KR20160081006A - 샤워 헤드 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

샤워 헤드 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160081006A
KR20160081006A KR1020140194018A KR20140194018A KR20160081006A KR 20160081006 A KR20160081006 A KR 20160081006A KR 1020140194018 A KR1020140194018 A KR 1020140194018A KR 20140194018 A KR20140194018 A KR 20140194018A KR 20160081006 A KR20160081006 A KR 20160081006A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cable
plate
gas injection
shower head
injection plate
Prior art date
Application number
KR1020140194018A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102299885B1 (ko
Inventor
이수형
윤창로
Original Assignee
세메스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세메스 주식회사 filed Critical 세메스 주식회사
Priority to KR1020140194018A priority Critical patent/KR102299885B1/ko
Publication of KR20160081006A publication Critical patent/KR20160081006A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102299885B1 publication Critical patent/KR102299885B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering

Abstract

본 발명은 샤워 헤드 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 내부에 처리공간을 가지는 공정 챔버와 상기 처리공간에 위치하며 기판을 지지하는 지지 유닛과 상기 공정 챔버로 처리 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과 그리고 상기 처리 가스를 상기 지지 유닛의 상부로 공급하는 샤워 헤드 유닛를 포함하되 상기 샤워 헤드 유닛은 샤워 헤드와 상기 샤워 헤드 상면에 위치하며, 복수의 분사홀을 가지는 가스 분사판과 그리고 상기 가스 분사판에 서로 이격되어 설치되어 상기 가스 분사판을 가열하며, 입력단자와 출력단자를 각각 가지는 복수의 히터를 포함하는 기판 처리 장치를 포함한다.

Description

샤워 헤드 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치{Shower head unit and apparatus for treating a substrate with the shower head unit}
본 발명은 기판을 처리하는 샤워 헤드 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
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 공정은 플라즈마를 사용하여 식각 공정을 수행한다. 식각 공정은 플라즈마에 함유된 이온 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다.
식각 공정은 공정 챔버 내부에서 수행된다. 공정 챔버 내부로 공정 가스가 공급되고, 공정 챔버 내부에 고주파 전력을 인가하여 공정가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다.
한편, 공정 가스에 플라즈마 상태로 여기시키 때, 샤워 헤드 유닛이 일반적으로 사용된다. 샤워 헤드는 전원과 연결되어 상부 전극으로 기능하며, 샤워 헤드의 상부에는 히터가 설치되는 가스 분사판이 위치한다. 도 1은 일반적으로 사용되는 히터를 나타내는 도면이다. 히터(3)는 외부의 전원으로부터 전원을 공급받는다. 전원은 별도의 케이블을 통하여 히터(3)의 입력단자(2)와 출력단자(4)에 연결되어 제공된다.
다만, 도 1의 히터(3)를 사용하여 플라즈마를 발생시키는 경우 히터(3)의 입력단자(2)와 출력단자(4)가 일측에만 위치하고 있어 전자기적인 불균일을 형성하여 플라즈마가 불균일하게 생성된다. 이러한 구조적적인 비대칭성으로 전기적인 비대칭성을 유발하며, 플라즈마를 이용한 기판 처리 공정 시 공정 효율을 저해하는 문제점이 있다.
또한, 히터를 전원과 연결하는 케이블은 차페되어 있지 않고 전극의 상부로 그대로 노출되는 경우가 있다. 이러한 케이블 노출은 커플링의 발생 가능성을 유발하는 문제점이 있다.
본 발명은 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에 공정 효율을 향상시키기 위한 샤워 헤드 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 가스 분사판에 히터와 케이블을 전자기적으로 대칭적 구조로 제공하여 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에 공정 효율을 향상시키기 위한 샤워 헤드 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 기판을 처리 하는 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 기판 처리 장치는 내부에 처리공간을 가지는 공정 챔버; 상기 처리공간에 위치하며 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 공정 챔버로 처리 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 그리고 상기 처리 가스를 상기 지지 유닛의 상부로 공급하는 샤워 헤드 유닛를 포함하되 상기 샤워 헤드 유닛은 샤워 헤드; 상기 샤워 헤드 상면에 위치하며, 복수의 분사홀을 가지는 가스 분사판; 그리고 상기 가스 분사판에 서로 이격되어 설치되어 상기 가스 분사판을 가열하며, 입력단자와 출력단자를 각각 가지는 복수의 히터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 히터는 상기 가스 분사판을 중심으로 서로 대칭되게 설치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 히터는 상기 가스 분사판의 가장자리 영역에 위치할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 샤워 헤드 유닛은 외부의 전원과 상기 입력단자와 상기 출력단자를 연결하는 케이블; 상기 가스 분사판의 상부에 위치하는 커버 플레이트를 더 포함하며 상기 케이블은 상기 커넥터의 입력단자와 연결되는 제1케이블; 상기 커넥터의 출력단자와 연결되는 제2케이블을 포함하며 상기 제1케이블과 상게 제2케이블은 상기 커버 플레이트에 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 샤워헤드 유닛은 상기 제1케이블과 상기 제2케이블을 감싸며 상기 커버플레이트에 위치하는 케이블 트레이를 더 포함하고, 상기 제1케이블과 상기 제2케이블은 각각 인슐레이터에 의해 감싸며 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 케이블 트레이는 상기 커버 플레이트에 내부에 링형상으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 가스 분사판의 가장 자리 영역은 상기 가스 분사판의 중앙 영역보다 높게 제공될 수 있다.
본 발명은 샤워 헤드 유닛을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 샤워 헤드 유닛은 샤워 헤드; 상기 샤워 헤드 상면에 위치하며, 복수의 분사홀을 가지는 가스 분사판; 그리고 상기 가스 분사판에 서로 이격되어 설치되어 상기 가스 분사판을 가열하며 입력단자와 출력단자를 각각 가지는 복수의 히터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 히터는 상기 가스 분사판을 중심으로 서로 대칭되게 설치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 히터는 상기 가스 분사판의 가장자리 영역에 위치할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 샤워 헤드 유닛은 외부의 전원과 상기 입력단자와 상기 출력단자를 연결하는 케이블; 상기 가스 분사판의 상부에 위치하는 커버 플레이트를 더 포함하며 상기 케이블은 상기 커넥터의 입력단자와 연결되는 제1케이블; 상기 커넥터의 출력단자와 연결되는 제2케이블을 포함하며 상기 제1케이블과 상게 제2케이블은 상기 커버 플레이트에 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 샤워헤드 유닛은 상기 제1케이블과 상기 제2케이블을 감싸며, 상기 커버플레이트에 위치하는 케이블 트레이를 더 포함하고, 상기 제1케이블과 상기 제2케이블은 각각 인슐레이터에 의해 감싸며 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 케이블 트레이는 상기 커버 플레이트에 내부에 링형상으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 가스 분사판의 가장 자리 영역은 상기 가스 분사판의 중앙 영역보다 높게 제공될 수 있다.
본 발명은 가스 분사판에 히터를 대칭적으로 제공하여 기판 처리 공정에 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 가스 분사판에 히터를 대칭적으로 제공하여 플라즈마를 이용한 식각 공정시 공정이 에칭율을 영역별로 균일하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 히터를 연결하는 케이블을 가스 분사판의 상부에 대칭적으로 제공하여, 전자기적인 대칭을 이루어 기판 처리 공정에 효유을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일반적으로 가스 분사판에 제공되는 히터를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따름 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 가스 분사판에 제공되는 히터를 보여주는 평면도이다.
도 4와 도 5는 도 3의 가스 분사판에 제공되는 히터의 다른 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 2의 커버 플레이트를 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 6의 케이블 트레이를 A-A 방향에서 바라본 단면도이다.
도 8은 도 1에 히터에 따른 기판 처리 공정 시 ER(Etching rate)을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 9는 도 2에 히터에 따른 기판 처리 공정시 ER(Etching rate)을 개략적으로 보여주는 도면이다.
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.
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.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 이하, 도 2을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리한다. 기판 처리 장치(10)는 챔버(100), 지지 유닛(200), 샤워 헤드 유닛(300), 가스 공급 유닛(400), 플라즈마 소스, 라이너 유닛(500), 그리고 베플 유닛(600)을 포함한다.
챔버(100)는 내부에 기판 처리 공정이 수행되는 처리 공간을 제공한다. 챔버(100)는 내부의 처리 공간을 가진다. 챔버(100)는 밀폐된 형상으로 제공된다. 챔버(100)는 금속 재질로 제공된다. 일 예로 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. 배기 라인(151)은 펌프(미도시)와 연결된다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 챔버(100)의 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 벽에는 히터(150)가 제공된다. 히터(150)는 챔버(100)의 벽을 가열한다. 히터(150)는 가열 전원(미도시)과 전기적으로 연결된다. 히터(150)는 가열 전원(미도시)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 히터(150)에서 발생된 열은 내부 공간으로 전달된다. 히터(150)에서 발생된 열에 의해서 처리공간은 소정 온도로 유지된다. 히터(150)는 코일 형상의 열선으로 제공된다. 히터(150)는 챔버(100)의 벽에 복수개 제공될 수 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 척을 포함한다. 이와 달리, 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 지지 유닛(200)이 정전 척인 경우에 대하여 설명한다.
지지 유닛(200)은 지지 플레이트(210), 전극 플레이트(220), 히터(230), 하부 플레이트(240), 플레이트(250), 하부판(260), 링부재(280), 플라즈마 조절 부재(270) 그리고 제어기(290)을 포함한다.
지지 플레이트(210)에는 기판(W)이 놓인다. 지지 플레이트(210)는 원판 형상으로 제공된다. 지지 플레이트(210)는 유전체(dielectric substance)로 제공될 수 있다.
지지 플레이트(210)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 갖는다. 기판(W)이 지지 플레이트(210)의 상에 놓일 때, 기판(W)의 가장자리 영역은 지지 플레이트(210)의 외측에 위치한다.
지지 플레이트(210)는 외부의 전원을 공급받아 기판(W)에 정전기력을 작용한다. 지지 플레이트(210)에는 정전 전극(211)이 제공된다. 정전 전극(221)은 흡착 전원(213)과 전기적으로 연결된다. 흡착 전원(213)은 직류 전원을 포함한다. 정전 전극(211)과 흡착 전원(213) 사이에는 스위치(212)가 설치된다. 정전 전극(211)은 스위치(212)의 온/오프(ON/OFF)에 의해 흡착 전원(213)과 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치(212)가 온(ON)되면, 정전 전극(211)에는 직류 전류가 인가된다. 정전 전극(211)에 인가된 전류에 의해 정전 전극(211)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용한다. 기판(W)은 정전기력에 의해 지지 플레이트(210)에 흡착된다.
지지 플레이트(210)의 내부에는 히터(230)가 제공된다. 히터(230)는 가열 전원(233)과 전기적으로 연결된다. 히터(230)는 가열 전원(233)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 지지 플레이트(210)을 통해 기판(W)으로 전달된다. 히터(230)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 소정 온도로 유지된다. 히터(230)는 코일 형상의 열선으로 제공된다. 히터(230)는 지지 플레이트(210)의 영역에 복수개 제공된다.
전극 플레이트(220)는 지지 플레이트(210)의 아래에 제공된다. 전극 플레이트 상부면은 지지 플레이트의 하부면과 접촉한다. 전극 플레이트(220)는 원판형상으로 제공된다. 전극 플레이트(220)는 도전성 재질로 제공된다. 일 예로 전극 플레이트(220)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 전극 플레이트(220)의 상부 중심 영역은 지지 플레이트(210)의 저면과 상응하는 면적을 가진다.
전극 플레이트(220)의 내부에는 상부 유로(221)가 제공된다. 상부 유로(221)는 주로 지지 플레이트(210)를 냉각한다. 상부 유로(221)에는 냉각 유체가 공급된다. 일 예로 냉각 유체는 냉각수 또는 냉각 가스로 제공될 수 있다.
전극 플레이트(220)는 금속판을 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 전극 플레이트는 전체가 금속판으로 제공될 수 있다. 전극 플레이트(220)는 하부 전원(227)과 전기적으로 연결될 수 있다. 하부 전원(227)은 고주파 전력을 발생시키는 고주파 전원으로 제공될 수 있다. 고주파 전원은 RF 전원으로 제공될 수 있다. RF전원은 하이 바이어스 파워 알에프(High Bias Power RF) 전원으로 제공될 수 있다. 전극 플레이트(220)는 하부 전원(227)으로부터 고주파 전력을 인가받는다. 이로 인해 전극 플레이트(220)는 전극으로서 기능할 수 있다. 전극 플레이트(220)는 접지되어 제공될 수 있다.
