KR102594597B1

KR102594597B1 - Substrate processing apparatus

Info

Publication number: KR102594597B1
Application number: KR1020210139201A
Authority: KR
Inventors: 손홍준
Original assignee: 주식회사 테스
Priority date: 2021-10-19
Filing date: 2021-10-19
Publication date: 2023-10-26
Also published as: KR20230055615A; CN115995376A

Abstract

본 발명은 기판처리장치에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용하여 기판에 대한 처리공정을 수행하거나 또는 플라즈마를 이용하여 챔버 내부를 세정하는 경우에 제1 전극 및 챔버 내부의 열손실을 보상하며 나아가 플라즈마 분포를 조절할 수 있는 기판처리장치에 대한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more specifically, when performing a processing process on a substrate using plasma or cleaning the inside of a chamber using plasma, heat loss inside the first electrode and the chamber is compensated. Furthermore, it is about a substrate processing device that can control plasma distribution.

Description

Substrate processing apparatus {Substrate processing apparatus}

일반적으로 기판처리장치는 기판에 대한 증착, 에칭 등의 각종 처리공정을 수행하게 된다. 이 경우, 플라즈마를 이용하여 처리공정을 수행하는 경우에 보다 효과적으로 기판에 대한 처리공정을 수행할 수 있다. 또한, 이러한 플라즈마는 기판에 대한 처리공정 뿐만 아니라 챔버의 내부를 세정하는 경우에도 활용될 수 있다.Generally, a substrate processing device performs various processing processes such as deposition and etching on a substrate. In this case, when the processing process is performed using plasma, the processing process for the substrate can be performed more effectively. In addition, this plasma can be used not only for substrate processing but also for cleaning the inside of the chamber.

기판처리장치에서 플라즈마를 사용하는 경우 챔버 내부에 RF 파워가 인가되는 샤워헤드가 구비되고, 이러한 샤워헤드와 대향하여 기판을 지지하는 서셉터가 접지되어 배치된다. When plasma is used in a substrate processing apparatus, a showerhead to which RF power is applied is provided inside the chamber, and a susceptor supporting the substrate is grounded and disposed opposite the showerhead.

종래 기판처리장치의 경우 RF 파워가 인가되는 샤워헤드가 챔버와 절연된다. 그런데, 이러한 샤워헤드의 가장자리는 절연부를 통해 열전도에 의해 열손실이 발생하며, 특히 챔버에서 기판이 출입하는 슬릿이 배치된 영역의 경우 기판의 출입에 따른 열손실이 많이 발생하게 된다.In the case of a conventional substrate processing device, the showerhead to which RF power is applied is insulated from the chamber. However, heat loss occurs at the edge of the showerhead due to heat conduction through the insulating portion, and in particular, in the area where the slit through which the substrate enters and exits the chamber is located, a large amount of heat loss occurs due to the entry and exit of the substrate.

또한, 샤워헤드와 서셉터 사이에서 플라즈마가 발생하는 경우에 기판에 대한 처리공정 중에는 플라즈마가 기판으로 집중되도록 하고 챔버의 세정 시에는 플라즈마가 챔버의 측벽 등으로 향하도록 하는 것이 필요한데, 종래 기판처리장치에서는 이와 같이 공정 별로 플라즈마의 분포 또는 방향을 조절하는 것이 곤란하였다.In addition, when plasma is generated between the showerhead and the susceptor, it is necessary to focus the plasma on the substrate during the substrate processing process and to direct the plasma to the side walls of the chamber, etc. when cleaning the chamber. Conventional substrate processing devices In this way, it was difficult to control the distribution or direction of plasma for each process.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 플라즈마를 사용하는 기판처리장치에서 기판에 대한 처리공정 중에는 플라즈마가 기판으로 집중되도록 하고 챔버의 세정 시에는 플라즈마가 챔버의 측벽 등으로 향하도록 할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention allows the plasma to be concentrated on the substrate during the processing process for the substrate in a substrate processing device using plasma and to direct the plasma to the side walls of the chamber during cleaning of the chamber. The purpose is to provide a substrate processing device.

또한, 본 발명은 기판처리장치의 내부에서 샤워헤드의 가장자리 또는 챔버의 슬릿 영역에서 열손실이 발생하는 경우에 이러한 열손실을 보상할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Additionally, the purpose of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of compensating for heat loss when heat loss occurs at the edge of a showerhead or a slit area of a chamber inside the substrate processing apparatus.

상기와 같은 본 발명의 목적은 기판에 대한 처리공간을 제공하는 챔버, 상기 챔버 내측에 구비되는 제1 전극, 상기 챔버에 구비되며 상기 제1 전극을 상기 챔버와 절연되도록 상기 챔버에 지지시키는 절연부. 상기 챔버 내측에 상기 제1 전극과 대향하여 배치되며 상기 기판이 안착되는 제2 전극 및 상기 챔버의 측벽에 구비되어 상기 제1 전극의 가장자리 영역의 온도 및 플라즈마를 조절하는 조절유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치에 의해 달성된다.The object of the present invention as described above is a chamber that provides a processing space for a substrate, a first electrode provided inside the chamber, and an insulator provided in the chamber and supporting the first electrode in the chamber so as to be insulated from the chamber. . A second electrode is disposed inside the chamber to face the first electrode, on which the substrate is mounted, and a control unit is provided on a side wall of the chamber to control the temperature and plasma of the edge area of the first electrode. This is achieved by a substrate processing device.

여기서, 상기 조절유닛은 상기 절연부에 배치된 도체부 및 상기 도체부에 구비되는 RF 전극 및 히터를 구비하고, 상기 절연부는 상기 제1 전극을 지지하는 제1 절연부 및 상기 제1 절연부의 하부에 배치된 제2 절연부를 구비하고, 상기 도체부는 상기 제1 절연부 및 제2 절연부 사이에 위치할 수 있다.Here, the control unit includes a conductor portion disposed in the insulating portion, an RF electrode and a heater provided in the conductor portion, and the insulating portion includes a first insulating portion supporting the first electrode and a lower portion of the first insulating portion. and a second insulating part disposed in, and the conductor part may be located between the first insulating part and the second insulating part.

또한, 상기 도체부의 적어도 일부가 상기 기판에 대한 처리공정 시 상기 기판의 높이와 동일한 높이에 배치될 수 있다.Additionally, at least a portion of the conductor portion may be disposed at the same height as the substrate during a processing process for the substrate.

한편, 상기 조절유닛에서 상기 RF 전극의 임피던스에 비해 상기 히터의 임피던스를 크게 할 수 있다.Meanwhile, in the control unit, the impedance of the heater can be increased compared to the impedance of the RF electrode.

나아가, 상기 기판에 대한 처리공정 시 상기 RF 전극의 임피던스가 상기 챔버 내부의 임피던스보다 높게 설정될 수 있다.Furthermore, when processing the substrate, the impedance of the RF electrode may be set higher than the impedance inside the chamber.

또한, 상기 챔버 내부의 세정 시 상기 RF 전극의 임피던스가 상기 챔버 내부의 임피던스보다 낮게 설정될 수 있다.Additionally, when cleaning the inside of the chamber, the impedance of the RF electrode may be set lower than the impedance inside the chamber.

한편, 상기 RF 전극내 삽입된 히터용 AC 필터는 BSF(Band Stop Filter)로 구성될 수 있다.Meanwhile, the AC filter for the heater inserted into the RF electrode may be configured as a BSF (Band Stop Filter).

나아가, 상기 도체부는 상기 처리공간을 둘러싸도록 상기 챔버의 측벽을 따라 배치되는 복수개의 분할 도체부로 구성될 수 있다.Furthermore, the conductor portion may be composed of a plurality of split conductor portions disposed along the side walls of the chamber to surround the processing space.

이 경우, 상기 복수개의 분할 도체부 중에 적어도 하나는 다른 분할 도체부에 대해 독립적으로 온도 및 RF 임피던스 조절이 가능하다.In this case, at least one of the plurality of split conductor parts can control temperature and RF impedance independently of the other split conductor parts.

나아가, 상기 챔버에 상기 기판이 출입하는 슬릿을 더 구비하고, 상기 슬릿에 배치된 분할 도체부는 다른 분할 도체부에 비해 더 많은 열을 제공할 수 있다.Furthermore, the chamber is further provided with a slit through which the substrate enters and exits, and the split conductor portion disposed in the slit can provide more heat than other split conductor portions.

전술한 구성을 가지는 본 발명에 따르면, 플라즈마를 사용하는 기판처리장치에서 기판에 대한 처리공정 중에는 플라즈마가 기판으로 집중되도록 하고 챔버의 세정 시에는 플라즈마가 챔버의 측벽 등으로 향하도록 하여 기판에 대한 처리공정의 효율을 높이고 나아가 세정효과를 높여서 세정시간을 단축할 수 있다.According to the present invention having the above-described configuration, in a substrate processing apparatus using plasma, the plasma is concentrated on the substrate during the processing process for the substrate, and when cleaning the chamber, the plasma is directed to the side wall of the chamber, etc. to process the substrate. The cleaning time can be shortened by increasing the efficiency of the process and further improving the cleaning effect.

또한, 기판처리장치의 내부에서 샤워헤드의 가장자리 또는 챔버의 슬릿 영역에서 열손실이 발생하는 경우에 이러한 열손실을 보상하여 기판에 대한 각종 처리공정의 효율을 높일 수 있다.Additionally, when heat loss occurs at the edge of the showerhead or the slit area of the chamber inside the substrate processing apparatus, the efficiency of various processing processes for the substrate can be increased by compensating for this heat loss.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 측단면도,
도 2는 도 1에서 조절유닛의 구성을 도시한 일부 확대단면도,
도 3은 기판에 대한 처리공정 시 기판처리장치의 측단면도,
도 4는 챔버 내부의 세정공정 시 기판처리장치의 측단면도,
도 5는 다른 실시예에 따른 기판처리장치의 평면도이다.1 is a side cross-sectional view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a partial enlarged cross-sectional view showing the configuration of the control unit in Figure 1;
3 is a side cross-sectional view of the substrate processing apparatus during the processing process for the substrate;
4 is a side cross-sectional view of the substrate processing device during the cleaning process inside the chamber;
Figure 5 is a plan view of a substrate processing apparatus according to another embodiment.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 구조에 대해서 상세하게 살펴보도록 한다.Hereinafter, the structure of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be examined in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치(1000)의 측단면도이다.Figure 1 is a side cross-sectional view of a substrate processing apparatus 1000 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 상기 기판처리장치(1000)는 기판(S)에 대한 처리공간(110)을 제공하는 챔버(100)와, 상기 챔버(100) 내측에 구비되는 제1 전극(200)과, 상기 챔버(100)에 구비되며 상기 제1 전극(200)을 상기 챔버(100)와 절연되게 상기 챔버(100)에 지지시키는 절연부(500)와, 상기 챔버(100) 내측에 상기 제1 전극(200)과 대향하여 배치되며 상기 기판(S)이 안착되는 제2 전극(300) 및 상기 챔버(100)의 측벽에 구비되어 상기 제1 전극(200)의 가장자리 영역의 온도 및 플라즈마를 조절하는 조절유닛(600)을 구비할 수 있다.Referring to FIG. 1, the substrate processing apparatus 1000 includes a chamber 100 providing a processing space 110 for a substrate S, a first electrode 200 provided inside the chamber 100, and , an insulating portion 500 provided in the chamber 100 and supporting the first electrode 200 in the chamber 100 to be insulated from the chamber 100, and the first electrode 200 inside the chamber 100. It is disposed opposite to the electrode 200 and is provided on the side wall of the second electrode 300 and the chamber 100 on which the substrate S is seated to control the temperature and plasma of the edge area of the first electrode 200. A control unit 600 may be provided.

