KR101754564B1 - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버와; 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과; 상기 처리 공간 내로 처리 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 상기 처리 공간의 상벽으로 제공되고, 내부에 유체가 수용되는 유로가 형성된 유전판과; 상기 유전판의 상부에 배치되는 안테나와; 상기 안테나에 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가 유닛과; 상기 유로에 수용되는 유체의 양을 상기 유전판의 영역별로 독립적으로 조절하는 유량 조절 유닛;을 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라스마를 이용하여 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다.
플라스마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성되며, 이온이나 전자, 라디칼등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말한다. 반도체 소자 제조 공정에서는 플라스마를 사용하여 다양한 공정을 수행한다. 일 예로 식각 공정은 플라스마에 함유된 이온 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치(1)를 나타낸 단면도이다. 도 1을 참조 하면, 마이크로파를 이용하여 플라스마를 생성하는 경우, 마이크로파는 안테나(2)로부터 유전판(3)을 거쳐 공정 챔버 내부로 방사된다. 이 경우, 기판을 균일하게 처리하기 위해서 기판의 전체 영역에 대해 플라스마를 균일하게 생성하는 것이 요구된다. 이를 위해 유전판(3)로부터 방사되는 마이크로파의 전계의 영역별 밀도 조절이 요구된다. 일반적으로, 마이크로파 전계의 영역별 밀도 조절은 안테나(2)의 슬롯의 배치, 형태 또는 유전판(3)의 형태를 변경함으로써 이루어졌으나, 이 경우, 한번 설정된 구성을 변경하기 어려우므로, 이것만으로는 마이크로파 전계의 영역별 밀도 조절이 용이하지 않다.
본 발명은 마이크로파의 영역별 전계 밀도를 조절할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 플라스마를 영역별로 균일하게 생성할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 기판을 균일하게 처리할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시 예에 의하면, 기판을 처리하는 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버와; 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과; 상기 처리 공간 내로 처리 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 상기 처리 공간의 상벽으로 제공되고, 내부에 유체가 수용되는 유로가 형성된 유전판과; 상기 유전판의 상부에 배치되는 안테나와; 상기 안테나에 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가 유닛과; 상기 유로에 수용되는 유체의 양을 상기 유전판의 영역별로 독립적으로 조절하는 유량 조절 유닛;을 포함한다.
상기 유로는, 상기 유전판의 제 1 영역에 제공되는 제 1 유로; 및 상기 유전판의 상기 제 1 영역과 상이한 제 2 영역에 제공되는 제 2 유로를 포함할 수 있다.
상기 제 1 유로는 복수개가 서로 인접하게 제공된 제 1 레벨 유로를 포함하고, 상기 제 2 유로는 복수개가 서로 인접하게 제공된 제 2 레벨 유로를 포함할 수 있다.
상기 제 1 레벨 유로 및 상기 제 2 레벨 유로는 각각 복수개가 서로 적층되게 제공될 수 있다.
상기 제 1 레벨 유로 및 상기 제 2 레벨 유로는 각각 상부에서 바라볼 때, 복수개가 서로 직경이 상이한 링 형상으로 제공될 수 있다.
상기 제 1 레벨 유로 및 상기 제 2 레벨 유로는 서로 동일한 수로 제공될 수 있다.
상기 제 1 레벨 유로는 단면이 서로 동일한 형상 및 크기로 제공되고, 상기 제 2 레벨 유로는 단면이 서로 동일한 형상 및 크기로 제공될 수 있다.
상기 제 1 레벨 유로 및 상기 제 2 레벨 유로는 단면이 서로 동일한 형상 및 크기로 제공될 수 있다.
상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로는 각각 단일 유로로 제공될 수 있다.
상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로는 단면이 서로 동일한 형상 및 크기로 제공될 수 있다.
상기 유량 조절 유닛은, 상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로로 액체를 공급하는 액체 공급 부재;와 상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로로 가스를 공급하는 가스 공급 부재;와 상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로에 상기 액체를 각각 독립적으로 공급하도록 상기 액체 공급 부재를 제어하고, 상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로에 상기 가스를 각각 독립적으로 공급하도록 상기 가스 공급 부재를 제어하는 제어기;를 포함할 수 있다.
상기 유량 조절 유닛은, 상기 제 1 유로로 공급되는 상기 액체의 온도 및 상기 제 2 유로로 공급되는 상기 액체의 온도를 각각 조절하는 온도 조절 부재;를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로에는 상기 액체를 배출하는 액체 배출 라인 및 상기 가스를 배출하는 가스 배출 라인이 연결되고, 상기 제어기는 상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로의 액체의 배출 및 가스의 배출을 유로 별로 각각 조절할 수 있다.
상기 가스는 공기로 제공되고, 상기 액체는 물로 제공될 수 있다.
상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역보다 상기 유전판의 중심에서 멀게 제공될 수 있다.
상기 유량 조절 유닛은, 각각의 상기 제 1 레벨 유로에 대한 상기 유체의 공급 여부를 서로 독립적으로 조절하고, 각각의 상기 제 2 레벨 유로에 대한 상기 유체의 공급 여부를 서로 독립적으로 조절할 수 있다.
상기 유량 조절 유닛은, 상기 제 1 레벨 유로 및 상기 제 2 레벨 유로로 액체를 공급하는 액체 공급 부재;와 상기 제 1 레벨 유로 및 상기 제 2 레벨 유로로 가스를 공급하는 가스 공급 부재;와 각각의 상기 제 1 레벨 유로 및 각각의 상기 제 2 레벨 유로에 상기 액체를 독립적으로 공급하도록 상기 액체 공급 부재를 제어하고, 각각의 상기 제 1 레벨 유로 및 각각의 상기 제 2 레벨 유로에 상기 가스를 독립적으로 공급하도록 상기 가스 공급 부재를 제어하는 제어기;를 포함할 수 있다.
상기 유량 조절 유닛은, 상기 제 1 레벨 유로로 공급되는 상기 액체의 온도 및 상기 제 2 레벨 유로로 공급되는 상기 액체의 온도를 레벨 유로 별로 독립적으로 조절하는 온도 조절 부재를 더 포함할 수 있다.
각각의 상기 제 1 레벨 유로 및 각각의 상기 제 2 레벨 유로에는 상기 액체를 배출하는 액체 배출 라인 및 상기 가스를 배출하는 가스 배출 라인이 연결되고, 상기 제어기는 각각의 상기 제 1 레벨 유로 및 각각의 상기 제 2 레벨 유로의 액체의 배출 및 가스의 배출을 독립적으로 조절할 수 있다.
상기 액체는 각각의 상기 제 1 레벨 유로 및 각각의 상기 제 2 레벨 유로에 서로 상이한 종류로 공급될 수 있다.
상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로는 상부에서 바라볼 때, 링 형상으로 제공될 수 있다.
또한, 본 발명은 기판 처리 방법을 제공한다. 일 실시 예에 의하면, 안테나를 통해 공정 챔버 내로 마이크로파를 인가하여 생성된 플라스마를 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 방법은, 상기 안테나의 하부에 제공된 유전판의 내부에 형성된 유로에 수용되는 유체의 양을 상기 유전판의 영역별로 상이하게 조절하는 유량 조절 단계 및 이 후, 기판을 처리하는 기판 처리 단계를 포함한다.
상기 유로는, 상기 유전판의 제 1 영역에 제공되는 제 1 유로; 및 상기 제 1 영역보다 상기 유전판의 중심에서 멀게 제공된 제 2 영역에 제공되는 제 2 유로;를 포함할 수 있다.
상기 제 1 유로는 복수개가 서로 인접하게 제공된 제 1 레벨 유로를 포함하고, 상기 제 2 유로는 복수개가 서로 인접하게 제공된 제 2 레벨 유로를 포함하되, 상기 유량 조절 단계에서는 상기 제 1 레벨 유로들 중 유체가 수용된 레벨 유로의 수와 상기 제 2 레벨 유로들 중 유체가 수용된 레벨 유로의 수가 서로 상이하게 조절될 수 있다.
상기 제 1 레벨 유로 및 상기 제 2 레벨 유로는 각각 복수개가 서로 적층되게 제공될 수 있다.
상기 제 1 레벨 유로 및 상기 제 2 레벨 유로는 서로 대응되는 높이로 제공되고, 상기 유량 조절 단계에서는 상기 제 1 레벨 유로 중 유체가 수용된 유로와 상기 제 2 레벨 유로 중 유체가 수용된 유로는 서로 상이한 높이로 조절될 수 있다.
상기 제 1 레벨 유로 및 상기 제 2 레벨 유로는 각각 상부에서 바라볼 때, 복수개가 서로 직경이 상이한 링 형상으로 제공될 수 있다.
상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로는 각각 단일 유로로 제공되고, 상기 유량 조절 단계에서는 상기 제 1 유로에 수용된 유체의 양과 상기 제 2 유로에 수용된 유체의 양이 서로 상이하게 조절될 수 있다.
상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로는 단면이 서로 동일한 형상 및 크기로 제공될 수 있다.
상기 유량 조절 단계에서는 상기 유체의 양이 조절되면서, 상기 제 1 유로에 수용된 유체와 상기 제 2 유로에 수용된 유체의 온도가 서로 상이하게 조절될 수 있다.
상기 유량 조절 단계에서는 상기 유체의 양이 조절되면서, 각각의 상기 제 1 레벨 유로에 수용된 유체의 온도가 서로 상이하게 조절되고, 각각의 상기 제 2 레벨 유로에 수용된 유체의 온도가 서로 상이하게 조절될 수 있다.
상기 유량 조절 단계에서는 상기 유체의 양이 조절되면서, 각각의 상기 제 1 레벨 유로에 수용되는 유체의 종류가 서로 상이하게 공급되고, 각각의 상기 제 2 레벨 유로에 수용되는 유체의 종류가 서로 상이하게 공급될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치 및 방법은 마이크로파의 영역별 전계 밀도를 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 장치 및 방법은 플라스마를 영역별로 균일하게 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 장치 및 방법은 기판을 균일하게 처리할 수 있다.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2의 안테나의 저면을 나타낸 저면도이다.
도 4는 도 2의 유전판을 상부에서 바라본 단면을 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 2의 유전판을 정면에서 바라본 단면을 나타낸 단면도이다.
도 6 내지 도 8은 도 2의 다른 실시 예들에 따른 유전판을 나타낸 단면도들이다.
도 9 는 도 2의 또 다른 실시 예에 따른 유전판을 나타낸 단면도이다.
도 10 내지 도 15는 도 9의 다른 실시 예들에 따른 유전판을 나타낸 도면들이다.
도 16 내지 도 19는 도 9의 다른 실시 예들에 따른 유로를 나타낸 도면들이다.
도 20은 도 2의 유량 조절 유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 21은 제 1 레벨 유로 및 제 2 레벨 유로에 적용된 유량 조절 유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다.
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 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(10)를 보여주는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 기판(W)에 대하여 플라스마 공정 처리를 수행한다. 기판 처리 장치(10)는 공정 챔버(100), 기판 지지 유닛(200), 가스 공급 유닛(300), 마이크로파 인가 유닛(400), 안테나(500), 지파판(600), 유전판(700) 그리고 유량 조절 유닛(900)을 포함한다.
공정 챔버(100)는 내부에 처리 공간(101)이 형성되며, 처리 공간(101)은 기판(W)처리 공정이 수행되는 공간으로 제공된다. 공정 챔버(100)는 바디(110)와 커버(120)를 포함한다. 바디(110)는 상면이 개방되며 내부에 공간이 형성된다. 커버(120)는 바디(110)의 상단에 놓이며, 바디(110)의 개방된 상면을 밀폐한다. 커버(120)는 상부 공간이 하부 공간보다 더 큰 반경을 갖도록 하단부 내측이 단차진다.
공정 챔버(100)의 일 측벽에는 개구(미도시)가 형성될 수 있다. 개구는 기판(W)이 공정 챔버(100) 내부로 출입할 수 있는 통로로 제공된다. 개구는 도어(미도시)에 의해 개폐된다.
공정 챔버(100)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성된다. 배기홀(102)은 배기 라인(131)과 연결된다. 배리 라인(131)을 통한 배기로, 공정 챔버(100)의 내부는 상압보다 낮은 압력으로 유지될 수 있다. 그리고, 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 공정 챔버(100) 내부에 머무르는 가스는 배기 라인(131)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
기판 지지 유닛(200)은 처리 공간(101) 내에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(200)은 지지 플레이트(210), 리프트 핀(미도시), 히터(220)와 지지축(230)을 포함한다.
지지 플레이트(210)는 소정 두께를 가지며, 기판(W) 보다 큰 반경을 갖는 원판으로 제공된다. 지지 플레이트(210)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 실시 예에 의하면, 지지 플레이트(210)에는 기판(W)을 고정하는 구성이 제공되지 않으며, 기판(W)은 지지 플레이트(210)의 상면에 놓인 상태로 공정에 제공된다. 이와 달리, 지지 플레이트(210)는 정전기력을 이용하여 기판(W)을 고정시키는 정전 척으로 제공되거나, 기계적 클램핑 방식으로 기판(W)을 고정시키는 척으로 제공될 수 있다.
리프트 핀은 복수 개 제공되며, 지지 플레이트(210)에 형성된 핀 홀(미도시)들 각각에 위치한다. 리프트 핀들은 핀 홀들을 따라 상하방향으로 이동하며, 기판(W)을 지지 플레이트(210)에 로딩하거나 지지 플레이트(210)에 놓인 기판(W)을 언로딩한다.
히터(220)는 지지 플레이트(210)의 내부에 제공된다. 히터(220)는 나선 형상의 코일로 제공되며, 균일한 간격으로 지지 플레이트(210) 내부에 매설될 수 있다. 히터(220)는 외부 전원(미도시)과 연결되며, 외부 전원에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 지지 플레이트(210)를 거쳐 기판(W)으로 전달되며, 기판(W)을 소정 온도로 가열한다.
지지축(230)은 지지 플레이트(210)의 하부에 위치하며, 지지 플레이트(210)를 지지한다.
