KR20140030016A - Apparatus for treating substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a substrate processing apparatus using plasma.
반도체소자를 제조하기 위해서, 기판을 포토리소그라피, 식각, 애싱, 이온주입, 박막증착, 그리고 세정 등 다양한 공정을 수행하여 기판 상에 원하는 패턴을 형성한다. 이 중 식각 공정은 기판 상에 형성된 막 중 선택된 영역을 제거하는 공정으로 습식식각과 건식식각이 사용된다.In order to manufacture a semiconductor device, a substrate is subjected to various processes such as photolithography, etching, ashing, ion implantation, thin film deposition, and cleaning to form a desired pattern on the substrate. In the etching process, wet etching and dry etching are used to remove a selected region of the film formed on the substrate.
이 중 건식식각을 위해 플라즈마를 이용한 식각 장치가 사용된다. 일반적으로 플라즈마를 형성하기 위해서는 챔버의 내부공간에 전자기장을 형성하고, 전자기장은 챔버 내에 제공된 공정가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다.Among them, an etching apparatus using a plasma is used for dry etching. Generally, in order to form a plasma, an electromagnetic field is formed in an inner space of a chamber, and an electromagnetic field excites the process gas provided in the chamber into a plasma state.
플라즈마는 이온이나 전자, 라디칼등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말한다. 플라즈마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성된다. 반도체 소자 제조 공정은 플라즈마를 사용하여 식각 공정을 수행한다. 식각 공정은 플라즈마에 함유된 이온 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다.Plasma refers to an ionized gas state composed of ions, electrons, radicals, and the like. Plasma is generated by very high temperatures, strong electric fields, or RF electromagnetic fields. The semiconductor device fabrication process employs a plasma to perform an etching process. The etching process is performed by colliding the ion particles contained in the plasma with the substrate.
일반적으로, 기판 처리 공정 중에 플라즈마로 인하여 챔버 내부에 물리적인 충격이 발생할 수 있다. 특히 유전체 어셈블리는 강도가 약하여 공정 중에 균열 등이 발생할 우려가 있다. 또한, 플라즈마 발생 등으로 챔버 내부의 온도가 급격하게 변화함으로써 유전체 어셈블리가 손상될 수 있다. 그리고 공정 후에 유전체 어셈블리를 화학적으로 세정할 때 세정액으로 인한 유전체 어셈블리의 손상이 발생할 수 있는 등의 문제점이 있다.Generally, a physical shock may be generated inside the chamber due to the plasma during the substrate processing process. Particularly, the dielectric assembly is weak in strength and may cause cracks during the process. In addition, the temperature inside the chamber may be abruptly changed due to plasma generation or the like, thereby damaging the dielectric assembly. And damage of the dielectric assembly due to the cleaning liquid may occur when the dielectric assembly is chemically cleaned after the process.
본 발명은 플라즈마를 이용한 기판 처리 공정에서 강도와 내열성이 우수한 유전체 어셈블리를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus including a dielectric assembly having excellent strength and heat resistance in a substrate processing process using a plasma.
또한, 본 발명은 기판 처리 공정 이후 세정시 세정액으로 인한 손상을 방지할 수 있는 내화학성이 우수한 유전체 어셈블리를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus including a dielectric assembly having excellent chemical resistance that can prevent damage due to a cleaning liquid upon cleaning after a substrate processing process.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and the problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description and the accompanying drawings will be.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다.The present invention provides a substrate processing apparatus.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 가지는 챔버, 상기 챔버 내에 배치되며 기판을 지지하는 지지 부재, 상기 챔버 내로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛 및 상기 챔버의 상부에 위치되고, 상기 챔버 내로 공급되는 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 안테나를 가지는 플라즈마 소스를 포함하되, 상기 챔버는 상부가 개방된 형상이고, 내부에 처리 공간을 가지는 하우징 및 상기 하우징의 상면을 커버하는 유전체 어셈블리를 포함하되, 상기 유전체 어셈블리는 유전체 창과 상기 유전체 창보다 강한 강도를 가진 강화 필름을 포함한다.A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a chamber having a processing space therein, a support member disposed in the chamber and supporting the substrate, a gas supply unit for supplying gas into the chamber, And a plasma source having an antenna for generating a plasma from a gas supplied into the chamber, the chamber having a top open shape, a housing having a processing space therein, and a dielectric assembly covering the top surface of the housing Wherein the dielectric assembly comprises a dielectric window and a reinforcement film having a higher strength than the dielectric window.
상기 강화 필름은 상기 유전체 창의 상면에 부착되도록 제공될 수 있다.The reinforcing film may be provided to adhere to the upper surface of the dielectric window.
상기 강화 필름은 다층막으로 제공될 수 있다.The reinforcing film may be provided as a multilayer film.
상기 다층막 중 하나는 실리콘 소재를 포함할 수 있다.One of the multilayer films may include a silicon material.
상기 유전체 어셈블리는 상기 유전체 창을 가열하는 가열층을 더 포함할 수 있다.The dielectric assembly may further include a heating layer to heat the dielectric window.
상기 가열층은 상기 유전체 창의 상부에 위치할 수 있다.The heating layer may be located on top of the dielectric window.
상기 가열층은 상기 강화 필름의 상부에 위치하고, 상기 강화 필름은 상기 유전체 창의 상부에 위치할 수 있다.The heating layer may be located on top of the reinforcing film and the reinforcing film may be on top of the dielectric window.
상기 유전체 어셈블리는 상기 유전체 어셈블리의 상면과 측면을 둘러싸는 형상으로 제공되는 코팅막을 더 포함할 수 있다.The dielectric assembly may further include a coating film provided in a shape surrounding the upper and side surfaces of the dielectric assembly.
상기 코팅막은 테프론을 포함할 수 있다.The coating film may include Teflon.
본 발명의 실시예에 의하면, 강도와 내열성이 우수한 유전체 어셈블리를 포함하는 기판 처리 장치를 제공할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, it is possible to provide a substrate processing apparatus including a dielectric assembly having excellent strength and heat resistance.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 내화학성이 우수한 유전체 어셈블리를 포함하는 기판 처리 장치를 제공할 수 있다.Further, according to the embodiments of the present invention, it is possible to provide a substrate processing apparatus including a dielectric assembly having excellent chemical resistance.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and the effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and attached drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 유전체 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 유전체 어셈블리의 일 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 3의 유전체 어셈블리의 변형예를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 3의 유전체 어셈블리의 다른 변형예를 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view of the dielectric assembly of Figure 1;
3 is a cross-sectional view illustrating one embodiment of the dielectric assembly of FIG.
4 is a cross-sectional view showing a modification of the dielectric assembly of FIG. 3;
Figure 5 is a cross-sectional view showing another variation of the dielectric assembly of Figure 3;
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.The embodiments of the present invention can be modified into various forms and the scope of the present invention should not be interpreted as being limited by the embodiments described below. The present embodiments are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. Accordingly, the shapes of the components and the like in the drawings are exaggerated in order to emphasize a clearer description.
본 발명의 실시예에서는 플라즈마를 이용하여 기판을 식각하는 기판처리장치 에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 챔버 내에 플라즈마를 공급하여 공정을 수행하는 다양한 종류의 장치에 적용 가능하다.In an embodiment of the present invention, a substrate processing apparatus for etching a substrate using plasma will be described. However, the present invention is not limited to this, and is applicable to various kinds of apparatuses that perform a process by supplying a plasma into a chamber.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리한다. 예를 들어, 기판 처리 장치(10)는 기판(W)에 대하여 식각 공정을 수행할 수 있다. 기판 처리 장치(10)는 챔버(100), 지지 부재(200), 가스 공급 유닛(300), 플라즈마 소스(400) 그리고 배플 유닛(500)을 포함한다. Referring to Fig. 1, a
챔버(100)는 기판 처리 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 챔버(100)는 하우징(110), 유전체 어셈블리(120), 그리고 라이너(130)를 포함한다. The
하우징(110)은 내부에 상면이 개방된 공간을 가진다. 하우징(110)의 내부 공간은 기판 처리 공정이 수행되는 공간으로 제공된다. 하우징(110)은 금속 재질로 제공된다. 하우징(110)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 하우징(110)은 접지될 수 있다. 하우징(110)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성된다. 배기홀(102)은 배기 라인(151)과 연결된다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 하우징의 내부 공간에 머무르는 가스는 배기 라인(151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 하우징(110) 내부는 소정 압력으로 감압된다. The
도 2는 도 1의 유전체 어셈블리의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 유전체 어셈블리의 일 실시예를 보여주는 단면도이다.FIG. 2 is an exploded perspective view of the dielectric assembly of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating one embodiment of the dielectric assembly of FIG.
도 2 및 도 3을 참조하면, 유전체 어셈블리(120)는 하우징(110)의 개방된 상면을 덮는다. 유전체 어셈블리(120)는 판 형상으로 제공되며, 하우징(110)의 내부공간을 밀폐시킨다. 유전체 어셈블리(120)는 분리 가능하도록 제공될 수 있다.Referring to Figures 2 and 3, the
본 발명의 일 실시예에 의한 유전체 어셈블리(1200)는 유전체(dielectric substance) 창(1201), 강화 필름(1202), 가열층(1203) 그리고 코팅막(1205)을 포함한다. 일 예에 의하면, 유전체 어셈블리(1200)는 유전체 창(1201), 강화 필름(1202), 가열층(1203) 그리고 코팅막(1205)이 각각 일정한 두께를 가지는 판 형상으로 제공된다. 또한, 유전체 창(1201), 강화 필름(1202) 그리고 가열층(1203)은 각각 동일한 단면적을 가지고 층을 형성하도록 제공될 수 있다. 코팅막(1205)은 유전체 창(1201), 강화 필름(1202) 그리고 가열층(1203)으로 이루어진 다층 구조의 상면과 측면을 둘러싸는 형상으로 제공된다. The
유전체 창(1201)은 하우징(110)과 동일한 직경을 갖는다. 일 예에 의하면, 유전체 창(1201)은 산화 이트륨(Y2O3) 또는 산화 알루미늄(Y2Al3)으로 제공될 수 있다. 유전체 창(1201)은 유전체 어셈블리(120)의 하단에 위치할 수 있다The
강화 필름(1202)은 유전체 창(1201)의 상부에 위치한다. 일 예에 의하면, 강화 필름(1202)은 유전체 창(1201)의 상면에 부착되도록 제공될 수 있다. 강화 필름(1202)은 다층막으로 제공될 수 있다. 다층막은 하나 이상이 실리콘 소재를 포함하도록 제공된다. 강화 필름(1202)은 강도가 우수한 재질을 포함한다. 일 예에 의하면, 강화 필름(1202)은 유전체 창(1201)보다 강한 강도를 가지도록 제공된다.The
가열층(1203)은 유전체 창(1201)을 가열한다. 가열층(1203)은 유전체 창(1201)보다 상부에 위치할 수 있다. 또한, 가열층(1203)은 강화 필름(1202)보다 상부에 위치할 수도 있다. 가열층(1203)은 가열 부재(미도시)를 포함한다. 가열 부재(미도시)는 가열층(1203)의 전 영역에 균일한 간격으로 제공된다. 일 예에 의하면, 가열 부재(미도시)는 나선 형상의 코일 형태로 제공될 수 있다. 가열 부재(미도시)를 통하여 발생된 열은 유전체 어셈블리(1200) 전체로 전달된다. The heating layer 1203 heats the
코딩막(1205)은 유전체 어셈블리(1200)의 상면과 측면을 둘러싸는 형상으로 제공된다. 일 예에 의하면, 코딩막(1205)은 하면이 개방된 원통 형상으로 제공될 수 있다. 코딩막(1205)은 내화학성이 우수한 재질을 포함한다. 일 예에 의하면, 코딩막(1205)은 테프론(Teflon)을 포함할 수 있다. The
상술한 본 발명의 실시예에서는 유전체 어셈블리(1200)가 유전체 창(1201), 강화 필름(1202), 가열층(1203) 그리고 코팅막(1205)을 모두 포함하는 것으로 설명하였다. 그러나 선택적으로, 유전체 어셈블리(1200)는 가열층(1203)과 코팅막(1205) 중에서 하나 또는 전체를 포함하지 않을 수도 있다. 이는 이하의 변형예에서 설명한다.The
도 4는 도 3의 유전체 어셈블리의 변형예를 보여주는 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a modification of the dielectric assembly of FIG. 3;
도 4를 참조하면, 유전체 어셈블리(1210)는 유전체 창(1211), 강화 필름(1212) 그리고 코팅막(1215)을 포함한다. 유전체 어셈블리(1210)는 도 3의 유전체 어셈블리(1200)와 비교할 때 가열층(1203)이 포함되지 않도록 제공된다. 유전체 어셈블리(1210)는 강도가 우수한 강화 필름(1212)을 포함한다. 이로 인하여 플라즈마를 이용한 기판 처리 공정 중에 발생하는 충격으로부터 유전체 어셈블리(1210)의 파손을 방지할 수 있다.4, the
유전체 어셈블리(1210)는 코팅막(1215)을 포함한다. 코팅막(1215)은 내화학성이 우수한 재질로 제공된다. 코팅막(1215)은 내부에 위치하는 유전체 창(1211)과 강화 필름(1212)을 기판 처리 공정 후 세정액을 이용한 세정 공정에서의 손상을 방지할 수 있다.The
도 5는 도 3의 유전체 어셈블리의 다른 변형예를 보여주는 단면도이다.Figure 5 is a cross-sectional view showing another variation of the dielectric assembly of Figure 3;
도 5를 참조하면, 유전체 어셈블리(1220)는 유전체 창(1221), 강화 필름(1222) 그리고 가열층(1223)을 포함한다. 유전체 어셈블리(1220)는 도 3의 유전체 어셈블리(1200)와 비교할 때 코팅막(1205)이 포함되지 않도록 제공된다. 유전체 창(1221), 강화 필름(1222) 그리고 가열층(1223)은 동일한 단면적을 가지고 층을 이루며 위치한다.5, the
유전체 어셈블리(1220)는 강도가 우수한 강화 필름(1222)을 포함한다. 이로 인하여 플라즈마를 이용한 기판 처리 공정 중에 발생하는 충격으로부터 유전체 어셈블리(1220)의 파손을 방지할 수 있다.The
유전체 어셈블리(1220)는 가열층(1223)을 포함한다. 가열층(1223)은 플라즈마를 이용한 기판 처리 공정 중 또는 공정 전에 유전체 어셈블리(1220)를 가열한다. 이로 인하여 유전체 어셈블리(1220)는 기판 처리 공정 중의 급격한 온도 변화가 일어나는 것을 방지할 수 있다. 따라서 급격한 온도 변화로 인한 유전체 어셈블리(1220)의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 상술한 본 실시예 및 변형예와 달리, 유전체 창, 강화 필름, 가열층 그리고 코팅막이 다른 위치에 제공될 수도 있다. 예를 들어, 가열층이 강화 필름보다 하부에 위치할 수도 있다.Also, unlike the embodiment and the modification described above, the dielectric window, the reinforcing film, the heating layer, and the coating film may be provided at different positions. For example, the heating layer may be located below the reinforcing film.
다시 도 1을 참조하면, 라이너(130)는 하우징(110) 내부에 제공된다. 라이너(130)는 상면 및 하면이 개방된 공간이 내부에 형성된다. 라이너(130)는 원통 형상으로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110)의 내측면에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 라이너(130)는 하우징(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 하우징(110)의 상단에 놓이며, 라이너(130)를 지지한다. 라이너(130)는 하우징(110)과 동일한 재질로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110) 내측면을 보호한다. 공정 가스가 여기되는 과정에서 챔버(100) 내부에는 아크(Arc) 방전이 발생될 수 있다. 아크 방전은 주변 장치들을 손상시킨다. 라이너(130)는 하우징(110)의 내측면을 보호하여 하우징(110)의 내측면이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지한다. 또한, 기판 처리 공정 중에 발생한 불순물이 하우징(110)의 내측벽에 증착되는 것을 방지한다. 라이너(130)는 하우징(110)에 비하여 비용이 저렴하고, 교체가 용이하다. 따라서, 아크 방전으로 라이너(130)가 손상될 경우, 작업자는 새로운 라이너(130)로 교체할 수 있다.Referring again to FIG. 1, a
하우징(110)의 내부에는 지지 부재(200)가 위치한다. 지지 부재(200)는 기판(W)을 지지한다. 지지 부재(200)는 정전기력을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척(210)을 포함할 수 있다. 이와 달리, 지지 부재(200)는 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 정전 척(210)을 포함하는 지지 부재(200)에 대하여 설명한다.A
지지 부재(200)는 정전 척(210), 절연 플레이트(250) 그리고 하부 커버(270)를 포함한다. 지지 부재(200)는 챔버(100) 내부에서 하우징(110)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치된다. The
정전 척(210)은 유전판(220), 전극(223), 히터(225), 지지판(230), 그리고 포커스 링(240)을 포함한다.The electrostatic chuck 210 includes a
유전판(220)은 정전 척(210)의 상단부에 위치한다. 유전판(220)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공된다. 유전판(220)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 유전판(220)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 갖는다. 때문에, 기판(W) 가장자리 영역은 유전판(220)의 외측에 위치한다. 유전판(220)에는 제1 공급 유로(221)가 형성된다. 제1 공급 유로(221)는 유전판(210)의 상면으로부터 저면으로 제공된다. 제1 공급 유로(221)는 서로 이격하여 복수개 형성되며, 기판(W)의 저면으로 열전달 매체가 공급되는 통로로 제공된다.The
유전판(220)의 내부에는 하부 전극(223)과 히터(225)가 매설된다. 하부 전극(223)은 히터(225)의 상부에 위치한다. 하부 전극(223)은 제1 하부 전원(223a)과 전기적으로 연결된다. 제1 하부 전원(223a)은 직류 전원을 포함한다. 하부 전극(223)과 제1 하부 전원(223a) 사이에는 스위치(223b)가 설치된다. 하부 전극(223)은 스위치(223b)의 온/오프(ON/OFF)에 의해 제1 하부 전원(223a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치(223b)가 온(ON) 되면, 하부 전극(223)에는 직류 전류가 인가된다. 하부 전극(223)에 인가된 전류에 의해 하부 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 유전판(220)에 흡착된다.A
히터(225)는 제2 하부 전원(225a)과 전기적으로 연결된다. 히터(225)는 제2 하부 전원(225a)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 유전판(220)을 통해 기판(W)으로 전달된다. 히터(225)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 소정 온도로 유지된다. 히터(225)는 나선 형상의 코일을 포함한다. The
유전판(220)의 하부에는 지지판(230)이 위치한다. 유전판(220)의 저면과 지지판(230)의 상면은 접착제(236)에 의해 접착될 수 있다. 지지판(230)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 지지판(230)의 상면은 중심 영역이 가장자리 영역보다 높게 위치되도록 단차질 수 있다. 지지판(230)의 상면 중심 영역은 유전판(220)의 저면에 상응하는 면적을 가지며, 유전판(220)의 저면과 접착된다. 지지판(230)에는 제1 순환 유로(231), 제2 순환 유로(232), 그리고 제2 공급 유로(233)가 형성된다.A
제1 순환 유로(231)는 열전달 매체가 순환하는 통로로 제공된다. 제1 순환 유로(231)는 지지판(230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제1 순환 유로(231)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제1 순환 유로(231)들은 서로 연통될 수 있다. 제1 순환 유로(231)들은 동일한 높이에 형성된다.The
제2 순환 유로(232)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공된다. 제2 순환 유로(232)는 지지판(230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제2 순환 유로(232)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제2 순환 유로(232)들은 서로 연통될 수 있다. 제2 순환 유로(232)는 제1 순환 유로(231)보다 큰 단면적을 가질 수 있다. 제2 순환 유로(232)들은 동일한 높이에 형성된다. 제2 순환 유로(232)는 제1 순환 유로(231)의 하부에 위치될 수 있다.The second
제2 공급 유로(233)는 제1 순환 유로(231)부터 상부로 연장되며, 지지판(230)의 상면으로 제공된다. 제2 공급 유로(243)는 제1 공급 유로(221)에 대응하는 개수로 제공되며, 제1 순환 유로(231)와 제1 공급 유로(221)를 연결한다.The
제1 순환 유로(231)는 열전달 매체 공급라인(231b)을 통해 열전달 매체 저장부(231a)와 연결된다. 열전달 매체 저장부(231a)에는 열전달 매체가 저장된다. 열전달 매체는 불활성 가스를 포함한다. 실시예에 의하면, 열전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함한다. 헬륨 가스는 공급 라인(231b)을 통해 제1 순환 유로(231)에 공급되며, 제2 공급 유로(233)와 제1 공급 유로(221)를 순차적으로 거쳐 기판(W) 저면으로 공급된다. 헬륨 가스는 플라즈마에서 기판(W)으로 전달된 열이 정전 척(210)으로 전달되는 매개체 역할을 한다.The
제2 순환 유로(232)는 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 냉각 유체 저장부(232a)와 연결된다. 냉각 유체 저장부(232a)에는 냉각 유체가 저장된다. 냉각 유체 저장부(232a) 내에는 냉각기(232b)가 제공될 수 있다. 냉각기(232b)는 냉각 유체를 소정 온도로 냉각시킨다. 이와 달리, 냉각기(232b)는 냉각 유체 공급 라인(232c) 상에 설치될 수 있다. 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 제2 순환 유로(232)에 공급된 냉각 유체는 제2 순환 유로(232)를 따라 순환하며 지지판(230)을 냉각한다. 지지판(230)은 냉각되면서 유전판(220)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킨다.The
포커스 링(240)은 정전 척(210)의 가장자리 영역에 배치된다. 포커스 링(240)은 링 형상을 가지며, 유전판(220)의 둘레를 따라 배치된다. 포커스 링(240)의 상면은 외측부(240a)가 내측부(240b)보다 높도록 단차질 수 있다. 포커스 링(240)의 상면 내측부(240b)는 유전판(220)의 상면과 동일 높이에 위치된다. 포커스 링(240)의 상면 내측부(240b)는 유전판(220)의 외측에 위치된 기판(W)의 가장자리 영역을 지지한다. 포커스 링(240)의 외측부(240a)는 기판(W)의 가장자리 영역을 둘러싸도록 제공된다. 포커스 링(240)은 챔버(100) 내에서 플라즈마가 기판(W)과 마주하는 영역으로 집중되도록 한다.The
지지판(230)의 하부에는 절연 플레이트(250)가 위치한다. 절연 플레이트(250)는 지지판(230)에 상응하는 단면적으로 제공된다. 절연 플레이트(250)는 지지판(230)과 하부 커버(270) 사이에 위치한다. 절연 플레이트(250)는 절연 재질로 제공되며, 지지판(230)과 하부 커버(270)를 전기적으로 절연시킨다.An insulating
하부 커버(270)는 지지 부재(200)의 하단부에 위치한다. 하부 커버(270)는 하우징(110)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치한다. 하부 커버(270)는 상면이 개방된 공간이 내부에 형성된다. 하부 커버(270)의 상면은 절연 플레이트(250)에 의해 덮어진다. 따라서 하부 커버(270)의 단면의 외부 반경은 절연 플레이트(250)의 외부 반경과 동일한 길이로 제공될 수 있다. 하부 커버(270)의 내부 공간에는 반송되는 기판(W)을 외부의 반송 부재로부터 정전 척(210)으로 이동시키는 리프트 핀 모듈(미도시) 등이 위치할 수 있다. The
하부 커버(270)는 연결 부재(273)를 갖는다. 연결 부재(273)는 하부 커버(270)의 외측면과 하우징(110)의 내측벽을 연결한다. 연결 부재(273)는 하부 커버(270)의 외측면에 일정한 간격으로 복수개 제공될 수 있다. 연결 부재(273)는 지지 부재(200)를 챔버(100) 내부에서 지지한다. 또한, 연결 부재(273)는 하우징(110)의 내측벽과 연결됨으로써 하부 커버(270)가 전기적으로 접지(grounding)되도록 한다. 제1 하부 전원(223a)과 연결되는 제1 전원라인(223c), 제2 하부 전원(225a)과 연결되는 제2 전원라인(225c), 열전달 매체 저장부(231a)와 연결된 열전달 매체 공급라인(231b) 그리고 냉각 유체 저장부(232a)와 연결된 냉각 유체 공급 라인(232c)등은 연결 부재(273)의 내부 공간을 통해 하부 커버(270) 내부로 연장된다.The
가스 공급 유닛(300)은 챔버(100) 내부에 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(300)은 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, 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 the process gas into the
플라즈마 소스(400)는 챔버(100) 내에 공정가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 플라즈마 소스(400)로는 유도결합형 플라즈마(ICP: inductively coupled plasma) 소스가 사용될 수 있다. 플라즈마 소스(400)는 안테나 실(410), 안테나(420), 그리고 플라즈마 전원(430)을 포함한다. 안테나 실(410)은 하부가 개방된 원통 형상으로 제공된다. 안테나 실(410)은 내부에 공간이 제공된다. 안테나 실(410)은 챔버(100)와 대응되는 직경을 가지도록 제공된다. 안테나 실(410)의 하단은 밀폐 커버(120)에 탈착 가능하도록 제공된다. 안테나(420)는 안테나 실(410)의 내부에 배치된다. 안테나(420)는 복수 회 감기는 나선 형상의 코일로 제공되고, 플라즈마 전원(430)과 연결된다. 안테나(420)는 플라즈마 전원(430)으로부터 전력을 인가받는다. 플라즈마 전원(430)은 챔버(100) 외부에 위치할 수 있다. 전력이 인가된 안테나(420)는 챔버(100)의 처리공간에 전자기장을 형성할 수 있다. 공정가스는 전자기장에 의해 플라즈마 상태로 여기된다.The
배플 유닛(500)은 하우징(110)의 내측벽과 지지부재(400)의 사이에 위치된다. 배플 유닛(500)은 관통홀(511)이 형성된 배플(510)을 포함한다. 배플(510)은 환형의 링 형상으로 제공된다. 배플(510)에는 복수의 관통홀(511)들이 형성된다. 하우징(110) 내에 제공된 공정가스는 배플(510)의 관통홀(511)들을 통과하여 배기홀(102)로 배기된다. 배플(510)의 형상 및 관통홀(511)들의 형상에 따라 공정가스의 흐름이 제어될 수 있다.The
이하, 상술한 도 1의 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 설명하도록 한다. Hereinafter, a process of processing the substrate using the substrate processing apparatus of FIG. 1 will be described.
지지 부재(200)에 기판(W)이 놓이면, 제1 하부 전원(223a)으로부터 하부 전극(223)에 직류 전류가 인가된다. 하부 전극(223)에 인가된 직류 전류에 의해 하부 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 정전 척(210)에 흡착된다.When the substrate W is placed on the
기판(W)이 정전 척(210)에 흡착되면, 가스 공급 노즐(310)을 통하여 하우징(110) 내부에 공정가스가 공급된다. 그리고, 플라즈마 전원(430)에서 생성된 고주파 전력이 안테나(420)를 통해 하우징(110) 내부에 인가된다. 인가된 고주파 전력은 하우징(110) 내부에 머무르는 공정 가스를 여기시킨다. 여기된 공정가스는 기판(W)으로 제공되어 기판(W)을 처리한다. 여기된 공정가스는 식각 공정을 수행할 수 있다.When the substrate W is attracted to the electrostatic chuck 210, the process gas is supplied into the
플라즈마를 이용한 기판 처리 공정은 플라즈마를 발생시키고 이를 이용하여 기판(W)을 처리하는 과정에서 플라즈마로 인하여 챔버(100) 내부 특히 유전체 어셈블리(120)에 물리적인 충격이 인가되어 균열이 발생할 수도 있다. 또한, 플라즈마를 발생시키고, 이를 이용하여 기판을 처리하는 공정 중에 챔버(100) 내부의 온도가 급격하게 상승하게 된다. 공정 중 발생한 급격한 온도변화로 인하여 유전체 어셈블리(120)는 균열이 발생하는 등의 문제가 발생할 수 있다.In the substrate processing process using the plasma, a plasma may be generated to cause a physical impact to the inside of the
본 발명의 실시예에 의하면, 유전체 어셈블리(1200)는 유전체 창(1201)에 강도가 우수한 강화 필름(1202)을 더 포함한다. 이로 인하여, 플라즈마를 이용한 기판 처리 공정에서 발생하는 물리적인 충격으로 인한 유전체 어셈블리(1200)의 균열 및 파손을 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 유전체 어셈블리(1200)는 가열판(1203)을 포함한다. 가열판(1203)은 기판 처리 공정이 시작되기 전이나 공정 중에 유전체 어셈블리(1200)를 가열한다. 가열판(1203)으로 인하여 가열된 유전체 어셈블리(1200)는 기판 처리 공정 중에 급격한 온도변화가 발생되지 않는다. 가열판(1203)은 유전체 어셈블리(1200)에 급격한 온도변화가 발생되지 않도록 조절한다. 이로 인하여 챔버(100) 내부의 급격한 온도변화로부터 유전체 어셈블리(1200)의 파손 등을 방지할 수 있다.Also, according to an embodiment of the present invention, the
유전체 어셈블리(1200)는 분리 가능하게 제공된다. 유전체 어셈블리(1200)는 기판 처리 공정 이후에 분리되어 공정 중 증착된 파티클 및 불순물을 세정할 수 있다. 이때 사용되는 세정액에 의해 유전체 어셈블리(1200)가 손상될 수도 있다.The
이에 본 발명의 실시예에서 유전체 어셈블리(1200)는 코팅막(1205)을 포함한다. 코팅막(1205)은 내화학성이 우수한 테프론을 포함한다. 이로 인하여 세정액에 의한 유전체 어셈블리(1200)의 손상을 방지할 수 있다.Thus, in an embodiment of the present invention, the
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.
10: 기판 처리 장치 100: 챔버
120: 유전체 어셈블리 1201: 유전체 창
1202: 강화 필름 1203: 가열층
1205: 코팅막 130: 라이너
200: 지지 부재 300: 가스 공급 유닛
400: 플라즈마 소스 500: 배플 유닛10: substrate processing apparatus 100: chamber
120: dielectric assembly 1201: dielectric window
1202: reinforcing film 1203: heating layer
1205: Coating film 130: Liner
200: support member 300: gas supply unit
400: plasma source 500: baffle unit
Claims (10)
상기 챔버 내에 배치되며 기판을 지지하는 지지 부재;
상기 챔버 내로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및
상기 챔버의 상부에 위치되고, 상기 챔버 내로 공급되는 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 안테나를 가지는 플라즈마 소스;를 포함하되,
상기 챔버는
상부가 개방된 형상이고, 내부에 처리 공간을 가지는 하우징; 및
상기 하우징의 상면을 커버하는 유전체 어셈블리;를 포함하되,
상기 유전체 어셈블리는 유전체 창과 상기 유전체 창보다 강한 강도를 가진 강화 필름;을 포함하는 기판 처리 장치.A chamber having a processing space therein;
A support member disposed in the chamber and supporting the substrate;
A gas supply unit for supplying gas into the chamber; And
And a plasma source located at an upper portion of the chamber and having an antenna for generating a plasma from a gas supplied into the chamber,
The chamber
A housing having a top open shape and having a processing space therein; And
And a dielectric assembly covering an upper surface of the housing,
The dielectric assembly includes a dielectric window and a reinforcement film having a stronger strength than the dielectric window.
상기 강화 필름은 상기 유전체 창의 상면에 부착되도록 제공되는 기판 처리 장치.The method of claim 1,
And the reinforcing film is provided to adhere to an upper surface of the dielectric window.
상기 강화 필름은 다층막으로 제공되는 기판 처리 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the reinforcing film is provided as a multilayer film.
상기 다층막 중 하나는 실리콘 소재를 포함하는 기판 처리 장치.The method of claim 3,
Wherein one of said multilayer films comprises a silicon material.
상기 유전체 어셈블리는 상기 유전체 창을 가열하는 가열층;을 더 포함하는 기판 처리 장치.The method of claim 1,
Wherein the dielectric assembly further comprises a heating layer to heat the dielectric window.
상기 가열층은 상기 유전체 창의 상부에 위치하는 기판 처리 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the heating layer is located on top of the dielectric window.
상기 가열층은 상기 강화 필름의 상부에 위치하고,
상기 강화 필름은 상기 유전체 창의 상부에 위치하는 기판 처리 장치.The method according to claim 6,
Wherein the heating layer is located on top of the reinforcing film,
Wherein the reinforcing film is located on top of the dielectric window.
상기 유전체 어셈블리는 상기 유전체 어셈블리의 상면과 측면을 둘러싸는 형상으로 제공되는 코팅막;을 더 포함하는 기판 처리 장치.The method of claim 1,
Wherein the dielectric assembly is provided in a shape that surrounds the top and sides of the dielectric assembly.
상기 코팅막은 테프론을 포함하는 기판 처리 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the coating film comprises Teflon.
상기 유전체 어셈블리는 상기 유전체 어셈블리의 상면과 측면을 둘러싸는 형상으로 제공되는 코팅막;을 더 포함하되,
상기 코팅막은 테프론을 포함하는 기판 처리 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the dielectric assembly further comprises a coating film provided in a shape surrounding the upper and side surfaces of the dielectric assembly,
Wherein the coating film comprises Teflon.
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