KR102344527B1 - Apparatus and method for treating substrate - Google Patents

Apparatus and method for treating substrate Download PDF

Info

Publication number
KR102344527B1
KR102344527B1 KR1020140084387A KR20140084387A KR102344527B1 KR 102344527 B1 KR102344527 B1 KR 102344527B1 KR 1020140084387 A KR1020140084387 A KR 1020140084387A KR 20140084387 A KR20140084387 A KR 20140084387A KR 102344527 B1 KR102344527 B1 KR 102344527B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antenna
substrate
slots
process chamber
processing apparatus
Prior art date
Application number
KR1020140084387A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20160005823A (en
Inventor
김성우
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 KR1020140084387A priority Critical patent/KR102344527B1/en
Publication of KR20160005823A publication Critical patent/KR20160005823A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102344527B1 publication Critical patent/KR102344527B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192—Microwave generated discharge
    • H01J37/32211—Means for coupling power to the plasma
    • H01J37/3222—Antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H05H1/461—Microwave discharges
    • H05H1/463—Microwave discharges using antennas or applicators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버, 기판 지지 유닛, 안테나 및 마이크로파 인가 유닛 등을 포함한다. 안테나에는 복수개의 슬롯이 형성된다. 슬롯의 전부 또는 일부는 그 내측면이 안테나의 반경 방향에 대해 수직에서 벗어나도록 형성됨으로써, 내측면의 마감처리가 용이하고, 영역별 슬롯의 상하 면적을 조절함으로써 영역에 따라 마이크로파 전계의 밀도를 조절할 수 있다.The present invention relates to a substrate processing apparatus. A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a process chamber, a substrate support unit, an antenna, and a microwave application unit. A plurality of slots are formed in the antenna. All or part of the slot is formed so that its inner surface is deviated from perpendicular to the radial direction of the antenna, so that the inner surface is easy to finish, and the density of the microwave field can be adjusted according to the area by adjusting the upper and lower areas of the slots for each area can

Description

기판 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}Substrate processing apparatus and method {APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}

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

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 공정에서는 플라즈마를 사용하여 다양한 공정을 수행한다. 일 예로 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, various processes are performed using plasma. For example, in the etching process, ion particles contained in plasma collide with the substrate.

마이크로파를 이용하여 플라스마를 생성하는 경우, 복수개의 슬롯이 형성된 안테나에 의해 챔버 내로 마이크로 파가 전달된다. 도 1은 일반적인 슬롯이 형성된 안테나의 단면을 나타낸 단면도이다. 도 1을 참고하면, 일반적으로 안테나(1)의 슬롯의 단면(2)은 안테나의 반경 방향과 수직이 되도록 가공된다. 이 경우, 단면(2)의 마감 처리가 용이하지 않으므로 파티클 및 가공 흔적이 존재하게 될 가능성이 높다. 따라서, 파티클 또는 가공 흔적에 전계가 집중되고 이는 아킹(Arcing) 발생의 원인이 된다.In the case of generating plasma using microwaves, the microwaves are transmitted into the chamber by an antenna in which a plurality of slots are formed. 1 is a cross-sectional view showing a cross-section of a general slotted antenna. Referring to FIG. 1 , in general, the cross section 2 of the slot of the antenna 1 is machined to be perpendicular to the radial direction of the antenna. In this case, since the finishing treatment of the end face 2 is not easy, there is a high possibility that particles and processing traces are present. Therefore, the electric field is concentrated on the particles or machining traces, which causes arcing.

또한, 마이크로파를 이용하여 플라즈마를 생성하는 경우, 영역별로 균일한 밀도의 플라스마를 발생시키기 위해 영역별 플라스마 밀도를 조절하는 기술이 필요하다. 일반적으로 이는 안테나(2)의 슬롯의 저면에서 바라본 형태 또는 배치 등에 의해 조절되나, 이것 만으로 플라스마의 균일도를 제어하기에 용이하지 않다.In addition, in the case of generating plasma using microwaves, a technique for controlling the plasma density for each region is required in order to generate a plasma having a uniform density for each region. In general, this is controlled by the shape or arrangement seen from the bottom of the slot of the antenna 2, but it is not easy to control the uniformity of the plasma only by this.

본 발명은 플라스마를 이용한 기판 처리 장치에 이용되는 안테나 슬롯의 마감 처리를 용이하게 할 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다.The present invention provides a substrate processing apparatus capable of facilitating the finishing process of an antenna slot used in a substrate processing apparatus using plasma.

또한, 본 발명은 안테나의 영역별 전계 집중도를 조절할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of adjusting the concentration of an electric field for each area of an antenna.

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 problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치는 내부에 공간이 형성된 공정 챔버와; 상기 공정 챔버 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과; 상기 기판 지지 유닛의 상부에 배치되며, 복수개의 슬롯이 형성된 안테나와; 상기 안테나로 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가 유닛을 포함하되, 상기 복수개의 슬롯의 전부 또는 일부는, 그 내측면이 상기 안테나의 반경 방향에 대해 수직에서 벗어나게 형성된다.The present invention provides a substrate processing apparatus. According to an embodiment, a substrate processing apparatus includes: a process chamber having a space formed therein; a substrate support unit for supporting a substrate in the process chamber; an antenna disposed on the substrate support unit and having a plurality of slots; and a microwave application unit for applying microwaves to the antenna, wherein all or a portion of the plurality of slots are formed so that an inner surface thereof is deviated from perpendicular to the radial direction of the antenna.

