KR20130026916A - Apparatus for treating substrate - Google Patents

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세메스 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A substrate processing apparatus is provided to improve substrate processing efficiency by minimally exhausting plasma gas. CONSTITUTION: A process chamber(100) provides a space for processing a substrate. A substrate support unit is located in the process chamber and supports the substrate. A gas supply unit(300) supplies process gas to the process chamber. An exhaust member(500) exhausts the process gas from the process chamber to the outside. An induction member(600) induces a process gas flow to input the process gas from the process chamber to the exhaust member along a zigzag moving path. The moving path is formed between the inner side of the process chamber and the substrate support unit.

Description

기판 처리 장치{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}Substrate Processing Unit {APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}

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

플라스마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성되며, 이온이나 전자, 라디칼등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말한다. 반도체 소자 제조 공정은 플라스마를 사용하여 식각 공정을 수행한다. 식각 공정은 플라스마에 함유된 이온 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다.Plasma is an ionized gas that is produced by very high temperatures, strong electric fields, or RF electromagnetic fields, and consists of ions, electrons, and radicals. The semiconductor device fabrication process employs a plasma to perform the etching process. The etching process is performed by colliding the ion particles contained in the plasma with the substrate.

식각 공정은 공정 챔버 내부에서 수행된다. 공정 챔버 내부로 공정 가스가 공급되고, 안테나가 공정 챔버 내부에 고주파 전력을 인가하여 공정가스를 플라스마 상태로 여기시킨다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 공정 가스는 배기 부재를 통해 공정 챔버 외부로 배기된다. 배기 과정에서, 기판 처리에 제공되는 플라스마도 함께 공정 챔버 외부로 배기되므로, 기판 처리 효율이 낮다.The etching process is performed inside the process chamber. The process gas is supplied into the process chamber, and the antenna applies high frequency power to the process chamber to excite the process gas into a plasma state. Reaction by-products and process gases generated during the process are exhausted out of the process chamber through the exhaust member. In the exhaust process, the plasma provided for the substrate processing is also exhausted to the outside of the process chamber, so that the substrate processing efficiency is low.

본 발명의 실시예들은 기판 처리 효율을 향상시킬 수 있는 장치를 제공한다.Embodiments of the present invention provide an apparatus capable of improving substrate processing efficiency.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 내부에 공간이 형성된 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 기판을 지지하는 기판 지지부; 상기 공정 챔버 내부에 공정 가스를 공급하는 가스 공급부; 상기 공정 챔버 내부에 머무르는 공정 가스를 상기 공정 챔버 외부로 배기하는 배기부재; 및 상기 공정 챔부 내부에 위치하며, 상기 공정 챔버 내부에 머무르는 상기 공정 가스가 지그재그형상의 이동경로를 따라 상기 배기부재에 유입되도록 상기 공정 가스의 흐름을 유도하는 유도부재를 포함한다.A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a process chamber having a space formed therein; A substrate support part located in the process chamber and supporting a substrate; A gas supply unit supplying a process gas into the process chamber; An exhaust member for exhausting the process gas remaining in the process chamber to the outside of the process chamber; And an induction member positioned inside the process chamber and inducing the flow of the process gas so that the process gas staying in the process chamber flows into the exhaust member along a zigzag-shaped movement path.

또한, 상기 이동 경로는 상기 공정 챔버의 내측면과 상기 기판 지지부 사이에 형성될 수 있다.In addition, the movement path may be formed between the inner surface of the process chamber and the substrate support.

또한, 상기 유도부재는 상기 공정 가스가 흐르는 제1개구를 형성하는 제1유도판; 및 상기 제1유도판의 하부에 위치하며, 상기 제1개구를 통과한 공정 가스가 흐르는 제2개구를 형성하는 제2유도판을 포함하며, 상기 제1개구는 상하방향으로 상기 제2개구와 서로 상이한 직선상에 위치할 수 있다.In addition, the induction member may include a first induction plate forming a first opening through which the process gas flows; And a second induction plate positioned below the first induction plate, the second induction plate forming a second opening through which the process gas passing through the first opening flows, wherein the first opening is in the up and down direction. May be located on a straight line different from each other.

또한, 상기 유도부재는 상기 제1유도판에 부착된 제1자석; 상기 제2유도판에 부착되며, 상기 제1자석과 마주하는 제2자석을 포함할 수 있다.In addition, the induction member may include a first magnet attached to the first induction plate; It may be attached to the second guide plate, and may include a second magnet facing the first magnet.

또한, 상기 제1유도판은 상기 기판 지지부와 이격되며 상기 기판 지지부를 둘러싸는 링 형상을 가지고, 상기 제2유도판은 상기 기판 지지부와 연결되고 상기 기판 지지부를 둘러싸며, 상기 제1유도판보다 작은 반경을 갖는 링 형상을 가지고, 상기 제1자석은 상기 제1유도판의 둘레를 따라 링 형상으로 제공되고, 상기 제2자석은 상기 제2유도판의 둘레를 따라 링 형상으로 제공될 수 있다.In addition, the first induction plate is spaced apart from the substrate support and has a ring shape surrounding the substrate support, the second induction plate is connected to the substrate support and surrounds the substrate support, than the first induction plate Has a ring shape having a small radius, the first magnet may be provided in a ring shape along the circumference of the first induction plate, the second magnet may be provided in a ring shape along the circumference of the second induction plate. .

또한, 상기 유도부재는 상기 제2유도판의 하부에 위치하며, 상기 제2개구를 통과한 공정 가스가 흐르는 제3개구를 형성하는 제3유도판; 및 상기 제3유도판에 부착되며, 상기 제2자석과 마주하는 제3자석을 더 포함하되, 상기 제3개구는 상하방향으로 상기 제1개구와 동일직선상에 위치할 수 있다.In addition, the induction member is located in the lower portion of the second induction plate, the third induction plate forming a third opening through which the process gas passing through the second opening; And a third magnet attached to the third induction plate and facing the second magnet, wherein the third opening may be located in the same line as the first opening in the vertical direction.

본 발명의 실시예들에 의하면, 플라스마 가스의 배기가 최소화되므로 기판 처리 효율이 향상될 수 있다.According to embodiments of the present invention, since the exhaust of plasma gas is minimized, substrate processing efficiency may be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A'선에 따른 도면이다.
도 3은 도 1의 일부 영역을 확대하여 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따가 공정 가스가 배기되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 유도 부재에서 공정 가스가 이동하는 모습을 나타내는 도면이다.1 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view along the line AA ′ of FIG. 1.
3 is an enlarged view of a partial region of FIG. 1.
4 is a view showing a process gas is exhausted according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view illustrating a process gas moving in the induction member of FIG. 4.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, a substrate processing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 플라스마를 이용하여 기판(W)을 처리한다. 기판 처리 장치(10)는 공정 챔버(100), 기판 지지부(200), 가스 공급부(300), 플라스마 생성부(400), 배기부재(500), 그리고 유도 부재(600)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the substrate processing apparatus 10 processes the substrate W using plasma. The substrate processing apparatus 10 includes a process chamber 100, a substrate support 200, a gas supply 300, a plasma generator 400, an exhaust member 500, and an induction member 600.

공정 챔버(100)는 기판(W) 처리 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 공정 챔버(100)는 몸체(110), 밀폐 커버(120), 그리고 라이너(130)를 포함한다.The process chamber 100 provides a space in which a substrate W processing process is performed. The process chamber 100 includes a body 110, a hermetic cover 120, and a liner 130.

몸체(110)에는 상면이 개방된 공간이 내부에 형성된다. 몸체(110)의 내부 공간은 기판(W) 처리 공정이 수행되는 공간으로 제공된다. 몸체(110)는 금속 재질로 제공된다. 몸체(100)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 몸체(110)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성된다. 배기홀(102)은 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 몸체의 내부 공간에 머무르는 가스가 몸체(110) 외부로 배기되는 통로를 제공한다.The body 110 has a space having an open upper surface therein. The inner space of the body 110 is provided as a space in which the substrate (W) treatment process is performed. Body 110 is provided with a metal material. The body 100 may be provided of aluminum material. An exhaust hole 102 is formed in the bottom surface of the body 110. The exhaust hole 102 provides a passage through which the reaction by-products generated during the process and the gas remaining in the inner space of the body are exhausted to the outside of the body 110.

밀폐 커버(120)는 몸체(110)의 개방된 상면을 덮는다. 밀폐 커버(120)는 판 형상으로 제공되며, 몸체(110)의 내부공간을 밀폐시킨다. 밀폐 커버(120)는 몸체(110)와 상이한 재질로 제공될 수 있다. 밀폐 커버(120)는 유전체(dielectric substance)로 제공될 수 있다.The sealing cover 120 covers the open upper surface of the body 110. The sealing cover 120 is provided in a plate shape and seals the internal space of the body 110. The sealing cover 120 may be provided with a material different from that of the body 110. The hermetic cover 120 may be provided as a dielectric substance.

라이너(130)는 몸체(110) 내부에 제공된다. 라이너(130)는 상면 및 하면이 개방된 공간이 내부에 형성된다. 라이너(130)는 원통 형상으로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 몸체(110)의 내측면에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 라이너(130)는 몸체(110)의 내측면을 따라 제공된다. 라이너(130)의 상단에는 지지 링(131)이 형성된다. 지지 링(131)은 링 형상의 판으로 제공되며, 라이너(130)의 둘레를 따라 라이너(130)의 외측으로 돌출된다. 지지 링(131)은 몸체(110)의 상단에 놓이며, 라이너(130)를 지지한다. 라이너(130)는 몸체(110)와 동일한 재질로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 몸체(110) 내측면을 보호한다. 공정 가스가 여기되는 과정에서 공정 챔버(100) 내부에는 아크(Arc) 방전이 발생될 수 있다. 아크 방전은 주변 장치들을 손상시킨다. 라이너(130)는 몸체(110)의 내측면을 보호하여 몸체(110)의 내측면이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지한다. 라이너(130)는 몸체(110)에 비하여 비용이 저렴하고, 교체가 용이하다. 따라서, 아크 방전으로 라이너(130)이 손상될 경우, 새로운 라이너로 교체할 수 있다.The liner 130 is provided inside the body 110. The liner 130 has a space in which the upper surface and the lower surface are opened. The liner 130 may be provided in a cylindrical shape. The liner 130 may have a radius corresponding to the inner side surface of the body 110. The liner 130 is provided along the inner side of the body 110. At the upper end of the liner 130, a support ring 131 is formed. The support ring 131 is provided in the form of a ring and projects outwardly of the liner 130 along the periphery of the liner 130. The support ring 131 is placed on top of the body 110 and supports the liner 130. The liner 130 may be provided of the same material as the body 110. The liner 130 may be made of aluminum. The liner 130 protects the inner surface of the body 110. An arc discharge may occur in the process chamber 100 while the process gas is excited. Arc discharge damages peripheral devices. The liner 130 protects the inner surface of the body 110 to prevent the inner surface of the body 110 from being damaged by arc discharge. The liner 130 is less expensive than the body 110 and is easy to replace. Therefore, when the liner 130 is damaged by the arc discharge, it can be replaced with a new liner.

몸체(110)의 내부에는 기판 지지부(200)가 위치한다. 기판 지지부(200)는 기판(W)을 지지한다. 기판 지지부(200)는 정전기력을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척을 포함한다.The substrate support part 200 is positioned inside the body 110. The substrate support part 200 supports the substrate (W). The substrate support part 200 includes an electrostatic chuck that adsorbs the substrate W by using electrostatic force.

정전 척(200)은 유전판(210), 하부 전극(220), 히터(230), 지지판(240), 그리고 절연판(270)을 포함한다.The electrostatic chuck 200 includes a dielectric plate 210, a lower electrode 220, a heater 230, a support plate 240, and an insulating plate 270.

유전판(210)은 정전 척(200)의 상단부에 위치한다. 유전판(210)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공된다. 유전판(210)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 유전판(210)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 갖는다. 때문에, 기판(W) 가장자리영역은 유전판(210)의 외측에 위치한다. 유전판(210)에는 제1공급 유로(211)가 형성된다. 제1공급 유로(211)는 유전판(210)의 상면으로부터 저면으로 제공된다. 제1공급 유로(211)는 서로 이격하여 복수개 형성되며, 기판(W)의 저면으로 열전달 매체가 공급되는 통로로 제공된다.The dielectric plate 210 is located at the upper end of the electrostatic chuck 200. The dielectric plate 210 is provided as a dielectric substance. A substrate W is placed on the upper surface of the dielectric plate 210. The upper surface of the dielectric plate 210 has a smaller radius than the substrate W. [ Therefore, the edge region of the substrate W is located outside the dielectric plate 210. The first supply channel 211 is formed in the dielectric plate 210. The first supply passage 211 is provided from the top surface of the dielectric plate 210 to the bottom surface. A plurality of first supply passages 211 are formed to be spaced apart from each other, and are provided as a passage through which a heat transfer medium is supplied to the bottom surface of the substrate W.

유전판(210)의 내부에는 하부 전극(220)과 히터(230)가 매설된다. 하부 전극(220)은 히터(230)의 상부에 위치한다. 하부 전극(220)은 외부 전원(미도시)과 전기적으로 연결된다. 외부 전원은 직류 전원을 포함한다. 하부 전극(220)에 인가된 직류 전류에 의해 하부 전극(220)과 기판(W) 사이에는 전기력이 작용하며, 전기력에 의해 기판(W)은 유전판(210)에 흡착된다.A lower electrode 220 and a heater 230 are buried in the dielectric plate 210. The lower electrode 220 is located on the upper portion of the heater 230. The lower electrode 220 is electrically connected to an external power source (not shown). The external power supply includes a DC power supply. An electric force acts between the lower electrode 220 and the substrate W by the direct current applied to the lower electrode 220, and the substrate W is absorbed by the dielectric plate 210 by the electric force.

히터(230)는 외부 전원(미도시)과 전기적으로 연결된다. 히터(230)는 외부 전원에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 유전판(210)을 통해 기판(W)으로 전달된다. 히터(230)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 소정 온도로 유지된다. 히터(230)는 나선 형상의 코일을 포함한다. 히터(230)는 균일한 간격으로 유전판(210)에 매설될 수 있다.The heater 230 is electrically connected to an external power source (not shown). The heater 230 generates heat by resisting a current applied from an external power source. The generated heat is transferred to the substrate W through the dielectric plate 210. The substrate W is maintained at a predetermined temperature by the heat generated in the heater 230. The heater 230 includes a helical coil. The heaters 230 may be embedded in the dielectric plate 210 at regular intervals.

유전판(210)의 하부에는 지지판(240)이 위치한다. 유전판(210)의 저면과 지지판(240)의 상면은 접착제(236)에 의해 접착될 수 있다. 지지판(240)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 지지판(240)의 상면은 중심 영역이 가장자리영역보다 높게 위치되도록 단차질 수 있다. 지지판(240)의 상면 중심 영역은 유전판(210)의 저면에 상응하는 면적을 가지며, 유전판(210)의 저면과 접착된다. 지지판(240)에는 제1순환 유로(241), 제2순환 유로(242), 그리고 제2공급 유로(243)가 형성된다.The support plate 240 is positioned below the dielectric plate 210. The bottom surface of the dielectric plate 210 and the top surface of the support plate 240 may be bonded by the adhesive 236. The support plate 240 may be provided of aluminum material. The upper surface of the support plate 240 may be stepped so that the center region is positioned higher than the edge region. The top center region of the support plate 240 has an area corresponding to the bottom of the dielectric plate 210 and is bonded to the bottom of the dielectric plate 210. The support plate 240 is provided with a first circulation passage 241, a second circulation passage 242, and a second supply passage 243.

제1순환 유로(241)는 열전달 매체가 순환하는 통로로 제공된다. 제1순환 유로(241)는 지지판(240) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제1순환 유로(241)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제1순환 유로(241)들은 서로 연통될 수 있다. 제1순환 유로(241)들은 동일한 높이에 형성된다.The first circulation passage 241 is provided as a passage through which the heat transfer medium circulates. The first circulation channel 241 may be formed in a spiral shape in the support plate 240. Alternatively, the first circulation channel 241 may be arranged such that ring-shaped channels having different radii have the same center. Each of the first circulation passages 241 may communicate with each other. The first circulation passages 241 are formed at the same height.

제2공급 유로(243)는 제1순환 유로(241)부터 상부로 연장되며, 지지판(240)의 상면으로 제공된다. 제2공급 유로(243)는 제1공급 유로(211)에 대응하는 개수로 제공되며, 제1순환 유로(241)와 제1공급 유로(211)를 연결한다. 제1순환 유로(241)를 순환하는 열전달 매체는 제2공급 유로(243)와 제1공급 유로(211)를 순차적으로 거쳐 기판(W) 저면으로 공급된다. 열전달 매체는 플라스마에서 기판(W)으로 전달된 열이 정전 척(200)으로 전달되는 매개체 역할을 한다. 플라스마에 함유된 이온 입자들은 정전 척(200)에 형성된 전기력에 끌려 정전 척(200)으로 이동하며, 이동하는 과정에서 기판(W)과 충돌하여 식각 공정을 수행한다. 이온 입자들이 기판(W)에 충돌하는 과정에서 기판(W)에는 열이 발생한다. 기판(W)에서 발생된 열은 기판(W) 저면과 유전판(210)의 상면 사이 공간에 공급된 열전달 가스를 통해 정전 척(200)으로 전달된다. 이에 의해, 기판(W)은 설정온도로 유지될 수 있다. 열전달 매체는 불활성 가스를 포함한다. 실시예에 의하면, 열전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함한다. The second supply flow passage 243 extends upward from the first circulation flow passage 241 and is provided on the upper surface of the support plate 240. The second supply flow path 243 is provided in a number corresponding to the first supply flow path 211, and connects the first circulation flow path 241 and the first supply flow path 211. The heat transfer medium circulating in the first circulation channel 241 is sequentially supplied to the bottom surface of the substrate W through the second supply channel 243 and the first supply channel 211. The heat transfer medium serves as a medium through which heat transferred from the plasma to the substrate W is transferred to the electrostatic chuck 200. The ion particles contained in the plasma are attracted by the electric force formed in the electrostatic chuck 200 to move to the electrostatic chuck 200, and in the process of moving, the ion particles collide with the substrate W to perform an etching process. Heat is generated in the substrate W while the ion particles collide with the substrate W. Heat generated in the substrate W is transferred to the electrostatic chuck 200 through the heat transfer gas supplied to the space between the bottom surface of the substrate W and the top surface of the dielectric plate 210. As a result, the substrate W can be maintained at a set temperature. The heat transfer medium includes an inert gas. According to an embodiment, the heat transfer medium comprises helium (He) gas.

제2순환 유로(242)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공된다. 냉각 유체는 제2순환 유로(242)를 따라 순환하며 지지판(240)을 냉각한다. 지지판(240)의 냉각은 유전판(210)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킨다. 제2순환 유로(242)는 지지판(240) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제2순환 유로(242)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제2순환 유로(242)들은 서로 연통될 수 있다. 제2순환 유로(242)는 제1순환 유로(241)보다 큰 단면적을 가질 수 있다. 제2순환 유로(242)들은 동일한 높이에 형성된다. 제2순환 유로(242)는 제1순환 유로(241)의 하부에 위치될 수 있다.The second circulation passage 242 is provided as a passage through which the cooling fluid circulates. The cooling fluid circulates along the second circulation channel 242 and cools the support plate 240. Cooling of the support plate 240 cools the dielectric plate 210 and the substrate W together to maintain the substrate W at a predetermined temperature. The second circulation channel 242 may be formed in a spiral shape in the support plate 240. Alternatively, the second circulation channel 242 may be arranged such that ring-shaped channels having different radii have the same center. Each of the second circulation passages 242 may communicate with each other. The second circulation channel 242 may have a larger cross-sectional area than the first circulation channel 241. The second circulation passages 242 are formed at the same height. The second circulation channel 242 may be located below the first circulation channel 241.

지지판(240)의 하부에는 절연판(270)이 제공된다. 절연판(270)은 지지판(240)에 상응하는 크기로 제공된다. 절연판(270)은 지지판(240)과 챔버(100)의 바닥면 사이에 위치한다. 절연판(270)은 절연 재질로 제공되며, 지지판(240)과 챔버(100)를 전기적으로 절연시킨다.An insulating plate 270 is provided below the support plate 240. The insulating plate 270 is provided in a size corresponding to the support plate 240. The insulating plate 270 is positioned between the support plate 240 and the bottom surface of the chamber 100. The insulating plate 270 is provided with an insulating material and electrically insulates the support plate 240 and the chamber 100.

포커스 링(280)은 정전 척(200)의 가장자리 영역에 배치된다. 포커스 링(200)은 링 형상을 가지며, 유전판(210)의 둘레를 따라 배치된다. 포커스 링(280)의 상면은 유전판(210)과 인접한 내측부가 외측부보다 낮도록 단차질 수 있다. 포커스 링(280)의 상면 내측부는 유전판(210)의 상면과 동일 높이에 위치된다. 포커스 링(280)의 상면 내측부는 유전판(210)의 외측에 위치된 기판(W)의 가장자리영역을 지지한다. 포커스 링(280)의 외측부는 기판(W) 가장자리영역을 둘러싸도록 제공된다. 포커스 링(280)은 플라스마가 형성되는 영역의 중심에 기판(W)이 위치하도록 전기장 형성 영역을 확장시킨다. 이에 의해, 기판(W)의 전체 영역에 걸쳐 플라스마가 균일하게 형성되어 기판(W)의 각 영역이 균일하게 식각될 수 있다.The focus ring 280 is disposed in an edge region of the electrostatic chuck 200. The focus ring 200 has a ring shape and is disposed along a circumference of the dielectric plate 210. The top surface of the focus ring 280 may be stepped so that the inner portion adjacent to the dielectric plate 210 is lower than the outer portion. The upper inner side of the focus ring 280 is positioned at the same height as the upper surface of the dielectric plate 210. An upper inner side portion of the focus ring 280 supports an edge region of the substrate W positioned outside the dielectric plate 210. The outer side of the focus ring 280 is provided to surround the substrate W edge region. The focus ring 280 extends the electric field forming region so that the substrate W is located at the center of the plasma forming region. As a result, the plasma may be uniformly formed over the entire area of the substrate W so that each area of the substrate W may be uniformly etched.

가스 공급부(300)는 공정 챔버(100) 내부에 공정 가스를 공급한다. 가스 공급부(300)는 가스 공급 노즐(310), 가스 공급 라인(320), 그리고 가스 저장부(330)를 포함한다. 가스 공급 노즐(310)은 밀폐 커버(120)의 중앙부에 설치된다. 가스 공급 노즐(310)의 저면에는 분사구가 형성된다. 분사구는 밀폐 커버(120)의 하부에 위치하며, 공정 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(320)은 가스 공급 노즐(310)과 가스 저장부(330)를 연결한다. 가스 공급 라인(320)은 가스 저장부(330)에 저장된 공정 가스를 가스 공급 노즐(310)에 공급한다. 가스 공급 라인(320)에는 밸브(321)가 설치된다. 밸브(321)는 가스 공급 라인(320)을 개폐하며, 가스 공급 라인(320)을 통해 공급되는 공정 가스의 유량을 조절한다.The gas supply unit 300 supplies a process gas into the process chamber 100. The gas supply unit 300 includes a gas supply nozzle 310, a gas supply line 320, and a gas storage unit 330. The gas supply nozzle 310 is installed at the center of the sealing cover 120. A jetting port is formed on the bottom surface of the gas supply nozzle 310. The injection hole is located below the airtight cover 120 and supplies a process gas into the process chamber 100. The gas supply line 320 connects the gas supply nozzle 310 and the gas storage unit 330. The gas supply line 320 supplies the process gas stored in the gas storage unit 330 to the gas supply nozzle 310. A valve 321 is installed in the gas supply line 320. The valve 321 opens and closes the gas supply line 320 and regulates the flow rate of the process gas supplied through the gas supply line 320.

플라스마 생성부(400)는 공정 챔버(100) 내부에 고주파 전력을 인가하여 공정 챔버(100) 내부에 공급된 공정 가스를 여기시킨다. 플라스마 생성부(400)는 하우징(410), 상부 전원(420), 그리고 안테나(430)를 포함한다.The plasma generation unit 400 applies high frequency power to the process chamber 100 to excite the process gas supplied to the process chamber 100. The plasma generator 400 includes a housing 410, an upper power source 420, and an antenna 430.

하우징(410)은 저면이 개방되며, 내부에 공간이 형성된다. 하우징(410)은 밀폐 커버(120)의 상부에 위치하며, 밀폐 커버(120)의 상면에 놓인다. 하우징(410)의 내부는 안테나(430)가 위치하는 공간으로 제공된다. 상부 전원(420)은 고주파 전류를 발생시킨다. 발생된 고저파 전류는 안테나(430)에 인가된다. 안테나(430)는 공정 챔버(100) 내부에 고주파 전력을 인가한다. 안테나(430)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 코일들이 동일한 중심에 위치되도록 배치될 수 있다.The housing 410 has an open bottom, and a space is formed therein. The housing 410 is positioned above the sealing cover 120 and lies on the top surface of the sealing cover 120. The interior of the housing 410 is provided as a space where the antenna 430 is located. The upper power source 420 generates a high frequency current. The generated high frequency current is applied to the antenna 430. The antenna 430 applies high frequency power inside the process chamber 100. The antenna 430 may be arranged such that ring-shaped coils having different radii are located at the same center.

배기 부재(500)는 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 공정 챔버(100)의 내부 공간에 머무르는 가스를 공정 챔버(100) 외부로 배기한다. 배기 부재(500)는 배기라인(510)과 진공 펌프(520)를 포함한다. 배기 라인(510)은 배기홀(102)과 연결되며, 반응 부산물 및 가스가 배기되는 통로를 제공한다. 진공 펌프(520)는 배기 라인(510)상에 설치되며, 배기 라인(510)에 진공압을 인가한다.The exhaust member 500 exhausts the reaction by-products generated during the process and the gas remaining in the internal space of the process chamber 100 to the outside of the process chamber 100. The exhaust member 500 includes an exhaust line 510 and a vacuum pump 520. The exhaust line 510 is connected to the exhaust hole 102 and provides a passage through which reaction byproducts and gases are exhausted. The vacuum pump 520 is installed on the exhaust line 510 and applies a vacuum pressure to the exhaust line 510.

유도 부재(600)는 공정 챔버(100) 내부에 머무르는 공정 가스가 배기 부재(500)에 유입되도록 공정 가스의 흐름을 유도한다. 유도 부재(600)는 공정 가스가 지그재그 형상의 이동경로를 따라 이동되도록 공정 가스의 흐름을 유도한다.The induction member 600 induces a flow of the process gas so that the process gas staying inside the process chamber 100 flows into the exhaust member 500. The induction member 600 induces a flow of the process gas so that the process gas moves along the zigzag moving path.

도 2는 도 1의 A-A'선에 따른 도면이고, 도 3은 도 1의 일부 영역을 확대하여 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 유도 부재(600)는 유도판(611 내지 613)과 자석(621 내지 623)을 포함한다.FIG. 2 is a view along the line AA ′ of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of a portion of FIG. 1. 1 to 3, the induction member 600 includes guide plates 611 to 613 and magnets 621 to 623.

유도판(611 내지 613)은 공정 챔버(100)의 내측면과 기판 지지부(200) 사이 공간에 위치한다. 유도판(611 내지 613)은 링 형상으로 제공되며, 기판 지지부(100)의 둘레를 따라 배치된다. 유도판(611 내지 613)은 복수개 제공되며, 상하방향으로 이격하여 배치된다. 유도판(611 내지 613)은 공정 가스가 흐르는 개구(611a 내지 613a)를 형성한다. 개구(611a 내지 613a)들은 공정 가스가 지그재그 형상의 경로로 이동되도록 위치한다. 실시예에 의하면, 3개의 유도판(611 내지 613)이 제공된다. 제1유도판(611)은 기판 지지부(200)에 인접한 내측부가 기판 지지(200)부로부터 소정 간격 이격된다. 제1유도판(611)의 외측부는 라이너(130)와 연결된다. 제1유도판(611)은 라이너(130)와 일체로 제공될 수 있다. 제1유도판(611)의 내측부와 기판 지지부(200) 사이 공간은 기판 지지부(200)의 상부에 머무르는 공정가스가 유입되는 제1개구(611a)로 제공된다. 제1개구(611a)는 기판 지지부(200)의 둘레를 따라 링 형상으로 제공될 수 있다.The guide plates 611 to 613 are positioned in a space between the inner surface of the process chamber 100 and the substrate support 200. The guide plates 611 to 613 are provided in a ring shape and are disposed along the circumference of the substrate support part 100. The guide plates 611 to 613 are provided in plurality, and are spaced apart in the vertical direction. The guide plates 611 to 613 form openings 611a to 613a through which the process gas flows. Openings 611a through 613a are positioned such that the process gas moves in a zigzag path. According to an embodiment, three guide plates 611 to 613 are provided. The first guide plate 611 is spaced apart from the substrate support 200 by an inner portion adjacent to the substrate support 200. The outer side of the first guide plate 611 is connected to the liner 130. The first guide plate 611 may be provided integrally with the liner 130. The space between the inner side of the first guide plate 611 and the substrate support part 200 is provided to the first opening 611a through which the process gas staying on the upper portion of the substrate support part 200 flows. The first opening 611a may be provided in a ring shape along the circumference of the substrate support part 200.

제2유도판(612)은 제1유도판(611)의 하부에 위치한다. 제2유도판(612)은 제1유도판(611)과 나란하게 배치된다. 제2유도판(612)은 기판 지지부(200)의 둘레를 따라 제공되며, 내측부가 기판 지지부(200)에 결합되고, 외측부가 공정 챔버(100)의 내측면과 소정 간격으로 이격된다. 제2유도판(612)과 공정 챔버(100)의 내측면 사이 공간은 제1개구(611a)를 통과한 공정 가스가 흐르는 제2개구(612a)로 제공된다. 제2개구(612a)는 공정 챔버(100)의 내측면을 따라 링 형상으로 제공될 수 있다. 제2개구(612a)는 상하방향으로 제1개구(611a)와 상이한 직선상에 위치한다. 제2개구(612a)는 제1개구(611a)보다 공정 챔버(100)의 내측면에 인접하여 위치한다. The second guide plate 612 is positioned below the first guide plate 611. The second induction plate 612 is disposed in parallel with the first induction plate 611. The second guide plate 612 is provided along the circumference of the substrate support 200, the inner side is coupled to the substrate support 200, and the outer side is spaced apart from the inner side of the process chamber 100 at a predetermined interval. The space between the second guide plate 612 and the inner surface of the process chamber 100 is provided to the second opening 612a through which the process gas passed through the first opening 611a flows. The second opening 612a may be provided in a ring shape along the inner surface of the process chamber 100. The second opening 612a is located on a straight line different from the first opening 611a in the vertical direction. The second opening 612a is located closer to the inner side surface of the process chamber 100 than the first opening 611a.

제3유도판(613)은 제2유도판(612)의 하부에 위치한다. 제3유도판(613)은 제2유도판(612)과 나란하게 배치된다. 제3유도판(613)은 내측부가 기판 지지(200)부로부터 소정 간격으로 이격되고, 외측부가 라이너(130)와 연결된다. 제3유도판(613)은 라이너(130)와 일체로 제공될 수 있다. 제3유도판(613)의 내측부와 기판 지지부 (200)사이 공간은 제2개구(612a)를 통과한 공정 가스가 흐르는 제3개구(613a)로 제공된다. 제3개구(613a)는 기판 지지부(200)의 둘레를 따라 링 형상으로 제공될 수 있다. 제3개구(613a)는 상하방향으로 제2개구(612a)와 상이한 직선상에 위치한다. 제3개구(613a)는 제2개구(612a)보다 기판 지지부(200)에 인접하여 위치한다. 제3개구(612a)는 상하방향으로 제1개구(611a)와 동일 직선상에 위치할 수 있다.The third guide plate 613 is positioned below the second guide plate 612. The third guide plate 613 is disposed in parallel with the second guide plate 612. The third guide plate 613 has an inner portion spaced apart from the substrate support 200 at a predetermined interval, and the outer portion is connected to the liner 130. The third guide plate 613 may be integrally provided with the liner 130. The space between the inner side of the third induction plate 613 and the substrate support 200 is provided to the third opening 613a through which the process gas passed through the second opening 612a flows. The third opening 613a may be provided in a ring shape along the circumference of the substrate support part 200. The third opening 613a is located on a straight line different from the second opening 612a in the vertical direction. The third opening 613a is located closer to the substrate support 200 than the second opening 612a. The third opening 612a may be positioned on the same straight line as the first opening 611a in the vertical direction.

제1 내지 제3개구(611a 내지 613a)는 공정 챔버(100) 내부에 머무르는 공정 가스가 도 4와 같이, 지그재그 형상의 이동경로를 따라 흘러 배기 부재(500)로 유입되도록 공정 가스의 흐름(F)을 안내한다. 제1 내지 제3개구(611a 내지 613a)는 기판 지지부(200)의 둘레를 따라 링 형상으로 제공되므로, 공정 챔버(100)의 내부 각 영역에서는 공정가스가 균일하게 배기 부재로(500) 유입될 수 있다. The first to third openings 611a to 613a flow the process gas so that the process gas staying inside the process chamber 100 flows along the zigzag moving path and flows into the exhaust member 500 as shown in FIG. 4. Guide). Since the first to third openings 611a to 613a are provided in a ring shape along the circumference of the substrate support 200, the process gas may uniformly flow into the exhaust member 500 in each region of the process chamber 100. Can be.

자석(621 내지 623)은 유도판(611 내지 613)에 대응하는 개수로 제공되며, 유도판(611 내지 613) 각각에 제공될 수 있다. 제1자석(621)은 제1유도판(611)에 부착된다. 제1자석(621)은 제1유도판(611)의 반경에 상응하는 링 형상으로 제공될 수 있다. 제2자석(622)은 제2유도판(612)에 부착된다. 제2자석(622)은 제1자석(621)의 반경에 상응하는 링 형상으로 제공될 수 있다. 제2자석(622)은 제1자석(621)과 마주하여 배치된다. 제3자석(623)은 제3유도판(613)에 부착된다. 제3자석(623)은 제2자석(622)의 반경에 상응하는 링 형상으로 제공될 수 있다. 제3자석(623)은 제2자석(622)과 마주하여 배치된다. 제1 내지 제3자석(621 내지 623)은 상하방향으로 동일 직선상에 위치될 수 있다.The magnets 621 to 623 are provided in a number corresponding to the guide plates 611 to 613, and may be provided to each of the guide plates 611 to 613. The first magnet 621 is attached to the first induction plate 611. The first magnet 621 may be provided in a ring shape corresponding to the radius of the first guide plate 611. The second magnet 622 is attached to the second guide plate 612. The second magnet 622 may be provided in a ring shape corresponding to the radius of the first magnet 621. The second magnet 622 is disposed facing the first magnet 621. The third magnet 623 is attached to the third guide plate 613. The third magnet 623 may be provided in a ring shape corresponding to the radius of the second magnet 622. The third magnet 623 is disposed facing the second magnet 622. The first to third magnets 621 to 623 may be located on the same straight line in the vertical direction.

제1자석(621)와 제2자석(622)에 의하여, 제1유도판(611)과 제2유도판(612) 사이 공간에는 도 5와 같이, 자기장(M)이 형성된다. 그리고, 제2자석(622)과 제3자석(623)에 의하여 제2유도판(612)과 제3유도판(613) 사이 공간에는 자기장(M)이 형성된다. 자기장(M)은 공정 가스 중 플라스마 상태로 여기된 가스(P)의 입자들, 예컨대 이온이나 전자, 라디칼등이 배기 부재(500)로 유입되는 것을 차단한다. 자석(621 내지 623)들은 기판 지지부(200)의 둘레를 따라 자기장 커튼을 형성하므로, 플라스마 상태의 입자들이 배기 부재(500)로 이동하는 것을 차단할 수 있다. 공정 챔버(200) 내부에 머무르는 공정 가스 중 플라스마 상태로 여기되지 못한 가스(G)만이 배기 부재(500)로 유입되고, 플라스마 상태로 여기된 가스(P)는 배기 부재(500)로 이동이 차단된다. 이로 인하여, 공정 챔버 내부에 머무르는 공정 가스는 높은 순도의 플라스마 가스(P)를 포함하므로 기판 처리가 효율적으로 이루어질 수 있다.The magnetic field M is formed in the space between the first induction plate 611 and the second induction plate 612 by the first magnet 621 and the second magnet 622. The magnetic field M is formed in the space between the second induction plate 612 and the third induction plate 613 by the second magnet 622 and the third magnet 623. The magnetic field M blocks particles of the gas P excited in the plasma state of the process gas, for example, ions, electrons, and radicals, from entering the exhaust member 500. Since the magnets 621 to 623 form a magnetic field curtain along the circumference of the substrate support 200, the particles in the plasma state may be prevented from moving to the exhaust member 500. Only the gas G which is not excited in the plasma state of the process gas staying in the process chamber 200 flows into the exhaust member 500, and the gas P excited in the plasma state is blocked from moving to the exhaust member 500. do. For this reason, since the process gas which stays inside a process chamber contains plasma gas P of high purity, substrate processing can be performed efficiently.

상기 실시예에서는 유도판(611 내지 613)이 세 개 제공되는 것으로 설명하였으나, 유도판(611 내지 613)이 제공되는 개수는 이에 한정되지 않는다. 유도판(611 내지 613)들은 상하방향으로 서로 교차되도록 배치되어 공정가스가 지그재그 형상의 경로로 이동되도록 안내한다.
In the above embodiment, three guide plates 611 to 613 are provided, but the number of guide plates 611 to 613 is not limited thereto. Guide plates 611 to 613 are arranged to cross each other in the vertical direction to guide the process gas to move in a zigzag path.

상기 실시예에서는 기판 지지부(200)가 정전 척인 것으로 설명하였으나, 이와 달리 기판 지지부는 다양한 방법으로 기판을 지지할 수 있다. 예컨대, 기판 지지부(200)는 기판을 진공으로 흡착 유지하는 진공 척으로 제공될 수 있다.In the above embodiment, the substrate support part 200 has been described as being an electrostatic chuck. Alternatively, the substrate support part may support the substrate by various methods. For example, the substrate support 200 may be provided as a vacuum chuck to suck and hold the substrate in a vacuum.

또한, 상기 실시예에서는 플라스마를 이용하여 식각 공정을 수행하는 것으로 설명하였으나, 기판 처리 공정은 이에 한정되지 않으며, 플라스마를 이용하는 다양한 기판 처리 공정, 예컨대 증착 공정, 애싱 공정, 그리고 세정 공정등에도 적용될수 있다.
In addition, in the above embodiment, the etching process is performed by using plasma, but the substrate processing process is not limited thereto, and may be applied to various substrate processing processes using plasma, such as a deposition process, an ashing process, and a cleaning process. have.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100: 공정 챔버 200: 기판 지지부
300: 가스 공급부 400: 플라스마 생성부
500: 배기부재 600: 유도 부재
611 내지 613: 유도판 621 내지 623: 자석100: process chamber 200: substrate support
300: gas supply unit 400: plasma generation unit
500: exhaust member 600: induction member
611 to 613: guide plates 621 to 623: magnet

Claims (2)

내부에 공간이 형성된 공정 챔버;
상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 기판을 지지하는 기판 지지부;
상기 공정 챔버 내부에 공정 가스를 공급하는 가스 공급부;
상기 공정 챔버 내부에 머무르는 공정 가스를 상기 공정 챔버 외부로 배기하는 배기부재; 및
상기 공정 챔부 내부에 위치하며, 상기 공정 챔버 내부에 머무르는 상기 공정 가스가 지그재그형상의 이동경로를 따라 상기 배기부재에 유입되도록 상기 공정 가스의 흐름을 유도하는 유도부재를 포함하는 기판 처리 장치.A process chamber having a space formed therein;
A substrate support part located in the process chamber and supporting a substrate;
A gas supply unit supplying a process gas into the process chamber;
An exhaust member for exhausting the process gas remaining in the process chamber to the outside of the process chamber; And
And an induction member positioned in the process chamber to guide the flow of the process gas so that the process gas staying in the process chamber flows into the exhaust member along a zigzag movement path. 제 1 항에 있어서,
상기 이동 경로는 상기 공정 챔버의 내측면과 상기 기판 지지부 사이에 형성되는 기판 처리 장치.The method of claim 1,
And the movement path is formed between an inner surface of the process chamber and the substrate support.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180003781A (en) * 2016-07-01 2018-01-10 세메스 주식회사 Apparatus for treating substrate
KR20200005769A (en) * 2018-07-09 2020-01-17 세메스 주식회사 Substrate treating apparatus and substrate treating method
CN115595560A (en) * 2022-10-27 2023-01-13 拓荆科技股份有限公司（Cn） Semiconductor processing device

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