KR20160110904A - 기판 처리 장치 - Google Patents

기판 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160110904A
KR20160110904A KR1020160083456A KR20160083456A KR20160110904A KR 20160110904 A KR20160110904 A KR 20160110904A KR 1020160083456 A KR1020160083456 A KR 1020160083456A KR 20160083456 A KR20160083456 A KR 20160083456A KR 20160110904 A KR20160110904 A KR 20160110904A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
chamber
antenna
substrate
unit
plasma
Prior art date
Application number
KR1020160083456A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101853365B1 (ko
Inventor
이학주
이승표
김정동
김형준
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 KR1020160083456A priority Critical patent/KR101853365B1/ko
Publication of KR20160110904A publication Critical patent/KR20160110904A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101853365B1 publication Critical patent/KR101853365B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02299Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment
    • H01L21/02312Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a gas or vapour
    • H01L21/02315Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a gas or vapour treatment by exposure to a plasma
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/02274Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment 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
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065Plasma etching; Reactive-ion etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/46Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

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 챔버; 상기 챔버 내에 배치되며 기판을 지지하는 지지유닛; 상기 처리 공간 내로 가스를 공급하는 가스공급유닛; 상기 챔버의 상부에 제공되며, 고주파 전력이 인가되어 상기 처리공간내에서 상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 안테나 유닛을 포함하되; 상기 안테나 유닛은 수평 방향으로 이동 가능하도록 상기 챔버에 결합될 수 있다.

Description

기판 처리 장치{Apparatus for treating substrate}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
플라즈마 발생장치에는 박막증착을 위한 플라즈마 장치(Plasma Enhanced Chemical Vaper Deposition, PECVD), 증착된 박막을 식각하여 패터닝하는 식각장치, 스퍼터(Sputter), 애싱(Ashing) 장치 등이 있다.
또한, 이러한 플라즈마 장치는 RF전력의 인가방식에 따라 용량결합형(Capacitively Coupled Plasma, CCP) 장치와 유도결합형(Inductively Coupled Plasma, ICP) 장치로 구분된다. 용량결합형 장치는 서로 대향되는 평행판과 전극에 RF전력을 인가하여 전극 사이에 수직으로 형성되는 RF전기장을 이용하여 플라즈마를 발생시키는 방식이다. 유도결합형 장치는 안테나에 의하여 유도되는 유도전기장을 이용하여 소스물질을 플라즈마로 변환시키는 방식이다.
종래 유도결합형 장치는 안테나가 챔버 상부에 고정된 상태로 설치되며, 주로 좌우 대칭 형상을 갖는 안테나는 이론적으로 안테나의 반경 방향을 따라 플라스마 밀도 분포가 대칭되도록 플라스마를 발생하여야 한다.
그러나, 실제 공정에서는 여러 요인에 의해 플라스마 밀도 분포가 대칭되도록 발생하지 않는다. 이러한 플라스마 밀도 분포는 기판 처리를 불균일하게 한다.
본 발명의 실시예들은 플라즈마의 비대칭 형상에 따라 안테나의 위치를 가변시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하고자 한다.
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.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 처리 공간을 가지는 챔버; 상기 챔버 내에 배치되며 기판을 지지하는 지지유닛; 상기 처리 공간 내로 가스를 공급하는 가스공급유닛; 상기 챔버의 상부에 제공되며, 고주파 전력이 인가되어 상기 처리공간내에서 상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 안테나 유닛을 포함하되; 상기 안테나 유닛은 수평 방향으로 이동 가능하도록 상기 챔버에 결합되는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.
또한, 상기 안테나 유닛은 슬롯 형상의 홀이 형성되며, 상기 슬롯 형상의 홀을 따라 수평 방향으로 위치 조정된 후 결합부재에 의해 상기 챔버의 상벽에 고정될 수 있다.
또한, 상기 슬롯 형상의 홀은 십자형태로 제공될 수 있다.
또한, 상기 챔버의 상벽은 경사지게 제공되고, 상기 안테나 유닛은 안테나; 및 상기 안테나를 지지하는 그리고 상기 챔버의 상벽에 고정되는 안테나 베이스를 포함하되; 상기 안테나 베이스는 상기 안테나가 위치되고 지면과 수평한 상면; 및 상기 챔버의 경사진 상벽과 동일한 경사각을 갖는 저면을 갖고, 상기 저면이 상기 챔버의 경사진 상벽에 고정될 수 있다.
또한, 상기 안테나 베이스는 회동 각도에 따라 상기 상면에 위치한 상기 안테나의 기울기가 조절될 수 있다.
또한, 상기 안테나 유닛은 원주방향을 따라 형성되는 호형상의 홀이 형성되며, 상기 호형상의 홀을 따라 회동 방향을 조정한 후 결합부재에 의해 상기 챔버의 상벽에 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 플라즈마의 비대칭 형상에 따라 안테나 유닛의 위치를 가변시켜 반응공간에서 형성되는 플라즈마내의 전자에 전달되는 에너지를 변화시켜 플라즈마 밀도의 균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 챔버를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 1의 챔버에 장착된 안테나 유닛을 보여주는 평면도이다.
도 4는 본 발명에서 안테나 유닛의 다른 장착 구조를 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 안테나 유닛의 장착 예를 보여주는 측면도이다.
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.
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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이고, 도 2는 도 1의 챔버(100)를 보여주는 사시도이며, 도 3은 도 1의 챔버에 장착된 안테나 유닛을 보여주는 평면도이다.
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 유닛(200), 가스 공급 유닛(300), 플라즈마 소스(400) 그리고 배플 유닛(500)을 포함한다.
챔버(100)는 기판 처리 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 챔버(100)는 하우징(110), 유전체 어셈블리(120), 그리고 라이너(130)를 포함한다.
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. 일 예로, 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.
라이너(130)는 하우징(110) 내부에 제공된다. 라이너(130)는 상면 및 하면이 개방된 공간이 내부에 형성된다. 일 예로, 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. 일 예로, 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.
하우징(110)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), 절연 플레이트(250) 그리고 하부 커버(270)를 포함한다. 지지 유닛(200)은 챔버(100) 내부에서 하우징(110)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치된다.
정전 척(210)은 지지판(220), 전극(223), 히터(225), 베이스판(230), 그리고 포커스 링(240)을 포함한다.
지지판(220)은 정전 척(210)의 상단부에 위치한다. 지지판(220)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공될 수 있다. 지지판(220)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 지지판(220)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 갖는다. 때문에, 기판(W) 가장자리 영역은 지지판(220)의 외측에 위치한다.
지지판(220)에는 제1 공급 유로(221)가 형성된다. 제1 공급 유로(221)는 지지판(210)의 상면으로부터 저면으로 제공된다. 제1 공급 유로(221)는 서로 이격하여 복수개 형성되며, 기판(W)의 저면으로 열전달 매체가 공급되는 통로로 제공된다.
지지판(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 지지판(220)에 흡착된다.
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 지지판(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.
지지판(220)의 하부에는 베이스판(230)이 위치한다. 지지판(220)의 저면과 베이스판(230)의 상면은 접착제(236)에 의해 접착될 수 있다. 베이스판(230)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 베이스판(230)의 상면은 중심 영역이 가장자리 영역보다 높게 위치되도록 단차질 수 있다. 베이스판(230)의 상면 중심 영역은 지지판(220)의 저면에 상응하는 면적을 가지며, 지지판(220)의 저면과 접착된다. 베이스판(230)에는 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 베이스판(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 베이스판(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.
제2 공급 유로(233)는 제1 순환 유로(231)부터 상부로 연장되며, 베이스판(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 베이스판(230)을 냉각한다. 베이스판(230)은 냉각되면서 지지판(220)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킨다.
포커스 링(240)은 정전 척(210)의 가장자리 영역에 배치된다. 포커스 링(240)은 링 형상을 가지며, 지지판(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 지지판(220)의 상면과 동일 높이에 위치된다. 포커스 링(240)의 상면 내측부(240b)는 지지판(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.
베이스판(230)의 하부에는 절연 플레이트(250)가 위치한다. 절연 플레이트(250)는 베이스판(230)에 상응하는 단면적으로 제공된다. 절연 플레이트(250)는 베이스판(230)과 하부 커버(270) 사이에 위치한다. 절연 플레이트(250)는 절연 재질로 제공되며, 베이스판(230)과 하부 커버(270)를 전기적으로 절연시킨다.
하부 커버(270)는 지지 유닛(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.
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 유닛(200)을 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.
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. 일 예로, 가스 공급 노즐(310)은 유전체 어셈블리(120)의 중앙부에 설치될 수 있다. 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. 또 다른 예로, 가스 공급 노즐(310)은 유전체 어셈블리(120)의 중앙이 아닌 하우징(110)의 상단 테두리를 따라 제공될 수 있다.
배플 유닛(500)은 하우징(110)의 내측벽과 지지 유닛(200)의 사이에 위치된다. 배플 유닛(500)은 관통홀들이 형성된 몸체를 포함한다. 배플 유닛(500)의 몸체는 환형의 링 형상으로 제공된다. 하우징(110) 내에 제공된 공정가스는 배플 유닛(500)의 관통홀들을 통과하여 배기홀(102)로 배기된다. 배플 유닛(500)의 형상 및 관통홀들의 형상에 따라 공정가스의 흐름이 제어될 수 있다.
도 1 내지 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. 즉, 유전체 어셈블리(120)는 챔버의 상벽에 해당될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 유전체 어셈블리(120)는 플라즈마 전원(430)으로부터 안테나(422)로 공급되는 알에프(RF, Radio-Frequency) 파워가 투과될 수 있도록 유전체 윈도우(Dielectric Window, 122)를 포함한다.
유전체 윈도우(122)는 석영 유리, 또는 질화알루미늄과 같은 세라믹 절연체로 마련될 수 있다. 유전체 윈도우(122)의 상부에는 코일 구조의 유도 결합형 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP) 안테나 유닛(420)이 위치된다. 유전체 윈도우(122)는 하우징(110)과 동일한 직경을 갖는다.
유전체 윈도우(122)의 가장자리에는 안테나 유닛(420)을 고정하는데 사용하는 체결공(124)들이 제공된다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 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 유닛(420), 그리고 플라즈마 전원(430)을 포함할 수 있다.
안테나 실(410)은 하부가 개방된 원통 형상으로 제공될 수 있다. 안테나 실(410)은 내부에 공간이 제공된다. 안테나 실(410)은 챔버(100)와 대응되는 직경을 가지도록 제공된다. 안테나 실(410)의 하단은 유전체 어셈블리(120)에 탈착 가능하도록 제공된다.
안테나 유닛(420)은 안테나 실(410)의 내부에 배치된다. 안테나 유닛(420)은 안테나(422)와, 안테나(422)를 지지하는 안테나 베이스(424)를 포함할 수 있다.
일 예로, 안테나(422)는 복수 회 감기는 나선 형상의 코일로 제공될 수 있고, 플라즈마 전원(430)과 연결된다. 안테나(422)는 플라즈마 전원(430)으로부터 전력을 인가받는다. 플라즈마 전원(430)은 챔버(100) 외부에 위치할 수 있다. 전력이 인가된 안테나(422)는 챔버(100)의 처리공간에 전자기장을 형성할 수 있다. 공정가스는 전자기장에 의해 플라즈마 상태로 여기된다.
안테나 베이스는 알에프(RF, Radio-Frequency) 파워가 투과될 수 있도록 유전체로 제공될 수 있다. 안테나 베이스(424)는 원형의 플레이트 형상으로 제공되며, 가장자리에는 슬롯홀(426)들이 형성되고, 유전체 어셈블리(120)에 형성된 체결공(124)에 볼트(428)와 같은 결합유닛에 의해 고정될 수 있다. 본 실시예에서 슬롯홀(426)은 안테나 베이스를 전후좌우 수평 이동이 가능하도록 십자 형태로 제공될 수 있다. 여기서, 슬롯홀(426)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며 원주방향을 따라 형성되는 호 형상과 같이 다양한 형태로 제공될 수 도 있다.
즉, 안테나 유닛(420)은 유전체 어셈블리에 볼트 방식으로 고정되되, 안테나 베이스(424)에 형성된 슬롯홀(426)의 간격만큼 수평 방향으로 이동 가능하도록 유전체 어셈블리에 고정될 수 있다.
따라서, 본 발명은 안테나 유닛(420)을 한 위치에만 고정하지 않는 것이 아니라 플라즈마의 비대칭 형상에 따라 안테나 유닛(420)의 위치를 가변할 수 있다. 이렇게 안테나의 위치 가변을 통해 플라즈마의 형상 및 위치 컨트롤이 가능하며, 산포를 개선시킬 수 있다.
도 4는 본 발명에서 안테나 유닛의 다른 장착 구조를 보여주는 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 안테나 유닛의 장착 예를 보여주는 측면도이다.
도 4 및 도 5에서와 같이, 챔버(100)의 상벽에 해당되는 유전체 어셈블리(120)의 유전체 윈도우(122) 상면(123)은 소정각도 경사지게 제공된다. 유전체 윈도우(122)의 상면에는 체결공(124)들이 제공된다.
안테나 유닛(450)은 안테나(452)와 안테나 베이스(454)를 포함하며, 안테나 베이스(454)는 저면(455)이 유전체 윈도우(122)의 상면(123)과 동일한 경사각을 갖는다. 안테나 베이스(454)의 상면은 지면과 수평하게 제공된다. 안테나 베이스(454)의 가장자리에는 슬롯홀(456)이 제공된다. 슬롯홀(456)들은 안테나 베이스(454)의 중심을 기준으로 동심원상에 호형상으로 제공될 수 있다. 안테나 베이스(454)는 볼트와 같은 결합유닛(428)이 슬롯홀(456)을 통해 체결공(124)에 결합됨으로써 유전체 윈도우(122)의 상면(123)에 고정될 수 있다.
한편, 안테나 베이스(454)는 플라즈마의 비대칭 형상에 따라 안테나 유닛(450)의 위치를 가변할 수 있다. 즉, 안테나 베이스(454)는 회동 각도에 따라 상면에 위치한 안테나의 기울기가 조절될 수 있다. 이렇게 안테나의 기울기 조절을 통해 플라즈마의 형상 및 위치 컨트롤이 가능하며, 산포를 개선시킬 수 있다.
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 : 지지유닛 300 : 가스 공급 유닛
400 : 플라즈마 소스 500 : 배플 유닛
120 : 유전체 어셈블리 122 : 유전체 윈도우

Claims (6)

  1. 기판 처리 장치에 있어서:
    내부에 처리 공간을 가지는 챔버;
    상기 챔버 내에 배치되며 기판을 지지하는 지지유닛;
    상기 처리 공간 내로 가스를 공급하는 가스공급유닛;
    상기 챔버의 상부에 제공되며, 고주파 전력이 인가되어 상기 처리공간내에서 상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 안테나 유닛을 포함하되;
    상기 안테나 유닛은
    수평 방향으로 이동 가능하도록 상기 챔버에 결합되는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 유닛은
    슬롯 형상의 홀이 형성되며,
    상기 슬롯 형상의 홀을 따라 수평 방향으로 위치 조정된 후 결합부재에 의해 상기 챔버의 상벽에 고정되는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 슬롯 형상의 홀은 십자형태로 제공되는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 챔버의 상벽은 경사지게 제공되고,
    상기 안테나 유닛은
    안테나; 및
    상기 안테나를 지지하는 그리고 상기 챔버의 상벽에 고정되는 안테나 베이스를 포함하되;
    상기 안테나 베이스는
    상기 안테나가 위치되고 지면과 수평한 상면; 및
    상기 챔버의 경사진 상벽과 동일한 경사각을 갖는 저면을 갖고,
    상기 저면이 상기 챔버의 경사진 상벽에 고정되는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 안테나 베이스는
    회동 각도에 따라 상기 상면에 위치한 상기 안테나의 기울기가 조절되는 기판 처리 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 안테나 유닛은
    원주방향을 따라 형성되는 호형상의 홀이 형성되며,
    상기 호형상의 홀을 따라 회동 방향을 조정한 후 결합부재에 의해 상기 챔버의 상벽에 고정되는 기판 처리 장치.
KR1020160083456A 2016-07-01 2016-07-01 기판 처리 장치 KR101853365B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160083456A KR101853365B1 (ko) 2016-07-01 2016-07-01 기판 처리 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160083456A KR101853365B1 (ko) 2016-07-01 2016-07-01 기판 처리 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160110904A true KR20160110904A (ko) 2016-09-22
KR101853365B1 KR101853365B1 (ko) 2018-05-02

Family

ID=57102618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160083456A KR101853365B1 (ko) 2016-07-01 2016-07-01 기판 처리 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101853365B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230159091A (ko) * 2022-05-13 2023-11-21 세메스 주식회사 기판 처리 장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102190794B1 (ko) 2018-07-02 2020-12-15 주식회사 기가레인 기계적으로 플라즈마 밀도를 제어하는 기판 처리 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230159091A (ko) * 2022-05-13 2023-11-21 세메스 주식회사 기판 처리 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR101853365B1 (ko) 2018-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190048114A (ko) 지지 유닛 및 그를 포함하는 기판 처리 장치
KR101570177B1 (ko) 기판 처리 장치
JP2012253349A (ja) アンテナユニット、それを含む基板処理装置、及び前記装置を利用する基板処理方法
KR101522891B1 (ko) 플라즈마 발생 유닛 및 그를 포함하는 기판 처리 장치
KR102323320B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102330281B1 (ko) 정전 척 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR101853365B1 (ko) 기판 처리 장치
KR101885102B1 (ko) 안테나 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR101970981B1 (ko) 지지 유닛, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101569886B1 (ko) 기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR101927937B1 (ko) 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR101522892B1 (ko) 플라즈마 발생 유닛 및 그를 포함하는 기판 처리 장치
KR101543686B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR101995762B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101939661B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20130037525A (ko) 기판 처리 장치
KR20220021745A (ko) 기판 처리 장치
KR101979597B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20160145865A (ko) 정전 척 및 기판 처리 장치
KR101754561B1 (ko) 플라즈마 발생 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101885569B1 (ko) 기판 처리 장치
KR20160002191A (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR101408790B1 (ko) 기판 처리 장치
KR101853363B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR101955584B1 (ko) 기판 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
G15R Request for early opening
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant