KR101845312B1

KR101845312B1 - Plasma source and substrate treatment apparatus including the same

Info

Publication number: KR101845312B1
Application number: KR1020160159202A
Authority: KR
Inventors: 조정희; 이한샘; 나와즈사드; 김동훈
Original assignee: 피에스케이 주식회사
Priority date: 2016-11-28
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2018-04-05

Abstract

The present invention provides a substrate processing device for processing a substrate which can increase cooling efficiency of a discharge chamber. According to an embodiment of the present invention, the substrate processing device comprises: a processing chamber having the discharge chamber in which a processing space in which the substrate is processed therein and a space in which a gas is converted into plasma are provided; a substrate support unit supporting the substrate in the processing space; a gas supply unit supplying the gas to the processing space; and a plasma source converting the gas supplied by the gas supply unit into the plasma. The plasma source includes: a coil surrounding an outer side surface of the discharge chamber; a power source applying a power to the coil; and a cooling unit cooling the discharge chamber. The cooling unit includes: a coil housing surrounding an outer side of the coil so that the coil is located therein; and a fan installed in the coil housing, and cooling the discharge chamber.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma source,

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 플라스마를 이용하여 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to an apparatus for processing a substrate using plasma.

반도체 소자의 제조를 위해서는 웨이퍼와 같은 반도체 기판 상에 증착, 사진, 식각, 애싱, 세정, 연마 등 다양한 공정이 요구된다. 이들 중 증착, 식각, 그리고 애싱 공정과 같이 많은 공정은 챔버 내에서 플라스마 또는 가스를 이용하여 웨이퍼와 같은 반도체 기판을 처리한다.Various processes such as deposition, photo, etching, ashing, cleaning, and polishing are required on a semiconductor substrate such as a wafer in order to manufacture semiconductor devices. Many of these processes, such as deposition, etching, and ashing processes, process a semiconductor substrate, such as a wafer, using a plasma or gas within the chamber.

도 1은 일반적인 기판 처리 장치(11)를 나타낸 단면도이다. 도 1을 참조하면, 기판을 처리하기 위해 플라스마를 생성하는 플라스마 소스 중 리모트 유도결합 방식의 플라스마 소스(Remote ICP)의 경우, 코일(12)에 의해 감싸지고 내부에 가스가 플라스마로 변환되는 공간이 형성된 방전실(13)은 내부에서 발생되는 고온의 플라스마에 의해 가열되므로, 방전실(13)을 냉각시키는 구성이 요구된다.1 is a cross-sectional view showing a general substrate processing apparatus 11. 1, in the case of a remote inductively coupled plasma source (Remote ICP) of a plasma source for generating a plasma for processing a substrate, a space surrounded by the coil 12 and converted into plasma is converted into a plasma Since the formed discharge chamber 13 is heated by the high-temperature plasma generated therein, it is required to cool the discharge chamber 13.

본 발명은 방전실의 냉각 효율을 높일 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide an apparatus capable of increasing the cooling efficiency of a discharge chamber.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited thereto, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명은 기판을 처리하는 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시 예에 의하면, 기판 처리 장치는, 내부에 기판이 처리되는 처리 공간 및 가스가 플라스마로 변환되는 공간이 제공되는 방전실을 가지는 공정 챔버와; 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과; 상기 처리 공간으로 상기 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 상기 가스 공급 유닛에 의해 공급된 가스를 플라스마로 변환시키는 플라스마 소스를 포함하되, 상기 플라스마 소스는, 상기 방전실의 외측면을 감싸는 코일과; 상기 코일에 전력을 인가하는 전원과; 상기 방전실을 냉각시키는 냉각 유닛을 포함하고, 상기 냉각 유닛은, 내부에 상기 코일이 위치되도록 상기 코일의 외측을 감싸는 코일 하우징과; 상기 코일 하우징에 설치되어 상기 방전실을 냉각하는 팬(Fan)을 포함한다.The present invention provides a substrate processing apparatus for processing a substrate. According to one embodiment, the substrate processing apparatus includes: a processing chamber having a discharge chamber in which a processing space in which a substrate is processed and a space in which gas is converted into plasma are provided; A substrate supporting unit for supporting the substrate in the processing space; A gas supply unit for supplying the gas to the processing space; A plasma source for converting the gas supplied by the gas supply unit into a plasma, the plasma source comprising: a coil surrounding an outer surface of the discharge chamber; A power source for applying electric power to the coil; And a cooling unit for cooling the discharge chamber, wherein the cooling unit comprises: a coil housing for enclosing the outside of the coil so that the coil is positioned inside; And a fan installed in the coil housing to cool the discharge chamber.

상기 팬은, 외부 공기를 상기 코일 하우징 내부로 유입시키는 제 1 팬과; 상기 코일 하우징 내의 공기를 외부로 유출시키는 제 2 팬을 포함할 수 있다.The fan includes a first fan for introducing outside air into the inside of the coil housing; And a second fan for discharging the air in the coil housing to the outside.

상기 제 1 팬 및 상기 제 2 팬은 각각 복수개로 제공될 수 있다.The first fan and the second fan may be provided in plurality, respectively.