가스 공급 유닛(300)은 공정 챔버(100)의 처리 공간(101) 내로 처리 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(300)는 공정 챔버(100)의 측벽에 형성된 가스 공급홀(105)을 통해 공정 챔버(100) 내부로 처리 가스를 공급할 수 있다.
마이크로파 인가 유닛(400)은 안테나(500)로 마이크로파를 인가한다. 마이크로파 인가 유닛(400)은 마이크로파 발생기(410), 제1도파관(420), 제2도파관(430), 위상 변환기(440), 그리고 매칭 네트워크(450)를 포함한다.
마이크로파 발생기(410)는 마이크로파를 발생시킨다.
제1도파관(420)은 마이크로파 발생기(410)와 연결되며, 내부에 통로가 형성된다. 마이크로파 발생기(410)에서 발생된 마이크로파는 제1도파관(420)을 따라 위상 변환기(440) 측으로 전달된다.
제2도파관(430)은 외부 도체(432) 및 내부 도체(434)를 포함한다.
외부 도체(432)는 제 1 도파관(420)의 끝단에서 수직한 방향으로 아래로 연장되며, 내부에 통로가 형성된다. 외부 도체(432)의 상단은 제 1 도파관(420)의 하단에 연결되고, 외부 도체(432)의 하단은 커버(120)의 상단에 연결된다.
내부 도체(434)는 외부 도체(432) 내에 위치한다. 내부 도체(434)는 원기둥 형상의 로드(rod)로 제공되며, 그 길이방향이 상하방향과 나란하게 배치된다. 내부 도체(434)의 상단은 위상 변환기(440)의 하단부에 삽입 고정된다. 내부 도체(434)는 아래 방향으로 연장되어 그 하단이 공정 챔버(100)의 내부에 위치한다. 내부 도체(434)의 하단은 안테나(500)의 중심에 고정 결합된다. 내부 도체(434)는 안테나(500)의 상면에 수직하게 배치된다. 내부 도체(434)는 구리 재질의 로드에 제1도금막과 제2도금막이 순차적으로 코팅되어 제공될 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 제1도금막은 니켈(Ni) 재질이고, 제2도금막은 금(Au) 재질로 제공될 수 있다. 마이크로파는 주로 제1도금막을 통해 안테나(500)로 전파된다.
위상 변환기(440)에서 위상이 변환된 마이크로파는 제2도파관(430)를 따라 안테나(500) 측으로 전달된다.
위상 변환기(440)는 제1도파관(420)과 제2도파관(430)이 접속되는 지점에 제공되며, 마이크로파의 위상을 변화시킨다. 위상 변환기(440)는 아래가 뾰족한 콘 형상으로 제공될 수 있다. 위상 변환기(440)는 제1도파관(420)으로부터 전달된 마이크로파를 모드가 변환된 상태로 제2도파관(430)에 전파한다. 위상 변환기(440)는 마이크로파를 TE 모드에서 TEM 모드로 변환시킬 수 있다.
매칭 네트워크(450)는 제1도파관(420)에 제공된다. 매칭 네트워크(450)는 제1도파관(420)을 통해 전파되는 마이크로파를 소정 주파수로 매칭시킨다.
도 3은 안테나(500)의 저면을 나타내는 도면이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 안테나(500)는 유전판(700)의 상부에 배치된다. 안테나(500)는 플레이트 형상으로 제공된다. 일 예로, 안테나(500)는 두께가 얇은 원판으로 제공될 수 있다. 안테나(500)는 지지 플레이트(210)에 대향되도록 기판 지지 유닛(200)의 상부에 배치된다. 안테나(500)에는 복수의 슬롯(501)들이 형성된다. 슬롯(501)들은 '×'자 형상으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 슬롯들의 형상 및 배치는 다양하게 변경될 수 있다. 슬롯(501)들은 복수개가 서로 조합되어 복수개의 링 형상으로 배치된다. 이하, 슬롯(501)들이 형성된 안테나(500) 영역을 제1영역(A1, A2, A3)이라 하고, 슬롯(501)들이 형성되지 않은 안테나(500) 영역을 제2영역(B1, B2, B3)이라 한다. 제1영역(A1, A2, A3)과 제2영역(B1, B2, B3)은 각각 링 형상을 가진다. 제1영역(A1, A2, A3)은 복수개 제공되며, 서로 상이한 반경을 갖는다. 제1영역(A1, A2, A3)들은 동일한 중심을 가지며, 안테나(500)의 반경 방향으로 서로 이격되어 배치 된다. 제2영역(B1, B2, B3)은 복수개 제공되며, 서로 상이한 반경을 갖는다. 제2영역(B1, B2, B3)들은 동일한 중심을 가지며, 안테나(500)의 반경 방향으로 서로 이격되어 배치된다. 제1영역(A1, A2, A3)은 인접한 제2영역(B1, B2, B3)들 사이에 각각 위치한다. 안테나(500)의 중심부에는 홀(502)이 형성된다. 내부 도체(434)는 그 하단이 홀(502)를 관통하여 안테나(500)와 결합된다. 마이크로파는 슬롯(501)들을 투과하여 유전판(700)으로 전달된다.
다시 도 1을 참조하면, 지파판(600)은 안테나(500)의 상부에 위치하며, 소정 두께를 갖는 원판으로 제공된다. 지파판(600)은 커버(120)의 내측에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 내부 도체(434)를 통해 수직 방향으로 전파된 마이크로파는 지파판(600)의 반경 방향으로 전파된다. 지파판(600)에 전파된 마이크로파는 파장이 압축되며, 공진된다. 또한 유전판(700)으로부터 반사된 마이크로파를 재반사하여 유전판(700)으로 돌려보낸다.
다시 도 2를 참고하면, 유전판(700)은 처리 공간(101)의 상벽으로 제공된다. 예를 들면, 유전판(700)은 안테나(500)의 하부에 위치하며, 소정 두께를 갖는 원판으로 제공된다. 유전판(700)의 저면은 내측으로 만입된 오목면으로 제공된다. 유전판(700)은 저면이 커버(120)의 하단과 동일 높이에 위치할 수 있다. 유전판(700)의 측부는 상단이 하단보다 큰 반경을 갖도록 단차진다. 유전판(700)의 상단은 커버(120)의 단차진 하단부에 놓인다. 유전판(700)의 하단은 커버(120)의 하단부보다 작은 반경을 가지며, 커버(120)의 하단부와 소정 간격을 유지한다. 실시 예에 의하면, 지파판(600), 안테나(500) 그리고 유전판(700)은 서로 밀착될 수 있다. 마이크로파는 유전판(700)을 거쳐 공정 챔버(100) 내부로 방사된다. 방사된 마이크로파의 전계에 의하여 공정 챔버(100) 내에 공급된 처리가스는 플라스마 상태로 여기된다. 유전판(700)은 유전체 재질로 제공된다.
