KR101909472B1 - Apparatus for treating substrate - Google Patents
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Abstract
기판 처리 장치가 개시된다. 기판 처리 장치는 상면이 개방된 내부 공간이 형성된 몸체; 상기 몸체의 개방된 상면을 밀폐하는 윈도우; 상기 몸체 내부에 위치하며, 기판을 지지하는 기판 지지부; 상기 몸체 내부에 공정 가스를 공급하는 가스 공급부; 상기 윈도우의 상부에 위치하며, 상기 몸체 내부에 고주파 전력을 인가하여 상기 몸체 내부에 공급된 공정 가스를 여기시키는 안테나 부재를 포함하되, 상기 안테나 부재는 상기 윈도우의 상면 중심으로부터 제1반경 영역으로 제공되는 제1안테나; 및 상기 윈도우의 상면 중심으로부터 상기 제1반경 영역보다 큰 제2반경 영역으로 제공되며, 상기 제1안테나와 비접촉하는 제2안테나를 포함한다.A substrate processing apparatus is disclosed. The substrate processing apparatus includes: a body having an inner space opened on an upper surface thereof; A window that seals the open top surface of the body; A substrate support positioned within the body and supporting the substrate; A gas supply unit for supplying a process gas into the body; And an antenna member located at an upper portion of the window and exciting a process gas supplied to the inside of the body by applying a high frequency power to the inside of the body, wherein the antenna member is provided in a first radius region from an upper surface center of the window A first antenna; And a second antenna provided in a second radial area larger than the first radial area from the center of the upper surface of the window and not in contact with the first antenna.
Description
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 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.
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 공정은 플라스마를 사용하여 식각 공정을 수행한다. 식각 공정은 플라스마에 함유된 이온 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다.Plasma is an ionized gas state produced by very high temperature, strong electric field or RF electromagnetic fields, and composed of ions, electrons, radicals, and so on. The semiconductor device fabrication process employs a plasma to perform the etching process. The etching process is performed by colliding the ion particles contained in the plasma with the substrate.
식각 공정은 공정 챔버 내부에서 수행된다. 공정 챔버 내부로 공정 가스가 공급되고, 안테나가 공정 챔버 내부에 고주파 전력을 인가하여 공정가스를 플라스마 상태로 여기시킨다. 여기된 플라스마는 기판으로 공급되어 기판을 식각한다.The etching process is performed inside the process chamber. A process gas is supplied into the process chamber, and an antenna applies RF power to the process chamber to excite the process gas into a plasma state. The excited plasma is supplied to the substrate to etch the substrate.
기판의 식각율은 플라스마 밀도 분포에 따라 결정된다. 플라스마 밀도 분포가 불균일할 경우, 기판의 각 영역이 식각되는 정도가 달라 기판 처리가 불균일하게 이루어진다. 공정 챔버 내부에서 발생되는 플라스마 밀도 분포는 제공되는 안테나의 형상에 영향을 받는다.The etch rate of the substrate is determined by the plasma density distribution. When the plasma density distribution is non-uniform, the degree of etching of each region of the substrate is different, and the processing of the substrate is made non-uniform. The plasma density distribution generated within the process chamber is influenced by the shape of the antenna provided.
본 발명은 기판 전체 영역을 균일하게 처리할 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다. The present invention provides a substrate processing apparatus capable of uniformly processing an entire region of a substrate.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 상면이 개방된 내부 공간이 형성된 몸체; 상기 몸체의 개방된 상면을 밀폐하는 윈도우; 상기 몸체 내부에 위치하며, 기판을 지지하는 기판 지지부; 상기 몸체 내부에 공정 가스를 공급하는 가스 공급부; 상기 윈도우의 상부에 위치하며, 상기 몸체 내부에 고주파 전력을 인가하여 상기 몸체 내부에 공급된 공정 가스를 여기시키는 안테나 부재를 포함하되, 상기 안테나 부재는 상기 윈도우의 상면 중심으로부터 제1반경 영역으로 제공되는 제1안테나; 및 상기 윈도우의 상면 중심으로부터 상기 제1반경 영역보다 큰 제2반경 영역으로 제공되며, 상기 제1안테나와 비접촉하는 제2안테나를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus including: a body having an upper surface opened; A window that seals the open top surface of the body; A substrate support positioned within the body and supporting the substrate; A gas supply unit for supplying a process gas into the body; And an antenna member located at an upper portion of the window and exciting a process gas supplied to the inside of the body by applying a high frequency power to the inside of the body, wherein the antenna member is provided in a first radius region from an upper surface center of the window A first antenna; And a second antenna provided in a second radial area larger than the first radial area from the center of the upper surface of the window and not in contact with the first antenna.
