KR20190135599A - Method and Apparatus for treating substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판을 처리하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for processing a substrate, and more particularly, to a method and apparatus for processing a substrate using plasma.
반도체 소자 또는 평판 표시 패널을 제조하는 공정에서, 웨이퍼 또는 유리 기판에 패턴 전사를 위해 포토마스크가 사용된다. 일반적으로 포토마스크는 석영 재질의 기판에 크롬 층을 증착하고, 크롬 층에 웨이퍼에 전사하고자 하는 패턴을 형성함으로써 제조된다. 포토마스크에서 패턴 형성을 위해 플라즈마로 크롬 층의 일부를 제거하는 식각 공정이 수행된다. In the process of manufacturing a semiconductor device or a flat panel display panel, a photomask is used for pattern transfer to a wafer or a glass substrate. In general, a photomask is manufactured by depositing a chromium layer on a quartz substrate and forming a pattern to be transferred to a wafer on the chromium layer. An etching process is performed to remove a portion of the chromium layer with plasma to form a pattern in the photomask.
식각 공정시 플라즈마 중 주로 라디칼을 기판에 공급하기 위해 기판의 상부에 플레이트 형상의 플라즈마 안정기가 제공된다. 미국공개특허 2005-0082007에는 상술한 플라즈마 안정기가 제공된 장치의 일 예가 개시된다. 위 특허에 의하면 홀이 형성된 플레이트가 레그(leg)에 의해 기판을 지지하는 지지 유닛 상에 장착된다. 그러나 위 특허와 같은 구조를 사용시 기판이 놓이는 지지 유닛에 레그 설치를 위한 구조가 복잡하다. 또한, 홀이 형성된 플레이트의 주변 영역이 모두 개방되어 있기 때문에 공급되는 플라즈마의 많은 량이 기판으로 향하지 않고 외부로 바로 배출된다. 또한, 홀이 형성된 플레이트의 높이가 고정되어 있기 때문에 공정 튜닝을 위해 사용될 수 있는 인자들(factors)이 제한된다. In the etching process, a plate-shaped plasma ballast is provided on top of the substrate to mainly supply radicals in the plasma to the substrate. US Patent Publication 2005-0082007 discloses an example of a device provided with the above-described plasma ballast. According to the above patent, a plate in which a hole is formed is mounted on a support unit which supports a substrate by a leg. However, the structure for leg installation in the support unit on which the substrate is placed is complicated when using the structure as described above. In addition, since all of the peripheral area of the plate on which the hole is formed is open, a large amount of the supplied plasma is discharged directly to the outside without going to the substrate. In addition, because the height of the plate with holes is fixed, factors that can be used for process tuning are limited.
본 발명은 플라즈마에서 선택된 활성종인 라디칼이 포토마스크와 같은 기판에 공급되도록 하는 플레이트 유닛의 제공 구조가 단순한 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and method having a simple structure for providing a plate unit for supplying radicals which are selected active species in a plasma to a substrate such as a photomask.
또한, 본 발명은 공정 가스의 손실을 줄일 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide an apparatus and method that can reduce the loss of process gas.
또한 본 발명은 공정 튜닝을 위한 인자(factor)를 더 다양하게 제공할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide an apparatus and method which can provide more various factors for process tuning.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited thereto, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. The present invention provides an apparatus for processing a substrate.
일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치는, 내부 공간을 가지는 공정챔버와; 상기 내부 공간 내에 배치되며 상기 내부 공간을 상부의 가스 도입 공간과 하부의 처리 공간으로 구획하며, 상기 가스 도입 공간으로부터 상기 처리 공간으로 가스가 흐르는 홀들이 형성된 플레이트 유닛과; 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과 상기 가스 도입 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛을 포함한다. 상기 플레이트 유닛은 상기 공정 챔버의 내벽에 결합되며, 중앙에 개구가 형성된 지지대와; 상기 지지대의 개구에 위치되도록 상기 지지대에 의해 지지되며 상기 홀들이 형성된 분사 플레이트를 포함할 수 있다.According to one embodiment, a substrate processing apparatus includes a process chamber having an internal space; A plate unit disposed in the inner space and partitioning the inner space into an upper gas introduction space and a lower processing space, the plate unit having holes through which gas flows from the gas introduction space; A support unit for supporting a substrate in the processing space and a gas supply unit for supplying a process gas to the gas introduction space. The plate unit is coupled to the inner wall of the process chamber, the support and the opening is formed in the center; It may include a spray plate which is supported by the support to be located in the opening of the support and the holes are formed.
일 예에 의하면, 상기 분사 플레이트와 상기 지지대는 서로 상이한 재질로 제공될 수 있다.In one example, the spray plate and the support may be provided with different materials.
일 예에 의하면, 상기 지지대는 금속 재질을 포함하고, 상기 분사 플레이트는 세라믹 재질을 포함할 수 있다.According to an example, the support may include a metal material, and the spray plate may include a ceramic material.
일 예에 의하면, 상기 지지대는 블로킹 플레이트(Blocking plate)로 형성될 수 있다.According to one example, the support may be formed as a blocking plate.
일 예에 의하면, 상기 지지대는 링 형상으로 제공되고 그 원주 방향을 따라 상하 방향으로 관통된 복수의 통공들이 형성될 수 있다.According to one example, the support may be provided in a ring shape and a plurality of through holes penetrated in the vertical direction along the circumferential direction may be formed.
일 예에 의하면, 상기 통공은 그 길이방향이 상기 지지대의 원주 방향을 따라 제공된 슬릿 형상으로 제공될 수 있다.According to one example, the through hole may be provided in a slit shape whose length direction is provided along the circumferential direction of the support.
일 예에 의하면, 상부에서 바라볼 때 각각의 상기 통공은 각각의 상기 홀보다 넓은 면적으로 제공될 수 있다.In one example, each of the through holes may be provided with a larger area than each of the holes when viewed from the top.
일 예에 의하면, 상기 지지대는 접지될 수 있다.In one example, the support may be grounded.
일 예에 의하면, 상기 지지 유닛은 상면에 상기 기판이 놓이는 오목홈이 형성된 지지판을 가지고, 상기 분사 플레이트는 상기 오목홈에 놓인 기판과 대향 되도록 배치될 수 있다.In one embodiment, the support unit may have a support plate having a concave groove in which the substrate is placed on an upper surface thereof, and the spray plate may be disposed to face the substrate in the concave groove.
일 예에 의하면, 상부에서 바라볼 때 상기 오목홈은 사각의 형상이고, 상기 분사 플레이트는 원 형상일 수 있다.In one embodiment, the concave groove may have a rectangular shape when viewed from the top, and the injection plate may have a circular shape.
일 예에 의하면, 상기 기판 처리 장치는 상기 플레이트 유닛을 상하로 이동 시키는 이동 부재를 더 포함할 수 있다.According to one example, the substrate processing apparatus may further include a moving member for moving the plate unit up and down.
일 예에 의하면, 상기 이동 부재는 상기 지지대에 결합될 수 있다.In one example, the movable member may be coupled to the support.
일 예에 의하면, 상기 이동 부재를 제어하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 기판 상에 형성된 제1막을 처리시에는 상기 가스 도입 공간이 제1체적으로 제공되고, 상기 기판 상에 형성된 상기 제1막과 상이한 제2막을 처리시에는 상기 가스 도입 공간이 제2체적으로 제공되도록 상기 이동 부재를 제어할 수 있다.In an embodiment, the apparatus may further include a controller configured to control the moving member, wherein the controller is provided with a first volume of the gas introduction space when the first film formed on the substrate is processed, and the first formed on the substrate. When the second film different from the one film is processed, the moving member can be controlled to provide the gas introduction space as a second volume.
일 예에 의하면, 상기 이동 부재를 제어하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는 제1기판에 대해 처리시에는 상기 가스 도입 공간이 제1체적으로 제공되고, 상기 제1기판과 상이한 제2기판을 처리시에는 상기 가스 도입 공간이 제2체적으로 제공되도독 상기 이동 부재를 제어할 수 있다.According to an example, the controller may further include a controller configured to control the moving member, wherein the controller is configured to provide a second substrate different from the first substrate, the gas introduction space being provided as a first volume when the first substrate is processed. At the time of processing, the moving member can be controlled so that the gas introduction space is provided as the second volume.
일 예에 의하면, 상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 더 포함하되, 기 플라즈마 소스는 상기 가스가 상기 가스 도입 공간으로 도입되기 전 또는 상기 가스 도입 공간에서 상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키도록 제공될 수 있다.According to one example, further comprising a plasma source for generating a plasma from the gas, wherein a plasma source may be provided to generate plasma from the gas in the gas introduction space or before the gas is introduced into the gas introduction space. Can be.
일 예에 의하면, 상기 플라즈마 소스는, 기 공정 챔버의 상부에 배치되는 안테나 유닛과 상기 안테나 유닛에 고주파를 인가하는 고주파 전원을 포함할 수 있다.According to an example, the plasma source may include an antenna unit disposed above the process chamber and a high frequency power source for applying a high frequency to the antenna unit.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시예에 따른 기판 처리 방법에 의하면, 상기 기판을 상기 지지 유닛에 위치시키고, 상기 가스 도입 공간에 제공된 플라즈마에서 라디칼을 상기 분사 플레이트의 상기 홀을 통해 상기 처리 공간으로 공급하여 상기 기판을 식각 처리할 수 있다.The present invention also provides a method of treating a substrate. According to the substrate processing method according to an embodiment, the substrate is placed in the support unit, The substrate may be etched by supplying radicals in the plasma provided in the gas introduction space to the processing space through the holes of the injection plate.
일 예에 의하면, 상기 지지대는 접지될 수 있다.In one example, the support may be grounded.
일 예에 의하면, 제1기판에 대해 식각 처리시에는 상기 가스 도입 공간의 체적을 제1체적으로 제공하고, 제1기판과 상이한 제2기판에 대해 식각 처리시에는 상기 가스 도입 공간의 체적을 제2체적으로 제공할 수 있다.According to an example, the volume of the gas introduction space is provided to the first substrate when the etching process is performed on the first substrate, and the volume of the gas introduction space is removed when the etching process is performed on the second substrate that is different from the first substrate. We can offer in two volumes.
일 예에 의하면, 상기 제1체적과 상기 제2체적의 변경은 상기 분사 플레이트의 높이를 조절하여 이루어질 수 있다.According to an example, the first volume and the second volume may be changed by adjusting the height of the injection plate.
일 예에 의하면, 상기 기판 상에는 제1막 및 제2막을 포함하고, 상기 기판 처리 방법은 상기 제1막과 상기 제2막을 순차적으로 식각하되, 제1막을 식각 처리시에는 상기 가스 도입 공간의 체적을 제1체적으로 제공하고, 제2막을 식각 처리시에는 상기 가스 도입 공간의 체적을 제2체적으로 제공할 수 있다.In an embodiment, the substrate includes a first film and a second film, and the substrate processing method sequentially etches the first film and the second film, and when the first film is etched, the volume of the gas introduction space. May be provided as the first volume, and the volume of the gas introduction space may be provided as the second volume when the second film is etched.
일 예에 의하면, 상기 제1체적과 상기 제2체적의 변경은 상기 분사 플레이트의 높이를 조절하여 이루어질 수 있다.According to an example, the first volume and the second volume may be changed by adjusting the height of the injection plate.
본 발명의 실시예에 의하면, 홀들이 형성된 플레이트 유닛이 공정챔버의 내벽에 결합되므로 장치 구성이 단순하다.According to the embodiment of the present invention, since the plate unit in which the holes are formed is coupled to the inner wall of the process chamber, the device configuration is simple.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면 플레이트 유닛이 챔버의 내벽에 결합된 지지대와 지지대에 놓이는 분사 플레이트를 구비하므로, 분사 플레이트의 교체가 용이하다In addition, according to an embodiment of the present invention, since the plate unit includes a support coupled to the inner wall of the chamber and an injection plate placed on the support, it is easy to replace the injection plate.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 지지대는 분사 플레이트에 비해 압력에 더 잘 견딜 수 있는 재질로 제공되므로 가스 도입 공간의 가장자리 영역의 높은 압력에 의해 플레이트 유닛이 파손되는 것을 줄일 수 있다. In addition, according to one embodiment of the present invention, since the support is made of a material that can withstand pressure better than the injection plate, it is possible to reduce the damage of the plate unit by the high pressure in the edge region of the gas introduction space.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 지지대에 복수의 통공들이 형성되므로, 가스 도입 공간의 가장자리 영역에서 높은 압력으로 인해 플레이트 유닛이 파손되는 것을 줄일 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, since a plurality of through holes are formed in the support, damage to the plate unit due to high pressure in the edge region of the gas introduction space can be reduced.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 플레이트 유닛이 상하 방향으로 이동 가능하게 제공되므로, 플레이트 유닛의 상부에 제공되는 가스 도입 공간의 체적을 용이하게 변경할 수 있다. 이로 인해 공정 튜닝을 위해 조절 가능한 인자(factor)를 더 제공할 수 있다. In addition, according to one embodiment of the present invention, since the plate unit is provided to be movable in the vertical direction, it is possible to easily change the volume of the gas introduction space provided on the upper portion of the plate unit. This can provide more adjustable factors for process tuning.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 플레이트 유닛의 상부에 가스 도입 공간이 제공되므로 가스들이 기판에 공급되지 않고 외부로 곧바로 배기되는 량을 줄일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, since the gas introduction space is provided on the upper portion of the plate unit, it is possible to reduce the amount of gas being exhausted immediately to the outside without supplying the substrate.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and effects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and the accompanying drawings.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 지지유닛의 일 예를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 1의 플레이트 유닛의 사시도이다.
도 4는 절단된 상태의 도 3의 플레이트 유닛을 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 3의 플레이트 유닛의 평면도이다.
도 6은 도 2의 플레이트 유닛의 다른 실시예를 보여주는 평면도이다.
도 7는 도 2의 플레이트 유닛의 다른 실시예를 보여주는 평면도이다.
도 8는 도 1의 기판 처리 장치의 다른 예를 보여주는 단면도이다.
도 9은 도 8의 기판 처리 장치에서 가스 도입 공간이 제1체적으로 변경된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 10은 도 8의 기판 처리 장치에서 가스 도입 공간이 제2체적으로 변경된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 11은 도 1의 온도 조절 유닛의 일 부분을 보여주는 사시도이다.
도 12은 도 1의 온도 조절 유닛의 일 예를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 13은 도 12의 온도 조절 유닛의 다른 예를 보여주는 단면도이다.
도 14은 도 11의 온도 조절 유닛에서 열과 가스의 이동 경로를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 리프트 핀 모듈의 사시도이다.
도 16은 도 15의 리프트 핀 모듈의 평면도이다.
도 17은 도 16의 리프트 핀 모듈의 동작 과정의 일 예를 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 18는 도 17의 회전수 설정 단계에서 리프트 핀의 상단에서 높이 편차가 발생한 상태를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 19은 도 1의 가스 공급 유닛의 일 실시예를 보여주는 도면이다.
도 20는 도 19의 사이드 노즐들로 가스를 공급하는 가스 공급 라인의 구조의 일 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 21은 도 19의 사이드 노즐들로 가스를 공급하는 가스 공급 라인의 구조의 다른 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.1 is a cross-sectional view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view schematically showing an example of the support unit of FIG. 1.
3 is a perspective view of the plate unit of FIG. 1.
4 is a perspective view illustrating the plate unit of FIG. 3 in a cut state.
5 is a plan view of the plate unit of FIG. 3.
6 is a plan view illustrating another embodiment of the plate unit of FIG. 2.
7 is a plan view illustrating another embodiment of the plate unit of FIG. 2.
8 is a cross-sectional view illustrating another example of the substrate processing apparatus of FIG. 1.
9 is a cross-sectional view illustrating a state in which a gas introduction space is changed to a first volume in the substrate processing apparatus of FIG. 8.
10 is a cross-sectional view illustrating a state in which a gas introduction space is changed to a second volume in the substrate processing apparatus of FIG. 8.
FIG. 11 is a perspective view illustrating a part of the temperature control unit of FIG. 1.
12 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of the temperature control unit of FIG. 1.
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating another example of the temperature control unit of FIG. 12.
FIG. 14 is a view schematically showing a movement path of heat and gas in the temperature control unit of FIG. 11.
15 is a perspective view of a lift pin module according to an embodiment of the present invention.
16 is a top view of the lift pin module of FIG. 15.
17 is a flowchart illustrating an example of an operation process of the lift pin module of FIG. 16.
FIG. 18 is a view schematically illustrating a state in which a height deviation occurs at an upper end of a lift pin in the rotation speed setting step of FIG. 17.
19 is a view showing an embodiment of the gas supply unit of FIG. 1.
20 is a view schematically illustrating an example of a structure of a gas supply line supplying gas to side nozzles of FIG. 19.
FIG. 21 is a view schematically illustrating another example of a structure of a gas supply line supplying gas to side nozzles of FIG. 19.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 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, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described in more detail. 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 completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a more clear description.
기판 처리 장치는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리한다. 예를 들어, 기판은 반도체 웨이퍼 또는 유리 기판의 사진 공정에서 패턴 전사를 위해 사용되는 포토 마스크일 수 있다. 또한, 기판 처리 장치(10)는 포토마스크와 같은 기판(W)에 대하여 식각 공정을 수행하는 장치일 수 있다. 이하, 기판 처리 장치가 플라즈마를 이용하여 포토 마스크를 식각하는 장치인 것을 예로 들어 설명한다.The substrate processing apparatus processes the substrate using plasma. For example, the substrate may be a photo mask used for pattern transfer in the photolithography process of a semiconductor wafer or glass substrate. In addition, the substrate processing apparatus 10 may be an apparatus that performs an etching process on the substrate W such as a photomask. Hereinafter, a description will be given by taking an example that the substrate processing apparatus is an apparatus for etching a photo mask using plasma.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 기판 처리 장치는 공정 챔버(100), 지지 유닛(200), 플레이트 유닛(400), 가스 공급 유닛(600), 플라즈마 소스(800), 온도 조절 유닛(1000)을 포함한다.1 is a substrate processing apparatus for processing a substrate according to an embodiment of the present invention, the
공정 챔버(100)는 내부 공간을 가진다. 공정 챔버(100)는 바디(120), 유전창(140), 및 커버(160)을 포함한다.The
바디(120)는 상부가 개방된 공간을 가진다. 바디(120)는 금속 재질로 제공된다. 바디(120)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 바디(120)는 접지될 수 있다. 바디(120)의 바닥면에는 배기홀(121)이 형성된다. 배기홀(121)는 배기라인(미도시)이 연결된다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 바디(120)의 내부 공간에 머무르는 가스는 배기라인(미도시)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기라인에는 펌프가 설치되어 공정 진행 중 바디(120)의 내부는 소정의 압력으로 감압된다.
유전창(140)은 바디의 상부에 배치되어 바디(140)의 공간을 외부로부터 밀폐시킨다. 유전창(140) 은 쿼츠 또는 세라믹 재질로 제공될 수 있다.The
커버(160)는 유전창의 상부에 제공된다. 커버(160)는 하부가 개방된 원통 형상으로 제공되고, 커버(160)와 유전창(140) 사이에는 플라즈마 소스(800)의 안테나(801)가 배치된다. Cover 160 is provided on top of the dielectric window. The
도 2는 도 1의 지지 유닛의 일 예를 개략적으로 보여주는 사시도이다.2 is a perspective view schematically showing an example of the support unit of FIG. 1.
지지 유닛(200)은 기판을 지지한다. 지지 유닛(200)은 지지판(210), 포커스 링(220), 냉각 유로(240), 절연 플레이트(260), 하부 커버(280)을 포함할 수 있다.The
기판은 지지판(210) 상에 놓여진다. 지지판(210)의 상면에는 기판이 놓이는 오목 홈이 형성된다. 상부에서 바라볼 때 오목 홈의 형상은 기판의 형상에 대응되게 제공된다. 본 실시 예와 같이, 기판이 사각의 포토 마스크이고, 오목 홈은 사각 형의 형상으로 제공될 수 있다. 오목홈은 기판이 오목홈에 삽입될 때 기판의 일정 부분은 오목홈으로부터 돌출되도록 형성될 수 있다.
포커스 링(220)는 사각의 오목홈의 외측 영역에 제공되며, 오목홈으로부터 돌출된 기판 영역을 감싸도록 배치된다. 포커스 링(220)은 상부에서 바라볼 때 원형으로 제공되고, 그 중심부에는 사각의 오목 홈과 대응되는 사각의 개구가 형성될 수 있다. 포커스 링(220)은 산화 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 포커스 링(220)의 상단은 오목홈에 놓인 기판의 상면과 동일 높이이거나 이보다 더 높게 제공될 수 있다.The substrate is placed on the
지지판(210)의 내부에는 냉각 유로(240)가 형성된다. 냉각 유로(240)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공되고, 냉각 유로(240)를 흐르는 냉각 유체에 의해 지지판(210) 상에 놓인 기판이 냉각된다. The
다시 도 1을 참조하면, 냉각 유체(240)는 냉각 유체 공급 라인(241)이 연결되고, 냉각 유체 저장부(미도시)로부터 냉각 유체는 냉각 유체 공급 라인(241)을 통해 냉각 유로(240)로 흐른다. 따라서, 냉각 유체 공급 라인(241)을 통해 냉각 유로(241)로 공급된 냉각 유체는 냉각 유로(240)를 따라 순환하며 지지판(210)을 냉각한다. 지지판(210)은 냉각되면서 기판을 냉각시켜 기판을 소정의 온도로 유지시킨다.Referring back to FIG. 1, the cooling
지지판(210)의 하부에는 절연 플레이트(260)가 위치한다. 하부 커버(280)는 지지 유닛(200)의 하단부에 위치한다. 하부 커버(280)는 바디(120)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치한다. 하부 커버(280)는 상면이 개방된 공간이 내부에 형성된다. 하부 커버(280)의 상면은 절연 플레이트(260)에 의해 덮어진다. 따라서, 하부 커버(280)의 단면의 외부 반경은 절연 플레이트(260)의 외부 반경과 동일한 길이로 제공될 수 있다. 하부 커버(280)의 내부 공간(282)에는 반송되는 기판(을 외부의 반송부재로부터 사각의 오목홈으로 이동시키는 리프트 핀 모듈(300) 등이 위치될 수 있다.An insulating
하부 커버(280)의 외측면과 바디(120)의 내측벽은 연결 부재(284)에 의해 서로 결합된다. 연결 부재(284)는 하부 커버(280)의 외측면에 일정한 간격으로 복수 개 제공될 수 있다. 연결 부재(280)은 지지 유닛(200)을 공정 챔버(100) 내부에서 지지한다. 연결 부재(284)의 내부에는 하부 전극(290)와 연결되는 도선(291)과 냉각 유체 공급 라인(241)이 통과하는 홀이 형성된다.The outer surface of the
핀 홀(212)은 지지판(210)의 내부에 제공된다. 핀 홀(212)은 지지판(210)의 내부에 복수개로 제공될 수 있다. 핀 홀(212)들은 리프트 핀 모듈(300)의 리프트 핀들과 동일한 개수로 제공 될 수 있다. 핀 홀(212)들은 지지판(306)을 상하 방향으로 관통한다. 리프트 핀 모듈(300)은 핀 홀(212)들을 통하여 지지판(210)에 놓인 기판을 상하 방향을 이동시킨다.The
바디(120)와 유전창(140)에 의해 둘러 싸여진 공간에는 플레이트 유닛(400)이 위치한다. 플레이트 유닛(400)은 바디(120)의 내부 공간을 상부의 가스 도입 공간(124)과 하부의 처리 공간(126)로 구획한다. 가스 도입 공간(124)은 외부로부터 가스가 도입되는 공간이다. 일 예에 의하면, 가스 도입 공간 내에서 플라즈마가 생성될 수 있다. 처리 공간(126)은 기판에 대해 식각 처리가 수행되는 공간이다. 가스 도입 공간(124)에서 발생된 플라즈마 중 라디칼은 플레이트 유닛(400)을 통해 처리 공간(126)으로 흐른다.The
도 3은 도 1의 플레이트 유닛의 사시도이이고, 도 4는 절단된 상태의 도 3의 플레이트 유닛을 보여주는 사시도이고, 도 5는 도 3의 플레이트 유닛의 평면도이다.3 is a perspective view of the plate unit of FIG. 1, FIG. 4 is a perspective view showing the plate unit of FIG. 3 in a cut state, and FIG. 5 is a plan view of the plate unit of FIG. 3.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 플레이트 유닛(400)은 지지대(420)와 분사 플레이트(440)를 포함한다.3 to 5, the
지지대(440)는 바디(120)의 내벽에 결합된다. 지지대(440)는 접지될 수 있다. 이는 가스 도입 공간(124)으로 도입된 플라즈마 중 양이온과 음이온이 처리 공간(126)으로 유입되는 것을 최소화한다. 지지대(440)는 중앙에 개구가 형성된다. 지지대(440)는 환형의 링으로 제공되고, 그 원주 방향을 따라 상하 방향으로 관통 된 복수의 통공(422)들이 형성될 수 있다. 통공(422)은 그 길이 방향이 지지대(201)의 원주 방향을 따라 슬릿 형상으로 제공될 수 있다. 슬릿은 그 길이 방향이 외측으로 볼록하게 라운드질 수 있다. 통공(422)들은 서로 동일 간격으로 이격되게 배치될 수 있다. 가스 도입 공간(124)내의 가장자리 영역에서 공정 가스는 통공(422)들을 통해 처리 공간(126)으로 흐른다. 이는 가스 도입 공간(124) 내의 가장자리 영역에서 높은 압력으로 인해 플레이트 유닛(200)이 파손되는 것을 방지한다. The
분사 플레이트(440)는 지지대(420)의 개구를 덮도록 지지대(420)에 의해 지지된다. 지지대(420)의 내측면은 안쪽으로 갈수록 높이가 낮아지도록 단차지고, 분사 플레이트(440)는 단차진 영역에 놓여질 수 있다. 이와 같은 구조로 인해, 분사 플레이트(440)를 교체시 분사 플레이트(440)는 지지대(420)로부터 용이하게 제거될 수 있다. The
분사 플레이트(440)에는 홀(442)들이 형성된다. 가스 도입 공간(124)에 형성된 플라즈마에서 라디칼은 홀(442)들을 통해 처리 공간(126)로 유입된다.
