KR102406745B1 - Apparatus for supplying process gas and system for treating substrate with the apparatus - Google Patents

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Abstract

에지 영역을 제1 영역과 상기 제1 영역보다 외곽에 위치하는 제2 영역으로 구분하고, 제2 영역을 복수개의 소 영역으로 분할하여 기판 상에 공정 가스를 공급하는 산화막 식각을 위한 공정 가스 공급 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템을 제공한다. 상기 공정 가스 공급 장치는, 식각 공정이 수행되는 챔버의 내부에 설치되며, 공정 가스가 통과하는 복수개의 가스 분사 홀을 구비하는 샤워 헤드; 및 챔버의 외부에 설치되어 샤워 헤드와 연결되며, 가스 분사 홀을 통해 공정 가스를 챔버의 내부로 공급하는 가스 공급 유닛을 포함하며, 샤워 헤드는, 평판 형태의 센터부; 링 형태의 것으로서 센터부를 둘러싸도록 배치되는 미들부; 링 형태의 것으로서 미들부를 둘러싸도록 배치되는 제1 에지부; 및 링 형태의 것으로서 제1 에지부를 둘러싸도록 배치되며, 복수 개로 분할되는 제2 에지부를 포함한다.A process gas supply apparatus for etching an oxide film that divides the edge region into a first region and a second region located outside the first region, and divides the second region into a plurality of small regions to supply a process gas to the substrate And it provides a substrate processing system having the same. The process gas supply device may include: a shower head installed inside a chamber in which an etching process is performed and having a plurality of gas injection holes through which the process gas passes; and a gas supply unit installed outside the chamber, connected to the shower head, and supplying a process gas to the inside of the chamber through a gas injection hole, wherein the shower head includes: a flat plate-shaped center part; a middle portion disposed to surround the center portion as a ring-shaped one; a first edge portion disposed to surround the middle portion as a ring-shaped one; and a ring-shaped second edge portion which is disposed to surround the first edge portion and is divided into a plurality of pieces.

Figure 112021046385991-pat00001
Figure 112021046385991-pat00001

Description

공정 가스 공급 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템 {Apparatus for supplying process gas and system for treating substrate with the apparatus}Apparatus for supplying process gas and system for treating substrate with the apparatus including the same

본 발명은 공정 가스를 공급하는 장치 및 이를 이용하여 기판을 처리하는 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 산화막 식각을 위해 공정 가스를 공급하는 장치 및 이를 이용하여 기판을 처리하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for supplying a process gas and a system for processing a substrate using the same. More particularly, it relates to an apparatus for supplying a process gas for etching an oxide film and a system for processing a substrate using the same.

반도체 소자를 제조할 때에 이용되는 식각 공정에는 습식 식각 공정(wet etching process)과 건식 식각 공정(dry etching process)이 있다. 최근 들어 반도체 소자가 소형 전자 제품에 적용될 수 있도록 초소형화되면서, 미세 패터닝이 가능한 건식 식각 공정이 많이 이용되고 있다.Etching processes used in manufacturing semiconductor devices include a wet etching process and a dry etching process. Recently, as semiconductor devices have been miniaturized to be applied to small electronic products, a dry etching process capable of fine patterning has been widely used.

한국등록특허 제10-1963859호 (공고일: 2019.03.29.)Korean Patent Registration No. 10-1963859 (Announcement Date: 2019.03.29.)

반도체 소자 제조 설비는 건식 식각 공정을 수행하기 위해 공정 가스를 공급하는 샤워 헤드(shower head)를 공정 챔버(process chamber)의 내부에 구비하고 있다.A semiconductor device manufacturing facility includes a shower head supplying a process gas to perform a dry etching process inside a process chamber.

샤워 헤드는 기판(wafer) 상의 산화막(oxide)을 식각하기 위해 기판의 상부 영역을 센터 영역(center zone), 미들 영역(middle zone), 에지 영역(edge zone) 등으로 분할하여 공정 가스를 공급하고 있다.The shower head divides the upper region of the substrate into a center zone, a middle zone, and an edge zone to etch an oxide film on the substrate, supplying a process gas, and have.

그러나 기판에 형성된 패턴이 미세하기 때문에, 기판 상에서 국부적인 산포 비대칭 문제가 발생할 수 있다.However, since the pattern formed on the substrate is fine, a problem of local dispersion asymmetry on the substrate may occur.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 에지 영역을 제1 영역과 상기 제1 영역보다 외곽에 위치하는 제2 영역으로 구분하고, 제2 영역을 복수개의 소(小) 영역으로 분할하여 기판 상에 공정 가스를 공급하는 산화막 식각을 위한 공정 가스 공급 장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to divide the edge region into a first region and a second region located outside the first region, divide the second region into a plurality of small regions, and process the process on the substrate An object of the present invention is to provide a process gas supply device for etching an oxide film that supplies a gas.

또한 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 에지 영역을 제1 영역과 상기 제1 영역보다 외곽에 위치하는 제2 영역으로 구분하고, 제2 영역을 복수개의 소 영역으로 분할하여 기판 상에 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급 장치를 구비하는 기판 처리 시스템을 제공하는 것이다.In addition, the problem to be solved by the present invention is to divide the edge region into a first region and a second region located outside the first region, and divide the second region into a plurality of small regions to distribute the process gas on the substrate. An object of the present invention is to provide a substrate processing system including a process gas supply device for supplying the gas.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 공정 가스 공급 장치의 일 면(Aspect)은, 식각 공정이 수행되는 챔버의 내부에 설치되며, 공정 가스가 통과하는 복수개의 가스 분사 홀을 구비하는 샤워 헤드; 및 상기 챔버의 외부에 설치되어 상기 샤워 헤드와 연결되며, 상기 가스 분사 홀을 통해 상기 공정 가스를 상기 챔버의 내부로 공급하는 가스 공급 유닛을 포함하며, 상기 샤워 헤드는, 평판 형태의 센터부; 링 형태의 것으로서 상기 센터부를 둘러싸도록 배치되는 미들부; 링 형태의 것으로서 상기 미들부를 둘러싸도록 배치되는 제1 에지부; 및 링 형태의 것으로서 상기 제1 에지부를 둘러싸도록 배치되며, 복수 개로 분할되는 제2 에지부를 포함한다.One aspect of the process gas supply apparatus of the present invention for achieving the above object includes: a shower head installed inside a chamber in which an etching process is performed and having a plurality of gas injection holes through which the process gas passes; and a gas supply unit installed outside the chamber, connected to the shower head, and supplying the process gas to the inside of the chamber through the gas injection hole, wherein the shower head includes: a flat center part; a middle portion arranged to surround the center portion as a ring-shaped one; a first edge portion arranged to surround the middle portion as a ring-shaped one; and a ring-shaped second edge portion arranged to surround the first edge portion and divided into a plurality of pieces.

상기 가스 공급 유닛은, 상기 공정 가스를 제공하는 가스 공급원; 상기 공정 가스를 분배하는 가스 분배기; 상기 가스 공급원과 상기 가스 분배기를 연결하는 가스 공급 라인; 및 상기 가스 분배기와 상기 센터부, 상기 가스 분배기와 상기 미들부, 상기 가스 분배기와 상기 제1 에지부, 및 상기 가스 분배기와 상기 제2 에지부를 각각 연결하는 가스 분배 라인을 포함할 수 있다.The gas supply unit may include: a gas supply supplying the process gas; a gas distributor for distributing the process gas; a gas supply line connecting the gas supply source and the gas distributor; and a gas distribution line connecting the gas distributor and the center portion, the gas distributor and the middle portion, the gas distributor and the first edge portion, and the gas distributor and the second edge portion, respectively.

상기 가스 분배기와 상기 제2 에지부를 연결하는 상기 가스 분배 라인의 개수는 상기 제2 에지부의 개수와 동일할 수 있다.The number of the gas distribution lines connecting the gas distributor and the second edge portion may be the same as the number of the second edge portions.

상기 공정 가스 공급 장치는 상기 가스 분배 라인 상을 흐르는 상기 공정 가스의 유동을 제어하는 분배 제어 밸브; 및 상기 분배 제어 밸브를 제어하는 밸브 제어부를 더 포함할 수 있다.The process gas supply device includes: a distribution control valve for controlling a flow of the process gas flowing on the gas distribution line; and a valve control unit configured to control the distribution control valve.

상기 제2 에지부는 상기 제1 에지부보다 폭이 넓을 수 있다.The second edge portion may be wider than the first edge portion.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 시스템의 일 면은, 식각 공정이 수행되는 챔버; 상기 챔버의 내부에 설치되며, 기판이 안착되는 정전 척; 상기 챔버의 내부에 상기 정전 척과 상하로 대향되도록 설치되며, 공정 가스가 통과하는 복수개의 가스 분사 홀을 구비하는 샤워 헤드; 및 상기 챔버의 외부에 설치되어 상기 샤워 헤드와 연결되며, 상기 가스 분사 홀을 통해 상기 공정 가스를 상기 챔버의 내부로 공급하는 가스 공급 유닛을 포함하며, 상기 샤워 헤드는, 평판 형태의 센터부; 링 형태의 것으로서 상기 센터부를 둘러싸도록 배치되는 미들부; 링 형태의 것으로서 상기 미들부를 둘러싸도록 배치되는 제1 에지부; 및 링 형태의 것으로서 상기 제1 에지부를 둘러싸도록 배치되며, 복수 개로 분할되는 제2 에지부를 포함하고, 상기 샤워 헤드는 상부 전극으로 기능하고, 상기 정전 척은 하부 전극으로 기능한다.One surface of the substrate processing system of the present invention for achieving the above object, the etching process is performed chamber; an electrostatic chuck installed inside the chamber and on which a substrate is seated; a shower head installed inside the chamber to vertically face the electrostatic chuck and having a plurality of gas injection holes through which a process gas passes; and a gas supply unit installed outside the chamber, connected to the shower head, and supplying the process gas to the inside of the chamber through the gas injection hole, wherein the shower head includes: a flat center part; a middle portion arranged to surround the center portion as a ring-shaped one; a first edge portion arranged to surround the middle portion as a ring-shaped one; and a ring-shaped second edge portion disposed to surround the first edge portion and divided into a plurality of second edge portions, wherein the shower head functions as an upper electrode and the electrostatic chuck functions as a lower electrode.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 시스템의 다른 면은, 식각 공정이 수행되는 챔버; 상기 챔버의 내부에 설치되며, 기판이 안착되는 정전 척; 상기 챔버의 내부에 상기 정전 척과 상하로 대향되도록 설치되며, 공정 가스가 통과하는 복수개의 가스 분사 홀을 구비하는 샤워 헤드; 상기 챔버의 외부에 설치되어 상기 샤워 헤드와 연결되며, 상기 가스 분사 홀을 통해 상기 공정 가스를 상기 챔버의 내부로 공급하는 가스 공급 유닛; 및 상기 챔버의 상부에 설치되며, 스파이럴(spiral) 형태의 코일이 장착되어 형성되는 안테나를 포함하며, 상기 샤워 헤드는, 평판 형태의 센터부; 링 형태의 것으로서 상기 센터부를 둘러싸도록 배치되는 미들부; 링 형태의 것으로서 상기 미들부를 둘러싸도록 배치되는 제1 에지부; 및 링 형태의 것으로서 상기 제1 에지부를 둘러싸도록 배치되며, 복수 개로 분할되는 제2 에지부를 포함하고, 상기 안테나는 상부 전극으로 기능하고, 상기 정전 척은 하부 전극으로 기능한다.Another aspect of the substrate processing system of the present invention for achieving the above object includes: a chamber in which an etching process is performed; an electrostatic chuck installed inside the chamber and on which a substrate is seated; a shower head installed inside the chamber to vertically face the electrostatic chuck and having a plurality of gas injection holes through which a process gas passes; a gas supply unit installed outside the chamber, connected to the shower head, and supplying the process gas to the inside of the chamber through the gas injection hole; and an antenna installed on the upper part of the chamber and formed by mounting a spiral coil, wherein the shower head includes: a flat center part; a middle portion arranged to surround the center portion as a ring-shaped one; a first edge portion arranged to surround the middle portion as a ring-shaped one; and a ring-shaped second edge portion disposed to surround the first edge portion and divided into a plurality of second edge portions, wherein the antenna functions as an upper electrode and the electrostatic chuck functions as a lower electrode.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 시스템의 개략적인 구조를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 개략적인 구조를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 시스템을 구성하는 샤워 헤드의 일실시예에 따른 구조를 보여주는 예시도이다.
도 4는 도 1의 기판 처리 시스템을 구성하는 샤워 헤드의 다른 실시예에 따른 구조를 보여주는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공정 가스 공급 장치의 구조를 개략적으로 보여주는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공정 가스 공급 장치의 구조를 개략적으로 보여주는 개념도이다.1 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a substrate processing system according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a substrate processing system according to another embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view illustrating a structure of a shower head constituting the substrate processing system of FIG. 1 according to an embodiment;
4 is an exemplary view illustrating a structure of a shower head constituting the substrate processing system of FIG. 1 according to another embodiment;
5 is a conceptual diagram schematically illustrating a structure of a process gas supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a conceptual diagram schematically illustrating a structure of a process gas supply apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and a method for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments published below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the publication of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.Reference to an element or layer “on” or “on” another element or layer includes not only directly on the other element or layer, but also with other layers or other elements intervening. include all On the other hand, reference to an element "directly on" or "directly on" indicates that no intervening element or layer is interposed.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.Spatially relative terms "below", "beneath", "lower", "above", "upper", etc. It can be used to easily describe the correlation between an element or components and other elements or components. The spatially relative terms should be understood as terms including different orientations of the device during use or operation in addition to the orientation shown in the drawings. For example, when an element shown in the figures is turned over, an element described as "beneath" or "beneath" another element may be placed "above" the other element. Accordingly, the exemplary term “below” may include both directions below and above. The device may also be oriented in other orientations, and thus spatially relative terms may be interpreted according to orientation.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.It should be understood that although first, second, etc. are used to describe various elements, components, and/or sections, these elements, components, and/or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component, or sections from another. Accordingly, it goes without saying that the first element, the first element, or the first section mentioned below may be the second element, the second element, or the second section within the spirit of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements mentioned. or addition is not excluded.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. A description will be omitted.

반도체 소자가 미세 패턴화되면서, 기판(wafer)의 에지 영역(edge zone), 특히 극한 에지 영역(extreme edge zone)에 대한 CD(Critical Dimension, 임계 치수) 산포 제어 기술이 요구되고 있다.As semiconductor devices are finely patterned, a technology for controlling the distribution of a critical dimension (CD) in an edge zone of a wafer, particularly an extreme edge zone, is required.

또한, 기판 상에 국부적으로 발생되는 산포 비대칭 문제에 대하여, 컨트롤 노브(control knob)에 대한 기술적 요구도 높아지고 있다.In addition, with respect to the problem of dispersion asymmetry generated locally on the substrate, the technical demand for a control knob is also increasing.

본 발명에서는 에지 영역을 제1 영역과 상기 제1 영역보다 외곽에 위치하는 제2 영역으로 구분하고, 제2 영역을 복수개의 소(小) 영역으로 분할하여 기판 상에 산화막(oxide) 식각을 위한 공정 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the edge region is divided into a first region and a second region located outside the first region, and the second region is divided into a plurality of small regions to etch an oxide film on the substrate. It is characterized in that the process gas is supplied.

본 발명에서는 이를 통해 기판 상에서 국부적인 CD 구배를 미세하게 제어할 수 있으며, 에지 영역, 특히 극한 에지 영역에서 CD 산포를 개선하는 효과를 얻을 수 있다. In the present invention, it is possible to finely control the local CD gradient on the substrate through this, and the effect of improving CD dispersion in the edge region, particularly in the extreme edge region, can be obtained.

이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명을 자세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to drawings and the like.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 시스템의 개략적인 구조를 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a substrate processing system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 따르면, 기판 처리 시스템(100)은 챔버(chamber; 110), 지지 유닛(120), 플라즈마 생성 유닛, 샤워 헤드(shower head; 140) 및 가스 공급 유닛(150)을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1 , a substrate processing system 100 may include a chamber 110 , a support unit 120 , a plasma generating unit, a shower head 140 , and a gas supply unit 150 . have.

기판 처리 시스템(100)은 기판(W)을 건식 식각(dry etching)하여 기판(W)을 처리하는 시스템이다. 이러한 기판 처리 시스템(100)은 기판(W) 상의 산화막(oxide)을 식각할 수 있다. 기판 처리 시스템(100)은 예를 들어, 플라즈마(plasma)를 이용하여 기판(W) 상의 산화막을 식각할 수 있다.The substrate processing system 100 is a system for processing the substrate W by dry etching the substrate W. As shown in FIG. The substrate processing system 100 may etch an oxide film on the substrate W. The substrate processing system 100 may etch the oxide layer on the substrate W using, for example, plasma.

챔버(110)는 식각 공정이 수행되는 공간을 제공하는 것이다. 이러한 챔버(110)는 그 하부에 배기홀(111)을 구비할 수 있다.The chamber 110 provides a space in which an etching process is performed. The chamber 110 may have an exhaust hole 111 at a lower portion thereof.

배기홀(111)은 펌프(112)가 장착된 배기 라인(113)과 연결될 수 있다. 이러한 배기홀(111)은 배기 라인(113)을 통해 식각 공정 과정에서 발생된 반응 부산물과 챔버(110)의 내부에 잔여하는 가스를 챔버(110)의 외부로 배출할 수 있다. 이 경우, 챔버(110)의 내부 공간은 소정의 압력으로 감압될 수 있다.The exhaust hole 111 may be connected to the exhaust line 113 on which the pump 112 is mounted. The exhaust hole 111 may discharge a reaction byproduct generated in the etching process and a gas remaining in the chamber 110 to the outside of the chamber 110 through the exhaust line 113 . In this case, the internal space of the chamber 110 may be decompressed to a predetermined pressure.

챔버(110)는 그 측벽에 개구(114)가 형성될 수 있다. 개구(114)는 챔버(110)의 내부로 기판(W)이 출입하는 통로로서 기능한다. 이러한 개구(114)는 도어 어셈블리(미도시)에 의해 개폐되도록 구성될 수 있다.The chamber 110 may have an opening 114 formed in its sidewall. The opening 114 functions as a passage through which the substrate W enters and exits the chamber 110 . The opening 114 may be configured to be opened and closed by a door assembly (not shown).

도어 어셈블리는 외측 도어(미도시), 내측 도어(미도시) 및 연결판(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다.The door assembly may include an outer door (not shown), an inner door (not shown), and a connecting plate (not shown).

외측 도어는 챔버(110)의 외벽에 제공되는 것이다. 이러한 외측 도어는 도어 구동기(미도시)를 통해 상하 방향으로 이동될 수 있다. 도어 구동기는 유공압 실린더, 모터 등을 포함하여 구성될 수 있다.The outer door is provided on the outer wall of the chamber 110 . The outer door may be moved up and down through a door driver (not shown). The door actuator may include a hydraulic cylinder, a motor, and the like.

내측 도어는 챔버(110)의 내벽에 제공되는 것이다.The inner door is provided on the inner wall of the chamber 110 .

연결판은 개구(114)를 통해 챔버(110)의 내측에서 외측까지 연장되도록 제공되는 것이다. 외측 도어와 내측 도어는 이러한 연결판에 의해 상호 고정되도록 결합될 수 있다.The connecting plate is provided to extend from the inside to the outside of the chamber 110 through the opening 114 . The outer door and the inner door may be coupled to be fixed to each other by such a connecting plate.

지지 유닛(120)은 챔버(110)의 내부 하측 영역에 설치되는 것이다. 이러한 지지 유닛(120)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 지지할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 지지 유닛(120)은 기계적 클램핑(mechanical clamping), 진공 등과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지하는 것도 가능하다.The support unit 120 is installed in the inner lower region of the chamber 110 . The support unit 120 may support the substrate W using electrostatic force. However, the present embodiment is not limited thereto. The support unit 120 may support the substrate W in various ways such as mechanical clamping, vacuum, and the like.

지지 유닛(120)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 지지하는 경우, 베이스(121) 및 정전 척(ESC; Electro-Static Chuck)(122)을 포함하여 구성될 수 있다.When supporting the substrate W using electrostatic force, the support unit 120 may include a base 121 and an Electro-Static Chuck (ESC) 122 .

정전 척(122)은 정전기력을 이용하여 그 상부에 안착되는 기판(W)을 지지하는 것이다. 이러한 정전 척(122)은 세라믹(ceramic) 재질로 제공될 수 있으며, 베이스(121) 상에 고정되도록 베이스(121)와 결합될 수 있다.The electrostatic chuck 122 supports the substrate W seated thereon using electrostatic force. The electrostatic chuck 122 may be made of a ceramic material, and may be coupled to the base 121 to be fixed on the base 121 .

정전 척(122)은 구동 부재(미도시)를 이용하여 챔버(110)의 내부에서 상하 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 정전 척(122)이 이와 같이 상하 방향으로 이동 가능하게 형성되는 경우, 기판(W)을 보다 균일한 플라즈마 분포를 나타내는 영역에 위치시키는 것이 가능해질 수 있다.The electrostatic chuck 122 may be installed to be movable in the vertical direction inside the chamber 110 using a driving member (not shown). When the electrostatic chuck 122 is formed to be movable in the vertical direction as described above, it may be possible to position the substrate W in a region showing a more uniform plasma distribution.

링 어셈블리(123)는 정전 척(122)의 테두리를 감싸도록 제공되는 것이다. 이러한 링 어셈블리(123)는 링 형상으로 제공되어, 기판(W)의 테두리 영역을 지지하도록 구성될 수 있다.The ring assembly 123 is provided to surround the edge of the electrostatic chuck 122 . The ring assembly 123 may be provided in a ring shape to support the edge region of the substrate W.

링 어셈블리(123)는 포커스 링(focus ring; 123a) 및 절연 링(123b)을 포함하여 구성될 수 있다.The ring assembly 123 may include a focus ring 123a and an insulating ring 123b.

포커스 링(123a)은 절연 링(123b)의 내측에 형성되며, 정전 척(122)을 감싸도록 제공된다. 포커스 링(123a)은 플라즈마를 기판(W)으로 집중시킨다. 포커스 링(123a)은 실리콘 재질로 제공될 수 있다.The focus ring 123a is formed inside the insulating ring 123b and is provided to surround the electrostatic chuck 122 . The focus ring 123a concentrates the plasma to the substrate W. The focus ring 123a may be made of a silicon material.

절연 링(123b)은 포커스 링(123a)의 외측에 형성되며, 포커스 링(123a)을 감싸도록 제공된다. 절연 링(123b)은 쿼츠(quartz) 재질로 제공될 수 있다.The insulating ring 123b is formed outside the focus ring 123a and is provided to surround the focus ring 123a. The insulating ring 123b may be made of a quartz material.

한편, 링 어셈블리(123)는 포커스 링(123a)의 테두리에 밀착 형성되는 에지 링(미도시)을 더 포함할 수 있다. 에지 링은 플라즈마에 의해 정전 척(122)의 측면이 손상되는 것을 방지하기 위한 것이다.Meanwhile, the ring assembly 123 may further include an edge ring (not shown) formed in close contact with the edge of the focus ring 123a. The edge ring is to prevent the side surface of the electrostatic chuck 122 from being damaged by the plasma.

가스 제공부(124)는 링 어셈블리(123)의 상부나 정전 척(122)의 테두리 부분에 잔류하는 이물질을 제거하기 위해 가스를 공급하는 것이다. 이러한 가스 제공부(124)는 이물질을 제거하기 위한 가스로 질소 가스(N2 gas)를 공급할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 가스 제공부(124)는 다른 가스나 세정제 등을 공급하는 것도 가능하다.The gas supply unit 124 supplies a gas to remove foreign substances remaining on the upper portion of the ring assembly 123 or the edge portion of the electrostatic chuck 122 . The gas providing unit 124 may supply nitrogen gas (N2 gas) as a gas for removing foreign substances. However, the present embodiment is not limited thereto. The gas providing unit 124 may supply other gases, cleaning agents, and the like.

가스 제공부(124)는 가스 제공원(124a) 및 제공 라인(124b)을 포함하여 구성될 수 있다.The gas supply unit 124 may include a gas supply source 124a and a supply line 124b.

제공 라인(124b)은 링 어셈블리(123)와 정전 척(122) 사이에 제공되는 것이다. 제공 라인(124b)은 예를 들어, 포커스 링(123a)과 정전 척(122) 사이로 연결되도록 형성될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제공 라인(124b)은 포커스 링(123a)의 내부에 제공되어, 포커스 링(123a)과 정전 척(122) 사이로 연결되도록 절곡되는 구조로 형성되는 것도 가능하다.The providing line 124b is provided between the ring assembly 123 and the electrostatic chuck 122 . The providing line 124b may be formed to be connected between, for example, the focus ring 123a and the electrostatic chuck 122 . However, the present embodiment is not limited thereto. The providing line 124b may be provided inside the focus ring 123a and may have a bent structure to be connected between the focus ring 123a and the electrostatic chuck 122 .

가열 부재(125) 및 냉각 부재(126)는 챔버(110)의 내부에서 식각 공정이 진행되고 있을 때에 기판(W)이 공정 온도를 유지할 수 있도록 제공되는 것이다. 가열 부재(125) 및 냉각 부재(126)는 이를 위해 각각 열선 및 냉매가 흐르는 냉각 라인으로 제공될 수 있다.The heating member 125 and the cooling member 126 are provided so that the substrate W maintains the process temperature while the etching process is in progress in the chamber 110 . The heating member 125 and the cooling member 126 may be provided as a cooling line through which a heating wire and a refrigerant flow, respectively, for this purpose.

가열 부재(125) 및 냉각 부재(126)는 기판(W)이 공정 온도를 유지할 수 있도록 하기 위해 지지 유닛(120)의 내부에 설치될 수 있다. 일례로, 가열 부재(125)는 정전 척(122)의 내부에 설치되고, 냉각 부재(126)는 베이스(121)의 내부에 설치될 수 있다.The heating member 125 and the cooling member 126 may be installed inside the support unit 120 to allow the substrate W to maintain a process temperature. For example, the heating member 125 may be installed inside the electrostatic chuck 122 , and the cooling member 126 may be installed inside the base 121 .

플라즈마 생성 유닛은 방전 공간에 잔류하는 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 것이다. 여기서, 방전 공간은 챔버(110)의 내부 공간 중에서 지지 유닛(120)의 상부에 위치하는 공간을 의미한다.The plasma generating unit generates plasma from the gas remaining in the discharge space. Here, the discharge space refers to a space located above the support unit 120 in the inner space of the chamber 110 .

플라즈마 생성 유닛은 용량 결합형 플라즈마(CCP; Capacitively Coupled Plasma) 소스를 이용하여 챔버(110) 내부의 방전 공간에 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 이 경우, 플라즈마 생성 유닛은 샤워 헤드(140)를 상부 전극으로 이용하고, 정전 척(122)을 하부 전극으로 이용할 수 있다.The plasma generating unit may generate plasma in the discharge space inside the chamber 110 using a capacitively coupled plasma (CCP) source. In this case, the plasma generating unit may use the shower head 140 as an upper electrode and the electrostatic chuck 122 as a lower electrode.

그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 플라즈마 생성 유닛은 유도 결합형 플라즈마(ICP; Inductively Coupled Plasma) 소스를 이용하여 챔버(110) 내부의 방전 공간에 플라즈마를 발생시키는 것도 가능하다. 이 경우, 플라즈마 생성 유닛은 도 2에 도시된 바와 같이 챔버(110)의 상부에 설치되는 스파이럴 안테나(spiral antenna)를 상부 전극으로 이용하고, 정전 척(122)을 하부 전극으로 이용할 수 있다.However, the present embodiment is not limited thereto. The plasma generating unit may generate plasma in the discharge space inside the chamber 110 using an inductively coupled plasma (ICP) source. In this case, the plasma generating unit may use a spiral antenna installed on the upper portion of the chamber 110 as an upper electrode and an electrostatic chuck 122 as a lower electrode as shown in FIG. 2 .

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 개략적인 구조를 보여주는 단면도이다. 도 2에 대해서는 후술하여 설명하기로 한다.2 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a substrate processing system according to another embodiment of the present invention. 2 will be described later.

플라즈마 생성 유닛은 상부 전극, 하부 전극, 상부 전원(131) 및 하부 전원(132)을 포함하여 구성될 수 있다.The plasma generating unit may include an upper electrode, a lower electrode, an upper power source 131 , and a lower power source 132 .

앞서 설명하였지만, 플라즈마 생성 유닛이 용량 결합형 플라즈마(CCP) 소스를 이용하는 경우, 샤워 헤드(140)가 상부 전극으로 기능하고, 정전 척(122)이 하부 전극으로 기능할 수 있다.As described above, when the plasma generating unit uses a capacitively coupled plasma (CCP) source, the shower head 140 may function as an upper electrode and the electrostatic chuck 122 may function as a lower electrode.

상부 전극으로 기능하는 샤워 헤드(140)와 하부 전극으로 기능하는 정전 척(122)은 챔버(110)의 내부에서 상하로 대향되도록 설치될 수 있다. 샤워 헤드(140)는 챔버(110)의 내부로 가스를 분사하기 위해 복수 개의 가스 분사 홀(gas feeding hole; 141)을 구비할 수 있으며, 정전 척(122)보다 더 큰 직경을 가지도록 제공될 수 있다. 샤워 헤드(140)는 실리콘 재질로 제공되거나, 금속 재질로 제공될 수 있다.The shower head 140 functioning as an upper electrode and the electrostatic chuck 122 functioning as a lower electrode may be installed to face up and down inside the chamber 110 . The shower head 140 may include a plurality of gas feeding holes 141 to inject gas into the chamber 110 , and may be provided to have a larger diameter than the electrostatic chuck 122 . can The shower head 140 may be made of a silicon material or a metal material.

상부 전원(131)은 상부 전극, 즉 샤워 헤드(140)에 전력을 인가하는 것이다. 이러한 상부 전원(131)은 플라즈마의 특성을 제어하도록 제공될 수 있다. 상부 전원(131)은 예를 들어, 이온 충격 에너지(ion bombardment energy)를 조절하도록 제공될 수 있다.The upper power source 131 applies power to the upper electrode, that is, the shower head 140 . The upper power source 131 may be provided to control plasma characteristics. The upper power source 131 may be provided to adjust, for example, ion bombardment energy.

상부 전원(131)이 복수 개 구비되는 경우, 복수 개의 상부 전원과 전기적으로 연결되는 제1 매칭 네트워크(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제1 매칭 네트워크는 각각의 상부 전원으로부터 입력되는 상이한 크기의 주파수 전력들을 매칭하여 샤워 헤드(140)에 인가할 수 있다.When a plurality of upper power sources 131 are provided, a first matching network (not shown) electrically connected to the plurality of upper power sources may be further included. The first matching network may match and apply different magnitudes of frequency power input from each upper power source to the shower head 140 .

한편, 상부 전원(131)과 샤워 헤드(140)를 연결하는 전송선로 상에는 임피던스 정합을 목적으로 제1 임피던스 정합 회로(미도시)가 마련될 수 있다. 제1 임피던스 정합 회로는 무손실 수동 회로로 작용하여 상부 전원(131)으로부터 샤워 헤드(140)로 전기 에너지가 효과적으로(즉, 최대로) 전달되도록 할 수 있다.Meanwhile, on the transmission line connecting the upper power source 131 and the shower head 140 , a first impedance matching circuit (not shown) may be provided for the purpose of impedance matching. The first impedance matching circuit may act as a lossless passive circuit to effectively (ie, maximally) transfer electrical energy from the upper power source 131 to the shower head 140 .

하부 전원(132)은 하부 전극, 즉 정전 척(122)에 전력을 인가하는 것이다. 이러한 하부 전원(132)은 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스 역할을 하거나, 상부 전원(131)과 더불어 플라즈마의 특성을 제어하는 역할을 할 수 있다.The lower power source 132 applies power to the lower electrode, that is, the electrostatic chuck 122 . The lower power source 132 may serve as a plasma source for generating plasma, or may serve to control characteristics of plasma together with the upper power source 131 .

하부 전원(132)이 복수 개 구비되는 경우, 복수 개의 하부 전원과 전기적으로 연결되는 제2 매칭 네트워크(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제2 매칭 네트워크는 각각의 하부 전원으로부터 입력되는 상이한 크기의 주파수 전력들을 매칭하여 정전 척(122)에 인가할 수 있다.When a plurality of lower power sources 132 are provided, a second matching network (not shown) electrically connected to the plurality of lower power sources may be further included. The second matching network may match and apply frequency powers of different magnitudes input from respective lower power sources to the electrostatic chuck 122 .

한편, 하부 전원(132)과 정전 척(122)을 연결하는 전송선로 상에는 임피던스 정합을 목적으로 제2 임피던스 정합 회로(미도시)가 마련될 수 있다. 제2 임피던스 정합 회로는 무손실 수동 회로로 작용하여 하부 전원(132)으로부터 정전 척(122)으로 전기 에너지가 효과적으로(즉, 최대로) 전달되도록 할 수 있다.Meanwhile, a second impedance matching circuit (not shown) may be provided for the purpose of impedance matching on a transmission line connecting the lower power source 132 and the electrostatic chuck 122 . The second impedance matching circuit may act as a lossless passive circuit to effectively (ie, maximally) transfer electrical energy from the lower power source 132 to the electrostatic chuck 122 .

샤워 헤드(140)는 도 3에 도시된 바와 같이 수평 방향으로 센터 영역(center zone), 미들 영역(middle zone), 에지 영역(edge zone) 등 세 개의 영역으로 구획될 수 있다.As shown in FIG. 3 , the shower head 140 may be divided into three areas, such as a center zone, a middle zone, and an edge zone, in the horizontal direction.

여기서, 에지 영역은 내측(즉, 센터 영역에 가까운 쪽)에 위치하는 제1 영역과 외측(즉, 센터 영역에서 먼 쪽)에 위치하는 제2 영역(extreme edge or ex-edge)으로 구획될 수 있으며, 제2 영역은 복수개의 소(小) 영역으로 분할될 수 있다.Here, the edge area may be divided into a first area located inside (ie, a side closer to the center area) and a second area located outside (ie, a side farther from the center area) (extreme edge or ex-edge). and the second area may be divided into a plurality of small areas.

도 3은 도 1의 기판 처리 시스템을 구성하는 샤워 헤드의 일실시예에 따른 구조를 보여주는 예시도이다. 이하 설명은 도 3을 참조한다.3 is an exemplary view illustrating a structure of a shower head constituting the substrate processing system of FIG. 1 according to an embodiment; The following description refers to FIG. 3 .

샤워 헤드(140)는 센터부(210), 미들부(220) 및 에지부(230)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 에지부(230)는 단일 개의 제1 에지부(231)와 복수 개의 제2 에지부(232)를 포함하여 구성될 수 있다.The shower head 140 may include a center portion 210 , a middle portion 220 , and an edge portion 230 . Here, the edge part 230 may include a single first edge part 231 and a plurality of second edge parts 232 .

센터부(210)는 샤워 헤드(140)의 센터 영역에 위치하는 것으로서, 복수 개의 가스 분사 홀(141)을 구비할 수 있다.The center part 210 is positioned in the center area of the shower head 140 and may include a plurality of gas injection holes 141 .

센터부(210)는 정전 척(122)의 중심 영역에 대향되도록 챔버(110)의 내부에 설치될 수 있다. 즉, 센터부(210)를 통해 분사되는 가스 및 여기되는 플라즈마가 정전 척(122) 상에 안착되는 기판(W)의 중심 영역에 주로 도달되도록 제공될 수 있다.The center part 210 may be installed in the chamber 110 to face the central region of the electrostatic chuck 122 . That is, the gas injected through the center part 210 and the plasma excited may be provided to mainly reach the central region of the substrate W seated on the electrostatic chuck 122 .

센터부(210)는 원(또는 타원) 모양의 얇은 판으로 제공될 수 있다. 센터부(210)는 예를 들어, 110mm(샤워 헤드(140)의 중심을 기준으로 0mm ~ 110mm)의 폭을 가지도록 제공될 수 있다.The center part 210 may be provided as a thin plate in the shape of a circle (or oval). The center portion 210 may be provided to have a width of, for example, 110 mm (0 mm to 110 mm based on the center of the shower head 140).

미들부(220)는 샤워 헤드(140)의 미들 영역에 위치하는 것으로서, 센터부(210)와 마찬가지로 복수 개의 가스 분사 홀(141)을 구비할 수 있다.The middle part 220 is positioned in the middle region of the shower head 140 and may include a plurality of gas injection holes 141 like the center part 210 .

미들부(220)는 정전 척(122)의 미들 영역에 대향되도록 챔버(110)의 내부에 설치될 수 있다. 즉, 미들부(220)를 통해 분사되는 가스 및 여기되는 플라즈마가 정전 척(122) 상에 안착되는 기판(W)의 미들 영역에 주로 도달되도록 제공될 수 있다.The middle part 220 may be installed inside the chamber 110 to face the middle region of the electrostatic chuck 122 . That is, the gas injected through the middle part 220 and the excited plasma may be provided to mainly reach the middle region of the substrate W seated on the electrostatic chuck 122 .

미들부(220)는 센터부(210)의 중심과 같은 중심을 가질 수 있으며, 미들부(220)의 직경은 센터부(210)의 직경보다 크게 제공될 수 있다. 즉, 미들부(220)는 그 직경 방향으로 배열되어 센터부(210)를 둘러싸는 링 모양의 얇은 판으로 제공될 수 있다. 미들부(220)는 예를 들어, 94mm(샤워 헤드(140)의 중심을 기준으로 131mm ~ 225mm)의 폭을 가지도록 제공될 수 있다.The middle part 220 may have the same center as the center of the center part 210 , and the diameter of the middle part 220 may be greater than the diameter of the center part 210 . That is, the middle part 220 may be provided as a ring-shaped thin plate that is arranged in the radial direction and surrounds the center part 210 . The middle portion 220 may be provided, for example, to have a width of 94 mm (131 mm to 225 mm based on the center of the shower head 140).

에지부(230)는 샤워 헤드(140)의 에지 영역에 위치하는 것으로서, 센터부(210), 미들부(220) 등과 마찬가지로 복수 개의 가스 분사 홀(141)을 구비할 수 있다.The edge portion 230 is positioned in the edge region of the shower head 140 , and may include a plurality of gas injection holes 141 , like the center portion 210 , the middle portion 220 , and the like.

에지부(230)는 정전 척(122)의 에지 영역에 대향되도록 챔버(110)의 내부에 설치될 수 있다. 즉, 에지부(230)를 통해 분사되는 가스 및 여기되는 플라즈마가 정전 척(122) 상에 안착되는 기판(W)의 에지 영역에 주로 도달되도록 제공될 수 있다.The edge portion 230 may be installed in the chamber 110 to face the edge region of the electrostatic chuck 122 . That is, the gas injected through the edge portion 230 and the excited plasma may be provided to mainly reach the edge region of the substrate W seated on the electrostatic chuck 122 .

에지부(230)는 센터부(210)의 중심과 같은 중심을 가질 수 있으며, 에지부(230)의 직경은 미들부(220)의 직경보다 크게 제공될 수 있다. 즉, 에지부(230)는 그 직경 방향으로 배열되어 미들부(220)를 둘러싸는 링 모양의 얇은 판으로 제공될 수 있다. 미들부(220)는 예를 들어, 104mm(샤워 헤드(140)의 중심을 기준으로 247mm ~ 329mm)의 폭을 가지도록 제공될 수 있다.The edge portion 230 may have the same center as the center of the center portion 210 , and the edge portion 230 may have a larger diameter than the middle portion 220 . That is, the edge portion 230 may be provided as a ring-shaped thin plate that is arranged in the radial direction and surrounds the middle portion 220 . The middle portion 220 may be provided to have a width of, for example, 104 mm (247 mm to 329 mm based on the center of the shower head 140).

에지부(230)는 미들부(220)에 근접하여 형성되는 제1 에지부(231)와 제1 에지부(231)보다 외곽에 형성되는 제2 에지부(232)를 포함할 수 있다.The edge portion 230 may include a first edge portion 231 formed close to the middle portion 220 and a second edge portion 232 formed outside of the first edge portion 231 .

제1 에지부(231)는 제2 에지부(232)보다 협소한 폭을 가지도록 제공될 수 있다. 제1 에지부(231)는 예를 들어, 16mm(샤워 헤드(140)의 중심을 기준으로 247mm ~ 263mm)의 폭을 가지도록 제공될 수 있으며, 제2 에지부(232)는 예를 들어, 42mm(샤워 헤드(140)의 중심을 기준으로 287mm ~ 329mm)의 폭을 가지도록 제공될 수 있다.The first edge portion 231 may be provided to have a narrower width than the second edge portion 232 . The first edge portion 231 may be provided to have a width of, for example, 16 mm (247 mm to 263 mm based on the center of the shower head 140), and the second edge portion 232 is, for example, It may be provided to have a width of 42mm (287mm to 329mm based on the center of the shower head 140).

제2 에지부(232)는 복수개의 소(小) 부를 포함할 수 있다. 이 경우, 각각의 소 부는 제2 영역으로부터 분할된 각각의 소 영역에 위치할 수 있다. 제2 에지부(232)는 예를 들어, 제1 소 부(232a), 제2 소 부(232b), 제3 소 부(232c), 제4 소 부(232d) 등 네 개의 소 부를 포함할 수 있다.The second edge portion 232 may include a plurality of small portions. In this case, each small portion may be located in each small area divided from the second area. The second edge portion 232 may include, for example, four small portions such as a first small portion 232a, a second small portion 232b, a third small portion 232c, and a fourth small portion 232d. can

그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 에지부(232)는 도 4에 도시된 바와 같이 제1 소 부(232a), 제2 소 부(232b), 제3 소 부(232c) 등 세 개의 소 부를 포함하거나, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 소 부(232a), 제2 소 부(232b), 제3 소 부(232c), 제4 소 부(232d), 제5 소 부(232e) 등 다섯 개의 소 부를 포함하는 것도 가능하다. 도 4는 도 1의 기판 처리 시스템을 구성하는 샤워 헤드의 다른 실시예에 따른 구조를 보여주는 예시도이다.However, the present embodiment is not limited thereto. The second edge portion 232 includes three small portions such as the first small portion 232a, the second small portion 232b, and the third small portion 232c as shown in FIG. 4 or shown in FIG. 5 . As described above, it also includes five small portions, such as the first small portion 232a, the second small portion 232b, the third small portion 232c, the fourth small portion 232d, and the fifth small portion 232e. It is possible. 4 is an exemplary view illustrating a structure of a shower head constituting the substrate processing system of FIG. 1 according to another embodiment.

한편, 본 실시예에서는 센터부(210), 미들부(220), 에지부(230)의 제1 에지부(231) 등도 에지부(230)의 제2 에지부(232)와 마찬가지로 복수 개로 분할하여 구성될 수 있다.Meanwhile, in the present embodiment, the center part 210 , the middle part 220 , the first edge part 231 of the edge part 230 , etc. are also divided into a plurality of pieces like the second edge part 232 of the edge part 230 . can be configured.

다시 도 1을 참조하여 설명한다.It will be described again with reference to FIG. 1 .

가스 공급 유닛(150)은 샤워 헤드(140)를 통해 챔버(110)의 내부로 공정 가스(process gas)를 공급하는 것이다. 이러한 가스 공급 유닛(150)은 제1 가스 공급원(151), 가스 공급 라인(152), 가스 분배기(153) 및 가스 분배 라인(154)을 포함할 수 있다.The gas supply unit 150 supplies a process gas into the chamber 110 through the shower head 140 . The gas supply unit 150 may include a first gas supply source 151 , a gas supply line 152 , a gas distributor 153 , and a gas distribution line 154 .

제1 가스 공급원(151)은 기판(W)을 처리하는 데에 이용되는 에칭 가스(etching gas)를 공급하는 것이다. 이러한 제1 가스 공급원(151)은 에칭 가스로 불소(fluorine) 성분을 포함하는 가스를 공급할 수 있다. 일례로, 제1 가스 공급원(151)은 SF6, CF4 등의 가스를 에칭 가스로 공급할 수 있다.The first gas supply source 151 supplies an etching gas used to process the substrate W. Referring to FIG. The first gas supply source 151 may supply a gas including a fluorine component as an etching gas. For example, the first gas supply source 151 may supply a gas such as SF6 or CF4 as an etching gas.

제1 가스 공급원(151)은 단일 개 구비되어 에칭 가스를 샤워 헤드(140)로 공급할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 가스 공급원(151)은 복수 개 구비되어 에칭 가스를 샤워 헤드(140)로 공급하는 것도 가능하다.A single first gas supply source 151 may be provided to supply the etching gas to the shower head 140 . However, the present embodiment is not limited thereto. A plurality of first gas supply sources 151 may be provided to supply etching gas to the shower head 140 .

한편, 가스 공급 유닛(150)은 증착 가스(deposition gas)를 공급하는 제2 가스 공급원(미도시)을 더 포함하는 것도 가능하다.Meanwhile, the gas supply unit 150 may further include a second gas supply source (not shown) for supplying a deposition gas.

제2 가스 공급원은 기판(W) 패턴의 측면을 보호하여 이방성 에칭이 가능해지도록 샤워 헤드(140)로 공급하는 것이다. 이러한 제2 가스 공급원은 C4F8, C2F4 등의 가스를 증착 가스로 공급할 수 있다.The second gas source is supplied to the shower head 140 to protect the side surface of the substrate W pattern to enable anisotropic etching. The second gas source may supply a gas such as C4F8 or C2F4 as the deposition gas.

가스 공급 라인(152)은 제1 가스 공급원(151)과 가스 분배기(153)를 연결하는 것이다. 가스 공급 라인(152)은 이를 통해 가스를 제1 가스 공급원(151)으로부터 가스 분배기(153)로 이송할 수 있다.The gas supply line 152 connects the first gas supply source 151 and the gas distributor 153 . The gas supply line 152 may transfer gas from the first gas supply source 151 to the gas distributor 153 through this.

가스 분배기(153)는 제1 가스 공급원(151)으로부터 공급되는 에칭 가스를 샤워 헤드(140)로 분배하는 것이다. 이러한 가스 분배기(153)는 에칭 가스를 샤워 헤드(140)의 각 부, 즉 센터부(210), 미들부(220), 에지부(230)의 제1 에지부(231), 에지부(230)의 제2 에지부(232) 등으로 분배할 수 있다.The gas distributor 153 distributes the etching gas supplied from the first gas supply source 151 to the shower head 140 . The gas distributor 153 distributes the etching gas to each part of the shower head 140 , ie, the center part 210 , the middle part 220 , the first edge part 231 of the edge part 230 , and the edge part 230 . ) may be distributed to the second edge portion 232 and the like.

가스 분배기(153)는 에칭 가스를 샤워 헤드(140)의 각 부(210, 220, 231, 232)로 분배할 때, 동일한 양의 에칭 가스를 샤워 헤드(140)의 각 부(210, 220, 231, 232)로 분배할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 가스 분배기(153)는 에칭 가스를 샤워 헤드(140)의 각 부(210, 220, 231, 232)로 분배할 때, 서로 다른 양의 에칭 가스를 샤워 헤드(140)의 각 부(210, 220, 231, 232)로 분배하는 것도 가능하다.When the gas distributor 153 distributes the etching gas to the respective portions 210 , 220 , 231 , and 232 of the shower head 140 , the same amount of the etching gas is distributed to the respective portions 210 , 220 and 232 of the shower head 140 . 231, 232) can be distributed. However, the present embodiment is not limited thereto. When the gas distributor 153 distributes the etching gas to the respective portions 210 , 220 , 231 , and 232 of the shower head 140 , different amounts of the etching gas are distributed to the respective portions 210 and 220 of the shower head 140 . , 231, 232) is also possible.

한편, 가스 분배기(153)는 샤워 헤드(140)의 몇몇 부에 동일한 양의 에칭 가스를 분배하고, 샤워 헤드(140)의 다른 몇몇 부에 다른 양의 에칭 가스를 분배하는 것도 가능하다.Meanwhile, the gas distributor 153 may distribute the same amount of etching gas to several portions of the shower head 140 , and may distribute different amounts of the etching gas to several other portions of the shower head 140 .

한편, 가스 분배기(153)는 제1 가스 공급원(151)으로부터 에칭 가스가 공급되고, 제2 가스 공급원으로부터 증착 가스가 공급되는 경우, 에칭 가스와 증착 가스를 혼합하여 얻은 혼합 가스를 샤워 헤드(140)의 각 부(210, 220, 231, 232)에 분배하는 것도 가능하다.Meanwhile, when the etching gas is supplied from the first gas supply source 151 and the deposition gas is supplied from the second gas supply source, the gas distributor 153 applies a mixed gas obtained by mixing the etching gas and the deposition gas to the shower head 140 . ) It is also possible to distribute to each part (210, 220, 231, 232).

가스 분배 라인(154)은 가스 분배기(153)와 샤워 헤드(140)를 연결하는 것이다. 가스 분배 라인(154)은 이를 통해 가스를 가스 분배기(153)로부터 샤워 헤드(140)로 이송할 수 있다.The gas distribution line 154 connects the gas distributor 153 and the shower head 140 . The gas distribution line 154 may transport gas from the gas distributor 153 to the shower head 140 therethrough.

가스 분배기(153)는 가스 분배 라인(154)을 통해 샤워 헤드(140)의 각 부(210, 220, 231, 232)와 개별적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 가스 분배 라인(154)은 도 5에 도시된 바와 같이 제1 분배 라인(154a), 제2 분배 라인(154b), 제3 분배 라인(154c), 제4 분배 라인(154d) 등을 포함할 수 있다.The gas distributor 153 may be individually connected to each of the parts 210 , 220 , 231 , and 232 of the shower head 140 through a gas distribution line 154 . In this case, the gas distribution line 154 is a first distribution line 154a, a second distribution line 154b, a third distribution line 154c, a fourth distribution line 154d, etc. as shown in FIG. may include

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공정 가스 공급 장치의 구조를 개략적으로 보여주는 개념도이다.5 is a conceptual diagram schematically illustrating a structure of a process gas supply apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5에 따르면, 공정 가스 공급 장치(300)는 샤워 헤드(140) 및 가스 공급 유닛(150)을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the process gas supply device 300 may include a shower head 140 and a gas supply unit 150 .

샤워 헤드(140)는 센터부(210), 미들부(220), 에지부(230)의 제1 에지부(231), 네 개의 에지부(230)의 제2 에지부(232), 즉 제1의 제2 부(232a), 제2의 제2 부(232b), 제3의 제2 부(232c), 제4의 제2 부(232d) 등을 포함할 수 있다.The shower head 140 includes the center part 210 , the middle part 220 , the first edge part 231 of the edge part 230 , and the second edge part 232 of the four edge parts 230 , that is, the second edge part 232 . It may include a first second portion 232a, a second second portion 232b, a third second portion 232c, and a fourth second portion 232d.

가스 공급 유닛(150)은 제1 가스 공급원(151), 가스 공급 라인(152), 가스 분배기(153), 네 개의 가스 분배 라인(154), 즉 제1 분배 라인(154a), 제2 분배 라인(154b), 제3 분배 라인(154c), 제4 분배 라인(154d) 등을 포함할 수 있다.The gas supply unit 150 includes a first gas supply source 151 , a gas supply line 152 , a gas distributor 153 , and four gas distribution lines 154 , that is, a first distribution line 154a and a second distribution line. It may include a 154b, a third distribution line 154c, a fourth distribution line 154d, and the like.

제1 분배 라인(154a)은 가스 분배기(153)와 샤워 헤드(140)의 센터부(210)를 연결하는 것이다. 이러한 제1 분배 라인(154a)은 가스 분배기(153)에 의해 분배된 가스가 샤워 헤드(140)의 센터부(210)를 거쳐 챔버(110)의 내부로 공급되도록 할 수 있다.The first distribution line 154a connects the gas distributor 153 and the center portion 210 of the shower head 140 . The first distribution line 154a may allow the gas distributed by the gas distributor 153 to be supplied into the chamber 110 through the center portion 210 of the shower head 140 .

제2 분배 라인(154b)은 가스 분배기(153)와 샤워 헤드(140)의 미들부(220)를 연결하는 것이다. 이러한 제2 분배 라인(154b)은 가스 분배기(153)에 의해 분배된 가스가 샤워 헤드(140)의 미들부(220)를 거쳐 챔버(110)의 내부로 공급되도록 할 수 있다.The second distribution line 154b connects the gas distributor 153 and the middle portion 220 of the shower head 140 . The second distribution line 154b may allow the gas distributed by the gas distributor 153 to be supplied into the chamber 110 through the middle portion 220 of the shower head 140 .

제3 분배 라인(154c)은 가스 분배기(153)와 샤워 헤드(140)의 에지부(230) 중 제1 에지부(231)를 연결하는 것이다. 이러한 제3 분배 라인(154c)은 가스 분배기(153)에 의해 분배된 가스가 샤워 헤드(140)의 제1 에지부(231)를 거쳐 챔버(110)의 내부로 공급되도록 할 수 있다.The third distribution line 154c connects the gas distributor 153 and the first edge portion 231 of the edge portions 230 of the shower head 140 . The third distribution line 154c may allow the gas distributed by the gas distributor 153 to be supplied into the chamber 110 through the first edge portion 231 of the shower head 140 .

제4 분배 라인(154d)은 가스 분배기(153)와 샤워 헤드(140)의 에지부(230) 중 제2 에지부(232)를 연결하는 것이다. 이러한 제4 분배 라인(154d)은 가스 분배기(153)에 의해 분배된 가스가 샤워 헤드(140)의 제2 에지부(232)를 거쳐 챔버(110)의 내부로 공급되도록 할 수 있다.The fourth distribution line 154d connects the gas distributor 153 and the second edge portion 232 of the edge portions 230 of the shower head 140 . The fourth distribution line 154d may allow the gas distributed by the gas distributor 153 to be supplied into the chamber 110 through the second edge portion 232 of the shower head 140 .

제4 분배 라인(154d)은 복수 개 구비될 수 있다. 이러한 제4 분배 라인(154d)은 제2 에지부(232)와 동일한 개수 구비될 수 있다. 이 경우, 제4 분배 라인(154d)은 가스 분배기(153)와 샤워 헤드(140)의 제2 에지부(232)를 일대일(one to one)로 연결할 수 있다.A plurality of fourth distribution lines 154d may be provided. The fourth distribution line 154d may have the same number as the second edge portion 232 . In this case, the fourth distribution line 154d may connect the gas distributor 153 and the second edge portion 232 of the shower head 140 one-to-one.

그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제4 분배 라인(154d)은 제2 에지부(232)보다 적은 개수 구비되어, 가스 분배기(153)와 샤워 헤드(140)의 제2 에지부(232)를 일대다(one to many)로 연결하는 것도 가능하다.However, the present embodiment is not limited thereto. The fourth distribution line 154d is provided with a smaller number than the second edge portion 232 , and connects the gas distributor 153 and the second edge portion 232 of the shower head 140 in a one-to-many manner. It is also possible to

공정 가스 공급 장치(300)는 도 6에 도시된 바와 같이 공급 제어 밸브(310), 분배 제어 밸브(320) 및 밸브 제어부를 더 포함할 수 있다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공정 가스 공급 장치의 구조를 개략적으로 보여주는 개념도이다. 이하 설명은 도 6을 참조한다.The process gas supply apparatus 300 may further include a supply control valve 310 , a distribution control valve 320 , and a valve control unit as shown in FIG. 6 . 6 is a conceptual diagram schematically illustrating a structure of a process gas supply apparatus according to another embodiment of the present invention. The following description refers to FIG. 6 .

공급 제어 밸브(310)는 가스 공급 라인(152) 상에 설치되어, 가스 공급 라인(152) 상을 흐르는 가스의 유동을 제어할 수 있다. 공급 제어 밸브(310)는 이를 통해 가스 공급 라인(152) 상을 흐르는 가스의 공급을 온/오프하거나, 가스 공급 라인(152) 상을 흐르는 가스의 유량을 조절할 수 있다.The supply control valve 310 may be installed on the gas supply line 152 to control the flow of gas flowing on the gas supply line 152 . The supply control valve 310 may turn on/off the supply of the gas flowing through the gas supply line 152 or adjust the flow rate of the gas flowing through the gas supply line 152 .

분배 제어 밸브(320)는 가스 분배 라인(154) 상에 설치되어, 가스 분배 라인(154) 상을 흐르는 가스의 유동을 제어할 수 있다. 분배 제어 밸브(320)는 이를 통해 가스 분배 라인(154) 상을 흐르는 가스의 공급을 온/오프하거나, 가스 분배 라인(154) 상을 흐르는 가스의 유량을 조절할 수 있다.The distribution control valve 320 may be installed on the gas distribution line 154 to control the flow of gas flowing on the gas distribution line 154 . The distribution control valve 320 may turn on/off the supply of the gas flowing on the gas distribution line 154 through this, or adjust the flow rate of the gas flowing on the gas distribution line 154 .

분배 제어 밸브(320)는 제1 제어 밸브(321), 제2 제어 밸브(322), 제3 제어 밸브(323), 제4 제어 밸브(324) 등 네 개의 제어 밸브(321, 322, 323, 324)를 포함할 수 있다.The distribution control valve 320 includes four control valves 321 , 322 , 323 , such as a first control valve 321 , a second control valve 322 , a third control valve 323 , and a fourth control valve 324 , 324) may be included.

