KR20090060835A - Assembly for supporting substrate and apparatus for processing plasma having the same - Google Patents

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KR20090060835A KR1020070127776A KR20070127776A KR20090060835A KR 20090060835 A KR20090060835 A KR 20090060835A KR 1020070127776 A KR1020070127776 A KR 1020070127776A KR 20070127776 A KR20070127776 A KR 20070127776A KR 20090060835 A KR20090060835 A KR 20090060835A
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Abstract

An assembly for supporting a substrate and a plasma treating apparatus including the same are provided to prevent damage to a thin film of a central region of a substrate by blocking plasma inflow with spray pressure of an inert gas and a magnetic force of a magnet member. An electrostatic chuck(125) fixes a substrate. An electrode part(121) is formed in a bottom part of the electrostatic chuck. A magnet member(160) is formed in an edge region inside the electrode part. The magnet member has a ring shape. A top diameter of the electrostatic chuck and the electrode part is smaller than a diameter of the substrate. A body part of the electrode part includes a first socket(121a) and a second socket(121b). The first socket applies a DC power to the electrostatic chuck. The second socket applies a RF(Radio Frequency) power to the electrode part.

Description

기판 지지 어셈블리 및 이를 구비하는 플라즈마 처리 장치{Assembly for Supporting Substrate and Apparatus for Processing Plasma having the same}Substrate support assembly and plasma processing apparatus having same {Assembly for Supporting Substrate and Apparatus for Processing Plasma having the same}

본 발명은 기판 지지 어셈블리 및 이를 구비하는 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 기판의 중심 영역에 대한 플라즈마 유입을 차단하면서 기판의 에지(edge) 영역에 대한 플라즈마 처리를 수행할 수 있는 기판 지지 어셈블리 및 이를 구비하는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate support assembly and a plasma processing apparatus having the same, and more particularly, to a substrate capable of performing plasma processing on an edge region of a substrate while blocking plasma inflow into a central region of the substrate. A support assembly and a plasma processing apparatus having the same.

반도체 소자 및 평판 표시 장치는 박막 증착과 식각 공정을 실시하여 제작된다. 즉, 증착 공정을 실시하여 기판의 소정 영역에 박막을 형성하고, 식각 마스크를 이용한 식각 공정을 실시하여 불필요한 박막의 일부를 제거하여 기판 상에 원하는 소정의 회로 패턴(pattern) 또는 회로 소자를 형성함으로써 제작된다.Semiconductor devices and flat panel display devices are fabricated by performing thin film deposition and etching processes. That is, by forming a thin film in a predetermined region of the substrate by performing a deposition process, by performing an etching process using an etching mask to remove a portion of the unnecessary thin film to form a desired predetermined circuit pattern (pattern) or circuit element on the substrate Is produced.

하지만, 상기의 박막 공정시 기판의 전면에 박막을 형성하고, 상기의 식각 공정시 기판의 중심 영역에 형성된 박막을 식각 타겟으로 하기 때문에 기판의 에지 영역에는 박막이 제거되지 않은 상태로 잔류하게 된다. 또한, 식각 공정시 필연적으로 공정 부산물 예를 들어, 파티클(particle)이 퇴적되는 현상이 발생한다. 이와 더불어, 통상적으로 기판을 지지하는 기판 지지부에는 정전력 또는 진공력에 의해 기판을 안착시키기 때문에 상기 기판과 기판 지지부 사이의 계면은 소정 거리 이격되어 틈이 발생되고, 이 틈을 통해 기판의 배면 전체에도 박막 및 파티클이 퇴적될 수 있다. 만일, 기판에 존재하는 파티클 및 퇴적된 박막을 제거하지 않은 상태에서 계속적인 공정이 진행될 경우 기판이 휘어지거나 기판의 정렬이 어려워지는 등의 많은 문제점이 발생될 수 있다.However, since the thin film is formed on the entire surface of the substrate during the thin film process, and the thin film formed in the center region of the substrate during the etching process is an etch target, the thin film remains in the edge region of the substrate without being removed. In addition, during the etching process, a process by-product, for example, particles are deposited. In addition, the substrate support portion that supports the substrate is usually mounted on the substrate by the electrostatic force or vacuum force, so that the interface between the substrate and the substrate support is spaced a predetermined distance apart, a gap is generated through this gap, the entire back surface of the substrate Even thin films and particles may be deposited. If a continuous process is performed without removing particles and deposited thin films present in the substrate, many problems may occur such as bending of the substrate or difficulty in aligning the substrate.