또한, 상기 제1안테나는 상기 윈도우의 상면 중심에 위치하는 제1연결 로드; 및 일단이 상기 제1연결 로드와 연결되고, 타단이 접지되는 복수개의 제1안테나 로드들을 포함하되, 상기 제1안테나 로드들은 상기 제1연결 로드를 중심으로 방사형으로 배치될 수 있다.The first antenna may include a first connection rod located at the center of the upper surface of the window; And a plurality of first antenna rods, one end of which is connected to the first connection rod and the other end of which is grounded, wherein the first antenna rods can be radially arranged around the first connection rod.
또한, 상기 제2안테나는 상기 윈도우의 상면 중심에 위치하며, 상기 제1연결로드와 절연되는 제2연결로드; 상기 제2연결 로드를 중심으로 방사형으로 상기 제1반경 영역 내에 배치되며, 상기 제2연결 로드와 연결되는 복수개의 중간 로드들; 상기 제1반경 영역과 상기 제2반경 영역 사이 영역에 위치하고, 상기 제1연결 로드를 중심으로 방사형으로 배치되는 복수개의 제2안테나 로드들을 포함하되, 상기 중간 로드들은 인접한 상기 제1안테나 로드들 사이 공간에 각각 위치하고, 상기 제2안테나 로드들은 일단이 상기 중간 로드들과 연결되고, 타단이 접지될 수 있다.The second antenna may be located at the center of the upper surface of the window, and may be insulated from the first connection rod. A plurality of intermediate rods disposed radially in the first radial region about the second connecting rod and connected to the second connecting rod; A plurality of second antenna rods located in an area between the first radial area and the second radial area and radially disposed about the first connecting rod, And the second antenna rods may be connected at one end to the intermediate rods and at the other end to the ground.
또한, 상기 제1연결 로드에는 상하방향으로 홀이 형성되고, 상기 제2연결 로드는 상기 홀 내에 위치하되, 상기 제1연결 로드의 내측면과 상기 제2연결 로드의 외측면은 이격될 수 있다.The first connection rod may be formed with a hole in a vertical direction, and the second connection rod may be located within the hole, wherein an inner surface of the first connection rod and an outer surface of the second connection rod may be spaced apart from each other .
또한, 상기 중간 로드들 각각은 적어도 두 개 이상의 상기 제2안테나 로드들과 연결될 수 있다.In addition, each of the intermediate rods may be connected to at least two or more of the second antenna rods.
본 발명의 실시예에 의하면, 공정 챔버 내부 각 영역으로 고주파 전력이 균일하게 인가되므로, 공정 챔버 내부에는 플라스마가 균일하게 형성될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, since high-frequency power is uniformly applied to each region in the process chamber, the plasma can be uniformly formed in the process chamber.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 안테나 부재를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 안테나 부재를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 2의 안테나 부재를 나타내는 평면도이다.1 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a perspective view showing the antenna member of Fig. 1;
3 is a cross-sectional view showing the antenna member of Fig.