상기 코일 하우징은 상부에서 바라볼 때, 서로 조합되어 사각형을 이루는 제 1 측벽, 제 2 측벽, 제 3 측벽 및 제 4 측벽을 포함하되, 상기 제 1 측벽, 상기 제 2 측벽, 상기 제 3 측벽 및 상기 제 4 측벽에는 각각 상기 제 1 팬 및 상기 제 2 팬이 설치될 수 있다.Wherein the coil housing includes a first sidewall, a second sidewall, a third sidewall, and a fourth sidewall, the first sidewall, the second sidewall, the third sidewall, and the third sidewall, And the first fan and the second fan may be respectively installed on the fourth side wall.

상기 제 1 팬 및 상기 제 2 팬은 상기 제 1 측벽, 상기 제 2 측벽, 상기 제 3 측벽 및 상기 제 4 측벽에 서로 동일한 수로 제공될 수 있다.The first fan and the second fan may be provided in the same number on the first sidewall, the second sidewall, the third sidewall, and the fourth sidewall.

상부에서 바라볼 때, 상기 제 1 팬 및 상기 제 2 팬은 상기 제 1 측벽, 상기 제 2 측벽, 상기 제 3 측벽 및 상기 제 4 측벽에 각각 하나씩 제공될 수 있다.The first fan and the second fan may be provided on the first sidewall, the second sidewall, the third sidewall, and the fourth sidewall, respectively, as viewed from above.

상기 제 1 팬 및 상기 제 2 팬은 상부에서 바라볼 때, 상기 코일 하우징의 둘레를 따라 서로 번갈아 설치될 수 있다.The first fan and the second fan may be alternately installed along the circumference of the coil housing when viewed from above.

상기 제 1 팬 및 상기 제 2 팬은 서로 동일한 높이로 제공될 수 있다.The first fan and the second fan may be provided at the same height.

하나의 상기 제 1 팬이 단위 시간당 유입시키는 공기의 양 및 하나의 상기 제 2 팬이 단위 시간당 유출시키는 공기의 양은 동일하게 제공될 수 있다.The amount of air that one of the first fans flows per unit time and the amount of air that flows out of one of the second fans per unit time may be provided equally.

상기 제 1 측벽 내지 상기 제 4 측벽 중 어느 하나의 측벽에 설치된 상기 제 1 팬과 이와 인접한 다른 하나의 측벽에 설치된 상기 제 2 팬은 서로 인접하게 설치될 수 있다.The first fan disposed on one of the first sidewall to the fourth sidewall and the second fan disposed on another sidewall adjacent to the first sidewall may be disposed adjacent to each other.

이와 달리, 상기 제 1 측벽 및 이와 마주보는 상기 제 3 측벽에는 상기 제 1 팬이 설치되고, 상기 제 2 측벽 및 이와 마주보는 상기 제 4 측벽에는 상기 제 2 팬이 설치될 수 있다.Alternatively, the first sidewall and the third sidewall facing the first sidewall may be provided with the first fan, and the second sidewall and the second sidewall facing the second sidewall may be provided with the second fan.

이와 달리, 상기 제 1 측벽 및 이와 마주보는 상기 제 3 측벽에는 상기 제 1 팬이 설치되고, 상기 제 2 측벽 또는 상기 제 4 측벽 중 하나에는 상기 제 2 팬이 설치될 수 있다.Alternatively, the first fan may be installed on the first sidewall and the third sidewall facing the first sidewall, and the second fan may be installed on one of the second sidewall and the fourth sidewall.

이와 달리, 상기 제 1 측벽 및 이와 마주보는 상기 제 3 측벽에는 상기 제 1 팬이 설치되고, 상기 제 2 측벽 및 상기 제 4 측벽에는 상기 팬이 설치되지 않을 수 있다.Alternatively, the first sidewall and the third sidewall facing the first sidewall may be provided with the first fan, and the second sidewall and the fourth sidewall may not include the fan.

또한, 본 발명은 기판이 처리되는 처리 공간에 공급된 가스를 플라스마로 변환시키는 플라스마 소스를 제공한다. 일 실시 예에 의하면, 플라스마 소스는, 내부에 상기 가스가 플라스마로 변환되는 공간이 제공되는 방전실의 외측면을 감싸는 코일과; 상기 코일에 전력을 인가하는 전원과; 상기 방전실을 냉각시키는 냉각 유닛을 포함하되, 상기 냉각 유닛은, 내부에 상기 코일이 위치되도록 상기 코일의 외측을 감싸는 코일 하우징과; 상기 코일 하우징에 설치되어 상기 방전실을 냉각하는 팬(Fan)을 포함한다.The present invention also provides a plasma source for converting a gas supplied to a processing space in which a substrate is processed into a plasma. According to one embodiment, the plasma source includes: a coil for enclosing an outer surface of a discharge chamber in which a space in which the gas is converted into plasma is provided; A power source for applying electric power to the coil; And a cooling unit for cooling the discharge chamber, wherein the cooling unit includes: a coil housing for enclosing the outside of the coil so that the coil is positioned inside; And a fan installed in the coil housing to cool the discharge chamber.

상기 제 1 팬 및 상기 제 2 팬은 상부에서 바라볼 때, 상기 코일 하우징의 둘레를 따라 서로 번갈아 제공될 수 있다.The first fan and the second fan may be alternately provided along the circumference of the coil housing when viewed from above.

본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는 방전실의 냉각 효율을 높일 수 있다.The apparatus according to an embodiment of the present invention can increase the cooling efficiency of the discharge chamber.

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 냉각 유닛을 상부에서 바라본 단면도이다.
도 4 내지 도 6은 다른 실시 예들에 따른 도 1의 냉각 유닛을 상부에서 바라본 단면도이다.
도 7은 도 3 내지 도 6의 냉각 유닛에 의해 냉각된 방전실의 온도를 비교하여 나타낸 그래프이다.1 is a sectional view showing a general substrate processing apparatus.
2 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of the cooling unit of Fig. 2 as viewed from above.
4 to 6 are sectional views of the cooling unit of Fig. 1 as viewed from above, according to other embodiments.
7 is a graph showing the temperature of the discharge chamber cooled by the cooling unit of Figs. 3 to 6 in comparison.

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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 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. This embodiment is provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Thus, the shape of the elements in the figures has been exaggerated to emphasize a clearer description.

본 발명의 실시 예에서 기판(10)은 반도체 웨이퍼일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 기판(10)은 유리 기판 등과 같이 다른 종류의 기판일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the substrate 10 may be a semiconductor wafer. However, the present invention is not limited to this, and the substrate 10 may be another type of substrate such as a glass substrate.

또한, 본 발명의 실시 예에서 기판 처리 장치는 플라스마를 이용하여 애싱, 증착 또는 식각 등의 공정을 수행하는 장치일 수 있다.Also, in the embodiment of the present invention, the substrate processing apparatus may be an apparatus that performs a process such as ashing, deposition, etching, or the like using plasma.

이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(1)에 관하여 설명한다.Hereinafter, a substrate processing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(1)를 나타낸 단면도이다. 도 1을 참고하면, 기판 처리 장치(1)는 공정 챔버(100), 기판 지지 유닛(200), 가스 공급 유닛(300), 플라스마 소스(400) 그리고 배플(500)을 가진다.1 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. 1, the substrate processing apparatus 1 has a process chamber 100, a substrate supporting unit 200, a gas supply unit 300, a plasma source 400, and a baffle 500.

공정 챔버(100)는 내부에 기판이 처리되는 처리 공간을 가진다. 일 실시 예에 따르면, 공정 챔버(100)는 처리실(120)과 플라스마 발생실(140)을 가진다. 처리실(120)은 플라스마에 의해 기판(10)이 처리되는 공간을 제공한다. 플라스마 발생실(140)은 가스로부터 플라스마가 발생되는 공간을 제공한다.The process chamber 100 has a processing space in which a substrate is processed. According to one embodiment, the process chamber 100 has a process chamber 120 and a plasma generation chamber 140. The process chamber 120 provides a space in which the substrate 10 is processed by the plasma. The plasma generating chamber 140 provides a space from which the plasma is generated from the gas.

처리실(120)은 내부에 상부가 개방된 공간을 가진다. 처리실(120)은 대체로 원통 형상으로 제공될 수 있다. 처리실(120)의 측벽에는 기판 유입구(미도시)가 형성된다. 기판(10)은 기판 유입구를 통하여 처리실(120) 내부로 출입힌다. 기판 유입구(미도시)는 도어(미도시)와 같은 개폐 부재에 의해 개폐될 수 있다. 처리실(120)의 바닥면에는 배기 홀(122)이 형성된다. 배기 홀(122)에는 배기 라인(124)이 연결된다. 배기 라인(124)에는 펌프(126)가 설치된다. 펌프(126)는 처리실(120) 내 압력을 공정 압력으로 조절한다. 처리실(120) 내 잔류 가스 및 반응 부산물은 배기 라인(124)을 통해 처리실(120) 외부로 배출된다. The treatment chamber 120 has a space in which an upper portion is opened. The treatment chamber 120 may be provided in a substantially cylindrical shape. A substrate inlet (not shown) is formed in a side wall of the processing chamber 120. The substrate 10 goes into and out of the processing chamber 120 through the substrate inlet. The substrate inlet (not shown) may be opened or closed by an opening / closing member such as a door (not shown). An exhaust hole 122 is formed in the bottom surface of the process chamber 120. An exhaust line 124 is connected to the exhaust hole 122. The exhaust line 124 is provided with a pump 126. The pump 126 regulates the pressure in the processing chamber 120 to the process pressure. Residual gas and reaction by-products in the processing chamber 120 are discharged to the outside of the processing chamber 120 through the exhaust line 124.

플라스마 발생실(140)은 방전실(142)과 확산실(144)을 가진다. 플라스마 발생실(140)은 처리실(120)의 외부에 위치한다. 일 예에 의하면, 플라스마 발생실(140)은 처리실(120)의 상부에 위치되며 처리실(120)에 결합된다. 따라서, 방전실(142)과 확산실(144)은 기판 지지 유닛(200)의 상부에 제공될 수 있다. 방전실(142)과 확산실(144)은 상하 방향으로 순차적으로 제공된다. 방전실(142)은 중공의 원통 형상을 가진다. 상부에서 바라볼 때 방전실(142) 내 공간은 처리실(120) 내 공간 보다 좁게 제공된다. 방전실(142) 내의 공간에서 가스 공급 유닛(300)에 의해 공급된 가스라 플라스마로 변환된다. 확산실(144) 내 공간은 아래로 갈수록 점진적으로 넓어지는 부분을 가진다. 확산실(144)의 하단은 처리실(120)의 상단과 결합되며, 이들 사이에는 외부와의 밀폐를 위해 실링 부재(미도시)가 제공된다. 방전실(142)은 내부 공간에서 발생되는 플라스마의 열에 의해 가열된다. 따라서 방전실(142)은 냉각이 요구된다.The plasma generation chamber (140) has a discharge chamber (142) and a diffusion chamber (144). The plasma generation chamber 140 is located outside the process chamber 120. According to one example, the plasma generating chamber 140 is located at the top of the processing chamber 120 and is coupled to the processing chamber 120. Therefore, the discharge chamber 142 and the diffusion chamber 144 can be provided on the upper portion of the substrate supporting unit 200. The discharge chamber 142 and the diffusion chamber 144 are sequentially provided in the vertical direction. The discharge chamber 142 has a hollow cylindrical shape. The space in the discharge chamber 142 is provided narrower than the space in the processing chamber 120 when viewed from above. The gas supplied by the gas supply unit 300 in the space inside the discharge chamber 142 is converted into plasma. The space in the diffusion chamber 144 has a gradually widening portion as it goes downward. The lower end of the diffusion chamber 144 is engaged with the upper end of the processing chamber 120, and a sealing member (not shown) is provided between the diffusion chamber 144 and the processing chamber 120 for sealing against the outside. The discharge chamber 142 is heated by the heat of the plasma generated in the inner space. Therefore, the discharge chamber 142 is required to be cooled.

공정 챔버(100)는 도전성 재질로 제공된다. 공정 챔버(100)는 접지라인(123)을 통해 접지될 수 있다.The process chamber 100 is provided with a conductive material. The process chamber 100 may be grounded via a ground line 123.

기판 지지 유닛(200)은 공정 챔버(100)의 처리 공간 내에서 기판(10)을 지지한다. 일 실시 예에 따르면, 기판 지지 유닛(200)은 지지판(220)과 지지축(240)을 가진다. The substrate support unit 200 supports the substrate 10 within the processing space of the process chamber 100. According to one embodiment, the substrate support unit 200 has a support plate 220 and a support shaft 240.

지지판(220)은 처리실(120)내에 위치되며 원판 형상으로 제공된다. 지지판(220)은 지지축(240)에 의해 지지된다. 기판(10)은 지지판(220)의 상면에 놓인다. 지지판(220)의 내부에는 전극(미도시)이 제공되고, 기판(10)은 정전기력 또는 기구적 클램프에 의해 지지판(220)에 지지될 수 있다.The support plate 220 is disposed in the treatment chamber 120 and is provided in a disc shape. The support plate 220 is supported by a support shaft 240. The substrate 10 is placed on the upper surface of the support plate 220. An electrode (not shown) is provided inside the support plate 220, and the substrate 10 can be supported on the support plate 220 by an electrostatic force or a mechanical clamp.

가스 공급 유닛(300)은 배플(500)의 상부로부터 공정 챔버(100)의 처리 공간으로 가스를 공급한다. 일 실시 예에 따르면, 가스 공급 유닛(300)은 방전실(142)의 상부로부터 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(300)은 하나 또는 복수개가 제공될 수 있다. 가스 공급 유닛(300)은 가스 공급라인(320), 가스 저장부(340) 그리고 가스 포트(360)를 가진다.The gas supply unit 300 supplies gas from the upper portion of the baffle 500 to the processing space of the process chamber 100. According to one embodiment, the gas supply unit 300 supplies gas from the top of the discharge chamber 142. One or a plurality of gas supply units 300 may be provided. The gas supply unit 300 has a gas supply line 320, a gas storage unit 340, and a gas port 360.

가스 공급라인(320)은 가스 포트(360)에 연결된다. 가스 포트(360)는 방전실(142)의 상부에 결합된다. 가스 포트(360)를 통해 공급된 가스는 방전실(142)로 유입되고, 방전실(142)에서 플라스마로 여기된다. The gas supply line 320 is connected to the gas port 360. The gas port 360 is coupled to the upper portion of the discharge chamber 142. The gas supplied through the gas port 360 flows into the discharge chamber 142 and is excited into the plasma in the discharge chamber 142.

플라스마 소스(400)는 방전실(142)에서 가스 공급 유닛(300)에 의해 공급된 가스를 플라스마로 변환시킨다. 플라스마 소스(400)는 유도 결합형 플라스마(ICP: Inductively coupled Plasma) 소스이다. 플라스마 소스(400)는 안테나(420), 전원(440) 및 냉각 유닛(460)를 가진다.The plasma source 400 converts the gas supplied by the gas supply unit 300 into the plasma in the discharge chamber 142. The plasma source 400 is an inductively coupled plasma (ICP) source. The plasma source 400 has an antenna 420, a power source 440 and a cooling unit 460.

안테나(420)는 방전실(142)의 외부에 제공되며 방전실(142)의 외측면을 복수회 감싸는 코일(420)로 제공된다. 코일(420)의 일단은 전원(440)에 연결되고, 타단은 접지된다.The antenna 420 is provided outside the discharge chamber 142 and is provided with a coil 420 that surrounds the outer surface of the discharge chamber 142 a plurality of times. One end of the coil 420 is connected to the power supply 440, and the other end is grounded.

전원(440)은 코일(420)에 전력을 인가한다. 일 예에 의하면, 전원(440)은 코일(420)에 고주파 전력을 인가할 수 있다.The power supply 440 applies power to the coil 420. According to one example, the power supply 440 may apply a high frequency power to the coil 420.

도 3은 도 2의 냉각 유닛(460)을 상부에서 바라본 단면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 냉각 유닛(460)은 방전실(142)을 냉각시킨다. 냉각 유닛(460)은 코일 하우징(461) 및 팬(Fan, 462)을 포함한다. 3 is a cross-sectional view of the cooling unit 460 of FIG. 2 viewed from above. Referring to FIGS. 2 and 3, the cooling unit 460 cools the discharge chamber 142. The cooling unit 460 includes a coil housing 461 and a fan 462.

코일 하우징(461)은 내부에 코일(420)이 위치되도록 코일의 외측을 감싼다. 코일 하우징(461)에는 팬(462)이 설치된다. 코일 하우징(461)은 제 1 측벽(461a), 제 2 측벽(461b), 제 3 측벽(461c) 및 제 4 측벽(461d)을 포함한다. 제 1 측벽(461a), 제 2 측벽(461b), 제 3 측벽(461c) 및 제 4 측벽(461d)은 상부에서 바라볼 때, 서로 조합되어 사각형을 이룬다. 예를 들면, 제 1 측벽(461a), 제 2 측벽(461b), 제 3 측벽(461c) 및 제 4 측벽(461d)은 상부에서 바라볼 때, 서로 조합되어 직사각형을 이룰 수 있다. The coil housing 461 surrounds the outer side of the coil so that the coil 420 is positioned therein. The coil housing 461 is provided with a fan 462. The coil housing 461 includes a first sidewall 461a, a second sidewall 461b, a third sidewall 461c, and a fourth sidewall 461d. The first sidewall 461a, the second sidewall 461b, the third sidewall 461c, and the fourth sidewall 461d form a quadrangle when viewed from above. For example, the first sidewall 461a, the second sidewall 461b, the third sidewall 461c, and the fourth sidewall 461d may form a rectangle by being combined with each other when viewed from above.

팬(462)은 코일 하우징(461) 내부에 공기를 순환시킴으로써 방전실(142)을 냉각시킨다. 일 실시 예에 따르면, 팬(462)은 제 1 팬(462a) 및 제 2 팬(462b)을 포함한다. 제 1 팬(462a)은 외부 공기를 코일 하우징(461) 내부로 유입시킨다. 제 2 팬(462b)은 코일 하우징(461) 내의 공기를 외부로 유출시킨다. 제 1 팬(462a) 및 제 2 팬(462b)은 각각 복수개로 제공된다. 제 1 측벽(461a) 내지 제 4 측벽(461d) 중 어느 하나의 측벽에 설치된 제 1 팬(462a)과 이와 인접한 다른 하나의 측벽에 설치된 제 2 팬(462b)은 서로 인접하게 설치된다. 예를 들면, 제 1 측벽(461a), 제 2 측벽(461b), 제 3 측벽(461c) 및 제 4 측벽(461d)에는 각각 제 1 팬(462a) 및 제 2 팬(462b)이 설치된다. 제 1 팬(462a) 및 제 2 팬(462b)은 제 1 측벽(461a), 제 2 측벽(461b), 제 3 측벽(461c) 및 제 4 측벽(461d)에 서로 동일한 수로 제공된다. 예를 들면, 제 1 팬(462a) 및 제 2 팬(462b)은 상부에서 바라볼 때, 제 1 측벽(461a), 제 2 측벽(461b), 제 3 측벽(461c) 및 제 4 측벽(461d)에 각각 하나씩 제공된다. 따라서, 코일 하우징(461)의 길이와 제 1 팬(462a) 및 제 2 팬(462b)의 길이에 따라 선택적으로, 제 1 팬(462a) 및 제 2 팬(462b)은 제 1 측벽(461a), 제 2 측벽(461b), 제 3 측벽(461c) 및 제 4 측벽(461d)에 각각 하나씩 제공되거나, 코일 하우징(461)의 길이 방향을 따라 각각 복수개가 배열되게 제공될 수 있다. 제 1 팬 및 제 2 팬(462b)은 상부에서 바라볼 때, 코일 하우징(461)의 둘레를 따라 서로 번갈아 설치된다. 제 1 팬(462a) 및 제 2 팬(462b)은 서로 동일한 높이로 제공될 수 있다. 복수개의 제 1 팬(462a)은 서로 동일한 높이로 제공될 수 있다. 복수개의 제 2 팬(462b)은 서로 동일한 높이로 제공될 수 있다. 하나의 제 1 팬(462a)이 단위 시간당 유입시키는 공기의 양 및 하나의 제 2 팬(462b)이 단위 시간당 유출시키는 공기의 양은 동일하다. 따라서, 제 1 팬(462a)에 의해 코일 하우징(461)으로 유입된 공기는 동일한 양이 인접한 제 2 팬(462b)에 의해 코일 하우징(461)의 외부로 유출되므로, 코일 하우징(461) 내의 압력이 유지될 수 있고, 코일 하우징(461) 내에서의 공기의 흐름이 원활하게 유지될 수 있다. 따라서, 방전실(142)의 냉각 효율을 높일 수 있다.The fan 462 cools the discharge chamber 142 by circulating air inside the coil housing 461. According to one embodiment, the fan 462 includes a first fan 462a and a second fan 462b. The first fan 462a allows the outside air to flow into the coil housing 461. The second fan 462b allows the air in the coil housing 461 to flow out. The first fan 462a and the second fan 462b are each provided in a plurality. The first fan 462a disposed on one of the first sidewall 461a through the fourth sidewall 461d and the second fan 462b disposed on the other sidewall adjacent thereto are disposed adjacent to each other. For example, the first fan 462a and the second fan 462b are installed on the first sidewall 461a, the second sidewall 461b, the third sidewall 461c, and the fourth sidewall 461d, respectively. The first fan 462a and the second fan 462b are provided in the same number in the first side wall 461a, the second side wall 461b, the third side wall 461c and the fourth side wall 461d. For example, the first fan 462a and the second fan 462b may have a first side wall 461a, a second side wall 461b, a third side wall 461c, and a fourth side wall 461d Respectively. The first fan 462a and the second fan 462b are selectively disposed on the first side wall 461a depending on the length of the coil housing 461 and the length of the first fan 462a and the second fan 462b. The second sidewall 461b, the third sidewall 461c, and the fourth sidewall 461d, respectively, or a plurality of the sidewalls may be provided along the longitudinal direction of the coil housing 461, respectively. The first fan and the second fan 462b are alternately installed along the periphery of the coil housing 461 when viewed from above. The first fan 462a and the second fan 462b may be provided at the same height. The plurality of first fans 462a may be provided at the same height. The plurality of second fans 462b may be provided at the same height. The amount of the air that the one first fan 462a flows per unit time and the amount of the air that the one second fan 462b flows out per unit time are the same. Therefore, since the air introduced into the coil housing 461 by the first fan 462a flows out to the outside of the coil housing 461 by the second fan 462b adjacent to the first fan 462a, And the flow of air in the coil housing 461 can be maintained smoothly. Therefore, the cooling efficiency of the discharge chamber 142 can be increased.

플라스마 발생 시 방전실의 온도에 따라 코일 하우징(461) 내에서의 공기의 흐름을 조절하기 위해, 선택적으로, 제 1 팬(462a) 및 제 2 팬(462b)은 코일 하우징(461)에 다양한 형태로 배열되어 설치될 수 있다. 도 4 내지 도 6은 다른 실시 예들에 따른 도 1의 냉각 유닛(460, 460a, 460b, 460c)을 상부에서 바라본 단면도이다.Optionally, the first fan 462a and the second fan 462b may be coupled to the coil housing 461 in various forms to adjust the flow of air within the coil housing 461, As shown in FIG. 4 to 6 are sectional views of the cooling units 460, 460a, 460b, and 460c of Fig. 1 as viewed from above, according to other embodiments.

도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 도 3의 경우와 달리, 냉각 유닛(460a)의 제 1 측벽(461a) 및 이와 마주보는 제 3 측벽(461c)에는 제 1 팬(462a)이 설치된다. 제 2 측벽(461b) 및 제 4 측벽(461d)에는 팬(462)이 설치되지 않는다. 예를 들면, 제 1 측벽(461a) 및 제 3 측벽(461c)에는 제 1 팬(462a)이 두 개씩 설치될 수 있다. 그 외 냉각 유닛(460a)의 구성, 구조 및 기능은 도 3의 냉각 유닛(460)과 유사하다.4, a first fan 462a is installed on the first side wall 461a of the cooling unit 460a and the third side wall 461c facing the first side wall 461a, unlike the case of FIG. do. The second side wall 461b and the fourth side wall 461d are not provided with the fan 462. [ For example, two first fans 462a may be installed on the first side wall 461a and the third side wall 461c. The configuration, structure, and function of the other cooling unit 460a are similar to the cooling unit 460 of Fig.

도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 도 3 및 도 4의 경우와 달리, 냉각 유닛(460b)의 제 1 측벽(461a) 및 이와 마주보는 제 3 측벽(461c)에는 제 1 팬(462a)이 설치된다. 그리고, 제 2 측벽(461b) 또는 제 4 측벽(461d) 중 하나에는 제 2 팬(462b)이 설치되고, 제 2 측벽(461b) 또는 제 4 측벽(461d) 중 다른 하나에는 팬(462)이 설치되지 않는다. 예를 들면, 제 1 측벽(461a) 내지 제 4 측벽(461d) 중 팬(462)이 설치되는 측벽에는 제 1 팬(462a) 또는 제 2 팬(462b)이 두 개씩 설치될 수 있다. 그 외 냉각 유닛(460b)의 구성, 구조 및 기능은 도 3의 냉각 유닛(460)과 유사하다.Referring to Figure 5, according to one embodiment, unlike the case of Figures 3 and 4, the first sidewall 461a of the cooling unit 460b and the facing third sidewall 461c are provided with a first fan 462a ) Is installed. A second fan 462b is installed in one of the second sidewall 461b or the fourth sidewall 461d and a fan 462 is provided in the other of the second sidewall 461b or the fourth sidewall 461d. It is not installed. For example, two of the first fan 462a or the second fan 462b may be installed on the side wall of the first side wall 461a to the fourth side wall 461d on which the fan 462 is installed. The configuration, structure, and function of the other cooling unit 460b are similar to the cooling unit 460 of Fig.

도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 도 3 내지 도 5의 경우와 달리, 냉각 유닛(460c)의 제 1 측벽(461a) 및 이와 마주보는 제 3 측벽에는 제 1 팬(462a)이 설치된다. 그리고, 제 2 측벽(461b) 및 제 4 측벽에는 제 2 팬(462b)이 설치된다. 예를 들면, 제 1 측벽(461a) 및 제 3 측벽(461c)에는 제 1 팬(462a)이 2개씩 설치된다. 그리고, 제 2 측벽(461b) 및 제 4 측벽(461d)에는 제 3 팬(462)이 2개씩 설치된다. 그 외 냉각 유닛(460c)의 구성, 구조 및 기능은 도 3의 냉각 유닛(460)과 유사하다.Referring to FIG. 6, according to one embodiment, a first fan 462a is installed on the first side wall 461a of the cooling unit 460c and the third side wall facing the first side wall 461a, unlike the case of FIGS. do. The second side wall 461b and the fourth side wall are provided with a second fan 462b. For example, two first fans 462a are installed on the first sidewall 461a and the third sidewall 461c. Two third fans 462 are installed on the second side wall 461b and the fourth side wall 461d. The configuration, structure, and function of the other cooling unit 460c are similar to the cooling unit 460 of Fig.

도 7은 도 3 내지 도 6의 냉각 유닛(460, 460a, 460b, 460c)에 의해 냉각된 방전실(142)의 온도를 비교하여 나타낸 그래프이다. 도 7을 참조하면, 각 실시 예에 따른 냉각 유닛(460, 460a, 460b, 460c)에 의해 냉각되는 방전실(142)의 온도를 측정하는 실험에 따르면, 플라스마가 발생되고 있는 방전실(142)의 냉각 전 온도는 170℃이다. 상기 실험은 플라스마가 방전실(142) 내에서 발생되고 있는 상태에서 수행되었다. 냉각 유닛(460a)을 이용하여 방전실(142)을 냉각하는 경우, 방전실(142)은 125℃까지 냉각되었다. 냉각 유닛(460b)을 이용하여 방전실(142)을 냉각하는 경우, 방전실(142)은 130℃까지 냉각되었다. 냉각 유닛(460c)을 이용하여 방전실(142)을 냉각하는 경우, 방전실(142)은 122℃까지 냉각되었다. 냉각 유닛(460)을 이용하여 방전실(142)을 냉각하는 경우, 방전실(142)은 110℃까지 냉각되었다. 상기 실험 결과를 참조하면, 각 실시 예에 따른 냉각 유닛(460, 460a, 460b, 460c)은 방전실(142)을 냉각시키는 효과를 가진다. 또한, 각 실시 예에 따른 냉각 유닛(460, 460a, 460b, 460c)의 냉각 효율은 서로 상이하므로, 플라스마 발생시 방전실(142)의 온도에 따라 제 1 팬(462a) 및 제 2 팬(462b)의 배치 형태를 변경함으로써, 필요에 따라 냉각 유닛(460, 460a, 460b, 460c)의 냉각 효율을 조절할 수 있다. 또한, 도 3의 냉각 유닛(460)의 경우, 방전실(142)의 둘레 방향을 따라 일 방향으로 공기를 순환시킬 수 있으므로 그 외의 냉각 유닛(460a, 460b, 460c)에 비해 냉각 효율이 높다. 7 is a graph showing the temperature of the discharge chamber 142 cooled by the cooling units 460, 460a, 460b, and 460c of FIGS. 3 to 6 in comparison. 7, according to the experiment for measuring the temperature of the discharge chamber 142 cooled by the cooling units 460, 460a, 460b, and 460c according to the respective embodiments, the discharge chamber 142 in which the plasma is generated, Lt; RTI ID = 0.0 > 170 C. < / RTI & The experiment was carried out with the plasma being generated in the discharge chamber 142. When cooling the discharge chamber 142 using the cooling unit 460a, the discharge chamber 142 was cooled to 125 deg. When the discharge chamber 142 is cooled using the cooling unit 460b, the discharge chamber 142 is cooled to 130 deg. When the discharge chamber 142 is cooled using the cooling unit 460c, the discharge chamber 142 is cooled to 122 deg. When cooling the discharge chamber 142 using the cooling unit 460, the discharge chamber 142 was cooled to 110 deg. Referring to the experimental results, the cooling units 460, 460a, 460b, and 460c according to the respective embodiments have the effect of cooling the discharge chamber 142. Since the cooling efficiencies of the cooling units 460, 460a, 460b, and 460c according to the respective embodiments are different from each other, the first fan 462a and the second fan 462b are driven in accordance with the temperature of the discharge chamber 142, The cooling efficiency of the cooling units 460, 460a, 460b, and 460c can be adjusted as needed. 3 can circulate air in one direction along the circumferential direction of the discharge chamber 142, so that the cooling efficiency is higher than that of the other cooling units 460a, 460b, and 460c.

1: 기판 처리 장치 10: 기판
100: 공정 챔버 142: 방전실
200: 기판 지지 유닛 300: 가스 공급 유닛
400: 플라스마 소스 420: 코일
440: 전원 460, 460a, 460b, 460c: 냉각 유닛
461: 코일 하우징 462: 팬
462a: 제 1 팬 462b: 제 2 팬1: substrate processing apparatus 10: substrate
100: Process chamber 142: Discharge chamber
200: substrate holding unit 300: gas supply unit
400: plasma source 420: coil
440: power source 460, 460a, 460b, 460c: cooling unit
461: coil housing 462: fan
462a: first fan 462b: second fan

Claims

A substrate processing apparatus for processing a substrate,
A processing chamber having a processing chamber in which a substrate is processed and a discharge chamber in which a gas is converted into plasma;
A substrate supporting unit for supporting the substrate in the processing space;
A gas supply unit for supplying the gas to the processing space;
And a plasma source for converting the gas supplied by the gas supply unit into a plasma,
Wherein the plasma source comprises:
A coil surrounding the outer surface of the discharge chamber;
A power source for applying electric power to the coil;
And a cooling unit for cooling the discharge chamber,
The cooling unit includes:
A coil housing surrounding an outer side of the coil so that the coil is positioned inside the coil housing;
And a fan installed in the coil housing for cooling the discharge chamber,
In the discharge chamber,
The gas supply unit being in a tubular shape connected to the gas supply unit,
Wherein the coil housing comprises:
A discharge chamber provided concentrically with the discharge chamber,
The fan
A rotary shaft installed on a side surface of the coil housing so as to be perpendicular to a central axis of the discharge chamber,
The coil housing includes a first sidewall, a second sidewall, a third sidewall, and a fourth sidewall, which are formed in a square shape when viewed from above,
The first and second sidewalls, the second sidewall, the third sidewall, and the fourth sidewall are respectively provided with a first fan for introducing outside air into the coil housing and a second fan for discharging air in the coil housing to the outside ,
Wherein the first fan and the second fan are alternately arranged along the periphery of the coil housing when viewed from above,
The first fan installed on one of the first sidewall to the fourth sidewall and the second fan installed on another sidewall adjacent to the first fan are disposed adjacent to each other,
Wherein the amount of the air that the one fan blows per unit time and the amount of the air that the one fan blows out per unit time are the same.

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The method according to claim 1,
Wherein the first fan and the second fan are provided in plural numbers, respectively.

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The method of claim 3,
Wherein the first fan and the second fan are provided in equal numbers in the first sidewall, the second sidewall, the third sidewall, and the fourth sidewall.

The method according to claim 1,
Wherein the first fan and the second fan are provided on the first sidewall, the second sidewall, the third sidewall and the fourth sidewall, respectively, when viewed from above.

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The method according to any one of claims 1, 3, 5, and 6,
Wherein the first fan and the second fan are provided at the same height.

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The method according to claim 1,
The first fan is installed on the first sidewall and the third sidewall facing the first sidewall,
And the second fan is installed on the second sidewall and the fourth sidewall facing the second sidewall.

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A plasma source for converting a gas supplied to a processing space in which a substrate is processed into a plasma,
A coil surrounding the outer surface of the discharge chamber in which a space in which the gas is converted into plasma is provided;
A power source for applying electric power to the coil;
And a cooling unit for cooling the discharge chamber,
The cooling unit includes:
A coil housing surrounding an outer side of the coil so that the coil is positioned inside the coil housing;
And a fan installed in the coil housing to cool the discharge chamber,
In the discharge chamber,
And a tubular shape connected to a gas supply unit provided at an upper end of the discharge chamber,
Wherein the coil housing comprises:
A discharge chamber provided concentrically with the discharge chamber,
The fan
A rotary shaft installed on a side surface of the coil housing so as to be perpendicular to a central axis of the discharge chamber,
The coil housing includes a first sidewall, a second sidewall, a third sidewall, and a fourth sidewall, which are formed in a square shape when viewed from above,
The first and second sidewalls, the second sidewall, the third sidewall, and the fourth sidewall are respectively provided with a first fan for introducing outside air into the coil housing and a second fan for discharging air in the coil housing to the outside ,
Wherein the first fan and the second fan are alternately arranged along the periphery of the coil housing when viewed from above,
The first fan installed on one of the first sidewall to the fourth sidewall and the second fan installed on another sidewall adjacent to the first fan are disposed adjacent to each other,
Wherein the amount of air introduced by one of the first fans per unit time and the amount of air discharged by one of the second fans per unit time is the same.

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15. The method of claim 14,
Wherein the first fan and the second fan are provided in a plurality respectively.

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15. The method of claim 14,
Wherein the first fan and the second fan are provided on the first sidewall, the second sidewall, the third sidewall and the fourth sidewall, respectively, as viewed from above.

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19. The method according to any one of claims 14, 16 and 18,
Wherein the first fan and the second fan are provided at the same height as each other.

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