도 4는 도 2의 유전판을 상부에서 바라본 단면을 나타낸 단면도이다. 도 5는 도 2의 유전판을 정면에서 바라본 단면을 나타낸 단면도이다. 도 4 및 도 5를 참고하면, 유전판(700)은 내부에 유체가 수용되는 유로(800)가 형성된다. 유로(800)는 유량 조절 유닛(900)에 의해 유전판(700)의 영역별로 유로(800) 내에서 유로에 수용된 유체의 깊이를 독립적으로 조절 가능하도록 제공된다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(10)를 사용하여 안테나(500)를 통해 공정 챔버(100)의 처리 공간(101) 내로 마이크로파를 인가하여 생성된 플라스마를 이용하여 기판을 처리하는 경우, 유로(800)에 수용된 유체의 깊이를 유전판(700)의 영역별로 상이하게 조절한 상태에서 기판(W)을 처리하는 공정을 수행할 수 있다. 유로(800)에 수용된 유체는 유전판(700)의 유전율과 상이한 유전율을 가지는 유체로 제공된다. 유로(800)에 수용된 유체는 유전판(700)의 유전율보다 높은 유전율을 가지는 액체로 제공될 수 있다. 예를 들면, 유체는 물(H2O)로 제공될 수 있다. 이와 달리, 유체는 시뮬레이션 또는 시험 가동에 의해 적절한 유전율 분포를 위해 선택적으로 다양한 종류의 액체로 제공될 수 있다. 이하, 유체는 유전판(700)의 유전율보다 높은 유전율을 가지는 액체로 제공된 경우를 가정하여 설명한다.
일 실시 예에 따르면, 유로(800)는 제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820)를 포함한다. 제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820)는 상부에서 바라볼 때 링 형상으로 제공될 수 있다. 제 1 유로(810)는 유전판(700)의 제 1 영역에 제공된다. 제 2 유로(820)는 유전판(700)의 제 1 영역과 상이한 제 2 영역에 제공된다. 예를 들면, 제 2 영역은 제 1 영역보다 유전판(700)의 중심에서 멀게 제공된 영역일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820)는 각각 단일 유로로 제공될 수 있다. 이 경우, 제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820)는 단면이 서로 동일한 형상 및 크기로 제공될 수 있다. 예를 들면, 제 1 유로(810)의 깊이 및 제 2 유로(820)의 깊이는 서로 동일하게 제공될 수 있다. 또한, 제 1 유로(810)의 너비 및 제 2 유로(820)의 너비는 서로 동일하게 제공될 수 있다. 유량 조절 유닛(900)에 의해 제 1 유로(810)에 수용된 유체의 깊이 및 제 2 유로(820)에 수용된 유체의 깊이는 서로 상이하게 제공될 수 있다. 예를 들면, 제 1 유로(810)에 수용된 유체의 깊이는 제 2 유로(820)에 수용된 유체의 깊이보다 얕게 조절될 수 있다. 이와 달리, 제 1 유로(810)에 수용된 유체의 깊이는 제 2 유로(820)에 수용된 유체의 깊이보다 깊게 또는 동일한 깊이로 조절될 수 있다. 또한, 제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820) 중 어느 하나에는 유체가 수용되고, 다른 하나에는 유체가 수용되지 않도록 조절될 수 있다.
도 5의 경우와 달리, 유로(800)는 다양한 형상 및 배치로 제공될 수 있다. 도 6 내지 도 8은 도 2의 다른 실시 예들에 따른 유전판(1700, 2700, 3700)을 나타낸 단면도들이다.
도 6을 참고하면, 유전판(1700)은 내부에 유체가 수용되는 유로(1800)가 형성된다. 유로(1800)는 제 1 유로(1810) 및 제 2 유로(1820)를 포함한다. 제 1 유로(1810)의 너비는 제 2 유로(1820)의 너비보다 넓게 제공될 수 있다. 이와 달리, 제 1 유로(1810)의 너비는 제 2 유로(1820)의 너비보다 좁게 제공될 수 있다. 그 외, 유전판(1700)의 구성, 기능 및 형상 등은 도 5의 유전판(700)과 유사하다.
도 7을 참고하면, 유전판(2700)은 내부에 유체가 수용되는 유로(2800)가 형성된다. 유로(2800)는 제 1 유로(2810) 및 제 2 유로(2820)를 포함한다. 제 1 유로(2810)의 깊이는 제 2 유로(2820)의 깊이보다 깊게 제공될 수 있다. 이와 달리, 제 1 유로(2810)의 깊이는 제 2 유로(2820)의 깊이보다 얕게 제공될 수 있다. 그 외, 유전판(2700)의 구성, 기능 및 형상 등은 도 5의 유전판(700)과 유사하다.
도 8을 참고하면, 유전판(3700)은 내부에 유체가 수용되는 유로(3800)가 형성된다. 유로(3800)는 제 1 유로(3810) 및 제 2 유로(3820)를 포함한다. 제 1 유로(3810)가 형성된 높이는 제 2 유로(3820)가 형성된 높이보다 높게 제공될 수 있다. 이와 달리 제 1 유로(3810)가 형성된 높이는 제 2 유로(3820)가 형성된 높이보다 낮게 제공될 수 있다. 그 외, 유전판(3700)의 구성, 기능 및 형상 등은 도 5의 유전판(700)과 유사하다.
도 9는 도 2의 또 다른 실시 예에 따른 유전판(4700)을 나타낸 단면도이다. 도 9를 참고하면, 유로(4800)는 제 1 유로(4810) 및 제 2 유로(4820)을 포함한다. 도 5 내지 도 8의 경우와 달리, 제 1 유로(4810)는 복수개가 서로 인접하게 제공된 제 1 레벨 유로(4811)를 포함하고, 제 2 유로(4820)는 복수개가 서로 인접하게 제공된 제 2 레벨 유로(4821)를 포함한다. 예를 들면, 제 1 레벨 유로(4811) 및 제 2 레벨 유로(4821)는 각각 복수개가 서로 적층되게 제공될 수 있다. 이 경우, 제 1 레벨 유로(4811) 및 제 2 레벨 유로(4821)는 서로 대응되는 높이로 제공될 수 있다. 제 1 레벨 유로(4811) 중 유체가 수용된 유로의 일부와 제 2 레벨 유로(4821) 중 유체가 수용된 유로는 서로 상이한 높이로 제공될 수 있다. 제 1 레벨 유로(4811) 중 유체가 수용된 유로의 다른 일부와 제 2 레벨 유로(4821) 중 유체가 수용된 유로는 동일한 높이로 제공될 수 있다. 제 1 유로(4810)에 수용된 유체의 전체 깊이와 제 2 유로(4820)에 수용된 유체의 전체 깊이는 서로 상이하게 제공될 수 있다. 예를 들면, 제 1 유로(4810)에 수용된 유체의 전체 깊이는 제 2 유로(4820)에 수용된 유체의 전체 깊이보다 깊게 제공될 수 있다. 제 1 레벨 유로(4811)는 단면이 서로 동일한 형상 및 크기로 제공되고, 제 2 레벨 유로(4821)는 단면이 서로 동일한 형상 및 크기로 제공될 수 있다. 즉, 제 1 레벨 유로(4811)는 각각 동일한 깊이로 제공될 수 있다. 제 2 레벨 유로(4821)는 각각 동일한 깊이로 제공될 수 있다. 제 1 레벨 유로(4811) 및 제 2 레벨 유로(4821)는 단면이 서로 동일한 형상 및 크기로 제공될 수 있다. 따라서, 제 1 레벨 유로(4811) 및 제 2 레벨 유로(4821)는 서로 동일한 깊이로 제공될 수 있다. 제 1 레벨 유로(4811) 및 제 2 레벨 유로(4821)는 서로 동일한 수로 제공될 수 있다. 제 1 레벨 유로(4811)들 중 유체에 수용된 레벨 유로의 수와 제 2 레벨 유로(4821)들 중 유체가 수용된 레벨 유로의 수는 서로 상이하게 제공될 수 있다. 각각의 제 1 레벨 유로(4811)의 유체의 양 및 각각의 제 2 레벨 유로(4821)의 유체의 양은 유량 조절 유닛(900)에 의해 서로 독립적으로 제어되도록 제공된다. 각 레벨 유로에 제공되는 유체는 액체로 제공될 수 있다. 액체는 각 제 1 레벨 유로(4811) 및 각 제 2 레벨 유로(4821) 별로 서로 상이한 종류로 공급될 수 있다.