상기 복수개의 슬롯의 전부 또는 일부는, 아래로 갈수록 폭이 넓어지거나, 아래로 갈수록 폭이 좁아지거나, 또는 그 내측면이 볼록하게 제공될 수 있다.All or a portion of the plurality of slots may be provided with a width that increases downward, a width decreases downward, or a convex inner surface thereof.

또한, 상기 복수개의 슬롯의 일부는 아래로 갈수록 폭이 넓어지고, 다른 일부는 아래로 갈수록 폭이 좁아질 수 있다.In addition, some of the plurality of slots may have a wider width toward the bottom, and some of the plurality of slots may have a narrower width toward the bottom.

상기 슬롯은, 상기 안테나의 상하면에 형성된 개구면인 제 1 면; 및 제 2 면;을 가지고, 상기 제 1 면의 개구 면적과 상기 제 2 면의 개구 면적은 서로 상이하게 제공될 수 있다. 상기 제 1 면은, 상기 안테나의 상면에 형성되고, 상기 제 2 면은, 상기 안테나의 하면에 형성되되, 상기 제 1 면의 개구 면적은 상기 제 2 면의 개구 면적보다 작게 제공되거나, 크게 제공될 수 있다.The slot may include: a first surface that is an opening surface formed on upper and lower surfaces of the antenna; and a second surface, wherein the opening area of the first surface and the opening area of the second surface are different from each other. The first surface is formed on the upper surface of the antenna, and the second surface is formed on the lower surface of the antenna, wherein the opening area of the first surface is smaller or larger than the opening area of the second surface. can be

또한, 본 발명은 기판 처리 방법을 제공한다. 기판 처리 방법에 있어서, 상기 기판 처리 장치는, 제 1 기판은, 상기 제 1 면이 상기 안테나의 상면에 형성되도록 안테나를 설치하여 처리하고, 제 2 기판은, 상기 제 1 면이 상기 안테나의 하면에 형성되도록 안테나를 설치하여 처리한다.The present invention also provides a method for processing a substrate. In the substrate processing method, in the substrate processing apparatus, the first substrate is processed by installing an antenna such that the first surface is formed on the upper surface of the antenna, and in the second substrate, the first surface is the lower surface of the antenna. It is processed by installing an antenna so that it is formed on the

본 발명의 기판 처리 장치는 그 장치에 이용되는 안테나 슬롯의 마감 처리를 용이하게 할 수 있다.The substrate processing apparatus of the present invention can facilitate finishing of the antenna slot used in the apparatus.

또한, 본 발명의 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법은 안테나의 영역별 전계 집중도를 조절할 수 있다.In addition, the substrate processing apparatus and substrate processing method of the present invention can adjust the electric field concentration for each area of the antenna.

도 1은 일반적인 슬롯이 형성된 안테나의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1의 안테나의 저면을 나타낸 평면도이다.
도 4 내지 도 6은 도 1의 안테나의 슬롯의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a cross-sectional view showing a cross-section of a general slotted antenna.
2 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view illustrating a bottom surface of the antenna of FIG. 1 .
4 to 6 are cross-sectional views illustrating a cross-section of a slot of the antenna of FIG. 1 .
7 is a flowchart illustrating a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.

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.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)를 나타낸 단면도이다. 도 2을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 기판(W)에 대하여 플라즈마 공정 처리를 수행한다. 기판 처리 장치(10)는 공정 챔버(100), 기판 지지 유닛(200), 가스 공급 유닛(300), 마이크로파 인가 유닛(400), 안테나(500), 지파판(600) 그리고 유전판(700)을 포함한다.2 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2 , the substrate processing apparatus 10 performs plasma processing on the substrate W. As shown in FIG. The substrate processing apparatus 10 includes a process chamber 100 , a substrate support unit 200 , a gas supply unit 300 , a microwave application unit 400 , an antenna 500 , a slow wave plate 600 , and a dielectric plate 700 . includes

공정 챔버(100)는 내부에 공간(101)이 형성되며, 내부 공간(101)은 기판(W)처리 공정이 수행되는 공간으로 제공된다. 공정 챔버(100)는 바디(110)와 커버(120)를 포함한다. 바디(110)는 상면이 개방되며 내부에 공간이 형성된다. 커버(120)는 바디(110)의 상단에 놓이며, 바디(110)의 개방된 상면을 밀폐한다. 커버(120)는 상부 공간이 하부 공간보다 더 큰 반경을 갖도록 하단부 내측이 단차진다.The process chamber 100 has a space 101 formed therein, and the inner space 101 is provided as a space in which the substrate W processing process is performed. The process chamber 100 includes a body 110 and a cover 120 . The body 110 has an open upper surface and a space is formed therein. The cover 120 is placed on the upper end of the body 110 and seals the open upper surface of the body 110 . The inner side of the lower end of the cover 120 is stepped so that the upper space has a larger radius than the lower space.

공정 챔버(100)의 일 측벽에는 개구(미도시)가 형성될 수 있다. 개구는 기판(W)이 공정 챔버(100) 내부로 출입할 수 있는 통로로 제공된다. 개구는 도어(미도시)에 의해 개폐된다. An opening (not shown) may be formed in one sidewall of the process chamber 100 . The opening is provided as a passage through which the substrate W can enter and exit the process chamber 100 . The opening is opened and closed by a door (not shown).

공정 챔버(100)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성된다. 배기홀(102)은 배기 라인(131)과 연결된다. 배리 라인(131)을 통한 배기로, 공정 챔버(100)의 내부는 상압보다 낮은 압력으로 유지될 수 있다. 그리고, 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 공정 챔버(100) 내부에 머무르는 가스는 배기 라인(131)을 통해 외부로 배출될 수 있다.An exhaust hole 102 is formed in the bottom surface of the process chamber 100 . The exhaust hole 102 is connected to the exhaust line 131 . Through the exhaust through the barrier line 131 , the inside of the process chamber 100 may be maintained at a pressure lower than normal pressure. In addition, reaction by-products generated during the process and gas remaining in the process chamber 100 may be discharged to the outside through the exhaust line 131 .

기판 지지 유닛(200)은 공정 챔버(100)의 내부에 위치하며, 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(200)은 지지 플레이트(210), 리프트 핀(미도시), 히터(220)와 지지축(230)을 포함한다.The substrate support unit 200 is located inside the process chamber 100 and supports the substrate W. The substrate support unit 200 includes a support plate 210 , a lift pin (not shown), a heater 220 , and a support shaft 230 .

지지 플레이트(210)는 소정 두께를 가지며, 기판(W) 보다 큰 반경을 갖는 원판으로 제공된다. 지지 플레이트(210)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 실시예에 의하면, 지지 플레이트(210)에는 기판(W)을 고정하는 구성이 제공되지 않으며, 기판(W)은 지지 플레이트(210)의 상면에 놓인 상태로 공정에 제공된다. 이와 달리, 지지 플레이트(210)는 정전기력을 이용하여 기판(W)을 고정시키는 정전 척으로 제공되거나, 기계적 클램핑 방식으로 기판(W)을 고정시키는 척으로 제공될 수 있다.The support plate 210 has a predetermined thickness and is provided as a disk having a larger radius than that of the substrate W. A substrate W is placed on the upper surface of the support plate 210 . According to the embodiment, the support plate 210 is not provided with a structure for fixing the substrate W, and the substrate W is provided in the process while being placed on the upper surface of the support plate 210 . Alternatively, the support plate 210 may be provided as an electrostatic chuck for fixing the substrate W using an electrostatic force or as a chuck for fixing the substrate W using a mechanical clamping method.

리프트 핀은 복수 개 제공되며, 지지 플레이트(210)에 형성된 핀 홀(미도시)들 각각에 위치한다. 리프트 핀들은 핀 홀들을 따라 상하방향으로 이동하며, 기판(W)을 지지 플레이트(210)에 로딩하거나 지지 플레이트(210)에 놓인 기판(W)을 언로딩한다.A plurality of lift pins are provided, and are located in each of the pin holes (not shown) formed in the support plate 210 . The lift pins move in the vertical direction along the pin holes to load the substrate W onto the support plate 210 or unload the substrate W placed on the support plate 210 .

히터(220)는 지지 플레이트(210)의 내부에 제공된다. 히터(220)는 나선 형상의 코일로 제공되며, 균일한 간격으로 지지 플레이트(210) 내부에 매설될 수 있다. 히터(220)는 외부 전원(미도시)과 연결되며, 외부 전원에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 지지 플레이트(210)를 거쳐 기판(W)으로 전달되며, 기판(W)을 소정 온도로 가열한다.The heater 220 is provided inside the support plate 210 . The heater 220 is provided as a spiral coil, and may be embedded in the support plate 210 at uniform intervals. The heater 220 is connected to an external power source (not shown), and generates heat by resisting current applied from the external power source. The generated heat is transferred to the substrate W through the support plate 210 and heats the substrate W to a predetermined temperature.

지지축(230)은 지지 플레이트(210)의 하부에 위치하며, 지지 플레이트(210)를 지지한다.The support shaft 230 is positioned under the support plate 210 and supports the support plate 210 .

가스 공급 유닛(300)은 공정 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(300)는 공정 챔버(100)의 측벽에 형성된 가스 공급홀(105)을 통해 공정 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급할 수 있다.The gas supply unit 300 supplies a process gas into the process chamber 100 . The gas supply unit 300 may supply the process gas into the process chamber 100 through the gas supply hole 105 formed in the sidewall of the process chamber 100 .

마이크로파 인가 유닛(400)은 안테나(500)로 마이크로파를 인가한다. 마이크로파 인가 유닛(400)은 마이크로파 발생기(410), 제1도파관(420), 제2도파관(430), 위상 변환기(440), 그리고 매칭 네트워크(450)를 포함한다.The microwave application unit 400 applies microwaves to the antenna 500 . The microwave application unit 400 includes a microwave generator 410 , a first waveguide 420 , a second waveguide 430 , a phase converter 440 , and a matching network 450 .