Fig. 4 is a plan view showing the antenna member of Fig. 2. Fig.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, a substrate processing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 플라스마를 이용하여 기판(W)을 처리한다. 기판 처리 장치(10)는 공정 챔버(100), 기판 지지부(200), 가스 공급부(300), 그리고, 플라스마 생성부(400)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a
공정 챔버(100)는 기판(W) 처리 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 공정 챔버(100)는 몸체(110), 윈도우(120), 그리고 라이너(130)를 포함한다. The
몸체(110)에는 상면이 개방된 공간이 내부에 형성된다. 몸체(110)의 내부 공간은 기판(W) 처리 공정이 수행되는 공간으로 제공된다. 몸체(110)는 금속 재질로 제공된다. 몸체(100)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 몸체(110)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성된다. 배기홀(102)은 배기 라인(151)과 연결된다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 몸체의 내부 공간에 머무르는 가스는 배기 라인(151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 몸체(110) 내부는 소정 압력으로 감압된다. In the
윈도우(120)는 몸체(110)의 개방된 상면을 덮는다. 윈도우(120)는 원판 형상으로 제공되며, 몸체(110)의 내부공간을 외부로부터 밀폐한다. 윈도우(120)는 몸체(110)와 상이한 재질로 제공될 수 있다. 윈도우(120)는 유전체(dielectric substance) 재질로 제공될 수 있다.The
라이너(130)는 몸체(110) 내부에 제공된다. 라이너(130)는 상면 및 하면이 개방된 공간이 내부에 형성된다. 라이너(130)는 원통 형상으로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 몸체(110)의 내측면에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 라이너(130)는 몸체(110)의 내측면을 따라 제공된다. 라이너(130)의 상단에는 지지 링(131)이 형성된다. 지지 링(131)은 링 형상의 판으로 제공되며, 라이너(130)의 둘레를 따라 라이너(130)의 외측으로 돌출된다. 지지 링(131)은 몸체(110)의 상단에 놓이며, 라이너(130)를 지지한다. 라이너(130)는 몸체(110)와 동일한 재질로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 몸체(110) 내측면을 보호한다. 공정 가스가 여기되는 과정에서 공정 챔버(100) 내부에는 아크(Arc) 방전이 발생될 수 있다. 아크 방전은 주변 장치들을 손상시킨다. 라이너(130)는 몸체(110)의 내측면을 보호하여 몸체(110)의 내측면이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지한다. 라이너(130)는 몸체(110)에 비하여 비용이 저렴하고, 교체가 용이하다. 따라서, 아크 방전으로 라이너(130)이 손상될 경우, 새로운 라이너로 교체할 수 있다.The
몸체(110)의 내부에는 기판 지지부(200)가 위치한다. 기판 지지부(200)는 기판(W)을 지지한다. 기판 지지부(200)는 정전기력을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척을 포함한다.A
정전 척(200)은 유전판(210), 하부 전극(220), 히터(230), 지지판(240), 그리고 절연판(270)을 포함한다.The
유전판(210)은 정전 척(200)의 상단부에 위치한다. 유전판(210)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공된다. 유전판(210)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 유전판(210)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 갖는다. 때문에, 기판(W) 가장자리영역은 유전판(210)의 외측에 위치한다. 유전판(210)에는 제1공급 유로(211)가 형성된다. 제1공급 유로(211)는 유전판(210)의 상면으로부터 저면으로 제공된다. 제1공급 유로(211)는 서로 이격하여 복수개 형성되며, 기판(W)의 저면으로 열전달 매체가 공급되는 통로로 제공된다.The
