KR102299885B1 - Shower head unit and apparatus for treating a substrate with the shower head unit - Google Patents

Shower head unit and apparatus for treating a substrate with the shower head unit Download PDF

Info

Publication number
KR102299885B1
KR102299885B1 KR1020140194018A KR20140194018A KR102299885B1 KR 102299885 B1 KR102299885 B1 KR 102299885B1 KR 1020140194018 A KR1020140194018 A KR 1020140194018A KR 20140194018 A KR20140194018 A KR 20140194018A KR 102299885 B1 KR102299885 B1 KR 102299885B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cable
plate
shower head
gas injection
gas
Prior art date
Application number
KR1020140194018A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20160081006A (en
Inventor
이수형
윤창로
Original Assignee
세메스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세메스 주식회사 filed Critical 세메스 주식회사
Priority to KR1020140194018A priority Critical patent/KR102299885B1/en
Publication of KR20160081006A publication Critical patent/KR20160081006A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102299885B1 publication Critical patent/KR102299885B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering

Abstract

본 발명은 샤워 헤드 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 내부에 처리공간을 가지는 공정 챔버와 상기 처리공간에 위치하며 기판을 지지하는 지지 유닛과 상기 공정 챔버로 처리 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과 그리고 상기 처리 가스를 상기 지지 유닛의 상부로 공급하는 샤워 헤드 유닛를 포함하되 상기 샤워 헤드 유닛은 샤워 헤드와 상기 샤워 헤드 상면에 위치하며, 복수의 분사홀을 가지는 가스 분사판과 그리고 상기 가스 분사판에 서로 이격되어 설치되어 상기 가스 분사판을 가열하며, 입력단자와 출력단자를 각각 가지는 복수의 히터를 포함하는 기판 처리 장치를 포함한다. The present invention provides a shower head unit and a substrate processing apparatus including the same. A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a process chamber having a processing space therein, a support unit positioned in the processing space and supporting a substrate, a gas supply unit supplying a processing gas to the processing chamber, and the processing. and a shower head unit supplying gas to the upper portion of the support unit, wherein the shower head unit is positioned on the shower head and an upper surface of the shower head, and is spaced apart from each other on a gas injection plate having a plurality of injection holes and the gas injection plate and a substrate processing apparatus installed to heat the gas injection plate and including a plurality of heaters each having an input terminal and an output terminal.

Figure R1020140194018
Figure R1020140194018

Description

샤워 헤드 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치{Shower head unit and apparatus for treating a substrate with the shower head unit}A shower head unit and a substrate processing apparatus including the same

본 발명은 기판을 처리하는 샤워 헤드 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a shower head unit for processing a substrate and a substrate processing apparatus including the same.

플라즈마는 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 플라즈마를 사용하여 식각 공정을 수행한다. 식각 공정은 플라즈마에 함유된 이온 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다.Plasma is generated by a very high temperature, a strong electric field, or a high-frequency electromagnetic field (RF Electromagnetic Fields), and refers to an ionized gas state composed of ions, electrons, radicals, and the like. In a semiconductor device manufacturing process, an etching process is performed using plasma. The etching process is performed when ion particles contained in plasma collide with the substrate.

식각 공정은 공정 챔버 내부에서 수행된다. 공정 챔버 내부로 공정 가스가 공급되고, 공정 챔버 내부에 고주파 전력을 인가하여 공정가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. The etching process is performed inside the process chamber. A process gas is supplied into the process chamber, and high-frequency power is applied to the process chamber to excite the process gas into a plasma state.

한편, 공정 가스에 플라즈마 상태로 여기시키 때, 샤워 헤드 유닛이 일반적으로 사용된다. 샤워 헤드는 전원과 연결되어 상부 전극으로 기능하며, 샤워 헤드의 상부에는 히터가 설치되는 가스 분사판이 위치한다. 도 1은 일반적으로 사용되는 히터를 나타내는 도면이다. 히터(3)는 외부의 전원으로부터 전원을 공급받는다. 전원은 별도의 케이블을 통하여 히터(3)의 입력단자(2)와 출력단자(4)에 연결되어 제공된다.On the other hand, when exciting the process gas into a plasma state, a shower head unit is generally used. The shower head is connected to a power source and functions as an upper electrode, and a gas injection plate on which a heater is installed is located above the shower head. 1 is a view showing a generally used heater. The heater 3 receives power from an external power source. Power is provided by being connected to the input terminal 2 and the output terminal 4 of the heater 3 through a separate cable.

다만, 도 1의 히터(3)를 사용하여 플라즈마를 발생시키는 경우 히터(3)의 입력단자(2)와 출력단자(4)가 일측에만 위치하고 있어 전자기적인 불균일을 형성하여 플라즈마가 불균일하게 생성된다. 이러한 구조적적인 비대칭성으로 전기적인 비대칭성을 유발하며, 플라즈마를 이용한 기판 처리 공정 시 공정 효율을 저해하는 문제점이 있다. However, in the case of generating plasma using the heater 3 of FIG. 1 , the input terminal 2 and the output terminal 4 of the heater 3 are located only on one side, thereby forming an electromagnetic non-uniformity, and the plasma is non-uniformly generated. . This structural asymmetry causes electrical asymmetry, and there is a problem in that process efficiency is hindered during a substrate processing process using plasma.

또한, 히터를 전원과 연결하는 케이블은 차페되어 있지 않고 전극의 상부로 그대로 노출되는 경우가 있다. 이러한 케이블 노출은 커플링의 발생 가능성을 유발하는 문제점이 있다. In addition, the cable connecting the heater to the power source is not shielded and may be directly exposed to the upper part of the electrode. Such cable exposure has a problem causing the possibility of occurrence of coupling.

본 발명은 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에 공정 효율을 향상시키기 위한 샤워 헤드 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다. An object of the present invention is to provide a shower head unit for improving process efficiency in a substrate processing apparatus using plasma, and a substrate processing apparatus including the same.

또한, 본 발명은 가스 분사판에 히터와 케이블을 전자기적으로 대칭적 구조로 제공하여 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에 공정 효율을 향상시키기 위한 샤워 헤드 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다. Another object of the present invention is to provide a shower head unit and a substrate processing apparatus including the same for improving process efficiency in a substrate processing apparatus using plasma by providing a heater and a cable to a gas injection plate in an electromagnetically symmetrical structure. .

본 발명은 기판을 처리 하는 장치를 제공한다. The present invention provides an apparatus for processing a substrate.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 기판 처리 장치는 내부에 처리공간을 가지는 공정 챔버; 상기 처리공간에 위치하며 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 공정 챔버로 처리 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 그리고 상기 처리 가스를 상기 지지 유닛의 상부로 공급하는 샤워 헤드 유닛를 포함하되 상기 샤워 헤드 유닛은 샤워 헤드; 상기 샤워 헤드 상면에 위치하며, 복수의 분사홀을 가지는 가스 분사판; 그리고 상기 가스 분사판에 서로 이격되어 설치되어 상기 가스 분사판을 가열하며, 입력단자와 출력단자를 각각 가지는 복수의 히터를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the substrate processing apparatus includes a process chamber having a processing space therein; a support unit positioned in the processing space to support a substrate; a gas supply unit supplying a processing gas to the process chamber; and a shower head unit supplying the processing gas to an upper portion of the support unit, wherein the shower head unit includes: a shower head; a gas injection plate positioned on an upper surface of the shower head and having a plurality of injection holes; And it may include a plurality of heaters installed spaced apart from each other on the gas injection plate to heat the gas injection plate, each having an input terminal and an output terminal.

일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 히터는 상기 가스 분사판을 중심으로 서로 대칭되게 설치될 수 있다. According to an embodiment, the plurality of heaters may be installed symmetrically with respect to the gas injection plate.

일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 히터는 상기 가스 분사판의 가장자리 영역에 위치할 수 있다. According to an embodiment, the plurality of heaters may be located in an edge region of the gas injection plate.

일 실시 예에 따르면, 상기 샤워 헤드 유닛은 외부의 전원과 상기 입력단자와 상기 출력단자를 연결하는 케이블; 상기 가스 분사판의 상부에 위치하는 커버 플레이트를 더 포함하며 상기 케이블은 상기 커넥터의 입력단자와 연결되는 제1케이블; 상기 커넥터의 출력단자와 연결되는 제2케이블을 포함하며 상기 제1케이블과 상게 제2케이블은 상기 커버 플레이트에 제공될 수 있다. According to an embodiment, the shower head unit may include an external power source and a cable connecting the input terminal and the output terminal; a first cable further comprising a cover plate positioned above the gas injection plate, wherein the cable is connected to an input terminal of the connector; and a second cable connected to the output terminal of the connector, wherein the first cable and the second cable may be provided on the cover plate.

일 실시 예에 따르면, 상기 샤워헤드 유닛은 상기 제1케이블과 상기 제2케이블을 감싸며 상기 커버플레이트에 위치하는 케이블 트레이를 더 포함하고, 상기 제1케이블과 상기 제2케이블은 각각 인슐레이터에 의해 감싸며 제공될 수 있다.According to an embodiment, the showerhead unit further includes a cable tray positioned on the cover plate to surround the first cable and the second cable, and the first cable and the second cable are each wrapped by an insulator, may be provided.

일 실시 예에 따르면, 상기 케이블 트레이는 상기 커버 플레이트에 내부에 링형상으로 제공될 수 있다. According to an embodiment, the cable tray may be provided in a ring shape inside the cover plate.

일 실시 예에 따르면, 상기 가스 분사판의 가장 자리 영역은 상기 가스 분사판의 중앙 영역보다 높게 제공될 수 있다. According to an embodiment, an edge region of the gas distributing plate may be provided higher than a central region of the gas distributing plate.

본 발명은 샤워 헤드 유닛을 제공한다. The present invention provides a shower head unit.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 샤워 헤드 유닛은 샤워 헤드; 상기 샤워 헤드 상면에 위치하며, 복수의 분사홀을 가지는 가스 분사판; 그리고 상기 가스 분사판에 서로 이격되어 설치되어 상기 가스 분사판을 가열하며 입력단자와 출력단자를 각각 가지는 복수의 히터를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the shower head unit includes a shower head; a gas injection plate positioned on an upper surface of the shower head and having a plurality of injection holes; And it may include a plurality of heaters installed to be spaced apart from each other on the gas injection plate to heat the gas injection plate, each having an input terminal and an output terminal.

일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 히터는 상기 가스 분사판을 중심으로 서로 대칭되게 설치될 수 있다. According to an embodiment, the plurality of heaters may be installed symmetrically with respect to the gas injection plate.

일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 히터는 상기 가스 분사판의 가장자리 영역에 위치할 수 있다. According to an embodiment, the plurality of heaters may be located in an edge region of the gas injection plate.

일 실시 예에 따르면, 상기 샤워 헤드 유닛은 외부의 전원과 상기 입력단자와 상기 출력단자를 연결하는 케이블; 상기 가스 분사판의 상부에 위치하는 커버 플레이트를 더 포함하며 상기 케이블은 상기 커넥터의 입력단자와 연결되는 제1케이블; 상기 커넥터의 출력단자와 연결되는 제2케이블을 포함하며 상기 제1케이블과 상게 제2케이블은 상기 커버 플레이트에 제공될 수 있다. According to an embodiment, the shower head unit may include an external power source and a cable connecting the input terminal and the output terminal; a first cable further comprising a cover plate positioned above the gas injection plate, wherein the cable is connected to an input terminal of the connector; and a second cable connected to the output terminal of the connector, wherein the first cable and the second cable may be provided on the cover plate.

일 실시 예에 따르면, 상기 샤워헤드 유닛은 상기 제1케이블과 상기 제2케이블을 감싸며, 상기 커버플레이트에 위치하는 케이블 트레이를 더 포함하고, 상기 제1케이블과 상기 제2케이블은 각각 인슐레이터에 의해 감싸며 제공될 수 있다.According to an embodiment, the showerhead unit surrounds the first cable and the second cable, and further includes a cable tray positioned on the cover plate, wherein the first cable and the second cable are each formed by an insulator. Wrapped and provided.

일 실시 예에 따르면, 상기 케이블 트레이는 상기 커버 플레이트에 내부에 링형상으로 제공될 수 있다. According to an embodiment, the cable tray may be provided in a ring shape inside the cover plate.

일 실시 예에 따르면, 상기 가스 분사판의 가장 자리 영역은 상기 가스 분사판의 중앙 영역보다 높게 제공될 수 있다.According to an embodiment, an edge region of the gas distributing plate may be provided higher than a central region of the gas distributing plate.

본 발명은 가스 분사판에 히터를 대칭적으로 제공하여 기판 처리 공정에 효율을 향상시킬 수 있다. In the present invention, it is possible to improve the efficiency of the substrate processing process by providing the heater symmetrically to the gas injection plate.

또한, 본 발명은 가스 분사판에 히터를 대칭적으로 제공하여 플라즈마를 이용한 식각 공정시 공정이 에칭율을 영역별로 균일하게 할 수 있다. In addition, according to the present invention, by providing a heater symmetrically to the gas injection plate, the etching rate can be uniform for each region during the etching process using plasma.

또한, 본 발명은 히터를 연결하는 케이블을 가스 분사판의 상부에 대칭적으로 제공하여, 전자기적인 대칭을 이루어 기판 처리 공정에 효유을 향상시킬 수 있다. In addition, the present invention provides a cable for connecting the heater symmetrically to the upper portion of the gas injection plate, thereby achieving electromagnetic symmetry to improve the effectiveness of the substrate processing process.

도 1은 일반적으로 가스 분사판에 제공되는 히터를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따름 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 가스 분사판에 제공되는 히터를 보여주는 평면도이다.
도 4와 도 5는 도 3의 가스 분사판에 제공되는 히터의 다른 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 2의 커버 플레이트를 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 6의 케이블 트레이를 A-A 방향에서 바라본 단면도이다.
도 8은 도 1에 히터에 따른 기판 처리 공정 시 ER(Etching rate)을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 9는 도 2에 히터에 따른 기판 처리 공정시 ER(Etching rate)을 개략적으로 보여주는 도면이다.1 is a view showing a heater generally provided in a gas injection plate.
2 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment.
FIG. 3 is a plan view illustrating a heater provided to the gas injection plate of FIG. 2 .
4 and 5 are views showing another embodiment of the heater provided on the gas injection plate of FIG.
FIG. 6 is a plan view showing the cover plate of FIG. 2 .
7 is a cross-sectional view of the cable tray of FIG. 6 viewed from the direction AA.
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating an etching rate (ER) during a substrate processing process according to the heater of FIG. 1 .
FIG. 9 is a diagram schematically illustrating an etching rate (ER) during a substrate processing process according to the heater of FIG. 2 .

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, an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention may 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 completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. Accordingly, the shapes of elements in the drawings are exaggerated to emphasize a clearer description.

본 발명의 실시예에서는 플라즈마를 이용하여 기판을 식각하는 기판처리장치 에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 챔버 내에 플라즈마를 공급하여 공정을 수행하는 다양한 종류의 장치에 적용 가능하다.In an embodiment of the present invention, a substrate processing apparatus for etching a substrate using plasma will be described. However, the present invention is not limited thereto, and may be applied to various types of apparatuses for performing a process by supplying plasma into a chamber.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 이하, 도 2을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리한다. 기판 처리 장치(10)는 챔버(100), 지지 유닛(200), 샤워 헤드 유닛(300), 가스 공급 유닛(400), 플라즈마 소스, 라이너 유닛(500), 그리고 베플 유닛(600)을 포함한다.2 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment. Hereinafter, referring to FIG. 2 , the substrate processing apparatus 10 processes the substrate W using plasma. The substrate processing apparatus 10 includes a chamber 100 , a support unit 200 , a shower head unit 300 , a gas supply unit 400 , a plasma source, a liner unit 500 , and a baffle unit 600 . .

챔버(100)는 내부에 기판 처리 공정이 수행되는 처리 공간을 제공한다. 챔버(100)는 내부의 처리 공간을 가진다. 챔버(100)는 밀폐된 형상으로 제공된다. 챔버(100)는 금속 재질로 제공된다. 일 예로 챔버(100)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 챔버(100)는 접지될 수 있다. 챔버(100)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성된다. 배기홀(102)은 배기 라인(151)과 연결된다. 배기 라인(151)은 펌프(미도시)와 연결된다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 챔버(100)의 내부 공간에 머무르는 가스는 배기 라인(151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 챔버(100)의 내부는 소정 압력으로 감압된다. The chamber 100 provides a processing space in which a substrate processing process is performed. The chamber 100 has an internal processing space. The chamber 100 is provided in a closed shape. The chamber 100 is provided with a metal material. For example, the chamber 100 may be made of an aluminum material. The chamber 100 may be grounded. An exhaust hole 102 is formed in the bottom surface of the chamber 100 . The exhaust hole 102 is connected to the exhaust line 151 . The exhaust line 151 is connected to a pump (not shown). Reaction by-products generated during the process and gas remaining in the internal space of the chamber 100 may be discharged to the outside through the exhaust line 151 . The interior of the chamber 100 is decompressed to a predetermined pressure by the exhaust process.

챔버(100)의 벽에는 히터(150)가 제공된다. 히터(150)는 챔버(100)의 벽을 가열한다. 히터(150)는 가열 전원(미도시)과 전기적으로 연결된다. 히터(150)는 가열 전원(미도시)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 히터(150)에서 발생된 열은 내부 공간으로 전달된다. 히터(150)에서 발생된 열에 의해서 처리공간은 소정 온도로 유지된다. 히터(150)는 코일 형상의 열선으로 제공된다. 히터(150)는 챔버(100)의 벽에 복수개 제공될 수 있다. A heater 150 is provided on the wall of the chamber 100 . The heater 150 heats the walls of the chamber 100 . The heater 150 is electrically connected to a heating power source (not shown). The heater 150 generates heat by resisting current applied from a heating power source (not shown). Heat generated by the heater 150 is transferred to the internal space. The processing space is maintained at a predetermined temperature by the heat generated by the heater 150 . The heater 150 is provided as a coil-shaped hot wire. A plurality of heaters 150 may be provided on the wall of the chamber 100 .

챔버(100)의 내부에는 지지 유닛(200)이 위치한다. 지지 유닛(200)은 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(200)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척을 포함한다. 이와 달리, 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 지지 유닛(200)이 정전 척인 경우에 대하여 설명한다.The support unit 200 is positioned inside the chamber 100 . The support unit 200 supports the substrate W. The support unit 200 includes an electrostatic chuck for adsorbing the substrate W using an electrostatic force. Alternatively, the support unit 200 may support the substrate W in various ways such as mechanical clamping. Hereinafter, a case in which the support unit 200 is an electrostatic chuck will be described.

지지 유닛(200)은 지지 플레이트(210), 전극 플레이트(220), 히터(230), 하부 플레이트(240), 플레이트(250), 하부판(260), 링부재(280), 플라즈마 조절 부재(270) 그리고 제어기(290)을 포함한다.The support unit 200 includes a support plate 210 , an electrode plate 220 , a heater 230 , a lower plate 240 , a plate 250 , a lower plate 260 , a ring member 280 , and a plasma control member 270 . ) and a controller 290 .

지지 플레이트(210)에는 기판(W)이 놓인다. 지지 플레이트(210)는 원판 형상으로 제공된다. 지지 플레이트(210)는 유전체(dielectric substance)로 제공될 수 있다. A substrate W is placed on the support plate 210 . The support plate 210 is provided in a disk shape. The support plate 210 may be provided with a dielectric substance.

지지 플레이트(210)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 갖는다. 기판(W)이 지지 플레이트(210)의 상에 놓일 때, 기판(W)의 가장자리 영역은 지지 플레이트(210)의 외측에 위치한다. The upper surface of the support plate 210 has a smaller radius than the substrate W. When the substrate W is placed on the support plate 210 , an edge region of the substrate W is positioned outside the support plate 210 .

지지 플레이트(210)는 외부의 전원을 공급받아 기판(W)에 정전기력을 작용한다. 지지 플레이트(210)에는 정전 전극(211)이 제공된다. 정전 전극(221)은 흡착 전원(213)과 전기적으로 연결된다. 흡착 전원(213)은 직류 전원을 포함한다. 정전 전극(211)과 흡착 전원(213) 사이에는 스위치(212)가 설치된다. 정전 전극(211)은 스위치(212)의 온/오프(ON/OFF)에 의해 흡착 전원(213)과 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치(212)가 온(ON)되면, 정전 전극(211)에는 직류 전류가 인가된다. 정전 전극(211)에 인가된 전류에 의해 정전 전극(211)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용한다. 기판(W)은 정전기력에 의해 지지 플레이트(210)에 흡착된다.The support plate 210 applies an electrostatic force to the substrate W by receiving external power. The support plate 210 is provided with an electrostatic electrode 211 . The electrostatic electrode 221 is electrically connected to the absorption power supply 213 . The adsorption power supply 213 includes a DC power supply. A switch 212 is installed between the electrostatic electrode 211 and the adsorption power supply 213 . The electrostatic electrode 211 may be electrically connected to the adsorption power supply 213 by ON/OFF of the switch 212 . When the switch 212 is turned on, a direct current is applied to the electrostatic electrode 211 . An electrostatic force acts between the electrostatic electrode 211 and the substrate W by the current applied to the electrostatic electrode 211 . The substrate W is adsorbed to the support plate 210 by electrostatic force.

지지 플레이트(210)의 내부에는 히터(230)가 제공된다. 히터(230)는 가열 전원(233)과 전기적으로 연결된다. 히터(230)는 가열 전원(233)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 지지 플레이트(210)을 통해 기판(W)으로 전달된다. 히터(230)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 소정 온도로 유지된다. 히터(230)는 코일 형상의 열선으로 제공된다. 히터(230)는 지지 플레이트(210)의 영역에 복수개 제공된다. A heater 230 is provided inside the support plate 210 . The heater 230 is electrically connected to the heating power source 233 . The heater 230 generates heat by resisting the current applied from the heating power source 233 . The generated heat is transferred to the substrate W through the support plate 210 . The substrate W is maintained at a predetermined temperature by the heat generated by the heater 230 . The heater 230 is provided as a coil-shaped heating wire. A plurality of heaters 230 are provided in the region of the support plate 210 .

전극 플레이트(220)는 지지 플레이트(210)의 아래에 제공된다. 전극 플레이트 상부면은 지지 플레이트의 하부면과 접촉한다. 전극 플레이트(220)는 원판형상으로 제공된다. 전극 플레이트(220)는 도전성 재질로 제공된다. 일 예로 전극 플레이트(220)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 전극 플레이트(220)의 상부 중심 영역은 지지 플레이트(210)의 저면과 상응하는 면적을 가진다. The electrode plate 220 is provided under the support plate 210 . The upper surface of the electrode plate is in contact with the lower surface of the support plate. The electrode plate 220 is provided in a disk shape. The electrode plate 220 is provided with a conductive material. For example, the electrode plate 220 may be made of an aluminum material. The upper central region of the electrode plate 220 has an area corresponding to the bottom surface of the support plate 210 .

전극 플레이트(220)의 내부에는 상부 유로(221)가 제공된다. 상부 유로(221)는 주로 지지 플레이트(210)를 냉각한다. 상부 유로(221)에는 냉각 유체가 공급된다. 일 예로 냉각 유체는 냉각수 또는 냉각 가스로 제공될 수 있다.An upper flow path 221 is provided inside the electrode plate 220 . The upper flow path 221 mainly cools the support plate 210 . A cooling fluid is supplied to the upper flow path 221 . For example, the cooling fluid may be provided as cooling water or cooling gas.

전극 플레이트(220)는 금속판을 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 전극 플레이트는 전체가 금속판으로 제공될 수 있다. 전극 플레이트(220)는 하부 전원(227)과 전기적으로 연결될 수 있다. 하부 전원(227)은 고주파 전력을 발생시키는 고주파 전원으로 제공될 수 있다. 고주파 전원은 RF 전원으로 제공될 수 있다. RF전원은 하이 바이어스 파워 알에프(High Bias Power RF) 전원으로 제공될 수 있다. 전극 플레이트(220)는 하부 전원(227)으로부터 고주파 전력을 인가받는다. 이로 인해 전극 플레이트(220)는 전극으로서 기능할 수 있다. 전극 플레이트(220)는 접지되어 제공될 수 있다. The electrode plate 220 may include a metal plate. According to an example, the electrode plate may be provided as a whole metal plate. The electrode plate 220 may be electrically connected to the lower power source 227 . The lower power supply 227 may be provided as a high frequency power source for generating high frequency power. The high frequency power supply may be provided as an RF power supply. The RF power may be provided as a high bias power RF power. The electrode plate 220 receives high-frequency power from the lower power source 227 . Due to this, the electrode plate 220 may function as an electrode. The electrode plate 220 may be provided by being grounded.

전극 플레이트(220)의 하부에는 플레이트(250)가 제공된다. 플레이트(250)는 원형의 판형상으로 제공될 수 있다. 플레이트(250)는 전극 플레이트(220)와 상응하는 면적으로 제공될 수 있다. 플레이트(250)는 절연판으로 제공될 수 있다. 일 예로 플레이트(250)는 유전체로 제공될 수 있다. A plate 250 is provided under the electrode plate 220 . The plate 250 may be provided in a circular plate shape. The plate 250 may have an area corresponding to that of the electrode plate 220 . The plate 250 may be provided as an insulating plate. For example, the plate 250 may be provided as a dielectric material.

하부 플레이트(240)는 전극 플레이트(220)의 하부에 제공된다. 하부 플레이트(240)는 하부판(260)의 하부에 제공된다. 하부 플레이트(240)는 링형상으로 제공된다. The lower plate 240 is provided under the electrode plate 220 . The lower plate 240 is provided under the lower plate 260 . The lower plate 240 is provided in a ring shape.

하부판(260)은 플레이트(250)의 하부에 위치한다. 하부판(260)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 하부판(260)은 상부에서 바라 볼 때, 원형으로 제공된다. 하부판(260)의 내부 공간에는 반송되는 기판(W)을 외부의 반송 부재로부터 지지 플레이트(210)로 이동시키는 리프트 핀 모듈(미도시) 등이 위치할 수 있다. The lower plate 260 is positioned under the plate 250 . The lower plate 260 may be made of an aluminum material. The lower plate 260 is provided in a circular shape when viewed from the top. In the inner space of the lower plate 260 , a lift pin module (not shown) for moving the transferred substrate W from an external transfer member to the support plate 210 may be positioned.

링부재(280)는 지지 유닛(200)의 가장자리 영역에 배치된다. 링부재(280)는 링 형상을 가진다. 링부재(280)는 지지 플레이트(210)의 상부를 감싸며 제공된다. 일 예로 링부재(280)는 포커스링으로 제공될 수 있다. 링부재(280)는 내측부(282)과 외측부(281)을 포함한다. 내측부(282)는 링부재(280)의 안쪽에 위치한다. 내측부(282)는 외측부(281)보다 낮게 제공된다. 내측부(282)의 상면은 지지 플레이트(210)의 상면과 동일한 높이로 제공된다. 내측부(282)는 지지판(210)의 외측에 위치된 기판(W)의 가장자리영역을 지지한다. 외측부(281)는 내측부(282)의 외측에 위치한다. 외측부(281)는 지지판(210)에 기판(W)이 놓일 시 기판(W)의 측부와 마주보며 위치한다. 외측부(281)는 기판(W) 가장자리 영역을 둘러싸도록 제공된다. The ring member 280 is disposed on the edge region of the support unit 200 . The ring member 280 has a ring shape. The ring member 280 is provided to surround the upper portion of the support plate 210 . For example, the ring member 280 may be provided as a focus ring. The ring member 280 includes an inner portion 282 and an outer portion 281 . The inner portion 282 is located inside the ring member 280 . The inner portion 282 is provided lower than the outer portion 281 . The upper surface of the inner part 282 is provided at the same height as the upper surface of the support plate 210 . The inner portion 282 supports an edge region of the substrate W positioned outside the support plate 210 . The outer portion 281 is located outside the inner portion 282 . The outer portion 281 is positioned to face the side of the substrate W when the substrate W is placed on the support plate 210 . The outer portion 281 is provided so as to surround the edge region of the substrate (W).

샤워 헤드 유닛(300)은 챔버(100) 내부에서 지지 유닛(200)의 상부에 위치한다. 샤워 헤드 유닛(300)은 지지 유닛(200)과 대향되게 위치한다. The shower head unit 300 is positioned above the support unit 200 in the chamber 100 . The shower head unit 300 is positioned to face the support unit 200 .

샤워 헤드 유닛(300)은 샤워 헤드(310), 가스 분사판(320), 커버 플레이트(330), 상부 플레이트(340) 히터(323), 케이블(360), 케이블 트레이(365) 그리고 절연판(390)을 포함한다. The shower head unit 300 includes a shower head 310 , a gas injection plate 320 , a cover plate 330 , an upper plate 340 , a heater 323 , a cable 360 , a cable tray 365 , and an insulating plate 390 . ) is included.

샤워 헤드(310)는 챔버(100)의 상면에서 하부로 일정거리 이격되어 위치한다. 샤워 헤드(310)는 지지 유닛(200)의 상부에 위치한다. 샤워 헤드(310)와 챔버(100)의 상면은 그 사이에 일정한 공간이 형성된다. 샤워 헤드(310)는 두께가 일정한 판 형상으로 제공될 수 있다. 샤워 헤드(310)의 저면은 플라즈마에 의한 아크 발생을 방지하기 위하여 그 표면이 양극화 처리될 수 있다. 샤워 헤드(310)의 단면은 지지 유닛(200)와 동일한 형상과 단면적을 가지도록 제공될 수 있다. 샤워 헤드(310)는 복수개의 분사홀(311)을 포함한다. 분사홀(311)은 샤워 헤드(310)의 상면과 하면을 수직 방향으로 관통한다. 샤워 헤드(310)는 금속 재질을 포함한다.The shower head 310 is positioned to be spaced apart from the upper surface of the chamber 100 by a predetermined distance downward. The shower head 310 is positioned above the support unit 200 . A predetermined space is formed between the shower head 310 and the upper surface of the chamber 100 . The shower head 310 may be provided in a plate shape having a constant thickness. The bottom surface of the shower head 310 may be anodized to prevent arcing by plasma. A cross-section of the shower head 310 may be provided to have the same shape and cross-sectional area as the support unit 200 . The shower head 310 includes a plurality of spray holes 311 . The injection hole 311 penetrates the upper and lower surfaces of the shower head 310 in a vertical direction. The shower head 310 includes a metal material.

샤워 헤드(310)는 상부전원(370)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상부전원(370)은 고주파 전원으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 샤워 헤드(310)은 전기적으로 접지될 수도 있다. 샤워 헤드(310)은 상부전원(370)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이와는 달리 샤워 헤드(310) 접지되어 전극으로서 기능할 수 있다. The shower head 310 may be electrically connected to the upper power source 370 . The upper power source 370 may be provided as a high frequency power source. Alternatively, the shower head 310 may be electrically grounded. The shower head 310 may be electrically connected to the upper power source 370 . Alternatively, the shower head 310 may be grounded to function as an electrode.

도 3은 도 2의 가스 분사판에 제공되는 히터를 보여주는 평면도이다. 이하, 도 2와 도 3을 참고하면, 가스 분사판(320)은 샤워 헤드(310)의 상면에 위치한다. 가스 분사판(320)은 챔버(100)의 상면에서 일정거리 이격되어 위치한다. 가스 분사판(320)은 두께가 일정한 판 형상으로 제공될 수 있다. 가스 분사판(320)의 가장자리 영역(A2)은, 가스 분사판(320)의 중앙 영역(A1)보다 높게 제공된다. 가스 분사판(320)의 가장자리 영역(A2)은 링형상으로 가스 분사판(320)의 중앙영역(A1)을 감싸며 제공된다. FIG. 3 is a plan view illustrating a heater provided to the gas injection plate of FIG. 2 . Hereinafter, referring to FIGS. 2 and 3 , the gas injection plate 320 is located on the upper surface of the shower head 310 . The gas injection plate 320 is spaced apart from the upper surface of the chamber 100 by a predetermined distance. The gas injection plate 320 may be provided in a plate shape having a constant thickness. The edge area A2 of the gas distributing plate 320 is provided higher than the central area A1 of the gas distributing plate 320 . The edge region A2 of the gas injection plate 320 is provided to surround the central area A1 of the gas injection plate 320 in a ring shape.

가스 분사판(320)의 가장자리 영역(A2)에는 히터(323)가 제공된다. 히터(323)는 가스 분사판(320)을 가열한다. 히터(323)는 가스 분사판(320)을 중심으로 서로 대칭되게 설치된다. 히터(323)는 복수개가 제공된다. 일 예로 히터(323)는 4개가 제공될 수 있다. 각각의 히터(323)는 가스 분사판(320)을 중심으로 서로 대칭되게 설치한다. 각각의 히터(323)는 타원형의 형상으로 가스 분사판(320)의 가장자리 영역(A2)에 제공된다.A heater 323 is provided in the edge area A2 of the gas injection plate 320 . The heater 323 heats the gas injection plate 320 . The heater 323 is installed symmetrically with respect to the gas injection plate 320 . A plurality of heaters 323 are provided. For example, four heaters 323 may be provided. Each heater 323 is installed symmetrically with respect to the gas injection plate 320 . Each heater 323 is provided in the edge area A2 of the gas injection plate 320 in an elliptical shape.

히터(323)는 입력단자(324)와 출력단자(325)를 포함한다. 입력단자(324)와 출력단자(325)는 외부의 전원을 공급받는다. 입력단자(324)와 출력단자(325)는 히터(323)와 대응되는 개수로 각각 제공된다. 입력단자(324)와 출력단자(325)는 가스 분사판(320)의 중심으로 서로 대칭되게 위치한다. The heater 323 includes an input terminal 324 and an output terminal 325 . The input terminal 324 and the output terminal 325 are supplied with external power. The input terminal 324 and the output terminal 325 are provided in the number corresponding to the heater 323, respectively. The input terminal 324 and the output terminal 325 are positioned symmetrically to each other with respect to the center of the gas injection plate 320 .

상술한 예에서는 히터(323)가 4개 제공되는 것을 예로 들었으나, 이와는 달리 도 4와 도 5와 같이 6개 또는 8개로 가스 분사판(320)을 중심으로 서로 대칭되게 제공될 수 있다. 이와는 달리 히터(323)는 가스 분사판(320)을 중심으로 서로 대칭되게 제공되며, 상술한 히터의 개수와 상이한 개수로 제공될 수 있다. In the above-described example, four heaters 323 are provided as an example, but in contrast to this, six or eight heaters 323 may be provided symmetrically with respect to the gas injection plate 320 as shown in FIGS. 4 and 5 . Unlike this, the heaters 323 are provided symmetrically with respect to the gas injection plate 320 , and may be provided in a number different from the number of the heaters described above.

가스 분사판(320)에는 확산 영역(322)과 분사홀(321)이 제공된다. 확산 영역(322)과 분사홀(321)은 가스 분사판의 중앙 영역(A1)에 위치한다. 확산 영역(322)은 상부에서 공급되는 가스를 분사홀(321)로 고루게 퍼지게 한다. 확산 영역(322)은 하부에 분사홀(321)과 연결된다. 인접하는 확산 영역(322)은 서로 연결된다. 분사홀(321)은 확산 영역(322)과 연결되여, 하면을 수직 방향으로 관통한다. The gas injection plate 320 is provided with a diffusion region 322 and an injection hole 321 . The diffusion region 322 and the injection hole 321 are located in the central region A1 of the gas injection plate. The diffusion region 322 evenly spreads the gas supplied from the upper portion to the injection hole 321 . The diffusion region 322 is connected to the injection hole 321 at the lower portion. Adjacent diffusion regions 322 are connected to each other. The injection hole 321 is connected to the diffusion region 322 and penetrates the lower surface in the vertical direction.

분사홀(321)은 샤워헤드(310)의 분사홀(311)과 대향되게 위치한다. 가스 분사판(320)은 금속 재질을 포함할 수 있다. The spray hole 321 is positioned to face the spray hole 311 of the shower head 310 . The gas injection plate 320 may include a metal material.

도 6은 도 2의 커버 플레이트를 보여주는 평면도이고, 도 7은 도 6의 케이블 트레이를 A-A 방향에서 바라본 단면도이다. 이하 도 2, 도 6 그리고 도 7을 참고하면, 커버 플레이트(330)는 가스 분사판(320)의 상부에 위치한다. 커버 플레이트(330)는 두께가 일정한 판 형상으로 제공될 수 있다. 커버 플레이트(330)에는 확산영역(332)과 분사홀(331)이 제공된다. 확산 영역(332)은 상부에서 공급되는 가스를 분사홀(331)로 고루게 퍼지게 한다. 확산 영역(332)은 하부에 분사홀(331)과 연결된다. 인접하는 확산 영역(332)은 서로 연결된다. 분사홀(331)은 확산 영역(332)과 연결되여, 하면을 수직 방향으로 관통한다. FIG. 6 is a plan view showing the cover plate of FIG. 2 , and FIG. 7 is a cross-sectional view of the cable tray of FIG. 6 viewed from the direction A-A. 2, 6 and 7 , the cover plate 330 is positioned above the gas injection plate 320 . The cover plate 330 may be provided in a plate shape having a constant thickness. The cover plate 330 is provided with a diffusion region 332 and a spray hole 331 . The diffusion region 332 evenly spreads the gas supplied from the upper portion to the injection hole 331 . The diffusion region 332 is connected to the injection hole 331 at the lower portion. Adjacent diffusion regions 332 are connected to each other. The injection hole 331 is connected to the diffusion region 332 and penetrates the lower surface in the vertical direction.

커버 플레이트(330)에는 케이블(360)과 케이블 트레이(365)가 위치한다. A cable 360 and a cable tray 365 are positioned on the cover plate 330 .

케이블(360)은 외부의 전원과 히터(323)의 입력단자(324)와 출력단자(325)를 연결한다. 케이블(360)은 제1케이블(361)과 제2케이블(362)을 포함한다.The cable 360 connects the external power source and the input terminal 324 and the output terminal 325 of the heater 323 . The cable 360 includes a first cable 361 and a second cable 362 .

제1케이블(361)은 히터(323)의 입력단자(324)와 연결된다. 제1케이블(361)은 커버 플레이트(330)의 내부에 위치한다. 제1케이블(361)은 케이블 트레이(365) 내부에 위치한다. 제1케이블(361)은 가스 분사판(320)의 상부에 링형상으로 제공된다. 제1케이블(361)은 가스 분사판(320)의 가장자리 영역(A2) 상부에 위치한다. The first cable 361 is connected to the input terminal 324 of the heater 323 . The first cable 361 is located inside the cover plate 330 . The first cable 361 is located inside the cable tray 365 . The first cable 361 is provided in a ring shape on the gas injection plate 320 . The first cable 361 is located above the edge area A2 of the gas injection plate 320 .

제2케이블(362)은 히터(323)의 출력단자(325)와 연결된다. 제2케이블(362)은 커버 플레이트(320)의 내부에 위치한다. 제2케이블(362)은 케이블 트레이(365) 내부에 위치한다. 제2케이블(362)은 가스 분사판(320)의 상부에 링형상으로 제공된다. 제2케이블(362)은 가스 분사판(320)의 가장자리 영역(A2) 상부에 위치한다. 제1케이블(361)과 제2케이블(362)은 가스 분사판(320)의 상부에 동심으로 형성된다. 일 예로 제1케이블(361)은 제2케이블(362) 보다 가스 분사판(320)의 중심에 더 가깝게 위치 할 수 있다. 제1케이블(361)과 제2케이블(362)은 인슐레이터(363)에 의해 감싸며 제공된다. The second cable 362 is connected to the output terminal 325 of the heater 323 . The second cable 362 is located inside the cover plate 320 . The second cable 362 is located inside the cable tray 365 . The second cable 362 is provided in a ring shape on the upper portion of the gas injection plate 320 . The second cable 362 is positioned above the edge area A2 of the gas injection plate 320 . The first cable 361 and the second cable 362 are formed concentrically on the upper portion of the gas injection plate 320 . For example, the first cable 361 may be located closer to the center of the gas injection plate 320 than the second cable 362 . The first cable 361 and the second cable 362 are provided while being wrapped by an insulator 363 .

케이블 트레이(365)는 케이블(360)을 감싸며 제공된다. 케이블 트레이(365)의 내부에는 케이블(360)이 위치한다. 케이블 트레이(365)는 커버 플레이트(330)에 위치한다. 케이블 트레이(360)는 가스 분사판(320)의 가장자리 영역(A2) 상부에 위치한다. 케이블 트레이(365)는 링형상으로 제공된다. 케이블 트레이(365)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. The cable tray 365 is provided while wrapping the cable 360 . The cable 360 is positioned inside the cable tray 365 . The cable tray 365 is located on the cover plate 330 . The cable tray 360 is positioned above the edge area A2 of the gas injection plate 320 . The cable tray 365 is provided in a ring shape. The cable tray 365 may be made of an aluminum material.

상부 플레이트(340)는 커버 플레이트(330)의 상부에 위치한다. 상부 플레이트(340)는 두께가 일정한 판 형상으로 제공될 수 있다. 상부 플레이트(340)는 커버 플레이트(330)와 동일한 크기로 제공될 수 있다. 상부 플레이트(340)는 중앙에 공급홀(341)이 형성된다. 공급홀(341)은 가스가 통과하는 홀이다. 공급홀(341)은 통과한 가스는 커버 플레이트(330)의 확산 영역(332)에 공급된다. 상부 플레이트(340)의 내부에는 냉각 유로(343)가 형성된다. 냉각 유로(343)에는 냉각 유체가 공급될 수 있다. 일 예로 냉각 유체는 냉각수로 제공될 수 있다. The upper plate 340 is positioned on the cover plate 330 . The upper plate 340 may be provided in a plate shape having a constant thickness. The upper plate 340 may have the same size as the cover plate 330 . A supply hole 341 is formed in the center of the upper plate 340 . The supply hole 341 is a hole through which the gas passes. The gas passing through the supply hole 341 is supplied to the diffusion region 332 of the cover plate 330 . A cooling passage 343 is formed inside the upper plate 340 . A cooling fluid may be supplied to the cooling passage 343 . For example, the cooling fluid may be provided as cooling water.

절연판(390)은 샤워 헤드(310), 가스 분사판(320), 커버 플레이트(330) 그리고 상부 플레이트(330)의 측부를 지지한다. 절연판(390)은 챔버(100)의 측벽과 연결된다. 절연판(390)은 샤워 헤드(310), 가스 분사판(310), 커버 플레이트(330) 그리고 상부 플레이트(340)를 감싸며 제공된다. 절연판(390)은 원형의 링형상으로 제공될 수 있다. 절연판(390)는 비금속 재질로 제공될 수 있다. The insulating plate 390 supports sides of the shower head 310 , the gas injection plate 320 , the cover plate 330 , and the upper plate 330 . The insulating plate 390 is connected to the sidewall of the chamber 100 . The insulating plate 390 is provided to surround the shower head 310 , the gas injection plate 310 , the cover plate 330 , and the upper plate 340 . The insulating plate 390 may be provided in a circular ring shape. The insulating plate 390 may be made of a non-metal material.

가스 공급 유닛(400)은 챔버(100) 내부에 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(400)은 가스 공급 노즐(410), 가스 공급 라인(420), 그리고 가스 저장부(430)를 포함한다. 가스 공급 노즐(410)은 챔버(100)의 상면 중앙부에 설치된다. 가스 공급 노즐(410)의 저면에는 분사구가 형성된다. 분사구는 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(420)은 가스 공급 노즐(410)과 가스 저장부(430)를 연결한다. 가스 공급 라인(420)은 가스 저장부(430)에 저장된 공정 가스를 가스 공급 노즐(410)에 공급한다. 가스 공급 라인(420)에는 밸브(421)가 설치된다. 밸브(421)는 가스 공급 라인(420)을 개폐하며, 가스 공급 라인(420)을 통해 공급되는 공정 가스의 유량을 조절한다.The gas supply unit 400 supplies a process gas into the chamber 100 . The gas supply unit 400 includes a gas supply nozzle 410 , a gas supply line 420 , and a gas storage unit 430 . The gas supply nozzle 410 is installed in the center of the upper surface of the chamber 100 . An injection hole is formed on the bottom surface of the gas supply nozzle 410 . The injection port supplies the process gas into the chamber 100 . The gas supply line 420 connects the gas supply nozzle 410 and the gas storage unit 430 . The gas supply line 420 supplies the process gas stored in the gas storage unit 430 to the gas supply nozzle 410 . A valve 421 is installed in the gas supply line 420 . The valve 421 opens and closes the gas supply line 420 and controls the flow rate of the process gas supplied through the gas supply line 420 .

플라즈마 소스는 챔버(100) 내에 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 본 발명의 실시예에서는, 플라즈마 소스로 용량 결합형 플라즈마(CCP: capacitively coupled plasma)가 사용된다. 용량 결합형 플라즈마는 챔버(100)의 내부에 상부 전극 및 하부 전극을 포함할 수 있다. 상부 전극 및 하부 전극은 챔버(100)의 내부에서 서로 평행하게 상하로 배치될 수 있다. 양 전극 중 어느 하나의 전극은 고주파 전력을 인가하고, 다른 전극은 접지될 수 있다. 양 전극 간의 공간에는 전자기장이 형성되고, 이 공간에 공급되는 공정 가스는 플라즈마 상태로 여기될 수 있다. 이 플라즈마를 이용하여 기판 처리 공정이 수행된다. 일 예에 의하면, 상부 전극은 샤워 헤드 유닛(300)로 제공되고, 하부 전극은 전극 플레이트로 제공될 수 있다. 하부 전극에는 고주파 전력이 인가되고, 상부 전극은 접지될 수 있다. 이와 달리, 상부 전극과 하부 전극에 모두 고주파 전력이 인가될 수 있다. 이로 인하여 상부 전극과 하부 전극 사이에 전자기장이 발생된다. 발생된 전자기장은 챔버(100) 내부로 제공된 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기 시킨다.A plasma source excites a process gas within the chamber 100 into a plasma state. In an embodiment of the present invention, a capacitively coupled plasma (CCP) is used as the plasma source. The capacitively coupled plasma may include an upper electrode and a lower electrode inside the chamber 100 . The upper electrode and the lower electrode may be vertically disposed parallel to each other inside the chamber 100 . Either one of the electrodes may apply high-frequency power, and the other electrode may be grounded. An electromagnetic field is formed in the space between the electrodes, and the process gas supplied to the space may be excited into a plasma state. A substrate processing process is performed using this plasma. According to an example, the upper electrode may be provided as the shower head unit 300 , and the lower electrode may be provided as an electrode plate. High-frequency power may be applied to the lower electrode, and the upper electrode may be grounded. Alternatively, high-frequency power may be applied to both the upper electrode and the lower electrode. As a result, an electromagnetic field is generated between the upper electrode and the lower electrode. The generated electromagnetic field excites the process gas provided into the chamber 100 into a plasma state.

라이너 유닛(500)은 공정 중 챔버(100)의 내벽 및 지지 유닛(200)이 손상되는 것을 방지한다. 라이너 유닛(500)은 공정 중에 발생한 불술물이 내측벽 및 지지 유닛(200)에 증착되는 것을 방지한다. 라이너 유닛(500)은 내측 라이너(510)와 외측 라이너(530)을 포함한다. The liner unit 500 prevents the inner wall of the chamber 100 and the support unit 200 from being damaged during the process. The liner unit 500 prevents impurities generated during the process from being deposited on the inner wall and the support unit 200 . The liner unit 500 includes an inner liner 510 and an outer liner 530 .

외측 라이너(530)는 챔버(100)의 내벽에 제공된다. 외측 라이너(530)는 상면 및 하면이 개방된 공간을 가진다. 외측 라이너(530)는 원통 형상으로 제공될 수 있다. 외측 라이너(530)는 챔버(100)의 내측면에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 외측 라이너(530)는 챔버(100)의 내측면을 따라 제공된다. An outer liner 530 is provided on the inner wall of the chamber 100 . The outer liner 530 has an open space on the top and bottom surfaces. The outer liner 530 may be provided in a cylindrical shape. The outer liner 530 may have a radius corresponding to the inner surface of the chamber 100 . An outer liner 530 is provided along the inner surface of the chamber 100 .

외측 라이너(530)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 외측 라이너(530)는 몸체(110) 내측면을 보호한다. 공정 가스가 여기되는 과정에서 챔버(100) 내부에는 아크(Arc) 방전이 발생될 수 있다. 아크 방전은 챔버(100)를 손상시킨다. 외측 라이너(530)는 몸체(110)의 내측면을 보호하여 몸체(110)의 내측면이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지한다.The outer liner 530 may be made of an aluminum material. The outer liner 530 protects the inner surface of the body 110 . An arc discharge may be generated inside the chamber 100 while the process gas is excited. The arc discharge damages the chamber 100 . The outer liner 530 protects the inner surface of the body 110 to prevent the inner surface of the body 110 from being damaged by arc discharge.

내측 라이너(510)는 지지 유닛(200)을 감싸며 제공된다. 내측 라이너(510)는 링 형상으로 제공된다. 내측 라이너(510)는 지지 플레이트(210), 전극 플레이트(220) 그리고 하부 플레이트(240) 전부를 감싸도록 제공된다. 내측 라이너(510)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 내측 라이너(510)는 지지 유닛(200)의 외측면을 보호한다. The inner liner 510 is provided to surround the support unit 200 . The inner liner 510 is provided in a ring shape. The inner liner 510 is provided to surround all of the support plate 210 , the electrode plate 220 , and the lower plate 240 . The inner liner 510 may be made of an aluminum material. The inner liner 510 protects the outer surface of the support unit 200 .

배플 유닛(600)은 챔버(100)의 내측벽과 지지 유닛(200)의 사이에 위치된다. 배플은 환형의 링 형상으로 제공된다. 배플에는 복수의 관통홀들이 형성된다. 챔버(100) 내에 제공된 공정가스는 배플의 관통홀들을 통과하여 배기홀(102)로 배기된다. 배플의 형상 및 관통홀들의 형상에 따라 공정가스의 흐름이 제어될 수 있다.The baffle unit 600 is positioned between the inner wall of the chamber 100 and the support unit 200 . The baffle is provided in the shape of an annular ring. A plurality of through-holes are formed in the baffle. The process gas provided in the chamber 100 is exhausted to the exhaust hole 102 through the through-holes of the baffle. The flow of the process gas may be controlled according to the shape of the baffle and the shape of the through-holes.

도 8은 도 1에 히터에 따른 기판 처리 공정 시 ER(Etching rate)을 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 9는 도 2에 히터에 따른 기판 처리 공정시 ER(Etching rate)을 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하, 도 8과 도 9을 참조하면, 도 1의 히터로 제공된 샤워 헤드 유닛으로 기판 처리 공정을 진행시 도 8과 같이 에칭률이 불균일한 결과를 나타내었다. 이는 히터와 외부의 전원을 연결 시 가스 분사판의 일측에만 전원이 연결되어, 공정 시 전자기적인 비대칭성을 유발한다. 이러한 전자기적 비대칭성은 영역별 에칭률의 차이를 보인다. FIG. 8 is a diagram schematically illustrating an etching rate (ER) during a substrate processing process according to a heater in FIG. 1 , and FIG. 9 is a diagram schematically illustrating an etching rate (ER) in a substrate processing process according to the heater in FIG. 2 . Hereinafter, referring to FIGS. 8 and 9 , when a substrate processing process is performed using the shower head unit provided as the heater of FIG. 1 , the etching rate is non-uniform as shown in FIG. 8 . In this case, when the heater and an external power source are connected, the power is connected to only one side of the gas injection plate, causing electromagnetic asymmetry during the process. This electromagnetic asymmetry shows a difference in etching rate for each region.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 실시 예에 의하면, 히터를 가스 분사판에 복수개 제공한다. 또한, 히터를 가스 분사판에 대칭적으로 제공하여 공정 시 전자기적인 비대청이 최소화하였다. 전자기적인 대칭으로 인해 기판의 영역별 에칭률이 도 9와 같이 균일하게 나타났다. Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, a plurality of heaters are provided on the gas injection plate. In addition, by providing a heater symmetrically to the gas injection plate, electromagnetic distortion during the process was minimized. Due to the electromagnetic symmetry, the etching rate for each area of the substrate was uniform as shown in FIG. 9 .

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.The above detailed description is illustrative of the present invention. In addition, the above description shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, changes or modifications are possible within the scope of the concept of the invention disclosed herein, the scope equivalent to the written disclosure, and/or within the scope of skill or knowledge in the art. The written embodiment describes the best state for implementing the technical idea of the present invention, and various changes required in the specific application field and use of the present invention are possible. Accordingly, the detailed description of the present invention is not intended to limit the present invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed as including other embodiments.

10: 기판 처리 장치 100: 챔버
200: 지지 유닛 300: 샤워 헤드 유닛
310: 샤워 헤드 320: 가스 분사판
323: 히터 330: 커버 플레이트
340: 상부 플레이트 360: 케이블
365: 케이블 트레이 370: 전원
390: 절연판 400: 가스 공급 유닛
500: 라이너 유닛 600: 베플 유닛10: substrate processing apparatus 100: chamber
200: support unit 300: shower head unit
310: shower head 320: gas injection plate
323: heater 330: cover plate
340: top plate 360: cable
365: cable tray 370: power
390: insulating plate 400: gas supply unit
500: liner unit 600: baffle unit

Claims (14)

기판을 처리하는 장치에 있어서,
내부에 처리공간을 가지는 공정 챔버와;
상기 처리공간에 위치하며 기판을 지지하는 지지 유닛과;
상기 공정 챔버로 처리 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 그리고
상기 처리 가스를 상기 지지 유닛의 상부로 공급하는 샤워 헤드 유닛를 포함하되,
상기 샤워 헤드 유닛은,
샤워 헤드와;
상기 샤워 헤드 상면에 위치하며, 복수의 분사홀을 가지는 가스 분사판과; 그리고
상기 가스 분사판에 서로 이격되어 설치되어 상기 가스 분사판을 가열하며, 입력단자와 출력단자를 각각 가지는 복수의 히터를 포함하되;
상기 샤워 헤드 유닛은,
외부의 전원과 상기 입력단자와 상기 출력단자를 연결하는 케이블과;
상기 가스 분사판의 상부에 위치하는 커버 플레이트를 더 포함하며,
상기 케이블은,
상기 입력단자와 연결되는 제1케이블과;
상기 출력단자와 연결되는 제2케이블을 포함하며,
상기 제1케이블과 상기 제2케이블은 상기 커버 플레이트에 제공되는 기판 처리 장치.An apparatus for processing a substrate, comprising:
a process chamber having a processing space therein;
a support unit positioned in the processing space to support a substrate;
a gas supply unit supplying a processing gas to the process chamber; and
a shower head unit supplying the processing gas to an upper portion of the support unit;
The shower head unit,
shower head;
a gas injection plate positioned on an upper surface of the shower head and having a plurality of injection holes; and
a plurality of heaters installed to be spaced apart from each other on the gas injection plate to heat the gas injection plate, each heater having an input terminal and an output terminal;
The shower head unit,
a cable connecting an external power source and the input terminal and the output terminal;
Further comprising a cover plate located on the upper portion of the gas injection plate,
The cable is
a first cable connected to the input terminal;
and a second cable connected to the output terminal,
The first cable and the second cable are provided on the cover plate. 제1항에 있어서,
상기 복수의 히터는 상기 가스 분사판을 중심으로 서로 대칭되게 설치되는 기판 처리 장치.According to claim 1,
The plurality of heaters are installed to be symmetrical to each other with respect to the gas injection plate. 제2항에 있어서,
상기 복수의 히터는 상기 가스 분사판의 가장자리 영역에 위치하는 기판 처리 장치.3. The method of claim 2,
The plurality of heaters are disposed in an edge region of the gas injection plate. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 샤워헤드 유닛은 상기 제1케이블과 상기 제2케이블을 감싸며 상기 커버플레이트에 위치하는 케이블 트레이를 더 포함하고,
상기 제1케이블과 상기 제2케이블은 각각 인슐레이터에 의해 감싸며 제공되는 기판 처리 장치.According to claim 1,
The showerhead unit further includes a cable tray positioned on the cover plate to surround the first cable and the second cable,
The first cable and the second cable are each provided while being wrapped by an insulator. 제5항에 있어서,
상기 케이블 트레이는 상기 커버 플레이트에 내부에 링형상으로 제공되는 기판 처리 장치.6. The method of claim 5,
The cable tray is a substrate processing apparatus provided in a ring shape inside the cover plate. 제1항, 제2항, 제3항, 제5항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가스 분사판의 가장 자리 영역은 상기 가스 분사판의 중앙 영역보다 높게 제공되는 기판 처리 장치. According to any one of claims 1, 2, 3, 5, 6,
An edge region of the gas distributing plate is provided higher than a central region of the gas distributing plate. 샤워 헤드 유닛에 있어서,
샤워 헤드와;
상기 샤워 헤드 상면에 위치하며, 복수의 분사홀을 가지는 가스 분사판과; 그리고
상기 가스 분사판에 서로 이격되어 설치되어 상기 가스 분사판을 가열하며, 입력단자와 출력단자를 각각 가지는 복수의 히터를 포함하되;
상기 샤워 헤드 유닛은
외부의 전원과 상기 입력단자와 상기 출력단자를 연결하는 케이블과;
상기 가스 분사판의 상부에 위치하는 커버 플레이트를 더 포함하며,
상기 케이블은,
상기 입력단자와 연결되는 제1케이블과;
상기 출력단자와 연결되는 제2케이블을 포함하며,
상기 제1케이블과 상게 제2케이블은 상기 커버 플레이트에 제공되는 샤워 헤드 유닛.In the shower head unit,
shower head;
a gas injection plate positioned on an upper surface of the shower head and having a plurality of injection holes; and
a plurality of heaters installed to be spaced apart from each other on the gas injection plate to heat the gas injection plate, each heater having an input terminal and an output terminal;
The shower head unit
a cable connecting an external power source and the input terminal and the output terminal;
Further comprising a cover plate located on the upper portion of the gas injection plate,
The cable is
a first cable connected to the input terminal;
and a second cable connected to the output terminal,
The first cable and the second cable are provided on the cover plate. 제8항에 있어서,
상기 복수의 히터는 상기 가스 분사판을 중심으로 서로 대칭되게 설치되는 샤워 헤드 유닛.9. The method of claim 8,
The plurality of heaters are installed symmetrically with respect to the gas injection plate as a shower head unit. 제9항에 있어서,
상기 복수의 히터는 상기 가스 분사판의 가장자리 영역에 위치하는 샤워 헤드 유닛.10. The method of claim 9,
The plurality of heaters is a shower head unit located in an edge region of the gas injection plate. 삭제delete 제10항에 있어서,
상기 샤워 헤드 유닛은 상기 제1케이블과 상기 제2케이블을 감싸며, 상기 커버플레이트에 위치하는 케이블 트레이를 더 포함하고, 상기 제1케이블과 상기 제2케이블은 각각 인슐레이터에 의해 감싸며 제공되는 샤워 헤드 유닛.11. The method of claim 10,
The shower head unit surrounds the first cable and the second cable, and further includes a cable tray positioned on the cover plate, wherein the first cable and the second cable are respectively wrapped by an insulator. . 제12항에 있어서,
상기 케이블 트레이는 상기 커버 플레이트에 내부에 링형상으로 제공되는 샤워 헤드 유닛. 13. The method of claim 12,
The cable tray is a shower head unit provided in a ring shape inside the cover plate. 제8항,제9항,제10항, 제12항, 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가스 분사판의 가장 자리 영역은 상기 가스 분사판의 중앙 영역보다 높게 제공되는 샤워 헤드 유닛.
According to any one of claims 8, 9, 10, 12, 13,
An edge region of the gas injection plate is provided higher than a central region of the gas injection plate.
KR1020140194018A 2014-12-30 2014-12-30 Shower head unit and apparatus for treating a substrate with the shower head unit KR102299885B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140194018A KR102299885B1 (en) 2014-12-30 2014-12-30 Shower head unit and apparatus for treating a substrate with the shower head unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140194018A KR102299885B1 (en) 2014-12-30 2014-12-30 Shower head unit and apparatus for treating a substrate with the shower head unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160081006A KR20160081006A (en) 2016-07-08
KR102299885B1 true KR102299885B1 (en) 2021-09-09

Family

ID=56503313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140194018A KR102299885B1 (en) 2014-12-30 2014-12-30 Shower head unit and apparatus for treating a substrate with the shower head unit

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102299885B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI815813B (en) * 2017-08-04 2023-09-21 荷蘭商Ａｓｍ智慧財產控股公司 Showerhead assembly for distributing a gas within a reaction chamber
KR102117354B1 (en) * 2018-08-27 2020-06-02 세메스 주식회사 Apparatus for treating substrate and method for treating substrate

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010232476A (en) * 2009-03-27 2010-10-14 Tokyo Electron Ltd Plasma processing apparatus
KR20110083832A (en) * 2010-01-15 2011-07-21 삼성전자주식회사 Plasma processing apparatus
KR101909474B1 (en) * 2011-08-17 2018-10-18 세메스 주식회사 Substrate treating apparatus
KR101502853B1 (en) * 2013-04-30 2015-03-17 세메스 주식회사 Supporting unit and apparatus for treating substrate

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160081006A (en) 2016-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11127573B2 (en) Support unit, apparatus and method for treating a substrate
KR101598465B1 (en) Apparatus and method for treating a subtrate
US20120305191A1 (en) Apparatus for treating substrate
KR101670457B1 (en) Support unit and apparatus for treating substrate with the support unit
US20170301514A1 (en) Plasma source and substrate treating apparatus including the same
KR102330281B1 (en) Electrostatic chuck and substrate treating apparatus including the chuck
US10777387B2 (en) Apparatus for treating substrate
KR20130137962A (en) Apparatus for treating substrate
KR102299885B1 (en) Shower head unit and apparatus for treating a substrate with the shower head unit
KR102568804B1 (en) Support unit and apparatus for treating a substrate with the support unit
KR102323320B1 (en) Apparatus and method for treating substrate comprising the same
KR101970981B1 (en) Support unit, Apparatus and method for treating a substrate
KR102567507B1 (en) Apparatus for treating substrate and assembly for distributing gas
KR101569886B1 (en) Substrate supporting unit and substrate treating apparatus including the same
KR20130037525A (en) Apparatus for treating substrate
KR20170026819A (en) Apparatus and method for treating a substrate
KR20170139759A (en) Plasma chamber having gas distribution plate for uniform gas distribution
KR102262107B1 (en) Substrate treating apparatus
KR20170039797A (en) Shower head unit and Apparatus for treating substrate with the unit
KR102223766B1 (en) A support unit, a substrate processing apparatus including the support unit
KR102398674B1 (en) A support unit, a substrate processing apparatus including the same, and a substrate processing method
TWI810697B (en) Substrate treating apparatus
KR101464205B1 (en) Substrate supporting assembly and substrate treating apparatus
KR102076594B1 (en) Apparatus for supplying gas and apparatus for treating substrate having the same
KR101605722B1 (en) Feeder and substrate treating apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant