KR20110079508A - Gas supply structure for substrate processing apparatus - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A gas supply structure of a substrate processing apparatus is provided to regulate the generated plasma and to enhance an evaporation or engraving process performance by arranging a shower head at an upper part of a chamber in a rectangular ring type structure and injecting regularly a process gas within a chamber. CONSTITUTION: A lead frame(20) includes the outer frame, a central window and a partitioning frame(25). The outer frame forms an outer side of a polygonal frame body. The central window is installed within the outer frame. The partitioning frame discriminates window surrounding the central window. A shower head(61) is installed at a bottom of the partitioning frame by a polygonal ring structure so that it can inject a process gas into a chamber. The shower head forms a horizontal injection face and installs a gas injection hole on the horizontal injection face in a vertical direction.

Description

기판 처리 장치의 가스 공급 구조{Gas supply structure for substrate processing apparatus}Gas supply structure for substrate processing apparatus

본 발명은 챔버 내에 플라즈마를 발생시켜 기판 표면 처리 공정을 수행하는 기판 처리 장치의 가스 공급 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a gas supply structure of a substrate processing apparatus for generating a plasma in a chamber to perform a substrate surface treatment process.

대규모 집적회로(LSI; Large Scale Integrated Circuit)나 평판표시장치(FPD; Flat Panel Display)와 같은 전자 소자는 제조 과정에서 기판에 대한 진공처리 공정이 수행된다.Electronic devices such as a large scale integrated circuit (LSI) or a flat panel display (FPD) are subjected to a vacuum treatment process on a substrate during manufacturing.

이러한 진공처리 공정은 챔버 내에 가스를 도입하고, 고전압 방전에 의하여 플라즈마를 형성하여, 이의 가속력에 의하여 기판 표면 상의 물질을 물리적으로 스퍼터(sputter)시키는 방법과 플라즈마의 활성화종들에 의하여 화학적으로 기판 표면 상의 물질을 분해시키는 방법이다.This vacuuming process introduces a gas into the chamber, forms a plasma by high voltage discharge, and physically sputters the material on the substrate surface by its acceleration force and chemically activates the substrate surface by the activated species of the plasma. A method of decomposing the phase material.

플라즈마를 이용한 기판 처리 기술은, 플라즈마를 형성하는 방법에 따라 PE(Plasma Etching), RIE(Reactive Ion Etching), MERIE(Magneticaly Enhanced Reactive Ion Etching), ECR(Electron Cyclotron Resonance), TCP(Transformer Coupled Plasma) 및 ICP(Inductively Coupled Plasma) 등이 있다.Substrate processing techniques using plasma include Plasma Etching (PE), Reactive Ion Etching (RIE), Magnetic Enhanced Reactive Ion Etching (MERIE), Electron Cyclotron Resonance (ECR), and Transformer Coupled Plasma (TCP), depending on how plasma is formed. And Inductively Coupled Plasma (ICP).

특히, 고밀도의 플라즈마 형성과 유리(또는 반도체) 기판 상에서 플라즈마 농도의 균일성은 증착 또는 식각 성능에 중요한 영향을 미치게 된다. 이 때문에 플라즈마를 발생하기 위한 방식을 여러 가지로 변화시켜 개발이 진행되었고, 그 중에 하나가 유도 결합형 플라즈마 발생방식(ICP; Induced coupling plasma)이다. In particular, high density plasma formation and uniformity of plasma concentration on glass (or semiconductor) substrates have a significant impact on deposition or etching performance. For this reason, development has been progressed by changing various methods for generating plasma, and one of them is an induced coupling plasma (ICP).

이러한 유도 커플링 플라즈마 방식은, 유전체의 외부에 코일을 감아 전기장을 변화시키면 코일의 내부에 유도자장이 발생하게 되고 그에 따른 2차 유도전류가 반응 챔버 내에 형성되는 것을 이용하여 발생시키는 고밀도 플라즈마 방식이다.The inductively coupled plasma method is a high density plasma method in which an induction magnetic field is generated inside the coil when the coil is wound outside the dielectric to generate an induction magnetic field in the reaction chamber. .

ICP 방식을 이용한 기판 처리 장치는, 통상 챔버의 내부 하측에 기판이 탑재되는 하부 전극이 구비되고, 챔버 또는 이 챔버에 결합되는 리드 프레임의 상부에 RF 전원이 인가되는 안테나가 구비되어, 챔버 내에 반응 가스를 공급하면서 플라즈마를 발생시켜 기판의 표면 처리 공정을 수행할 수 있도록 구성된다.A substrate processing apparatus using an ICP method is generally provided with a lower electrode on which a substrate is mounted below the inside of a chamber, and an antenna to which RF power is applied on the chamber or an upper part of a lead frame coupled to the chamber, and reacts in the chamber. It is configured to generate a plasma while supplying a gas to perform a surface treatment process of the substrate.

위와 같은 기판 처리 장치는 챔버 내에 공정 가스를 분사하는 구조로, 직접 분사 방식과 샤워 헤드 방식이 있다.The substrate processing apparatus as described above has a structure injecting a process gas into the chamber, and has a direct injection method and a shower head method.

챔버 내에 공정 가스를 분사하는 구조에 따라 보다 균일한 플라즈마를 형성할 수 있음은 물론 기판의 증착 또는 식각 처리 성능에도 중요한 영향을 미치게 되므로, 대형화되는 기판 처리 장치에 맞는 가스 분사 구조가 요구되고 있다.
According to the structure of injecting the process gas into the chamber, it is possible to form a more uniform plasma, and also have an important effect on the deposition or etching performance of the substrate. Therefore, there is a need for a gas injection structure suitable for a larger substrate processing apparatus.

이상 설명한 배경기술의 내용은 이 건 출원의 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The contents of the background art described above are technical information that the inventor of the present application holds for the derivation of the present invention or acquired in the derivation process of the present invention and is a known technology disclosed to the general public prior to the filing of the present invention I can not.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 샤워 헤드를 사각 링형 구조로 배치하여 챔버 내에 공정 가스를 균일하게 분사할 수 있도록 구성함으로써, 균일한 플라즈마를 형성함은 물론 증착 또는 식각 처리 성능이 향상될 수 있도록 하는 기판 처리 장치의 가스 공급 구조를 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by arranging the shower head in a rectangular ring structure to uniformly spray the process gas in the chamber, forming a uniform plasma as well as deposition or etching performance It is an object of the present invention to provide a gas supply structure of a substrate processing apparatus so that this can be improved.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 가스 공급 구조는, 다각틀체의 외곽면을 구성하는 외곽 프레임과, 상기 외곽 프레임의 내부에 구비되어 중앙 윈도우와 이 중앙 윈도우 둘레의 주변 윈도우를 구분하는 구획 프레임이 구비된 리드 프레임과; 상기 구획 프레임의 밑면에는, 챔버 내부로 공정 가스를 분사할 수 있도록 다각 링 구조로 배치된 샤워 헤드가 구비된 것을 특징으로 한다.The gas supply structure of the substrate processing apparatus which concerns on this invention for realizing said subject is provided with the outer frame which comprises the outer surface of a polygonal body, and is provided in the inside of the outer frame, and a center window and the peripheral window around this center window A lead frame provided with a partition frame for separating a; The bottom of the partition frame, characterized in that provided with a shower head arranged in a polygonal ring structure to inject the process gas into the chamber.

이때, 상기 샤워 헤드는 분사면이 수평면으로 형성되고, 이 수평면에 형성된 가스 분사구가 수직 방향으로 형성될 수 있다.In this case, the shower head may have a spray surface formed in a horizontal plane, and a gas injection hole formed in the horizontal plane may be formed in a vertical direction.

또한, 상기 샤워 헤드는 분사면이 곡면으로 형성되고, 이 곡면에 형성된 가스 분사구는 방사형 구조로 형성될 수 있다.In addition, the shower head has a spray surface formed in a curved surface, the gas injection hole formed in the curved surface may be formed in a radial structure.

또한, 상기 샤워 헤드는, 상기 구획 프레임의 밑면뿐만 아니라, 중앙 윈도우 쪽 측면에도 분사면이 형성될 수도 있다.In addition, the shower head may have a spray surface formed on the side surface of the central window as well as the bottom surface of the partition frame.

또한, 상기 프레임의 외곽 프레임은 사각틀체 구조로 형성되고, 상기 샤워헤드는 사각 링 구조로 배치되게 구성될 수 있다.In addition, the outer frame of the frame may be formed in a rectangular frame structure, the shower head may be configured to be arranged in a rectangular ring structure.

상기 중앙 윈도우를 구성하는 사각 모양의 구획 프레임에서, 사각의 각 모서리 부근에 가스 도입관들이 각각 연결되고, 구획 프레임의 내부 유로를 통해 상기 샤워 헤드에 공정 가스를 공급할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.In the square-shaped partition frame constituting the center window, gas introduction pipes are connected to respective corners of the square, and configured to supply process gas to the shower head through an inner flow path of the partition frame.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 가스 공급 구조는, 챔버 내에 공정 가스를 분사할 수 있도록 샤워 헤드가 구비되고, 상기 샤워 헤드는 분사면이 곡면으로 형성되고, 이 곡면에 형성된 가스 분사구는 방사형 구조로 형성된 것을 특징으로 한다.
The gas supply structure of the substrate processing apparatus which concerns on this invention for realizing the said subject is provided with the shower head so that process gas can be injected in a chamber, The shower head is formed in the curved surface, and this curved surface The formed gas injection port is characterized in that formed in a radial structure.

상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.
The main problem solving means of the present invention as described above, will be described in more detail and clearly through examples such as 'details for the implementation of the invention', or the accompanying 'drawings' to be described below, wherein In addition to the main problem solving means as described above, various problem solving means according to the present invention will be further presented and described.

본 발명에 따른 기판 처리 장치의 가스 공급 구조는, 샤워 헤드를 챔버의 상부에 사각 링형 구조로 배치하여 챔버 내에 공정 가스를 균일하게 분사할 수 있도록 구성되기 때문에 균일한 플라즈마를 형성하고, 증착 또는 식각 처리 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.In the gas supply structure of the substrate processing apparatus according to the present invention, since the shower head is arranged in a rectangular ring-shaped structure on the upper portion of the chamber to uniformly inject the process gas into the chamber, a uniform plasma is formed, and the deposition or etching is performed. It provides the effect of improving the processing performance.

또한, 본 발명은, 샤워헤드의 분사면이 곡면 구조로 구성되고, 분사구가 방사형 구조로 형성되기 때문에 공정 가스를 보다 균일하게 분사할 수 있는 효과를 제공한다.
In addition, the present invention provides an effect of more uniformly injecting the process gas because the spraying surface of the showerhead is composed of a curved structure, and the injection hole is formed in a radial structure.

도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치가 도시된 단면 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 리드 프레임이 도시된 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 리드 프레임에 안테나가 배치된 구조를 보인 일 실시예의 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 리드 프레임에 안테나가 배치된 구조를 보인 다른 실시예의 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 공정 가스 공급 구조를 보인 리드 프레임 상부의 주요부 사시도,
도 6은 도 5의 A-A 방향의 절개도,
도 7은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 공정 가스 분사 구조를 보인 중앙 윈도우의 저면 방향 사시도,
도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 공정 가스 분사 구조의 여러 실시예의 개략적인 단면도,
도 11은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 안테나 냉각 구조 및 절연판 히팅 구조를 보인 평면도,
도 12는 본 발명에서 안테나 냉각 및 절연판 히팅에 사용되는 보텍스 제너레이터를 보인 단면도,
도 13은 도 12의 B-B선 방향의 단면도,
도 14는 본 발명에 구성되는 안테나의 단면도,
도 15는 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 에너지 손실 저감 구조의 일 실시예가 도시된 평면 구성도,
도 16은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 에너지 손실 저감 구조의 다른 실시예가 도시된 평면 구성도,
도 17은 도 16의 주요부 확대도,
도 18은 도 17과 다른 실시예의 주요부 확대도,
도 19는 본 발명의 에너지 손실 저감 구조의 효과를 설명하기 위한 참고도이다.
1 is a cross-sectional configuration view showing a substrate processing apparatus according to the present invention,
2 is a perspective view showing a lead frame in the substrate processing apparatus according to the present invention;
3 is a plan view of an embodiment showing a structure in which an antenna is disposed in a lead frame in the substrate processing apparatus according to the present invention;
4 is a plan view of another embodiment showing a structure in which an antenna is arranged in a lead frame in the substrate processing apparatus according to the present invention;
5 is a perspective view of an essential part of an upper portion of a lead frame showing a process gas supply structure in a substrate processing apparatus according to the present invention;
6 is a cutaway view in the AA direction of FIG. 5, FIG.
7 is a bottom perspective view of a central window showing a process gas injection structure in a substrate processing apparatus according to the present invention;
8 to 10 are schematic cross-sectional views of various embodiments of a process gas injection structure in a substrate processing apparatus according to the present invention;
11 is a plan view showing the antenna cooling structure and the insulating plate heating structure in the substrate processing apparatus according to the present invention,
12 is a cross-sectional view showing a vortex generator used for antenna cooling and insulation plate heating in the present invention;
13 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 12;
14 is a cross-sectional view of an antenna configured in the present invention;
15 is a plan view showing an embodiment of the energy loss reduction structure in the substrate processing apparatus according to the present invention;
16 is a plan view showing another embodiment of the energy loss reduction structure in the substrate processing apparatus according to the present invention;
17 is an enlarged view of a main part of FIG. 16;
18 is an enlarged view of an essential part of an embodiment different from that of FIG. 17;
19 is a reference diagram for explaining the effect of the energy loss reduction structure of the present invention.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 여러 실시예의 구성을 설명함에 있어서, 동일 유사한 구성 부분에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고 반복 설명은 생략한다.In describing the configurations of various embodiments of the present invention, like reference numerals refer to like parts, and repeated descriptions thereof will be omitted.

도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 일 실시예에 도시된 개략적인 단면 구성도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention.

본 발명에 따른 기판 처리 장치는, 챔버 본체(11)와, 이 챔버 본체에 구비되어 기판(S)이 탑재되는 기판 탑재대(15) 및 하부 전극(17)과, 상기 챔버 본체(11)의 상부에 결합되는 리드 프레임(20)과, 이 리드 프레임(20)에 구비되는 복수개의 윈도우(30)와, 이 윈도우(30)들 위에 배치되는 안테나(40) 및 RF 전원 인가부(50)와, 챔버 본체(11)와 리드 프레임(20)으로 이루어진 챔버(10)의 내부로 공정 가스를 공급하는 공정가스 공급부(60)가 구성된다.The substrate processing apparatus according to the present invention includes a chamber main body 11, a substrate mounting base 15 and a lower electrode 17 provided on the chamber main body on which the substrate S is mounted, and the chamber main body 11. A lead frame 20 coupled to the upper portion, a plurality of windows 30 provided in the lead frame 20, an antenna 40 and an RF power applying unit 50 disposed on the windows 30, The process gas supply unit 60 is configured to supply a process gas into the chamber 10 including the chamber body 11 and the lead frame 20.

이와 같은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 주요 특징적인 구성 부분에 대하여 상세히 설명한다.Such main characteristic components of the substrate processing apparatus according to the present invention will be described in detail.

먼저, 리드 프레임(20)에 대하여 도 2 내지 도 3을 참고하여 설명한다.First, the lead frame 20 will be described with reference to FIGS. 2 to 3.

리드 프레임(20)은 사각틀체 구조로 형성되고, 그 안쪽에 전체적으로 5개의 윈도우(30)를 구성할 수 있도록 구획된 구조를 갖는다.The lead frame 20 is formed in a rectangular frame structure, and has a structure partitioned to form five windows 30 as a whole.

이를 위해 리드 프레임(20)은, 사각틀체의 외곽면을 구성하는 외곽 프레임(21)과, 이 외곽 프레임(21)의 내부에 상호 연결되어 5개의 윈도우(30)를 구획하는 구획 프레임(25)으로 이루어진다.To this end, the lead frame 20 includes an outer frame 21 constituting the outer surface of the rectangular frame body, and a partition frame 25 connected to the inside of the outer frame 21 to partition five windows 30. Is done.

리드 프레임(20)에 구성되는 5개의 윈도우(30)는 리드 프레임(20)의 가운데 부분에 위치된 중앙 윈도우(30A)와, 이 중앙 윈도우(30A)의 둘레에 배치된 4개의 주변 윈도우(30B)로 구성된다.The five windows 30 formed in the lead frame 20 have a center window 30A located at the center of the lead frame 20 and four peripheral windows 30B arranged around the center window 30A. It is composed of

중앙 윈도우(30A) 및 주변 윈도우(30B)들은 모두 사각창 구조로 이루어지는데, 본 실시예의 도면에서는 4개의 주변 윈도우(30B)가 중앙 윈도우(30A)를 중심으로 시계 방향으로 배치된 구성을 보여준다. 물론, 주변 윈도우(30B)들을 중앙 윈도우(30A)를 중심으로 시계 반대 방향으로 배치하는 것도 가능하다.The center window 30A and the peripheral window 30B both have a rectangular window structure. In the drawing of this embodiment, four peripheral windows 30B are disposed in a clockwise direction with respect to the center window 30A. Of course, it is also possible to arrange the peripheral windows 30B counterclockwise around the center window 30A.

각 주변 윈도우(30B)가 사각 구조일 때, 중앙 윈도우(30A) 및 시계 방향의 앞쪽의 다른 주변 윈도우(30B)와 구획되는 제1변(a), 시계 방향으로 뒤쪽의 다른 주변 윈도우(30B)와 구획되는 제2변(b), 제1변(a)과 마주하고 리드 프레임(20)의 외곽면에 접촉하는 제3변(c), 제2변(b)과 마주하고 역시 리드 프레임의 외곽면에 접하는 제4변(d)으로 이루어진다.When each peripheral window 30B has a rectangular structure, the first side (a) partitioned from the central window 30A and the other peripheral window 30B in the clockwise direction, and the other peripheral window 30B in the clockwise direction The second side (b), which is divided into and the third side (c), which faces the first side (a) and contacts the outer surface of the lead frame 20, also faces the second side (b) of the lead frame It consists of a fourth side (d) in contact with the outer surface.

이때, 각 주변 윈도우(30B)의 제1변(a)은 중앙 윈도우(30A)의 일면과 앞쪽 주변 윈도우(30B)의 제2변(b')과 접하도록 하여, 모든 주변 윈도우(30B)는 중앙 윈도우(30A)를 중심으로 시계 방향으로 연속하여 배치된 구조를 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.At this time, the first side a of each peripheral window 30B is in contact with one surface of the center window 30A and the second side b 'of the front peripheral window 30B, so that all the peripheral windows 30B are It is preferable to be comprised so that it may have a structure arrange | positioned continuously clockwise about the center window 30A.

그리고 각 주변 윈도우(30B)는, 시계 방향으로 제1변(a)과 제2변(b)은 상기 구획 프레임(25)에 의해 형성되고, 제3변(c)과 제4변(d)은 상기 외곽 프레임(21)에 의해 형성된다.Each peripheral window 30B has a first side a and a second side b formed in the clockwise direction by the partition frame 25, and a third side c and a fourth side d. Is formed by the outer frame 21.

따라서, 각 주변 윈도우(30B)가 중앙 윈도우(30A)의 사각면 중 어느 일면에 접하면서, 4개의 주변 윈도우가 중앙 윈도우를 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 연속되게 배치되어, 전체적으로 균일하게 배치되는 것이다.Therefore, while each peripheral window 30B is in contact with any one of the square surfaces of the central window 30A, four peripheral windows are continuously arranged in a clockwise or counterclockwise direction with respect to the central window, and are arranged uniformly as a whole. Will be.

이와 같은 구성으로 배치되는 중앙 윈도우(30A) 및 주변 윈도우(30B)에는, 세라믹 재질 등으로 이루어진 절연판(31)이 삽입되어 설치되는데, 외곽 프레임(21)의 내측부와 각 구획 프레임(25)의 양쪽부에는 상기 절연판(31)의 외곽면을 지지할 수 있도록 단턱 구조의 판 지지부(22)가 형성된다.An insulating plate 31 made of a ceramic material or the like is inserted into and installed in the center window 30A and the peripheral window 30B arranged in such a configuration. Both the inner side of the outer frame 21 and each of the partition frames 25 are provided. The plate support part 22 of the stepped structure is formed in the part so as to support the outer surface of the insulating plate 31.

그리고, 상기 각 윈도우(30)에 설치된 절연판(31)이 이탈되지 않도록 외곽 프레임(21)과 구획 프레임(25)에는 고정 지그(23)(26)들이 설치되는데, 도면에 예시된 바와 같이, 외곽 프레임(21)에 설치되는 고정 지그(23)는 단면이 'L'자형 구조로 형성되고, 구획 프레임(25)에 설치되는 고정 지그(26)는 단면이 'U'자형 구조로 형성될 수 있다. In addition, fixing jiges 23 and 26 are installed in the outer frame 21 and the partition frame 25 so that the insulating plates 31 installed in the respective windows 30 are not separated from each other. The fixing jig 23 installed in the frame 21 may have an L-shaped cross section, and the fixing jig 26 installed in the partition frame 25 may have a U-shaped cross section. .

상기 U자형 구조의 고정 지그(26)는 하나의 구획벽을 중심으로 양쪽의 절연판(31)을 모두 지지할 수 있도록 구성된 것이다.The fixing jig 26 of the U-shaped structure is configured to support both of the insulating plates 31 around one partition wall.

고정 지그(23)(26)들은 체결 부재 등을 이용하여 리드 프레임(20)에 고정되는 것이 바람직하다.The fixing jig 23, 26 is preferably fixed to the lead frame 20 using a fastening member or the like.

이와 같은 고정 부재(23)(26)들은 실시 조건에 따라 그 형상과 구조를 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.Such fixing members 23 and 26 can be implemented by variously changing the shape and structure according to the implementation conditions.

한편, 상기 리드 프레임(20)에서 외곽 프레임(21)에는, 도 3을 참고하면, 리드 프레임을 가열할 수 있는 유체가 통과하는 히팅 유로(24a)가 형성될 수 있다. 물론, 외곽 프레임(21)의 일측에는 상기 히팅 유로(24a)와 외부의 히팅 유체를 공급하는 라인과 연결되는 입출용 연결 니플(24b)이 구비될 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 3, in the outer frame 21 of the lead frame 20, a heating passage 24a through which a fluid capable of heating the lead frame may pass may be formed. Of course, one side of the outer frame 21 may be provided with an entry and exit connection nipple 24b connected to the heating channel 24a and a line for supplying an external heating fluid.

또한, 상기 리드 프레임(20)에서 구획 프레임(25)에는, 아래에서 구체적으로 설명할 주변 안테나(45)들이 통과할 수 있도록 다른 부분보다 상대적으로 낮게 형성된 안테나 통과부(27)가 구성된다. 도 2를 참고하면, 주변 윈도우(30B)와 주변 윈도우(30B) 사이를 구획하는 구획 프레임(25)에 안테나 통과부(27)들이 형성된다.In addition, in the lead frame 20, the partition frame 25 includes an antenna passage part 27 formed lower than other portions so that the peripheral antennas 45 to be described below will pass through. Referring to FIG. 2, antenna passages 27 are formed in a partition frame 25 that partitions between the peripheral window 30B and the peripheral window 30B.

도 3에서 참조 번호 28은 구획 프레임(25)의 안테나 통과부(27)에 설치되어 안테나들을 고정하는 안테나 고정 브래킷을 나타낸다. 그리고 참조 번호 29는 안테나 고정 브래킷(28)에 씌워져 주변 안테나(45)들이 이탈하지 않도록 하는 안테나 고정지그를 나타낸다. 이때 안테나 고정지그(29)도 U자형 구조로 형성하는 것이 바람직하고, 절연판(31)을 고정하는 역할도 동시에 수행할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.In FIG. 3, reference numeral 28 denotes an antenna fixing bracket installed at the antenna passage 27 of the partition frame 25 to fix the antennas. And reference numeral 29 denotes an antenna fixing jig which is covered by the antenna fixing bracket 28 so that the peripheral antennas 45 do not escape. At this time, the antenna fixing jig 29 is also preferably formed in a U-shaped structure, it is preferable to be configured to perform the role of fixing the insulating plate 31 at the same time.

한편, 상기에서는 리드 프레임(20)이 사각틀체 구조로 형성된 구성을 예시하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 리프 프레임(20)을 오각틀체, 육각틀체 등으로 실시 조건에 따라 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
On the other hand, the lead frame 20 has been described by illustrating a configuration formed in a rectangular frame structure, but is not limited to this, the leaf frame 20 is implemented in various forms according to the implementation conditions such as pentagonal frame, hexagonal frame body, etc. can do.

다음, 상기한 바와 같은 리드 프레임(20) 구조를 갖는 기판 처리 장치의 안테나(40) 배치 구조에 대하여, 도 3 및 도 4를 참고하여, 설명한다.Next, an arrangement structure of the antenna 40 of the substrate processing apparatus having the lead frame 20 structure as described above will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3을 참고하면, 리드 프레임(20)의 중앙 윈도우(30A)에 2개의 중앙 안테나(41)가 설치되고, 4개의 주변 윈도우(30B)에 4개의 주변 안테나(45)가 설치된다.Referring to FIG. 3, two central antennas 41 are installed in the center window 30A of the lead frame 20, and four peripheral antennas 45 are installed in the four peripheral windows 30B.

2개의 중앙 안테나(41)는 리드 프레임의 센터에서 도입되어 중앙 윈도우(30A) 내에 시계 방향으로 회전하는 2개의 안테나(40)가 배치될 수 있다.Two center antennas 41 may be introduced at the center of the lead frame and two antennas 40 may be disposed in the center window 30A and rotate clockwise.

4개의 주변 안테나(45)는 하나의 안테나가 각 주변 윈도우(30B)에서 도입되어 시계 방향으로 다른 3개의 주변 윈도우(30B)를 순차적으로 통과하면서 연결되게 구성될 수 있다. 도 3을 참조하여 예들 들면, 제1주변 안테나(451)는 제1 주변 윈도우(301)에서 시작하여, 시계 방향으로 제2주변 윈도우(302), 제3주변 윈도우(303)를 거쳐 제4주변 윈도우(304)까지 연결되고, 제2주변 안테나(452)는 제2주변 윈도우(302)에서 시작하여, 시계 방향으로 제3주변 윈도우(303), 제4주변 윈도우(304)를 거쳐 제1주변 윈도우(301)까지 연결되게 구성된다. 이때, 제2주변 안테나(452)는 제1주변 안테나(451)의 안쪽 부분에서 시작하고, 제3주변 안테나(453) 및 제4주변 안테나(454)도 상기 제1주변 안테나(451) 및 제2주변 안테나(452)와 동일한 방법으로 연결됨으로써, 전체적으로 코일형 구조로 4개의 주변 안테나(45)가 균일 간격 및 규칙적으로 배치되는 구성으로 이루어진다.The four peripheral antennas 45 may be configured such that one antenna is introduced from each peripheral window 30B and sequentially passes through three other peripheral windows 30B in a clockwise direction. Referring to FIG. 3, for example, the first peripheral antenna 451 may start in the first peripheral window 301 and may be clockwise through the second peripheral window 302 and the third peripheral window 303. It is connected to the window 304, the second peripheral antenna 452 starts in the second peripheral window 302, clockwise through the third peripheral window 303, the fourth peripheral window 304 in the first peripheral It is configured to be connected to the window 301. In this case, the second peripheral antenna 452 starts at an inner portion of the first peripheral antenna 451, and the third peripheral antenna 453 and the fourth peripheral antenna 454 also have the first peripheral antenna 451 and the first peripheral antenna. By connecting in the same manner as the two peripheral antennas 452, the four peripheral antennas 45 in a coil-like structure as a whole is made of a configuration that is arranged at regular intervals.

도면에서, 참조 번호 401은, 중앙 안테나(41) 또는 주변 안테나(45)가 도입되는 부분을 나타내고, 참조 번호 405는, 중앙 안테나(41) 및 주변 안테나(45)가 끝나는 지점에 배치되어 각 안테나(40) 접지되는 부분으로 연결될 수 있도록 하는 끝단 고정체를 나타낸다.In the figure, reference numeral 401 denotes a portion at which the central antenna 41 or the peripheral antenna 45 is introduced, and reference numeral 405 is disposed at the point where the central antenna 41 and the peripheral antenna 45 end, and thus each antenna. (40) Shows the end fixture to be connected to the grounded part.

그리고 상기 안테나 고정 브래킷(28)에는 구획 프레임(25)을 통과하는 3개의 주변 안테나(45)가 끼워져 고정될 수 있도록 3개의 안테나 삽입부(28a)를 갖도록 구성되는 것이 바람직하다. 그리고, 안테나 고정 브래킷(28)의 상부에는 상기한 안테나 고정지그(29; 도 2 참조)가 결합됨으로써 주변 안테나(45)들이 안정적으로 고정될 수 있게 된다.In addition, the antenna fixing bracket 28 is preferably configured to have three antenna inserts 28a so that three peripheral antennas 45 passing through the partition frame 25 can be fitted and fixed. In addition, the antenna fixing jig 29 (see FIG. 2) is coupled to the upper portion of the antenna fixing bracket 28 so that the peripheral antennas 45 may be stably fixed.

상기한 바와 같은 리드 프레임(20) 및 안테나(40) 배치 구조는, 리드 프레임의 중앙 윈도우를 중심으로, 복수의 주변 윈도우 및 안테나들의 배치 구조에 의해 챔버 내의 플라즈마 발생 방향에 영향을 제공하여, 기판 처리 공정시에 플라즈마 밀도가 챔버의 가운데 부분은 물론 주변 영역까지 전체적으로 균일하게 형성될 수 있다. 또한 구획 프레임(25) 주변에 에디 커런트(eddy current)가 형성되어 균일한 플라즈마 형성에 영향을 미치게 된다. 결국 상기한 바와 같은 리드 프레임(20) 및 안테나(40) 배치 구조에 의해 공정 성능 향상에 기여할 수 있게 된다.The arrangement structure of the lead frame 20 and the antenna 40 as described above, affects the direction of plasma generation in the chamber by the arrangement structure of the plurality of peripheral windows and antennas around the center window of the lead frame, thereby providing a substrate In the treatment process, the plasma density may be uniformly formed throughout the center of the chamber as well as the peripheral region. In addition, an eddy current is formed around the partition frame 25 to affect uniform plasma formation. As a result, the arrangement of the lead frame 20 and the antenna 40 as described above may contribute to process performance improvement.

도 4는 상기와 다른 실시예의 안테나 배치 구조를 보여준다.Figure 4 shows an antenna arrangement structure of another embodiment different from the above.

도 4에 예시된 안테나(40')는, 중앙 안테나(41') 및 주변 안테나(45')가 도 3에 예시된 중앙 안테나(41) 및 주변 안테나(45)와 반대 방향으로 설치된다.In the antenna 40 'illustrated in FIG. 4, the center antenna 41' and the peripheral antenna 45 'are provided in the opposite directions from the center antenna 41 and the peripheral antenna 45 illustrated in FIG.

그리고 4개의 주변 안테나(45')는 하나의 도입선에서 두 개로 분기된 구조로 1 쌍(45a)을 이루면서, 4개의 주변 윈도우(30B)에 전체적으로 4쌍의 주변 안테나(45')가 코일형 구조로 배치되어 구성된다.
In addition, the four peripheral antennas 45 'form one pair 45a in a structure divided into two at one lead line, and the four pairs of peripheral antennas 45' are coiled in four peripheral windows 30B. It is arranged and configured as.

다음, 상기한 바와 같은 리드 프레임(20) 구조를 갖는 기판 처리 장치에서, 공정 가스 도입 및 분사 구조에 대하여, 주로 도 5 내지 도 10을 참조하여, 설명한다.Next, in the substrate processing apparatus having the lead frame 20 structure as described above, the process gas introduction and injection structure will be mainly described with reference to FIGS. 5 to 10.

본 발명은, 상기 중앙 윈도우(30A)를 구획하는 구획 프레임(25)에 샤워헤드(61; 도 7 참조) 구조를 구성하여 공정 가스가 분사되도록 구성된다. 즉, 중앙 윈도우(30A)가 사각 구조로 형성되므로, 이를 구획하는 네 변의 구획 프레임(25)에 샤워헤드(61)를 구성하여 공정 가스가 분사될 수 있도록 구성되는 것이다.The present invention is configured such that a process gas is injected by forming a showerhead 61 (see FIG. 7) structure in a partition frame 25 partitioning the center window 30A. That is, since the center window 30A is formed in a rectangular structure, the shower head 61 is configured in the four partition frames 25 for partitioning the central window 30A so that the process gas can be injected.

도 7은 리드 프레임(20)의 중앙 부분을 아래에서 본 도면으로서, 이를 참조하여 샤워헤드(61) 구조를 설명한다.FIG. 7 is a view illustrating the central portion of the lead frame 20 from below, and describes the structure of the showerhead 61 with reference to the drawing.

각 변을 구성하는 구획 프레임(25)에는 다수의 분사구(62a)들이 규칙적으로 배열된 샤워헤드(61)가 구성된다. 도 7에서는 중앙 윈도우(30A)의 모서리 부근을 제외하고 네 변 쪽에서 각각 공정 가스를 분사할 수 있도록 샤워헤드(61)가 구성된 구조를 예시하고 있다.The partition frame 25 constituting each side is provided with a shower head 61 in which a plurality of injection holes 62a are regularly arranged. FIG. 7 illustrates a structure in which the showerhead 61 is configured to inject process gases from four sides except near the edge of the center window 30A.

이러한 샤워헤드(61)의 구성은, 구획 프레임(25)의 각 변의 밑부분에 공정 가스가 통과하는 홈부(63; 도 6 참조)를 형성하고, 이 홈부(63)의 바깥쪽에 분사구(62a)들이 형성된 샤워헤드 플레이트(62)를 조립하는 방식으로 구성하는 것이 바람직하다.The configuration of such a showerhead 61 forms a groove portion 63 (see FIG. 6) through which process gas passes at the bottom of each side of the partition frame 25, and an injection hole 62a outside the groove portion 63. It is preferable to configure in such a manner that the showerhead plate 62 is formed.

도 8 내지 도 10은, 샤워헤드 플레이트(62)를 포함한 구획 프레임(25)의 횡방향 단면도로서, 이를 참조하여 샤워헤드(61) 분사 구조의 여러 실시예들을 설명한다.8 to 10 are cross-sectional side views of the partition frame 25 including the showerhead plate 62, with reference to which to illustrate various embodiments of the showerhead 61 spraying structure.

샤워헤드(61) 분사 구조는, 구획 프레임(25)의 밑면에 분사면(62b)을 구성하는데, 이때, 도 8에 도시된 바와 같이 분사면(62b)이 수평 구조로 형성된 구조로 형성하고, 분사구(62a)는 수직 방향으로 구성할 수 있다. The shower head 61 spraying structure forms a spraying surface 62b on the bottom surface of the partition frame 25, wherein the spraying surface 62b is formed in a horizontal structure as shown in FIG. The injection port 62a can be comprised in the vertical direction.

또한 도 9에 도시된 바와 같이 분사면(62b')이 라운드 구조(반원형, 반타원형 등)로 형성하고, 분사구(62a')는 라운드형 분사면에 방사형 구조로 퍼지는 구조로 형성하는 것도 가능하다. 이와 같이 라운드형 분사면(62b') 및 방사형 분사구(62a')의 구성은, 간단한 구조로 공정 가스가 챔버 내에 균일하게 퍼지면서 분사될 수 있도록 하여 공정 효율의 향상을 도모할 수 있게 된다.In addition, as shown in FIG. 9, the injection surface 62b 'may be formed in a round structure (semi-circular, semi-elliptic, etc.), and the injection hole 62a' may be formed in a structure that spreads in a radial structure on the round injection surface. . The configuration of the round spray surface 62b 'and the radial spray port 62a' as described above allows the process gas to be uniformly spread in the chamber with a simple structure, thereby improving the process efficiency.

또한, 도 10에 도시된 바와 같이 구획 프레임(25)의 밑면뿐만 아니라 측면에도 분사면(62b")을 구성하여, 밑면과 측면에 각각 분사구(62a")를 형성하는 구성도 가능하다. 이때, 측면 분사구(62a")는 중앙 윈도우(30A) 쪽으로 공정 가스가 분사되게 구성하는 것이 바람직하다.In addition, as illustrated in FIG. 10, the injection surface 62b ″ may be formed not only on the bottom surface of the partition frame 25 but also on the side surface thereof, so that the injection hole 62a ″ may be formed on the bottom surface and the side surface, respectively. At this time, the side injection port (62a ") is preferably configured such that the process gas is injected toward the center window (30A).

이제, 상기한 바와 같이 구성되는 여러 실시예의 샤워헤드(61)에 공정 가스를 공급하는 구조에 대하여, 도 5와 도 6 등을 참조하여 설명한다.Now, a structure for supplying the process gas to the showerhead 61 of the various embodiments configured as described above will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

공정 가스 공급 구조는 실시 조건에 따라 다양하게 구성할 수 있으나, 본 실시에서는 중앙 윈도우(30A)의 네 모서리 부근에 가스 유입구(64; 도 6 참조)를 구성하고, 이 가스 유입구(64)가 형성된 구획 프레임(25)의 상부에 가스 도입관(65)이 수직으로 연결된 구조를 예시하고 있다.The process gas supply structure may be configured in various ways according to the implementation conditions, but in this embodiment, a gas inlet 64 (see FIG. 6) is formed near four corners of the center window 30A, and the gas inlet 64 is formed. The structure in which the gas introduction pipe 65 is vertically connected to the upper part of the partition frame 25 is illustrated.

이때, 하나의 가스 도입관(65)을 통해 공급된 가스는, 중앙 윈도우(30A)의 모서리를 중심으로 구획 프레임에 형성된 유로의 경로에 따라 어느 한 쪽 방향, 또는 양쪽 방향으로 공급되게 구성될 수 있다. 이때, 양쪽 방향으로 유동하도록 구성된 경우에, 각 변에서 유로를 구성하는 홈부(63)의 가운데 부분에 차단벽을 형성하는 것도 가능하다.In this case, the gas supplied through one gas introduction pipe 65 may be configured to be supplied in one or both directions depending on the path of the flow path formed in the partition frame about the edge of the center window 30A. have. At this time, when it is comprised so that it may flow in both directions, it is also possible to form a blocking wall in the center part of the groove part 63 which comprises a flow path in each side.

중앙 윈도우(30A)의 네 모서리에 가스 도입관(65)이 설치되므로, 절연판(31)을 고정하는 고정지그(26,29)와 간섭 없이 가스 공급 구조를 구성할 수 있다.Since the gas introduction pipes 65 are installed at four corners of the center window 30A, the gas supply structure can be configured without interference with the fixing jigs 26 and 29 fixing the insulating plates 31.

참조 번호 65a, 65b는, 가스 도입관(65)의 플랜지부로서, 상부 플랜지부(65a)는 챔버의 상측 커버 구조물 등에 고정되고, 하부 플랜지부(65b)는 리드 프레임(20)에 고정된다. Reference numerals 65a and 65b denote flanges of the gas introduction pipe 65. The upper flange portion 65a is fixed to the upper cover structure of the chamber and the like, and the lower flange portion 65b is fixed to the lead frame 20.

이와 같이, 중앙 윈도우(30A)를 중심으로 모두 네 개의 가스 도입관(65)이 구성되는데, 도 5를 참조하면, 네 개의 가스 도입관(65)에 가스를 공급하는 하나의 가스 공급 파이프(66a)는 두 개의 제1공급관(66b)로 분기되고, 이 제1공급관(66b)은 다시 두 개의 제2공급관(66c)으로 분기된 후에, 각 제2공급관(66c)이 각 가스 도입관(65)에 연결된 구조로 구성할 수 있다.As such, four gas introduction pipes 65 are formed around the center window 30A. Referring to FIG. 5, one gas supply pipe 66a for supplying gas to the four gas introduction pipes 65 is provided. ) Is branched into two first supply pipes 66b, and the first supply pipe 66b is again branched into two second supply pipes 66c, and then each second supply pipe 66c is connected to each gas introduction pipe 65. It can be configured as a structure connected to).

한편, 상기에서는 샤워 헤드(61)가 사각 링 구조로 배치된 구성을 예시하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 리드 프레임(20)의 구조에 따라 샤워 헤드(61)를 오각 또는 육각 배치 구조로 다양하게 변형하여 실시하는 것도 가능하다.
Meanwhile, in the above, the shower head 61 has been described with an example in which the rectangular ring structure is disposed. However, the configuration is not limited thereto, and the shower head 61 may be pentagonally or hexagonally arranged according to the structure of the lead frame 20. It is also possible to carry out various modifications.

다음, 상기한 안테나(40)의 냉각 구조 및 절연판(31) 히팅 구조에 대하여, 도 11 내지 도 14를 참조하여 설명한다.Next, the cooling structure of the antenna 40 and the heating structure of the insulating plate 31 will be described with reference to FIGS. 11 to 14.

절연판(31)을 히팅하는 구조는, 절연판(31)의 상부에 가열 공기를 분사할 수 있는 히팅 튜브(71)가 구성된다.In the structure which heats the insulating plate 31, the heating tube 71 which can inject heating air in the upper part of the insulating plate 31 is comprised.

히팅 튜브(71)의 배치 구조는 절연판(31)을 전체적으로 균일하게 가열할 수 있는 구조이면, 실시 조건에 따라 적절하게 설계하여 구성할 수 있다. 본 실시예의 도면에서는 각 주변 윈도우(30B)에 2개씩의 히팅 라인이 형성되고, 중앙 윈도우(30A)는 주변 윈도우(30B)에 배치된 히팅 라인을 도입하여 절연판(31)을 가열할 수 있는 구조를 예시하고 있다. 이때 히팅 라인은 윈도우 상부에 수평 방향으로 배치되어 윈도우 방향으로 분사구들이 형성된 히팅 튜브(71)로 구성된다.If the arrangement structure of the heating tube 71 is a structure which can heat the insulating plate 31 uniformly as a whole, it can be designed and comprised suitably according to implementation conditions. In the drawing of this embodiment, two heating lines are formed in each peripheral window 30B, and the center window 30A has a structure capable of heating the insulating plate 31 by introducing a heating line disposed in the peripheral window 30B. To illustrate. At this time, the heating line is disposed in the horizontal direction on the upper window is composed of a heating tube 71 formed with injection holes in the window direction.

물론, 히팅 튜브(71)는 윈도우 상부에 배치되는 안테나들과 간섭이 발생하지 않도록 안테나 보다 낮거나 높게 배치되어 구성된다.Of course, the heating tube 71 is configured to be lower or higher than the antenna so that interference with the antennas disposed above the window does not occur.

한편, 도 11에서 히팅 튜브(71) 사이에 연결되는 히팅 라인(71a)은 다른 히팅 튜브들보다 상대적으로 작은 관경을 가진 튜브로 구성하거나, 히팅 라인(71a)을 구성하지 않을 수 있다.Meanwhile, in FIG. 11, the heating line 71a connected between the heating tubes 71 may include a tube having a smaller diameter than other heating tubes, or may not constitute the heating line 71a.

이와 같이, 절연판(31)을 가열하는 히팅 튜브(71)를 구성함으로써, 챔버(10)의 내측에서 폴리머(Polymer)가 절연판(31)에 증착되는 것을 줄일 수 있게 된다.As such, by configuring the heating tube 71 for heating the insulating plate 31, it is possible to reduce the deposition of a polymer on the insulating plate 31 inside the chamber 10.

상기 히팅 튜브(71)에 가열 공기를 공급하는 방법은, 가열 공기를 공급하는 라인을 연결하여 다양하게 구성할 수 있는데, 본 실시예에서는 보텍스 제너레이터(Vortex Generator)(73)를 이용한다. 이에 대해서는 아래에서 도 12를 참조하여 설명한다.A method of supplying heating air to the heating tube 71 may be configured in various ways by connecting a line for supplying heating air. In this embodiment, a vortex generator 73 is used. This will be described below with reference to FIG. 12.

다음, 안테나(40)를 냉각하는 구조는, 도 14에 도시된 바와 같이 각각의 안테나(40; 41, 45)를 중공의 튜브 형상으로 구성하고, 그 내부에 냉각 유체가 통과하도록 하여 안테나를 냉각한다.Next, the structure for cooling the antenna 40, as shown in Figure 14, each antenna (40; 41, 45) is configured in a hollow tube shape, the cooling fluid passes through the inside to cool the antenna do.

이때 냉각 유로의 구성은, 안테나(40) 도입부 쪽에서 안테나 내부로 냉각 유체가 유입되도록 하고, 안테나(40)의 끝단부 쪽에서 냉각유체가 배출될 수 있도록 구성한다. 안테나(40) 내부에 냉각 유체가 통과하는 회로 구성은, 널리 공지되어 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.At this time, the configuration of the cooling channel is configured to allow the cooling fluid to flow into the antenna from the antenna 40 introduction portion, and to allow the cooling fluid to be discharged from the end side of the antenna 40. Since the circuit configuration through which the cooling fluid passes inside the antenna 40 is well known, a detailed description thereof will be omitted.

다만, 본 발명의 실시예에서는, 절연판 히팅과 안테나 냉각을 보텍스 제너레이터(73)를 이용하여 동시에 실시할 수 있도록 구성되는 바, 이에 대하여 설명한다.However, in the exemplary embodiment of the present invention, since the insulating plate heating and the antenna cooling can be simultaneously performed using the vortex generator 73, the description will be given.

보텍스 제너레이터(73)는, 간단한 구조의 노즐과 원형관을 이용하여 어떠한 화학적 작용이나 연소 작용 없이 압축공기로부터 저온공기와 고온공기를 분리하는 에너지 분리 장치로서, 도 12에 예시된 바와 같이, 압축 공기가 배관을 통해 와류 관(74)으로 공급되면 1차로 보텍스 회전실(75)에 투입이 되어 초고속 회전을 하게 된다. 이 회전 공기는 뜨거운 공기 출구 쪽으로 나가게 되는데, 이때 2차 와류의 흐름은 1차 보텍스 흐름의 안쪽에 있는 보다 낮은 압력의 지역을 통과하면서 열량을 잃고 냉기 출구 쪽으로 향하게 된다. 이때, 회전하는 두 개의 공기 흐름에 있어서 내부 흐름의 공기 입자는 바깥 흐름의 공기 입자와 1회전하는 시간이 동일하므로 실제 운동 속도는 바깥 흐름보다 낮다. 이 운동 속도의 차이는 운동에너지가 줄었음을 의미하며 이 상실된 운동 에너지는 열로 변환하여 바깥 흐름의 공기의 온도를 상승시키고 내부 흐름은 더욱 더 온도가 내려간다. The vortex generator 73 is an energy separation device that separates low-temperature air from high-temperature air from compressed air without any chemical or combustion action by using a nozzle and a circular tube having a simple structure. As illustrated in FIG. 12, compressed air When supplied to the vortex tube 74 through the pipe is first put into the vortex rotation chamber 75 is to perform a super fast rotation. This rotating air exits to the hot air outlet, where the secondary vortex flow loses heat and is directed towards the cold air outlet as it passes through the lower pressure region inside the primary vortex flow. In this case, in the two rotating air streams, the air particles of the inner flow have the same rotational time as the air particles of the outer flow, so the actual movement speed is lower than that of the outer flow. This difference in kinetic velocity means that the kinetic energy is reduced, and this lost kinetic energy is converted to heat, raising the temperature of the air in the outer stream and lowering the temperature in the inner stream.

이러한 보텍스 제너레이터(73)의 양쪽에 상기 히팅 튜브(71)와 안테나(40)의 냉각 유로에 각각 연결함으로써, 간단한 구조 도입으로 절연판(31)을 히팅하고, 안테나(40)를 동시에 냉각할 수 있는 구조를 실현할 수 있게 된다.By connecting each of the vortex generators 73 to the cooling passages of the heating tube 71 and the antenna 40, respectively, the insulation plate 31 can be heated by the introduction of a simple structure, and the antenna 40 can be cooled simultaneously. The structure can be realized.

한편, 상기에서는 가열 공기 및 냉각 공기를 제공하는 수단으로 보텍스 제너레이터를 예시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다른 냉각기의 구성 또는 별도의 가열공기 공급수단과 냉각공기 공급수단을 이용하여 구성하는 것도 가능하다.
In the above description, the vortex generator is exemplified as a means for providing heating air and cooling air, but is not necessarily limited thereto. Alternatively, the vortex generator may be configured using another cooler or using separate heating air supply means and cooling air supply means. Do.

다음, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 챔버 내벽 부분의 에너지 손실을 최소화하고, 플라즈마의 균일성을 확보할 수 있도록 하는 에너지 손실 저감 구조에 대하여, 도 15 내지 도 19를 참고하여 설명한다.Next, an energy loss reduction structure for minimizing energy loss of the chamber inner wall portion and ensuring plasma uniformity in the substrate processing apparatus according to the present invention as described above will be described with reference to FIGS. 15 to 19. do.

도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 챔버(10)의 벽면에 라이너 프로텍터(liner protector)(81)가 설치된다. 이때 라이너 프로텍터(81)는 챔버(10)의 코너 부분을 포함하여 챔버의 벽면에 밀착되게 설치된다.As shown in FIGS. 15 and 16, a liner protector 81 is installed on the wall surface of the chamber 10. At this time, the liner protector 81 is installed to be in close contact with the wall surface of the chamber including the corner portion of the chamber 10.

도 15는 앞서 설명한 리드 프레임(20)의 내측 벽면(도 1의 'W'부분)에, 코너 부분을 중심으로 양쪽 벽면으로 이어지게 라이너 프로텍터(81)가 설치된 구성을 보여주고 있다.FIG. 15 illustrates a configuration in which the liner protectors 81 are installed on the inner wall surface (the 'W' portion of FIG. 1) of the lead frame 20 described above and connected to both wall surfaces around the corner portion.

도 16은 리드 프레임(20) 안쪽에 상기한 구획 프레임(25; 도 2 등 참조)이 형성되지 않은 경우, 또는 리드 프레임 쪽이 아닌 챔버(10) 본체의 내부에 라이너 프로텍터(81)가 설치된 구성을 보여준다. 이때, 라이너 프로텍터(81)는, 라이너 또는 프로텍터라고도 불리는 구성 부분으로서, 'L'자형 구조로 형성되어 챔버(10)의 코너부에 설치되는 코너 프로텍터(82)와, 평면형 구조로 형성되어 챔버(10)의 벽면에 설치되는 벽면 프로텍터(83)로 이루어질 수 있다.16 is a case in which the above-described partition frame 25 (see FIG. 2, etc.) is not formed inside the lead frame 20 or the liner protector 81 is installed inside the main body of the chamber 10 instead of the lead frame side. Shows. At this time, the liner protector 81 is a constituent part, also referred to as a liner or protector, is formed in an 'L' shape structure and is installed in a corner portion of the chamber 10 and is formed in a planar structure. 10 may be formed of a wall protector 83 installed on the wall surface.

상기 라이너 프로텍터(81)는 알루미늄 소재에 표면을 아노다이징 처리하여 구성할 수 있다. The liner protector 81 may be configured by anodizing a surface of aluminum material.

또한 도 16에 예시된 실시예에서 라이너 프로텍터(81)는 코너 프로텍터(82)만 알루미늄 소재에 표면을 아노다이징 처리하여 구성할 수도 있다. 이때 벽면 프로텍터(83)는 세라믹 재질을 코팅하여 구성할 수도 있다.In addition, in the embodiment illustrated in FIG. 16, the liner protector 81 may be configured by anodizing a surface of the aluminum protector only on the corner protector 82. At this time, the wall protector 83 may be configured by coating a ceramic material.

이때, 코너 프로텍터(82)와 벽면 프로텍터(83)는 상호 조립되는 부분은 계단형 구조로 상호 접합되도록 하여, 챔버의 벽면에 높이차가 형성되지 않도록 구성되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the corner protector 82 and the wall protector 83 are configured to be joined to each other in a stepped structure so that the height difference is not formed on the wall surface of the chamber.

상기 코너 프로텍터(82)는, 도 17의 'C' 부분과 같이, 안쪽 코너 부분이 챔버의 벽면에 대하여 경사면으로 구성되는 것도 가능하다.In the corner protector 82, the inner corner portion may be configured as an inclined surface with respect to the wall surface of the chamber, as in the 'C' portion of FIG.

다음, 본 발명의 에너지 손실 저감 구조에서는, 상기 코너 프로텍터(82)의 후방에서 챔버의 벽을 관통하는 홀(12)이 형성되고, 이 홀(12)에 코너 프로텍터(82)에 전기적으로 연결되는 커패시터(Capacitor)(85)가 설치된다. 이때 커패시터(85)는 외부 회로와 연결되거나 접지되게 구성된다.Next, in the energy loss reduction structure of the present invention, a hole 12 penetrating the wall of the chamber behind the corner protector 82 is formed, and the hole 12 is electrically connected to the corner protector 82. Capacitor 85 is provided. At this time, the capacitor 85 is configured to be connected to an external circuit or grounded.

커패시터는, 도 15 내지 도 17에서와 같이, 하나가 상기 챔버(10)의 코너를 관통하여 코너 프로텍터(82)의 뒷면에 연결되게 구성할 수 있다. 이때 챔버(10)의 코너에는 커패시터(85)가 삽입되어 장착할 수 있도록 홀(12)이 대각선 방향으로 관통되어 형성된다.As shown in FIGS. 15 to 17, one of the capacitors may be configured to be connected to the rear surface of the corner protector 82 through the corner of the chamber 10. At this time, the hole 12 is formed through the diagonal direction so that the capacitor 85 is inserted into the corner of the chamber 10.

이와는 달리, 도 18에서와 같이 상기 커패시터(85)는 복수개가 구비되어 챔버(10)의 코너를 중심으로 양쪽 벽면에서 코터 프로텍터(82)의 뒷면에 각각 연결되게 구성되는 것도 가능하다. 이때 챔버(10)의 코너 쪽 벽면에는 각각의 커패시터(85)를 삽입하여 장착할 수 있도록 홀(12)이 각각 형성된다.Alternatively, as shown in FIG. 18, a plurality of capacitors 85 may be provided and connected to the rear surface of the coater protector 82 at both walls around the corner of the chamber 10. In this case, holes 12 are formed in the corner walls of the chamber 10 so that the respective capacitors 85 can be inserted and mounted therein.

도면에 예시하지는 않았지만, 커패시터(85)가 장착되는 홀(12) 내에는 챔버의 내부를 밀봉할 수 있는 밀폐부재(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다.Although not illustrated in the drawings, a sealing member (not shown) capable of sealing the inside of the chamber is preferably provided in the hole 12 in which the capacitor 85 is mounted.

상기한 바와 같은 커패시터(85)는 코너 프로텍터(82)에 나사 결합 방식으로 연결되게 구성될 수 있다. 이때 코너 프로텍터(82)의 후방에는 보스(84)가 돌출되고, 커패시터(85)에는 나사부(86)가 구비되어, 나사부(86)가 보스(84)에 체결되게 구성되는 것이 바람직하다. 챔버의 홀(12)은 보스(84)가 끼워져 안착될 수 있도록 보스 삽입부(13)가 구비된다. The capacitor 85 as described above may be configured to be connected to the corner protector 82 in a screwed manner. At this time, it is preferable that the boss 84 protrudes behind the corner protector 82, and the capacitor 85 is provided with a threaded portion 86, so that the threaded portion 86 is fastened to the boss 84. The hole 12 of the chamber is provided with a boss insertion portion 13 so that the boss 84 can be fitted therein.

이에 따라 라이너 프로텍터(81), 보스(84) 및 나사부(86), 커패시터(85), 그리고 커패시터(85)에 연결된 외부 회로는 전기적으로 상호 연결된 구조를 갖는다.Accordingly, the liner protector 81, the boss 84 and the threaded portion 86, the capacitor 85, and the external circuit connected to the capacitor 85 have an electrically interconnected structure.

챔버(10)의 바깥쪽 벽면에는 커패시터(85)는 지지하기 위한 지지 캡(88)이 설치되는 것이 바람직하다. 지지 캡(88)은 상기 커패시터(85)가 챔버의 홀(12)에 삽입된 상태가 유지될 수 있도록 지지할 수 있는 구성이면 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.It is preferable that a support cap 88 is provided on the outer wall of the chamber 10 to support the capacitor 85. The support cap 88 may be modified in various ways as long as it can support the capacitor 85 so that the capacitor 85 is inserted into the hole 12 of the chamber.

한편, 상기 커패시터(85)는 진공 가변형 커패시터로 구성될 수 있다. 진공 가변형 커패시터는 널리 공지된 커패시터의 구성이므로 구체적인 구조 설명은 생략한다. 다만 본 발명에서 진공 가변형 커패시터는 챔버의 외측에서 용량 조절 기구(89)를 조절(회전 조절 등)하는 방식으로 커패시터의 용량을 적절하게 제어할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.On the other hand, the capacitor 85 may be composed of a vacuum variable capacitor. Since the vacuum variable capacitor is a configuration of a well-known capacitor, a detailed structure description thereof is omitted. However, in the present invention, the vacuum variable capacitor is preferably configured to appropriately control the capacitance of the capacitor in such a manner as to adjust the capacity regulating mechanism 89 outside the chamber.

이와 같이 커패시터의 용량을 조절하는 이유는 챔버(10) 내부의 플라즈마 발생 상태에 따라 그에 맞게 커패시터(85) 용량을 조절하여 최적화된 에너지 손실 저감 작동을 실현하기 위해서이다.
The reason for adjusting the capacitance of the capacitor as described above is to realize the optimized energy loss reduction operation by adjusting the capacitance of the capacitor 85 according to the plasma generation state in the chamber 10.

도 19에 도시된 바와 같이, 본 발명의 에너지 손실 저감 구조가 구비되지 않은 경우(A)에는, 챔버(10)의 벽면 및 코너 쪽 전위가 거의 제로 상태에 가깝지만, 본 발명에서와 같이 라이너 프로텍터(81)와 커패시터(85)가 설치된 경우(B)에는 챔버(10)의 코너쪽 전위가 제로보다 상당이 높게 발생하게 된다.As shown in FIG. 19, when the energy loss reduction structure of the present invention is not provided (A), the wall and corner potentials of the chamber 10 are almost close to zero, but as in the present invention, the liner protector ( 81 and the capacitor 85 are provided (B), the potential at the corner of the chamber 10 is significantly higher than zero.

따라서 본 발명에서는, 도 19의 (B)에서와 같이 전체적으로 챔버(10) 내부의 전위차가 최소화되어 챔버 내에 보다 균일한 플라즈마를 발생시킬 수 있고, 특히 그래프의 "K" 부분과 같이 챔버의 벽면에서의 에너지 손실을 줄여서, 이 에너지를 플라즈마를 발생시키는데 온전히 쓰일 수 있게 함으로써 증착 장치 또는 식각 장치의 효율 상승을 기대할 수 있게 된다.
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 19B, the potential difference inside the chamber 10 as a whole can be minimized to generate a more uniform plasma in the chamber, and particularly at the wall surface of the chamber as shown in the "K" portion of the graph. By reducing the energy loss, the energy can be used fully to generate the plasma, thereby increasing the efficiency of the deposition apparatus or the etching apparatus.

한편, 상기한 바와 같은 본 발명은 플라즈마를 이용한 기판처리장치에 모두 적용 가능하다. 예를 들면, 기판 처리 장치(Dry etcher), 화학기상 증착장치(Chemical Vapor Deposition) 등에 적용하여 이용할 수 있다.
On the other hand, the present invention as described above can be applied to both substrate processing apparatus using a plasma. For example, it can be applied to a substrate processing apparatus (Dry etcher), a chemical vapor deposition apparatus (Chemical Vapor Deposition) and the like.

상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the technical ideas described in the embodiments of the present invention can be performed independently of each other, and can be implemented in combination with each other. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications, and variations will be apparent to those skilled in the art. It is possible. Accordingly, the technical scope of the present invention should be determined by the appended claims.

Claims (7)

다각틀체의 외곽면을 구성하는 외곽 프레임과, 상기 외곽 프레임의 내부에 구비되어 중앙 윈도우와 이 중앙 윈도우 둘레의 주변 윈도우를 구분하는 구획 프레임이 구비된 리드 프레임과;
상기 구획 프레임의 밑면에는, 챔버 내부로 공정 가스를 분사할 수 있도록 다각 링 구조로 배치된 샤워 헤드가 구비된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치의 가스 공급 구조.
A lead frame including an outer frame constituting an outer surface of the polygonal frame, and a partition frame provided inside the outer frame to distinguish a central window and a peripheral window around the central window;
The bottom surface of the partition frame, the gas supply structure of the substrate processing apparatus, characterized in that provided with a shower head arranged in a polygonal ring structure to inject the process gas into the chamber.
청구항 1에 있어서,
상기 샤워 헤드는 분사면이 수평면으로 형성되고, 이 수평면에 형성된 가스 분사구가 수직 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치의 가스 공급 구조.
The method according to claim 1,
The shower head has a spray surface formed in a horizontal plane, and a gas injection hole formed in the horizontal plane is formed in a vertical direction.
청구항 1에 있어서,
상기 샤워 헤드는 분사면이 곡면으로 형성되고, 이 곡면에 형성된 가스 분사구는 방사형 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치의 가스 공급 구조.
The method according to claim 1,
The shower head has a spray surface formed in a curved surface, and the gas injection hole formed in the curved surface is formed in a radial structure gas supply structure of the substrate processing apparatus.
청구항 1에 있어서,
상기 샤워 헤드는, 상기 구획 프레임의 밑면뿐만 아니라, 중앙 윈도우 쪽 측면에도 분사면이 형성된 것 을 특징으로 하는 기판 처리 장치의 가스 공급 구조.
The method according to claim 1,
The gas showerhead of the substrate treating apparatus, wherein the shower head has a spray surface formed not only on the bottom surface of the partition frame but also on the side surface of the center window.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프레임의 외곽 프레임은 사각틀체 구조로 형성되고,
상기 샤워헤드는 사각 링 구조로 배치된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치의 가스 공급 구조.
The method according to any one of claims 1 to 4,
The outer frame of the frame is formed in a rectangular frame structure,
The shower head is a gas supply structure of the substrate processing apparatus, characterized in that arranged in a rectangular ring structure.
청구항 5에 있어서,
상기 중앙 윈도우를 구성하는 사각 모양의 구획 프레임에서, 사각의 각 모서리 부근에 가스 도입관들이 각각 연결되고, 구획 프레임의 내부 유로를 통해 상기 샤워 헤드에 공정 가스를 공급할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치의 가스 공급 구조.
The method according to claim 5,
In the quadrangular partition frame constituting the central window, the gas inlet pipes are connected to each corner of the quadrangular corner, and the substrate is configured to supply the process gas to the shower head through the inner flow path of the compartment frame Gas supply structure of the processing unit.
챔버 내에 공정 가스를 분사할 수 있도록 샤워 헤드가 구비되고,
상기 샤워 헤드는 분사면이 곡면으로 형성되고, 이 곡면에 형성된 가스 분사구는 방사형 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치의 가스 공급 구조.
The shower head is provided to inject the process gas into the chamber,
The shower head has a spray surface formed in a curved surface, and the gas injection hole formed in the curved surface is formed in a radial structure gas supply structure of the substrate processing apparatus.
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