유전판(210)의 내부에는 하부 전극(220)과 히터(230)가 매설된다. 하부 전극(220)은 히터(230)의 상부에 위치한다. 하부 전극(220)은 제1하부 전원(221)과 전기적으로 연결된다. 제1하부 전원(221)은 직류 전원을 포함한다. 하부 전극(220)과 제1하부 전원(221) 사이에는 스위치(222)가 설치된다. 하부 전극(220)은 스위치(222)의 온/오프(ON/OFF)에 의해 제1하부 전원(221)과 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치(222)가 온(ON) 되면, 하부 전극(220)에는 직류 전류가 인가된다. 하부 전극(220)에 인가된 전류에 의해 하부 전극(220)과 기판(W) 사이에는 전기력이 작용하며, 전기력에 의해 기판(W)은 유전판(210)에 흡착된다.A
히터(230)는 제2하부 전원(231)과 전기적으로 연결된다. 히터(230)는 제2하부 전원(231)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 유전판(210)을 통해 기판(W)으로 전달된다. 히터(230)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 소정 온도로 유지된다. 히터(230)는 나선 형상의 코일을 포함한다. 히터(230)는 균일한 간격으로 유전판(210)에 매설될 수 있다.The
유전판(210)의 하부에는 지지판(240)이 위치한다. 유전판(210)의 저면과 지지판(240)의 상면은 접착제(236)에 의해 접착될 수 있다. 지지판(240)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 지지판(240)의 상면은 중심 영역이 가장자리영역보다 높게 위치되도록 단차질 수 있다. 지지판(240)의 상면 중심 영역은 유전판(210)의 저면에 상응하는 면적을 가지며, 유전판(210)의 저면과 접착된다. 지지판(240)에는 제1순환 유로(241), 제2순환 유로(242), 그리고 제2공급 유로(243)가 형성된다.A
제1순환 유로(241)는 열전달 매체가 순환하는 통로로 제공된다. 제1순환 유로(241)는 지지판(240) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제1순환 유로(241)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제1순환 유로(241)들은 서로 연통될 수 있다. 제1순환 유로(241)들은 동일한 높이에 형성된다.The
제2순환 유로(242)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공된다. 제2순환 유로(242)는 지지판(240) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제2순환 유로(242)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제2순환 유로(242)들은 서로 연통될 수 있다. 제2순환 유로(242)는 제1순환 유로(241)보다 큰 단면적을 가질 수 있다. 제2순환 유로(242)들은 동일한 높이에 형성된다. 제2순환 유로(242)는 제1순환 유로(241)의 하부에 위치될 수 있다.The
제2공급 유로(243)는 제1순환 유로(241)부터 상부로 연장되며, 지지판(240)의 상면으로 제공된다. 제2공급 유로(243)는 제1공급 유로(211)에 대응하는 개수로 제공되며, 제1순환 유로(241)와 제1공급 유로(211)를 연결한다.The
제1순환 유로(241)는 열전달 매체 공급라인(251)을 통해 열전달 매체 저장부(252)와 연결된다. 열전달 매체 저장부(252)에는 열전달 매체가 저장된다. 열전달 매체는 불활성 가스를 포함한다. 실시예에 의하면, 열전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함한다. 헬륨 가스는 공급 라인(251)을 통해 제1순환 유로(241)에 공급되며, 제2공급 유로(243)와 제1공급 유로(211)를 순차적으로 거쳐 기판(W) 저면으로 공급된다. 헬륨 가스는 플라스마에서 기판(W)으로 전달된 열이 정전 척(200)으로 전달되는 매개체 역할을 한다. 플라스마에 함유된 이온 입자들은 정전 척(200)에 형성된 전기력에 끌려 정전 척(200)으로 이동하며, 이동하는 과정에서 기판(W)과 충돌하여 식각 공정을 수행한다. 이온 입자들이 기판(W)에 충돌하는 과정에서 기판(W)에는 열이 발생한다. 기판(W)에서 발생된 열은 기판(W) 저면과 유전판(210)의 상면 사이 공간에 공급된 헬륨 가스를 통해 정전 척(200)으로 전달된다. 이에 의해, 기판(W)은 설정온도로 유지될 수 있다.The
제2순환 유로(242)는 냉각 유체 공급라인(261)을 통해 냉각 유체 저장부(262)와 연결된다. 냉각 유체 저장부(262)에는 냉각 유체가 저장된다. 냉각 유체 저장부(262) 내에는 냉각기(263)가 제공될 수 있다. 냉각기(263)는 냉각 유체를 소정 온도로 냉각시킨다. 이와 달리, 냉각기(263)는 냉각 유체 공급 라인(261) 상에 설치될 수 있다. 냉각 유체 공급 라인(261)을 통해 제2순환 유로(242)에 공급된 냉각 유체는 제2순환 유로(242)를 따라 순환하며 지지판(240)을 냉각한다. 지지판(240)의 냉각은 유전판(210)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킨다. The second