마이크로파 발생기(410)는 마이크로파를 발생시킨다. The microwave generator 410 generates microwaves.

제1도파관(420)은 마이크로파 발생기(410)와 연결되며, 내부에 통로가 형성된다. 마이크로파 발생기(410)에서 발생된 마이크로파는 제1도파관(420)을 따라 위상 변환기(440) 측으로 전달된다.The first waveguide 420 is connected to the microwave generator 410, and a passage is formed therein. The microwaves generated by the microwave generator 410 are transmitted to the phase converter 440 along the first waveguide 420 .

제2도파관(430)은 외부 도체(432) 및 내부 도체(434)를 포함한다. The second waveguide 430 includes an outer conductor 432 and an inner conductor 434 .

외부 도체(432)는 제 1 도파관(420)의 끝단에서 수직한 방향으로 아래로 연장되며, 내부에 통로가 형성된다. 외부 도체(432)의 상단은 제 1 도파관(420)의 하단에 연결되고, 외부 도체(432)의 하단은 커버(120)의 상단에 연결된다.The outer conductor 432 extends downward in the vertical direction from the end of the first waveguide 420, and a passage is formed therein. The upper end of the outer conductor 432 is connected to the lower end of the first waveguide 420 , and the lower end of the outer conductor 432 is connected to the upper end of the cover 120 .

내부 도체(434)는 외부 도체(432) 내에 위치한다. 내부 도체(434)는 원기둥 형상의 로드(rod)로 제공되며, 그 길이방향이 상하방향과 나란하게 배치된다. 내부 도체(434)의 상단은 위상 변환기(440)의 하단부에 삽입 고정된다. 내부 도체(434)는 아래 방향으로 연장되어 그 하단이 공정 챔버(100)의 내부에 위치한다. 내부 도체(434)의 하단은 안테나(500)의 중심에 고정 결합된다. 내부 도체(434)는 안테나(500)의 상면에 수직하게 배치된다. 내부 도체(434)는 구리 재질의 로드에 제1도금막과 제2도금막이 순차적으로 코팅되어 제공될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제1도금막은 니켈(Ni) 재질이고, 제2도금막은 금(Au) 재질로 제공될 수 있다. 마이크로파는 주로 제1도금막을 통해 안테나(500)로 전파된다.The inner conductor 434 is located within the outer conductor 432 . The inner conductor 434 is provided as a rod having a cylindrical shape, and the longitudinal direction thereof is arranged in parallel with the vertical direction. The upper end of the inner conductor 434 is inserted and fixed to the lower end of the phase converter 440 . The inner conductor 434 extends downward and a lower end thereof is located inside the process chamber 100 . The lower end of the inner conductor 434 is fixedly coupled to the center of the antenna 500 . The inner conductor 434 is disposed perpendicular to the upper surface of the antenna 500 . The inner conductor 434 may be provided by sequentially coating a first plating film and a second plating film on a copper rod. According to an embodiment, the first plating layer may be made of nickel (Ni), and the second plating layer may be made of gold (Au). Microwaves are mainly propagated to the antenna 500 through the first plating film.

위상 변환기(440)에서 위상이 변환된 마이크로파는 제2도파관(430)를 따라 안테나(500) 측으로 전달된다.The phase-converted microwave by the phase converter 440 is transmitted to the antenna 500 along the second waveguide 430 .

위상 변환기(440)는 제1도파관(420)과 제2도파관(430)이 접속되는 지점에 제공되며, 마이크로파의 위상을 변화시킨다. 위상 변환기(440)는 아래가 뾰족한 콘 형상으로 제공될 수 있다. 위상 변환기(440)는 제1도파관(420)으로부터 전달된 마이크로파를 모드가 변환된 상태로 제2도파관(430)에 전파한다. 위상 변환기(440)는 마이크로파를 TE 모드에서 TEM 모드로 변환시킬 수 있다.The phase converter 440 is provided at a point where the first waveguide 420 and the second waveguide 430 are connected, and changes the phase of the microwave. The phase converter 440 may be provided in the shape of a cone having a pointed bottom. The phase converter 440 propagates the microwave transmitted from the first waveguide 420 to the second waveguide 430 in a state in which the mode is converted. The phase converter 440 may convert the microwave from the TE mode to the TEM mode.

매칭 네트워크(450)는 제1도파관(420)에 제공된다. 매칭 네트워크(450)는 제1도파관(420)을 통해 전파되는 마이크로파를 소정 주파수로 매칭시킨다. A matching network 450 is provided in the first waveguide 420 . The matching network 450 matches microwaves propagating through the first waveguide 420 to a predetermined frequency.