제1 제어 밸브(321)는 제1 분배 라인(154a) 상에 설치되어, 제1 분배 라인(154a) 상을 흐르는 가스의 유동을 제어할 수 있다.The first control valve 321 may be installed on the first distribution line 154a to control the flow of gas flowing through the first distribution line 154a.

제2 제어 밸브(322)는 제2 분배 라인(154b) 상에 설치되어, 제2 분배 라인(154b) 상을 흐르는 가스의 유동을 제어할 수 있다.The second control valve 322 may be installed on the second distribution line 154b to control the flow of gas flowing on the second distribution line 154b.

제3 제어 밸브(323)는 제3 분배 라인(154c) 상에 설치되어, 제3 분배 라인(154c) 상을 흐르는 가스의 유동을 제어할 수 있다.The third control valve 323 may be installed on the third distribution line 154c to control the flow of gas flowing through the third distribution line 154c.

제4 제어 밸브(324)는 제4 분배 라인(154d) 상에 설치되어, 제4 분배 라인(154d) 상을 흐르는 가스의 유동을 제어할 수 있다.The fourth control valve 324 may be installed on the fourth distribution line 154d to control the flow of gas flowing through the fourth distribution line 154d.

밸브 제어부는 공급 제어 밸브(310) 및 분배 제어 밸브(320)를 제어하는 것이다. 이러한 밸브 제어부는 공급 제어 밸브(310) 및 분배 제어 밸브(320)를 각각 독립적으로 제어할 수 있다.The valve control is to control the supply control valve 310 and the distribution control valve 320 . The valve control unit may independently control the supply control valve 310 and the distribution control valve 320 , respectively.

밸브 제어부는 분배 제어 밸브(320), 즉 제1 제어 밸브(321), 제2 제어 밸브(322), 제3 제어 밸브(323), 제4 제어 밸브(324) 등을 제어할 때, 동일한 양의 가스가 샤워 헤드(140)의 각 부(210, 220, 231, 232)로 공급될 수 있도록 제1 제어 밸브(321), 제2 제어 밸브(322), 제3 제어 밸브(323), 제4 제어 밸브(324) 등을 제어할 수 있다.When controlling the distribution control valve 320, that is, the first control valve 321, the second control valve 322, the third control valve 323, the fourth control valve 324, the same amount of the first control valve 321, the second control valve 322, the third control valve 323, 4 The control valve 324 and the like can be controlled.

그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 밸브 제어부는 서로 다른 양의 가스가 샤워 헤드(140)의 각 부(210, 220, 231, 232)로 공급될 수 있도록 제1 제어 밸브(321), 제2 제어 밸브(322), 제3 제어 밸브(323), 제4 제어 밸브(324) 등을 제어하는 것도 가능하다.However, the present embodiment is not limited thereto. The valve control unit includes a first control valve 321 , a second control valve 322 , and a third control so that different amounts of gas can be supplied to each part 210 , 220 , 231 , 232 of the shower head 140 . It is also possible to control the valve 323 , the fourth control valve 324 , and the like.

한편, 밸브 제어부는 샤워 헤드(140)의 몇몇 부에 동일한 양의 가스가 공급되고, 샤워 헤드(140)의 다른 몇몇 부에 다른 양의 가스가 공급되도록 제1 제어 밸브(321), 제2 제어 밸브(322), 제3 제어 밸브(323), 제4 제어 밸브(324) 등을 제어하는 것도 가능하다.Meanwhile, the valve control unit controls the first control valve 321 and the second control so that the same amount of gas is supplied to some parts of the shower head 140 and different amounts of gas are supplied to some other parts of the shower head 140 . It is also possible to control the valve 322 , the third control valve 323 , the fourth control valve 324 , and the like.

한편, 도 6에서는 공정 가스 공급 장치(300)가 공급 제어 밸브(310)와 분배 제어 밸브(320)를 모두 포함하여 구성되는 것으로 도시되어 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 공정 가스 공급 장치(300)는 공급 제어 밸브(310)와 분배 제어 밸브(320) 중 어느 하나만 포함하여 구성되는 것도 가능하다.Meanwhile, in FIG. 6 , the process gas supply device 300 is illustrated to include both a supply control valve 310 and a distribution control valve 320 . However, the present embodiment is not limited thereto. The process gas supply device 300 may be configured to include only one of the supply control valve 310 and the distribution control valve 320 .

앞서 설명하였지만, 기판 처리 시스템(100)은 플라즈마 생성 유닛이 용량 결합형 플라즈마(CCP) 소스를 이용하는 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 구현될 수 있다.As described above, when the plasma generating unit uses a capacitively coupled plasma (CCP) source, the substrate processing system 100 may be implemented as shown in FIG. 1 .

이하에서는 플라즈마 생성 유닛이 유도 결합형 플라즈마(ICP) 소스를 이용하는 경우, 기판 처리 시스템(400)에 대하여 설명한다.Hereinafter, when the plasma generating unit uses an inductively coupled plasma (ICP) source, the substrate processing system 400 will be described.

도 2의 기판 처리 시스템(400)은 도 1의 기판 처리 시스템(100)과 비교하여, 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.Compared with the substrate processing system 100 of FIG. 1 , only the different parts of the substrate processing system 400 of FIG. 2 will be described.

스파이럴 안테나(410)는 폐루프를 형성하도록 제공되는 코일이 장착된 것으로서, 챔버(110)의 상부에 설치될 수 있다. 이러한 스파이럴 안테나(410)는 상부 전원(131)으로부터 공급되는 전력을 기초로 챔버(110)의 내부에 자기장 및 전기장을 생성하여, 샤워 헤드(140)를 통해 챔버(110)의 내부로 유입된 가스를 플라즈마로 여기시키는 기능을 한다.The spiral antenna 410 is equipped with a coil provided to form a closed loop, and may be installed above the chamber 110 . The spiral antenna 410 generates a magnetic field and an electric field in the chamber 110 based on the power supplied from the upper power source 131 , and the gas introduced into the chamber 110 through the shower head 140 . It functions to excite into plasma.

스파이럴 안테나(510)는 평판 스파이럴(planar spiral) 형태의 코일을 장착할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 코일의 구조나 크기 등은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변경될 수 있다.The spiral antenna 510 may be equipped with a coil in the form of a planar spiral. However, the present embodiment is not limited thereto. The structure or size of the coil may be variously changed by a person skilled in the art.

한편, 스파이럴 안테나(410)는 챔버(110)의 외부(예를 들어, 챔버(110)의 상부 위쪽)에 설치되는 것도 가능하다.Meanwhile, the spiral antenna 410 may be installed outside the chamber 110 (eg, above the upper portion of the chamber 110 ).

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described with reference to the above and the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can practice the present invention in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. You can understand that there is Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

100: 기판 처리 시스템 110: 챔버
120: 지지 유닛 121: 베이스
122: 정전 척 123: 링 어셈블리
123a: 포커스 링 123b: 절연 링
124: 가스 제공부 125: 가열 부재
126: 냉각 부재 131: 상부 전원
132: 하부 전원 140: 샤워 헤드
141: 가스 분사 홀 150: 가스 공급 유닛
151: 가스 공급원 152: 가스 공급 라인
153: 가스 분배기 154: 가스 분배 라인
210: 센터부 220: 미들부
231: 제1 에지부 232: 제2 에지부
300: 공정 가스 공급 장치 410: 스파이럴 안테나100: substrate processing system 110: chamber
120: support unit 121: base
122: electrostatic chuck 123: ring assembly
123a: focus ring 123b: isolation ring
124: gas providing unit 125: heating member
126: cooling member 131: upper power supply
132: lower power 140: shower head
141: gas injection hole 150: gas supply unit
151: gas supply source 152: gas supply line
153 gas distributor 154 gas distribution line
210: center part 220: middle part
231: first edge portion 232: second edge portion
300: process gas supply unit 410: spiral antenna

Claims (7)

식각 공정이 수행되는 챔버의 내부에 설치되며, 공정 가스가 통과하는 복수개의 가스 분사 홀을 구비하고, 센터부, 상기 센터부를 둘러싸도록 배치되는 미들부, 및 상기 미들부를 둘러싸도록 배치되는 에지부를 포함하는 샤워 헤드; 및
상기 챔버의 외부에 설치되어 상기 샤워 헤드와 연결되며, 상기 가스 분사 홀을 통해 상기 공정 가스를 상기 챔버의 내부로 공급하고, 기판을 처리하는 데에 이용되는 제1 가스를 공급하는 제1 가스 공급원; 및 상기 기판에 대해 이방성 에칭이 가능하게 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급원을 포함하는 가스 공급 유닛을 포함하며,
상기 센터부는 제1 폭을 가지도록 제공되고, 상기 미들부는 상기 제1 폭보다 좁은 제2 폭을 가지도록 제공되고, 상기 에지부는 상기 제1 폭보다 좁고 상기 제2 폭보다 넓은 제3 폭을 가지도록 제공되며,
상기 에지부는,
상기 미들부를 둘러싸도록 배치되는 제1 에지부; 및
상기 제1 에지부를 둘러싸도록 배치되며, 복수 개로 분할되는 제2 에지부를 포함하고,
상기 제1 에지부는 상기 제2 폭보다 좁은 제4 폭을 가지도록 제공되고, 상기 제2 에지부는 상기 제2 폭보다 좁고 상기 제4 폭보다 넓은 제5 폭을 가지도록 제공되며,
상기 센터부, 상기 미들부 및 상기 제1 에지부에서는 상기 공정 가스의 양이 독립적으로 공급 제어되는 공정 가스 공급 장치.It is installed inside the chamber in which the etching process is performed, has a plurality of gas injection holes through which the process gas passes, and includes a center part, a middle part disposed to surround the center part, and an edge part disposed to surround the middle part. shower head; and
A first gas supply that is installed outside the chamber and connected to the shower head, supplies the process gas to the inside of the chamber through the gas injection hole, and supplies a first gas used to process a substrate ; and a gas supply unit including a second gas supply supplying a second gas to enable anisotropic etching to the substrate,
The center portion is provided to have a first width, the middle portion is provided to have a second width narrower than the first width, and the edge portion is provided to have a third width narrower than the first width and wider than the second width A guide is provided,
The edge portion,
a first edge portion disposed to surround the middle portion; and
It is disposed to surround the first edge portion, and includes a second edge portion divided into a plurality,
The first edge portion is provided to have a fourth width that is narrower than the second width, and the second edge portion is provided to have a fifth width that is narrower than the second width and wider than the fourth width,
A process gas supply apparatus in which the amount of the process gas is independently supplied and controlled in the center part, the middle part, and the first edge part. 제 1 항에 있어서,
상기 가스 공급 유닛은,
상기 공정 가스를 분배하는 가스 분배기;
상기 가스 공급원과 상기 가스 분배기를 연결하는 가스 공급 라인; 및
상기 가스 분배기와 상기 센터부, 상기 가스 분배기와 상기 미들부, 상기 가스 분배기와 상기 제1 에지부, 및 상기 가스 분배기와 상기 제2 에지부를 각각 연결하는 가스 분배 라인을 포함하는 공정 가스 공급 장치.The method of claim 1,
The gas supply unit,
a gas distributor for distributing the process gas;
a gas supply line connecting the gas supply source and the gas distributor; and
and a gas distribution line connecting the gas distributor and the center portion, the gas distributor and the middle portion, the gas distributor and the first edge portion, and the gas distributor and the second edge portion, respectively. 제 2 항에 있어서,
상기 가스 분배기와 상기 제2 에지부를 연결하는 상기 가스 분배 라인의 개수는 상기 제2 에지부의 개수와 동일한 공정 가스 공급 장치.3. The method of claim 2,
The number of the gas distribution lines connecting the gas distributor and the second edge portion is the same as the number of the second edge portions. 제 2 항에 있어서,
상기 가스 분배 라인 상을 흐르는 상기 공정 가스의 유동을 제어하는 분배 제어 밸브; 및
상기 분배 제어 밸브를 제어하는 밸브 제어부를 더 포함하는 공정 가스 공급 장치.3. The method of claim 2,
a distribution control valve for controlling the flow of the process gas flowing over the gas distribution line; and
The process gas supply apparatus further comprising a valve control unit for controlling the distribution control valve. 식각 공정이 수행되는 챔버;
상기 챔버의 내부에 설치되며, 기판이 안착되는 정전 척;
상기 챔버의 내부에 상기 정전 척과 상하로 대향되도록 설치되며, 공정 가스가 통과하는 복수개의 가스 분사 홀을 구비하고, 센터부, 상기 센터부를 둘러싸도록 배치되는 미들부, 및 상기 미들부를 둘러싸도록 배치되는 에지부를 포함하는 샤워 헤드; 및
상기 챔버의 외부에 설치되어 상기 샤워 헤드와 연결되며, 상기 가스 분사 홀을 통해 상기 공정 가스를 상기 챔버의 내부로 공급하고, 기판을 처리하는 데에 이용되는 제1 가스를 공급하는 제1 가스 공급원; 및 상기 기판에 대해 이방성 에칭이 가능하게 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급원을 포함하는 가스 공급 유닛을 포함하며,
상기 샤워 헤드는 상부 전극으로 기능하고, 상기 정전 척은 하부 전극으로 기능하고,
상기 센터부는 제1 폭을 가지도록 제공되고, 상기 미들부는 상기 제1 폭보다 좁은 제2 폭을 가지도록 제공되고, 상기 에지부는 상기 제1 폭보다 좁고 상기 제2 폭보다 넓은 제3 폭을 가지도록 제공되며,
상기 에지부는,
상기 미들부를 둘러싸도록 배치되는 제1 에지부; 및
상기 제1 에지부를 둘러싸도록 배치되며, 복수 개로 분할되는 제2 에지부를 포함하고,
상기 제1 에지부는 상기 제2 폭보다 좁은 제4 폭을 가지도록 제공되고, 상기 제2 에지부는 상기 제2 폭보다 좁고 상기 제4 폭보다 넓은 제5 폭을 가지도록 제공되며,
상기 센터부, 상기 미들부 및 상기 제1 에지부에서는 상기 공정 가스의 양이 독립적으로 공급 제어되는 기판 처리 시스템.a chamber in which an etching process is performed;
an electrostatic chuck installed inside the chamber and on which a substrate is seated;
It is installed in the chamber to face the electrostatic chuck vertically, has a plurality of gas injection holes through which the process gas passes, and has a center part, a middle part disposed to surround the center part, and the middle part disposed to surround the middle part a shower head including an edge portion; and
A first gas supply that is installed outside the chamber and connected to the shower head, supplies the process gas to the inside of the chamber through the gas injection hole, and supplies a first gas used to process a substrate ; and a gas supply unit including a second gas supply supplying a second gas to enable anisotropic etching to the substrate,
the shower head functions as an upper electrode, and the electrostatic chuck functions as a lower electrode;
The center portion is provided to have a first width, the middle portion is provided to have a second width narrower than the first width, and the edge portion is provided to have a third width narrower than the first width and wider than the second width A guide is provided,
The edge portion,
a first edge portion disposed to surround the middle portion; and
It is disposed to surround the first edge portion, and includes a second edge portion divided into a plurality,
The first edge portion is provided to have a fourth width that is narrower than the second width, and the second edge portion is provided to have a fifth width that is narrower than the second width and wider than the fourth width,
In the center part, the middle part, and the first edge part, the amount of the process gas is independently supplied and controlled. 식각 공정이 수행되는 챔버;
상기 챔버의 내부에 설치되며, 기판이 안착되는 정전 척;
상기 챔버의 내부에 상기 정전 척과 상하로 대향되도록 설치되며, 공정 가스가 통과하는 복수개의 가스 분사 홀을 구비하고, 센터부, 상기 센터부를 둘러싸도록 배치되는 미들부, 및 상기 미들부를 둘러싸도록 배치되는 에지부를 포함하는 샤워 헤드;
상기 챔버의 외부에 설치되어 상기 샤워 헤드와 연결되며, 상기 가스 분사 홀을 통해 상기 공정 가스를 상기 챔버의 내부로 공급하고, 기판을 처리하는 데에 이용되는 제1 가스를 공급하는 제1 가스 공급원; 및 상기 기판에 대해 이방성 에칭이 가능하게 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급원을 포함하는 가스 공급 유닛; 및
상기 챔버의 상부에 설치되며, 스파이럴(spiral) 형태의 코일이 장착되어 형성되는 안테나를 포함하며,
상기 안테나는 상부 전극으로 기능하고, 상기 정전 척은 하부 전극으로 기능하고,
상기 센터부는 제1 폭을 가지도록 제공되고, 상기 미들부는 상기 제1 폭보다 좁은 제2 폭을 가지도록 제공되고, 상기 에지부는 상기 제1 폭보다 좁고 상기 제2 폭보다 넓은 제3 폭을 가지도록 제공되며,
상기 에지부는,
상기 미들부를 둘러싸도록 배치되는 제1 에지부; 및
상기 제1 에지부를 둘러싸도록 배치되며, 복수 개로 분할되는 제2 에지부를 포함하고,
상기 제1 에지부는 상기 제2 폭보다 좁은 제4 폭을 가지도록 제공되고, 상기 제2 에지부는 상기 제2 폭보다 좁고 상기 제4 폭보다 넓은 제5 폭을 가지도록 제공되며,
상기 센터부, 상기 미들부 및 상기 제1 에지부에서는 상기 공정 가스의 양이 독립적으로 공급 제어되는 기판 처리 시스템.a chamber in which an etching process is performed;
an electrostatic chuck installed inside the chamber and on which a substrate is seated;
It is installed in the chamber to face the electrostatic chuck vertically, has a plurality of gas injection holes through which the process gas passes, and has a center part, a middle part disposed to surround the center part, and the middle part disposed to surround the middle part a shower head including an edge portion;
A first gas supply that is installed outside the chamber and connected to the shower head, supplies the process gas to the inside of the chamber through the gas injection hole, and supplies a first gas used to process a substrate ; and a second gas supply unit for supplying a second gas to enable anisotropic etching to the substrate; and
It is installed on the upper part of the chamber and includes an antenna formed by mounting a coil in the form of a spiral,
the antenna functions as an upper electrode, and the electrostatic chuck functions as a lower electrode;
The center portion is provided to have a first width, the middle portion is provided to have a second width narrower than the first width, and the edge portion is provided to have a third width narrower than the first width and wider than the second width A guide is provided,
The edge portion,
a first edge portion disposed to surround the middle portion; and
It is disposed to surround the first edge portion, and includes a second edge portion divided into a plurality,
The first edge portion is provided to have a fourth width that is narrower than the second width, and the second edge portion is provided to have a fifth width that is narrower than the second width and wider than the fourth width,
In the center part, the middle part, and the first edge part, the amount of the process gas is independently supplied and controlled. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 가스 공급 유닛은,
상기 공정 가스를 분배하는 가스 분배기;
상기 가스 공급원과 상기 가스 분배기를 연결하는 가스 공급 라인; 및
상기 가스 분배기와 상기 센터부, 상기 가스 분배기와 상기 미들부, 상기 가스 분배기와 상기 제1 에지부, 및 상기 가스 분배기와 상기 제2 에지부를 각각 연결하는 가스 분배 라인을 포함하는 기판 처리 시스템.7. The method according to claim 5 or 6,
The gas supply unit,
a gas distributor for distributing the process gas;
a gas supply line connecting the gas supply source and the gas distributor; and
and a gas distribution line connecting the gas distributor and the center portion, the gas distributor and the middle portion, the gas distributor and the first edge portion, and the gas distributor and the second edge portion, respectively.
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