도 10 내지 도 15는 도 9의 다른 실시 예들에 따른 유전판(5700, 6700, 7700, 8700, 9700, 10700)을 나타낸 도면들이다. 도 10 내지 도 15를 참고하면, 유전판에 형성되는 유로는 도 9의 경우와 달리 다양한 형상으로 제공될 수 있다.
도 10을 참고하면, 유전판(5700)에는 유로(5800)가 형성된다. 유로(5800)는 제 1 유로(5810) 및 제 2 유로(5820)를 포함한다. 제 1 유로(5810)는 복수개가 서로 적층되게 제공된 제 1 레벨 유로(5811)를 포함하고, 제 2 유로(5820)는 복수개가 서로 적층되게 제공된 제 2 레벨 유로(5821)를 포함한다. 도 11의 경우, 도 9의 경우와 달리, 제 1 레벨 유로(5811) 중 유체가 수용된 유로의 전부와 제 2 레벨 유로(5821) 중 유체가 수용된 유로의 전부는 서로 동일한 높이 또는 서로 상이한 높이로 제공될 수 있다. 예를 들면, 제 1 레벨 유로(5811) 중 유체가 수용된 유로의 전부와 제 2 레벨 유로(5821) 중 유체가 수용된 유로의 전부는 서로 상이한 높이로 제공될 수 있다.
도 11을 참고하면, 유전판(6700)에는 유로(6800)가 형성된다. 유로(6800)는 제 1 유로(6810) 및 제 2 유로(6820)를 포함한다. 제 1 유로(6810)는 복수개가 서로 적층되게 제공된 제 1 레벨 유로(6811)를 포함하고, 제 2 유로(6820)는 복수개가 서로 적층되게 제공된 제 2 레벨 유로(6821)를 포함한다. 도 12의 경우, 도 9의 경우와 달리, 제 1 유로(6810)에 수용된 유체의 전체 깊이와 제 2 유로(6820)에 수용된 유체의 전체 깊이는 서로 동일하게 제공될 수 있다. 제 1 레벨 유로(6811)들 중 유체가 수용된 레벨 유로의 수와 제 2 레벨 유로(6821)들 중 유체가 수용된 레벨 유로의 수는 서로 동일하게 제공될 수 있다. 이와 달리, 제 1 레벨 유로(6811) 중 유체가 수용된 유로 전부와 제 2 레벨 유로(6821) 중 유체가 수용된 유로 전부는 서로 대응되고, 서로 동일한 높이로 제공될 수 있다.
도 12를 참고하면, 유전판(7700)에는 유로(7800)가 형성된다. 유로(7800)는 제 1 유로(7810) 및 제 2 유로(7820)를 포함한다. 제 1 유로(7810)는 복수개가 서로 적층되게 제공된 제 1 레벨 유로(7811)를 포함하고, 제 2 유로(7820)는 복수개가 서로 적층되게 제공된 제 2 레벨 유로(7821)를 포함한다. 도 12의 경우, 도 9의 경우와 달리, 서로 대응되는 제 1 레벨 유로(7811) 및 제 2 레벨 유로(7821)의 높이는 서로 상이하게 제공될 수 있다.
도 13을 참고하면, 유전판(8700)에는 유로(8800)가 형성된다. 유로(8800)는 제 1 유로(8810) 및 제 2 유로(8820)를 포함한다. 제 1 유로(8810)는 복수개가 서로 적층되게 제공된 제 1 레벨 유로(8811)를 포함하고, 제 2 유로(8820)는 복수개가 서로 적층되게 제공된 제 2 레벨 유로(8821)를 포함한다. 도 13의 경우, 도 9의 경우와 달리, 제 1 레벨 유로(8811)중 일부는 각각 서로 상이한 깊이로 제공되고, 제 2 레벨 유로(8821) 중 일부는 각각 서로 상이한 깊이로 제공될 수 있다. 예를 들면, 제 1 레벨 유로(8811) 및 제 2 레벨 유로(8821)는 아래로 갈수록 순차적으로 유로의 깊이가 깊어지도록 제공될 수 있다. 이와 달리, 제 1 레벨 유로(8811) 및 제 2 레벨 유로(8821)는 위로 갈수록 순차적으로 유로의 깊이가 깊어지도록 제공될 수 있다.
도 14를 참고하면, 유전판(9700)에는 유로(9800)가 형성된다. 유로(9800)는 제 1 유로(9810) 및 제 2 유로(9820)를 포함한다. 도 14의 경우, 도 9의 경우와 달리, 제 1 유로(9810) 및 제 2 유로(9820) 중 어느 하나는 단일 유로로 제공되고 다른 하나는 복수개가 적층된 레벨 유로를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 1 유로(9810)는 복수개가 서로 적층되게 제공된 제 1 레벨 유로(9811)를 포함하고, 제 2 유로(9820)는 단일 유로로 제공된다.
도 15를 참고하면, 유전판(10700)에는 유로(10800)가 형성된다. 유로(10800)는 제 1 유로(10810) 및 제 2 유로(10820)를 포함한다. 제 1 유로(10810)는 복수개가 서로 적층되게 제공된 제 1 레벨 유로(10811)를 포함하고, 제 2 유로(10820)는 복수개가 서로 적층되게 제공된 제 2 레벨 유로(10821)를 포함한다. 도 15의 경우, 도 9의 경우와 달리, 제 1 레벨 유로(10811) 및 제 2 레벨 유로(10821)는 서로 상이한 깊이로 제공될 수 있다. 제 1 레벨 유로(10811) 및 제 2 레벨 유로(10821)는 서로 상이한 수로 제공될 수 있다.
도 9 내지 도 15의 경우, 제 1 유로는 단면이 직사각형 형상의 복수개의 제 1 레벨 유로가 적층되고, 제 2 유로는 단면이 직사각형 형상의 복수개의 제 2 레벨 유로가 적층되게 제공되거나 단일 유로로 제공되었다.
도 16 내지 도 19는 도 9의 다른 실시 예들에 따른 제 1 유로(11810, 12810, 13810, 14810)를 나타낸 도면들이다.
도 16을 참고하면, 도 9 내지 도 15의 경우와 달리, 제 1 레벨 유로(11811)는 상부에서 바라볼 때, 복수개가 서로 직경이 상이한 링 형상으로 제공될 수 있다. 제 2 레벨 유로 또한, 제 1 레벨 유로(11811)와 동일한 형상으로 제공될 수 있다. 이 경우, 도 9 내지 도 15의 레벨 유로들에 비해 유전판의 영역을 보다 정밀하게 나누어 유체의 양을 조절하여 유전판의 영역별 유전율을 보다 정밀하게 조절할 수 있다. 그 외 기판 처리 장치의 구성, 구조 및 기능 등은 도 9 내지 도 15의 기판 처리 장치와 유사하다.
도 17 내지 도 19를 참고하면, 제 1 레벨 유로(12811, 13811, 14811)의 단면은 직사각형이 아닌 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 제 1 레벨 유로는 단면이 삼각형(12811), 타원형(13811, 14811) 등으로 제공될 수 있다. 제 2 레벨 유로 또한, 제 1 레벨 유로(12811, 13811, 14811)와 동일한 형상으로 제공될 수 있다. 그 외 기판 처리 장치의 구성, 구조 및 기능 등은 도 9 내지 도 15의 기판 처리 장치와 유사하다.
상술한 도면들에 도시된 실시 예들 외에 유로는 시뮬레이션 또는 시험 가동 결과에 따라 기판을 균일하게 처리할 수 있는 최적의 형상, 배치, 유체의 높이 및 유체의 공급 여부로 제공될 수 있다. 예를 들면, 유로는 유전판(700)의 중앙 영역, 가장자리 영역 및 중앙 영역과 가장자리 영역에 위치된 사이 영역에 각각 제공될 수 있다. 또한, 유로는 링 형상 이외의 형상으로 제공될 수 있다.
도 20은 도 2의 유량 조절 유닛(900)을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2 및 도 20을 참고하면, 유량 조절 유닛(900)은 유로(800)에 수용되는 유체의 양을 유전판(700)의 영역별로 독립적으로 조절한다. 일 실시 예에 따르면, 유량 조절 유닛(900)은 제 1 유로(810)에 제공된 유체의 양 및 제 2 유로(820)에 제공된 유체의 양을 각각 독립적으로 조절한다. 예를 들면, 유량 조절 유닛(900)은 제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820)에 수용된 액체의 양을 조절함으로써, 유전판(700)의 영역별 유전율을 조절한다. 유량 조절 유닛(900)은 가스 공급 부재(910), 액체 공급 부재(920), 온도 조절 부재(930) 및 제어기(940)를 포함한다.
가스 공급 부재(910)는 제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820)로 이물질을 포함하지 않은 가스를 공급한다. 제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820)에는 가스를 배출하는 가스 배출 라인(902)이 연결된다. 가스의 공급 및 배출은 제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820)에 대한 액체의 공급 및 배출이 용이하도록 제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820)의 내부 압력을 조절하기 위해 제공된다. 가스는 공기로 제공될 수 있다. 가스 공급 부재(910)가 제공되어 가스의 공급 및 배출되는 라인이 별도로 제공되는 경우, 외부의 공기가 유로 내외로 연통되는 라인만 제공되는 경우 발생될 수 있는 유로 내로 외부의 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 유로 내에 공급된 액체의 유전율이 유지됨으로써, 보다 정밀한 유전율의 조절이 가능하다. 일 실시 예에 따르면, 가스 공급 부재(910)는 제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820)와 연결된 라인에 각각 제공된 밸브를 포함한다.
액체 공급 부재(920)는 제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820)로 액체를 공급한다. 제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820)에는 액체를 외부로 배출하는 액체 배출 라인(901)이 연결된다. 액체는 상술한 바와 같이 선택적으로 다양한 종류로 제공될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 액체 공급 부재(920)는 제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820)와 연결된 라인에 각각 제공된 밸브를 포함한다. 상술한 바와 같이, 액체는 물 또는 선택적으로 상이한 액체로 제공될 수 있다.
온도 조절 부재(930)는 제 1 유로(810)로 공급되는 액체의 온도 및 제 2 유로(820)로 공급되는 액체의 온도를 각각 조절한다.
제어기(940)는 제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820)에 액체를 각각 독립적으로 공급하도록 액체 공급 부재(920)를 제어한다. 제어기(940)는 제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820)에 가스를 각각 독립적으로 공급하도록 가스 공급 부재(910)를 제어한다. 일 실시 예에 따르면, 제어기(940)는 제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820)에 수용된 액체의 양을 조절하기 위해, 제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820)와 연결된 라인에 제공된 가스 공급 부재(910) 및 액체 공급 부재(920)의 밸브 그리고 제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820)에 연결된 액체 배출 라인(901) 및 가스 배출 라인(902)에 제공된 밸브를 각각 독립적으로 제어한다. 예를 들면, 제 1 유로(810)에 액체의 양을 증가 시켜야 하는 경우, 제어기(940)는 가스 배출 라인(902)에 제공된 밸브 및 액체 공급 부재(920)와 연결된 라인에 제공된 밸브는 열고, 가스 공급 부재(910)과 연결된 라인에 제공된 밸브 및 액체 배출 라인(901)에 제공된 밸브는 닫는다. 이 경우, 제 1 유로(810) 내로 액체가 공급되면서 공기가 배출됨으로써, 제 1 유로(810)내의 액체의 양은 용이하게 증가된다. 제 2 유로(820)의 액체의 양을 조절하는 방법은 제 1 유로(810)에 대한 경우와 동일할 수 있다. 또한, 제어기(940)는 제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820)로 공급되는 액체가 각각 설정된 온도로 공급되도록 온도 조절 부재(930)를 제어한다. 액체는 온도에 따라 유전율이 상이하므로 본 발명의 기판 처리 장치의 일 실시 예는 유로에 수용된 액체의 양 뿐만 아니라 유로에 수용되는 액체의 온도를 조절하여 유전판(700)의 영역별 유전율을 조절할 수 있다.
도 21은 제 1 레벨 유로(4811) 및 제 2 레벨 유로(4821)에 적용된 유량 조절 유닛(900)을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 21을 참고하면, 도 9의 경우와 같이 제 1 유로(4810)는 복수개의 제 1 레벨 유로(4811)를 포함하고, 제 2 유로(4820)는 복수개의 제 2 레벨 유로(4821)를 포함하도록 제공된 경우, 유량 조절 유닛(900)은 각각의 제 1 레벨 유로(4811)에 대한 유체의 공급 여부를 서로 독립적으로 조절하고, 각각의 제 2 레벨 유로(4821)에 대한 유체의 공급 여부를 서로 독립적으로 조절한다.
일 실시 예에 따르면, 이 경우, 가스 공급 부재(910)는 제 1 레벨 유로(4811) 및 제 2 레벨 유로(4821)로 가스를 공급한다. 각각의 제 1 레벨 유로(4811) 및 각각의 제 2 레벨 유로(4821)에는 가스를 배출하는 가스 배출 라인(902)이 연결된다.
액체 공급 부재(920)는 제 1 레벨 유로(4811) 및 각각의 제 2 레벨 유로(4821)로 액체를 공급한다. 각각의 제 1 레벨 유로(4811) 및 각각의 제 2 레벨 유로(4821)에는 액체를 배출하는 액체 배출 라인(901)이 연결된다.
온도 조절 부재(930)는 제 1 레벨 유로(4811)로 공급되는 액체의 온도 및 제 2 레벨 유로로 공급되는 액체의 온도를 각각의 레벨 유로 별로 독립적으로 조절한다.
제어기(940)는 각각의 제 1 레벨 유로(4811) 및 각각의 제 2 레벨 유로(4821)에 액체를 독립적으로 공급하도록 액체 공급 부재(920)를 제어한다. 제어기(940)는 각각의 제 1 레벨 유로(4811) 및 각각의 제 2 레벨 유로(4821)에 가스를 독립적으로 공급하도록 가스 공급 부재(910)를 제어한다. 제어기(940)는 각각의 제 1 레벨 유로(4811) 및 각각의 제 2 유로(820)의 액체의 배출 및 가스의 배출을 독립적으로 조절한다.
그 외, 유량 조절 유닛(900)이 각각의 레벨 유로에 대해 액체의 양을 조절하는 방법은 도 20의 경우와 동일하고, 유량 조절 유닛(900)의 구성, 구조 및 기능 등은 도 20의 유량 조절 유닛(900)과 동일하다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 설명의 편의를 위해 도 2의 기판 처리 장치를 이용하여 설명한다.
다시, 도 2를 참고하면, 기판 처리 방법은 안테나(500)를 통해 공정 챔버(100) 내로 마이크로파를 인가하여 생성된 플라스마를 이용하여 기판을 처리하는 방법이다. 기판 처리 방법은 유량 조절 단계(S10) 및 기판 처리 단계(S20)를 포함한다.
유량 조절 단계(S10)에서는 안테나(500)의 하부에 제공된 유전판(700)의 내부에 형성된 유로(800)에 수용된 유체의 양을 유전판(700)의 영역별로 상이하게 조절한다. 일 실시 예에 따르면, 유로(800)는 제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820)를 포함한다.
제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820)가 단일 유로로 제공된 경우, 유량 조절 단계(S10)에서는 제 1 유로(810)에 수용된 유체의 양과 제 2 유로(820)에 수용된 유체의 양이 서로 상이하게 조절되면서, 제 1 유로(810)에 수용된 유체와 제 2 유로(820)에 수용된 유체의 온도가 서로 상이하게 조절될 수 있다.
일 실시 예에 따른, 단일 유로로 제공된 제 1 유로(810) 및 제 2 유로(820)에 수용된 유체의 양 및 온도를 조절하는 구체적인 방법은 기판 처리 장치에 대해 상술한 바와 같다.
도 2 및 도 9를 참고하면, 일 실시 예에 따르면, 제 1 유로(4810)가 복수개가 서로 인접하게 제공된 제 1 레벨 유로(4811)를 포함하고, 제 2 유로(4820)가 복수개가 서로 인접하게 제공된 제 2 레벨 유로(4821)를 포함하도록 제공된 경우, 유량 조절 단계(S10)에서는 제 1 레벨 유로(4811) 중 유체가 수용된 레벨 유로의 수와 제 2 레벨 유로(4821)들 중 유체가 수용된 레벨 유로의 수가 서로 상이하게 조절될 수 있다. 예를 들면, 제 1 레벨 유로(4811) 및 제 2 레벨 유로(4821)가 서로 대응되는 높이로 제공된 경우, 유량 조절 단계(S10)에서는 제 1 레벨 유로(4811) 중 유체가 수용된 레벨 유로와 제 2 레벨 유로 중 유체가 수용된 레벨 유로는 서로 상이한 높이로 조절된다. 또한, 유량 조절 단계(S10)에서는 유체의 양이 조절되면서, 각각의 제 1 레벨 유로(4811)에 수용된 유체의 온도가 서로 상이하게 조절되고, 각각의 제 2 레벨 유로(4821)에 수용된 유체의 온도가 서로 상이하게 조절될 수 있다. 또한, 유량 조절 단계에서는 유체의 양이 조절되면서, 각각의 제 1 레벨 유로(4811)에 수용되는 유체의 종류가 서로 상이하게 공급되고, 각각의 제 2 레벨 유로(4821)에 수용되는 유체의 종류가 서로 상이하게 공급될 수 있다. 따라서, 유전판(4700)의 영역별 유전율은 레벨 유로 별 유체 공급 여부, 온도 및/또는 유체의 종류에 따라 조절될 수 있다.
일 실시 예에 따른, 복수개의 레벨 유로를 포함한 제 1 유로(4810) 및 제 2 유로(4820)에 수용된 유체의 양 및 온도를 조절하는 구체적인 방법은 기판 처리 장치에 대해 상술한 바와 같다.
이 후, 기판 처리 단계(S20)에서는 기판을 처리한다. 일 실시 예에 따르면, 마이크로파 인가 유닛에 의해 발생된 마이크로파는 안테나(500)에 인가된다. 안테나(500)에 인가된 마이크로파는 유전판(700, 4700)을 통해 처리 공간(101) 내로 인가된다. 처리 공간(101) 내에서는 가스 공급 유닛(300)으로부터 공급된 가스가 마이크로파에 의해 여기되어 플라스마를 생성함으로써, 기판 지지 유닛(200)에 놓인 기판이 처리된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 기판 처리 장치 및 방법 유전판 내에 제공된 유로의 형상, 유로의 유전판의 영역별 배치, 공급된 유체의 깊이, 유체의 공급 여부, 유체의 온도 및/또는 유체의 종류를 다양하게 조절함으로써, 유전판의 영역별 유전율을 조절하여 마이크로파의 영역별 전계 밀도를 조절할 수 있다. 따라서, 플라스마의 영역별로 균일하게 생성하여 기판을 보다 균일하게 처리할 수 있다.
W: 기판 10: 기판 처리 장치
100: 공정 챔버 200: 기판 지지 유닛
300: 가스 공급 유닛 400: 마이크로파 인가 유닛
500: 안테나 600: 지파판
700: 유전판 800: 유로
810: 제 1 유로 811: 제 1 레벨 유로
820: 제 2 유로 821: 제 2 레벨 유로
900: 유량 조절 유닛

Claims (32)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버와;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 처리 공간 내로 처리 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
    상기 처리 공간의 상벽으로 제공되고, 내부에 유체가 수용되는 유로가 형성된 유전판과;
    상기 유전판의 상부에 배치되는 안테나와;
    상기 안테나에 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가 유닛과;
    상기 유로에 수용되는 유체의 양을 상기 유전판의 영역별로 독립적으로 조절함으로써, 상기 유전판의 영역별 유전율을 조절하는 유량 조절 유닛;을 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유로는,
    상기 유전판의 제 1 영역에 제공되는 제 1 유로; 및
    상기 유전판의 상기 제 1 영역과 상이한 제 2 영역에 제공되는 제 2 유로를 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 유로는 복수개가 서로 인접하게 제공된 제 1 레벨 유로를 포함하고,
    상기 제 2 유로는 복수개가 서로 인접하게 제공된 제 2 레벨 유로를 포함하는 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 레벨 유로 및 상기 제 2 레벨 유로는 각각 복수개가 서로 적층되게 제공되는 기판 처리 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 레벨 유로 및 상기 제 2 레벨 유로는 각각 상부에서 바라볼 때, 복수개가 서로 직경이 상이한 링 형상으로 제공되는 기판 처리 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 레벨 유로 및 상기 제 2 레벨 유로는 서로 동일한 수로 제공되는 기판 처리 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 레벨 유로는 단면이 서로 동일한 형상 및 크기로 제공되고,
    상기 제 2 레벨 유로는 단면이 서로 동일한 형상 및 크기로 제공되는 기판 처리 장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 레벨 유로 및 상기 제 2 레벨 유로는 단면이 서로 동일한 형상 및 크기로 제공되는 기판 처리 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로는 각각 단일 유로로 제공된 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로는 단면이 서로 동일한 형상 및 크기로 제공된 기판 처리 장치.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 유량 조절 유닛은,
    상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로로 액체를 공급하는 액체 공급 부재;와
    상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로로 가스를 공급하는 가스 공급 부재;와
    상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로에 상기 액체를 각각 독립적으로 공급하도록 상기 액체 공급 부재를 제어하고, 상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로에 상기 가스를 각각 독립적으로 공급하도록 상기 가스 공급 부재를 제어하는 제어기;를 포함하는 기판 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 유량 조절 유닛은,
    상기 제 1 유로로 공급되는 상기 액체의 온도 및 상기 제 2 유로로 공급되는 상기 액체의 온도를 각각 조절하는 온도 조절 부재;를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로에는 상기 액체를 배출하는 액체 배출 라인 및 상기 가스를 배출하는 가스 배출 라인이 연결되고,
    상기 제어기는 상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로의 액체의 배출 및 가스의 배출을 유로 별로 각각 조절하는 기판 처리 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 가스는 공기로 제공되고, 상기 액체는 물로 제공되는 기판 처리 장치.
  15. 제 2 항 내지 제 10 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역보다 상기 유전판의 중심에서 멀게 제공된 기판 처리 장치.
  16. 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 유량 조절 유닛은,
    각각의 상기 제 1 레벨 유로에 대한 상기 유체의 공급 여부를 서로 독립적으로 조절하고,
    각각의 상기 제 2 레벨 유로에 대한 상기 유체의 공급 여부를 서로 독립적으로 조절하는 기판 처리 장치.
  17. 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 유량 조절 유닛은,
    상기 제 1 레벨 유로 및 상기 제 2 레벨 유로로 액체를 공급하는 액체 공급 부재;와
    상기 제 1 레벨 유로 및 상기 제 2 레벨 유로로 가스를 공급하는 가스 공급 부재;와
    각각의 상기 제 1 레벨 유로 및 각각의 상기 제 2 레벨 유로에 상기 액체를 독립적으로 공급하도록 상기 액체 공급 부재를 제어하고, 각각의 상기 제 1 레벨 유로 및 각각의 상기 제 2 레벨 유로에 상기 가스를 독립적으로 공급하도록 상기 가스 공급 부재를 제어하는 제어기;를 포함하는 기판 처리 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 유량 조절 유닛은,
    상기 제 1 레벨 유로로 공급되는 상기 액체의 온도 및 상기 제 2 레벨 유로로 공급되는 상기 액체의 온도를 레벨 유로 별로 독립적으로 조절하는 온도 조절 부재를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    각각의 상기 제 1 레벨 유로 및 각각의 상기 제 2 레벨 유로에는 상기 액체를 배출하는 액체 배출 라인 및 상기 가스를 배출하는 가스 배출 라인이 연결되고,
    상기 제어기는 각각의 상기 제 1 레벨 유로 및 각각의 상기 제 2 레벨 유로의 액체의 배출 및 가스의 배출을 독립적으로 조절하는 기판 처리 장치.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 액체는 각각의 상기 제 1 레벨 유로 및 각각의 상기 제 2 레벨 유로에 서로 상이한 종류로 공급되는 기판 처리 장치.
  21. 제 2 항 내지 제 10 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로는 상부에서 바라볼 때, 링 형상으로 제공되는 기판 처리 장치.
  22. 안테나를 통해 공정 챔버 내로 마이크로파를 인가하여 생성된 플라스마를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 안테나의 하부에 제공된 유전판의 내부에 형성된 유로에 수용되는 유체의 양을 상기 유전판의 영역별로 상이하게 조절함으로써, 상기 유전판의 영역별 유전율을 조절하는 유량 조절 단계 및
    이 후, 기판을 처리하는 기판 처리 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 유로는,
    상기 유전판의 제 1 영역에 제공되는 제 1 유로; 및
    상기 제 1 영역보다 상기 유전판의 중심에서 멀게 제공된 제 2 영역에 제공되는 제 2 유로;를 포함하는 기판 처리 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 유로는 복수개가 서로 인접하게 제공된 제 1 레벨 유로를 포함하고,
    상기 제 2 유로는 복수개가 서로 인접하게 제공된 제 2 레벨 유로를 포함하되,
    상기 유량 조절 단계에서는 상기 제 1 레벨 유로들 중 유체가 수용된 레벨 유로의 수와 상기 제 2 레벨 유로들 중 유체가 수용된 레벨 유로의 수가 서로 상이하게 조절되는 기판 처리 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 레벨 유로 및 상기 제 2 레벨 유로는 각각 복수개가 서로 적층되게 제공되는 기판 처리 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 제 1 레벨 유로 및 상기 제 2 레벨 유로는 서로 대응되는 높이로 제공되고,
    상기 유량 조절 단계에서는 상기 제 1 레벨 유로 중 유체가 수용된 유로와 상기 제 2 레벨 유로 중 유체가 수용된 유로는 서로 상이한 높이로 조절되는 기판 처리 방법.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 레벨 유로 및 상기 제 2 레벨 유로는 각각 상부에서 바라볼 때, 복수개가 서로 직경이 상이한 링 형상으로 제공되는 기판 처리 방법.
  28. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로는 각각 단일 유로로 제공되고,
    상기 유량 조절 단계에서는 상기 제 1 유로에 수용된 유체의 양과 상기 제 2 유로에 수용된 유체의 양이 서로 상이하게 조절되는 기판 처리 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로는 단면이 서로 동일한 형상 및 크기로 제공된 기판 처리 방법.
  30. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서,
    상기 유량 조절 단계에서는 상기 유체의 양이 조절되면서, 상기 제 1 유로에 수용된 유체와 상기 제 2 유로에 수용된 유체의 온도가 서로 상이하게 조절되는 기판 처리 방법.
  31. 제 24 항 내지 제 28 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 유량 조절 단계에서는 상기 유체의 양이 조절되면서, 각각의 상기 제 1 레벨 유로에 수용된 유체의 온도가 서로 상이하게 조절되고, 각각의 상기 제 2 레벨 유로에 수용된 유체의 온도가 서로 상이하게 조절되는 기판 처리 방법.
  32. 제 24 항 내지 제 28 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 유량 조절 단계에서는 상기 유체의 양이 조절되면서, 각각의 상기 제 1 레벨 유로에 수용되는 유체의 종류가 서로 상이하게 공급되고, 각각의 상기 제 2 레벨 유로에 수용되는 유체의 종류가 서로 상이하게 공급되는 기판 처리 방법.
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