, 제3 분사 유닛에 의한 반응 가스의 공급 영역을 확장 또는 축소하여 에지 영역에 대한 공급량을 조절함으로써 기판 전면에 대한 균일한 반응 가스 공급량을 실현할 수 있게 된다.In addition, the third adverb unit for injecting the reaction gas into the edge region is configured to be adjustable up and down a predetermined angle in the injection direction, so as to expand or reduce the supply region of the reaction gas by the third injection unit to reduce the supply amount to the edge region. By adjusting, it becomes possible to realize a uniform reaction gas supply amount to the entire surface of the substrate.

따라서, 본 발명의 기판 처리 장치는 기판 전면에 대하여 반응 가스를 균일하게 공급함으로써, 기판 전면에 형성되는 플라즈마의 분포가 균일해지므로 공정 균일성을 통한 공정 효율의 향상을 위하여 바람직하게 사용될 수 있다.Therefore, the substrate processing apparatus of the present invention can be preferably used to improve the process efficiency through the process uniformity since the distribution of plasma formed on the entire surface of the substrate is uniformly supplied by supplying the reaction gas uniformly to the entire surface of the substrate.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.1 is a schematic diagram illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 제2 분사 유닛에서 반응 가스의 분사 영역을 조절하기 위한 동작을 나타내는 개략적인 도면이다.FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an operation for adjusting an injection region of a reaction gas in the second injection unit illustrated in FIG. 1.

도 3은 도 1에 도시된 제3 분사 유닛에서 반응 가스의 분사 영역을 조절하기 위한 동작을 나타내는 개략적인 도면이다.FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an operation for adjusting an injection region of a reaction gas in the third injection unit illustrated in FIG. 1.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100: 기판 처리 장치 110: 챔버100: substrate processing apparatus 110: chamber

111: 유전체 윈도우 112: 배기구111: dielectric window 112: exhaust vent

113: 진공 펌프 120: 정전 척113: vacuum pump 120: electrostatic chuck

122: 제1 고주파 전원부 130; 가스 공급부122: first high frequency power supply 130; Gas supply

131: 제1 분사 유닛 131a: 몸체131: first injection unit 131a: body

132: 제2 분사 유닛 133: 제3 분사 유닛132: second injection unit 133: third injection unit

133a: 프레임 140: 플라즈마 안테나133a: frame 140: plasma antenna

142: 제2 고주파 전원부 10: 기판142: second high frequency power supply 10: substrate

Claims

A chamber in which a process for the substrate is performed;

An electrostatic chuck provided in the chamber to adsorb and support the substrate;

A gas supply unit supplying a reaction gas to a substrate supported by the electrostatic chuck; And

A plasma antenna disposed above the chamber, the plasma antenna forming an induction electric field in the process chamber to ionize the reaction gas introduced into the chamber to generate a plasma;

The gas supply unit

A first injection unit provided in a center area of the chamber to inject a reaction gas into the center area of the substrate;

A plurality of second injection units having a nozzle shape extending radially to the body of the first injection unit, for injecting a reaction gas into the middle region of the substrate; And

A plurality of third injection units having a nozzle shape extending from a side wall of the chamber, for injecting a reaction gas into an edge region of the substrate,

The second injection unit is a substrate processing apparatus, characterized in that the length is adjustable so that the injection region of the reaction gas is adjusted.

The substrate processing apparatus of claim 1, wherein a reaction gas supply amount of the third injection unit is smaller than a reaction gas supply amount of the first and second injection units.

delete

The substrate processing apparatus of claim 1, wherein the third injection unit is capable of adjusting the injection direction of the reaction gas up and down a predetermined angle so that the injection region of the reaction gas is adjusted.