KR20160026264A

KR20160026264A - 기판 처리 장치

Info

Publication number: KR20160026264A
Application number: KR1020140114436A
Authority: KR
Inventors: 칼리닌; 니키신
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2016-03-09
Also published as: KR102262107B1

Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 챔버와 상기 챔버 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과 상기 챔버 내로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과 그리고 상기 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되 상기 가스 공급 유닛은 상기 챔버 외부의 가스 공급원과 연결되는 가스 공급 배관과 상기 가스 공급 배관 및 상기 챔버에 연결되는 가스 피더를 포함하되 상기 가스 피더는 그 내부에 상기 가스 공급 배관과 통하는 가스 유로와 상기 가스 유로로부터 상기 가스 피더의 끝단까지 연장되는 오리피스가 형성될 수 있다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE TREATING APPARATUS}

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다.

반도체소자를 제조하기 위해서, 기판에 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.

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.

플라즈마는 이온이나 전자, 라디칼등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말한다. 플라즈마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성된다. 식각 공정은 플라즈마에 함유된 이온 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다.

플라즈마를 발생하기 위해 공급되는 가스는 가스 피더를 통해서 공급된다. 기판 처리 공정 시 가스 피더내에서는 강한 전계가 형성된다. 이로 인해 가스 피더가 손상될 수 있다. 가스 피더의 손상은 RF 전력의 손실을 유발하며, 기판 처리 장치의 정상 작동을 방해할 수 있다.

본 발명은 플라즈마를 이용한 기판 처리 공정에서 기판 처리 공정의 효율을 높이기 위한 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에서 가스 피더의 손상을 방지하기 위한 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 챔버와 상기 챔버 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과 상기 챔버 내로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과 그리고 상기 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되 상기 가스 공급 유닛은 상기 챔버 외부의 가스 공급원과 연결되는 가스 공급 배관과 상기 가스 공급 배관 및 상기 챔버에 연결되는 가스 피더를 포함하되 상기 가스 피더는 그 내부에 상기 가스 공급 배관과 통하는 가스 유로와 상기 가스 유로로부터 상기 가스 피더의 끝단까지 연장되는 오리피스가 형성될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 가스 피더의 끝단은 상기 챔버의 상벽에 삽입되어 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 오리피스는 상기 챔버의 상벽에 삽입되는 영역에 형성될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 챔버의 상벽에는 상기 오리피스와 연통되는 홀이 형성될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 홀은 상기 오리피스 직경보다 크게 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 홀은 상기 가스 유로의 직경과 동일하게 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 가스 피더는 폴리머 재질로 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 가스 피더는 폴리에테르에테르 케톤 재질로 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 바디는 상체와 상기 상체의 하부와 연결되며 상기 상체보다 큰 직경으로 제공되는 하체와 그리고 상기 하체의 하부와 연결되며, 상기 챔버의 상벽에 삽입되는 삽입체를 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 가스 유로는 상기 상체에서 상기 삽입체까지 연장되어 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 챔버와 상기 챔버 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과 상기 챔버 내로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과 그리고 상기 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되 상기 가스 공급 유닛은 상기 챔버 외부의 가스 공급원과 연결되는 가스 공급 배관과 상기 가스 공급 배관 및 상기 챔버에 연결되는 가스 피더를 포함하되 상기 가스 피더는 바디와 상기 바디 내에 제공되며 가스가 흐르는 유로가 형성된 튜브를 가질 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 튜브는 그 길이방향을 따라 동일한 직경으로 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 챔버의 상벽에는 홀이 형성되며, 상기 튜브는 상기 홀의 내부까지 연장되어 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 튜브는 세라믹 재질로 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 바디는 폴리머 재질로 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 바디는 폴리에테르에테르 케톤 재질로 제공될 수 있다.

본 발명은 가스 공급을 위한 가스 피더를 제공하여 기판 처리 공정에 효율을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 가스 피더의 내부에 세라믹 튜브를 제공하여 가스 피더의 내구성을 향상시켜 기판 처리 공정에 효율을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 가스 피더를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 기판 처리 장치의 가스 피더를 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.

도 1를 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 유닛(200), 샤워 헤드 유닛(300), 가스 공급 유닛(400), 플라즈마 소스, 그리고 배플 유닛(800)을 포함한다.