따라서, 최근에는 기판의 에지 영역에 존재하는 파티클 및 퇴적된 박막을 식각하여 제거하기 위한 플라즈마 처리 장치가 개발되고 있다. 이러한 플라즈마 처리 장치는 기판보다 직경이 작은 기판 지지부에 기판을 안착시켜 기판의 에지 영역을 노출시키고, 기판의 에지 영역 상하로 상하 전극을 배치시켜 노출된 기판의 에지 영역에 플라즈마를 발생시킨다. 이때, 기판의 상부 영역에 설치된 플라즈마 차폐부와 기판 지지부의 간격을 좁게하여 기판의 중심 영역으로 플라즈마가 유입되는 것을 차폐한다. 또한, 플라즈마 차폐부에는 가스 분사구가 형성되어 기판의 중심 영역에 비활성 가스를 분사하여 줌으로써 플라즈마 차폐 효율이 더욱 높아진다. 그러나, 이와 같은 플라즈마 차폐부와 기판 지지부의 간격 조절 및 비활성 가스 분사만으로는 플라즈마 유입을 완벽히 차단하는데 한계가 있어 기판의 중앙 영역에 형성된 박막이 손상되는 문제점이 있었다. 또한, 비활성 가스의 분사 압력을 유지하기 위해서 플라즈마 차폐부와 기판 사이의 간격을 더욱 좁게 해줘야 하므로, 상하 전극과 기판 사이의 간격 조절이 어려워 장비의 안정성 및 활용성을 높이는데 한계가 있었다.Therefore, recently, a plasma processing apparatus for etching and removing particles and deposited thin films existing in an edge region of a substrate has been developed. Such a plasma processing apparatus exposes an edge region of a substrate by mounting the substrate on a substrate support having a diameter smaller than that of the substrate, and arranges upper and lower electrodes above and below the edge region of the substrate to generate plasma in the exposed edge region of the substrate. At this time, the distance between the plasma shielding portion and the substrate support portion provided in the upper region of the substrate is narrowed to shield the plasma from entering the central region of the substrate. In addition, the plasma shielding portion is provided with a gas injection port to inject an inert gas to the center region of the substrate to further increase the plasma shielding efficiency. However, there is a problem that the thin film formed in the central region of the substrate is damaged because the plasma shielding part and the substrate support are spaced only and the inert gas injection is limited to completely block the inflow of the plasma. In addition, in order to maintain the injection pressure of the inert gas, the gap between the plasma shielding portion and the substrate must be further narrowed, so that it is difficult to adjust the gap between the upper and lower electrodes and the substrate, thereby limiting the stability and utility of the equipment.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 기판의 하부 영역에 배치되는 기판 지지부의 에지 영역에 자석 부재를 설치하여 기판의 상부 영역에 배치되는 플라즈마 차폐부를 통한 비활성 가스의 분사 압력과 자석 부재의 자기력을 함께 이용하여 플라즈마 유입을 차단함으로써 기판 중심 영역의 박막 손상을 방지할 수 있고, 기판 에지 영역의 플라즈마 밀도를 향상시킬 수 있는 기판 지지 어셈블리 및 이를 구비하는 플라즈마 처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is derived to solve the above problems, the magnet and the injection pressure of the inert gas through the plasma shield disposed in the upper region of the substrate by installing a magnet member in the edge region of the substrate support disposed in the lower region of the substrate The present invention provides a substrate support assembly and plasma processing apparatus including the same, which can prevent the thin film damage in the center region of the substrate by blocking the inflow of plasma by using the magnetic force of the member together and improve the plasma density of the substrate edge region. There is this.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 기판 지지 어셈블리는, 기판을 고정하는 정전척과, 상기 정전척의 하부에 마련되는 전극부 및 상기 전극부 내의 에지 영역에 마련되는 자석 부재를 포함한다.A substrate support assembly according to an aspect of the present invention for achieving the above object includes an electrostatic chuck for fixing a substrate, an electrode portion provided below the electrostatic chuck and a magnet member provided in an edge region in the electrode portion. .

상기 자석 부재는 링 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.The magnet member is preferably formed in a ring shape.

상기 정전척과 상기 전극부의 상부 직경은 기판의 직경보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.The upper diameter of the electrostatic chuck and the electrode portion is preferably formed smaller than the diameter of the substrate.

상기 전극부에는 냉각 수단 또는 가열 수단이 마련되는 것이 바람직하다.Preferably, the electrode portion is provided with cooling means or heating means.

상기 전극부의 몸체부에는 상기 정전척에 DC 전원을 인가하기 위한 제 1 소켓 및 상기 전극부에 RF 전원을 인가하기 위한 제 2 소켓이 마련되는 것이 바람직하다.Preferably, the body portion of the electrode portion is provided with a first socket for applying DC power to the electrostatic chuck and a second socket for applying RF power to the electrode portion.

상기의 본 발명은 상기 전극부의 하부에 마련된 지지부를 더 포함하고, 상기 지지부는 승강 구동 수단 및 회전 구동 수단 중 적어도 어느 하나의 구동 수단과 결합되는 것이 바람직하다.The present invention further includes a support part provided below the electrode part, and the support part is preferably coupled to at least one driving means of the lifting driving means and the rotating driving means.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 플라즈마 처리 장치는, 반응 공간을 제공하는 챔버와, 상기 챔버 내부에 설치되는 기판 지지부와, 상기 기판 지지부와 대향하여 상기 챔버 내부에 설치되는 플라즈마 차폐부 및 상기 기판 지지부 내의 에지 영역에 마련된 자석 부재를 포함하는 것이 바람직하다.A plasma processing apparatus according to another aspect of the present invention for achieving the above object, a chamber for providing a reaction space, a substrate support portion provided in the chamber, and a plasma installed in the chamber facing the substrate support portion It is preferred to include a shield and a magnet member provided in an edge region in the substrate support.

상기 기판 지지부는 기판을 고정하는 정전척과 상기 정전척의 하부에 마련되는 전극부를 포함하는 것이 바람직하다.The substrate support portion preferably includes an electrostatic chuck for fixing the substrate and an electrode portion provided below the electrostatic chuck.

상기 정전척과 상기 전극부의 상부 직경은 기판의 직경보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.The upper diameter of the electrostatic chuck and the electrode portion is preferably formed smaller than the diameter of the substrate.

상기 기판 지지부의 외측 둘레에 마련되는 제 1 전극부 및 상기 플라즈마 차폐부의 외측 둘레에 마련되는 제 2 전극부를 더 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to further include a first electrode portion provided around the outer periphery of the substrate support and a second electrode portion provided around the outer periphery of the plasma shielding portion.

상기 자석 부재는 기판의 중심 영역과 에지 영역 사이의 경계선을 기준으로 그 인접 영역 또는 그 내측 영역에 대응하는 기판 지지부 내의 에지 영역에 설치되는 것이 바람직하다.The magnet member is preferably provided in an edge region in the substrate support corresponding to its adjacent region or its inner region with respect to the boundary line between the center region and the edge region of the substrate.

상기 자석 부재는 링 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.The magnet member is preferably formed in a ring shape.

본 발명은 기판의 하부 영역에 배치되는 기판 지지부의 에지 영역에 자석 부재를 설치하여 기판의 상부 영역에 배치되는 플라즈마 차폐부를 통한 비활성 가스의 분사 압력과 자석 부재의 자기력을 함께 이용하여 플라즈마 유입을 차단함으로 써 기판 중심 영역의 박막 손상을 방지할 수 있고, 기판 에지 영역의 플라즈마 밀도를 향상시킴으로써 플라즈마 처리 효율을 더욱 높일 수 있다. The present invention provides a magnet member in the edge region of the substrate support disposed in the lower region of the substrate to block the inflow of plasma by using the injection pressure of the inert gas through the plasma shield disposed in the upper region of the substrate together with the magnetic force of the magnet member. As a result, damage to the thin film in the center region of the substrate can be prevented, and the plasma processing efficiency can be further improved by improving the plasma density of the substrate edge region.

또한, 본 발명은 비활성 가스 분사의 분사 압력뿐만 아니라 자석 부재의 자기력을 함께 이용하므로 플라즈마 차단 효과가 크다. 따라서, 비활성 가스의 분사 압력을 더 낮게 유지할 수 있으므로 플라즈마 차폐부와 기판의 간격을 넓힐 수 있고, 이로 인해 상하 전극부와 기판 사이의 간격 조절이 용이하여 장비의 안정성 및 활용성을 높일 수 있다.In addition, the present invention uses a magnetic force of the magnet member as well as the injection pressure of the inert gas injection, the plasma blocking effect is large. Therefore, since the injection pressure of the inert gas can be kept lower, the distance between the plasma shielding portion and the substrate can be widened, thereby making it easier to adjust the gap between the upper and lower electrode portions and the substrate, thereby increasing the stability and utility of the equipment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art the scope of the invention. It is provided for complete information. Like reference numerals in the drawings refer to like elements.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 나타낸 모식도이고, 도 2는 도 1의 기판 지지부를 나타낸 단면도이며, 도 3은 도 1의 기판 지지부를 나타낸 저면도이다. 또한, 도 4는 도 2의 자석 부재를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 1의 A 영역을 나타낸 확대도이다.1 is a schematic view showing a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing a substrate support of Figure 1, Figure 3 is a bottom view showing the substrate support of FIG. 4 is a perspective view illustrating the magnet member of FIG. 2, and FIG. 5 is an enlarged view illustrating region A of FIG. 1.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치는 기밀한 반응 공간을 제공하는 챔버(110)와, 상기 챔버(110) 내부의 하부 영역에 설 치되는 기판 지지부(120)와, 상기 기판 지지부(120)의 외곽 둘레에 설치되는 하부 전극부(140)와, 상기 기판 지지부(120)와 대향하여 상기 챔버(110) 내부의 상부 영역에 설치되는 플라즈마 차폐부(150)와, 상기 플라즈마 차폐부(150)의 외곽 둘레에 설치되는 상부 전극부(130) 및 상기 기판 지지부(120) 내의 에지 영역에 설치되는 자석 부재(160)를 포함한다. 1 to 4, a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a chamber 110 that provides an airtight reaction space and a substrate support 120 installed in a lower region of the chamber 110. ), A lower electrode part 140 installed around the outer periphery of the substrate support part 120, and a plasma shielding part 150 installed in an upper region of the chamber 110 opposite to the substrate support part 120. And an upper electrode portion 130 disposed around the outer edge of the plasma shielding portion 150 and a magnet member 160 disposed in an edge region of the substrate support portion 120.

여기서, 플라즈마 처리가 요구되는 피처리체(10) 예를 들어, 박막이 형성된 기판 또는 웨이퍼(이하 통칭하여 '기판'으로 정의함)는 상기 기판 지지부(120)의 상부 표면에 안착된다. 그리고, 기판(10)의 에지 영역에 플라즈마가 발생되도록 하부 전극부(140)는 기판(10)의 에지 영역에 인접한 하부 영역에 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 기판 지지부(120) 및 하부 전극부(140)를 포함하여 기판 지지 어셈블리(Assembly)가 정의된다.Here, the object 10 to be processed, for example, a substrate or wafer (hereinafter, referred to as a substrate) on which a thin film is formed is mounted on the upper surface of the substrate support part 120. In addition, the lower electrode unit 140 may be disposed in the lower region adjacent to the edge region of the substrate 10 so that the plasma is generated in the edge region of the substrate 10. The substrate support assembly is defined by including the substrate support 120 and the lower electrode 140.

챔버(110)는 내부에 소정 공간을 구비하는 챔버 몸체(110a)와, 챔버 몸체(110a)를 덮는 챔버 리드(110b)를 구비한다. 챔버 몸체는(110a)는 상부가 개방된 원통 형상으로 제작된다. 물론, 챔버 몸체(110a)의 내부 형상은 기판의 형상에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 챔버 리드(110b)는 챔버 몸체(110a)의 상부를 덮어주는 역할을 하며, 챔버 몸체(110a)의 상부와 기밀하게 접속하여 챔버(110) 내에 기밀한 반응 공간을 형성한다. 그리고, 챔버 리드(110b)는 챔버 몸체(110a)와 개폐 가능하도록 설치된다. 이를 통해 챔버(110) 내부에 마련된 반응 공간의 세정 및 소모품의 교환과 같은 유지 보수를 용이하게 수행할 수 있다.The chamber 110 includes a chamber body 110a having a predetermined space therein and a chamber lid 110b covering the chamber body 110a. The chamber body 110a is manufactured in a cylindrical shape with an open top. Of course, the internal shape of the chamber body 110a may be variously changed according to the shape of the substrate. The chamber lid 110b serves to cover the upper portion of the chamber body 110a and is hermetically connected to the upper portion of the chamber body 110a to form an airtight reaction space in the chamber 110. The chamber lid 110b is installed to be opened and closed with the chamber body 110a. Through this, maintenance such as cleaning of the reaction space provided in the chamber 110 and replacement of consumables can be easily performed.

상기 챔버(110)의 상부벽에는 그 중심부에 플라즈마 차폐부(150)가 장착되는 제 1 관통공(111)이 형성되고, 그 주변부에 공정 가스가 유입되는 유입구(112)가 형성된다. 상기 유입구(112)는 별도의 유입관을 통해 챔버(110) 외부에 마련된 공정 가스 공급부(172)와 연결된다. 또한, 상기 챔버(110)의 하부벽에는 기판 지지부(120)를 승강시키는 승강부(180)가 장착되는 제 2 관통공(113)이 형성되고, 그 주변부에 챔버(100) 내부의 가스를 배기하는 배기구(114)가 형성된다. 상기 배기구(114)는 별도의 배기관을 통해 챔버(110) 외부에 마련된 가스 배기부(173) 예를 들면, 진공 펌프와 연결된다. 또한, 상기 챔버(110)의 일측벽에는 기판(10)의 반입 및 반출을 위한 게이트(115)가 형성된다. 본 실시예에 따른 챔버(110)는 일측 측벽에만 게이트(115)가 형성되었지만, 상기 게이트(115)와 대향하는 챔버(110)의 타측 측벽에도 또 다른 게이트가 형성될 수 있다. 이때, 하나의 게이트(115)는 처리할 기판(10)을 반입할 때 사용되고, 다른 하나의 게이트는 처리된 기판(10)을 반출할 때 사용되는 것이 바람직하다. 물론, 상기의 유입구(112), 배기구(114) 및 게이트(115)의 형성 개수 및 형성 위치는 다양하게 변경될 수 있다.The upper wall of the chamber 110 is formed with a first through hole 111 in which a plasma shielding portion 150 is mounted at a central portion thereof, and an inlet 112 through which process gas flows. The inlet 112 is connected to the process gas supply unit 172 provided outside the chamber 110 through a separate inlet pipe. In addition, a second through hole 113 in which the lifting unit 180 for elevating and lowering the substrate support unit 120 is mounted on the lower wall of the chamber 110, and the gas inside the chamber 100 is exhausted in the periphery thereof. An exhaust port 114 is formed. The exhaust port 114 is connected to a gas exhaust unit 173, for example, a vacuum pump, provided outside the chamber 110 through a separate exhaust pipe. In addition, a gate 115 for loading and unloading the substrate 10 is formed on one side wall of the chamber 110. Although the gate 115 is formed only on one sidewall of the chamber 110 according to the present embodiment, another gate may be formed on the other sidewall of the chamber 110 facing the gate 115. In this case, one gate 115 may be used to carry in the substrate 10 to be processed and the other gate may be used to carry out the processed substrate 10. Of course, the number and location of formation of the inlet 112, the exhaust port 114 and the gate 115 may be variously changed.

기판 지지부(120)는 기판(10)을 고정하는 정전척(electrostatic chuck) (125)과, 상기 정전척(125)의 하부면에 마련된 전극부(121) 및 상기 전극부(121)의 하부면에 마련된 지지부(122)를 포함한다. 여기서, 정전척(125), 전극부(121) 및 지지부(122)는 원판 형상으로 제작되지만, 이에 한정되지 않으며, 기판(10)의 형상에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 그리고, 기판(10)의 에지 영역이 노출되도록 정전척(125)과 전극부(또는 전극부의 상부)(121)의 직경은 기판(10)의 직경보다 작게 제작되는 것이 바람직하다. 이를 통해, 정전척(125) 상에 위치한 기판(10)의 에지 영역 하측에 소정 공간이 형성되고, 이 공간으로 플라즈마가 자유롭게 유입될 수 있어 기판(10)의 에지 영역 하측의 식각이 원활하게 수행될 수 있다. The substrate support part 120 includes an electrostatic chuck 125 for fixing the substrate 10, an electrode part 121 provided on the lower surface of the electrostatic chuck 125, and a lower surface of the electrode part 121. It includes a support 122 provided in. Here, the electrostatic chuck 125, the electrode portion 121 and the support portion 122 is manufactured in a disc shape, but is not limited thereto, and may be variously changed according to the shape of the substrate 10. In addition, the diameters of the electrostatic chuck 125 and the electrode portion (or the upper portion of the electrode portion) 121 may be smaller than the diameter of the substrate 10 so that the edge region of the substrate 10 is exposed. As a result, a predetermined space is formed below the edge region of the substrate 10 positioned on the electrostatic chuck 125, and plasma can be freely introduced into the space, so that the etching of the lower region of the substrate 10 is performed smoothly. Can be.

상기 정전척(125)은 절연성 플레이트 및 그 내부에 설치된 DC 전극(미도시)을 포함한다. 여기서, 절연성 플레이트는 폴리이미드(Polyimide) 플레이트 또는 세라믹 플레이트를 사용할 수 있고, DC 전극은 텅스텐 등의 금속 재질을 사용할 수 있다. 상기의 DC 전극은 DC 전원을 공급하는 제 1 전원 공급부(191)에 연결되어 정전기력을 발생시킴으로써 절연성 플레이트의 상부에 안착된 기판(10)을 안정적으로 고정하는 역할을 한다.The electrostatic chuck 125 includes an insulating plate and a DC electrode (not shown) installed therein. Here, the insulating plate may use a polyimide plate or a ceramic plate, and the DC electrode may use a metal material such as tungsten. The DC electrode is connected to the first power supply 191 for supplying DC power to generate an electrostatic force, thereby stably fixing the substrate 10 mounted on the insulating plate.

상기 전극부(121)는 제 2 전원 공급부(192)로부터 공급된 RF(Radio Frequency) 전원을 이용하여 상하 전극부(130,140)와 함께 플라즈마를 발생시키는 역할을 한다. 여기서, 제 2 전원 공급부(192)는 RF 전원을 발생하는 RF 발생부(192a) 및 RF 전원을 전극부(125)의 부하(load)에 적합하게 임피던스 정합(impedance matching)하는 임피던스 정합부(192b)를 포함하는 것이 바람직하다.The electrode unit 121 serves to generate a plasma together with the upper and lower electrode units 130 and 140 by using a radio frequency (RF) power supplied from the second power supply unit 192. Here, the second power supply unit 192 may include an RF generator 192a for generating RF power and an impedance matching unit 192b for impedance matching the RF power to a load of the electrode unit 125. It is preferable to include).

한편, 상기 전극부(121)의 몸체부에는 정전척(125)의 DC 전극에 DC 전원을 인가하기 위한 제 1 소켓(121a) 및 상기 전극부(121)에 RF 전원을 인가하기 위한 제 2 소켓(121b)이 마련되는 것이 바람직하다. 이를 통해, 정전척(125) 및 전극부(121)의 분리가 용이하여 부품 세정 및 부품 교환과 같은 유지 보수를 용이하게 수행할 수 있다. 또한, 상기 전극부(121)의 몸체에는 냉각관(210)이 설치되어 냉매가 순환하도록 구성됨으로써 기판(10)의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다. 즉, 전극부(121)의 몸체부 하부면에 하방으로 개구된 홈(121c)을 형성한 후 냉각 관(210)을 설치하고, 하부면에 결합되는 커버 부재(230)를 이용하여 상기 홈(121c)의 개구 영역을 덮어준다. 이때, 몸체부에 형성된 홈(121c) 자체가 냉각관(210)의 역할을 할 수도 있으므로, 냉각관(210)의 설치는 생략될 수 있다. 또한, 커버 부재(230)를 전극부(125)의 몸체부 하부면에 결합시키기 위하여 이빔(e-beam) 용접 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 이어, 냉각관(210)에 냉매를 주입한 후 주입구(211)를 마개 등의 개폐 부재(220)를 이용하여 막아준다. 물론, 상기 전극부(121)에는 전술한 냉각 수단 대신에 전기 히터, 램프 히터 등의 다양한 가열 수단이 마련될 수 있고, 상기의 냉각 수단 및 가열 수단은 전극부(121)의 외측 예를 들어, 기판 지지부(120)의 외부 하측에 마련될 수도 있다. 한편, 상기 기판 지지부(120)는 일측이 공지의 승강 구동 수단 및 회전 구동 수단 중 적어도 어느 하나의 구동 수단과 결합되어, 이를 통해 기판 지지부(120)의 상하 위치를 조절하여 플라즈마 효율을 조절할 수 있고, 기판 지지부(120)을 회전시켜 기판(10)의 표면 전체가 플라즈마에 균일하게 노출되도록 조절할 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 기판 지지부(120)의 지지부(122)는 승강 구동부(181)에 의하여 구동되는 승강봉(182)에 연결되어 상하 위치가 조절되는 것이 바람직하다.Meanwhile, a first socket 121a for applying DC power to the DC electrode of the electrostatic chuck 125 and a second socket for applying RF power to the electrode part 121 in the body part of the electrode part 121. It is preferable that 121b is provided. Through this, the electrostatic chuck 125 and the electrode unit 121 can be easily separated, and thus maintenance such as component cleaning and component replacement can be easily performed. In addition, the cooling tube 210 is installed on the body of the electrode unit 121 to allow the refrigerant to circulate, thereby keeping the temperature of the substrate 10 constant. That is, after forming the groove 121c opened downward in the lower surface of the body portion of the electrode portion 121, the cooling pipe 210 is installed, and the groove (using the cover member 230 coupled to the lower surface ( Cover the opening area of 121c). At this time, since the groove 121c formed in the body portion itself may serve as the cooling tube 210, the installation of the cooling tube 210 may be omitted. In addition, it is preferable to perform an e-beam welding process to couple the cover member 230 to the lower surface of the body portion of the electrode portion 125. Subsequently, after the refrigerant is injected into the cooling tube 210, the injection hole 211 is blocked using an opening and closing member 220 such as a stopper. Of course, the electrode unit 121 may be provided with various heating means, such as an electric heater, a lamp heater, instead of the above-described cooling means, and the cooling means and the heating means may be, for example, outside the electrode unit 121. It may be provided on the outer lower side of the substrate support 120. On the other hand, one side of the substrate support unit 120 is coupled to at least one of the driving means of the lifting and rotating means known in the drive means, through this to adjust the vertical position of the substrate support portion 120 to adjust the plasma efficiency The substrate support 120 may be rotated so that the entire surface of the substrate 10 may be uniformly exposed to the plasma. For example, it is preferable that the support part 122 of the substrate support part 120 according to the present embodiment is connected to the lifting bar 182 driven by the lift driver 181 to adjust the vertical position.

하부 전극부(140)는 링 형상으로 제작되며, 기판 지지부(120)의 외곽 둘레에 마련된다. 또한, 하부 전극부(140)는 상기 기판 지지부(120)가 안착되는 안착부(141)의 외곽 둘레에 마련되어 소정 높이의 측벽을 이루도록 설치된다. 이때, 기판 지지부(120)와 하부 전극부(140)의 절연을 위해 기판 지지부(120)의 측면 둘레에는 절연 부재(124)가 마련되고, 안착부(141)의 상부 표면에도 절연 부재(142)가 마련되는 것이 바람직하다.The lower electrode part 140 is formed in a ring shape and is provided around the outer periphery of the substrate support part 120. In addition, the lower electrode part 140 is provided around the outer periphery of the seating part 141 on which the substrate support part 120 is mounted, and is installed to form a sidewall having a predetermined height. In this case, an insulation member 124 is provided around the side surface of the substrate support 120 to insulate the substrate support 120 and the lower electrode 140, and the insulation member 142 is formed on the upper surface of the seating part 141. Is preferably provided.

한편, 상기의 기판 지지부(150) 내의 에지 영역에는 자석 부재(160)가 설치된다. 보다 엄밀히 말하면, 상기 자석 부재(160)는 기판(10)의 중심 영역(CA)과 에지 영역(EA) 사이의 경계선(BL)을 기준으로 그 인접 영역 또는 그 내측 영역에 대응하는 전극부(121) 내의 에지 영역에 설치되는 것이 바람직하다. 여기서, 에지 영역(EA)은 원하는 박막 패턴이 형성되어 플라즈마 차폐가 요구되는 중심 영역(CA)의 외측 둘레 영역을 의미한다. 본 실시예에 따른 자석 부재(160)는 링 형상으로 제작되며, 상부가 S극을 갖고 하부가 N극을 갖는 영구 자석을 사용한다. 이때, 자석 부재(160)의 자력 세기는 대략 1,000 내지 3,000 가우스(Gauss) 정도인 것이 바람직하다. 물론, 상기의 자석 부재(160)와 반대 극성을 갖는 영구 자석을 사용할 수 있으며, 자력 세기 또한 플라즈마 처리 특성에 따라 변동될 수 있다.On the other hand, the magnet member 160 is provided in the edge region of the substrate support 150. More precisely, the magnet member 160 has an electrode portion 121 corresponding to an adjacent region or an inner region thereof based on the boundary line BL between the center region CA and the edge region EA of the substrate 10. It is preferable to install in the edge area in the inside). Here, the edge area EA refers to an outer circumferential area of the center area CA in which a desired thin film pattern is formed and plasma shielding is required. The magnet member 160 according to the present embodiment is manufactured in a ring shape, and uses a permanent magnet having an upper S pole and a lower N pole. At this time, the magnetic strength of the magnet member 160 is preferably about 1,000 to 3,000 Gauss (Gauss). Of course, a permanent magnet having a polarity opposite to that of the magnet member 160 may be used, and the magnetic strength may also vary according to plasma treatment characteristics.

도 5를 참조하면, 상기 자석 부재(160)에 의해 발생된 자기장(FM)은 대략 기판(10)의 하부에서 상부로 향하도록 형성되고, 기판 지지부(120)와 상부 전극부(130) 및 기판 지지부(120)와 하부 전극부(140)에 의해 발생된 전기장(FE)은 대략 기판(10)의 중심에서 외곽으로 향하도록 형성되어 기판(10)의 에지 영역에서 발생된 플라즈마 상태의 전자들과 이온들은 기판(10)의 중심 영역으로 유입되지 못하고 자기장의 방향을 따라 원운동을 하면서 기판(10)의 에지 영역에 머무르게 된다. 이처럼, 상기의 자석 부재(160)는 일종의 자기 차단막(Magnetic Curtain) 역할을 하여 기판(10)의 중심 영역으로 플라즈마가 유입되는 것을 차단하고, 기판(10)의 에 지 영역에 머무르는 플라즈마 밀도를 높여주므로 기판(10)의 에지 영역에 대한 국부적인 식각율을 더욱 높일 수 있다. 또한, 기판(10)의 중앙 영역으로 플라즈마 상태의 전자나 이온이 들어오지 못하기 때문에 플라즈마 차폐부(150)와 기판(10) 사이의 간격(d)을 넓힐 수 있으므로, 간격(d) 조절이 용이하여 장비 안정성 및 활용성을 개선할 수 있다.Referring to FIG. 5, the magnetic field F M generated by the magnet member 160 is formed to face upward from the bottom of the substrate 10, and the substrate support 120 and the upper electrode portion 130 and The electric field F E generated by the substrate support part 120 and the lower electrode part 140 is formed to face outwardly from the center of the substrate 10 to generate electrons in the plasma state generated in the edge region of the substrate 10. And ions do not flow into the central region of the substrate 10 but stay in the edge region of the substrate 10 while moving in a circular motion along the direction of the magnetic field. As such, the magnet member 160 serves as a kind of magnetic curtain to block plasma from entering the center region of the substrate 10 and to increase the plasma density of staying in the edge region of the substrate 10. As a result, the local etching rate of the edge region of the substrate 10 may be further increased. In addition, since the electrons or ions in the plasma state do not enter the central region of the substrate 10, the distance d between the plasma shield 150 and the substrate 10 can be widened, so that the distance d can be easily adjusted. To improve equipment stability and utility.

플라즈마 차폐부(150)는 비활성 가스의 분사를 위한 분사구(151) 및 챔버(110) 외부의 비활성 가스를 상기 분사구(151)로 안내하는 이송로(152)가 형성된 몸체부(150a)와, 상기 몸체부(150a)를 챔버(110) 내부의 상부벽에 결합시키는 결합부(150b)를 포함한다. 여기서, 분사구(151)는 기판(10) 방향을 향하도록 개구되며, 기판(10)의 중앙 영역에 대응하여 균일하게 형성된다. 따라서, 비활성 가스 공급부(171)로부터 공급된 비활성 가스는 이송로(152)를 통해 챔버(110) 내부로 안내되어 분사구(151)를 통해 기판(10)의 중앙 영역에 분사된다. 그리고, 분사된 비활성 가스는 기판(10)의 에지 영역에서 발생된 플라즈마가 기판(10)의 중앙 영역으로 유입되는 것을 차단하는 일종의 가스 차단막(Gas Curtain)의 역할을 하게 된다. 또한, 플라즈마 차폐부(150)의 몸체부(150a)에는 냉각관(153)이 매설되어 냉매가 순환하도록 구성됨으로써 챔버(110) 내부의 공정 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다. 물론, 플라즈마 차폐부(150)의 몸체부(150a)에는 전술한 냉각 수단 대신에 전기 히터, 램프 히터 등의 다양한 가열 수단이 마련될 수도 있다. 한편, 상기 플라즈마 차폐부(150)의 몸체부(150a)는 절연성 물질 예를 들어, 세라믹으로 제작하는 것이 바람직하다.Plasma shield 150 is a body portion (150a) is formed with the injection port 151 for the injection of the inert gas and the transport path 152 for guiding the inert gas outside the chamber 110 to the injection hole 151, It includes a coupling portion 150b for coupling the body portion 150a to the upper wall inside the chamber 110. Here, the injection hole 151 is opened to face in the direction of the substrate 10, and is uniformly formed corresponding to the central region of the substrate 10. Therefore, the inert gas supplied from the inert gas supply unit 171 is guided into the chamber 110 through the transfer path 152 and injected into the central region of the substrate 10 through the injection hole 151. In addition, the injected inert gas serves as a kind of gas curtain blocking the plasma generated in the edge region of the substrate 10 from entering the central region of the substrate 10. In addition, since the cooling tube 153 is embedded in the body portion 150a of the plasma shielding portion 150 to circulate the refrigerant, the process temperature in the chamber 110 may be kept constant. Of course, the body portion 150a of the plasma shield 150 may be provided with various heating means, such as an electric heater, a lamp heater, instead of the above-described cooling means. On the other hand, the body portion 150a of the plasma shield 150 is preferably made of an insulating material, for example, ceramic.

상부 전극부(130)는 링 형상으로 제작되어 플라즈마 차폐부(150)의 외측 둘레에 마련되고, 기판(10)의 에지 영역 하부에 마련된 하부 전극부(140)과 대향하도록 설치된다. 이러한 상하 전극부(130,140)에는 접지 전원이 공급되어 RF 전원이 공급되는 기판 지지부(120)와 함께 기판(10)의 에지 영역에 플라즈마를 발생시킨다. 따라서, 상하 전극부(130,142)는 기판(10)의 형상에 따라 원형 링, 타원형 링 또는 다각형 링 등의 다양한 형상으로 제작되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기의 챔버(110), 전극부(121), 상하 전극부(130,140)는 플라즈마에 의한 부식을 방지할 수 있도록 그 표면이 아노다이징(Anodizing) 처리될 수 있다. 예컨대, 모재가 알루미늄인 경우 그 표면이 산화알루미늄으로 코팅될 수 있다.The upper electrode 130 is formed in a ring shape and is provided around an outer circumference of the plasma shielding part 150 and installed to face the lower electrode part 140 provided below the edge area of the substrate 10. The upper and lower electrode portions 130 and 140 are supplied with ground power to generate plasma in the edge region of the substrate 10 together with the substrate support 120 to which RF power is supplied. Accordingly, the upper and lower electrode portions 130 and 142 may be manufactured in various shapes such as a circular ring, an elliptical ring, or a polygonal ring according to the shape of the substrate 10. In addition, the surface of the chamber 110, the electrode unit 121, and the upper and lower electrode units 130 and 140 may be anodized to prevent corrosion by plasma. For example, when the base material is aluminum, its surface may be coated with aluminum oxide.

한편, 이와 같은 구성을 갖는 본 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에서, 소정의 박막이 형성된 기판(10)이 챔버(110) 내부로 반입되어 기판 지지부(120)의 상부 표면에 안착되면, 가스 배기부(173)가 동작하여 챔버(110) 내부는 진공 상태로 배기된다. 이어, 기판(10)의 중심 영역과 플라즈마 차폐부(150) 사이의 반응 공간에 플라즈마가 발생되지 않도록 기판 지지부(120)를 상승시켜 기판(10)과 플라즈마 차폐부(150) 사이의 간격(d)을 좁게 조절한다. 이후, 공정 가스 공급부(172)가 동작하여 챔버(110) 내부에 공정 가스가 분사되고 RF 전극(121)에 RF 전원이 인가되어 기판 지지부(120)와 상부 전극부(130) 사이의 반응 공간(기판(10)의 에지 영역 상부 공간) 및 기판 지지부(120)과 하부 전극부(140) 사이의 반응 공간(기판(10)의 에지 영역 하부 공간)에 플라즈마가 발생된다. 상기 플라즈마로 인하여 기판(10)의 에지 영역에 대한 박막 식각 공정이 진행된다. 이때, 플라즈마 차폐부(150)는 기 판(10)의 중심 영역에 비활성 가스를 분사하여 가스 차단막을 형성함으로써 기판(10)의 중심 영역으로 플라즈마가 유입되는 것을 차단한다. 또한, 기판 지지부(150) 내의 에지 영역에 마련된 자석 부재(160)는 자기 차단막을 형성하여 기판(10)의 중심 영역으로 플라즈마가 유입되는 것을 차단한다. 이를 통해, 기판(10)의 중심 영역에 형성된 박막의 손상을 최소화하면서 기판(10)의 에지 영역에 형성된 박막을 효과적으로 식각할 수 있다.On the other hand, in the plasma processing apparatus according to the present embodiment having such a configuration, when the substrate 10 having a predetermined thin film is loaded into the chamber 110 and seated on the upper surface of the substrate support 120, the gas exhaust unit The operation 173 operates to exhaust the inside of the chamber 110 in a vacuum state. Subsequently, the distance d between the substrate 10 and the plasma shield 150 is raised by raising the substrate support 120 so that no plasma is generated in the reaction space between the center region of the substrate 10 and the plasma shield 150. ) Narrowly. Thereafter, the process gas supply unit 172 operates to inject the process gas into the chamber 110, and RF power is applied to the RF electrode 121, so that the reaction space between the substrate support unit 120 and the upper electrode unit 130 ( The plasma is generated in the upper edge region of the substrate 10 and the reaction space between the substrate support portion 120 and the lower electrode portion 140 (the lower region of the edge region of the substrate 10). Due to the plasma, a thin film etching process is performed on the edge region of the substrate 10. In this case, the plasma shielding part 150 injects an inert gas into the center region of the substrate 10 to form a gas barrier layer, thereby preventing the plasma from flowing into the center region of the substrate 10. In addition, the magnet member 160 provided in the edge region of the substrate support 150 forms a magnetic shielding film to block plasma from entering the center region of the substrate 10. Through this, the thin film formed in the edge region of the substrate 10 can be effectively etched while minimizing damage to the thin film formed in the central region of the substrate 10.

한편, 전술한 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치는 기판 지지부(120)의 전극부에 RF 전원이 공급되는 것을 예시하여 설명하였지만, RF 전원은 상하 전극부(130,140) 중 어느 일측에만 공급될 수 있으며, RF 전원이 아닌 DC 전원이 공급될 수도 있다. 또한, 전술한 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치는 박막 식각 공정 뿐만 아니라 플라즈마를 이용하는 다양한 공정 예를 들어, 박막 증착 공정 등에도 사용될 수 있다.On the other hand, the plasma processing apparatus according to the above-described embodiment has been described by illustrating that the RF power is supplied to the electrode portion of the substrate support portion 120, RF power may be supplied to only one side of the upper and lower electrode portions 130 and 140, DC power rather than RF power may be supplied. In addition, the plasma processing apparatus according to the above-described embodiment may be used not only in a thin film etching process but also in various processes using plasma, for example, a thin film deposition process.

이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to the above-mentioned Example and an accompanying drawing, this invention is not limited to this, It is limited by the following claims. Therefore, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be variously modified and modified without departing from the technical spirit of the following claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 나타낸 모식도.1 is a schematic diagram showing a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 기판 지지부를 나타낸 단면도.2 is a cross-sectional view showing the substrate support of FIG.

도 3은 도 1의 기판 지지부를 나타낸 저면도.3 is a bottom view of the substrate support of FIG. 1;

도 4는 도 2의 자석 부재를 나타낸 사시도.4 is a perspective view of the magnet member of FIG. 2;

도 5는 도 1의 A 영역을 나타낸 확대도.5 is an enlarged view illustrating region A of FIG. 1;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110: 챔버 120: 기판 지지부110: chamber 120: substrate support

130: 상부 전극부 140: 하부 전극부130: upper electrode portion 140: lower electrode portion

150: 플라즈마 차폐부 160: 자석 부재150: plasma shield 160: magnet member

171: 비활성 가스 공급부 172: 공정 가스 공급부171: inert gas supply unit 172: process gas supply unit

173: 가스 배기부 180: 승강 구동부173: gas exhaust unit 180: lift drive unit

191: 제 1 전원 공급부 192: 제 2 전원 공급부191: first power supply unit 192: second power supply unit

Claims (13)

기판을 고정하는 정전척;An electrostatic chuck to fix the substrate; 상기 정전척의 하부에 마련되는 전극부; 및An electrode unit provided below the electrostatic chuck; And 상기 전극부 내의 에지 영역에 마련되는 자석 부재; 를 포함하는 기판 지지 어셈블리.A magnet member provided in an edge region in the electrode portion; Substrate support assembly comprising a. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 자석 부재는 링 형상으로 형성되는 기판 지지 어셈블리.And the magnet member is formed in a ring shape. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 정전척과 상기 전극부의 상부 직경은 기판의 직경보다 작게 형성되는 기판 지지 어셈블리.And an upper diameter of the electrostatic chuck and the electrode portion is smaller than a diameter of the substrate. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 전극부에는 냉각 수단 또는 가열 수단이 마련되는 기판 지지 어셈블리.The electrode support assembly is provided with a cooling means or heating means. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 전극부의 몸체부에는 상기 정전척에 DC 전원을 인가하기 위한 제 1 소켓 및 상기 전극부에 RF 전원을 인가하기 위한 제 2 소켓이 마련되는 기판 지지 어 셈블리.And a second socket for applying RF power to the electrode and a second socket for applying DC power to the electrostatic chuck. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 전극부의 하부에 마련된 지지부를 더 포함하고,Further comprising a support provided on the lower portion of the electrode, 상기 지지부는 승강 구동 수단 및 회전 구동 수단 중 적어도 어느 하나의 구동 수단과 결합되는 기판 지지 어셈블리. And the support portion is coupled to at least one of the drive means of the lift drive means and the rotation drive means. 반응 공간을 제공하는 챔버;A chamber providing a reaction space; 상기 챔버 내부에 설치되는 기판 지지부;A substrate support installed inside the chamber; 상기 기판 지지부와 대향하여 상기 챔버 내부에 설치되는 플라즈마 차폐부; 및A plasma shield installed inside the chamber to face the substrate support; And 상기 기판 지지부 내의 에지 영역에 마련된 자석 부재; 를 포함하는 플라즈마 처리 장치.A magnet member provided in an edge region in the substrate support; Plasma processing apparatus comprising a. 청구항 7에 있어서,The method according to claim 7, 상기 기판 지지부는,The substrate support portion, 기판을 고정하는 정전척;An electrostatic chuck to fix the substrate; 상기 정전척의 하부에 마련되는 전극부; 를 포함하는 플라즈마 처리 장치.An electrode unit provided below the electrostatic chuck; Plasma processing apparatus comprising a. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8, 상기 정전척과 상기 전극부의 상부 직경은 기판의 직경보다 작게 형성되는 플라즈마 처리 장치.The upper diameter of the electrostatic chuck and the electrode portion is smaller than the diameter of the substrate processing apparatus. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8, 상기 기판 지지부의 외측 둘레에 마련되는 제 1 전극부를 더 포함하는 플라즈마 처리 장치.And a first electrode portion provided around an outer circumference of the substrate support portion. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8, 상기 플라즈마 차폐부의 외측 둘레에 마련되는 제 2 전극부를 더 포함하는 플라즈마 처리 장치.And a second electrode portion provided around an outer circumference of the plasma shielding portion. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8, 상기 자석 부재는 기판의 중심 영역과 에지 영역 사이의 경계선을 기준으로 그 인접 영역 또는 그 내측 영역에 대응하는 기판 지지부 내의 에지 영역에 설치되는 플라즈마 처리 장치.And the magnet member is provided at an edge region in the substrate support corresponding to the adjacent region or the inner region thereof based on the boundary line between the center region and the edge region of the substrate. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8, 상기 자석 부재는 링 형상으로 형성되는 플라즈마 처리 장치.And the magnet member is formed in a ring shape.
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