도 3은 안테나(500)의 저면을 나타내는 도면이다. 도 1 및 도3를 참조하면, 안테나(500)는 플레이트 형상으로 제공된다. 일 예로, 안테나(500)는 두께가 얇은 원판으로 제공될 수 있다. 안테나(500)는 지지 플레이트(210)에 대향되도록 기판 지지 유닛(200)의 상부에 배치된다. 안테나(500)에는 복수의 슬롯(501)들이 형성된다. 슬롯(501)들은 '×'자 형상으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 슬롯들의 형상 및 배치는 다양하게 변경될 수 있다. 슬롯(501)들은 복수개가 서로 조합되어 복수개의 링 형상으로 배치된다. 이하, 슬롯(501)들이 형성된 안테나(500) 영역을 제1영역(A1, A2, A3)이라 하고, 슬롯(501)들이 형성되지 않은 안테나(500) 영역을 제2영역(B1, B2, B3)이라 한다. 제1영역(A1, A2, A3)과 제2영역(B1, B2, B3)은 각각 링 형상을 가진다. 제1영역(A1, A2, A3)은 복수개 제공되며, 서로 상이한 반경을 갖는다. 제1영역(A1, A2, A3)들은 동일한 중심을 가지며, 안테나(500)의 반경 방향으로 서로 이격되어 배치 된다. 제2영역(B1, B2, B3)은 복수개 제공되며, 서로 상이한 반경을 갖는다. 제2영역(B1, B2, B3)들은 동일한 중심을 가지며, 안테나(500)의 반경 방향으로 서로 이격되어 배치된다. 제1영역(A1, A2, A3)은 인접한 제2영역(B1, B2, B3)들 사이에 각각 위치한다. 안테나(500)의 중심부에는 홀(502)이 형성된다. 내부 도체(434)는 그 하단이 홀(502)를 관통하여 안테나(500)와 결합된다. 마이크로파는 슬롯(501)들을 투과하여 유전판(700)으로 전달된다.3 is a view showing a bottom surface of the antenna 500 . 1 and 3, the antenna 500 is provided in a plate shape. For example, the antenna 500 may be provided as a thin disk. The antenna 500 is disposed on the substrate support unit 200 to face the support plate 210 . A plurality of slots 501 are formed in the antenna 500 . The slots 501 may be provided in a 'X' shape. Alternatively, the shape and arrangement of the slots may be variously changed. A plurality of slots 501 are combined with each other and arranged in a plurality of ring shapes. Hereinafter, the area of the antenna 500 in which the slots 501 are formed will be referred to as first areas A1, A2, and A3, and the area of the antenna 500 in which the slots 501 are not formed will be referred to as the second areas B1, B2, and B3. ) is called The first regions A1 , A2 , and A3 and the second regions B1 , B2 , and B3 have a ring shape, respectively. A plurality of first areas A1 , A2 , and A3 are provided and have different radii. The first areas A1 , A2 , and A3 have the same center and are disposed to be spaced apart from each other in the radial direction of the antenna 500 . A plurality of second regions B1, B2, and B3 are provided and have different radii. The second regions B1 , B2 , and B3 have the same center and are spaced apart from each other in the radial direction of the antenna 500 . The first areas A1 , A2 , and A3 are respectively positioned between adjacent second areas B1 , B2 , and B3 . A hole 502 is formed in the center of the antenna 500 . The lower end of the inner conductor 434 passes through the hole 502 and is coupled to the antenna 500 . The microwave is transmitted to the dielectric plate 700 through the slots 501 .

도 4 내지 도 6은 도 1의 안테나(500)의 슬롯(501)의 단면을 나타낸 단면도이다. 도 4 내지 도 6을 참고하면, 복수개의 슬롯(501)의 전부 또는 일부는, 그 내측면(501)이 안테나(500)의 반경 방향에 대해 수직에서 벗어나게 형성된다. 따라서, 내측면(501a)이 안테나(500)의 반경 방향이 수직으로 제공된 경우에 비해 마감 처리 장비가 내측면(501a)에 접근이 용이하다. 따라서, 내측면(501)에 파티클 또는 가공 흔적을 보다 용이하게 제거하여, 파티클 또는 가공 흔적으로의 전계 집중으로 인한 아킹(Arcing)방지할 수 있다. 예를 들면, 슬롯(501)은 안테나(500)의 상하면에 형성된 개구면인 제 1 면(501b) 및 제 2 면(501c)을 가진다. 제 1 면(501b)은 안테나(500)의 상면에 형성되고, 제 2 면(501c)은 안테나의 하면에 형성될 수 있다.4 to 6 are cross-sectional views illustrating a cross section of the slot 501 of the antenna 500 of FIG. 1 . 4 to 6 , all or part of the plurality of slots 501 are formed so that the inner surface 501 is deviated from the vertical with respect to the radial direction of the antenna 500 . Therefore, compared to the case where the inner surface 501a is provided in a vertical radial direction of the antenna 500, the finishing equipment can easily access the inner surface 501a. Accordingly, it is possible to more easily remove particles or processing marks on the inner surface 501 to prevent arcing due to the concentration of electric fields on the particles or processing marks. For example, the slot 501 has a first surface 501b and a second surface 501c which are opening surfaces formed on upper and lower surfaces of the antenna 500 . The first surface 501b may be formed on the upper surface of the antenna 500 , and the second surface 501c may be formed on the lower surface of the antenna.

상기 제 1 면의 개구 면적과 상기 제 2 면의 개구 면적은 서로 상이하게 제공될 수 있다. 예를 들면, 제 1 면(501b)의 개구 면적은 제 2 면(501c)의 개구 면적보다 작게 제공되거나, 제 1 면(501b)의 개구 면적은 제 2 면(501c)의 개구 면적보다 크게 제공될 수 있다.The opening area of the first surface and the opening area of the second surface may be provided to be different from each other. For example, the opening area of the first surface 501b may be smaller than the opening area of the second surface 501c, or the opening area of the first surface 501b may be larger than the opening area of the second surface 501c. can be

도 4를 참고하면, 복수개의 슬롯(501)의 전부 또는 일부는 아래로 갈수록 폭이 넓어지도록 제공될 수 있다. 이 경우, 슬롯(501)을 통한 전계가 보다 분산되는 경향을 가진다.Referring to FIG. 4 , all or some of the plurality of slots 501 may be provided to increase in width toward the bottom. In this case, the electric field through the slot 501 tends to be more dispersed.

도 5를 참고하면, 복수개의 슬롯(501)의 전부 또는 일부는 아래로 갈수록 폭이 좁아지도록 제공될 수 있다. 이 경우, 슬롯(501)을 통한 전계가 보다 집중되는 경향을 가진다.Referring to FIG. 5 , all or some of the plurality of slots 501 may be provided to become narrower as they go down. In this case, the electric field through the slot 501 tends to be more concentrated.

따라서, 복수개의 슬롯(501)의 일부는 아래로 갈수록 폭이 넓어지고, 다른 일부는 아래로 갈수록 폭이 좁아지도록 제공함으로써, 안테나(500)의 영역에 따라 마이크로파의 전계의 집중도를 조절하여 보다 균일한 밀도의 플라스마를 발생시킬 수 있다.Accordingly, some of the plurality of slots 501 are provided to have a wider width as going down and others to become narrower as they go down, so that the concentration of the microwave electric field is adjusted according to the area of the antenna 500 to make it more uniform. One density of plasma can be generated.

도 6을 참고하면, 복수개의 슬롯(501)의 전부 또는 일부는 그 내측면이 볼록하게 제공될 수 있다. 이 경우, 내측면(501a)이 안테나(500)의 반경 방향이 수직으로 제공된 경우에 비해 마감 처리 장비가 내측면(501a)에 접근이 용이하다. Referring to FIG. 6 , all or part of the plurality of slots 501 may be provided so that their inner surfaces are convex. In this case, it is easier for the finishing equipment to access the inner surface 501a compared to a case where the inner surface 501a is provided in a vertical direction in the radial direction of the antenna 500 .

다시 도 1을 참조하면, 지파판(600)은 안테나(500)의 상부에 위치하며, 소정 두께를 갖는 원판으로 제공된다. 지파판(600)은 커버(120)의 내측에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 내부 도체(434)를 통해 수직 방향으로 전파된 마이크로파는 지파판(600)의 반경 방향으로 전파된다. 지파판(600)에 전파된 마이크로파는 파장이 압축되며, 공진된다. 또한 유전판(700)으로부터 반사된 마이크로파를 재반사하여 유전판(700)으로 돌려보낸다. 지파판(600)은 유전체 재질로 제공된다.Referring back to FIG. 1 , the slow wave plate 600 is positioned above the antenna 500 and is provided as a disk having a predetermined thickness. The slow wave plate 600 may have a radius corresponding to the inner side of the cover 120 . Microwaves propagated in the vertical direction through the inner conductor 434 are propagated in the radial direction of the slow wave plate 600 . The wavelength of the microwave propagated to the slow wave plate 600 is compressed and resonated. Also, the microwave reflected from the dielectric plate 700 is reflected back to the dielectric plate 700 . The slow wave plate 600 is provided with a dielectric material.

유전판(700)은 안테나(500)의 하부에 위치하며, 소정 두께를 갖는 원판으로 제공된다. 유전판(700)의 저면은 내측으로 만입된 오목면으로 제공된다. 유전판(700)은 저면이 커버(120)의 하단과 동일 높이에 위치할 수 있다. 유전판(700)의 측부는 상단이 하단보다 큰 반경을 갖도록 단차진다. 유전판(700)의 상단은 커버(120)의 단차진 하단부에 놓인다. 유전판(700)의 하단은 커버(120)의 하단부보다 작은 반경을 가지며, 커버(120)의 하단부와 소정 간격을 유지한다. 실시 예에 의하면, 지파판(600), 안테나(500) 그리고 유전판(700)은 서로 밀착될 수 있다. 마이크로파는 유전판(700)을 거쳐 공정 챔버(100) 내부로 방사된다. 방사된 마이크로파의 전계에 의하여 공정 챔버(100) 내에 공급된 공정 가스는 플라즈마 상태로 여기된다. 유전판(700)은 유전체 재질로 제공된다.The dielectric plate 700 is positioned under the antenna 500 and is provided as a disk having a predetermined thickness. The bottom surface of the dielectric plate 700 is provided as an inwardly recessed surface. The dielectric plate 700 may have a bottom surface positioned at the same height as the lower end of the cover 120 . The side of the dielectric plate 700 is stepped so that the upper end has a larger radius than the lower end. The upper end of the dielectric plate 700 is placed on the stepped lower end of the cover 120 . The lower end of the dielectric plate 700 has a smaller radius than the lower end of the cover 120 and maintains a predetermined distance from the lower end of the cover 120 . According to an embodiment, the slow wave plate 600 , the antenna 500 , and the dielectric plate 700 may be in close contact with each other. The microwave is radiated into the process chamber 100 through the dielectric plate 700 . The process gas supplied into the process chamber 100 is excited into a plasma state by the electric field of the radiated microwave. The dielectric plate 700 is provided with a dielectric material.

이하, 도 1의 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리 하는 기판 처리 방법에 관하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 기판 처리 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다. 도1 및 도 4 내지 도 7을 참고하면, 기판 처리 방법은 제 1 면(501b)이 안테나(500)의 상면에 형성되도록 안테나(500)를 설치(S1)하여 제 1 기판을 처리하고(S2), 제 1 면(501b)이 안테나(500)의 하면에 형성되도록 안테나(500)를 설치(S3)하여 제 2 기판을 처리(S2)한다. 제 1 기판 및 제 2 기판은 서로 종류가 상이하게 제공될 수 있다. Hereinafter, a substrate processing method for processing a substrate using the substrate processing apparatus of FIG. 1 will be described. 7 is a flowchart schematically illustrating a substrate processing method of the present invention. 1 and 4 to 7 , in the substrate processing method, the antenna 500 is installed (S1) so that the first surface 501b is formed on the upper surface of the antenna 500 to process the first substrate (S2) ), the antenna 500 is installed (S3) so that the first surface 501b is formed on the lower surface of the antenna 500, and the second substrate is processed (S2). Different types of the first substrate and the second substrate may be provided.

제 1 기판을 처리하는 단계(S2)에서는 제 1 랏(lot)에 복수개 제공된 제 1 기판이 순차적으로 공정 챔버(100)에 반입되어 공정 처리된다. 제 1 랏에 제공된 제 1 기판이 모두 공정 처리 된 후, 제 1 면(501b)이 안테나(500)의 하면에 형성되도록 상기 안테나(500)를 설치(S3)하고, 이 후, 제 2 기판을 처리하는 단계(S4)에서는 제 2 랏(lot)에 복수개 제공된 제 2 기판이 순차적으로 공정 챔버(100)에 반입되어 공정 처리된다.In the processing of the first substrate ( S2 ), a plurality of first substrates provided in a first lot are sequentially loaded into the process chamber 100 and processed. After all the first substrates provided in the first lot are processed, the antenna 500 is installed (S3) so that the first surface 501b is formed on the lower surface of the antenna 500, and thereafter, the second substrate is removed. In the processing step ( S4 ), a plurality of second substrates provided in a second lot are sequentially loaded into the process chamber 100 and processed.

상술한 바와 같이, 슬롯의 양면의 개구 면적이 상이한 안테나의 방향을 기판의 종류에 따라 상이하게 변경시켜줌으로써 기판의 종류에 따른 적절한 마이크로파 전계의 영역별 밀도를 조절할 수 있다.As described above, by changing the direction of the antenna having different opening areas on both sides of the slot according to the type of the substrate, it is possible to adjust the appropriate density of the microwave electric field for each region according to the type of the substrate.

W:기판 10: 기판 처리 장치
100: 공정 챔버 200: 기판 지지 유닛
300: 가스 공급 유닛 400: 마이크로파 인가 유닛
500: 안테나 501: 슬롯
501a: 내측면 600: 지파판
700: 유전판W: substrate 10: substrate processing apparatus
100: process chamber 200: substrate support unit
300: gas supply unit 400: microwave application unit
500: antenna 501: slot
501a: inner side 600: slow wave plate
700: dielectric plate

Claims (9)

내부에 공간이 형성된 공정 챔버와;
상기 공정 챔버 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
상기 공정 챔버의 일벽에 형성된 가스 공급홀을 통해 상기 공정 챔버의 상기 공간에 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
상기 기판 지지 유닛의 상부에 배치되며, 복수개의 슬롯이 형성된 도체 재질의 안테나와;
상기 안테나의 상부에 위치되며 소정의 두께를 갖는 판 형상으로 제공되는 유전체 재질의 지파판과;
상기 안테나의 하부에 위치되며 소정의 두께를 갖는 판 형상으로 제공되는 유전체 재질의 유전판과;
상기 안테나로 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가 유닛을 포함하고,
상기 복수개의 슬롯의 전부 또는 일부는,
그 내측면이 상기 안테나의 반경 방향에 대해 수직에서 벗어나게 형성되되,
상기 내측면이 곡면으로 형성되는 기판 처리 장치.a process chamber having a space formed therein;
a substrate support unit for supporting a substrate in the process chamber;
a gas supply unit supplying a process gas to the space of the process chamber through a gas supply hole formed in one wall of the process chamber;
an antenna of a conductor material disposed on the substrate support unit and having a plurality of slots;
a slow wave plate of a dielectric material that is positioned above the antenna and provided in a plate shape having a predetermined thickness;
a dielectric plate of a dielectric material positioned under the antenna and provided in a plate shape having a predetermined thickness;
a microwave application unit for applying microwaves to the antenna;
All or part of the plurality of slots,
The inner surface is formed to be deviated from perpendicular to the radial direction of the antenna,
A substrate processing apparatus in which the inner surface is formed as a curved surface. 제 1 항에 있어서,
상기 복수개의 슬롯의 전부 또는 일부는,
아래로 갈수록 폭이 넓어지는 부분을 포함하는 기판 처리 장치.The method of claim 1,
All or part of the plurality of slots,
A substrate processing apparatus including a portion that becomes wider as it goes down. 제 1 항에 있어서,
상기 복수개의 슬롯의 전부 또는 일부는,
아래로 갈수록 폭이 좁아지는 부분을 포함하는 기판 처리 장치.The method of claim 1,
All or part of the plurality of slots,
A substrate processing apparatus comprising a portion having a width that becomes narrower downward. 제 1 항에 있어서,
상기 내측면은 볼록하게 제공되는 기판 처리 장치.The method of claim 1,
The inner surface of the substrate processing apparatus is provided to be convex. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 슬롯은 상기 안테나의 상면에 형성되는 개구면인 제1면과, 상기 안테나의 하면에 형성되는 개구면이 제2면과, 상기 제1면과 상기 제2면을 연결하는 상기 내측면을 포함하되,
상기 제1면의 개구 면적과 상기 제2면의 개구 면적은 동일하게 형성되는 기판 처리 장치.The method of claim 1,
The slot includes a first surface that is an opening surface formed on an upper surface of the antenna, a second surface an opening surface formed on a lower surface of the antenna, and the inner surface connecting the first surface and the second surface but,
and an opening area of the first surface and an opening area of the second surface are the same. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020140084387A 2014-07-07 2014-07-07 Apparatus and method for treating substrate KR102344527B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140084387A KR102344527B1 (en) 2014-07-07 2014-07-07 Apparatus and method for treating substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140084387A KR102344527B1 (en) 2014-07-07 2014-07-07 Apparatus and method for treating substrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160005823A KR20160005823A (en) 2016-01-18
KR102344527B1 true KR102344527B1 (en) 2021-12-30

Family

ID=55305563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140084387A KR102344527B1 (en) 2014-07-07 2014-07-07 Apparatus and method for treating substrate

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102344527B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102104754B1 (en) * 2019-08-26 2020-04-24 전북대학교산학협력단 Variable beam width horn antenna device for UAV

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000286095A (en) 1999-03-30 2000-10-13 Rohm Co Ltd Structure of radial line slot antenna in plasma surface treatment device for semiconductor base
JP2001203098A (en) 2000-01-18 2001-07-27 Rohm Co Ltd Structure of radial line slot antenna in a plasma surface processing apparatus for semiconductor substrate

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001045207A1 (en) * 1999-12-15 2001-06-21 Tdk Corporation Microstrip antenna
JP5762708B2 (en) * 2010-09-16 2015-08-12 国立大学法人名古屋大学 Plasma generating apparatus, plasma processing apparatus, and plasma processing method
KR101870668B1 (en) * 2011-09-01 2018-08-02 세메스 주식회사 Apparatus for treating substrate
KR101350956B1 (en) * 2011-09-30 2014-01-14 세메스 주식회사 Microwave application unit and substrate treating apparatus including the unit, and substrate treating method using the apparatus
KR101935959B1 (en) * 2011-10-13 2019-04-04 세메스 주식회사 Microwave antenna and substrate treating apparatus including the antenna
KR20130122498A (en) * 2012-04-30 2013-11-07 세메스 주식회사 Plasma antenna, apparatus and method fdr treating substrates

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000286095A (en) 1999-03-30 2000-10-13 Rohm Co Ltd Structure of radial line slot antenna in plasma surface treatment device for semiconductor base
JP2001203098A (en) 2000-01-18 2001-07-27 Rohm Co Ltd Structure of radial line slot antenna in a plasma surface processing apparatus for semiconductor substrate

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160005823A (en) 2016-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110612594B (en) Plasma with symmetric and irregular shape using modular microwave source
KR20160002543A (en) Substrate treating apparatus
US20150118416A1 (en) Substrate treating apparatus and method
KR102175082B1 (en) Substrate treating apparatus
KR101757816B1 (en) Method and apparatus for treating substrate
KR102175080B1 (en) Apparatus and method for treating substrate
KR102344527B1 (en) Apparatus and method for treating substrate
KR102493574B1 (en) Apparatus for treating substrate
KR102108318B1 (en) Substrate treating apparatus
KR101528457B1 (en) Apparatus and method for treating substrate
KR101966810B1 (en) Substrate treating apparatus and substrate treating method
KR102278075B1 (en) Dielectric plate and substrate processing apparatus using the same
KR102240923B1 (en) Apparatus for treating substrate
KR102189872B1 (en) Apparatus and method for treating substrate
KR101966807B1 (en) Apparatus for treating substrate
KR101736839B1 (en) Apparatus and method for treating substrate
KR101853362B1 (en) Manufacturing method of substrate treating apparatus
KR101991800B1 (en) Apparatus for treating substrate
KR101736842B1 (en) Dielectric plate and substrate treating apparatus including the same
KR101736840B1 (en) Antenna and substrate treating apparatus including the same
KR101681182B1 (en) Substrate treating apparatus
US20230162949A1 (en) Apparatus for processing substrate
KR101543697B1 (en) Antenna and substrate treating apparatus including the antenna
KR101842116B1 (en) Quartz member manufacturing method, apparatus manufacturing method and substrate treating apparatus
KR20170098996A (en) Apparatus and method for treating substrate

Legal Events

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