챔버(100)는 내부에 기판 처리 공정이 수행되는 처리 공간을 제공한다. 챔버(100)는 내부의 처리 공간을 가지고, 밀폐된 형상으로 제공된다. 챔버(100)는 금속 재질로 제공된다. 챔버(100)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 챔버(100)는 접지될 수 있다. 챔버(100)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성된다. 배기홀(102)은 배기 라인(151)과 연결된다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 챔버의 내부 공간에 머무르는 가스는 배기 라인(151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 챔버(100)의 내부는 소정 압력으로 감압된다.

챔버(100)의 상벽(105)에는 후술한 가스 피더(500)가 삽입된다. 챔버(100)의 상벽(105)에는 홀(106)이 형성되어 있다.

일 예에 의하면, 챔버(100) 내부에는 라이너(130)가 제공될 수 있다. 라이너(130)는 상면 및 하면이 개방된 원통 형상을 가진다. 라이너(130)는 챔버(100)의 내측면과 접촉하도록 제공될 수 있다. 라이너(130)는 챔버(100)의 내측벽을 보호하여 챔버(100)의 내측벽이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지한다. 또한, 기판 처리 공정 중에 발생한 불순물이 챔버(100)의 내측벽에 증착되는 것을 방지한다. 선택적으로, 라이너(130)는 제공되지 않을 수도 있다.

챔버(100)의 내부에는 지지 유닛(200)이 위치한다. 지지 유닛(200)은 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(200)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척(210)을 포함할 수 있다. 이와 달리, 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 정전 척(210)을 포함하는 지지 유닛(200)에 대하여 설명한다.

지지 유닛(200)은 정전 척(210), 하부 커버(250) 그리고 플레이트(270)를 포함한다. 지지 유닛(200)은 챔버(100) 내부에서 챔버(100)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치한다.

정전 척(210)은 유전판(220), 몸체(230) 그리고 포커스 링(240)을 포함한다. 정전 척(210)은 기판(W)을 지지한다.

유전판(220)은 정전 척(210)의 상단에 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)은 내부에 제1 공급 유로(221), 제1 전극(223) 그리고 히터(225)를 포함한다. 제1 공급 유로(221)는 유전판(220)의 상면으로부터 저면으로 제공된다. 제1 공급 유로(221)는 서로 이격되며 복수개가 형성된다. 제1 공급 유로는(221)는 기판(W)의 저면으로 열전달 매체가 공급되는 통로로 제공된다.

제1 전극(223)은 제1 전원(223a)과 전기적으로 연결된다. 제1 전원(223a)은 직류 전원을 포함한다. 제1 전극(223)과 제1 전원(223a) 사이에는 스위치(223b)가 설치된다. 제1 전극(223)은 스위치(223b)의 온/오프(ON/OFF)에 의해 제1 전원(223a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치(223b)가 온(ON) 되면, 제1 전극(223)에는 직류 전류가 인가된다. 제1 전극(223)에 인가된 전류에 의해 제1 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 유전판(220)에 흡착된다.

히터(225)는 제1 전극(223)의 하부에 위치한다. 히터(225)는 제2 전원(225a)과 전기적으로 연결된다. 히터(225)는 제2 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.

몸체(230)는 유전판(220)의 하부에 위치한다. 몸체(230)의 상면과 유전판(220)의 저면은 접착제(236)에 의해 접착될 수 있다. 몸체(230)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 몸체(230)의 상면은 중심 영역이 가장자리 영역보다 높게 위치되도록 단차질 수 있다. 몸체(230)의 상면 중심 영역은 유전판(220)의 저면에 상응하는 면적을 가지며, 유전판(220)의 저면과 접착된다. 몸체(230)는 내부에 제1 순환 유로(231), 제2 순환 유로(232) 그리고 제2 공급 유로(233)가 형성된다.

제1 순환 유로(231)는 열전달 매체가 순환하는 통로로 제공된다. 제1 순환 유로(231)는 몸체(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.

제2 순환 유로(232)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공된다. 제2 순환 유로(232)는 몸체(230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 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.

제2 공급 유로(233)는 제1 순환 유로(231)부터 상부로 연장되며, 몸체(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.

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.

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 몸체(230)를 냉각한다. 몸체(230)는 냉각되면서 유전판(220)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킨다.

몸체(230)는 금속판을 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 몸체(230) 전체가 금속판으로 제공될 수 있다. 몸체(230)는 제3 전원(235a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 전원(235a)은 고주파 전력을 발생시키는 고주파 전원으로 제공될 수 있다. 고주파 전원은 RF 전원으로 제공될 수 있다. 몸체(230)는 제3 전원(235a)으로부터 고주파 전력을 인가받는다. 이로 인해 몸체(230)는 전극으로서 기능할 수 있다.

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) 가장자리 영역을 둘러싸도록 제공된다. 포커스 링(240)은 기판(W)의 전체 영역에서 플라즈마의 밀도가 균일하게 분포하도록 전자기장을 제어한다. 이에 의해, 기판(W)의 전체 영역에 걸쳐 플라즈마가 균일하게 형성되어 기판(W)의 각 영역이 균일하게 식각될 수 있다.

하부 커버(250)는 지지 유닛(200)의 하단부에 위치한다. 하부 커버(250)는 챔버(100)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치한다. 하부 커버(250)는 상면이 개방된 공간(255)이 내부에 형성된다. 하부 커버(250)의 외부 반경은 몸체(230)의 외부 반경과 동일한 길이로 제공될 수 있다. 하부 커버(250)의 내부 공간(255)에는 반송되는 기판(W)을 외부의 반송 부재로부터 정전 척(210)으로 이동시키는 리프트 핀 모듈(미도시) 등이 위치할 수 있다. 리프트 핀 모듈(미도시)은 하부 커버(250)로부터 일정간격 이격되어 위치한다. 하부 커버(250)의 저면은 금속 재질로 제공될 수 있다. 하부 커버(250)의 내부 공간(255)은 공기가 제공된다. 공기는 절연체보다 유전율이 낮으므로 지지 유닛(200) 내부의 전자기장을 감소시키는 역할을 할 수 있다.

하부 커버(250)는 연결 부재(253)를 갖는다. 연결 부재(253)는 하부 커버(250)의 외측면과 챔버(100)의 내측벽을 연결한다. 연결 부재(253)는 하부 커버(250)의 외측면에 일정한 간격으로 복수개 제공될 수 있다. 연결 부재(253)는 지지 유닛(200)를 챔버(100) 내부에서 지지한다. 또한, 연결 부재(253)는 챔버(100)의 내측벽과 연결됨으로써 하부 커버(250)가 전기적으로 접지(grounding)되도록 한다. 제1 전원(223a)과 연결되는 제1 전원라인(223c), 제2 전원(225a)과 연결되는 제2 전원라인(225c), 제3 전원(235a)과 연결되는 제3 전원라인(235c), 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(253)의 내부 공간(255)을 통해 하부 커버(250) 내부로 연장된다.

정전 척(210)과 하부 커버(250)의 사이에는 플레이트(270)가 위치한다. 플레이트(270)는 하부 커버(250)의 상면을 덮는다. 플레이트(270)는 몸체(230)에 상응하는 단면적으로 제공된다. 플레이트(270)는 절연체를 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 플레이트(270)는 하나 또는 복수개가 제공될 수 있다. 플레이트(270)는 몸체(230)와 하부 커버(250)의 전기적 거리를 증가시키는 역할을 한다.

샤워 헤드 유닛(300)은 챔버(100) 내부에서 지지 유닛(200)의 상부에 위치한다. 샤워 헤드 유닛(300)은 지지 유닛(200)과 대향되도록 위치한다.

샤워 헤드 유닛(300)는 샤워 헤드(310), 가스 분사판(320) 그리고 지지부(330)를 포함한다. 샤워 헤드(310)은 챔버(100)의 상면에서 하부로 일정거리 이격되어 위치한다. 가스 분사판(310)과 챔버(100)의 상면은 그 사이에 일정한 공간이 형성된다. 샤워 헤드(310)은 두께가 일정한 판 형상으로 제공될 수 있다. 샤워 헤드(310)의 저면은 플라즈마에 의한 아크 발생을 방지하기 위하여 그 표면이 양극화 처리될 수 있다. 샤워 헤드(310)의 단면은 지지 유닛(200)와 동일한 형상과 단면적을 가지도록 제공될 수 있다. 샤워 헤드(310)는 복수개의 분사홀(311)을 포함한다. 분사홀(311)은 샤워 헤드(310)의 상면과 하면을 수직 방향으로 관통한다. 샤워 헤드(310)는 금속 재질을 포함한다.

가스 분사판(320)은 샤워 헤드(310)의 상면에 위치한다. 가스 분사판(320)은 챔버(100)의 상면에서 일정거리 이격되어 위치한다. 가스 분사판(320)은 두께가 일정한 판 형상으로 제공될 수 있다. 가스 분사판(320)에는 분사홀(321)이 제공된다. 분사홀(321)은 가스 분사판(320)의 상면과 하면을 수직 방향으로 관통한다. 분사홀(321)은 샤워헤드(310)의 분사홀(311)과 대향되게 위치한다. 가스 분사판(320)은 금속 재질을 포함할 수 있다.

샤워 헤드(310)는 제4 전원(351)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제4 전원(351)은 고주파 전원으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 샤워 헤드(310)은 전기적으로 접지될 수도 있다. 샤워 헤드(310)는 제4 전원(351)과 전기적으로 연결되거나, 접지되어 전극으로서 기능할 수 있다.

지지부(330)는 샤워 헤드(310)와 가스 분사판(320)의 측부를 지지한다. 지지부(330)는 상단은 챔버(100)의 상면과 연결되고, 하단은 샤워 헤드(310)와 가스 분사판(320)의 측부와 연결된다. 지지부(330)는 비금속 재질을 포함할 수 있다.

가스 공급 유닛(400)은 챔버(100) 내부에 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(400)은 가스 피더(500), 가스 공급 배관(420), 그리고 가스 저장부(430)를 포함한다. 가스 피더(500)은 챔버(100)의 상면 중앙부에 설치된다. 가스 피더(500)의 저면에는 분사구가 형성된다. 분사구는 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급한다.

도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 가스 피더를 보여주는 도면이다. 이하 도 2를 참조하면, 가스 피더(500)는 바디(510)를 가진다. 바디(510) 내에는 가스 유로(520)와 오리피스(530)를 포함한다. 바디(510)는 상체(511), 하체(513) 그리고 삽입체(515)를 포함한다.

상체(511)는 원통 형상으로 제공된다. 상체(511)는 가스 공급 배관(420)과 연결되어 제공된다. 상체(511)의 내부에는 가스 유로(520)가 제공된다. 하체(513)는 상체(511)의 하부에 제공된다. 하체(513)는 원통 형상으로 제공된다. 하체(513)는 상체(511)보다 넓은 직경으로 제공된다. 하체(513)는 상체(511)보다 낮은 높이로 제공된다. 삽입체(515)는 하체(513)의 하부와 연결되어 제공된다. 삽입체(515)는 챔버(100)의 상벽(105)에 삽입된다. 삽입체(515)는 하체(513)보다 작은 크기로 제공된다. 삽입체(515)의 직경은 상체(511)의 직경과 대체로 동일한 크기로 제공된다.

바디(510)는 폴리머 재질로 제공될 수 있다. 일 예로 바디(510)는 폴리에테르에테르 케톤(PEEK:Polyether Ether Ketone) 재질로 제공될 수 있다.

가스 유로(520)는 바디(510)의 내부에 제공된다. 가스 유로(520)는 가스 공급 배관(420)으로부터 가스를 공급 받는다. 가스 유로(520)는 그 길이 방향으로 길게 연장되어 제공된다. 가스 유로(520)는 상체(511)에서 삽입체(515)까지 연장되어 제공된다. 가스 유로(520)는 그 길이 방향을 따라 동일한 직경으로 제공된다. 가스 유로(520)의 하부에는 오리피스(530)가 연결되어 제공된다.

오리피스(530)는 바디(510)의 내부에 제공된다. 오리 피스(530)는 가스 유로(520)의 하부와 연결된다. 오리피스(530)는 챔버(100)의 상벽(105)의 홀(106)과 연결되어 제공된다. 홀(106)의 직경은 가스 유로(520)와 동일한 직경으로 제공된다. 홀(106)의 직경은 오리피스(530)의 직경보다 크게 제공된다.

가스 피더(500)는 오리피스(530)의 제공으로 전력 공급시 방전되는 것을 방지한다. 이러한 목적 달성을 위해 오리 피스(530)의 직경은 방전을 방해하는 직경으로 제공된다. 가스 피더(500) 내에 오리피스(530) 제공으로 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치(10)의 공정 효율을 향상시킬 수 있다.

가스 공급 배관(420)은 가스 피더(500)와 가스 저장부(430)를 연결한다. 가스 공급 배관(420)은 가스 저장부(430)에 저장된 공정 가스를 가스 피더(500)에 공급한다. 가스 공급 배관(420)에는 밸브(421)가 설치된다. 밸브(421)는 가스 공급 배관(420)을 개폐하며, 가스 공급 배관(420)을 통해 공급되는 공정 가스의 유량을 조절한다.

플라즈마 소스는 챔버(100) 내에 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 본 발명의 실시예에서는, 플라즈마 소스로 용량 결합형 플라즈마(CCP: capacitively coupled plasma)가 사용된다. 용량 결합형 플라즈마는 챔버(100)의 내부에 상부 전극 및 하부 전극을 포함할 수 있다. 상부 전극 및 하부 전극은 챔버(100)의 내부에서 서로 평행하게 상하로 배치될 수 있다. 양 전극 중 어느 하나의 전극은 고주파 전력을 인가하고, 다른 전극은 접지될 수 있다. 양 전극 간의 공간에는 전자기장이 형성되고, 이 공간에 공급되는 공정 가스는 플라즈마 상태로 여기될 수 있다. 이 플라즈마를 이용하여 기판 처리 공정이 수행된다. 일 예에 의하면, 상부 전극은 샤워 헤드 유닛(300)로 제공되고, 하부 전극은 몸체(230)로 제공될 수 있다. 하부 전극에는 고주파 전력이 인가되고, 상부 전극은 접지될 수 있다. 이와 달리, 상부 전극과 하부 전극에 모두 고주파 전력이 인가될 수 있다. 이로 인하여 상부 전극과 하부 전극 사이에 전자기장이 발생된다. 발생된 전자기장은 챔버(100) 내부로 제공된 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기 시킨다.

배플 유닛(800)은 챔버(100)의 내측벽과 지지 유닛(200)의 사이에 위치된다. 배플(미도시)은 환형의 링 형상으로 제공된다. 배플(미도시)에는 복수의 관통홀(미도시)들이 형성된다. 챔버(100) 내에 제공된 공정 가스는 배플(미도시)의 관통홀(미도시)들을 통과하여 배기홀(102)로 배기된다. 배플(미도시)의 형상 및 관통홀(미도시)들의 형상에 따라 공정 가스의 흐름이 제어될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리 장치를 보여주는 도면이다. 이하 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(20)는 챔버(100), 지지 유닛(200), 샤워 헤드 유닛(300), 가스 공급 유닛(400), 플라즈마 소스, 그리고 배플 유닛(800)을 포함한다. 챔버(100), 지지 유닛(200), 샤워 헤드 유닛(300), 플라즈마 소스, 그리고 배플 유닛(800)은 도 1의 기판 처리 장치와 대체로 동일하게 제공된다.

가스 공급 유닛(400)은 챔버(100) 내부에 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(400)은 가스 피더(600), 가스 공급 배관(420), 그리고 가스 저장부(430)를 포함한다. 가스 피더(600)는 챔버(100)의 상벽(105)에 설치된다.

도 4는 도 3의 기판 처리 장치에 가스 피더를 보여주는 도면이다. 이하 도 4를 참조하면, 가스 피더(600)는 바디(610)를 가진다. 바디(610) 내에는 가스 유로(620)와 튜브(630)를 포함한다. 바디(610)는 상체(611), 하체(613) 그리고 삽입체(615)를 포함한다.

상체(611)는 원통 형상으로 제공된다. 상체(611)는 가스 공급 배관(420)과 연결되어 제공된다. 상체(611)의 내부에는 가스 유로(620)가 제공된다. 하체(613)는 상체(611)의 하부에 제공된다. 하체(613)는 원통 형상으로 제공된다. 하체(613)는 상체(611)보다 넓은 직경으로 제공된다. 하체(613)는 상체(611)보다 낮은 높이로 제공된다. 삽입체(615)는 하체(613)의 하부와 연결되어 제공된다. 삽입체(615)는 챔버(100)의 상벽(105)에 삽입된다. 삽입체(615)는 하체(613)보다 작은 크기로 제공된다. 삽입체(615)의 직경은 상체(611)의 직경과 대체로 동일한 크기로 제공된다.

바디(610)는 폴리머 재질로 제공될 수 있다. 일 예로 바디(610)는 폴리에테르에테르 케톤(PEEK:Polyether Ether Ketone) 재질로 제공될 수 있다.

가스 유로(620)는 바디(610)의 내부에 제공된다. 가스 유로(620)는 가스 공급 배관(420)으로부터 가스를 공급받는다. 가스 유로(620)는 그 길이 방향으로 길게 연장되어 제공된다. 가스 유로(620)는 상체(611)에서 삽입체(615)까지 연장되어 제공된다. 가스 유로(620)는 그 길이 방향을 따라 동일한 직경으로 제공된다.

가스 유로(620)의 내부에는 튜브(630)가 제공된다. 튜브(630)는 그 길이 방향을 따라 동일한 직경으로 제공된다.

튜브(630)는 홀(106)에 끝단으로 연장되어 제공된다. 튜브(630)는 세라믹 재질로 제공될 수 있다. 이와는 달리 다른 재질로도 제공 가능하다.

가스 유로(620) 내에 튜브(630)의 제공하여 가스로 인한 가스 피더(600)의 손상을 방지하여 내구성을 높일 수 있다. 가스 피더(600)의 손상은 전력 손실 및 기판 처리 장치의 정상 작동을 방해한다. 본 발명에서는 가스 유로(620) 내 튜브(630)를 제공하여 가스 피더(600)의 손상을 막고, 내구성을 높여서 기판 처리 장치의 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 용량 결합형 플라즈마에 제공되는 가스 피더를 예로 들었으나, 이와는 달리 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에 적용가능하다.

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.

10: 기판 처리 장치 100: 챔버
200: 지지 유닛 300: 샤워 헤드 유닛
400: 가스 공급 유닛 500: 가스 피더
800: 배플 유닛

Claims

기판을 처리하는 장치에 있어서,
내부에 처리 공간을 가지는 챔버와;
상기 챔버 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과;
상기 챔버 내로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 그리고
상기 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되,
상기 가스 공급 유닛은,
상기 챔버 외부의 가스 공급원과 연결되는 가스 공급 배관과;
상기 가스 공급 배관 및 상기 챔버에 연결되는 가스 피더를 포함하되,
상기 가스 피더는 그 내부에 상기 가스 공급 배관과 통하는 가스 유로와 상기 가스 유로로부터 상기 가스 피더의 끝단까지 연장되는 오리피스가 형성되는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 가스 피더의 끝단은 상기 챔버의 상벽에 삽입되어 제공되는 기판 처리 장치.
제2항에 있어서,
상기 오리피스는 상기 챔버의 상벽에 삽입되는 영역에 형성되는 기판 처리 장치.
제3항에 있어서,
상기 챔버의 상벽에는 상기 오리피스와 연통되는 홀이 형성되는 기판 처리 장치.
제4항에 있어서,
상기 홀은 상기 오리피스 직경보다 크게 제공되는 기판 처리 장치.
제5항에 있어서,
상기 홀은 상기 가스 유로의 직경과 동일하게 제공되는 기판 처리 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가스 피더는 폴리머 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가스 피더는 폴리에테르에테르 케톤 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
제2항에 있어서,
상기 바디는,
상체와;
상기 상체의 하부와 연결되며 상기 상체보다 큰 직경으로 제공되는 하체와; 그리고
상기 하체의 하부와 연결되며, 상기 챔버의 상벽에 삽입되는 삽입체를 포함하는 기판 처리 장치.
제9항에 있어서,
상기 가스 유로는 상기 상체에서 상기 삽입체까지 연장되어 제공되는 기판 처리 장치.
기판을 처리하는 장치에 있어서,
내부에 처리 공간을 가지는 챔버와;
상기 챔버 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과;
상기 챔버 내로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 그리고
상기 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되,
상기 가스 공급 유닛은,
상기 챔버 외부의 가스 공급원과 연결되는 가스 공급 배관과;
상기 가스 공급 배관 및 상기 챔버에 연결되는 가스 피더를 포함하되,
상기 가스 피더는,
바디와;
상기 바디 내에 제공되며 가스가 흐르는 유로가 형성된 튜브를 가지는 기판 처리 장치.
제11항에 있어서,
상기 가스 피더의 끝단은 상기 챔버의 상벽에 삽입되어 제공되는 기판 처리 장치.
제12항에 있어서,
상기 튜브는 그 길이방향을 따라 동일한 직경으로 제공되는 기판 처리 장치.
제12항에 있어서,
상기 챔버의 상벽에는 홀이 형성되며, 상기 튜브는 상기 홀의 내부까지 연장되어 제공되는 기판 처리 장치.
제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 튜브는 세라믹 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
제15항에 있어서,
상기 바디는 폴리머 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
제15항에 있어서,
상기 바디는 폴리에테르에테르 케톤 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
제11항에 있어서,
상기 바디는,
상체와
상기 상체의 하부와 연결되며 상기 상체보다 큰 직경으로 제공되는 하체와 그리고
상기 하체의 하부와 연결되며, 상기 챔버의 상벽에 삽입되는 삽입체를 포함하는 기판 처리 장치.