지지판(240)의 하부에는 절연판(270)이 제공된다. 절연판(270)은 지지판(240)에 상응하는 크기로 제공된다. 절연판(270)은 지지판(240)과 챔버(100)의 바닥면 사이에 위치한다. 절연판(270)은 절연 재질로 제공되며, 지지판(240)과 챔버(100)를 전기적으로 절연시킨다.An insulating
포커스 링(280)은 정전 척(200)의 가장자리 영역에 배치된다. 포커스 링(200)은 링 형상을 가지며, 유전판(210)의 둘레를 따라 배치된다. 포커스 링(280)의 상면은 외측부(280a)가 내측부(280b)보다 높도록 단차질 수 있다. 포커스 링(280)의 상면 내측부(280b)는 유전판(210)의 상면과 동일 높이에 위치된다. 포커스 링(280)의 상면 내측부(280b)는 유전판(210)의 외측에 위치된 기판(W)의 가장자리영역을 지지한다. 포커스 링(280)의 외측부(280a)는 기판(W) 가장자리영역을 둘러싸도록 제공된다. 포커스 링(280)은 플라스마가 형성되는 영역의 중심에 기판(W)이 위치하도록 전기장 형성 영역을 확장시킨다. 이에 의해, 기판(W)의 전체 영역에 걸쳐 플라스마가 균일하게 형성되어 기판(W)의 각 영역이 균일하게 식각될 수 있다.The
가스 공급부(300)는 공정 챔버(100) 내부에 공정 가스를 공급한다. 가스 공급부(300)는 가스 공급 노즐(310), 가스 공급 라인(320), 그리고 가스 저장부(330)를 포함한다. 가스 공급 노즐(310)은 윈도우(120)의 중앙부에 설치된다. 가스 공급 노즐(310)의 저면에는 분사구가 형성된다. 분사구는 윈도우(120)의 하부에 위치하며, 공정 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(320)은 가스 공급 노즐(310)과 가스 저장부(330)를 연결한다. 가스 공급 라인(320)은 가스 저장부(330)에 저장된 공정 가스를 가스 공급 노즐(310)에 공급한다. 가스 공급 라인(320)에는 밸브(321)가 설치된다. 밸브(321)는 가스 공급 라인(320)을 개폐하며, 가스 공급 라인(320)을 통해 공급되는 공정 가스의 유량을 조절한다.The
플라스마 생성부(400)는 공정 챔버(100) 내부에 고주파 전력을 인가하여 공정 챔버(100) 내부에 공급된 공정 가스를 여기시킨다. 플라스마 생성부(400)는 하우징(410)과 안테나 부재(420)를 포함한다.The plasma generating unit 400 applies high frequency power to the inside of the
하우징(410)은 저면이 개방되며, 내부에 공간이 형성된다. 하우징(410)은 윈도우(120)의 상부에 위치하며, 윈도우(120)의 상면에 놓인다. 하우징(410)의 내부는 안테나 부재(420)가 위치하는 공간으로 제공된다. 안테나 부재(420)는 공정 챔버(100) 내부에 고주파 전류를 인가한다.The
도 2는 도 1의 안테나 부재를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 안테나 부재를 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 2의 안테나 부재를 나타내는 평면도이다.Fig. 2 is a perspective view showing the antenna member of Fig. 1, Fig. 3 is a cross-sectional view showing the antenna member of Fig. 2, and Fig. 4 is a plan view showing the antenna member of Fig.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 안테나 부재(420)는 제1안테나(430), 제2안테나(440), 제1전원(451), 그리고 제2전원(452)을 포함한다. 2 through 4, the
제1안테나(430)는 제1전원(451)과 전기적으로 연결되며, 제1전원(451)에서 인가된 고주파 전력을 공정 챔버(100) 내부에 제공한다. 제1안테나(430)는 윈도우(120)의 상면에 놓인다. 제1안테나(430)는 윈도우(120)의 상면 중심영역으로부터 제1반경 영역(R1)으로 제공된다. 제1안테나(430)는 제1연결 로드(431)와 제1안테나 로드(432)들을 포함한다. 제1연결 로드(431)는 윈도우(120)의 상면 중심에 위치하며, 그 길이방향이 상하방향과 나란하게 배치된다. 제1연결 로드(431)에는 홀(433)이 형성된다. 홀(433)은 제1연결 로드(431)의 상면과 저면을 관통하여 형성된다. 제1연결 로드(431)는 제1전원(451)과 연결된다. 제1안테나 로드(432)들은 제1연결 로드(431)를 중심으로 방사형으로 배치된다. 제1안테나 로드(432)들은 일단이 제1연결 로드(431)들과 연결되고, 타단은 접지된다. 제1안테나 로드(432)들은 윈도우(120)의 중심(C)으로부터 제1반경 영역(R1)으로 제공된다. 제1안테나 로드(432)들 각각은 제1영역(432a), 제2영역(432b), 그리고 제3영역(432c)을 가진다. 제1영역(432a)은 제1연결 로드(431)의 하단으로부터 연장되며, 끝단으로 갈수로 그 높이가 점점 낮아지도록 하향 경사진다. 제2영역(432b)은 제1영역(432a)의 끝단으로부터 연장되며, 윈도우(120)의 상면에 대해 나란하게 배치된다. 제2영역(432b)은 윈도우(120)의 상면과 접촉한다. 제3영역(432c)은 제2영역(432b)의 끝단으로부터 연장되며, 끝단으로 갈수록 그 높이가 점점 높아지도록 상향 경사진다. 제3영역(432c)은 제1영역(432a)과 대체로 나란하게 배치될 수 있다. 제3영역(432c)의 끝단은 접지된다. The