지지대(420)와 분사 플레이트(440)는 서로 상이한 재질일 수 있다. 지지대(420)는 분사 플레이트(440)에 비해 높은 압력에 더 견딜 수 있는 재질로 제공된다. 지지대(420)는 금속 재질로 제공되고, 분사 플레이트(440)는 비금속 재질로 제공될 수 있다. 예컨대, 지지대(420)는 알루미늄 재질로 제공되고, 분사 플레이트(440)는 석영 또는 세라믹 재질로 제공될 수 있다. The
본 발명의 실시예에 의하면, 가스 도입 공간(124) 내의 중앙 영역 내의 가스들은 분사 플레이트(440)에 형성된 홀(442)을 통해 방출되므로, 가스 도입 공간(124)의 가장자리 영역은 중앙 영역에 비해 압력이 더 높다. 이 경우, 가스 도입 공간(124)의 가장자리 영역에 대향하는 지지대(420)가 압력에 잘 견디는 재질로 제공되므로 플레이트 유닛(440)이 파손되는 것을 줄일 수 있다. According to the embodiment of the present invention, since the gases in the central region in the
상술한 예에서는 지지대(420)에 통공(422)들이 형성되는 것으로 예를 들어 설명하였다. 그러나 공정 조건 또는 지지대의 재질에 따라 가스 도입 공간의 압력에 대해 통공 없이 지지대가 파손되는 것을 견딜 수 있는 경우 도 6와 같이 지지대(420a)는 통공들이 형성되지 않는 블로킹 플레이트(Blocking plate)로 제공될 수 있다.In the above-described example, it has been described by way of example that the through
상술한 예에서는 지지대(420)에 통공(422)들이 슬릿 형상으로 형성되는 것으로 예를 들어 설명하였다. 그러나 이와 달리, 도 14와 같이 지지대(420b)에 형성된 통공(422b)들은 도 7에 형성된 통공(422)들 보다 더 넓은 면적을 갖는 등 다양한 형성으로 제공될 수 있다.In the above-described example, the through
도 8는 도 1의 기판 처리 장치의 다른 예를 보여주는 단면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating another example of the substrate processing apparatus of FIG. 1.
도 8을 참조하면, 기판 처리 장치는 가스 도입 공간(124)의 체적이 변경될 수 있는 구조로 제공된다. 일 예에 의하면, 기판 처리 장치는 플레이트 유닛(400)을 상하로 이동 시키는 이동 부재(430)와 이동 부재를 제어하는 제어기(431)을 더 포함할 수 있다. 이동 부재(430)는 지지대(420)과 결합된다. 이동 부재(430)는 지지대(420)를 상하로 이동시키고, 이에 분사 플레이트(440)도 지지대(420)와 함께 상하로 이동한다.Referring to FIG. 8, the substrate processing apparatus is provided in a structure in which a volume of the
도 9은 도 8의 기판 처리 장치에서 가스 도입 공간이 제1체적으로 변경된 상태를 보여주는 단면도이고, 도 10은 도 8의 기판 처리 장치에서 가스 도입 공간이 제2체적으로 변경된 상태를 보여주는 단면도이다.9 is a cross-sectional view illustrating a state in which a gas introduction space is changed to a first volume in the substrate processing apparatus of FIG. 8, and FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a state in which a gas introduction space is changed to a second volume in the substrate processing apparatus of FIG. 8.
일 예에 의하면, 기판에 형성된 재료층의 종류에 따라 가스 도입 공간(124)의 체적(Volume)을 변경할 수 있다.According to an example, the volume of the
예컨대, 기판 상에 형성된 제1막에 대한 식각 공정을 수행하는 경우 가스 도입 공간(124)은 도 9과 같이 제1체적(V1)으로 제공된다. 있다. 가스 도입 공간(124)이 제1체적(V1)을 갖도록 제어기(431)은 이동 부재(430)를 제어하여 지지대(420)를 승강시킬 수 있다. 기판 상에 형성된 제2막에 대한 식각 공정을 수행하는 경우 가스 도입 공간(124)은 도 10와 같이 제2체적(V2)으로 제공될 수 있다. 제2체적(V2)은 제1체적(V1)보다 큰 체적일 수 있다. 제1체적과 제2체적 간의 변경은 지지대(420)의 높이를 변경하도록 제어기(431)가 이동 부재(430)를 제어함으로써 수행될 수 있다. 이와 같이 식각이 이루어지는 막의 종류에 따라 처리 공간으로 도입되는 라디칼의 밀도를 제어할 수 있다.For example, when performing an etching process on the first film formed on the substrate, the
다른 예에 의하면, 처리가 이루어지는 기판의 종류에 따라 가스 도입 공간(124)의 체적(Volume)을 조절 할 수 있다. According to another example, the volume of the
예컨대, 제1기판에 대해 공정을 수행하는 경우 가스 도입 공간(124)은 도 9과 같이 제1체적(V1)으로 제공되고, 제2기판에 대해 공정을 진행하는 경우 가스 도입 공간은 도 10와 같이 제2체적(V2)으로 제공될 수 있다. 제1체적(V1)과 제2체적(V2) 간의 변경은 상술한 바와 같이 지지대(420)의 높이를 변경하도록 제어기(431)가 이동 부재(430)를 제어함으로써 수행될 수 있다.For example, when the process is performed on the first substrate, the
다시 도 1을 참조하면, 가스 공급 유닛(600)은 가스 도입 공간(124)에 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(600)은 가스 공급원(610), 유량 조절 부재(620), 가스 공급 라인(640), 사이드 노즐(660), 상부 노즐(680)를 포함한다. 가스 공급원(610)은 가스 공급 라인(640) 중 메인 라인(642)와 연결된다. 가스 공급원(610)에 저장된 공정 가스는 메인 라인(642)과 분기 라인(644)을 거쳐, 사이드 노즐(660)들과 상부 노즐(680)에 공급된다.Referring back to FIG. 1, the
유전창(140)과 커버(160)의 사이에는 플라즈마 소스(800)가 제공된다. 플라즈마 소스(800)은 안테나 유닛(801)과 안테나 유닛(801)에 고주파를 인가하는 고주파 전원(803)를 포함한다. 플라즈마 소스(800)는 가스 공급 유닛(600)이 가스 도입 공간(124)에 공정 가스를 도입하면, 가스 도입 공간(124)에서 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시킨다.A
유전창(140)의 상단에는 온도 조절 유닛(1000)이 제공된다. 온도 조절 유닛(1000)은 유전창(140)의 온도를 제어한다. 일 예로, 온도 조절 유닛(1000)은 유전창(140)에 냉각 가스를 공급한다. 이에 유전창(140)을 냉각시킨다. 또한, 온도 조절 유닛(1000)은 히터를 포함할 수 있다. 온도 조절 유닛(1000)의 히터는 열을 발생시켜 유전창(140)을 가열한다. The
도 11은 도 1의 온도 조절 유닛의 일 부분을 보여주는 사시도이고, 도 12은 도 1의 온도 조절 유닛의 일 예를 개략적으로 보여주는 단면도이다. 도 11 및 도 12를 참조하면, 온도 조절 유닛(1000)은 플레이트(1200)과, 온도 조절 블록(1400)을 포함할 수 있다. FIG. 11 is a perspective view illustrating a part of the temperature control unit of FIG. 1, and FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing an example of the temperature control unit of FIG. 1. 11 and 12, the
플레이트(1200)는 유전창(140)의 상부와 대향 되도록 배치된다. 플레이트(1200)에는 배기홀(1210)이 형성된다. 플레이트(1200)와 유전창(140)의 사이 공간(1220) 내에 공급되는 냉각 가스는 배기홀(1210)을 통해 배출된다. 플레이트(1200)는 상부에서 바라 볼 때 원 형상으로 제공되고, 배기홀(1210)들은 플레이트(1200)의 반경 방향 및 원주 방향을 따라 복수개가 제공될 수 있다. 또한 배기홀(1210)의 면적은 플레이트(1200)을 상부에서 바라볼 때, 플레이트(1200)의 가장자리 영역에서 플레이트(1200)의 중심 영역으로 갈수록 점차 넓어지도록 제공될 수 있다. 이 경우 중심 영역에서의 플레이트(1200)를 통한 냉각 가스의 배기는 가장 자리 영역보다 원활하게 이루어진다. 이에 플레이트(1200)와 유전창(140)의 사이 공간(1220)의 측면에서 공급되는 냉각 가스는 유전창(140)을 균일하게 냉각시킬 수 있다.The
온도 조절 블록(1400)은 온도 조절 블록(1400)내에 제공되어 유전창(140)을 가열하는 히터(1420)를 포함할 수 있다. 온도 조절 블록(1400)은 히터(1420)를 통해 유전창(140)을 가열하여 승온시킨다. 온도 조절 블록(1400)은 유전창(140)의 가장자리 주변에 배치되고, 구체적으로 온도 조절 블록(1400)은 유전창(140)의 상면 가장자리 영역에 위치한다. 온도 조절 블록(1400)은 유전창(140)을 사이에 두고 바디(120)와 이격되게 배치될 수 있다. 구체적으로, 유전창(140)은 상면 가장자리 영역이 상면 중앙 영역보다 낮은 높이에 배치되도록 단차지며, 온도 조절 블록(1400)은 유전창(140)의 상면 가장자리 영역에 위치될 수 있다. 바디(120)와 온도 조절 블록(1400)은 유전창(140)에 비해 열 전도율이 높은 재질로 제공될 수 있다. 예컨대, 바디(120)와 온도 조절 블록(1400)의 재질은 금속을 포함하고, 유전창(140)의 재질은 쿼츠 또는 세라믹을 포함할 수 있다. 이처럼 온도 조절 블록(1400)은 유전창(140)과 이격되게 제공될 수 있다. 이에 온도 조절 블록(1400)에 제공되는 히터(1420)가 발생시키는 열이 바디(120)에 전달되어 손실되는 정도는 감소한다. The
냉각 노즐(1440)은 플레이트(1200)와 유전창(140)의 사이 공간(1220)에 냉각 유체를 공급한다. 냉각 노즐(1440)은 플레이트(1200)와 유전창(140)의 사이 공간(1220) 측면에 위치하여, 유전창(140)의 상면과 평행한 방향으로 냉각 유체를 분사하도록 제공될 수 있다. 냉각 노즐(1440)이 냉각 가스를 사이 공간(1220)의 측면에서 공급하면, 냉각 가스는 사이 공간(1220)에 일정 시간 머무르게 된다. 이에 냉각 가스는 유전창(1440)을 냉각된다. 유전창(140)을 냉각시킨 이후 냉각 가스는 배기홀(1210)을 통해 외부로 배기된다. 냉각 가스가 사이 공간(1220)의 측면에서 공급됨으로써, 유전창(140)의 냉각을 균일하게 할 수 있다.The
또한, 냉각 노즐(1440)은 온도 조절 블록(1400)의 내부에 형성될 수 있다. 또한, 냉각 노즐(1440)은 복수개로 제공될 수 있다. 온도 조절 블록(1400)이 링 형상으로 제공되는 경우, 냉각 노즐(1440)은 온도 조절 블록(1400)의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 배치될 수 있다.In addition, the
다른 실시 예로, 도 13과 같이 플레이트(1200a)는 통공이 형성되지 않는 플레이트인 블로킹 플레이트(Bloking plate)로 제공될 수 있다. 이 경우 냉각 노즐(1440)은 냉각수를 공급할 수 있다. 또한, 냉각 노즐(1440)의 개수와 대응 되는 개수의 냉각수 배출 라인(1410)을 포함할 수 있다. 냉각수의 배출은 냉각 수 배출 밸브(1411)에 의해 조절된다. 냉각수 배출 밸브(1411)를 제어하여, 냉각수가 사이공간(1220)에 머무르는 시간을 조절할 수 있다. 이에 유전창(140)이 냉각되는 정도를 조절할 수 있다. In another embodiment, as shown in FIG. 13, the
도 14은 도 11의 온도 조절 유닛에서 열과 가스의 이동 경로를 개략적으로 보여주는 도면이다.FIG. 14 is a view schematically showing a movement path of heat and gas in the temperature control unit of FIG. 11.
도 14을 참조하면, 냉각 노즐(1440)는 플레이트(1200)와 유전창(140)의 사이 공간(1220)로 냉각 가스를 공급한다. 냉각 노즐(1440)의 냉각 가스의 공급은 사이 공간(1220)의 측면에서 공급한다. 냉각 노즐(1440)이 냉각 가스를 사이 공간(1220)의 측면에서 공급하면, 냉각 가스는 사이 공간(1220)에 일정 시간 머무르게 된다. 이에 냉각 가스는 유전창(140)을 냉각된다. 유전창(140)을 냉각시킨 이후 냉각 가스는 배기홀(1210)을 통해 외부로 배기된다. Referring to FIG. 14, the
일반적으로 유전창을 냉각시키는 냉각 가스는 유전창의 상부에서 유전창의 상면과 수직한 방향으로 공급된다. 이 경우, 냉각 가스가 유전창과 충돌되는 영역에서는 냉각 효율이 높다. 다만, 냉각가스가 유전창과 충돌되는 영역 외에서는 냉각 가스가 균일하게 전달되지 못하여 냉각 효율이 저하될 수 있다. 따라서 상술한 바와 같이 냉각 가스를 사이 공간(1220)의 측면에서 공급하면, 냉각 가스가 유전창(140)의 상부 모든 영역에 전달된다. 이에 보다 유전창(140)을 균일하게 냉각시킬 수 있다. Generally, cooling gas for cooling the dielectric window is supplied in a direction perpendicular to the upper surface of the dielectric window at the top of the dielectric window. In this case, the cooling efficiency is high in the region where the cooling gas collides with the dielectric window. However, the cooling gas may not be uniformly delivered outside the region in which the cooling gas collides with the dielectric window, thereby lowering the cooling efficiency. Therefore, as described above, when the cooling gas is supplied from the side of the
온도 조절 블록(1400)에 제공된 히터(1420)은 열을 발생시킨다. 히터(1420) 유전창(140)을 가열하여 승온시킨다. 온도 조절 블록(1400)은 바디(120)와 이격되게 위치되어 있기 때문에, 히터(1420)가 발생시킨 열은 바디(120)를 통해 손실되지 않는다. The
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 리프트 핀 모듈의 사시도이다.15 is a perspective view of a lift pin module according to an embodiment of the present invention.
도 15를 참조하면, 리프트 핀 모듈(300)은 리프트 핀(320), 승강 부재(340), 베이스 판(360)을 포함한다.Referring to FIG. 15, the
리프트 핀(320)은 기판를 상하 이동시킨다. 리프트 핀(320)은 복수 개로 제공될 수 있다. 각각의 리프트 핀(320)은 승강 부재(340)과 각각 결합된다. 이에 의해, 리프트 핀(320)들은 그 상하강 이동이 서로 독립적으로 제어될 수 있다. 승강 부재(340)는 모터일 수 있다. 이에 하나의 승강 부재(340)를 사용시 리프트 핀(320)들의 상단의 수평이 서로 상이할 수 있으나, 개별적으로 제어시 이를 정확하게 수평으로 조절할 수 있다. 이에 리프트 핀(320)들의 높이를 수평으로 유지할 수 있으므로. 이에 각 리프트 핀(320)의 높이가 달라 기판이 승강하는 동안에 리프트 핀으로부터 미끄러지는 것을 방지할 수 있다. 이에 리프트 핀(320)에 안착되는 기판의 수평을 항상 유지한다. 또한 리프트 핀(320)의 상하 이동에 있어서 위치 정밀도, 반복 정밀도를 향상시키고, 리프트 핀(320)의 높이 조정 용이하게 할 수 있다. 리프트 핀(320)들과 승강 부재(340)는 베이스 판(360) 상에 설치되며, 베이스 판(360)은 하부 커버(280)의 내부 공간에 위치될 수 있다. The
도 16은 도 15의 리프트 핀 모듈의 평면도이다.16 is a top view of the lift pin module of FIG. 15.
도 16을 참조하면 리프트 핀 모듈(300)은 편차 감지 센서(382)와 승강 부재(340)들을 제어하는 제어기(380)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 16, the
편차 감지 센서(382)는 각각 리프트 핀(320)들이 기판을 들어올리는 경우 각 리프트 핀(320)들의 높이 편차를 감지한다. 각 리프트 핀(320)들의 최대 상승 높이에 있어서, 편차가 감지되는 경우 신호를 발생시키고, 이러한 신호를 제어기(380)에 전송한다. 제어기(380)는 편차 감지 센서(382)가 발생시킨 신호에 근거하여 리프트 핀(320)들의 높이가 일치되도록 승강 부재(340)를 제어한다.The
도 17은 도 16의 리프트 핀 모듈의 동작 과정의 일 예를 설명하기 위한 플로우 차트이고, 도 18는 도 17의 회전수 설정 단계에서 리프트 핀의 상단에서 높이 편차가 발생한 상태를 개략적으로 보여주는 도면이다.17 is a flowchart illustrating an example of an operation process of the lift pin module of FIG. 16, and FIG. 18 is a view schematically illustrating a state in which a height deviation occurs at an upper end of the lift pin in the rotation speed setting step of FIG. 17. .
도 17 및 도 18를 참조하여 리프트 핀 모듈의 동작을 설명한다. 기판을 처리하는 방법은 회전 수 설정 단계(S10), 기판 반입 단계(S20), 기판 처리 단계(S30), 기판 승강 단계(S40)를 포함한다.The operation of the lift pin module will be described with reference to FIGS. 17 and 18. The method of processing the substrate includes a rotation speed setting step (S10), a substrate loading step (S20), a substrate processing step (S30), and a substrate lifting step (S40).
회전 수 설정 단계(S10)는 리프트 핀(320)을 핀업 높이까지 이동시킬 때 이들이 모두 수평이 유지되도록 회전수를 설정하는 단계이다. 모터인 승강 부재(340)들을 기설정된 회전 수로 회전 시켜 리프트 핀(320)들을 핀업 높이까지 이동시킨다. 예컨대, 기 설정된 회전 수는 모든 모터들에 동일할 수 있다. 편차 감지 센서(382)는 각 리프트 핀(320)들의 높이를 측정한다. 측정된 각 리프트 핀(320)들의 높이를 측정하여, 각 리프트 핀(320) 상호 간에 높이의 편차(a)를 산출한다. 편차 감지 센서(382)가 신호를 발생시킨 경우 경우, 제어기(380)는 편차(a)가 발생하지 않도록 모터들 중 선택된 모터의 기설정된 회전수를 변경한다. 이에 모터인 승강부재(309)들 중 선택된 모터의 설정된 회전수를 재설정한다. 회전 수 설정 단계(S10)에서 최종적으로 설정된 모터들의 회전수는 서로 상이하게 제공될 수 있다.The rotation speed setting step (S10) is a step of setting the rotation speed so that they are all horizontal when the
기판 반입 단계(S20)에서는 기판를 처리 공간(126)으로 반입한다. 기판 처리 단계(S30)에서는, 가스 공급 유닛(600)이 공급한 공정가스를 이용하여 처리 공간(126)에 반입된 기판을 처리한다. 기판 처리 단계(S30) 이후, 기판 승강 단계(S40)에서는, 회전 수 설정 단계(S10)에서 설정된 각각의 모터의 회전수를 이용하여 각 리프트 핀(320)을 승강시켜 지지판(210)으로부터 기판을 들어 올린다. 기판의 재질은 석영을 포함할 수 있다. 기판 승강 단계(S40)에서 모터의 회전 속도는 리프트 핀(320)의 승강 속도가 0.3m/s ~ 5mm/s가 되도록 설정될 수 있다. 이에 기판의 승강이 저속으로 이루어짐으로써, 기판의 하부에 긁힘 현상이 발생하는 것을 최소화할 수 있다. In the substrate loading step S20, the substrate is loaded into the
일반적으로 기판이 실리콘 재질의 웨이퍼인 경우, 리프트 핀(320)이 빠른 속도로 승강하더라도 웨이퍼가 파손되지 않는다. 또한 향후 웨이퍼에 형성된 칩들을 분리하기 전에 웨이퍼의 저면은 그라인딩되어 웨이퍼는 얇아진다. 따라서 리프트 핀(320)의 빠른 승강으로 인해 웨이퍼의 저면에 스크래치가 발생하더라도 향후 그라인딩에 의해 제거되기 때문에 스크래치로 인한 문제가 발생되지 않는다. 이에 반해, 기판이 포토 마스크인 경우, 포토 마스크는 석영 재질로 제공되기 때문에 리프트 핀(320)이 빠르게 승강하여 포토 마스크와 충돌하면 포토 마스크가 파손된다. 또한, 포토 마스크가 파손되지 않더라도 그 저면에 스크래치가 발생한 경우, 향후 포토 마스크를 사용하여 웨이퍼에 패턴을 전사하는 노광 공정시 공정 불량이 발생된다.In general, when the substrate is a wafer made of silicon, the wafer is not damaged even if the
다시 도1을 참조하면, 가스 공급 유닛(600)은 가스 도입 공간(124)에 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(600)은 가스 공급원(610), 유량 조절 부재(620), 가스 공급 라인(640), 사이드 노즐(660), 상부 노즐(680)를 포함한다. 가스 공급원(610)은 가스 공급 라인(640) 중 메인 라인(642)와 연결된다. 가스 공급원(610)에 저장된 공정 가스는 메인 라인(642)과 분기 라인(644)을 거쳐, 사이드 노즐(660)들과 상부 노즐(680)에 공급된다.Referring back to FIG. 1, the
유량 조절 부재(620)는 분기 라인(644)들로 분기되는 가스의 유량을 제어한다.The
가스 공급 라인(640)은 가스 공급원(610)과 연결되는 메인 라인(642)과 메인 라인(642)으로부터 복수 회 순차적으로 분기되어 사이드 노즐(660)과 상부 노즐에 연결되는 분기라인(644)를 포함할 수 있다.The
도 19은 도 1의 가스 공급 유닛의 일 실시예를 보여주는 도면이다.19 is a view showing an embodiment of the gas supply unit of FIG. 1.
도 19를 참조하면, 메인 라인(642)으로부터 최초 분기되는 분기라인(644)는 각각의 사이드 노즐(660)들과 연결되어 있는 복수의 채널(671, 672, 673, 674)에 연결된다. 예컨대, 채널은 4개일 수 있다. 복수의 채널(671, 672, 673, 674)에 연결된 최초 분기되는 분기라인(644)들은 다시 순차적으로 분기되어 각각의 사이드 노즐(660)들과 연결된다. 유량 조절 부재(620)는 메인 라인(642)으로부터 최초 분기되는 분기라인(644)으로 공급되는 공정 가스의 유량을 조절하도록 제공될 수 있다. 복수의 채널(671, 672, 673, 674)에 연결되는 메인 라인(642)으로부터 최초 분기되는 분기라인(644)의 유량을 조절함으로써, 가스 도입 공간(124)으로의 가스 공급이 균일하게 이루어 질 수 있도록 할 수 있다. Referring to FIG. 19, a
도 20는 도 19의 사이드 노즐들로 가스를 공급하는 가스 공급 라인의 구조의 일 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.20 is a view schematically illustrating an example of a structure of a gas supply line supplying gas to side nozzles of FIG. 19.
메인 라인(642)은 가스 공급원(610)과 연결된다. 메인 라인(642)은 가스 공급원(610)으로부터 공정 가스를 공급 받아, 메인 라인(642)으로부터 최초 분기되는 분기라인(644)으로 가스를 공급한다. 메인 라인(642)으로부터 최초 분기되는 분기라인(644) 중 어느 하나는 상부 노즐(680)과 연결된다. 메인 라인(642)으로부터 최초 분기되는 나머지 분기라인(644) 라인은 복수의 채널(671, 672, 673, 674)과 각각 연결된다. 복수의 채널(671, 672, 673, 674)과 각각 연결된 분기라인(644)들은 다시 각각의 사이드 노즐(660)들과 연결된다. 유량 조절 부재(620)는 메인 라인(642)으로부터 최초 분기되는 분기라인(644)의 유량을 조절함으로써, 가스 도입 공간(124)으로의 가스 공급이 균일하게 이루어 질 수 있도록 할 수 있다.
사이드 노즐(660)들은 복수개로 그룹되어 질 수 있다. 각각의 그룹에 속하는 사이드 노즐(660)들의 수는 동일하게 제공될 수 있다. 각각의 그룹에 속하는 사이드 노즐(660)들은 서로 인접하게 위치될 수 있다. 동일 그룹에 속하는 사이드 노즐(660)들에 연결된 분기라인 들은 각각 동일한 채널에 연결될 수 있다. 동일 그룹에 속하는 사이드 노즐(660)들의 유량은 동일하게 제공될 수 있다. 예컨대, 제1사이드 노즐(660-1), 제2사이드 노즐(660-2)이 제1그룹(660a), 제3사이드 노즐(660-3), 제4사이드 노즐(660-4)이 제2그룹(660b), 제5사이드 노즐(660-5), 제6사이드 노즐(660-6)이 제3그룹(660c), 제7사이드 노즐(660-7), 제8사이드 노즐(660-8)이 제4그룹(660d)으로 정의 될 수 있다. 제1그룹(660a)에 속하는 사이드 노즐(660-1, 660-2)들과 연결된 분기라인은 제1채널(671)에 연결될 수 있다. 제2그룹(660b)에 속하는 사이드 노즐(660-3, 660-4)들과 연결된 분기라인은 제2채널(672)에 연결될 수 있다. 제3그룹(660c)에 속하는 사이드 노즐(660-5, 660-6)들과 연결된 분기라인은 제3채널(673)에 연결될 수 있다. 제4그룹(660d)에 속하는 사이드 노즐(660-7, 660-8)들과 연결된 분기라인은 제4채널(674)에 연결될 수 있다. 각 채널(671, 672, 673, 674)에 연결된 동일 그룹에 속하는 사이드 노즐(660)들의 유량은 동일하게 제공된다.The side nozzles 660 may be grouped into a plurality. The number of
도 21은 도 19의 사이드 노즐들로 가스를 공급하는 가스 공급 라인의 구조의 다른 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.FIG. 21 is a view schematically illustrating another example of a structure of a gas supply line supplying gas to side nozzles of FIG. 19.
메인 라인(6)의 일 단은 가스 공급원(610)과 연결된다. 메인 라인(642)의 타 단은 제1유량 조절 부재(621)와 연결된다. 메인 라인(642)은 가스 공급원(610)으로부터 공정 가스를 공급 받아, 메인 라인(642)으로부터 분기되는 제1분기 라인(646)으로 가스를 공급한다. 메인 라인(642)으로부터 분기되는 제1분기 라인 중 어느 하나(646a)는 상부 노즐(680)과 연결된다. 메인 라인(642)으로부터 분기되는 나머지 제1분기라인(646b) 라인은 제2유량 조절 부재(622)와 연결된다. 제2유량 조절 부재(622)와 연결된 제1분기라인(646b)는 다시 분기되며, 이는 제2분기라인(648)로 정의된다. 제2분기라인(648)는 복수의 채널(691, 692)과 각각 연결된다. 복수의 채널(691, 692)과 각각 연결된 분기라인(403d)들은 다시 각각의 사이드 노즐(660)들과 연결된다. 제1유량 조절 부재(621)는 메인 라인(642)으로부터 제1분기라인(646)의 유량을 조절하고, 제2유량 조절 부재(622)는 제2분기라인(648)의 유량을 조절함으로써 가스 도입 공간(124)으로의 공정 가스 공급이 균일하게 이루어 질 수 있도록 할 수 있다.One end of the
사이드 노즐(660)들은 복수개로 그룹되어 질 수 있다. 각각의 그룹에 속하는 사이드 노즐(660)들의 수는 동일하게 제공될 수 있다. 각각의 그룹에 속하는 사이드 노즐(660)들은 서로 인접하게 위치될 수 있다. 동일 그룹에 속하는 사이드 노즐(660)들에 연결된 분기라인 들은 각각 동일한 채널에 연결될 수 있다. 동일 그룹에 속하는 사이드 노즐(660)들의 유량은 동일하게 제공될 수 있다. 예컨대, 제1사이드 노즐(660-1), 제2사이드 노즐(660-2), 제3사이드 노즐(660-3), 제4사이드 노즐(660-4)이 제1그룹(660A), 제5사이드 노즐(660-5), 제6사이드 노즐(660-6), 제7사이드 노즐(660-7), 제8사이드 노즐(660-8)이 제2그룹(660B)으로 정의 될 수 있다. 제1그룹(660A)에 속하는 사이드 노즐(660-1, 660-2, 660-3, 660-4)들과 연결된 분기라인은 제1채널(691)에 연결될 수 있다. 제2그룹(660B)에 속하는 사이드 노즐(660-5, 660-6, 660-7, 660-8)들과 연결된 분기라인은 제2채널(692)에 연결될 수 있다. 각 채널(691, 692)에 연결된 동일 그룹에 속하는 사이드 노즐(660)들의 유량은 동일하게 제공된다.The side nozzles 660 may be grouped into a plurality. The number of
상술한 예에서는 기판이 포토마스크인 것을 예로 들어 설명하였다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않고, 웨이퍼 또는 유리기판과 같은 종류의 기판에도 적용 가능하다.In the above-described example, the substrate has been described as an example of a photomask. However, the technical idea of the present invention is not limited thereto and may be applied to a substrate of a kind such as a wafer or a glass substrate.
상술한 예에서는 기판 처리 장치가 플라즈마를 이용한 식각 공정을 수행하는 장치인 것으로 예를 들어 설명하였다. 그러나 이와 달리 본 발명의 기술적 사상은 식각 공정 이외에 플라즈마로 기판을 처리하는 증착, 애싱, 또는 드라이 클리닝과 같은 공정을 수행하는 장치에 적용 가능하다.In the above-described example, the substrate processing apparatus has been described as an apparatus for performing an etching process using plasma. However, the technical idea of the present invention may be applied to an apparatus that performs a process such as deposition, ashing, or dry cleaning, in which a substrate is treated with plasma in addition to an etching process.
상술한 예에서는 리프트 핀들이 각각의 승강 부재와 결합하여 별개로 제어되는 것으로 설명하였다. 그러나 이에 한정되지 않고, 리프트 핀은 하나의 승강 부재에 의해 리프트 핀들이 동시에 이동될 수 있다.In the above-described example, it has been described that the lift pins are controlled separately by engaging with each lifting member. However, the present invention is not limited thereto, and lift pins may be simultaneously moved by one lifting member.
상술한 예에서는 가스 공급 유닛이 복수의 채널을 갖는 것으로 설명하였다. 그러나 이에 한정되지 않고, 가스 공급 유닛은 하나의 채널로 제공될 수 있다.In the above example, the gas supply unit has been described as having a plurality of channels. However, the present invention is not limited thereto, and the gas supply unit may be provided in one channel.
100: 공정 챔버
200: 지지유닛
400: 플레이트 유닛
600 : 가스 공급 유닛
800 : 플라즈마 소스
1000 : 온도 조절 유닛100: process chamber 200: support unit
400: plate unit 600: gas supply unit
800: plasma source 1000: temperature control unit
Claims (22)
내부 공간을 가지는 공정챔버와;
상기 내부 공간 내에 배치되며, 상기 내부 공간을 상부의 가스 도입 공간과 하부의 처리 공간으로 구획하며, 상기 가스 도입 공간으로부터 상기 처리 공간으로 가스가 흐르는 홀들이 형성된 플레이트 유닛과;
상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과;
상기 가스 도입 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛을 포함하되,
상기 플레이트 유닛은,
상기 공정 챔버의 내벽에 결합되며, 중앙에 개구가 형성된 지지대와;
상기 지지대의 개구에 위치되도록 상기 지지대에 의해 지지되며, 상기 홀들이 형성된 분사 플레이트를 포함하는 기판 처리 장치. In the apparatus for processing a substrate,
A process chamber having an internal space;
A plate unit disposed in the inner space, dividing the inner space into an upper gas introduction space and a lower processing space, the plate unit having holes through which gas flows from the gas introduction space;
A support unit for supporting a substrate in the processing space;
Including a gas supply unit for supplying a process gas to the gas introduction space,
The plate unit,
A support coupled to an inner wall of the process chamber and having an opening formed at a center thereof;
And a spray plate supported by the support so as to be positioned in the opening of the support, the injection plate having the holes formed therein.
상기 분사 플레이트와 상기 지지대는 서로 상이한 재질로 제공되는 기판 처리 장치.The method of claim 1,
And the spray plate and the support are made of different materials.
상기 지지대는 금속 재질을 포함하고, 상기 분사 플레이트는 세라믹 재질을 포함하는 기판 처리 장치.The method of claim 2,
The support includes a metal material, and the injection plate comprises a ceramic material.
상기 지지대는 블로킹 플레이트(Blocking plate)로 형성되는 기판 처리 장치.The method of claim 3,
The support is substrate processing apparatus formed of a blocking plate (Blocking plate).
상기 지지대는 링 형상으로 제공되고 그 원주 방향을 따라 상하 방향으로 관통된 복수의 통공들이 형성되는 기판 처리 장치.The method of claim 3,
The support is provided in a ring shape substrate processing apparatus is formed with a plurality of through holes penetrating in the vertical direction along the circumferential direction.
상기 통공은 그 길이방향이 상기 지지대의 원주 방향을 따라 제공된 슬릿 형상으로 제공되는 기판 처리 장치.The method of claim 5,
And the through hole is provided in a slit shape whose longitudinal direction is provided along the circumferential direction of the support.
상부에서 바라볼 때 각각의 상기 통공은 각각의 상기 홀보다 넓은 면적으로 제공되는 기판 처리 장치.The method according to claim 5 or 6,
And each through hole is provided with a larger area than each of said holes when viewed from the top.
상기 지지대는 접지되는 기판 처리 장치.The method of claim 7, wherein
And the support is grounded.
상기 지지 유닛은 상면에 상기 기판이 놓이는 오목홈이 형성된 지지판을 가지고,
상기 분사 플레이트는 상기 오목홈에 놓인 기판과 대향 되도록 배치되는 기판 처리 장치.The method according to any one of claims 1 to 6,
The support unit has a support plate formed with a recessed groove on which the substrate is placed,
And the injection plate is disposed to face the substrate placed in the concave groove.
상부에서 바라볼 때 상기 오목홈은 사각의 형상이고, 상기 분사 플레이트는 원 형상인 기판 처리 장치.The method of claim 9.
The concave groove is in the shape of a square when viewed from the top, the injection plate is a substrate processing apparatus.
상기 기판 처리 장치는 상기 플레이트 유닛을 상하로 이동 시키는 이동 부재를 더 포함하는 기판 처리 장치.The method of claim 1,
The substrate processing apparatus further comprises a moving member for moving the plate unit up and down.
상기 이동 부재는 상기 지지대에 결합되는 기판 처리 장치.The method of claim 11,
And the moving member is coupled to the support.
상기 이동 부재를 제어하는 제어기를 더 포함하고,
상기 제어기는 상기 기판 상에 형성된 제1막을 처리시에는 상기 가스 도입 공간이 제1체적으로 제공되고, 상기 기판 상에 형성된 상기 제1막과 상이한 제2막을 처리시에는 상기 가스 도입 공간이 제2체적으로 제공되도록 상기 이동 부재를 제어하는 기판 처리 장치.The method of claim 12.
A controller for controlling the moving member;
The controller is provided with the gas introduction space as a first volume when the first film formed on the substrate is processed, and the gas introduction space is provided when the second film different from the first film formed on the substrate is processed. A substrate processing apparatus for controlling the moving member to be provided in a volume.
상기 이동 부재를 제어하는 제어기를 더 포함하고,
상기 제어기는 제1기판에 대해 처리시에는 상기 가스 도입 공간이 제1체적으로 제공되고, 상기 제1기판과 상이한 제2기판을 처리시에는 상기 가스 도입 공간이 제2체적으로 제공되도독 상기 이동 부재를 제어하는 기판 처리 장치.The method of claim 12,
A controller for controlling the moving member;
The controller is configured such that the gas introduction space is provided as a first volume when the first substrate is processed, and the gas introduction space is provided as a second volume when the second substrate different from the first substrate is processed. Substrate processing apparatus for controlling the.
상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 더 포함하되,
상기 플라즈마 소스는 상기 가스가 상기 가스 도입 공간으로 도입되기 전 또는 상기 가스 도입 공간에서 상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키도록 제공되는 기판 처리 장치.The method according to claim 13 or 14,
Further comprising a plasma source for generating a plasma from the gas,
And the plasma source is provided to generate a plasma from the gas before the gas is introduced into the gas introduction space or in the gas introduction space.
상기 플라즈마 소스는,
상기 공정 챔버의 상부에 배치되는 안테나 유닛과;
상기 안테나 유닛에 고주파를 인가하는 고주파 전원을 포함하는 기판 처리 장치.The method of claim 15,
The plasma source,
An antenna unit disposed above the process chamber;
And a high frequency power supply for applying a high frequency to the antenna unit.
상기 기판을 상기 지지 유닛에 위치시키고,
상기 가스 도입 공간에 제공된 플라즈마에서 라디칼을 상기 분사 플레이트의 상기 홀을 통해 상기 처리 공간으로 공급하여 상기 기판을 식각 처리하는 기판 처리 방법.In the method of processing a substrate using the substrate processing apparatus of any one of claims 1 to 6,
Placing the substrate in the support unit,
And etching the substrate by supplying radicals in the plasma provided in the gas introduction space to the processing space through the holes of the injection plate.
상기 지지대는 접지되는 기판 처리 방법.The method of claim 17,
And the support is grounded.
제1기판에 대해 식각 처리시에는 상기 가스 도입 공간의 체적을 제1체적으로 제공하고, 제1기판과 상이한 제2기판에 대해 식각 처리시에는 상기 가스 도입 공간의 체적을 제2체적으로 제공하는 기판 처리 방법.The method of claim 18,
A volume of the gas introduction space is provided as a first volume during the etching process with respect to the first substrate, and a volume of the gas introduction space is provided as a second volume during the etching process with respect to a second substrate different from the first substrate. Substrate processing method.
상기 제1체적과 상기 제2체적의 변경은 상기 분사 플레이트의 높이를 조절하여 이루어지는 기판 처리 방법.The method of claim 19,
The first volume and the second volume change is made by adjusting the height of the jet plate.
상기 기판 상에는 제1막 및 제2막을 포함하고, 상기 기판 처리 방법은 상기 제1막과 상기 제2막을 순차적으로 식각하되, 제1막을 식각 처리시에는 상기 가스 도입 공간의 체적을 제1체적으로 제공하고, 제2막을 식각 처리시에는 상기 가스 도입 공간의 체적을 제2체적으로 제공하는 기판 처리 방법.The method of claim 18,
And a first film and a second film on the substrate, wherein the substrate processing method sequentially etches the first film and the second film, and when the first film is etched, the volume of the gas introduction space is changed to the first volume. And providing a volume of the gas introduction space as a second volume when the second film is etched.
상기 제1체적과 상기 제2체적의 변경은 상기 분사 플레이트의 높이를 조절하여 이루어지는 기판 처리 방법.The method of claim 21,
The first volume and the second volume change is made by adjusting the height of the jet plate.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |