KR101664189B1 - 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 지지하는 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 지지 유닛은 내부에 냉각 유로를 가지는 바디를 포함하되 상기 냉각 유로는 외부로부터 냉각 유체를 공급받는 공급구와 외부로 상기 냉각 유체를 배출하는 배출구와 상기 냉각 유체가 유입되는 유입단과 상기 냉각 유체가 유출되는 유출단을 각각 가지며, 서로 동심을 가지는 복수의 메인 유로와 상기 공급구와 상기 메인 유로들 중 가장 내측에 제공된 메인 유로 또는 가장 외측에 제공된 메인 유로 중 어느 하나의 상기 유입단을 연결하는 공급 라인과 상기 배출구와 상기 메인 유로들 중 가장 내측에 제공된 상기 메인 유로 또는 가장 외측에 제공된 상기 메인 유로 중 다른 하나의 상기 유출단을 연결하는 배출 라인과 그리고 인접하는 상기 메인 유로들 중 어느 하나의 메인 유로의 유출단과 다른 하나의 메인 유로의 유입단을 연결하는 연결 라인을 포함하되 상기 배출 라인과 상기 공급 라인 중 어느 하나는 각각의 상기 메인 유로들의 상기 유입단과 상기 유출단의 사이를 지나도록 제공되는 지지 유닛을 포함한다.

Description

지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 {SUPPORT UNIT AND APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE WITH THE SUPPORT UNIT}
본 발명은 기판을 지지하는 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 내부에 기판을 냉각하는 냉각 유로가 형성되는 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체소자를 제조하기 위해서, 기판에 포토리소그라피, 식각, 애싱, 이온주입, 증착, 그리고 세정 등 다양한 공정이 수행된다. 이 중 식각 공정은 기판 상에 형성된 막 중 선택된 영역을 제거하는 공정이다.
최근에는 플라즈마를 이용하여 기판을 식각하는 기판 처리 장치가 주로 사용된다. 공정에 따라 저온으로 기판을 처리하기 위해 기판의 냉각이 필요하며, 이 경우 기판을 지지하는 지지 유닛에 냉각 유로가 형성된다.
한국 공개특허공보 2005-0062739호와 2006-0061572호에는 각각 기판을 냉각하는 냉각 유로를 가지는 지지 유닛이 개시 되어 있다. 그러나, 이들 공개특허공보에 기재된 냉각 유로의 형상은 기판의 전체영역을 균일하게 냉각하지 못한다. 이러한 기판의 영역별 불균일 냉각은, 기판의 영역별 식각 균일도를 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명은 기판의 전체 영역의 냉각 균일도를 향상시킬수 있는 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 기판의 전체 영역에서 식각 균일도를 향상시킬수 있는 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 기판이 놓이는 지지 유닛을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 지지 유닛은 내부에 냉각 유로를 가지는 바디를 포함하되, 상기 냉각 유로는 외부로부터 냉각 유체를 공급받는 공급구, 외부로 상기 냉각 유체를 배출하는 배출구, 상기 냉각 유체가 유입되는 유입단과 상기 냉각 유체가 유출되는 유출단을 각각 가지며 서로 동심을 가지는 복수의 메인 유로, 상기 공급구와 상기 메인 유로들 중 가장 내측에 제공된 메인 유로 또는 가장 외측에 제공된 메인 유로 중 어느 하나의 상기 유입단을 연결하는 공급 라인, 상기 배출구와 상기 메인 유로들 중 가장 내측에 제공된 상기 메인 유로 또는 가장 외측에 제공된 상기 메인 유로 중 다른 하나의 상기 유출단을 연결하는 배출 라인, 그리고 인접하는 상기 메인 유로들 중 어느 하나의 메인 유로의 유출단과 다른 하나의 메인 유로의 유입단을 연결하는 연결 라인을 포함하되, 상기 배출 라인과 상기 공급 라인 중 어느 하나는 각각의 상기 메인 유로들의 상기 유입단과 상기 유출단의 사이를 지나도록 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 공급구와 상기 배출구는 상기 바디의 중앙 영역에 형성되며, 가장 내측에 위치하는 상기 메인 유로는 상기 공급구와 상기 배출구를 감싸도록 제공되며, 상기 공급 라인은 상기 공급구와 상기 메인 유로들 중 가장 내측에 제공된 상기 메인 유로의 상기 유입단을 연결하고, 상기 배출 라인은 상기 배출구와 상기 메인 유로들 중 가장 외측에 제공된 상기 메인 유로의 상기 유출단을 연결하며, 상기 배출 라인은 각각의 상기 메인 유로들의 상기 유입단과 상기 유출단의 사이를 지나도록 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 배출 라인은 상기 바디의 반경 방향으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 인접하는 상기 메인 유로들 중에서 어느 하나의 상기 메인 유로의 상기 유입단과 다른 하나의 상기 메인 유로의 상기 유출단은 상기 배출 라인을 기준으로 동일 측에 위치할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 각각의 상기 메인 유로들은 원형으로 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 배출 라인에는 상기 냉각 유체의 역류를 방지하는 제1역류 방지 부재가 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1역류 방지 부재는 상기 배출 라인의 상벽에서 하부로 돌출되고, 상기 배출 라인의 하벽으로부터 이격되며, 하부로 갈수록 횡단면이 좁아지는 형상으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 배출구에는 상기 냉각 유체의 역류를 방지하는 제2역류 방지 부재가 제공되며, 상기 제2역류 방지 부재는 상기 배출구로부터 내측을 향해 상향 경사진 원뿔대 형상으로 제공될 수 있다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 상기 기판 처리 장치는 내부에 처리공간을 가지는 공정 챔버, 상기 처리공간 내에 위치하며 기판이 놓이고 내부에 냉각 유로를 가지는 바디를 포함하는 지지 유닛, 상기 처리 공간 내에 가스를 공급하는 가스 공급 유닛, 그리고 상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 소스를 포함하되, 상기 냉각 유로는 외부로부터 냉각 유체를 공급받는 공급구, 외부로 상기 냉각 유체를 배출하는 배출구와 상기 냉각 유체가 유입되는 유입단과 상기 냉각 유체가 유출되는 유출단을 각각 가지며 서로 동심을 가지는 복수의 메인 유로와 상기 공급구, 상기 메인 유로들 중 가장 내측에 제공된 메인 유로 또는 가장 외측에 제공된 메인 유로 중 어느 하나의 상기 유입단을 연결하는 공급 라인, 상기 배출구와 상기 메인 유로들 중 가장 내측에 제공된 상기 메인 유로 또는 가장 외측에 제공된 상기 메인 유로 중 다른 하나의 상기 유출단을 연결하는 배출 라인, 그리고 인접하는 상기 메인 유로들 중 어느 하나의 메인 유로의 유출단과 다른 하나의 메인 유로의 유입단을 연결하는 연결 라인을 포함하되, 상기 배출 라인과 상기 공급 라인 중 어느 하나는 각각의 상기 메인 유로들의 상기 유입단과 상기 유출단의 사이를 지나도록 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 공급구와 상기 배출구는 상기 바디의 중앙 영역에 형성되며, 가장 내측에 위치하는 상기 메인 유로는 상기 공급구와 상기 배출구를 감싸도록 제공되며 상기 공급 라인은 상기 공급구와 상기 메인 유로들 중 가장 내측에 제공된 상기 메인 유로의 상기 유입단을 연결하고, 상기 배출 라인은 상기 배출구와 상기 메인 유로들 중 가장 외측에 제공된 상기 메인 유로의 상기 유출단을 연결하며, 상기 배출 라인은 각각의 상기 메인 유로들의 상기 유입단과 상기 유출단의 사이를 지나도록 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 배출 라인은 상기 바디의 반경 방향으로 제공되고, 인접하는 상기 메인 유로들 중에서 어느 하나의 상기 메인 유로의 상기 유입단과 다른 하나의 상기 메인 유로의 상기 유출단은 상기 배출 라인을 기준으로 동일 측에 위치할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 배출 라인에는 상기 냉각 유체의 역류를 방지하는 제1역류 방지 부재가 제공되되, 상기 제1역류 방지 부재는 상기 배출 라인의 상벽에서 하부로 돌출되고, 상기 배출 라인의 하벽으로부터 이격되며, 하부로 갈수록 횡단면이 좁아지는 형상으로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판의 전체 영역을 균일하게 냉각하여 기판 처리 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판 처리 공정 시 기판의 전체 영역을 균일하게 냉각하여 기판 전체 영역의 식각 균일도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 지지 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1의 지지 유닛에 형성된 냉각 유로를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3의 냉각 유로를 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 3의 냉각 유로에서 냉각 유체가 흐르는 모습을 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 6과 도 7은 각각 도 4의 냉각 유로의 다른 실시예를 보여주는 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 이하 도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 공정 챔버(100), 지지 유닛(200), 가스 공급 유닛(300) 그리고 플라즈마 발생 소스(400)를 포함한다.
공정 챔버(100)는 하우징(110)과 배플(150)을 가진다.
하우징(110)은 기판(W) 처리가 수행되는 처리공간을 제공한다. 하우징(110)은 바디(120)와 유도관(130)를 가진다. 바디(120)는 상면이 개방되며 내부에 공간이 형성된다. 바디(120)의 측벽에는 기판(W)이 출입하는 개구(미도시)가 형성된다. 개구는 슬릿 도어(slit door)(미도시)와 같은 개폐 부재에 의해 개폐된다. 개폐 부재는 하우징(110) 내에서 기판(W) 처리가 수행되는 동안 개구를 폐쇄한다. 개폐부재는 기판(W)이 하우징(110) 내부로 반입될 때와 하우징(110) 외부로 반출될 때 개구를 개방한다.
바디(120)의 하부벽에는 배기홀(121)이 형성된다. 배기홀(121)은 배기 라인(170)과 연결된다. 배기 라인(170)에는 펌프(미도시)가 설치된다. 배기 라인(170)을 통해 하우징(110)의 내부 압력이 조절된다. 또한, 배기 라인(170)을 통해 공정에서 발생된 반응 부산물이 하우징(110) 외부로 배출된다.
유도관(130)은 바디(120)의 상부벽과 결합한다. 유도관(130)은 바디(120)의 개방된 상면을 덮어 바디(120) 내부를 밀폐시킨다. 유도관(130)의 내부에는 유도공간이 형성된다. 후술하는 플라즈마 발생 소스(400)에서 생성된 플라즈마는 유도 공간에서 확산된 후 배플(150)로 이동한다.
배플(150)은 바디(120)와 유도관(130)의 사이에서 바디(120)의 상부벽과 결합한다. 배플(150)은 원판 형상으로 제공될 수 있다. 배플(150)은 지지 유닛(200)과 마주하는 면이 평평하게 제공된다. 배플(150)은 기판(W)보다 넓은 면적으로 제공될 수 있다. 배플(150)에는 홀(151)들이 형성된다. 유도공간에서 확산된 플라즈마는 홀(151)들을 통과하여 기판(W)으로 공급된다.
가스 공급 유닛(300)은 플라즈마 발생 소스(400)로 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(300)은 가스 저장부(310)와 가스 공급 라인(350)을 가진다. 가스 저장부(310)는 가스를 저장한다. 일 예로 가스는 식각가스 일 수 있다. 가스 공급 라인(350)은 가스 저장부(310)와 플라즈마 발생 소스(400)를 연결한다. 가스 공급 라인(350)에는 밸브(350)가 설치된다. 밸브(330)는 가스의 공급 유량을 조절한다. 일 예로 밸브(330)는 개폐 밸브 또는 유량조절 밸브일 수 있다.
플라즈마 발생 소스(400)는 하우징(110)의 상부에 위치한다. 플라즈마 발생 소스(400)는 가스를 방전시켜 플라즈마를 생성한다. 플라즈마 발생 소스(400)는 반응기(410), 가스 주입 포트(430), 유도 코일(450), 전원(470) 그리고 유도관(490)을 포함한다.
반응기(410)는 상면 및 하면이 개방된 원통 형상으로 제공된다. 반응기(410)는 내부에 가스가 방전되는 방전공간을 가진다.
반응기(410)의 상단에는 가스 주입 포트(430)가 설치된다. 가스 주입 포트(430)에는 상술한 가스 공급 라인(350)이 연결된다.
유도 코일(450)은 반응기(410)의 둘레를 따라 반응기(410)에 복수 회 감기도록 제공된다. 유도 코일(450)의 일단은 전원(470)과 연결되고, 타단은 접지된다. 전원(470)은 유도 코일(450)에 고주파 전력 또는 마이크로파 전력을 인가한다.
바디(120)의 상부에는 연결관(490)이 제공된다. 연결관(490)은 원통 형상을 가진다. 연결관(490)은 상면 및 하면이 개방된다. 연결관(490)은 내부에 공간이 형성된다. 연결관(490)은 반응기(410)에 상응하는 반경으로 제공된다. 연결관(490)의 상단은 반응기(410)와 결합한다. 연결관(490)의 하부는 유도관(130)과 결합한다.
도 2는 도 1의 지지 유닛을 보여주는 단면도이다. 이하, 도 2를 참조하면
지지 유닛(200)은 처리공간에 위치한다. 지지 유닛(200)은 기판(W)을 지지하고, 기판(W)을 냉각한다. 지지 유닛(200)은 바디(210)를 가진다.
바디(210)는 기판(W)을 지지하며, 그 내부에는 냉각 유로(230)가 형성된다. 바디(210)는 상체(211)와 하체(213)를 가진다. 냉각 유로(230)는 상체(211)와 하체(212)의 조합에 의해 형성될 수 있다.
바디(210)의 상부에는 기판(W)이 놓인다. 상부에서 바라볼 때, 바디(210)는 원형의 형상을 가진다. 바디(210)는 기판(W)보다 큰 반경을 가진다.
도 3은 도 1의 지지 유닛에 형성된 냉각 유로를 보여주는 사시도이고, 도 4는 도 3의 냉각 유로를 보여주는 평면도이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 냉각 유로(230)는 단일의 유로로 제공될 수 있다. 냉각 유로(230)에는 냉각 유체가 흐른다. 일 예로 냉각 유체는 냉각수일 수 있다.
냉각 유로(230)는 공급구(231), 배출구(232), 복수의 메인 유로(233), 공급 라인(234), 연결 라인(235) 그리고 배출 라인(236)을 포함한다.
공급구(231)는 외부의 공급관(251)과 연결되어 냉각 유체를 공급받는다. 공급구(231)는 바디(210)의 중앙영역에 형성된다.
배출구(232)는 외부의 배출관(253)에 연결되어 외부로 냉각 유체를 배출한다. 배출구(232)는 바디(210)의 중앙영역에 형성된다. 배출구(232)는 공급구(231)와 인접하게 위치될 수 있다.
메인 유로(233)는 복수개 제공된다. 메인 유로(233a~233g)들은 서로 동심을 가진다. 각각의 메인 유로(233a~233g)들은 원에 가까운 링 형상으로 제공될 수 있다. 이와는 달리 각각의 메인 유로(233a~233g)들은 사각형 또는 타원형에 가까운 링 형상으로 제공될 수 있다.
메인 유로(233a~233g)들의 간격은 동일하게 제공될 수 있다. 각각의 메인 유로(233a~233g)들은 그 길이방향을 따라 동일한 폭으로 제공될 수 있다. 또한, 메인 유로(233a~233g)들은 서로 동일한 폭으로 제공될 수 있다. 메인유로(233a~233g)들 중 가장 내측에 있는 메인 유로(233)로부터 순차적으로 제1메인 유로(233a), 제2메인 유로(233b), 제3메인 유로(233c), 제4메인 유로(233d), 제5메인 유로(233e), 제6메인 유로(233f) 그리고 가장 외측에 위치한 메인 유로(233)를 제7메인 유로(233g)라 칭한다. 제1메인 유로(233a)는 공급구(231)와 배출구(232)를 감싸도록 제공된다.
각각의 메인 유로(233)에는 유입단(237)과 유출단(238)이 제공된다. 메인 유로(233)의 일 끝단(233)은 유입단(237)으로 제공되고, 메인 유로(233)의 다른 끝단은 유출단(233)으로 제공된다.
유입단(237a~237g)들 중 가장 내측에 있는 유입단(237)으로부터 순차적으로 제1유입단(237a), 제2유입단(237b), 제3유입단(237c), 제4유입단(237d), 제5유입단(237e), 제6유입단(237f) 그리고 제7유입단(237g)이라 칭한다.
유출단(238a~238g)들 중 가장 내측에 있는 유출단(238)으로부터 순차적으로 제1유출단(238a), 제2유출단(238b), 제3유출단(238c), 제4유출단(238d), 제5유출단(238e), 제6유출단(238f) 그리고 제7유출단(238g)이라 칭한다.
제1메인 유로(233a)의 제1유입단(237a)은 후술하는 공급 라인(234)과 연결된다. 각각의 메인 유로(233)의 유입단(237)과 유출단(238)은 후술하는 배출 라인(236)을 기준으로 서로 반대측에 위치된다. 인접하는 메인 유로(233a~233g)들 중에서 어느 하나의 메인 유로(233)의 유입단(237)과 다른 하나의 메인 유로(233)의 유출단(238)은 배출 라인(236)을 기준으로 동일 측에 위치한다. 일 예로 서로 인접하는 제1메인 유로(233a)의 제1유출단(238a)과 제2메인 유로(233b)의 제2유입단(237b)은 배출 라인(236)을 기준으로 일측에 위치하고, 제2메인 유로(233b)의 제2유출단(238b)과 제3메인 유로(233c)의 제3유입단(237)은 타측에 위치한다. 각각의 메인 유로(233)의 유입단(237)과 유출단(238)은 바디(210)의 중심에서 동일한 거리에 위치할 수 있다.
인접하는 메인 유로(233a~233g)들은 연결 라인(235)에 의해 서로 연결된다. 연결 라인(235)은 인접하는 메인 유로(233)들 중에 어느 하나의 메인 유로(233)의 유출단(238)과 다른 하나의 메인 유로(233)의 유입단(237)과 연결된다. 연결 라인(235a~235f)들 중에 가장 내측에 있는 연결라인(235)을 제1연결 라인(235a)이라 한다. 제1연결 라인(235a)과 순차적으로 인접하는 연결 라인(235)을 제2연결 라인(235b), 제3연결 라인(235c), 제4연결 라인(235d), 제5연결 라인(235e) 그리고 제6연결 라인(235f)이라 한다. 제1연결 라인(235a)은 제1유출단(238a)과 제2유입단(237b)을 연결하는 라인이다. 제2연결 라인(235b)은 제2유출단(238b)과 제3유입단(237c)을 연결하는 라인이다. 제3연결 라인(235c)은 제3유출단(238c)과 제4유입단(237d)을 연결하는 라인이다. 제4연결 라인(235d)은 제4유출단(238d)과 제5유입단(237e)을 연결하는 라인이다. 제5연결 라인(235e)은 제5유출단(238e)과 제6유입단(237f)을 연결하는 라인이다. 제6연결 라인(235f)은 제6유출단(238f)과 제7유입단(237g)을 연결하는 라인이다.
제1연결 라인(235a), 제3연결 라인(235c) 그리고 제5연결 라인(235e)은 배출 라인(236)을 기준으로 일측에 제공된다. 제2연결 라인(235b), 제4연결 라인(235d), 제6연결 라인(235f)은 배출 라인(236)을 기준으로 타측에 제공된다. 제1연결 라인(235a), 제3연결 라인(235c) 그리고 제5연결 라인(235e)은 제2연결 라인(235b), 제4연결 라인(235d), 제6연결 라인(235f)과 배출 라인(236)을 기준으로 서로 반대측에 형성된다. 각각의 연결 라인(235a~235f)들은 직선으로 제공 될 수 있다.
인접하는 메인 유로(233)들은 격벽(239)에 의해 서로 분리된다. 격벽(239)은 복수개가 형성된다. 격벽(239)은 하부에서 상부로 올라갈수록 횡단면이 작아지는 형상으로 제공된다. 일 예로 격벽(239)은 메인 유로(233)의 길이 방향에 수직한 종단면이 삼각형 모양으로 제공될 수 있다.
공급 라인(234)은 공급구(231)와 메인 유로(233a~233g)들 중 가장 내측에 제공된 메인 유로(233a) 또는 가장 외측에 제공된 메인 유로(233g) 중 어느하나의 유입단(237)을 연결한다. 본 실시 예에서는 공급 라인(234)은 공급구(231)와 제1메인 유로(233a)의 제1유입단(237a)을 연결한다. 공급구(231)에서 유입된 냉각 유체는 공급 라인(234)을 통해 제1메인 유로(233a)로 흐른다. 공급 라인(234)은 직선으로 제공된다. 일 예로 공급 라인(234)은 바디(210)의 반경방향으로 제공된다.
배출 라인(236)은 배출구(232)와 메인 유로(233a~233g)들 중 가장 내측에 제공된 메인 유로(233a) 또는 가장 외측에 제공된 메인 유로(233g) 중 어느 하나의 유출단(238)을 연결한다. 본 실시 예에서는 배출 라인(236)은 배출구(232)와 제7메인 유로(233g)의 제7유출단(238g)을 연결한다. 메인 유로(233)에 유입된 냉각 유체는 배출 라인(236)을 통해 배출구(232)로 흐른다. 배출 라인(236)은 각각의 메인 유로(233a~233g)들의 유입단(237)과 유출단(238) 사이를 지나도록 제공된다. 배출 라인(236)은 직선으로 제공될 수 있다. 일 예로 배출 라인(236)은 바디(210)의 반경방향으로 제공된다.
바디(210)의 내부에는 냉각 유체의 역류를 방지하는 제1역류 방지 부재(254)와 제2역류 방지 부재(255)가 제공된다.
제1역류 방지 부재(254)는 배출 라인(236)의 내부에 제공된다. 제1역류 방지 부재(254)는 배출구(232)와 인접하는 위치에 제공된다. 제1역류 방지 부재(254)는 배출 라인(236)의 상벽(236a)에서 하부로 돌출되게 제공된다. 제1역류 방지 부재(254)는 배출 라인(236)의 하벽(236b)으로부터 이격되어 제공된다. 제1역류 방지 부재(254)는 상부에서 하부로 갈수록 횡단면이 작아지는 형상으로 제공된다. 일 예로 제1역류 방지 부재(254)는 배출 라인(236)의 길이방향에 수직한 종단면이 역삼각형 모양으로 제공될 수 있다.
제2역류 방지 부재(255)는 배출구(232)에 제공된다. 제2역류 방지 부재(255)는 배출구(232)에서 내측을 향해 경사지게 제공된다. 제2역류 방지 부재(255)는 상부 및 하부가 개방된 형태로 제공된다. 제2역류 방지 부재(255)는 원뿔대 형상으로 제공될 수 있다.
이하에서는 냉각 유로에 흐르는 냉각 유체의 흐름을 설명한다. 도 5는 도 3의 냉각 유로에서 냉각 유체가 흐르는 모습을 개략적으로 보여주는 평면도이다.
이를 참조하면, 외부에서 공급된 냉각 유체는 순차적으로 공급구(231), 공급 라인(234), 제1메인 유로(233a), 제1연결 라인(235a), 제2메인 유로(233b), 제2연결 라인(235b), 제3메인 유로(233c), 제3연결 라인(235c), 제4메인 유로(233d), 제4연결 라인(235d), 제5메인 유로(233e), 제5연결 라인(235e), 제6메인 유로(233f), 제6연결 라인(235f), 제7메인 유로(233g) 그리고 배출 라인(236)을 순차적으로 흐른다. 이 후 냉각 유체는 배출구(232)를 통과하여 외부로 빠져 나간다.
냉각 유체는 냉각 유로(230)를 통과하면서 상부의 기판(W)과 열교환을 통하여 열전달이 이루어지며, 기판(W)을 냉각한다. 냉각 유로(230)는 기판(W)의 하부면에 균일하게 분포되어 상부의 기판(W)과 열교환을 효과적으로 수행한다. 또한, 기판(W)의 영역별로 균일하게 냉각시킨다.
상술한 예에서는 메인 유로(233)가 7개로 제공되는 예를 들어 설명 하였으나, 메인 유로(233)의 갯수는 이와 상이한 수로 제공 될 수 있다.
상술한 예와는 달리 냉각 유로(230)는 다른 형태로 제공될 수 있다. 도 6과 도 7은 각각 도 4의 냉각 유로의 다른 실시예를 보여주는 평면도이다. 이를 참조하면, 도 6에 냉각 유로(730)는 도 4에 냉각 유로(230)와 대체로 동일하게 제공된다. 다만, 공급 라인(734)은 가장 외측에 제공된 메인 유로(733g)의 유입단(737g)과 연결된다. 배출 라인(836)은 가장 내측에 제공된 메인 유로(733a)의 유출단(738a)과 연결된다.
도 7에 냉각 유로는 도 4에 냉각 유로와 대체로 유사하게 제공된다. 다만. 공급구(831)와 배출구(832)는 바디(810)의 가장자리 영역에 제공된다. 공급 라인(834)은 가장 외측에 제공된 메인 유로(833g)의 유입단(837g)과 연결된다. 배출 라인(836)은 가장 내측에 제공된 메인 유로(833a)의 유출단(837a)과 연결된다.
상술한 본 발명의 실시예에서는 플라즈마 소스로 처리 공간의 외부에서 플라즈마를 발생시켜 처리 공간으로 플라즈마를 공급하는 리모트 플라즈마 소스가 사용되는 것으로 기재하였다. 이와 달리, 처리 공간에서 직접 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스가 사용될 수도 있다.
상술한 본 발명의 실시예에서는 플라즈마를 이용하여 식각 공정을 수행하는 것으로 설명하였으나, 기판 처리 공정은 이에 한정되지 않으며, 플라즈마를 이용하는 다양한 기판 처리 공정, 예컨대 증착 공정, 애싱 공정, 그리고 세정 공정 등에도 적용될수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 기판 처리 장치 100: 공정 챔버
200: 지지 유닛 210: 바디
230: 냉각 유로 231: 공급구
232: 배출구 233: 메인 유로
234: 공급 라인 235: 연결 라인
236: 배출 라인 237: 유입단
238: 유출단 250: 유체관
251: 공급관 253: 배출관
254: 제1역류 방지 부재 255: 제2역류 방지 부재
257: 냉각 유체 저장부 300: 가스 공급 유닛
400: 플라즈마 발생 소스

Claims (12)

  1. 기판이 놓이는 지지 유닛에 있어서,
    상기 지지 유닛은 내부에 냉각 유로를 가지는 바디를 포함하되,
    상기 냉각 유로는,
    외부로부터 냉각 유체를 공급받는 공급구와;
    외부로 상기 냉각 유체를 배출하는 배출구와;
    상기 냉각 유체가 유입되는 유입단과 상기 냉각 유체가 유출되는 유출단을 각각 가지며, 서로 동심을 가지는 복수의 메인 유로와;
    상기 공급구와 상기 메인 유로들 중 가장 내측에 제공된 메인 유로 또는 가장 외측에 제공된 메인 유로 중 어느 하나의 상기 유입단을 연결하는 공급 라인과;
    상기 배출구와 상기 메인 유로들 중 가장 내측에 제공된 상기 메인 유로 또는 가장 외측에 제공된 상기 메인 유로 중 다른 하나의 상기 유출단을 연결하는 배출 라인과; 그리고
    인접하는 상기 메인 유로들 중 어느 하나의 메인 유로의 유출단과 다른 하나의 메인 유로의 유입단을 연결하는 연결 라인을 포함하되,
    상기 배출 라인과 상기 공급 라인 중 어느 하나는 각각의 상기 메인 유로들의 상기 유입단과 상기 유출단의 사이를 지나도록 제공되고,
    상기 공급구와 상기 배출구는 상기 바디의 중앙 영역에 형성되며,
    가장 내측에 위치하는 상기 메인 유로는 상기 공급구와 상기 배출구를 감싸도록 제공되며,
    상기 공급 라인은 상기 공급구와 상기 메인 유로들 중 가장 내측에 제공된 상기 메인 유로의 상기 유입단을 연결하고,
    상기 배출 라인은 상기 배출구와 상기 메인 유로들 중 가장 외측에 제공된 상기 메인 유로의 상기 유출단을 연결하며,
    상기 배출 라인은 각각의 상기 메인 유로들의 상기 유입단과 상기 유출단의 사이를 지나도록 제공되는 지지 유닛.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배출 라인은 상기 바디의 반경 방향으로 제공되는 지지 유닛.
  4. 제3항에 있어서,
    인접하는 상기 메인 유로들 중에서 어느 하나의 상기 메인 유로의 상기 유입단과 다른 하나의 상기 메인 유로의 상기 유출단은 상기 배출 라인을 기준으로 동일 측에 위치하는 지지 유닛.
  5. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 상기 메인 유로들은 원형으로 형성되는 지지 유닛.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배출 라인에는 상기 냉각 유체의 역류를 방지하는 제1역류 방지 부재가 제공되는 지지 유닛.
  7. 제6항에 있어서.
    상기 제1역류 방지 부재는 상기 배출 라인의 상벽에서 하부로 돌출되고, 상기 배출 라인의 하벽으로부터 이격되며, 하부로 갈수록 횡단면이 좁아지는 형상으로 제공되는 지지 유닛.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 배출구에는 상기 냉각 유체의 역류를 방지하는 제2역류 방지 부재가 제공되며,
    상기 제2역류 방지 부재는 상기 배출구로부터 내측을 향해 경사지게 제공되는 지지 유닛.
  9. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리공간을 가지는 공정 챔버와;
    상기 처리공간 내에 위치하며 기판이 놓이고 내부에 냉각 유로를 가지는 바디를 포함하는 지지 유닛과;
    상기 처리 공간 내에 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 그리고
    상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 소스를 포함하되,
    상기 냉각 유로는,
    외부로부터 냉각 유체를 공급받는 공급구와;
    외부로 상기 냉각 유체를 배출하는 배출구와;
    상기 냉각 유체가 유입되는 유입단과 상기 냉각 유체가 유출되는 유출단을 각각 가지며, 서로 동심을 가지는 복수의 메인 유로와;
    상기 공급구와 상기 메인 유로들 중 가장 내측에 제공된 메인 유로 또는 가장 외측에 제공된 메인 유로 중 어느 하나의 상기 유입단을 연결하는 공급 라인과;
    상기 배출구와 상기 메인 유로들 중 가장 내측에 제공된 상기 메인 유로 또는 가장 외측에 제공된 상기 메인 유로 중 다른 하나의 상기 유출단을 연결하는 배출 라인과 그리고
    인접하는 상기 메인 유로들 중 어느 하나의 메인 유로의 유출단과 다른 하나의 메인 유로의 유입단을 연결하는 연결 라인을 포함하되,
    상기 배출 라인과 상기 공급 라인 중 어느 하나는 각각의 상기 메인 유로들의 상기 유입단과 상기 유출단의 사이를 지나도록 제공되고,
    상기 공급구와 상기 배출구는 상기 바디의 중앙 영역에 형성되며,
    가장 내측에 위치하는 상기 메인 유로는 상기 공급구와 상기 배출구를 감싸도록 제공되며,
    상기 공급 라인은 상기 공급구와 상기 메인 유로들 중 가장 내측에 제공된 상기 메인 유로의 상기 유입단을 연결하고,
    상기 배출 라인은 상기 배출구와 상기 메인 유로들 중 가장 외측에 제공된 상기 메인 유로의 상기 유출단을 연결하며,
    상기 배출 라인은 각각의 상기 메인 유로들의 상기 유입단과 상기 유출단의 사이를 지나도록 제공되는 기판 처리 장치.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 배출 라인은 상기 바디의 반경 방향으로 제공되고,
    인접하는 상기 메인 유로들 중에서 어느 하나의 상기 메인 유로의 상기 유입단과 다른 하나의 상기 메인 유로의 상기 유출단은 상기 배출 라인을 기준으로 동일 측에 위치하는 기판 처리 장치.
  12. 제9항 또는 제11항에 있어서,
    상기 배출 라인에는 상기 냉각 유체의 역류를 방지하는 제1역류 방지 부재가 제공되되, 상기 제1역류 방지 부재는 상기 배출 라인의 상벽에서 하부로 돌출되고, 상기 배출 라인의 하벽으로부터 이격되며, 하부로 갈수록 횡단면이 좁아지는 형상으로 제공되는 기판 처리 장치.
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