KR20150078633A - Apparatus and method for treating substrate - Google Patents

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Abstract

The present invention provides an apparatus for treating a substrate. The apparatus for treating a substrate comprises a process chamber, a substrate support unit, a gas supply unit, an antenna plate, a slow wave plate, a dielectric sheet, and an elastic member. The elastic member applies power to an edge area of the antenna plate, thereby controlling plasma density, and reinforcing adhesive force between the antenna plate and the slow wave plate, or between the antenna plate and the dielectric sheet. Also, the elastic member forms a gap between the antenna plate and the dielectric sheet, thereby generating uniform plasma.

Description

기판 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE [0002]

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

플라즈마는 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 공정에서는 플라즈마를 사용하여 다양한 공정을 수행한다. 일 예로 식각 공정은 플라즈마에 함유된 이온 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다.Plasma is an ionized gas state that is generated by a very high temperature, a strong electric field, or RF electromagnetic fields, and consists of ions, electrons, and radicals. In the semiconductor device manufacturing process, various processes are performed using plasma. For example, the etching process is performed by colliding the ion particles contained in the plasma with the substrate.

도 1은 일반적인 마이크로파를 이용하여 플라즈마를 생성하는 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이다. 도 1을 참조하면, 일반적으로 마이크로파를 이용하여 플라즈마를 생성하는 경우, 영역별로 균일한 밀도의 플라스마를 발생시키기 위해 영역별 플라스마 밀도를 조절하는 기술이 필요하다. 일반적으로 이는 안테나 판(1)의 슬롯의 형태 또는 배치 등에 의해 조절되나, 이것 만으로 플라스마의 균일도를 제어하기에 용이하지 않다.1 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus for generating a plasma by using a general microwave. Referring to FIG. 1, when plasma is generated using a microwave, a technology for controlling the plasma density of each region is required to generate uniform density plasma in each region. Generally, this is controlled by the shape or arrangement of the slots of the antenna plate 1, but this is not easy to control the uniformity of the plasma.

또한, 안테나 판(1)의 가장자리 영역은 마이크로파 발생 유닛(2) 등의 하중이 강하게 미치는 중앙 영역에 비해 지파판(3) 또는 유전판(4)과의 밀착도가 떨어지고, 열로 인해 안테나 판(1) 등이 변형되는 경우, 그 밀착도를 보증할 수 없다.The edge area of the antenna plate 1 has a lower degree of contact with the ground plate 3 or the dielectric plate 4 than the central area where the load of the microwave generation unit 2 or the like is strong, Or the like is deformed, the degree of adhesion can not be guaranteed.

또한, 유전체의 유전율이 높을수록 전계를 보다 분산시켜 더 균일한 밀도의 플라즈마를 발생시킬 수 있으나, 주파수 특성이 좋지 않고, 누설 전류가 있다는 단점이 존재한다.In addition, although a plasma with a more uniform density can be generated by more dispersing the electric field as the dielectric constant of the dielectric is higher, there is a disadvantage that the frequency characteristic is poor and the leakage current is present.

본 발명은 플라즈마를 이용한 기판 처리 공정시 영역별 플라즈마 밀도를 조절할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공한다.The present invention provides a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of controlling plasma density in each region in a substrate processing process using plasma.

또한, 본 발명은 안테나 판와 지파판 및 유전판간의 밀착도를 유지할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공한다.The present invention also provides a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of maintaining the degree of contact between an antenna plate, a ground wave plate, and a dielectric plate.

또한, 본 발명은 전계를 보다 분산시켜 더 균일한 밀도의 플라즈마를 발생시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공한다.Further, the present invention provides a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of generating a more uniform density plasma by further dispersing an electric field.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited thereto, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치는 내부에 공간이 형성된 공정 챔버와; 상기 공정 챔버 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과; 상기 기판 지지 유닛의 상부에 배치되며, 복수의 슬롯들이 형성된 안테나 판과; 마이크로파의 파장을 짧게 하며, 상기 안테나 판의 상부에 제공되는 지파판과; 상기 안테나 판의 하부에 제공되고, 마이크로파를 상기 공정 챔버 내부 공간으로 확산 및 투과시키는 유전판;과 상기 안테나 판을 지지하는 탄성 부재;를 가지되, 상기 안테나 판은, 그 직경이 상기 지파판 및 상기 유전판 보다 크게 제공되고, 상기 탄성 부재는, 상기 안테나 판의 가장자리 영역에 제공된다.The present invention provides a substrate processing apparatus. According to one embodiment, the substrate processing apparatus includes a processing chamber having a space formed therein; A substrate support unit for supporting the substrate in the process chamber; An antenna plate disposed on the substrate supporting unit and having a plurality of slots; A wave plate provided on an upper portion of the antenna plate for shortening a wavelength of a microwave; A dielectric plate provided under the antenna plate for diffusing and transmitting microwaves into the space inside the process chamber and an elastic member for supporting the antenna plate, And the elastic member is provided in an edge region of the antenna plate.

또한, 상기 탄성 부재는, 상기 안테나 판의 상면 가장자리 영역에 상기 지파판을 둘러싸도록 복수개 제공되는 상부 탄성체와; 상기 안테나 판의 하면 가장자리 영역에 상기 유전판을 둘러싸도록 복수개 제공되는 하부 탄성체를 각각 또는 함께 가진다.The elastic member may include: an upper elastic body provided on the upper surface edge region of the antenna plate so as to surround the tongue wave plate; And a plurality of lower elastic bodies provided to surround the dielectric plate in the lower edge region of the antenna plate, respectively.

또한, 상기 탄성 부재는, 상기 안테나 판에 아래 방향 또는 윗 방향으로 힘을 가한다.Further, the elastic member applies force to the antenna plate in the downward direction or upward direction.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 기판 처리 장치는 상기 안테나 판과 상기 유전판 사이에 외부와 격리된 갭(Gap)이 형성된다. 또한, 상기 갭(Gap)은 가스(Gas)로 채워진다.According to another embodiment of the present invention, a gap is formed between the antenna plate and the dielectric plate, the gap being isolated from the outside. Further, the gap is filled with gas.

또한, 본 발명은 기판 처리 방법을 제공한다. 일 실시예에 의하면 기판 처리 방법은, 상기 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 안테나 판의 휘는 방향을 조절하여, 상기 공정 챔버의 중앙 영역과 가장자리 영역 간에 플라즈마 밀도를 조절한다.The present invention also provides a substrate processing method. According to an embodiment of the present invention, in the substrate processing method using the substrate processing apparatus, the direction of warping of the antenna plate is adjusted to adjust the plasma density between the central region and the edge region of the process chamber.

또한, 상기 안테나 판의 가장자리 영역을 아래쪽으로 휘게 함으로써, 상기 챔버의 가장자리 영역의 플라즈마 밀도를 높인다.Further, the plasma density in the edge region of the chamber is increased by bending the edge region of the antenna plate downward.

또한, 상기 안테나 판의 가장자리 영역을 위쪽으로 휘게 함으로써, 상기 챔버의 가장자리 영역의 플라즈마 밀도를 낮춘다.Further, the plasma density in the edge region of the chamber is lowered by bending the edge region of the antenna plate upward.

또한, 상기 안테나 판의 휘는 방향은, 상기 탄성 부재를 이용하여 조절한다.Further, the direction in which the antenna plate is bent is adjusted by using the elastic member.

본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 방법은, 안테나 판의 가장자리 영역에 탄성 부재를 제공함으로써, 영역별 플라즈마 밀도를 조절할 수 있다.The apparatus and method for processing a substrate according to an embodiment of the present invention can adjust an area-specific plasma density by providing an elastic member at an edge region of an antenna plate.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 방법은, 안테나 판의 가장자리 영역에 탄성 부재를 제공함으로써, 안테나 판과 지파판 및 유전판간의 밀착도를 유지할 수 있다.In addition, the apparatus and method for processing a substrate according to an embodiment of the present invention can maintain the degree of contact between the antenna plate and the wave plate and the dielectric plate by providing the elastic member at the edge region of the antenna plate.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 방법은, 안테나 판과 유전판 사이에 차폐된 갭을 제공함으로써, 전계를 분산시켜 보다 균일한 플라즈마를 생산할 수 있다.In addition, the apparatus and method for processing a substrate according to an embodiment of the present invention can produce a more uniform plasma by dispersing an electric field by providing a shielded gap between the antenna plate and the dielectric plate.

도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1의 안테나의 저면을 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 2의 탄성 부재가 아래로 힘을 가하는 모습을 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 2의 탄성 부재가 위로 힘을 가하는 모습을 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 2의 탄성 부재가 안테나와 유전판 또는 지파판 간에 밀착력을 높이기 위해 작용하는 모습을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 7의 탄성 부재가 아래로 힘을 가하는 모습을 나타낸 단면도이다.
도 9는 도 7의 탄성 부재가 위로 힘을 가하는 모습을 나타낸 단면도이다.
도 10은 도 7의 탄성 부재가 안테나와 유전판 또는 지파판 간에 밀착력을 높이기 위해 작용하는 모습을 나타낸 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 12는 도 11의 탄성 부재가 아래로 힘을 가하는 모습을 나타낸 단면도이다.
도 13은 도 11의 탄성 부재가 위로 힘을 가하는 모습을 나타낸 단면도이다.
도 14는 도 11의 탄성 부재가 안테나와 유전판 또는 지파판 간에 밀착력을 높이기 위해 작용하는 모습을 나타낸 단면도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.1 is a sectional view showing a general substrate processing apparatus.
2 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view showing the bottom of the antenna of Fig.
Fig. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the elastic member of Fig. 2 applies a downward force. Fig.
5 is a cross-sectional view showing a state in which the elastic member of Fig.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the elastic member of FIG. 2 acting to increase the adhesion between the antenna and the dielectric plate or the wave plate.
7 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view showing a state in which the elastic member of Fig.
9 is a cross-sectional view showing a state in which the elastic member of Fig.
10 is a cross-sectional view showing the elastic member of FIG. 7 acting to increase the adhesion between the antenna and the dielectric plate or the wave plate.
11 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
12 is a cross-sectional view showing a state in which the elastic member of Fig. 11 applies a downward force.
13 is a cross-sectional view showing a state in which the elastic member of Fig.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the elastic member of FIG. 11 acting to increase the adhesion between the antenna and the dielectric plate or the wave plate.
15 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. This embodiment is provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Thus, the shape of the elements in the figures has been exaggerated to emphasize a clearer description.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)를 보여주는 단면도이다.2 is a sectional view showing a substrate processing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.

도 2을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 기판(W)에 대하여 플라즈마 공정 처리를 수행한다. 기판 처리 장치(10)는 공정 챔버(100), 기판 지지 유닛(200), 가스 공급 유닛(300), 마이크로파 인가 유닛(400), 안테나 판(500), 지파판(600), 유전판(700) 그리고 탄성 부재(800)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the substrate processing apparatus 10 performs plasma processing on the substrate W. As shown in FIG. The substrate processing apparatus 10 includes a process chamber 100, a substrate support unit 200, a gas supply unit 300, a microwave application unit 400, an antenna plate 500, a chopper plate 600, a dielectric plate 700 And an elastic member 800.

공정 챔버(100)는 내부에 공간(101)이 형성되며, 내부 공간(101)은 기판(W)처리 공정이 수행되는 공간으로 제공된다. 공정 챔버(100)는 바디(110)와 커버(120)를 포함한다. 바디(110)는 상면이 개방되며 내부에 공간이 형성된다. 커버(120)는 바디(110)의 상단에 놓이며, 바디(110)의 개방된 상면을 밀폐한다. 커버(120)는 상부 공간이 하부 공간보다 더 큰 반경을 갖도록 하단부 내측이 단차진다.The process chamber 100 is formed with a space 101 therein and the internal space 101 is provided with a space in which the substrate W processing process is performed. The process chamber 100 includes a body 110 and a cover 120. The upper surface of the body 110 is opened and a space is formed therein. The cover 120 is placed on top of the body 110 and seals the open top surface of the body 110. The cover 120 is stepped inside the lower end so that the upper space has a larger radius than the lower space.

공정 챔버(100)의 일 측벽에는 개구(미도시)가 형성될 수 있다. 개구는 기판(W)이 공정 챔버(100) 내부로 출입할 수 있는 통로로 제공된다. 개구는 도어(미도시)에 의해 개폐된다. An opening (not shown) may be formed in one side wall of the process chamber 100. The opening is provided as a passage through which the substrate W can enter and exit the process chamber 100. The opening is opened and closed by a door (not shown).

공정 챔버(100)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성된다. 배기홀(102)은 배기 라인(131)과 연결된다. 배리 라인(131)을 통한 배기로, 공정 챔버(100)의 내부는 상압보다 낮은 압력으로 유지될 수 있다. 그리고, 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 공정 챔버(100) 내부에 머무르는 가스는 배기 라인(131)을 통해 외부로 배출될 수 있다.An exhaust hole 102 is formed in the bottom surface of the process chamber 100. The exhaust hole 102 is connected to the exhaust line 131. With the exhaust through the barrier line 131, the interior of the process chamber 100 can be maintained at a pressure lower than normal pressure. The reaction byproducts generated in the process and the gas remaining in the process chamber 100 may be discharged to the outside through the exhaust line 131.

기판 지지 유닛(200)은 공정 챔버(100)의 내부에 위치하며, 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(200)은 지지 플레이트(210), 리프트 핀(미도시), 히터(220)와 지지축(230)을 포함한다.The substrate support unit 200 is located inside the process chamber 100 and supports the substrate W. The substrate support unit 200 includes a support plate 210, a lift pin (not shown), a heater 220, and a support shaft 230.

지지 플레이트(210)는 소정 두께를 가지며, 기판(W) 보다 큰 반경을 갖는 원판으로 제공된다. 지지 플레이트(210)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 실시예에 의하면, 지지 플레이트(210)에는 기판(W)을 고정하는 구성이 제공되지 않으며, 기판(W)은 지지 플레이트(210)의 상면에 놓인 상태로 공정에 제공된다. 이와 달리, 지지 플레이트(210)는 정전기력을 이용하여 기판(W)을 고정시키는 정전 척으로 제공되거나, 기계적 클램핑 방식으로 기판(W)을 고정시키는 척으로 제공될 수 있다.The support plate 210 has a predetermined thickness and is provided as a disk having a larger radius than the substrate W. [ The substrate W is placed on the upper surface of the support plate 210. According to the embodiment, the support plate 210 is not provided with a structure for fixing the substrate W, and the substrate W is provided to the process while being placed on the upper surface of the support plate 210. Alternatively, the support plate 210 may be provided as an electrostatic chuck for fixing the substrate W using electrostatic force, or may be provided as a chuck for fixing the substrate W in a mechanical clamping manner.

리프트 핀은 복수 개 제공되며, 지지 플레이트(210)에 형성된 핀 홀(미도시)들 각각에 위치한다. 리프트 핀들은 핀 홀들을 따라 상하방향으로 이동하며, 기판(W)을 지지 플레이트(210)에 로딩하거나 지지 플레이트(210)에 놓인 기판(W)을 언로딩한다.A plurality of lift pins are provided and located in each of the pin holes (not shown) formed in the support plate 210. The lift pins move up and down along the pin holes to load the substrate W onto the support plate 210 or unload the substrate W placed on the support plate 210. [

히터(220)는 지지 플레이트(210)의 내부에 제공된다. 히터(220)는 나선 형상의 코일로 제공되며, 균일한 간격으로 지지 플레이트(210) 내부에 매설될 수 있다. 히터(220)는 외부 전원(미도시)과 연결되며, 외부 전원에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 지지 플레이트(210)를 거쳐 기판(W)으로 전달되며, 기판(W)을 소정 온도로 가열한다.The heater 220 is provided inside the support plate 210. The heater 220 is provided as a helical coil and can be embedded in the support plate 210 at uniform intervals. The heater 220 is connected to an external power source (not shown) and generates heat by resistance to a current applied from an external power source. The generated heat is transferred to the substrate W via the support plate 210, and the substrate W is heated to a predetermined temperature.

지지축(230)은 지지 플레이트(210)의 하부에 위치하며, 지지 플레이트(210)를 지지한다.The support shaft 230 is positioned below the support plate 210 and supports the support plate 210.

가스 공급 유닛(300)은 공정 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(300)는 공정 챔버(100)의 측벽에 형성된 가스 공급홀(105)을 통해 공정 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급할 수 있다.The gas supply unit 300 supplies the process gas into the process chamber 100. The gas supply unit 300 may supply the process gas into the process chamber 100 through the gas supply hole 105 formed in the side wall of the process chamber 100.

마이크로파 인가 유닛(400)은 안테나 판(500)으로 마이크로파를 인가한다. 마이크로파 인가 유닛(400)은 마이크로파 발생기(410), 제1도파관(420), 제2도파관(430), 위상 변환기(440), 그리고 매칭 네트워크(450)를 포함한다.The microwave applying unit 400 applies a microwave to the antenna plate 500. The microwave application unit 400 includes a microwave generator 410, a first waveguide 420, a second waveguide 430, a phase shifter 440, and a matching network 450.

마이크로파 발생기(410)는 마이크로파를 발생시킨다. The microwave generator 410 generates a microwave.

제1도파관(420)은 마이크로파 발생기(410)와 연결되며, 내부에 통로가 형성된다. 마이크로파 발생기(410)에서 발생된 마이크로파는 제1도파관(420)을 따라 위상 변환기(440) 측으로 전달된다.The first waveguide 420 is connected to the microwave generator 410 and a passageway is formed therein. The microwave generated by the microwave generator 410 is transmitted to the phase converter 440 along the first waveguide 420.

제2도파관(430)은 외부 도체(432) 및 내부 도체(434)를 포함한다. The second waveguide 430 includes an outer conductor 432 and an inner conductor 434.

외부 도체(432)는 제 1 도파관(420)의 끝단에서 수직한 방향으로 아래로 연장되며, 내부에 통로가 형성된다. 외부 도체(432)의 상단은 제 1 도파관(420)의 하단에 연결되고, 외부 도체(432)의 하단은 커버(120)의 상단에 연결된다.The outer conductor 432 extends downward in the vertical direction at the end of the first waveguide 420, and a passageway is formed therein. The upper end of the outer conductor 432 is connected to the lower end of the first waveguide 420 and the lower end of the outer conductor 432 is connected to the upper end of the cover 120.

내부 도체(434)는 외부 도체(432) 내에 위치한다. 내부 도체(434)는 원기둥 형상의 로드(rod)로 제공되며, 그 길이방향이 상하방향과 나란하게 배치된다. 내부 도체(434)의 상단은 위상 변환기(440)의 하단부에 삽입 고정된다. 내부 도체(434)는 아래 방향으로 연장되어 그 하단이 공정 챔버(100)의 내부에 위치한다. 내부 도체(434)의 하단은 안테나 판(500)의 중심에 고정 결합된다. 내부 도체(434)는 안테나 판(500)의 상면에 수직하게 배치된다. 내부 도체(434)는 구리 재질의 로드에 제1도금막과 제2도금막이 순차적으로 코팅되어 제공될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제1도금막은 니켈(Ni) 재질이고, 제2도금막은 금(Au) 재질로 제공될 수 있다. 마이크로파는 주로 제1도금막을 통해 안테나 판(520)로 전파된다.The inner conductor 434 is located in the outer conductor 432. The inner conductor 434 is provided as a rod in the shape of a cylinder, and its longitudinal direction is arranged in parallel with the up-and-down direction. The upper end of the inner conductor 434 is inserted and fixed to the lower end of the phase shifter 440. The inner conductor 434 extends downward and its lower end is located inside the process chamber 100. The lower end of the inner conductor 434 is fixedly coupled to the center of the antenna plate 500. The inner conductor 434 is disposed perpendicular to the upper surface of the antenna plate 500. The inner conductor 434 may be provided by sequentially coating a first plated film and a second plated film on a copper rod. According to one embodiment, the first plating film may be made of nickel (Ni), and the second plating film may be provided of gold (Au). The microwave propagates mainly to the antenna plate 520 through the first plated film.

위상 변환기(440)에서 위상이 변환된 마이크로파는 제2도파관(430)를 따라 안테나 판(500) 측으로 전달된다.The microwave whose phase is converted in the phase converter 440 is transmitted to the antenna plate 500 side along the second waveguide 430.

위상 변환기(440)는 제1도파관(420)과 제2도파관(430)이 접속되는 지점에 제공되며, 마이크로파의 위상을 변화시킨다. 위상 변환기(440)는 아래가 뾰족한 콘 형상으로 제공될 수 있다. 위상 변환기(440)는 제1도파관(420)으로부터 전달된 마이크로파를 모드가 변환된 상태로 제2도파관(430)에 전파한다. 위상 변환기(440)는 마이크로파를 TE 모드에서 TEM 모드로 변환시킬 수 있다.The phase shifter 440 is provided at a point where the first waveguide 420 and the second waveguide 430 are connected to change the phase of the microwave. The phase shifter 440 may be provided in the shape of a pointed cone. The phase shifter 440 propagates the microwave transmitted from the first waveguide 420 to the second waveguide 430 in a mode-converted state. The phase converter 440 may convert the microwave into TE mode to TEM mode.

매칭 네트워크(450)는 제1도파관(420)에 제공된다. 매칭 네트워크(450)는 제1도파관(420)을 통해 전파되는 마이크로파를 소정 주파수로 매칭시킨다.The matching network 450 is provided in the first waveguide 420. The matching network 450 matches the microwave propagated through the first waveguide 420 to a predetermined frequency.

도 3은 안테나 판(500)의 저면을 나타내는 도면이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 안테나 판(500)은 플레이트 형상으로 제공된다. 일 예로, 안테나 판(500)은 두께가 얇은 원판으로 제공될 수 있다. 안테나 판(500)은 지지 플레이트(210)에 대향되도록 배치된다. 안테나 판(500)에는 복수의 슬롯(501)들이 형성된다. 슬롯(501)들은 '×'자 형상으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 슬롯들의 형상 및 배치는 다양하게 변경될 수 있다. 슬롯(501)들은 복수개가 서로 조합되어 복수개의 링 형상으로 배치된다. 이하, 슬롯(501)들이 형성된 안테나 판(500) 영역을 제1영역(A1, A2, A3)이라 하고, 슬롯(501)들이 형성되지 않은 안테나 판(520) 영역을 제2영역(B1, B2, B3)이라 한다. 제1영역(A1, A2, A3)과 제2영역(B1, B2, B3)은 각각 링 형상을 가진다. 제1영역(A1, A2, A3)은 복수개 제공되며, 서로 상이한 반경을 갖는다. 제1영역(A1, A2, A3)들은 동일한 중심을 가지며, 안테나 판(500)의 반경 방향으로 서로 이격되어 배치 된다. 제2영역(B1, B2, B3)은 복수개 제공되며, 서로 상이한 반경을 갖는다. 제2영역(B1, B2, B3)들은 동일한 중심을 가지며, 안테나 판(500)의 반경 방향으로 서로 이격되어 배치된다. 제1영역(A1, A2, A3)은 인접한 제2영역(B1, B2, B3)들 사이에 각각 위치한다. 안테나 판(500)의 중심부에는 홀(502)이 형성된다. 내부 도체(434)는 그 하단이 홀(502)를 관통하여 안테나 판(500)과 결합된다. 마이크로파는 슬롯(501)들을 투과하여 유전판(700)으로 전달된다.3 is a view showing the bottom surface of the antenna plate 500. Fig. 2 and 3, the antenna plate 500 is provided in a plate shape. For example, the antenna plate 500 may be provided as a thin disc. The antenna plate 500 is arranged to face the support plate 210. A plurality of slots (501) are formed in the antenna plate (500). The slots 501 may be provided in a 'x' shape. Alternatively, the shape and arrangement of the slots may be varied. A plurality of slots 501 are arranged in a plurality of ring shapes in combination with each other. The areas of the antenna plate 500 where the slots 501 are formed are referred to as first areas A1, A2 and A3 and the areas of the antenna plate 520 where the slots 501 are not formed are referred to as second areas B1 and B2 , B3). The first areas A1, A2, and A3 and the second areas B1, B2, and B3 each have a ring shape. A plurality of first regions A1, A2, and A3 are provided and have different radii from each other. The first areas A1, A2, and A3 have the same center and are disposed apart from each other in the radial direction of the antenna plate 500. [ A plurality of second regions B1, B2, and B3 are provided and have different radii from each other. The second regions B1, B2, and B3 have the same center and are disposed apart from each other in the radial direction of the antenna plate 500. [ The first areas A1, A2, and A3 are located between the adjacent second areas B1, B2, and B3, respectively. A hole 502 is formed in the center of the antenna plate 500. The lower end of the inner conductor 434 passes through the hole 502 and is coupled to the antenna plate 500. The microwaves are transmitted through the slots 501 to the dielectric plate 700.

다시 도 2를 참조하면, 지파판(600)은 안테나 판(500)의 상부에 위치하며, 소정 두께를 갖는 원판으로 제공된다. 지파판(600)은 커버(120)의 내측에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 지파판(600)은 알루미나, 석영 등의 유전체로 제공된다. 내부 도체(434)를 통해 수직 방향으로 전파된 마이크로파는 지파판(600)의 반경 방향으로 전파된다. 지파판(600)에 전파된 마이크로파는 파장이 압축되며, 공진된다. 지파판(600)의 측부는 상단이 하단보다 큰 반경을 갖도록 단차진다. 탄성 부재(800)는 안테나 판(500)과 지파판(600)의 단차진 상단부의 하면 사이에 제공된다.Referring again to FIG. 2, the wave plate 600 is disposed on the upper surface of the antenna plate 500 and is provided as a disk having a predetermined thickness. The chop panel 600 may have a radius corresponding to the inside of the cover 120. The wave plate 600 is provided with a dielectric such as alumina, quartz, or the like. The microwaves propagated in the vertical direction through the inner conductor 434 propagate in the radial direction of the wave plate 600. The wavelength of the microwave propagated to the wave plate 600 is compressed and resonated. The side portion of the wave plate 600 is stepped so that the upper end has a larger radius than the lower end. The elastic member 800 is provided between the antenna plate 500 and the lower surface of the stepped upper end of the wave plate 600.

유전판(700)은 안테나 판(500)의 하부에 위치하며, 소정 두께를 갖는 원판으로 제공된다. 유전판(700)은 알루미나, 석영 등의 유전체로 제공된다. 유전판(700)의 저면은 내측으로 만입된 오목면으로 제공된다. 유전판(700)은 저면이 커버(120)의 하단과 동일 높이에 위치할 수 있다. 유전판(700)의 측부는 중단이 상단 및 하단보다 큰 반경을 갖도록 단차진다. 유전판(700)의 중단의 하면은 커버(120)의 단차진 하단부에 놓인다. 유전판(700)의 하단은 커버(120)의 하단부보다 작은 반경을 가지며, 커버(120)의 하단부와 소정 간격을 유지한다. 유전판(700)의 중단의 상면과 안테나 판(500) 사이에 제공된다. 마이크로파는 유전판(700)을 거쳐 공정 챔버(100) 내부로 방사된다. 방사된 마이크로파의 전계에 의하여 공정 챔버(100) 내에 공급된 공정 가스는 플라즈마 상태로 여기된다. The dielectric plate 700 is disposed below the antenna plate 500 and is provided as a disk having a predetermined thickness. The dielectric plate 700 is provided with a dielectric such as alumina, quartz, or the like. The bottom surface of the dielectric plate 700 is provided with a concave surface recessed inward. The dielectric plate 700 may be positioned at the same height as the lower end of the cover 120. The sides of the dielectric plate 700 are stepped so that the interruption has a larger radius than the upper and lower ends. The lower surface of the interruption of the dielectric plate 700 is placed at the lower end of the stepped portion of the cover 120. The lower end of the dielectric plate 700 has a smaller radius than the lower end of the cover 120 and maintains a predetermined distance from the lower end of the cover 120. And is provided between the upper surface of the interruption of the dielectric plate 700 and the antenna plate 500. The microwave is radiated into the process chamber 100 through the dielectric plate 700. The process gas supplied into the process chamber 100 by the electric field of the emitted microwaves is excited into the plasma state.

일 실시예에 의하면, 탄성 부재(800)는 상부 탄성체(810) 및 하부 탄성체(820)를 가진다. 탄성 부재(800)는 한 개 또는 복수개가 제공될 수 있다. 도 4 내지 도 6은 탄성 부재(800)가 상부 탄성체(810) 및 하부 탄성체(820)을 가지는 경우, 상부 탄성체(810)와 하부 탄성체(820)의 기능을 설명하기 위한 도면들이다.According to one embodiment, the elastic member 800 has a top elastic member 810 and a bottom elastic member 820. One or a plurality of the elastic members 800 may be provided. 4 to 6 are views for explaining the functions of the upper elastic body 810 and the lower elastic body 820 when the elastic member 800 has the upper elastic body 810 and the lower elastic body 820. FIG.

도 4를 참고하면, 상부 탄성체(810) 및 하부 탄성체(820)는 안테나 판(500)의 가장자리 영역에 아래 방향으로 힘을 가하도록 제공된다. 이로 인해, 안테나 판(500)의 가장자리 영역은 아래 방향으로 휘어지게 됨으로써, 공간(101)의 안테나 판(500)의 가장자리 영역과 대향되는 영역이 안테나 판(500)과 가까워지게 되어, 그 영역의 플라즈마 밀도가 상승된다.Referring to FIG. 4, the upper elastic body 810 and the lower elastic body 820 are provided to apply downward force to the edge region of the antenna plate 500. The edge area of the antenna plate 500 is bent downward so that the area facing the edge area of the antenna plate 500 of the space 101 becomes close to the antenna plate 500, The plasma density is increased.

도 5를 참고하면, 상부 탄성체(810) 및 하부 탄성체(820)는 안테나 판(500)의 가장자리 영역에 위 방향으로 힘을 가하도록 제공된다. 이로 인해, 안테나 판(500)의 가장자리 영역은 위 방향으로 휘어지게 됨으로써, 공간(101)의 안테나 판(500)의 가장자리 영역과 대향되는 영역이 안테나 판(500)과 멀어지게 되어, 그 영역의 플라즈마 밀도가 저하된다.Referring to FIG. 5, the upper elastic body 810 and the lower elastic body 820 are provided to exert an upward force on the edge region of the antenna plate 500. As a result, the edge area of the antenna plate 500 is bent upward, so that the area facing the edge area of the antenna plate 500 of the space 101 is away from the antenna plate 500, The plasma density is lowered.

도 6은, 열로 인한 변형이나 가공공차 등에 의해 지파판(600)과 안테나 판(500) 또는 유전판(700)과 안테나 판(500) 사이의 밀착력이 저하된 경우를 설명하기 위한 도면이다. 도 6을 참조하면, 이 경우, 상부 탄성체(810) 및 하부 탄성체(820)를 밀착도가 강해질 수 있는 방향으로 힘을 가하도록 제공함으로써, 지파판(600)과 안테나 판(500) 또는 유전판(700)과 안테나 판(500) 사이의 밀착력을 개선할 수 있다.6 is a view for explaining a case where the adhesive force between the tine plate 600 and the antenna plate 500 or between the dielectric plate 700 and the antenna plate 500 is reduced due to heat deformation or machining tolerance. 6, the upper elastic body 810 and the lower elastic body 820 are provided so as to be urged in a direction in which the tightness can be strengthened, 700 and the antenna plate 500 can be improved.

도 7은 상부 탄성체(810)를 가지고, 하부 탄성체(820)는 가지지 않는 기판 처리 장치(20)를 나타낸 단면도이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 의하면, 기판 처리 장치(20)는 상부 탄성체(810)를 가진다. 상부 탄성체(810)는 한 개 또는 복수개가 제공될 수 있다. 도 8 내지 도 10은 기판 처리 장치(20)가 상부 탄성체(810)를 가지는 경우, 상부 탄성체(810)의 기능을 설명하기 위한 도면들이다.7 is a cross-sectional view showing the substrate processing apparatus 20 having the upper elastic body 810 and not having the lower elastic body 820. Referring to FIG. 7, according to another embodiment of the present invention, the substrate processing apparatus 20 has a top elastic body 810. One or more upper elastic bodies 810 may be provided. 8 to 10 are views for explaining the function of the upper elastic body 810 when the substrate processing apparatus 20 has the upper elastic body 810. FIG.

도 8를 참조하면, 상부 탄성체(810)는 안테나 판(500)의 가장자리 영역에 아래 방향으로 힘을 가하도록 제공된다. 이로 인해, 안테나 판(500)의 가장자리 영역은 아래 방향으로 휘어지게 됨으로써, 공간(101)의 안테나 판(500)의 가장자리 영역과 대향되는 영역이 안테나 판(500)과 가까워지게 되어, 그 영역의 플라즈마 밀도가 상승된다.Referring to FIG. 8, the upper elastic body 810 is provided to apply downward force to the edge region of the antenna plate 500. The edge area of the antenna plate 500 is bent downward so that the area facing the edge area of the antenna plate 500 of the space 101 becomes close to the antenna plate 500, The plasma density is increased.

도 9를 참조하면, 상부 탄성체(810)는 안테나 판(500)의 가장자리 영역에 위 방향으로 힘을 가하도록 제공된다. 이로 인해, 안테나 판(500)의 가장자리 영역은 위 방향으로 휘어지게 됨으로써, 공간(101)의 안테나 판(500)의 가장자리 영역과 대향되는 영역이 안테나 판(500)과 멀어지게 되어, 그 영역의 플라즈마 밀도가 저하된다.9, the upper elastic body 810 is provided so as to exert upward force on the edge region of the antenna plate 500. As shown in FIG. As a result, the edge area of the antenna plate 500 is bent upward, so that the area facing the edge area of the antenna plate 500 of the space 101 is away from the antenna plate 500, The plasma density is lowered.

도 10은, 열로 인한 변형이나 가공공차 등에 의해 지파판(600)과 안테나 판(500) 또는 유전판(700)과 안테나 판(500) 사이의 밀착력이 저하된 경우를 설명하기 위한 도면이다. 도 10을 참조하면, 이 경우, 상부 탄성체(810)를 밀착도가 강해질 수 있는 방향으로 힘을 가하도록 제공함으로써, 지파판(600)과 안테나 판(500) 또는 유전판(700)과 안테나 판(500) 사이의 밀착력을 개선할 수 있다.10 is a view for explaining a case where the adhesive force between the tine plate 600 and the antenna plate 500 or between the dielectric plate 700 and the antenna plate 500 is reduced due to heat deformation or machining tolerance. 10, in this case, the upper elastic body 810 is provided so as to exert a force in a direction in which the degree of tightness can be strengthened, so that the wave plate 600 and the antenna plate 500 or the dielectric plate 700 and the antenna plate 500 can be improved.

도 11은 하부 탄성체(820)를 가지고, 상부 탄성체(810)는 가지지 않는 기판 처리 장치(30)를 나타낸 단면도이다. 도 11을 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 의하면, 기판 처리 장치(30)는 하부 탄성체(820)를 가진다. 하부 탄성체(820)는 한 개 또는 복수개가 제공될 수 있다. 도 12 내지 도 14는 기판 처리 장치(30)가 하부 탄성체(820)를 가지는 경우, 하부 탄성체(820)의 기능을 설명하기 위한 도면들이다.11 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus 30 having a lower elastic body 820 and no upper elastic body 810. Referring to FIG. 11, according to another embodiment of the present invention, the substrate processing apparatus 30 has a lower elastic body 820. One or a plurality of lower elastic bodies 820 may be provided. 12 to 14 are views for explaining the function of the lower elastic body 820 when the substrate processing apparatus 30 has the lower elastic body 820. FIG.

도 12를 참조하면, 하부 탄성체(820)는 안테나 판(500)의 가장자리 영역에 아래 방향으로 힘을 가하도록 제공된다. 이로 인해, 안테나 판(500)의 가장자리 영역은 아래 방향으로 휘어지게 됨으로써, 공간(101)의 안테나 판(500)의 가장자리 영역과 대향되는 영역이 안테나 판(500)과 가까워지게 되어, 그 영역의 플라즈마 밀도가 상승된다.Referring to FIG. 12, the lower elastic body 820 is provided to apply downward force to the edge region of the antenna plate 500. The edge area of the antenna plate 500 is bent downward so that the area facing the edge area of the antenna plate 500 of the space 101 becomes close to the antenna plate 500, The plasma density is increased.

도 13을 참조하면, 하부 탄성체(820)는 안테나 판(500)의 가장자리 영역에 위 방향으로 힘을 가하도록 제공된다. 이로 인해, 안테나 판(500)의 가장자리 영역은 위 방향으로 휘어지게 됨으로써, 공간(101)의 안테나 판(500)의 가장자리 영역과 대향되는 영역이 안테나 판(500)과 멀어지게 되어, 그 영역의 플라즈마 밀도가 저하된다.Referring to FIG. 13, the lower elastic body 820 is provided to exert upward force on the edge region of the antenna plate 500. As a result, the edge area of the antenna plate 500 is bent upward, so that the area facing the edge area of the antenna plate 500 of the space 101 is away from the antenna plate 500, The plasma density is lowered.

도 14는, 열로 인한 변형이나 가공공차 등에 의해 지파판(600)과 안테나 판(500) 또는 유전판(700)과 안테나 판(500) 사이의 밀착력이 저하된 경우를 설명하기 위한 도면이다. 도 14를 참조하면, 이 경우, 하부 탄성체(810)를 밀착도가 강해질 수 있는 방향으로 힘을 가하도록 제공함으로써, 지파판(600)과 안테나 판(500) 또는 유전판(700)과 안테나 판(500) 사이의 밀착력을 개선할 수 있다.14 is a view for explaining a case where the adhesive force between the tine plate 600 and the antenna plate 500 or between the dielectric plate 700 and the antenna plate 500 is reduced due to heat deformation or machining tolerance. 14, the lower elastic member 810 is provided to exert a force in a direction in which the degree of tightness can be strengthened, so that the ground plate 600 and the antenna plate 500 or the dielectric plate 700 and the antenna plate 500 can be improved.

도 15는 안테나 판(500)과 유전판(700) 사이에 외부와 격리된 갭(900)이 형성된 기판 처리 장치(40)을 나타낸 도면이다. 도 15를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 기판 처리 장치(40)는 안테나 판(500)과 유전판(700) 사이에 외부와 격리된 갭(900)이 형성된다. 갭(900)에는 공기 등 가스로 채워질 수 있다. 이로 인해, 기판 처리 장치(400)는 마이크로파를 갭(500)으로 사전 방출 시킴으로서 유전체(700)에 전달되는 마이크로파가 균일한 표면파의 형태로 공급이 될 수 있다. 따라서 균일한 밀도의 플라스마를 발생시킬 수 있다. 갭(900)은, 그 상하방향의 길이가 5mm 이하로 형성된다. 갭(900)은, 그 상하방향의 길이가 3mm로 형성될 수 있다.15 is a view showing a substrate processing apparatus 40 in which a gap 900 isolated from the outside is formed between an antenna plate 500 and a dielectric plate 700. Referring to FIG. 15, according to another embodiment of the present invention, a substrate processing apparatus 40 includes a gap 900 isolated from the outside between an antenna plate 500 and a dielectric plate 700. The gap 900 may be filled with air or the like. Accordingly, the substrate processing apparatus 400 can preliminarily discharge the microwave into the gap 500, so that the microwave transmitted to the dielectric 700 can be supplied in the form of a uniform surface wave. Therefore, a plasma having a uniform density can be generated. The length of the gap 900 in the up and down direction is 5 mm or less. The gap 900 may have a length of 3 mm in the vertical direction.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description is illustrative of the present invention. In addition, the foregoing is intended to illustrate and explain the preferred embodiments of the present invention, and the present invention may be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, it is possible to make changes or modifications within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, within the scope of the disclosure, and / or within the skill and knowledge of the art. The embodiments described herein are intended to illustrate the best mode for implementing the technical idea of the present invention and various modifications required for specific applications and uses of the present invention are also possible. Accordingly, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. It is also to be understood that the appended claims are intended to cover such other embodiments.

10, 20, 30, 40: 기판 처리 장치
W: 기판
100: 공정 챔버
200: 기판 지지 유닛
300: 가스 공급 유닛
400: 마이크로파 인가 유닛
500: 안테나 판
600: 지파판
700: 유전판
800: 탄성 부재
900: 갭10, 20, 30, 40: substrate processing apparatus
W: substrate
100: Process chamber
200: substrate holding unit
300: gas supply unit
400: microwave application unit
500: Antenna plate
600:
700: dielectric plate
800: elastic member
900: Gap

Claims (2)

내부에 공간이 형성된 공정 챔버와;
상기 공정 챔버 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
상기 기판 지지 유닛의 상부에 배치되며, 복수의 슬롯들이 형성된 안테나 판과;
마이크로파의 파장을 짧게 하며, 상기 안테나 판의 상부에 제공되는 지파판과;
상기 안테나 판의 하부에 제공되고, 마이크로파를 상기 공정 챔버 내부 공간으로 확산 및 투과시키는 유전판;과
상기 안테나 판을 지지하는 탄성 부재;를 가지되,
상기 안테나 판은,
그 직경이 상기 지파판 및 상기 유전판 보다 크게 제공되고,
상기 탄성 부재는,
상기 안테나 판의 가장자리 영역에 제공되는 기판 처리 장치.A process chamber having a space therein;
A substrate support unit for supporting the substrate in the process chamber;
An antenna plate disposed on the substrate supporting unit and having a plurality of slots;
A wave plate provided on an upper portion of the antenna plate for shortening a wavelength of a microwave;
A dielectric plate provided below the antenna plate for diffusing and transmitting microwaves into the space inside the process chamber;
And an elastic member for supporting the antenna plate,
The antenna plate includes:
The diameter of which is larger than that of the wave plate and the dielectric plate,
The elastic member
And an edge area of the antenna plate. 제 1 항에 있어서,
상기 탄성 부재는, 상기 안테나 판의 상면 가장자리 영역에 상기 지파판을 둘러싸도록 복수개 제공되는 상부 탄성체;를 가지는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the elastic member comprises a plurality of elastic members provided on an upper surface edge region of the antenna plate so as to surround the tine plate.
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