상기 챔버(100)는 내부에 상기 기판(S)에 대한 증착, 에칭 등의 공정을 수행할 수 있는 처리공간(110)을 제공한다.The chamber 100 provides a processing space 110 within which processes such as deposition and etching on the substrate S can be performed.

상기 챔버(100)의 측벽(102)의 일부에는 상기 기판(S)이 출입하는 슬릿(120)이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 슬릿(120)을 개폐하는 도어(122)가 상기 슬릿(120)에 인접하여 배치될 수 있다. 상기 슬릿(120)을 통해 상기 기판(S)이 상기 챔버(100)의 내부로 인입되거나, 또는 처리공정이 완료된 기판(S)이 상기 챔버(100)에서 외부로 인출될 수 있다.A slit 120 through which the substrate S enters and exits may be formed in a portion of the side wall 102 of the chamber 100. In this case, the door 122 that opens and closes the slit 120 may be placed adjacent to the slit 120. The substrate S may be introduced into the chamber 100 through the slit 120, or the substrate S on which a processing process has been completed may be pulled out from the chamber 100.

한편, 상기 챔버(100)의 내측에는 제1 전극(200) 및 상기 제1 전극(200)과 대향하여 배치되는 제2 전극(300)이 배치될 수 있다. 상기 기판(S)에 대한 처리공정 시에 플라즈마를 사용하는 경우 상기 기판(S)에 대한 공정을 보다 효과적으로 진행할 수 있기 때문이다. Meanwhile, a first electrode 200 and a second electrode 300 disposed opposite to the first electrode 200 may be disposed inside the chamber 100. This is because when plasma is used during the processing process for the substrate (S), the process for the substrate (S) can be performed more effectively.

이 경우, 상기 제1 전극(200) 및 제2 전극(300) 중에 어느 하나의 전극에 RF 전원(210)이 연결되며, 다른 하나는 접지될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(200)은 상기 기판(S)을 향해 공정가스를 공급하는 샤워헤드로 구성될 수 있으며, 상기 제2 전극(300)은 상기 기판(S)을 지지하는 기판지지부로 구성될 수 있다.In this case, the RF power source 210 may be connected to one of the first electrode 200 and the second electrode 300, and the other electrode may be grounded. For example, the first electrode 200 may be configured as a showerhead that supplies process gas toward the substrate S, and the second electrode 300 may be a substrate supporter supporting the substrate S. It can be composed of:

도 1에서 도시된 바와 같이 상기 제1 전극(200)에 RF 전원(210)이 연결되어 RF 파워를 공급하며, 상기 제2 전극(300)은 접지될 수 있다. 상기 제1 전극(200)에 RF 파워가 공급되는 경우 상기 제1 전극(200)은 절연부(500)에 의해 상기 챔버(100)와 절연될 수 있으며, 상기 챔버(100)는 접지될 수 있다.As shown in FIG. 1, an RF power source 210 is connected to the first electrode 200 to supply RF power, and the second electrode 300 may be grounded. When RF power is supplied to the first electrode 200, the first electrode 200 may be insulated from the chamber 100 by an insulator 500, and the chamber 100 may be grounded. .

한편, 상기 제2 전극(300)은 상기 챔버(100) 내부에서 상하로 이동 가능하게 배치될 수 있다. 따라서, 상기 제2 전극(300)은 상기 기판(S)을 상기 챔버(100)에서 인출하거나, 또는 상기 기판(S)이 상기 챔버(100)로 인입되는 경우에는 하강하게 되며, 상기 기판(S)에 대한 공정 시에는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1 전극(200)을 향해 상승할 수 있다.Meanwhile, the second electrode 300 may be arranged to be movable up and down inside the chamber 100. Accordingly, the second electrode 300 descends when the substrate S is withdrawn from the chamber 100 or when the substrate S is introduced into the chamber 100, and the substrate S ) may rise toward the first electrode 200 as shown in FIG. 3.

또한, 상기 제2 전극(300)은 상기 기판(S)을 가열하는 가열부(미도시)를 더 구비할 수 있다. 상기 가열부에 의해 상기 기판(S)을 적절한 온도로 가열할 수 있다.Additionally, the second electrode 300 may further include a heating unit (not shown) that heats the substrate S. The substrate S can be heated to an appropriate temperature by the heating unit.

한편, 전술한 구성을 가지는 기판처리장치(1000)의 경우 상기 제1 전극(200)의 가장자리가 전술한 바와 같이 절연부(500)에 의해 절연되어 지지될 수 있다. 따라서, 상기 제1 전극(200)이 상기 기판(S)에 대한 처리 공정 시에 미리 설정된 온도로 가열된 경우 상기 절연부(500)를 통해 상기 챔버(100)의 측벽(102)으로 열전도에 의해 열손실이 발생할 수 있다. 이러한 열손실은 상기 제1 전극(200)의 다른 영역에 비해 가장자리에서 보다 많이 발생할 수 있다. Meanwhile, in the case of the substrate processing apparatus 1000 having the above-described configuration, the edge of the first electrode 200 may be insulated and supported by the insulating portion 500 as described above. Therefore, when the first electrode 200 is heated to a preset temperature during the processing process for the substrate S, heat is conducted to the side wall 102 of the chamber 100 through the insulating part 500. Heat loss may occur. This heat loss may occur more at the edges of the first electrode 200 than in other areas.

또한, 전술한 바와 같이 상기 챔버(100)에 상기 기판(S)이 출입하는 슬릿(120)이 형성된 경우 상기 슬릿(120)을 통해 상기 기판(S)이 출입하는 경우 상기 슬릿(120)을 통해 열손실이 발생하게 된다. In addition, as described above, when a slit 120 through which the substrate S enters and exits is formed in the chamber 100, when the substrate S enters and exits through the slit 120, it enters and exits the chamber 100 through the slit 120. Heat loss occurs.

전술한 열손실이 발생하는 경우 상기 기판(S)을 향해 적절한 온도의 공정가스를 공급하기 어려워지며, 나아가 상기 챔버(100) 내부의 온도를 공정온도에 맞추기 어려워진다.When the above-described heat loss occurs, it becomes difficult to supply process gas at an appropriate temperature to the substrate S, and furthermore, it becomes difficult to adjust the temperature inside the chamber 100 to the process temperature.

또한, 상기 제1 전극(200)의 중앙부에서는 상기 제2 기판(S)을 향해 플라즈마가 작용하지만, 상기 제1 전극(200)의 가장자리에서는 플라즈마가 상기 제2 기판(S)을 향하지 않고 측벽(102)을 향해 작용할 수 있다. 이는 상기 제1 전극(200)의 가장자리에서 플라즈마 밀도를 저하시키고 나아가 플라즈마가 원하지 않는 방향으로 집중되도록 할 수 있다.In addition, at the center of the first electrode 200, the plasma acts toward the second substrate (S), but at the edge of the first electrode 200, the plasma is not directed toward the second substrate (S), but at the side wall ( 102). This may lower the plasma density at the edge of the first electrode 200 and further cause the plasma to be concentrated in an undesirable direction.

본 발명에서는 전술한 문제점을 해결하기 위하여 상기 챔버(100)의 측벽에 구비되어 상기 제1 전극(200)의 가장자리 영역의 온도 및 플라즈마를 조절하는 조절유닛(600)을 구비할 수 있다.In the present invention, in order to solve the above-described problem, a control unit 600 may be provided on the side wall of the chamber 100 to control the temperature and plasma of the edge area of the first electrode 200.

도 2는 도 1에서 상기 조절유닛(600)의 구성을 도시한 일부 확대단면도이다.FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the configuration of the control unit 600 in FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 조절유닛(600)은 상기 절연부(500)에 배치된 도체부(650) 및 상기 도체부(650)에 구비되는 RF 전극(630) 및 히터(610)를 구비할 수 있다. 상기 조절유닛(600)은 상기 히터(610) 및 RF 전극(630)에 의해 상기 제1 전극(200)의 가장자리의 열 또는 플라즈마를 보상하여 온도 분포 및 플라즈마 분포를 적절하게 조절할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the control unit 600 includes a conductor portion 650 disposed in the insulating portion 500, an RF electrode 630, and a heater 610 provided on the conductor portion 650. can be provided. The control unit 600 can compensate for heat or plasma at the edge of the first electrode 200 by the heater 610 and the RF electrode 630 to appropriately control temperature distribution and plasma distribution.

상기 제1 전극(200)은 전술한 바와 같이 상기 절연부(500)에 의해 상기 챔버(100)와 절연될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(200)의 가장자리는 상부 절연부(540)와 하부 절연부(510) 사이에 배치되어 지지될 수 있다. As described above, the first electrode 200 may be insulated from the chamber 100 by the insulating part 500. For example, the edge of the first electrode 200 may be supported by being disposed between the upper insulating part 540 and the lower insulating part 510.

이 경우, 상기 하부 절연부(510)는 상기 제1 전극(200)을 지지하는 제1 절연부(520) 및 상기 제1 절연부(520)의 하부에 배치된 제2 절연부(530)로 구성될 수 있다. In this case, the lower insulating part 510 consists of a first insulating part 520 supporting the first electrode 200 and a second insulating part 530 disposed below the first insulating part 520. It can be configured.

전술한 도체부(650)는 상기 제1 절연부(520) 및 제2 절연부(530) 사이에 위치할 수 있다.The above-described conductor portion 650 may be located between the first insulating portion 520 and the second insulating portion 530.

상기 도체부(650)의 재질은 한정되지 않으며 예를 들어 알루미늄 링과 같이 금속 재질의 링으로 구성될 수 있다.The material of the conductor portion 650 is not limited and may be made of a metal ring, such as an aluminum ring.

이 경우, 상기 도체부(650)의 적어도 일부가 상기 기판(S)에 대한 처리공정 시 상기 기판(S)의 높이와 동일한 높이에 배치될 수 있다. 이러한 배치에 의해 상기 기판(S)에 대한 처리공정 시 상기 제2 전극(300)에 의해 상기 기판(S)이 상승하는 경우 상기 기판(S)의 높이가 상기 도체부(650)의 높이에 대응하게 배치되어 플라즈마에 의한 효율을 높일 수 있다.In this case, at least a portion of the conductor portion 650 may be disposed at the same height as the substrate S when processing the substrate S. With this arrangement, when the substrate S is raised by the second electrode 300 during the processing process for the substrate S, the height of the substrate S corresponds to the height of the conductor portion 650. By being arranged in a proper manner, the efficiency of plasma can be increased.

상기 도체부(650)에 RF 전극(630) 및 히터(610)가 연결되어 구비될 수 있다. 상기 히터(610)는 AC 전원에 연결되어 상기 도체부(650)에 배치될 수 있다. 또한, 상기 RF 전극(630)은 접지(632)되어 연결되며 가변 콘덴서(634)를 구비할 수 있다.An RF electrode 630 and a heater 610 may be connected to the conductor portion 650. The heater 610 may be connected to AC power and placed in the conductor portion 650. Additionally, the RF electrode 630 is connected to ground 632 and may include a variable condenser 634.

한편, 상기 히터(610)를 구성하는 코일은 세라믹과 같은 절연체로 코팅되거나 둘러싸여 있다. 만약, 상기 코일을 절연하지 않으면, 상기 도체부(650)에 의해 상기 히터(610)와 RF 전극(630)이 서로 통전되어 상기 히터(610)로 공급되는 AC 전력이 RF 전극(630)으로 모두 빠져나가서 상기 히터(610)가 가열되지 않기 때문이다.Meanwhile, the coil constituting the heater 610 is coated or surrounded with an insulator such as ceramic. If the coil is not insulated, the heater 610 and the RF electrode 630 are energized with each other by the conductor portion 650, so that all of the AC power supplied to the heater 610 is transmitted to the RF electrode 630. This is because the heater 610 is not heated.

이와 같이 상기 도체부(650)에 히터(610)가 구비되면 상기 제1 전극(200)의 가장자리 영역의 열손실을 보상할 수 있게 되어 상기 기판(S)에 대한 처리공정을 보다 효과적으로 수행할 수 있다.In this way, when the conductor portion 650 is provided with the heater 610, heat loss in the edge area of the first electrode 200 can be compensated, so that the processing process for the substrate S can be performed more effectively. there is.

또한, 상기 도체부(650)에 구비된 RF 전극(630)에 의해 상기 기판(S)에 대한 처리공정을 하는 경우와 상기 챔버(100)의 내부를 세정하는 경우에 임피던스를 조절하여 플라즈마의 밀도 또는 방향을 조절하여 보다 효과적으로 공정을 처리할 수 있다.In addition, when processing the substrate S and cleaning the inside of the chamber 100 by using the RF electrode 630 provided on the conductor portion 650, the impedance is adjusted to increase the density of the plasma. Alternatively, the process can be processed more effectively by controlling the direction.

이 경우, 상기 RF 전극(630) 내 삽입된 히터용 AC 필터는 BSF(Band Stop Filter)로 구성될 수 있다. 종래 기술에 따른 기판처리장치의 경우 대부분 RF 전극에 삽입된 AC 필터는 LPF(Low Pass Filter)로 구성하는데, 이 경우 낮은 주파수 대역을 통과시켜 발열이 매우 심한 문제점이 있었다. 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 상기 RF 전극(630)에 삽입된 히터용 AC 필터를 BSF로 구성하여 특정대역의 주파수만 통과를 시키지 않아 발열을 해결할 수 있다.In this case, the AC filter for the heater inserted into the RF electrode 630 may be configured as a Band Stop Filter (BSF). In the case of substrate processing devices according to the prior art, the AC filter inserted into the RF electrode is mostly composed of a low pass filter (LPF), but in this case, there was a problem of very severe heat generation due to low frequency bands being passed. In the present invention, in order to solve this problem, the AC filter for the heater inserted into the RF electrode 630 is configured as a BSF to prevent the passage of only frequencies in a specific band, thereby solving heat generation.

한편, 상기 도체부(650)에 전술한 같이 히터(610)와 RF 전극(630)이 함께 연결되면 간섭이 발생하여 상기 히터(610)의 구동이 원활하지 않을 수 있다. 본 발명자의 실험에 따르면 상기 조절유닛(600)에서 상기 RF 전극(630)의 임피던스에 비해 상기 히터(610)의 임피던스를 상대적으로 크게 하면 간섭현상이 줄어드는 것을 확인하였다. 따라서, 본 실시예의 경우 상기 RF 전극(630)의 임피던스에 비해 상기 히터(610)의 임피던스를 상대적으로 크게 하여 설치할 수 있다. Meanwhile, if the heater 610 and the RF electrode 630 are connected together to the conductor portion 650 as described above, interference may occur and the heater 610 may not operate smoothly. According to the present inventor's experiment, it was confirmed that the interference phenomenon is reduced when the impedance of the heater 610 in the control unit 600 is relatively large compared to the impedance of the RF electrode 630. Therefore, in this embodiment, the impedance of the heater 610 can be relatively large compared to the impedance of the RF electrode 630.

한편, 상기 도체부(650)에 히터(610)를 구비하는 경우 온도 측정을 위한 센서(미도시)를 필요로 할 수 있다. 이 경우, 써모커플(Thermocouple)과 같은 접촉식 센서의 경우 접촉부가 도체로 구성되어 RF 신호에 의해 노이즈가 발생하는 경우 정확한 온도 측정이 어려울 수 있다. 따라서, 본 실시예의 경우 온도 센서를 구비하는 경우 광센서 등과 같은 비접촉식 센서를 구비할 수 있다.Meanwhile, when the heater 610 is provided in the conductor portion 650, a sensor (not shown) may be required to measure temperature. In this case, in the case of a contact sensor such as a thermocouple, the contact part is made of a conductor, so if noise is generated by the RF signal, accurate temperature measurement may be difficult. Therefore, in this embodiment, when a temperature sensor is provided, a non-contact sensor such as an optical sensor can be provided.

이하, 전술한 구성을 가지는 기판처리장치(1000)에 의해 상기 기판(S)에 대해 증착공정을 진행하는 경우와 상기 챔버(100) 내부의 세정공정을 진행하는 경우를 살펴보도록 한다. Hereinafter, we will look at a case in which a deposition process is performed on the substrate S and a case in which a cleaning process inside the chamber 100 is performed by the substrate processing apparatus 1000 having the above-described configuration.

도 3은 상기 기판(S)에 대한 증착공정 등의 처리공정 시 상기 기판처리장치(1000)의 측단면도이고, 도 4는 상기 챔버(100) 내부의 세정공정 시 상기 기판처리장치(1000)의 측단면도이다.FIG. 3 is a side cross-sectional view of the substrate processing apparatus 1000 during a processing process such as a deposition process for the substrate S, and FIG. 4 is a cross-sectional side view of the substrate processing apparatus 1000 during a cleaning process inside the chamber 100. This is a side cross-sectional view.

도 3을 참조하면, 상기 기판(S)에 대한 처리공정을 수행하는 경우 상기 기판(S)은 상기 제2 전극(300)에 안착되며, 상기 제2 전극(300)은 상기 제1 전극(200)을 향해 상승하게 된다. 이 경우, 상기 제1 전극(200)의 하면과 상기 기판(S) 사이의 거리는 처리공정에 따라 미리 결정된 거리로 조절될 수 있다.Referring to FIG. 3, when performing a processing process on the substrate S, the substrate S is placed on the second electrode 300, and the second electrode 300 is connected to the first electrode 200. ) rises toward. In this case, the distance between the lower surface of the first electrode 200 and the substrate S may be adjusted to a predetermined distance depending on the processing process.

또한, 전술한 바와 같이 상기 제2 전극(300)이 상승한 경우 상기 기판(S)의 높이는 도체부(650)의 높이에 대응할 수 있다.Additionally, as described above, when the second electrode 300 is raised, the height of the substrate S may correspond to the height of the conductor portion 650.

한편, 상기 기판(S)에 대한 처리공정을 수행하는 경우 상기 제1 전극(200)에서는 적절한 공정가스가 상기 기판(S)을 향해 공급될 수 있다. 또한, 상기 제1 전극(200)에 RF 파워가 제공되어 상기 제1 전극(200)과 제2 전극(300) 사이에 플라즈마가 제공되어 상기 기판(S)에 대한 처리공정을 보다 효과적으로 수행할 수 있다.Meanwhile, when performing a processing process on the substrate S, an appropriate process gas can be supplied from the first electrode 200 toward the substrate S. In addition, RF power is provided to the first electrode 200 to provide plasma between the first electrode 200 and the second electrode 300, so that the processing process for the substrate S can be performed more effectively. there is.

상기 기판(S)에 대한 처리공정 시 상기 조절유닛(600)의 상기 RF 전극(630)의 임피던스가 상기 챔버(100) 내부의 임피던스보다 높게 설정될 수 있다. 상기 챔버(100)의 측벽에 구비된 상기 RF 전극(630)의 임피던스를 상기 챔버(100) 내부의 임피던스보다 크게 하면 상기 제1 전극(200)과 상기 제2 전극(300) 사이의 플라즈마가 상기 측벽(102)을 향하지 않고 상기 기판(S)에 집중되어 상기 기판(S)에 대한 효과적인 처리공정이 가능해진다. 특히, 상기 기판(S)과 상기 도체부(650)의 높이가 동일하므로 플라즈마에 의한 효과를 더욱 높일 수 있다. 이러한 플라즈마의 분포는 도 3에서 'A' 영역에 화살표로 시각적으로 도시된다.When processing the substrate S, the impedance of the RF electrode 630 of the control unit 600 may be set higher than the impedance inside the chamber 100. If the impedance of the RF electrode 630 provided on the side wall of the chamber 100 is greater than the impedance inside the chamber 100, the plasma between the first electrode 200 and the second electrode 300 is generated. It is focused on the substrate S rather than toward the side wall 102, enabling an effective processing process for the substrate S. In particular, since the height of the substrate S and the conductor portion 650 are the same, the effect of plasma can be further increased. This distribution of plasma is visually shown by arrows in area 'A' in Figure 3.

또한, 상기 기판(S)에 대한 처리공정 시 상기 히터(610)에 의해 상기 제1 전극(200)의 가장자리 영역의 열손실을 보상하여 상기 제1 전극(200)의 가장자리 영역의 온도를 적절히 조절하여 상기 기판(S)에 대한 처리공정을 효과적으로 수행할 수 있다. 나아가, 상기 제1 전극(200)의 온도를 적절히 유지하여 파티클 등의 이물질의 부착을 방지할 수 있다. 또한, 상기 슬릿(120)을 통해 상기 챔버(100)의 내부로 첫번째 기판(S)이 인입되는 경우에 상기 챔버(100) 내부의 온도분포가 교란되는 것을 방지할 수 있다.In addition, during the processing process for the substrate S, the temperature of the edge region of the first electrode 200 is appropriately adjusted by compensating for heat loss in the edge region of the first electrode 200 by the heater 610. Thus, the processing process for the substrate S can be effectively performed. Furthermore, the adhesion of foreign substances such as particles can be prevented by appropriately maintaining the temperature of the first electrode 200. Additionally, when the first substrate S is introduced into the chamber 100 through the slit 120, the temperature distribution inside the chamber 100 can be prevented from being disturbed.

한편, 상기 챔버(100) 내부의 세정공정을 진행하는 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(S)은 상기 챔버(100)의 외부로 인출되고 상기 제2 전극(300)은 아래로 하강된 상태를 유지한다.Meanwhile, when performing a cleaning process inside the chamber 100, as shown in FIG. 4, the substrate S is pulled out of the chamber 100 and the second electrode 300 is lowered. maintain the status quo.

또한, 상기 챔버(100) 내부를 세정하는 경우 상기 제1 전극(200)에서는 적절한 세정가스가 상기 챔버(100) 내부를 향해 공급될 수 있다. 또한, 상기 제1 전극(200)에 RF 파워가 제공되어 상기 제1 전극(200)과 제2 전극(300) 사이에 플라즈마가 제공되어 상기 챔버(100) 내부의 세정을 보다 효과적으로 수행할 수 있다.Additionally, when cleaning the inside of the chamber 100, an appropriate cleaning gas can be supplied from the first electrode 200 toward the inside of the chamber 100. In addition, RF power is provided to the first electrode 200 to provide plasma between the first electrode 200 and the second electrode 300, allowing more effective cleaning of the inside of the chamber 100. .

상기 챔버(100) 내부의 세정공정 시 상기 조절유닛(600)에서 상기 RF 전극(630)의 임피던스가 상기 챔버(100) 내부의 임피던스보다 낮게 설정될 수 있다. 상기 챔버(100)의 측벽에 구비된 상기 RF 전극(630)의 임피던스를 상기 챔버(100) 내부의 임피던스보다 작게 하면 상기 제1 전극(200)과 상기 제2 전극(300) 사이의 플라즈마가 측벽(102) 및 챔버(100) 내부의 모서리 영역을 향하게 되어 상기 챔버(100)의 측벽(102)의 내측면과 모서리 영역을 보다 효과적으로 세정하여 파티클 형성을 방지하고 세정공정에 걸리는 시간을 줄일 수 있다. 이러한 플라즈마의 분포는 도 4에서 'B' 영역에 화살표로 시각적으로 도시된다.During a cleaning process inside the chamber 100, the impedance of the RF electrode 630 in the control unit 600 may be set lower than the impedance inside the chamber 100. If the impedance of the RF electrode 630 provided on the side wall of the chamber 100 is smaller than the impedance inside the chamber 100, the plasma between the first electrode 200 and the second electrode 300 flows to the side wall. (102) and the corner area inside the chamber 100, the inner surface and corner area of the side wall 102 of the chamber 100 can be cleaned more effectively to prevent particle formation and reduce the time taken for the cleaning process. . This distribution of plasma is visually shown by arrows in area 'B' in Figure 4.

한편, 도 5는 다른 실시예에 따른 기판처리장치(1000)의 평면도이다.Meanwhile, Figure 5 is a plan view of a substrate processing apparatus 1000 according to another embodiment.

도 5를 참조하면, 본 실시예의 경우 전술한 도체부(650)가 상기 처리공간(110)을 둘러싸도록 상기 챔버(100)의 측벽을 따라 배치되는 복수개의 분할 도체부(650A, 650B, 650C, 650D, 650E)로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 5, in the case of this embodiment, a plurality of split conductor portions 650A, 650B, and 650C are disposed along the side wall of the chamber 100 so that the above-described conductor portion 650 surrounds the processing space 110. 650D, 650E).

예를 들어, 상기 분할 도체부(650A, 650B, 650C, 650D)는 상기 슬릿(120)이 배치된 측벽의 제1 도체부(650A)와, 제2 도체부(650B), 제3 도체부(650C) 및 제4 도체부(650D)로 구성될 수 있다. 나아가, 측벽의 모서리 영역에 배치되는 모서리 도체부(650E)를 포함할 수 있다.For example, the split conductor portions 650A, 650B, 650C, and 650D include a first conductor portion 650A, a second conductor portion 650B, and a third conductor portion (650A) of the side wall where the slit 120 is disposed. 650C) and a fourth conductor portion 650D. Furthermore, it may include a corner conductor portion 650E disposed in a corner area of the side wall.

이 경우, 상기 복수개의 분할 도체부(650A, 650B, 650C, 650D) 중에 적어도 하나는 다른 분할 도체부에 대해 독립적으로 온도 및 RF 임피던스 조절이 가능하게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 챔버(100) 내부의 온도 프로파일 또는 플라즈마 프로파일에 따라 상기 복수개의 분할 도체부(650A, 650B, 650C, 650D) 중에 적어도 한 개 이상의 분할 도체부의 온도 및 RF 임피던스를 개별 조절하여 공정에 필요한 온도 프로파일 또는 플라즈마 프로파일을 제공할 수 있다.In this case, at least one of the plurality of split conductor parts (650A, 650B, 650C, and 650D) may be configured to adjust temperature and RF impedance independently from the other split conductor parts. Accordingly, the temperature and RF impedance of at least one of the plurality of split conductor parts (650A, 650B, 650C, and 650D) are individually adjusted according to the temperature profile or plasma profile inside the chamber 100 to perform the process. We can provide the required temperature profile or plasma profile.

한편, 상기 슬릿(120)을 통해 상기 기판(S)이 출입하는 경우 상기 슬릿(120)을 통해 열손실이 발생하게 된다. 전술한 열손실이 발생하는 경우 상기 기판(S)을 향해 적절한 온도의 공정가스를 공급하기 어려워지며, 나아가 상기 챔버(100) 내부의 온도를 공정온도에 맞추기 어려워진다.Meanwhile, when the substrate S enters and exits through the slit 120, heat loss occurs through the slit 120. When the above-described heat loss occurs, it becomes difficult to supply process gas at an appropriate temperature to the substrate S, and furthermore, it becomes difficult to adjust the temperature inside the chamber 100 to the process temperature.

따라서, 상기 슬릿(120)에 배치된 분할 도체부, 즉 제1 도체부(650A)는 다른 분할 도체부(650B, 650C, 650D)에 비해 더 많은 열을 제공하여 상기 슬릿(120)의 열손실을 보상할 수 있다. Therefore, the split conductor portion disposed in the slit 120, that is, the first conductor portion 650A, provides more heat than the other split conductor portions 650B, 650C, and 650D, thereby reducing heat loss of the slit 120. can compensate.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art may make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims described below. You can do it. Therefore, if the modified implementation basically includes the elements of the claims of the present invention, it should be considered to be included in the technical scope of the present invention.

100 : 챔버
120 : 슬릿
200 : 제1 전극
300 : 제2 전극
500 : 절연부
600 : 조절유닛
610 : 히터
630 : RF 전극
1000 : 기판처리장치100: chamber
120: slit
200: first electrode
300: second electrode
500: insulation part
600: Control unit
610: heater
630: RF electrode
1000: Substrate processing device

Claims

A chamber that provides processing space for a substrate;
a first electrode provided inside the chamber;
an insulating part provided in the chamber and supporting the first electrode in the chamber so as to be insulated from the chamber;
a second electrode disposed inside the chamber to face the first electrode and on which the substrate is mounted; and
A control unit is provided on the side wall of the chamber to control the temperature and plasma of the edge area of the first electrode,
The control unit includes a conductor portion disposed in the insulating portion, an RF electrode and a heater provided adjacent to the conductor portion, and increases the impedance of the heater compared to the impedance of the RF electrode to reduce the A substrate processing device characterized by reducing interference with heaters.

According to paragraph 1,
The insulating portion includes a first insulating portion supporting the first electrode and a second insulating portion disposed below the first insulating portion,
A substrate processing apparatus, wherein the conductor portion is located between the first insulating portion and the second insulating portion.

According to paragraph 2,
A substrate processing apparatus, wherein at least a portion of the conductor portion is disposed at the same height as the substrate during a processing process for the substrate.

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According to paragraph 2,
A substrate processing apparatus, wherein the impedance of the RF electrode is set higher than the impedance inside the chamber when processing the substrate.

According to paragraph 2,
A substrate processing apparatus, wherein when cleaning the inside of the chamber, the impedance of the RF electrode is set lower than the impedance inside the chamber.

According to paragraph 2,
A substrate processing device, characterized in that the AC filter for the heater inserted into the RF electrode is composed of a BSF (Band Stop Filter).

According to paragraph 2,
A substrate processing apparatus, wherein the conductor portion is composed of a plurality of split conductor portions disposed along a side wall of the chamber to surround the processing space.

According to clause 8,
A substrate processing apparatus, wherein at least one of the plurality of split conductor parts is capable of controlling temperature and RF impedance independently of the other split conductor parts.

According to clause 8,
The chamber is further provided with a slit through which the substrate enters and exits,
A substrate processing device characterized in that the split conductor portion disposed in the slit provides more heat than other split conductor portions.