제2안테나(440)는 제2전원(452)과 전기적으로 연결되며, 제2전원(452)에서 인가된 고주파 전력을 공정 챔버(100) 내부에 제공한다. 제2안테나(440)는 윈도우(120)의 상면에 놓인다. 제2안테나(440)는 윈도우(120)의 상면 중심(C)으로부터 제2반경 영역(R2)으로 제공된다. 제2반경 영역(R2)은 제1반경 영역(R1)보다 큰 반경을 갖는다. 제2안테나(440)는 제1안테나(430)와 접촉되지 않는다. 때문에, 제2안테나(440)에 인가된 고주파 전력은 제1안테나(430)에 인가된 고주파 전력과 간섭되지 않는다. 제2안테나(440)는 제2연결 로드(441), 중간 로드(442), 그리고 제2안테나 로드(443)를 포함한다. 제2연결 로드(441)는 윈도우(120)의 상면 중심(C)에 위치한다. 제2연결 로드(441)는 봉 형상으로 제공되며, 그 길이방향이 상하방향과 나란하게 배치된다. 제2연결 로드(441)는 제1연결 로드(431)의 홀(433) 내에 위치한다. 제2연결 로드(441)의 상단은 제1연결 로드(431)의 상부에 위치하고, 하단은 제1연결 로드(431)의 하부에 위치한다. 홀(433)을 형성하는 제1연결 로드(431)의 내측면과 제2연결 로드(441)의 외측면은 소정 간격으로 이격될 수 있다. 그리고, 제1연결 로드(431)의 내측면과 제2연결 로드(441)의 외측면 절연체(미도시)가 제공될 수 있다. 절연체는 제1연결로드(431)와 제2연결 로드(441)의 전기적 연결을 차단한다.The
중간 로드(442)는 복수개 제공되며, 제2연결 로드(441)를 중심으로 방사형으로 배치된다. 중간 로드(442)들은 윈도우(120)의 중심(C)으로부터 제1반경 영역(R1) 내에 위치한다. 중간 로드(442)들은 윈도우(120)의 상면으로부터 소정 높이에 위치하며, 일단이 제2연결 로드(441)와 연결된다. 중간 로드(442)들은 그 길이방향이 윈도우(120)의 상면과 나란하게 배치된다. 중간 로드(442)들 각각은 인접한 제1연결 로드(432)의 사이 공간에 위치한다.A plurality of
제2안테나 로드(443)들은 윈도우(120)의 제1반경 영역(R1)과 제2반경 영역(R2) 사이에 위치한다. 제2안테나 로드(443)들은 제2연결 로드(441)들 중심으로 방사형으로 배치된다. 제2안테나 로드(443)들은 일단이 중간 로드(442)들과 연결되고, 타단이 접지된다. 중간 로드(442)들 각각에는 적어도 두 개 이상의 제2안테나 로드(443)들이 연결된다. 실시예에 의하면, 중간 로드(442)들 각각에는 3개의 제2안테나 로드(443)들이 연결된다. 제2안테나 로드(443)들은 제1영역(443a), 제2영역(443b), 그리고 제3영역(443c)을 가진다. 제1영역(443a)은 중간 로드(442)의 타단으로부터 연장되며, 끝단으로 갈수로 그 높이가 점점 낮아지도록 하향 경사진다. 제2영역(443b)은 제1영역(443a)의 끝단으로부터 연장되며, 윈도우(120)의 상면에 대해 나란하게 배치된다. 제2영역(443b)은 윈도우(120)의 상면과 접촉한다. 제3영역(443c)은 제2영역(443b)의 끝단으로부터 연장되며, 그 끝단으로 갈수록 그 높이가 점점 높아지도록 상향 경사진다. 제3영역(443c)의 끝단은 중간 로드(442)보다 높게 위치한다. 제3영역(443c)은 제1영역(443a)과 대체로 나란하게 배치될 수 있다. 제3영역(443c)의 끝단은 접지된다. The
제1전원(451)으로부터 제1안테나(430)의 제1연결 로드(431)에 고주파 전력이 인가되면, 고주파 전력은 제1안테나 로드(432)들을 통해 방사형으로 전달된다. 제1안테나(430)는 윈도우(120)의 제1반경 영역(R1)에 상응하는 공정 챔버(100) 내부 영역으로 고주파 전력을 인가한다.When high frequency power is applied from the
제2전원(452)으로부터 제2안테나(440)의 제2연결 로드(441)에 고주파 전력이 인가되면, 고주판 전력은 중간 로드(442)들과 제2안테나 로드(443)들을 통해 방사형으로 전달된다. 제2안테나(440)는 윈도우(120)의 제2반경 영역(R2)에 상응하는 공정 챔버(100) 내부 영역으로 고주파 전력을 인가한다. 제2안테나(440)는 윈도우(120)의 제1반경 영역(R1)과 제2반경 영역(R2) 사이 영역으로 밀도 높은 고주파 전력을 인가할 수 있다.When high frequency power is applied from the
이와 같이, 제1안테나(430)와 제2안테나(440)는 공정 챔버(100) 내부 영역을 구분하여 고주파 전력을 인가하고, 방사형으로 배치되어 공정 챔버(100)의 내부 공간 둘레를 따라 균일하게 고주파 전력을 인가한다. 이에 의해, 공정 챔버(100) 내부 각 영역에는 플라스마가 균일하게 형성될 수 있다.
The
상기 실시예에서는 기판 지지부(200)가 정전 척인 것으로 설명하였으나, 이와 달리 기판 지지부는 다양한 방법으로 기판을 지지할 수 있다. 예컨대, 기판 지지부(200)는 기판을 진공으로 흡착 유지하는 진공 척으로 제공될 수 있다.Although the
또한, 상기 실시예에서는 플라스마를 이용하여 식각 공정을 수행하는 것으로 설명하였으나, 기판 처리 공정은 이에 한정되지 않으며, 플라스마를 이용하는 다양한 기판 처리 공정, 예컨대 증착 공정, 애싱 공정, 그리고 세정 공정등에도 적용될수 있다.
In the above embodiment, the etching process is performed using plasma. However, the substrate process is not limited thereto, and can be applied to various substrate processing processes using plasma, such as a deposition process, an ashing process, and a cleaning process have.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
100: 공정 챔버 200: 기판 지지부
300: 가스 공급부 400: 플라스마 생성부
420: 안테나 부재 430: 제1안테나
440: 제2안테나 451: 제1전원
452: 제2전원100: process chamber 200: substrate support
300: gas supply unit 400: plasma generating unit
420: antenna member 430: first antenna
440: second antenna 451: first power source
452: Second power source
Claims (10)
상기 몸체의 개방된 상면을 밀폐하는 윈도우;
상기 몸체 내부에 위치하며, 기판을 지지하는 기판 지지부;
상기 몸체 내부에 공정 가스를 공급하는 가스 공급부;
상기 윈도우의 상부에 위치하며, 상기 몸체 내부에 고주파 전력을 인가하여 상기 몸체 내부에 공급된 공정 가스를 여기시키는 안테나 부재를 포함하되,
상기 안테나 부재는
상기 윈도우의 상면 중심으로부터 제1반경 영역으로 제공되는 제1안테나; 및
상기 윈도우의 상면 중심으로부터 상기 제1반경 영역보다 큰 제2반경 영역으로 제공되며, 상기 제1안테나와 비접촉하는 제2안테나를 포함하고,
상기 제1안테나는
상기 윈도우의 상면 중심에 위치하는 제1연결로드를 포함하고,
상기 제2안테나는
상기 윈도우의 상면 중심에 위치하며, 상기 제1연결로드와 절연되는 제2연결로드를 포함하고,
상기 제1연결로드에는 상하방향으로 홀이 형성되고,
상기 제2연결로드는 상기 홀 내에 위치하되,
상기 제1연결로드의 내측면과 상기 제2연결로드의 외측면은 이격되는 기판 처리 장치.A body having an inner space with an opened upper surface;
A window that seals the open top surface of the body;
A substrate support positioned within the body and supporting the substrate;
A gas supply unit for supplying a process gas into the body;
And an antenna member disposed at an upper portion of the window and exciting a process gas supplied to the inside of the body by applying a high frequency power to the body,
The antenna member
A first antenna provided in a first radial area from an upper surface center of the window; And
And a second antenna provided in a second radial area larger than the first radial area from the top center of the window and not in contact with the first antenna,
The first antenna
And a first connection rod located at the center of the upper surface of the window,
The second antenna
And a second connection rod located at the center of the upper surface of the window and insulated from the first connection rod,
A hole is formed in the first connecting rod in a vertical direction,
The second connecting rod is located in the hole,
Wherein an inner surface of the first connection rod and an outer surface of the second connection rod are spaced apart from each other.
상기 제1안테나는
일단이 상기 제1연결 로드와 연결되고, 타단이 접지되는 복수개의 제1안테나 로드들을 포함하되,
상기 제1안테나 로드들은 상기 제1연결 로드를 중심으로 방사형으로 배치되는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
The first antenna
And a plurality of first antenna rods having one end connected to the first connection rod and the other end grounded,
Wherein the first antenna rods are radially disposed about the first connection rod.
상기 제2안테나는
상기 제2연결 로드를 중심으로 방사형으로 상기 제1반경 영역 내에 배치되며, 상기 제2연결 로드와 연결되는 복수개의 중간 로드들;
상기 제1반경 영역과 상기 제2반경 영역 사이 영역에 위치하고, 상기 제1연결 로드를 중심으로 방사형으로 배치되는 복수개의 제2안테나 로드들을 포함하되,
상기 중간 로드들은 인접한 상기 제1안테나 로드들 사이 공간에 각각 위치하고,
상기 제2안테나 로드들은 일단이 상기 중간 로드들과 연결되고, 타단이 접지되는 기판 처리 장치.3. The method of claim 2,
The second antenna
A plurality of intermediate rods disposed radially in the first radial region about the second connecting rod and connected to the second connecting rod;
A plurality of second antenna rods located in an area between the first radial area and the second radial area and radially disposed about the first connecting rod,
The intermediate rods are respectively located in a space between adjacent first antenna rods,
Wherein the second antenna rods have one end connected to the intermediate rods and the other end grounded.
상기 제1안테나 로드 및 상기 제2안테나 로드는,
물결무늬를 형성하도록 복수번 절곡된 기판 처리 장치.The method of claim 3,
Wherein the first antenna rod and the second antenna rod are connected to each other,
Wherein the substrate processing apparatus is folded a plurality of times so as to form a wavy pattern.
상기 중간 로드들 각각은 적어도 두 개 이상의 상기 제2안테나 로드들과 연결되는 기판 처리 장치.The method of claim 3,
And each of the intermediate rods is connected to at least two of the second antenna loads.
상기 제1안테나 로드는,
상기 제1연결 로드의 하단으로부터 연장되고, 끝단으로 갈수록 그 높이가 점점 낮아지도록 하향 경사진 제1 영역;
상기 윈도우 상면과 접촉하며, 상기 제1 영역의 끝단으로부터 연장된 제2 영역;
상기 제2 영역의 끝단으로부터 연장되고, 끝단으로 갈수록 그 높이가 점점 높아지도록 상향 경사진 제3 영역을 포함하는 기판 처리 장치.3. The method of claim 2,
The first antenna rod
A first region extending from a lower end of the first connection rod and inclined downward so that the height gradually decreases toward an end;
A second region in contact with the top surface of the window and extending from an end of the first region;
And a third region extending from an end of the second region and inclined upward so that the height thereof gradually increases toward the end.
상기 제3 영역의 끝단부는 상기 윈도우와 수평을 이루도록 절곡된 기판 처리 장치.The method according to claim 6,
And an end of the third region is bent to be horizontal with the window.
상기 제2안테나 로드는,
상기 중간 로드의 타단으로부터 연장되고, 끝으로 갈수록 그 높이가 점점 낮아지도록 하향 경사진 제1영역;
상기 윈도우의 상면과 접촉하며, 상기 제1영역의 끝단으로부터 연장된 제2영역;
상기 제2영역의 끝단으로부터 연장되고, 끝단으로 갈수록 그 높이가 점점 높아지도록 상향 경사진 제3영역을 포함하는 기판 처리 장치.The method of claim 3,
The second antenna rod
A first region extending from the other end of the intermediate rod and inclined downward so that the height gradually decreases toward the end;
A second region in contact with an upper surface of the window and extending from an end of the first region;
And a third region extending from an end of the second region and inclined upward so that the height thereof gradually increases toward the end.
상기 제3영역의 끝단은, 상기 중간 로드 보다 높게 위치하고,
상기 제3영역과 상기 제1영역은, 서로 수평한 기판 처리 장치.9. The method of claim 8,
An end of the third region is positioned higher than the intermediate rod,
Wherein the third region and the first region are horizontal to each other.
상기 안테나부재는,
상기 제1연결 로드에 고주파 전력을 인가하는 제1전원과,
상기 제2연결 로드에 고주파 전력을 인가하는 제2전원을 더 포함하는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the antenna member comprises:
A first power source for applying a high frequency power to the first connection rod,
And a second power supply for applying a high-frequency power to the second connection rod.
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