전극 플레이트(220)의 하부에는 플레이트(250)가 제공된다. 플레이트(250)는 원형의 판형상으로 제공될 수 있다. 플레이트(250)는 전극 플레이트(220)와 상응하는 면적으로 제공될 수 있다. 플레이트(250)는 절연판으로 제공될 수 있다. 일 예로 플레이트(250)는 유전체로 제공될 수 있다.
하부 플레이트(240)는 전극 플레이트(220)의 하부에 제공된다. 하부 플레이트(240)는 하부판(260)의 하부에 제공된다. 하부 플레이트(240)는 링형상으로 제공된다.
하부판(260)은 플레이트(250)의 하부에 위치한다. 하부판(260)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 하부판(260)은 상부에서 바라 볼 때, 원형으로 제공된다. 하부판(260)의 내부 공간에는 반송되는 기판(W)을 외부의 반송 부재로부터 지지 플레이트(210)로 이동시키는 리프트 핀 모듈(미도시) 등이 위치할 수 있다.
링부재(280)는 지지 유닛(200)의 가장자리 영역에 배치된다. 링부재(280)는 링 형상을 가진다. 링부재(280)는 지지 플레이트(210)의 상부를 감싸며 제공된다. 일 예로 링부재(280)는 포커스링으로 제공될 수 있다. 링부재(280)는 내측부(282)과 외측부(281)을 포함한다. 내측부(282)는 링부재(280)의 안쪽에 위치한다. 내측부(282)는 외측부(281)보다 낮게 제공된다. 내측부(282)의 상면은 지지 플레이트(210)의 상면과 동일한 높이로 제공된다. 내측부(282)는 지지판(210)의 외측에 위치된 기판(W)의 가장자리영역을 지지한다. 외측부(281)는 내측부(282)의 외측에 위치한다. 외측부(281)는 지지판(210)에 기판(W)이 놓일 시 기판(W)의 측부와 마주보며 위치한다. 외측부(281)는 기판(W) 가장자리 영역을 둘러싸도록 제공된다.
샤워 헤드 유닛(300)은 챔버(100) 내부에서 지지 유닛(200)의 상부에 위치한다. 샤워 헤드 유닛(300)은 지지 유닛(200)과 대향되게 위치한다.
샤워 헤드 유닛(300)은 샤워 헤드(310), 가스 분사판(320), 커버 플레이트(330), 상부 플레이트(340) 히터(323), 케이블(360), 케이블 트레이(365) 그리고 절연판(390)을 포함한다.
샤워 헤드(310)는 챔버(100)의 상면에서 하부로 일정거리 이격되어 위치한다. 샤워 헤드(310)는 지지 유닛(200)의 상부에 위치한다. 샤워 헤드(310)와 챔버(100)의 상면은 그 사이에 일정한 공간이 형성된다. 샤워 헤드(310)는 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.
샤워 헤드(310)는 상부전원(370)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상부전원(370)은 고주파 전원으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 샤워 헤드(310)은 전기적으로 접지될 수도 있다. 샤워 헤드(310)은 상부전원(370)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이와는 달리 샤워 헤드(310) 접지되어 전극으로서 기능할 수 있다.
도 3은 도 2의 가스 분사판에 제공되는 히터를 보여주는 평면도이다. 이하, 도 2와 도 3을 참고하면, 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)의 가장자리 영역(A2)은, 가스 분사판(320)의 중앙 영역(A1)보다 높게 제공된다. 가스 분사판(320)의 가장자리 영역(A2)은 링형상으로 가스 분사판(320)의 중앙영역(A1)을 감싸며 제공된다.
가스 분사판(320)의 가장자리 영역(A2)에는 히터(323)가 제공된다. 히터(323)는 가스 분사판(320)을 가열한다. 히터(323)는 가스 분사판(320)을 중심으로 서로 대칭되게 설치된다. 히터(323)는 복수개가 제공된다. 일 예로 히터(323)는 4개가 제공될 수 있다. 각각의 히터(323)는 가스 분사판(320)을 중심으로 서로 대칭되게 설치한다. 각각의 히터(323)는 타원형의 형상으로 가스 분사판(320)의 가장자리 영역(A2)에 제공된다.
히터(323)는 입력단자(324)와 출력단자(325)를 포함한다. 입력단자(324)와 출력단자(325)는 외부의 전원을 공급받는다. 입력단자(324)와 출력단자(325)는 히터(323)와 대응되는 개수로 각각 제공된다. 입력단자(324)와 출력단자(325)는 가스 분사판(320)의 중심으로 서로 대칭되게 위치한다.
상술한 예에서는 히터(323)가 4개 제공되는 것을 예로 들었으나, 이와는 달리 도 4와 도 5와 같이 6개 또는 8개로 가스 분사판(320)을 중심으로 서로 대칭되게 제공될 수 있다. 이와는 달리 히터(323)는 가스 분사판(320)을 중심으로 서로 대칭되게 제공되며, 상술한 히터의 개수와 상이한 개수로 제공될 수 있다.
가스 분사판(320)에는 확산 영역(322)과 분사홀(321)이 제공된다. 확산 영역(322)과 분사홀(321)은 가스 분사판의 중앙 영역(A1)에 위치한다. 확산 영역(322)은 상부에서 공급되는 가스를 분사홀(321)로 고루게 퍼지게 한다. 확산 영역(322)은 하부에 분사홀(321)과 연결된다. 인접하는 확산 영역(322)은 서로 연결된다. 분사홀(321)은 확산 영역(322)과 연결되여, 하면을 수직 방향으로 관통한다.
분사홀(321)은 샤워헤드(310)의 분사홀(311)과 대향되게 위치한다. 가스 분사판(320)은 금속 재질을 포함할 수 있다.
도 6은 도 2의 커버 플레이트를 보여주는 평면도이고, 도 7은 도 6의 케이블 트레이를 A-A 방향에서 바라본 단면도이다. 이하 도 2, 도 6 그리고 도 7을 참고하면, 커버 플레이트(330)는 가스 분사판(320)의 상부에 위치한다. 커버 플레이트(330)는 두께가 일정한 판 형상으로 제공될 수 있다. 커버 플레이트(330)에는 확산영역(332)과 분사홀(331)이 제공된다. 확산 영역(332)은 상부에서 공급되는 가스를 분사홀(331)로 고루게 퍼지게 한다. 확산 영역(332)은 하부에 분사홀(331)과 연결된다. 인접하는 확산 영역(332)은 서로 연결된다. 분사홀(331)은 확산 영역(332)과 연결되여, 하면을 수직 방향으로 관통한다.
커버 플레이트(330)에는 케이블(360)과 케이블 트레이(365)가 위치한다.
케이블(360)은 외부의 전원과 히터(323)의 입력단자(324)와 출력단자(325)를 연결한다. 케이블(360)은 제1케이블(361)과 제2케이블(362)을 포함한다.
제1케이블(361)은 히터(323)의 입력단자(324)와 연결된다. 제1케이블(361)은 커버 플레이트(330)의 내부에 위치한다. 제1케이블(361)은 케이블 트레이(365) 내부에 위치한다. 제1케이블(361)은 가스 분사판(320)의 상부에 링형상으로 제공된다. 제1케이블(361)은 가스 분사판(320)의 가장자리 영역(A2) 상부에 위치한다.
제2케이블(362)은 히터(323)의 출력단자(325)와 연결된다. 제2케이블(362)은 커버 플레이트(320)의 내부에 위치한다. 제2케이블(362)은 케이블 트레이(365) 내부에 위치한다. 제2케이블(362)은 가스 분사판(320)의 상부에 링형상으로 제공된다. 제2케이블(362)은 가스 분사판(320)의 가장자리 영역(A2) 상부에 위치한다. 제1케이블(361)과 제2케이블(362)은 가스 분사판(320)의 상부에 동심으로 형성된다. 일 예로 제1케이블(361)은 제2케이블(362) 보다 가스 분사판(320)의 중심에 더 가깝게 위치 할 수 있다. 제1케이블(361)과 제2케이블(362)은 인슐레이터(363)에 의해 감싸며 제공된다.
케이블 트레이(365)는 케이블(360)을 감싸며 제공된다. 케이블 트레이(365)의 내부에는 케이블(360)이 위치한다. 케이블 트레이(365)는 커버 플레이트(330)에 위치한다. 케이블 트레이(360)는 가스 분사판(320)의 가장자리 영역(A2) 상부에 위치한다. 케이블 트레이(365)는 링형상으로 제공된다. 케이블 트레이(365)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다.
상부 플레이트(340)는 커버 플레이트(330)의 상부에 위치한다. 상부 플레이트(340)는 두께가 일정한 판 형상으로 제공될 수 있다. 상부 플레이트(340)는 커버 플레이트(330)와 동일한 크기로 제공될 수 있다. 상부 플레이트(340)는 중앙에 공급홀(341)이 형성된다. 공급홀(341)은 가스가 통과하는 홀이다. 공급홀(341)은 통과한 가스는 커버 플레이트(330)의 확산 영역(332)에 공급된다. 상부 플레이트(340)의 내부에는 냉각 유로(343)가 형성된다. 냉각 유로(343)에는 냉각 유체가 공급될 수 있다. 일 예로 냉각 유체는 냉각수로 제공될 수 있다.
절연판(390)은 샤워 헤드(310), 가스 분사판(320), 커버 플레이트(330) 그리고 상부 플레이트(330)의 측부를 지지한다. 절연판(390)은 챔버(100)의 측벽과 연결된다. 절연판(390)은 샤워 헤드(310), 가스 분사판(310), 커버 플레이트(330) 그리고 상부 플레이트(340)를 감싸며 제공된다. 절연판(390)은 원형의 링형상으로 제공될 수 있다. 절연판(390)는 비금속 재질로 제공될 수 있다.
가스 공급 유닛(400)은 챔버(100) 내부에 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(400)은 가스 공급 노즐(410), 가스 공급 라인(420), 그리고 가스 저장부(430)를 포함한다. 가스 공급 노즐(410)은 챔버(100)의 상면 중앙부에 설치된다. 가스 공급 노즐(410)의 저면에는 분사구가 형성된다. 분사구는 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(420)은 가스 공급 노즐(410)과 가스 저장부(430)를 연결한다. 가스 공급 라인(420)은 가스 저장부(430)에 저장된 공정 가스를 가스 공급 노즐(410)에 공급한다. 가스 공급 라인(420)에는 밸브(421)가 설치된다. 밸브(421)는 가스 공급 라인(420)을 개폐하며, 가스 공급 라인(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 전극 플레이트로 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.
라이너 유닛(500)은 공정 중 챔버(100)의 내벽 및 지지 유닛(200)이 손상되는 것을 방지한다. 라이너 유닛(500)은 공정 중에 발생한 불술물이 내측벽 및 지지 유닛(200)에 증착되는 것을 방지한다. 라이너 유닛(500)은 내측 라이너(510)와 외측 라이너(530)을 포함한다.
외측 라이너(530)는 챔버(100)의 내벽에 제공된다. 외측 라이너(530)는 상면 및 하면이 개방된 공간을 가진다. 외측 라이너(530)는 원통 형상으로 제공될 수 있다. 외측 라이너(530)는 챔버(100)의 내측면에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 외측 라이너(530)는 챔버(100)의 내측면을 따라 제공된다.
외측 라이너(530)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 외측 라이너(530)는 몸체(110) 내측면을 보호한다. 공정 가스가 여기되는 과정에서 챔버(100) 내부에는 아크(Arc) 방전이 발생될 수 있다. 아크 방전은 챔버(100)를 손상시킨다. 외측 라이너(530)는 몸체(110)의 내측면을 보호하여 몸체(110)의 내측면이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지한다.
내측 라이너(510)는 지지 유닛(200)을 감싸며 제공된다. 내측 라이너(510)는 링 형상으로 제공된다. 내측 라이너(510)는 지지 플레이트(210), 전극 플레이트(220) 그리고 하부 플레이트(240) 전부를 감싸도록 제공된다. 내측 라이너(510)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 내측 라이너(510)는 지지 유닛(200)의 외측면을 보호한다.
배플 유닛(600)은 챔버(100)의 내측벽과 지지 유닛(200)의 사이에 위치된다. 배플은 환형의 링 형상으로 제공된다. 배플에는 복수의 관통홀들이 형성된다. 챔버(100) 내에 제공된 공정가스는 배플의 관통홀들을 통과하여 배기홀(102)로 배기된다. 배플의 형상 및 관통홀들의 형상에 따라 공정가스의 흐름이 제어될 수 있다.
도 8은 도 1에 히터에 따른 기판 처리 공정 시 ER(Etching rate)을 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 9는 도 2에 히터에 따른 기판 처리 공정시 ER(Etching rate)을 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하, 도 8과 도 9을 참조하면, 도 1의 히터로 제공된 샤워 헤드 유닛으로 기판 처리 공정을 진행시 도 8과 같이 에칭률이 불균일한 결과를 나타내었다. 이는 히터와 외부의 전원을 연결 시 가스 분사판의 일측에만 전원이 연결되어, 공정 시 전자기적인 비대칭성을 유발한다. 이러한 전자기적 비대칭성은 영역별 에칭률의 차이를 보인다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 실시 예에 의하면, 히터를 가스 분사판에 복수개 제공한다. 또한, 히터를 가스 분사판에 대칭적으로 제공하여 공정 시 전자기적인 비대청이 최소화하였다. 전자기적인 대칭으로 인해 기판의 영역별 에칭률이 도 9와 같이 균일하게 나타났다.
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
310: 샤워 헤드 320: 가스 분사판
323: 히터 330: 커버 플레이트
340: 상부 플레이트 360: 케이블
365: 케이블 트레이 370: 전원
390: 절연판 400: 가스 공급 유닛
500: 라이너 유닛 600: 베플 유닛

Claims (14)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리공간을 가지는 공정 챔버와;
    상기 처리공간에 위치하며 기판을 지지하는 지지 유닛과;
    상기 공정 챔버로 처리 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 그리고
    상기 처리 가스를 상기 지지 유닛의 상부로 공급하는 샤워 헤드 유닛를 포함하되,
    상기 샤워 헤드 유닛은,
    샤워 헤드와;
    상기 샤워 헤드 상면에 위치하며, 복수의 분사홀을 가지는 가스 분사판과; 그리고
    상기 가스 분사판에 서로 이격되어 설치되어 상기 가스 분사판을 가열하며, 입력단자와 출력단자를 각각 가지는 복수의 히터를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 히터는 상기 가스 분사판을 중심으로 서로 대칭되게 설치되는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 히터는 상기 가스 분사판의 가장자리 영역에 위치하는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 샤워 헤드 유닛은,
    외부의 전원과 상기 입력단자와 상기 출력단자를 연결하는 케이블과;
    상기 가스 분사판의 상부에 위치하는 커버 플레이트를 더 포함하며,
    상기 케이블은,
    상기 커넥터의 입력단자와 연결되는 제1케이블과;
    상기 커넥터의 출력단자와 연결되는 제2케이블을 포함하며,
    상기 제1케이블과 상게 제2케이블은 상기 커버 플레이트에 제공되는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 샤워헤드 유닛은 상기 제1케이블과 상기 제2케이블을 감싸며 상기 커버플레이트에 위치하는 케이블 트레이를 더 포함하고,
    상기 제1케이블과 상기 제2케이블은 각각 인슐레이터에 의해 감싸며 제공되는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 케이블 트레이는 상기 커버 플레이트에 내부에 링형상으로 제공되는 기판 처리 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 분사판의 가장 자리 영역은 상기 가스 분사판의 중앙 영역보다 높게 제공되는 기판 처리 장치.
  8. 샤워 헤드 유닛에 있어서,
    샤워 헤드와;
    상기 샤워 헤드 상면에 위치하며, 복수의 분사홀을 가지는 가스 분사판과; 그리고
    상기 가스 분사판에 서로 이격되어 설치되어 상기 가스 분사판을 가열하며, 입력단자와 출력단자를 각각 가지는 복수의 히터를 포함하는 샤워 헤드 유닛.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 히터는 상기 가스 분사판을 중심으로 서로 대칭되게 설치되는 샤워 헤드 유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 히터는 상기 가스 분사판의 가장자리 영역에 위치하는 샤워 헤드 유닛.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 샤워 헤드 유닛은 외부의 전원과 상기 입력단자와 상기 출력단자를 연결하는 케이블과;
    상기 가스 분사판의 상부에 위치하는 커버 플레이트를 더 포함하며,
    상기 케이블은,
    상기 커넥터의 입력단자와 연결되는 제1케이블과;
    상기 커넥터의 출력단자와 연결되는 제2케이블을 포함하며,
    상기 제1케이블과 상게 제2케이블은 상기 커버 플레이트에 제공되는 샤워 헤드 유닛.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 샤워 헤드 유닛은 상기 제1케이블과 상기 제2케이블을 감싸며, 상기 커버플레이트에 위치하는 케이블 트레이를 더 포함하고, 상기 제1케이블과 상기 제2케이블은 각각 인슐레이터에 의해 감싸며 제공되는 샤워 헤드 유닛.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 케이블 트레이는 상기 커버 플레이트에 내부에 링형상으로 제공되는 샤워 헤드 유닛.
  14. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 분사판의 가장 자리 영역은 상기 가스 분사판의 중앙 영역보다 높게 제공되는 샤워 헤드 유닛.
KR1020140194018A 2014-12-30 2014-12-30 샤워 헤드 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 KR102299885B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140194018A KR102299885B1 (ko) 2014-12-30 2014-12-30 샤워 헤드 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140194018A KR102299885B1 (ko) 2014-12-30 2014-12-30 샤워 헤드 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160081006A true KR20160081006A (ko) 2016-07-08
KR102299885B1 KR102299885B1 (ko) 2021-09-09

Family

ID=56503313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140194018A KR102299885B1 (ko) 2014-12-30 2014-12-30 샤워 헤드 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102299885B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190015114A (ko) * 2017-08-04 2019-02-13 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. 반응 챔버 내 가스 분배를 위한 샤워헤드 어셈블리 및 샤워헤드 어셈블리의 온도 균일성을 제어하는 방법
KR20200023810A (ko) * 2018-08-27 2020-03-06 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100108294A (ko) * 2009-03-27 2010-10-06 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치 및 거기에 이용되는 가열용 전극
KR20110083832A (ko) * 2010-01-15 2011-07-21 삼성전자주식회사 플라즈마 처리 장치
KR20130019710A (ko) * 2011-08-17 2013-02-27 세메스 주식회사 기판 처리 장치
KR20140130356A (ko) * 2013-04-30 2014-11-10 세메스 주식회사 지지 유닛 및 기판 처리 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100108294A (ko) * 2009-03-27 2010-10-06 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치 및 거기에 이용되는 가열용 전극
KR20110083832A (ko) * 2010-01-15 2011-07-21 삼성전자주식회사 플라즈마 처리 장치
KR20130019710A (ko) * 2011-08-17 2013-02-27 세메스 주식회사 기판 처리 장치
KR20140130356A (ko) * 2013-04-30 2014-11-10 세메스 주식회사 지지 유닛 및 기판 처리 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190015114A (ko) * 2017-08-04 2019-02-13 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. 반응 챔버 내 가스 분배를 위한 샤워헤드 어셈블리 및 샤워헤드 어셈블리의 온도 균일성을 제어하는 방법
KR20200023810A (ko) * 2018-08-27 2020-03-06 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102299885B1 (ko) 2021-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11127573B2 (en) Support unit, apparatus and method for treating a substrate
US10103018B2 (en) Apparatus for treating substrate
KR101980203B1 (ko) 지지 유닛 및 그를 포함하는 기판 처리 장치
KR101670457B1 (ko) 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR102330281B1 (ko) 정전 척 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR101569904B1 (ko) 전극 어셈블리, 그리고 기판 처리 장치 및 방법
KR102299885B1 (ko) 샤워 헤드 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR102568804B1 (ko) 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR101970981B1 (ko) 지지 유닛, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20170026819A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101569886B1 (ko) 기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR20220096735A (ko) 기판 처리 장치 및 가스 분배 어셈블리
KR20160145865A (ko) 정전 척 및 기판 처리 장치
KR20210008725A (ko) 기판 지지 유닛 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템
KR102223766B1 (ko) 지지 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR102262107B1 (ko) 기판 처리 장치
KR101408790B1 (ko) 기판 처리 장치
KR102197611B1 (ko) 기판 처리 시스템
KR102076594B1 (ko) 가스 공급 장치 및 그를 포함하는 기판 처리 장치
KR101981549B1 (ko) 기판 처리 장치
KR101464205B1 (ko) 기판 지지 어셈블리 및 기판 처리 장치
KR101605722B1 (ko) 피더 및 기판 처리 장치
KR101955584B1 (ko) 기판 처리 장치
KR20210151308A (ko) 지지 유닛, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101706736B1 (ko) 기판 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant