KR20200126706A - A baffle and an apparatus for treating a substrate with the baffle - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a substrate processing apparatus capable of minimizing scratches. According to the present invention, the substrate processing apparatus comprises: a process chamber having a reaction chamber and a plasma generation chamber provided on an upper portion of the reaction chamber; a support unit which is arranged in the reaction chamber, and supports a substrate; a gas supply unit to supply gas to the plasma generation chamber; a plasma source to generate plasma from the gas supplied to the plasma generation chamber; and a baffle unit positioned between the reaction chamber and the plasma generation chamber, and provided with a plurality of spray holes provided to supply the plasma generated in the plasma generation chamber to the reaction chamber. The baffle unit includes: a spray plate on which the spray holes are formed; a fixed ring which is positioned on the circumference of the spray plate, allows the spray plate to be coupled thereto, and is fixed on the process chamber; and scratch prevention parts provided between the spray plate and the fixed ring to prevent the spray plate from directly coming in contact with the fixed ring.

Description

배플 및 이를 가지는 기판 처리 장치{A baffle and an apparatus for treating a substrate with the baffle}A baffle and a substrate processing apparatus having the same

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

반도체 소자의 제조를 위해서는 증착, 사진, 식각, 애싱, 세정, 연마 등 다양한 공정이 요구된다. 증착, 식각, 그리고 애싱 공정과 같이 많은 공정은 플라즈마를 이용하여 웨이퍼와 같은 반도체 기판을 처리한다. In order to manufacture a semiconductor device, various processes such as deposition, photography, etching, ashing, cleaning, and polishing are required. Many processes, such as deposition, etching, and ashing processes, use plasma to process semiconductor substrates such as wafers.

플라즈마를 이용하여 기판 처리 공정을 수행하는 장치의 일 예는 한국공개특허 2011-61334에 개시되어 있다. 상기 장치는 플라즈마 생성부와 공정 공간 사이에 배플을 가지고, 배플은 전기적으로 접지된다. 일반적으로 플라즈마는 라디칼(radical), 이온(ion), 그리고 전자(electron) 등으로 구성된다. 배플은 일부의 이온 및 전자를 흡수하고, 라디칼은 기판이 제공된 영역으로 통과시켜 웨이퍼 표면의 포토레지스트, 자연산화막, 또는 화학적으로 생성된 산화막을 제거한다.An example of an apparatus for performing a substrate processing process using plasma is disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 2011-61334. The apparatus has a baffle between the plasma generating unit and the process space, and the baffle is electrically grounded. In general, plasma is composed of radicals, ions, and electrons. The baffles absorb some of the ions and electrons, and the radicals pass through the area provided with the substrate to remove the photoresist, natural oxide film, or chemically generated oxide film on the wafer surface.

일반적으로 배플은 나사에 의해 챔버에 결합되므로, 배플에는 체결 홀이 형성된다. 배플은 체결 홀 가공시 깨지지 않도록 기계적 강도가 높은 알루미늄(Al)이나 산화막을 입힌 알루미늄(Anodizing Al)과 같은 재질로 제조된다. In general, since the baffle is coupled to the chamber by a screw, a fastening hole is formed in the baffle. The baffle is made of a material such as aluminum (Al) having high mechanical strength or anodizing aluminum (Anodizing Al), which has high mechanical strength so as not to be broken during fastening hole processing.

그러나, 이러한 배플이 적용된 에싱 설비에서는 다음과 같은 문제점이 발생되고 있다.However, in the ashing facility to which such a baffle is applied, the following problems occur.

첫째, 일반적으로 O2 공정을 사용하는 에싱(Ashing) 설비 특성상 초기에 알루미늄(Al)과 산화물(Oxide) 원소의 반응성으로 라디칼 로스(Radical loss)가 심히 발생한다. First, in general, radical loss occurs due to the reactivity of aluminum (Al) and oxide (Oxide) elements initially due to the characteristics of an ashing facility using an O2 process.

둘째, 그로 인해 포화상태까지 도달하기 위하여 초기 에싱율(Ashing rate)이 매우 감소한다. Second, the initial ashing rate is greatly reduced in order to reach saturation.

셋째, 고온 공정이나 롱 타임 공정(Long time process)시에 금속의 열팽창에 의한 디폼(Deform)이 발생한다. Third, during a high-temperature process or a long time process, deformation occurs due to thermal expansion of the metal.

넷째, 탑리드(Toplid)와 배플(Baffle) 사이에 수축 및 팽창에 의한 스크래치가 발생하여 파티클(Particle)의 원인이 된다. Fourth, scratches are generated between the toplid and the baffle due to contraction and expansion, causing particles.

다섯째, 롱 타임 공정(Long time process)시에 배플(Baffle)의 온도가 증가하여 에싱율이 감소하는 식각 종료점 지연(EPD Delay)의 원인이 된다.Fifth, during the long time process, the temperature of the baffle increases, which causes the EPD delay in which the ashing rate decreases.

본 발명은 라디칼 로스(Radical loss)를 개선할 수 있는 배플 및 이를 가지는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.The present invention provides a baffle capable of improving radical loss and a substrate processing apparatus having the same.

본 발명은 초기 셋업 시간을 단축시킬 수 있는 배플 및 이를 가지는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다. The present invention is to provide a baffle capable of shortening an initial setup time and a substrate processing apparatus having the same.

본 발명은 스크래치 발생을 최소화할 수 있는 배플 및 이를 가지는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다. The present invention is to provide a baffle capable of minimizing the occurrence of scratches and a substrate processing apparatus having the same.

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

본 발명의 일 측면에 따르면, 반응실 및 상기 반응실의 상부에 제공된 플라즈마 발생실을 가지는 공정 챔버; 상기 반응실 내에 배치되며, 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 플라즈마 발생실로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 상기 플라즈마 발생실로 공급된 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스; 상기 반응실과 상기 플라즈마 발생실 사이에 위치되며, 상기 플라즈마 발생실에서 발생된 플라즈마를 상기 반응실로 공급하도록 제공되는 복수의 분사 홀이 형성된 배플 유닛을 구비하되, 상기 배플 유닛은, 상기 분사 홀이 형성된 분사 판; 상기 분사 판의 둘레에 위치되며 상기 분사 판이 결합되는, 그리고 상기 공정 챔버에 고정되는 고정 링; 및 상기 분사 판이 상기 고정 링과 직접 접촉되지 않도록 상기 분사 판과 상기 고정 링 사이에 제공되는 스크래치 방지구들을 포함하는 기판 처리 장치를 제공하고자 한다.According to an aspect of the present invention, a process chamber having a reaction chamber and a plasma generating chamber provided above the reaction chamber; A support unit disposed in the reaction chamber and supporting a substrate; A gas supply unit supplying gas to the plasma generation chamber; A plasma source generating plasma from the gas supplied to the plasma generation chamber; And a baffle unit located between the reaction chamber and the plasma generation chamber and having a plurality of injection holes provided to supply plasma generated in the plasma generation chamber to the reaction chamber, wherein the baffle unit includes the injection hole Spray plate; A fixing ring positioned around the spray plate, to which the spray plate is coupled, and fixed to the process chamber; And it is intended to provide a substrate processing apparatus including scratch prevention holes provided between the spray plate and the fixing ring so that the spray plate does not directly contact the fixing ring.

또한, 상기 스크래치 방지구는 상기 분사 판의 가장자리 측면을 지지하는 바디; 상기 분사 판의 가장자리 저면을 지지하는 제1시트; 및 상기 제1시트와 대향되게 제공되며, 상기 분사 판의 가장자리 상면을 지지하는 제2시트를 포함할 수 있다.In addition, the scratch preventer body for supporting the edge side of the spray plate; A first sheet supporting the bottom of the edge of the spray plate; And a second sheet provided to face the first sheet and supporting an upper edge of the spray plate.

또한, 상기 분사 판은 가장자리 측면에 상기 바디가 삽입되도록 오목하게 형성된 요홈을 더 포함할 수 있다.In addition, the spray plate may further include a concave groove formed at the edge side so that the body is inserted.

또한, 상기 요홈은 반호 형상으로 이루어지며, 상기 바디는 그 평단면 형상이 상기 요홈의 형상과 동일한 반호 형상으로 이루어질 수 있다.In addition, the concave groove may have a semi-arc shape, and the body may have a semi-arc shape having the same flat cross-sectional shape as that of the concave groove.

또한, 상기 제1시트는 상기 바디와 일체형으로 이루어지고, 상기 제2시트는 상기 바디의 상단에 볼트 체결될 수 있다.In addition, the first sheet may be integrally formed with the body, and the second sheet may be bolted to an upper end of the body.

또한, 상기 고정 링은, 제1체결볼트에 의해 상기 공정 챔버에 체결되고, 상기 분사 판의 가장자리가 놓여지는 받침 리브가 내측면으로부터 연장되어 형성된 베이스 링; 상기 베이스 링에 놓여진 상기 분사 판의 가장자리 상면에 놓여지고, 제2체결볼트에 의해 상기 베이스 링에 체결되는 상부 링을 포함할 수 있다.In addition, the fixing ring, a base ring that is fastened to the process chamber by a first fastening bolt, and a support rib on which an edge of the spray plate is placed extends from an inner surface; It may include an upper ring placed on the upper edge of the spray plate placed on the base ring, and fastened to the base ring by a second fastening bolt.

또한, 상기 받침 리브의 상면에는 상기 제2체결볼트가 체결되는 제1체결홀이 형성되고, 상기 상부 링과 상기 스크래치 방지구에는 상기 제1체결홀에 체결될 상기 제2볼트가 삽입 관통되는 제1관통구와 제2관통구가 형성될 수 있다.In addition, a first fastening hole to which the second fastening bolt is fastened is formed on the upper surface of the support rib, and a first fastening hole through which the second bolt to be fastened to the first fastening hole is inserted into the upper ring and the scratch prevention hole. One through hole and a second through hole may be formed.

또한, 상기 상부 링에 형성된 제1관통구에 위치한 상기 제1체결볼트가 플라즈마 환경에 노출되는 것을 방지하기 위한 세라믹 재질의 캡을 더 포함할 수 있다.In addition, a ceramic material cap may be further included to prevent the first fastening bolt located in the first through hole formed in the upper ring from being exposed to a plasma environment.

또한, 상기 제2관통구는 상기 제2시트와 상기 바디를 관통하여 형성될 수 있다.In addition, the second through hole may be formed through the second sheet and the body.

또한, 상기 분사 판은 상기 베이스 링과 상기 상부 링 사이에 상기 스크래치 방지구들을 매개체로 하여 설치될 수 있다.In addition, the spray plate may be installed between the base ring and the upper ring by using the scratch prevention holes as a medium.

또한, 상기 제1시트는 상기 받침 리브와 상기 분사 판의 가장자리 저면 사이에 제공되고, 상기 제2시트는 상기 분사 판의 가장자리 상면과 상기 상부 링 사이에 제공되며, 상기 바디는 상기 분사 판의 가장자리 측면과 상기 베이스 링의 내측면 사이에 제공될 수 있다.In addition, the first sheet is provided between the support rib and the bottom edge of the spray plate, the second sheet is provided between the upper edge of the spray plate and the upper ring, the body is the edge of the spray plate It may be provided between the side and the inner side of the base ring.

또한, 상기 분사 판은 제 1 재질로 제공되고, 상기 고정 링은 상기 제 1 재질과 상이한 제 2 재질로 제공되며, 상기 스크래치 방지구는 상기 제1,2재질과 상이한 제3재질로 제공될 수 있다.In addition, the spray plate may be provided with a first material, the fixing ring may be provided with a second material different from the first material, and the scratch prevention hole may be provided with a third material different from the first and second materials. .

또한, 상기 재1재질은 석영(SiO2)을 포함하는 재질로 제공될 수 있다.In addition, the material 1 may be provided with a material including quartz (SiO2).

또한, 상기 제2재질은 알루미늄(Al) 또는 양극 처리된 알루미늄(Anodizing Al)을 포함하는 재질로 제공될 수 있다.In addition, the second material may be made of a material including aluminum (Al) or anodizing aluminum.

또한, 상기 제3재질은 테프론 또는 PEEK를 포함하는 재질로 제공될 수 있다.In addition, the third material may be provided with a material including Teflon or PEEK.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내에 제공되며, 기판을 지지하는 지지 유닛; 및 상기 지지 유닛의 상부에 배치되며, 플라즈마가 통과하는 분사 홀이 형성된 배플을 구비하되, 상기 배플은, 상기 분사 홀이 형성된 분사 판; 상기 공정 챔버에 고정되고, 상기 분사 판의 가장자리가 놓여지는 받침 리브가 내측면으로부터 연장되어 형성된 베이스 링; 상기 베이스 링에 놓여진 상기 분사 판의 가장자리 상면에 놓여지고, 상기 베이스 링에 체결되는 상부 링; 상기 받침 리브와 상기 분사 판의 가장자리 저면 사이에 소정 간격으로 제공되는 제1시트; 상기 제1시트와 일체로 제공되고, 상기 분사 판의 가장자리 측면과 상기 베이스 링의 내측면 사이에 제공되는 바디; 및 상기 제1시트와 대향되도록 상기 상부 링과 상기 분사 판의 가장자리 상면 사이에 제공되는 제2시트를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하고자 한다.According to another aspect of the invention, there is provided a process chamber; A support unit provided in the process chamber and supporting a substrate; And a baffle disposed above the support unit and having a spray hole through which the plasma passes, wherein the baffle comprises: a spray plate having the spray hole; A base ring fixed to the process chamber and formed by extending a support rib on which an edge of the spray plate is placed extending from an inner surface; An upper ring placed on an upper edge of the spray plate placed on the base ring and fastened to the base ring; A first sheet provided at a predetermined interval between the support rib and the bottom of the edge of the spray plate; A body provided integrally with the first sheet and provided between an edge side surface of the spray plate and an inner side surface of the base ring; And a second sheet provided between the upper ring and an upper edge of the spray plate so as to face the first sheet.

또한, 상기 분사 판은 가장자리 측면에 상기 바디가 삽입되도록 오목하게 형성된 요홈을 더 포함할 수 있다.In addition, the spray plate may further include a concave groove formed at the edge side so that the body is inserted.

또한, 상기 요홈은 반호 형상으로 이루어지며, 상기 바디는 그 평단면 형상이 상기 요홈의 형상과 동일한 반호 형상으로 이루어질 수 있다.In addition, the concave groove may have a semi-arc shape, and the body may have a semi-arc shape having the same flat cross-sectional shape as that of the concave groove.

또한, 상기 분사 판은 석영(SiO2)을 포함하는 재질로 제공되고, 상기 베이스 링과 상기 상부 링은 알루미늄(Al) 또는 양극 처리된 알루미늄(Anodizing Al)을 포함하는 재질로 제공되며, 상기 제1시트와 상기 바디 그리고 상기 제2시트는 테프론 또는 PEEK를 포함하는 재질로 제공될 수 있다.In addition, the spray plate is provided with a material containing quartz (SiO2), the base ring and the upper ring are provided with a material containing aluminum (Al) or anodizing aluminum (Anodizing Al), the first The sheet, the body, and the second sheet may be formed of a material including Teflon or PEEK.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상하로 관통된 홀이 형성된 분사 판; 상기 분사 판에 결합되며 상기 분사 판을 감싸도록 제공되는, 그리고 외부 구조물과 고정을 위한 고정홀이 형성된 고정 링; 및 상기 분사 판이 상기 고정 링과 직접 접촉되지 않도록 상기 분사 판과 상기 고정 링 사이에 소정 간격으로 제공되는 스크래치 방지구들을 포함하는 배플을 제공하고자 한다.According to another aspect of the present invention, a spray plate having a hole penetrating up and down; A fixing ring coupled to the spray plate, provided to surround the spray plate, and having a fixing hole for fixing the external structure; And a baffle including scratch-preventing holes provided at predetermined intervals between the spray plate and the fixing ring so that the spray plate does not directly contact the fixing ring.

또한, 상기 고정 링은 제1체결볼트에 의해 상기 외부 구조물에 고정되고, 상기 분사 판의 가장자리가 놓여지는 받침 리브가 내측면으로부터 연장되어 형성된 베이스 링; 및 상기 베이스 링에 놓여진 상기 분사 판의 가장자리 상면에 놓여지고, 제2체결볼트에 의해 상기 베이스 링에 체결되는 상부 링을 포함할 수 있다.In addition, the fixing ring is fixed to the external structure by a first fastening bolt, a base ring formed by extending from the inner surface of the support rib on which the edge of the spray plate is placed; And an upper ring placed on an upper surface of an edge of the spray plate placed on the base ring and fastened to the base ring by a second fastening bolt.

또한, 상기 스크래치 방지구는 상기 받침 리브와 상기 분사 판의 가장자리 저면 사이에 소정 간격으로 제공되는 제1시트; 상기 제1시트와 일체로 제공되고, 상기 분사 판의 가장자리 측면과 상기 베이스 링의 내측면 사이에 제공되는 바디; 및 상기 제1시트와 대향되도록 상기 상부 링과 상기 분사 판의 가장자리 상면 사이에 제공되는 제2시트를 포함할 수 있다.In addition, the scratch prevention device includes a first sheet provided at a predetermined interval between the support rib and the bottom of the edge of the spray plate; A body provided integrally with the first sheet and provided between an edge side surface of the spray plate and an inner side surface of the base ring; And a second sheet provided between the upper ring and an upper edge of the spray plate so as to face the first sheet.

또한, 상기 분사 판은 가장자리 측면에 상기 바디가 삽입되도록 오목하게 형성된 요홈을 더 포함할 수 있다.In addition, the spray plate may further include a concave groove formed at the edge side so that the body is inserted.

또한, 상기 요홈은 반호 형상으로 이루어지며, 상기 바디는 그 평단면 형상이 상기 요홈의 형상과 동일한 반호 형상으로 이루어질 수 있다.In addition, the concave groove may have a semi-arc shape, and the body may have a semi-arc shape having the same flat cross-sectional shape as that of the concave groove.

또한, 상기 받침 리브의 상면에는 상기 제2체결볼트가 체결되는 제1체결홀이 형성되고, 상기 상부 링과 상기 스크래치 방지구에는 상기 제1체결홀에 체결될 상기 제2볼트가 삽입 관통되는 제1관통구와 제2관통구가 형성될 수 있다.In addition, a first fastening hole to which the second fastening bolt is fastened is formed on the upper surface of the support rib, and a first fastening hole through which the second bolt to be fastened to the first fastening hole is inserted into the upper ring and the scratch prevention hole. One through hole and a second through hole may be formed.

또한, 상기 상부 링에 형성된 제1관통구에 위치한 상기 제1체결볼트가 플라즈마 환경에 노출되는 것을 방지하기 위한 세라믹 재질의 캡을 더 포함할 수 있다.In addition, a ceramic material cap may be further included to prevent the first fastening bolt located in the first through hole formed in the upper ring from being exposed to a plasma environment.

본 발명의 실시예에 의하면, 라디칼 로스(Radical loss)를 개선할 수 있고, 초기 Strip rate saturation 까지 에이징(Aging)이나 시즈닝(Seasoning)이 필요하지 않은 각별한 효과를 갖는다.According to an exemplary embodiment of the present invention, radical loss can be improved, and aging or seasoning is not required until initial strip rate saturation.

본 발명의 실시예에 의하면, 초기 셋업 시간을 단축시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to shorten the initial setup time.

본 발명의 실시예에 의하면, 스크래치 발생을 방지하여 파티클 생성을 최소화할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to minimize the generation of particles by preventing the occurrence of scratches.

본 발명의 실시예에 의하면, 분사판의 틀어짐을 방지할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to prevent the distorting of the spray plate.

발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the invention are not limited to the above-described effects, and effects that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the present specification and the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 4는 배플의 일 실시 예를 보여준다.
도 2는 배플이 탑 리드에 결합된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 3은 요부 확대 단면도이다.
도 4는 배플이 분리된 상태를 보여주는 분해 사시도이다.
도 5 및 도 6 그리고 도 7은 스크래치 방지구를 설명하기 위한 도면들이다.1 is a view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 to 4 show an embodiment of a baffle.
2 is a cross-sectional view showing a baffle coupled to a top lead.
3 is an enlarged cross-sectional view of a main part.
4 is an exploded perspective view showing a state in which the baffle is separated.
5, 6, and 7 are views for explaining a scratch prevention device.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. In the present invention, various transformations may be applied and various embodiments may be provided, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it is to be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the description with reference to the accompanying drawings, identical or corresponding components are assigned the same reference numerals and overlapped with them. Description will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(1)를 나타내는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a substrate processing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 플라즈마를 이용하여 기판(W) 상의 박막을 식각한다. 박막은 폴리 실리콘막, 실리콘 산화막, 그리고 실리콘 질화막 등 다양한 종류의 막일 수 있다. 또한, 박막은 자연 산화막이나 화학적으로 생성된 산화막일 수 있다. Referring to FIG. 1, the substrate processing apparatus 1 uses plasma to etch a thin film on a substrate W. The thin film may be various types of films such as a polysilicon film, a silicon oxide film, and a silicon nitride film. In addition, the thin film may be a natural oxide film or a chemically generated oxide film.

기판 처리 장치(1)는 공정 챔버(process chamber, 100), 지지 유닛(support unit, 200), 가스 공급 유닛(300)(gas supply unit), 플라즈마 소스(400, plasma source), 그리고 배플(500, baffle)을 가진다. The substrate processing apparatus 1 includes a process chamber 100, a support unit 200, a gas supply unit 300, a plasma source 400, and a baffle 500. , baffle).

공정 챔버(100)는 처리실(120)과 플라즈마 발생실(140)을 가진다. 처리실(120)은 플라즈마에 의해 기판(W)이 처리되는 공간(121)을 제공한다. 플라즈마 발생실(140)은 공정 가스로부터 플라즈마가 발생되는 공간(149)을 제공한다. The process chamber 100 has a processing chamber 120 and a plasma generation chamber 140. The processing chamber 120 provides a space 121 in which the substrate W is processed by plasma. The plasma generation chamber 140 provides a space 149 in which plasma is generated from a process gas.

처리실(120)은 내부에 상부가 개방된 공간(121)을 가진다. 처리실(120)은 대체로 원통 형상으로 제공될 수 있다. 처리실(120)의 측벽에는 개구(도시되지 않음)가 형성된다. 기판(W)은 개구를 통하여 처리실(120) 내부로 출입한다. 개구는 도어(미도시)와 같은 개폐 부재에 의해 개폐될 수 있다. 처리실(120)의 바닥면에는 배기 홀(122)이 형성된다. 배기 홀(122)에는 배기 라인(126)이 연결된다. 배기 라인(126)에는 펌프(128)가 설치된다. 펌프(128)는 처리실(120) 내 압력을 공정 압력으로 조절한다. 처리실(120) 내 잔류 가스 및 반응 부산물은 배기 라인(126)을 통해 처리실(120) 외부로 배출된다. 처리실(120)의 외측에 월 히터(129)가 제공될 수 있다. 월 히터(129)는 코일 형상으로 제공될 수 있다. 선택적으로 월 히터(129)는 공정 챔버(100)의 외벽 내부에 제공될 수 있다. The processing chamber 120 has a space 121 with an open top therein. The processing chamber 120 may be provided in a generally cylindrical shape. An opening (not shown) is formed in the sidewall of the processing chamber 120. The substrate W enters and exits the processing chamber 120 through the opening. The opening may be opened or closed by an opening member such as a door (not shown). An exhaust hole 122 is formed on the bottom surface of the processing chamber 120. An exhaust line 126 is connected to the exhaust hole 122. A pump 128 is installed in the exhaust line 126. The pump 128 adjusts the pressure in the processing chamber 120 to a process pressure. The residual gas and reaction by-products in the processing chamber 120 are discharged to the outside of the processing chamber 120 through an exhaust line 126. A wall heater 129 may be provided outside the processing chamber 120. The wall heater 129 may be provided in a coil shape. Optionally, the wall heater 129 may be provided inside the outer wall of the process chamber 100.

플라즈마 발생실(140)은 처리실(120)의 외부에 위치한다. 일 예에 의하면, 플라즈마 발생실(140)은 처리실(120)의 상부에 위치되며 처리실(120)에 결합된다. 플라즈마 발생실(140)은 가스 포트(142), 방전실(144), 확산실(146) 그리고 탑 리드(top lid)을 가진다. 가스 포트(142), 방전실(144), 그리고 확산실(146), 탑 리드(148)은 위에서부터 아래를 향하는 방향으로 순차적으로 제공된다. 가스 포트(142)는 외부로부터 가스를 공급받는다. 방전실(144)은 중공의 원통 형상을 가진다. 상부에서 바라볼 때 방전실(144) 내 공간(149)은 처리실(120) 내 공간(121)보다 좁게 제공된다. 방전실(144) 내에서 가스로부터 플라즈마가 발생된다. 확산실(146)은 방전실(144)에서 발생된 플라즈마를 처리실(120)로 공급한다. 확산실(146) 내 공간은 아래로 갈수록 점진적으로 넓어지는 부분을 가진다. 탑 리드(148)의 하단은 처리실(120)의 상단과 결합되며, 이들 사이에는 외부와의 밀폐를 위해 실링 부재(도시되지 않음)가 제공된다. The plasma generation chamber 140 is located outside the processing chamber 120. According to an example, the plasma generation chamber 140 is located above the processing chamber 120 and is coupled to the processing chamber 120. The plasma generation chamber 140 has a gas port 142, a discharge chamber 144, a diffusion chamber 146, and a top lid. The gas port 142, the discharge chamber 144, the diffusion chamber 146, and the top lead 148 are sequentially provided in a direction from top to bottom. The gas port 142 receives gas from the outside. The discharge chamber 144 has a hollow cylindrical shape. When viewed from above, the space 149 in the discharge chamber 144 is provided narrower than the space 121 in the processing chamber 120. Plasma is generated from the gas in the discharge chamber 144. The diffusion chamber 146 supplies plasma generated in the discharge chamber 144 to the processing chamber 120. The space inside the diffusion chamber 146 has a portion that gradually widens toward the bottom. The lower end of the top lead 148 is coupled to the upper end of the processing chamber 120, and a sealing member (not shown) is provided between them for sealing with the outside.

공정 챔버(100)는 도전성 재질로 제공된다. 공정 챔버(100)는 접지라인(123)을 통해 접지될 수 있다. The process chamber 100 is made of a conductive material. The process chamber 100 may be grounded through the ground line 123.

지지 유닛(200)은 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(200)은 지지판(220)과 지지축(240)을 가진다. 지지판(220)은 공간(121) 내에 위치되며 원판 형상으로 제공된다. 지지판(220)은 지지축(240)에 의해 지지된다. 기판(W)은 지지판(220)의 상면에 놓인다. 지지판(220)의 내부에는 전극(미도시)이 제공되고, 기판(W)은 정전기력에 의해 기판(W)에 지지 될 수 있다. 지지판(220)의 내부에는 가열 부재(222)가 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 가열 부재(222)는 열선으로 제공될 수 있다. 또한, 지지판(220)의 내부에는 냉각 부재(224)가 제공될 수 있다. 냉각 부재(224)는 냉각수가 흐르는 냉각라인으로 제공될 수 있다. 가열 부재(222)는 기판(W)을 기 설정된 온도로 가열하고, 냉각 부재(224)는 기판(W)을 강제 냉각시킨다. The support unit 200 supports the substrate W. The support unit 200 has a support plate 220 and a support shaft 240. The support plate 220 is located in the space 121 and is provided in a disk shape. The support plate 220 is supported by the support shaft 240. The substrate W is placed on the upper surface of the support plate 220. An electrode (not shown) is provided inside the support plate 220, and the substrate W may be supported on the substrate W by electrostatic force. A heating member 222 may be provided inside the support plate 220. According to an example, the heating member 222 may be provided as a heating wire. In addition, a cooling member 224 may be provided inside the support plate 220. The cooling member 224 may be provided as a cooling line through which cooling water flows. The heating member 222 heats the substrate W to a preset temperature, and the cooling member 224 forcibly cools the substrate W.

가스 공급 유닛(300)은 제 1 가스 공급 부재(320)와 제 2 가스 공급 부재(340)를 가진다. The gas supply unit 300 has a first gas supply member 320 and a second gas supply member 340.

제 1 가스 공급 부재(320)는 제 1 가스 공급라인(322) 및 제 1 가스 저장부(324)를 가진다. 제 1 가스 공급라인(322)은 가스 포트(142)에 결합된다. 가스 포트(142)를 통해 공급된 제 1 가스는 방전실(144)로 유입되고, 방전실(144)에서 플라즈마로 여기된다. 제 1 가스는 이불화메탄(CH2F2, Difluoromethane), 질소(N2), 그리고 산소(O2)를 포함할 수 있다. 선택적으로 제 1 가스는 사불화탄소(CF4, Tetrafluoromethane) 등 다른 종류의 가스를 더 포함할 수 있다.The first gas supply member 320 has a first gas supply line 322 and a first gas storage unit 324. The first gas supply line 322 is coupled to the gas port 142. The first gas supplied through the gas port 142 flows into the discharge chamber 144 and is excited by plasma in the discharge chamber 144. The first gas may include difluoromethane (CH 2 F 2 , Difluoromethane), nitrogen (N 2 ), and oxygen (O 2 ). Optionally, the first gas may further include other types of gases such as carbon tetrafluoride (CF 4 , Tetrafluoromethane).

제 2 가스 공급 부재(340)는 제 2 가스 공급라인(342) 및 제 2 가스 저장부(344)를 가진다. 제 2 가스는 제 1 가스로부터 발생된 플라즈마가 처리실(120)로 흐르는 경로 상에 공급된다. 일 예에 의하면, 제 2 가스 공급라인(342)은 후술하는 안테나(420)보다 아래 영역에서 방전실(144)에 결합된다. 제 2 소스 가스는 삼불화질소(NF3, Nitrogen trifluoride)를 포함할 수 있다. The second gas supply member 340 has a second gas supply line 342 and a second gas storage unit 344. The second gas is supplied on a path through which plasma generated from the first gas flows to the processing chamber 120. According to an example, the second gas supply line 342 is coupled to the discharge chamber 144 in a region below the antenna 420 to be described later. The second source gas may include nitrogen trifluoride (NF3).

상술한 구조로 인해 제 1 가스는 전력에 의해 직접 플라즈마로 여기되고, 제 2 가스는 제 1 가스와의 반응에 의해 플라즈마로 여기된다. Due to the above-described structure, the first gas is directly excited to plasma by electric power, and the second gas is excited to plasma by reaction with the first gas.

상술한 예에서 제 1 가스와 제 2 가스의 종류는 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 제 2 가스 공급 부재(340)의 제공 없이 제 1 가스 공급 부재(320)만 제공될 수 있다.In the above-described example, the types of the first gas and the second gas may be variously changed. In addition, only the first gas supply member 320 may be provided without providing the second gas supply member 340.

플라즈마 소스(400)는 방전실(144)에서 제 1 가스로부터 플라즈마를 발생시킨다. 일 예에 의하면, 플라즈마 소스(400)는 유도 결합형 플라즈마 소스(400)일 수 있다. 플라즈마 소스(400)는 안테나(420)와 전원(440)을 가진다. 안테나(420)는 방전실(144)의 외부에 제공되며 방전실(144)을 복수 회 감싸도록 제공된다. 안테나(420)의 일단은 전원(440)에 연결되고, 타단은 접지된다. 전원(440)은 안테나(420)에 전력을 인가한다. 일 예에 의하면, 전원(440)은 안테나(420)에 고주파 전력을 인가할 수 있다.The plasma source 400 generates plasma from the first gas in the discharge chamber 144. According to an example, the plasma source 400 may be an inductively coupled plasma source 400. The plasma source 400 has an antenna 420 and a power source 440. The antenna 420 is provided outside the discharge chamber 144 and is provided to surround the discharge chamber 144 a plurality of times. One end of the antenna 420 is connected to the power source 440 and the other end is grounded. The power source 440 applies power to the antenna 420. According to an example, the power source 440 may apply high frequency power to the antenna 420.

배플(500)은 처리실(120)과 플라즈마 발생실(140) 사이에 위치된다. 배플(500)은 플라즈마가 기판(W)에 공급될 때 처리실(120) 내 전체 영역에서 플라즈마의 밀도와 흐름을 균일하게 유지한다. 배플(500)은 접지된다. 일 예에 의하면, 배플(500)은 공정 챔버(100)에 접촉되도록 제공되어, 공정 챔버(100)를 통해 접지될 수 있다. 선택적으로 배플(500)은 별도의 접지 라인에 직접 연결될 수 있다. 따라서 배플(500)에 의해 라디칼은 처리실(120)로 공급되고, 이온과 전자는 처리실(120) 내로 유입이 방해된다. The baffle 500 is located between the processing chamber 120 and the plasma generation chamber 140. When plasma is supplied to the substrate W, the baffle 500 uniformly maintains the density and flow of the plasma in the entire area of the processing chamber 120. The baffle 500 is grounded. According to an example, the baffle 500 may be provided to be in contact with the process chamber 100 and may be grounded through the process chamber 100. Optionally, the baffle 500 may be directly connected to a separate ground line. Accordingly, radicals are supplied to the processing chamber 120 by the baffle 500, and ions and electrons are prevented from flowing into the processing chamber 120.

배플(500)은 공정 챔버(100)에 고정된다. 일 예에 의하면, 배플(500)은 탑 리드(148)의 하단에 결합될 수 있다. The baffle 500 is fixed to the process chamber 100. According to an example, the baffle 500 may be coupled to the lower end of the top lead 148.

도 2 내지 도 4는 배플(500)의 일 실시 예를 보여준다. 도 2는 배플(500)이 탑 리드에 결합된 상태를 보여주는 단면도이고, 도 3은 요부 확대 단면도이며, 도 4는 배플(500)이 분리된 상태를 보여주는 분해 사시도이다. 2 to 4 show a baffle 500 according to an embodiment. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the baffle 500 is coupled to a top lead, FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part, and FIG. 4 is an exploded perspective view illustrating a state in which the baffle 500 is separated.

도 2 내지 도 4를 참고하면, 배플(500)은 분사 판(520)과 고정 링(540) 그리고 스크래치 방지구(580)를 포함한다. 2 to 4, the baffle 500 includes a spray plate 520, a fixing ring 540, and a scratch prevention hole 580.

분사 판(520)은 원판 형상으로 제공된다. 분사 판(520)은 대체로 기판(W)과 유사한 직경으로 제공될 수 있다. 분사 판(520)에는 그 상단부터 하단까지 연장되는 분사 홀들(522)이 형성된다. 분사 홀들(522)은 분사 판(520)의 각 영역에 대체로 동일한 밀도로, 그리고 동일한 직경으로 형성될 수 있다. 선택적으로 분사 홀들(522)은 분사 판(520)의 영역에 따라 상이한 밀도로 형성될 수 있다. 또한, 분사 홀들(522)은 분사 판(520)의 영역에 따라 상이한 직경으로 형성될 수 있다. 플라즈마는 분사 홀(522)을 통해 플라즈마 발생실(140)에서 처리실(120)로 공급된다.The spray plate 520 is provided in a disk shape. The spray plate 520 may be provided with a diameter substantially similar to that of the substrate W. Spraying holes 522 extending from the top to the bottom are formed in the spray plate 520. The spray holes 522 may be formed in each region of the spray plate 520 with substantially the same density and with the same diameter. Optionally, the spray holes 522 may be formed at different densities depending on the area of the spray plate 520. In addition, the spray holes 522 may have different diameters depending on the area of the spray plate 520. Plasma is supplied from the plasma generation chamber 140 to the processing chamber 120 through the injection hole 522.

고정 링(540)은 분사 판(520)에 결합된다. 고정 링(540)은 링 형상을 가지며 분사 판(520)을 감싸도록 제공될 수 있다. 고정 링(540)에는 제2체결 홀(544)들이 형성된다. 제2체결 홀(544)은 고정 링(540)의 길이 방향을 따라 균일한 간격으로 복수 개 제공된다. 제2체결 홀(544)은 상하 방향으로 관통된 통공으로 제공될 수 있다. 제2체결 홀(544)의 내주 면에는 나사 산이 형성될 수 있다. 배플(500)은 제2체결 홀(544)을 통해 삽입되는 제2체결 부재(504)들에 의해 공정 챔버(100)에 고정된다. 제2체결 부재(504)로는 나사가 사용될 수 있다.The fixing ring 540 is coupled to the spray plate 520. The fixing ring 540 has a ring shape and may be provided to surround the spray plate 520. Second fastening holes 544 are formed in the fixing ring 540. A plurality of second fastening holes 544 are provided at uniform intervals along the length direction of the fixing ring 540. The second fastening hole 544 may be provided as a through hole penetrating in the vertical direction. A thread may be formed on the inner peripheral surface of the second fastening hole 544. The baffle 500 is fixed to the process chamber 100 by second fastening members 504 inserted through the second fastening hole 544. A screw may be used as the second fastening member 504.

실험에 의하면, 석영(quartz), 알루미나(Al2O3), 알루미늄(Al), 그리고 양극 처리된 알루미늄(Anodizing Al) 각각의 단일 재질로 된 배플에 대해 라디칼 통과량을 측정했을 때, 석영, 알루미늄, 양극 처리된 알루미늄, 그리고 알루미나의 순서대로 라디칼 통과량이 우수하였다. 그러나 라디칼 통과량이 우수한 석영 재질의 배플에 체결 홀을 가공했을 때 석영은 취성에 약해서 잘 깨진다. 실험에 의하면, 석영, 알루미나, 알루미늄, 그리고 양극 처리된 알루미늄 각각의 단일 재질로 된 배플에 대해 취성을 측정하였을 때, 알루미늄, 양극 처리된 알루미늄, 알루미나, 그리고 석영 순으로 취성에 강하였다.According to the experiment, when measuring the amount of radical passing through a baffle made of a single material of quartz, alumina (Al2O3), aluminum (Al), and anodizing aluminum, quartz, aluminum, and anode The amount of radical passing was excellent in the order of treated aluminum and alumina. However, when the fastening hole is processed into a baffle made of quartz with excellent radical passing amount, the quartz is brittle and easily broken. According to the experiment, when the brittleness was measured for a baffle made of a single material of quartz, alumina, aluminum, and anodized aluminum, the brittleness was in the order of aluminum, anodized aluminum, alumina, and quartz.

본 발명의 실시 예에서, 분사 판(520)에는 분사 홀(522)이 형성되므로 라디칼을 잘 통과시켜야 한다. 또한, 고정 링(540)에는 제1체결 홀(542)이 형성되므로 가공이 쉬워야 한다. 또한, 고정 링(540)은 분사 판(520)을 감싸도록 제공되어 배플(500)의 외형을 이루므로 취급이 쉬어야 한다. 따라서 분사 판(520)은 고정 링(540)에 비해 상대적으로 라디칼 통과량이 많은 제 1 재질로 제공된다. 또한, 고정 링(540)은 분사 판(520)에 비해 상대적으로 취성이 강한 제 2 재질로 제공된다. 예컨대, 제 1 재질은 석영 또는 석영을 포함하는 재질이고, 제 2 재질은 알루미늄, 양극 처리된 알루미늄, 또는 이들 중 어느 하나를 포함하는 재질 일 수 있다. 그러나 고정 링(540) 및 분사 판(520)의 재질은 상술한 예로 한정되지 않으며, 라디칼 통과량 및 취성을 고려하여 다양하게 선택될 수 있다.In the embodiment of the present invention, since the spray hole 522 is formed in the spray plate 520, the radicals must pass well. In addition, since the first fastening hole 542 is formed in the fixing ring 540, processing should be easy. In addition, since the fixing ring 540 is provided to surround the spray plate 520 to form the outer shape of the baffle 500, handling should be easy. Therefore, the spray plate 520 is provided with a first material having a relatively larger amount of radical passage than the fixing ring 540. In addition, the fixing ring 540 is provided with a second material that is relatively brittle compared to the spray plate 520. For example, the first material may be quartz or a material including quartz, and the second material may be aluminum, anodized aluminum, or a material including any one of them. However, the material of the fixing ring 540 and the spray plate 520 is not limited to the above-described example, and may be variously selected in consideration of the amount of radical passing and brittleness.

다시 도 2 내지 도 4를 참조하면, 고정 링(540)은 상부 링(550)과 베이스 링(560)을 가진다. Referring back to FIGS. 2 to 4, the fixing ring 540 has an upper ring 550 and a base ring 560.

상부 링(550)과 베이스 링(560)은 각각 환형의 링 형상으로 제공된다. The upper ring 550 and the base ring 560 are each provided in an annular ring shape.

베이스 링(560)은 링 바디(562)와 받침 리브(564)를 포함한다. 링 바디(562)는 분사 판(520)을 둘러쌀 수 있도록 분사 판(520)보다 큰 직경을 갖는다. 받침 리브(564)는 환형의 링 형상으로 링 바디(562)의 내측면 하단으로부터 내측으로 돌출되어 형성된다. 받침 리브(564)에는 분사 판(520)의 가장자리가 놓여지게 된다. 받침 리브(564)의 상면에는 제1체결 부재(502)가 체결되는 제1체결홀(542)들이 형성된다. 제1체결홀(542)들은 받침 리브(564)의 길이 방향을 따라 균일한 간격으로 복수개 제공될 수 있다. 제1체결홀(542)의 내주면에는 나사산이 형성될 수 있다. 한편, 제2체결 홀(542)들은 링 바디(562)의 저면에 형성된다. The base ring 560 includes a ring body 562 and a support rib 564. The ring body 562 has a larger diameter than the spray plate 520 so as to surround the spray plate 520. The support rib 564 is formed to protrude inward from the lower end of the inner surface of the ring body 562 in an annular ring shape. The edge of the spray plate 520 is placed on the support rib 564. First fastening holes 542 to which the first fastening member 502 is fastened are formed on the upper surface of the support rib 564. A plurality of first fastening holes 542 may be provided at uniform intervals along the length direction of the support rib 564. A thread may be formed on the inner peripheral surface of the first fastening hole 542. Meanwhile, the second fastening holes 542 are formed on the bottom surface of the ring body 562.

상부 링(550)은 링 바디(562)의 내측면에 위치된다. 상부 링(550)의 외경은 분사 판(520)의 직경보다 크고, 상부 링(550)의 내경은 분사 판(520)의 직경보다 작게 제공될 수 있다. 상부 링(550)과 스크래치 방지구(580)에는 제1체결홀(542)에 체결될 제1체결 부재(502)가 삽입되는 제1관통구(551)와 제2관통구(589,587)가 각각 형성될 수 있다. 제1,2관통구(551,589,587)는 상하 방향으로 관통된 통공 형태로 제공될 수 있다. 제1체결부재(502)는 상부 링(550)의 제1관통구(551), 제2시트 및 바디의 제2관통구(589,587)을 통해 받침 리브의 제1체결홀(542)에 체결될 수 있다. The upper ring 550 is located on the inner surface of the ring body 562. The outer diameter of the upper ring 550 may be larger than the diameter of the spray plate 520, and the inner diameter of the upper ring 550 may be smaller than the diameter of the spray plate 520. A first through hole 551 and a second through hole 589 and 587 into which the first fastening member 502 to be fastened to the first fastening hole 542 is inserted are respectively provided in the upper ring 550 and the scratch preventing hole 580. Can be formed. The first and second through-holes 551, 589, and 587 may be provided in the form of through holes penetrating in the vertical direction. The first fastening member 502 is to be fastened to the first fastening hole 542 of the support rib through the first through hole 551 of the upper ring 550 and the second through hole 589 and 587 of the body and the second seat. I can.

도 5 및 도 6 그리고 도 7은 스크래치 방지구를 설명하기 위한 도면들이다.5, 6, and 7 are views for explaining a scratch prevention device.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 스크래치 방지구(580)는 분사 판(520)이 고정 링(540)과 직접 접촉되지 않도록 분사 판(520)과 고정 링(540) 사이에 제공될 수 있다. 스크래치 방지구(580)들은 분사 판(520)의 가장자리를 따라 일정 간격으로 배치될 수 있다.5 to 7, the scratch prevention hole 580 may be provided between the spray plate 520 and the fixing ring 540 so that the spray plate 520 does not directly contact the fixing ring 540. The scratch prevention holes 580 may be disposed at regular intervals along the edge of the spray plate 520.

일 예에 따르면, 스크래치 방지구(580)는 분사 판(520)의 가장자리 측면을 지지하는 바디(582)와 분사 판(520)의 가장자리 저면을 지지하는 제1시트(584) 그리고 제1시트(584)와 대향되게 제공되며, 분사 판(520)의 가장자리 상면을 지지하는 제2시트(588)를 포함할 수 있다.According to an example, the scratch prevention hole 580 includes a body 582 supporting the edge side of the spray plate 520, a first sheet 584 and a first sheet supporting the bottom edge of the spray plate 520. It is provided to face the 584, and may include a second sheet 588 supporting the upper edge of the spray plate 520.

분사 판(520)은 가장자리 측면에 스크래치 방지구(580)의 바디(582)가 삽입되는 오목하게 형성된 요홈(524)들을 갖는다. 일 예로, 요홈(524)은 반호 형상으로 이루어질 수 있다. 바디(582)는 그 평단면 형상이 요홈(524)의 형상과 동일한 반호 형상으로 형성될 수 있다.The spray plate 520 has concave grooves 524 into which the body 582 of the scratch prevention device 580 is inserted at the edge side. For example, the groove 524 may be formed in a half arc shape. The body 582 may be formed in a semi-arc shape whose flat cross-sectional shape is the same as that of the concave groove 524.

분사 판(520)은 측면이 120도 간격으로 반호 형상의 바디(582)에 의해 지지됨으로써, 공정 진행시 진동 및 수축팽창에 의해 발생될 수 있는 분사 판(520)의 위치 틀어짐 현상을 방지할 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 분사판이 화살표 방향으로 이동되는 것을 스크래피 방지구에 의해 차단될 수 있다. Since the side of the spray plate 520 is supported by the body 582 having a semi-arc shape at intervals of 120 degrees, the displacement of the spray plate 520 that may be caused by vibration and contraction expansion during the process can be prevented. have. That is, as shown in FIG. 6, the spray plate may be blocked from being moved in the direction of the arrow by the scrapie prevention hole.

제1시트(584)는 바디(582)와 일체형으로 이루어지고, 제2시트(588)는 바디(582)의 상단에 위치되며, 제1체결부재(502)에 의해 고정될 수 있다. 다른 예로, 제1시트와 바디 그리고 제2시트는 하나의 일체형으로 제공될 수 있다. The first sheet 584 is formed integrally with the body 582, and the second sheet 588 is located on the upper end of the body 582, and may be fixed by the first fastening member 502. As another example, the first sheet, the body, and the second sheet may be provided as a single unit.

스크래치 방지구(580)는 테프론 또는 PEEK 재질로 이루어짐으로써, 배플(500)에서 발생할 수 있는 스크래치 뿐만 아니라 에싱 공정 챔버의 고질적인 문제인 아킹(arcing)과 스크래치를 방지할 수 있다.Since the scratch prevention device 580 is made of Teflon or PEEK material, it is possible to prevent not only scratches that may occur in the baffle 500 but also arcing and scratches, which are inherent problems of the ashing process chamber.

상기와 같이, 분사 판(520)은 베이스 링(560)과 상부 링(550) 사이에 스크래치 방지구(580)들을 매개체로 하여 설치될 수 있다. 또한, 분사 판(520)은 저면이 베이스 링의 받침 리브(562)로부터 제1시트(584)의 두께 만큼 이격되어 위치될 수 있으며, 분사 판(520)의 상면은 상부 링(550)으로 부터 제2시트(588)의 두께 만큼 이격되어 위치될 수 있다. 따라서, 분사 판(520)과 고정 링(540) 사이에서 발생될 수 있는 아킹 현상을 방지할 수 있다.As described above, the spray plate 520 may be installed between the base ring 560 and the upper ring 550 through the scratch prevention holes 580 as a medium. In addition, the spray plate 520 may be positioned so that the bottom surface is spaced apart from the support rib 562 of the base ring by the thickness of the first sheet 584, and the top surface of the spray plate 520 is from the upper ring 550 It may be located spaced apart by the thickness of the second sheet 588. Accordingly, it is possible to prevent an arcing phenomenon that may occur between the spray plate 520 and the fixing ring 540.

한편, 상부 링(550)의 제1관통구(551)에는 캡(508)이 설치될 수 있다. 캡(508)은 상부 링(550)에 형성된 제1관통구(551)에 위치한 제1체결볼트(502)가 플라즈마 환경에 노출되는 것을 방지하기 위해 세라믹 재질로 이루어질 수 있다.Meanwhile, a cap 508 may be installed in the first through hole 551 of the upper ring 550. The cap 508 may be made of a ceramic material to prevent the first fastening bolt 502 located in the first through hole 551 formed in the upper ring 550 from being exposed to the plasma environment.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100 : 공정 챔버 120 : 처리실
140 : 플라즈마 발생실 200 : 지지 유닛
300 : 가스 공급 유닛 400 : 플라즈마 소스
500 : 배플 520 : 분사 판
540 : 고정 링 580 : 스크래치 방지구100: process chamber 120: processing chamber
140: plasma generation chamber 200: support unit
300: gas supply unit 400: plasma source
500: baffle 520: spray plate
540: retaining ring 580: scratch prevention hole

Claims (26)

반응실 및 상기 반응실의 상부에 제공된 플라즈마 발생실을 가지는 공정 챔버;
상기 반응실 내에 배치되며, 기판을 지지하는 지지 유닛;
상기 플라즈마 발생실로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛;
상기 플라즈마 발생실로 공급된 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스;
상기 반응실과 상기 플라즈마 발생실 사이에 위치되며, 상기 플라즈마 발생실에서 발생된 플라즈마를 상기 반응실로 공급하도록 제공되는 복수의 분사 홀이 형성된 배플 유닛을 구비하되,
상기 배플 유닛은,
상기 분사 홀이 형성된 분사 판;
상기 분사 판의 둘레에 위치되며 상기 분사 판이 결합되는, 그리고 상기 공정 챔버에 고정되는 고정 링; 및
상기 분사 판이 상기 고정 링과 직접 접촉되지 않도록 상기 분사 판과 상기 고정 링 사이에 제공되는 스크래치 방지구들을 포함하는 기판 처리 장치. A process chamber having a reaction chamber and a plasma generating chamber provided above the reaction chamber;
A support unit disposed in the reaction chamber and supporting a substrate;
A gas supply unit supplying gas to the plasma generation chamber;
A plasma source generating plasma from the gas supplied to the plasma generation chamber;
And a baffle unit disposed between the reaction chamber and the plasma generation chamber and having a plurality of injection holes provided to supply plasma generated in the plasma generation chamber to the reaction chamber,
The baffle unit,
A spray plate in which the spray hole is formed;
A fixing ring positioned around the spray plate, to which the spray plate is coupled, and fixed to the process chamber; And
A substrate processing apparatus comprising scratch prevention holes provided between the spray plate and the fixing ring so that the spray plate does not directly contact the fixing ring. 제 1 항에 있어서,
상기 스크래치 방지구는
상기 분사 판의 가장자리 측면을 지지하는 바디;
상기 분사 판의 가장자리 저면을 지지하는 제1시트; 및
상기 제1시트와 대향되게 제공되며, 상기 분사 판의 가장자리 상면을 지지하는 제2시트를 포함하는 기판 처리 장치.The method of claim 1,
The scratch prevention device
A body supporting an edge side of the spray plate;
A first sheet supporting the bottom of the edge of the spray plate; And
A substrate processing apparatus comprising a second sheet provided to face the first sheet and supporting an upper surface of an edge of the spray plate. 제 2 항에 있어서,
상기 분사 판은
가장자리 측면에 상기 바디가 삽입되도록 오목하게 형성된 요홈을 더 포함하는 기판 처리 장치. The method of claim 2,
The spray plate
The substrate processing apparatus further comprises a concave groove formed so that the body is inserted into the edge side. 제 3 항에 있어서,
상기 요홈은 반호 형상으로 이루어지며,
상기 바디는 그 평단면 형상이 상기 요홈의 형상과 동일한 반호 형상으로 이루어지는 기판 처리 장치. The method of claim 3,
The groove is made in a half arc shape,
The body is a substrate processing apparatus in which the flat cross-sectional shape is formed in the same half arc shape as the shape of the groove. 제 2 항에 있어서,
상기 제1시트는 상기 바디와 일체형으로 이루어지고, 상기 제2시트는 상기 바디의 상단에 볼트 체결되는 기판 처리 장치. The method of claim 2,
The first sheet is formed integrally with the body, and the second sheet is bolted to an upper end of the body. 제 2 항에 있어서,
상기 고정 링은,
제1체결볼트에 의해 상기 공정 챔버에 체결되고, 상기 분사 판의 가장자리가 놓여지는 받침 리브가 내측면으로부터 연장되어 형성된 베이스 링;
상기 베이스 링에 놓여진 상기 분사 판의 가장자리 상면에 놓여지고, 제2체결볼트에 의해 상기 베이스 링에 체결되는 상부 링을 포함하는 기판 처리 장치. The method of claim 2,
The fixing ring,
A base ring that is fastened to the process chamber by a first fastening bolt, and a support rib on which an edge of the spray plate is placed extends from an inner surface;
And an upper ring placed on an upper surface of an edge of the spray plate placed on the base ring and fastened to the base ring by a second fastening bolt. 제 6 항에 있어서,
상기 받침 리브의 상면에는 상기 제2체결볼트가 체결되는 제1체결홀이 형성되고,
상기 상부 링과 상기 스크래치 방지구에는 상기 제1체결홀에 체결될 상기 제2볼트가 삽입 관통되는 제1관통구와 제2관통구가 형성되는 기판 처리 장치. The method of claim 6,
A first fastening hole to which the second fastening bolt is fastened is formed on the upper surface of the support rib,
A substrate processing apparatus having a first through hole and a second through hole through which the second bolt to be fastened to the first fastening hole is inserted into the upper ring and the scratch preventing hole. 제 7 항에 있어서,
상기 상부 링에 형성된 제1관통구에 위치한 상기 제1체결볼트가 플라즈마 환경에 노출되는 것을 방지하기 위한 세라믹 재질의 캡을 더 포함하는 기판 처리 장치. The method of claim 7,
The substrate processing apparatus further comprising a ceramic material cap to prevent exposure of the first fastening bolt located in the first through hole formed in the upper ring to a plasma environment. 제 7 항에 있어서,
상기 제2관통구는 상기 제2시트와 상기 바디를 관통하여 형성되는 기판 처리 장치. The method of claim 7,
The second through hole is formed to penetrate the second sheet and the body. 제 6 항에 있어서,
상기 분사 판은
상기 베이스 링과 상기 상부 링 사이에 상기 스크래치 방지구들을 매개체로 하여 설치되는 제공되는 기판 처리 장치. The method of claim 6,
The spray plate
A substrate processing apparatus provided between the base ring and the upper ring through the scratch-preventing holes as a medium. 제 6 항에 있어서,
상기 제1시트는 상기 받침 리브와 상기 분사 판의 가장자리 저면 사이에 제공되고,
상기 제2시트는 상기 분사 판의 가장자리 상면과 상기 상부 링 사이에 제공되며,
상기 바디는 상기 분사 판의 가장자리 측면과 상기 베이스 링의 내측면 사이에 제공되는 기판 처리 장치. The method of claim 6,
The first sheet is provided between the support rib and the bottom of the edge of the spray plate,
The second sheet is provided between the upper ring and the upper edge of the spray plate,
The body is provided between an edge side of the spray plate and an inner side of the base ring. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 분사 판은 제 1 재질로 제공되고,
상기 고정 링은 상기 제 1 재질과 상이한 제 2 재질로 제공되며,
상기 스크래치 방지구는 상기 제1,2재질과 상이한 제3재질로 제공되는 기판 처리 장치. The method according to any one of claims 1 to 11,
The spray plate is provided with a first material,
The fixing ring is provided with a second material different from the first material,
The scratch prevention device is provided with a third material different from the first and second materials. 제 12 항에 있어서,
상기 재1재질은 석영(SiO2)을 포함하는 재질로 제공되는 기판 처리 장치. The method of claim 12,
The first material is a substrate processing apparatus provided with a material including quartz (SiO2). 제 12 항에 있어서,
상기 제2재질은 알루미늄(Al) 또는 양극 처리된 알루미늄(Anodizing Al)을 포함하는 재질로 제공되는 기판 처리 장치.The method of claim 12,
The second material is a substrate processing apparatus provided with a material including aluminum (Al) or anodizing aluminum. 제 12 항에 있어서,
상기 제3재질은 테프론 또는 PEEK를 포함하는 재질로 제공되는 기판 처리 장치. The method of claim 12,
The third material is a substrate processing apparatus provided with a material containing Teflon or PEEK. 공정 챔버;
상기 공정 챔버 내에 제공되며, 기판을 지지하는 지지 유닛; 및
상기 지지 유닛의 상부에 배치되며, 플라즈마가 통과하는 분사 홀이 형성된 배플을 구비하되,
상기 배플은,
상기 분사 홀이 형성된 분사 판;
상기 공정 챔버에 고정되고, 상기 분사 판의 가장자리가 놓여지는 받침 리브가 내측면으로부터 연장되어 형성된 베이스 링;
상기 베이스 링에 놓여진 상기 분사 판의 가장자리 상면에 놓여지고, 상기 베이스 링에 체결되는 상부 링;
상기 받침 리브와 상기 분사 판의 가장자리 저면 사이에 소정 간격으로 제공되는 제1시트;
상기 제1시트와 일체로 제공되고, 상기 분사 판의 가장자리 측면과 상기 베이스 링의 내측면 사이에 제공되는 바디; 및
상기 제1시트와 대향되도록 상기 상부 링과 상기 분사 판의 가장자리 상면 사이에 제공되는 제2시트를 포함하는 기판 처리 장치.Process chamber;
A support unit provided in the process chamber and supporting a substrate; And
It is disposed on the upper portion of the support unit and has a baffle having a spray hole through which the plasma passes,
The baffle,
A spray plate in which the spray hole is formed;
A base ring fixed to the process chamber and formed by extending a support rib on which an edge of the spray plate is placed extending from an inner surface;
An upper ring placed on an upper surface of an edge of the spray plate placed on the base ring and fastened to the base ring;
A first sheet provided at a predetermined interval between the support rib and the bottom of the edge of the spray plate;
A body provided integrally with the first sheet and provided between an edge side of the spray plate and an inner side of the base ring; And
A substrate processing apparatus comprising a second sheet provided between the upper ring and an upper edge of the spray plate so as to face the first sheet. 제 16 항에 있어서,
상기 분사 판은
가장자리 측면에 상기 바디가 삽입되도록 오목하게 형성된 요홈을 더 포함하는 기판 처리 장치. The method of claim 16,
The spray plate
The substrate processing apparatus further comprises a concave groove formed so that the body is inserted into the edge side. 제 17 항에 있어서,
상기 요홈은 반호 형상으로 이루어지며,
상기 바디는 그 평단면 형상이 상기 요홈의 형상과 동일한 반호 형상으로 이루어지는 기판 처리 장치. The method of claim 17,
The groove is made in a half arc shape,
The body is a substrate processing apparatus in which the flat cross-sectional shape is formed in the same half arc shape as the shape of the groove. 제 16 항에 있어서,
상기 분사 판은 석영(SiO2)을 포함하는 재질로 제공되고,
상기 베이스 링과 상기 상부 링은 알루미늄(Al) 또는 양극 처리된 알루미늄(Anodizing Al)을 포함하는 재질로 제공되며,
상기 제1시트와 상기 바디 그리고 상기 제2시트는 테프론 또는 PEEK를 포함하는 재질로 제공되는 기판 처리 장치. The method of claim 16,
The spray plate is provided with a material containing quartz (SiO2),
The base ring and the upper ring are provided with a material including aluminum (Al) or anodizing aluminum,
The first sheet, the body, and the second sheet are made of a material containing Teflon or PEEK. 상하로 관통된 홀이 형성된 분사 판;
상기 분사 판에 결합되며 상기 분사 판을 감싸도록 제공되는, 그리고 외부 구조물과 고정을 위한 고정홀이 형성된 고정 링; 및
상기 분사 판이 상기 고정 링과 직접 접촉되지 않도록 상기 분사 판과 상기 고정 링 사이에 소정 간격으로 제공되는 스크래치 방지구들을 포함하는 배플.A spray plate having holes penetrating up and down;
A fixing ring coupled to the spray plate, provided to surround the spray plate, and having a fixing hole for fixing the external structure; And
A baffle including scratch-preventing holes provided at predetermined intervals between the spray plate and the fixing ring so that the spray plate does not directly contact the fixing ring. 제 20 항에 있어서,
상기 고정 링은
제1체결볼트에 의해 상기 외부 구조물에 고정되고, 상기 분사 판의 가장자리가 놓여지는 받침 리브가 내측면으로부터 연장되어 형성된 베이스 링; 및
상기 베이스 링에 놓여진 상기 분사 판의 가장자리 상면에 놓여지고, 제2체결볼트에 의해 상기 베이스 링에 체결되는 상부 링을 포함하는 배플.The method of claim 20,
The fixing ring
A base ring fixed to the external structure by a first fastening bolt and formed by extending a support rib on which an edge of the spray plate is placed extending from an inner surface; And
A baffle comprising an upper ring placed on an upper surface of the edge of the spray plate placed on the base ring and fastened to the base ring by a second fastening bolt. 제 21 항에 있어서,
상기 스크래치 방지구는
상기 받침 리브와 상기 분사 판의 가장자리 저면 사이에 소정 간격으로 제공되는 제1시트;
상기 제1시트와 일체로 제공되고, 상기 분사 판의 가장자리 측면과 상기 베이스 링의 내측면 사이에 제공되는 바디; 및
상기 제1시트와 대향되도록 상기 상부 링과 상기 분사 판의 가장자리 상면 사이에 제공되는 제2시트를 포함하는 배플.The method of claim 21,
The scratch prevention device
A first sheet provided at a predetermined interval between the support rib and the bottom of the edge of the spray plate;
A body provided integrally with the first sheet and provided between an edge side surface of the spray plate and an inner side surface of the base ring; And
A baffle comprising a second sheet provided between the upper ring and an upper edge of the spray plate so as to face the first sheet. 제 22 항에 있어서,
상기 분사 판은
가장자리 측면에 상기 바디가 삽입되도록 오목하게 형성된 요홈을 더 포함하는 배플.The method of claim 22,
The spray plate
The baffle further comprises a concave groove formed so that the body is inserted into the edge side. 제 23 항에 있어서,
상기 요홈은 반호 형상으로 이루어지며,
상기 바디는 그 평단면 형상이 상기 요홈의 형상과 동일한 반호 형상으로 이루어지는 배플. The method of claim 23,
The groove is made in a half arc shape,
The body is a baffle whose flat cross-sectional shape is formed in a half arc shape that is the same as that of the groove. 제 22 항에 있어서,
상기 받침 리브의 상면에는 상기 제2체결볼트가 체결되는 제1체결홀이 형성되고,
상기 상부 링과 상기 스크래치 방지구에는 상기 제1체결홀에 체결될 상기 제2볼트가 삽입 관통되는 제1관통구와 제2관통구가 형성되는 배플.The method of claim 22,
A first fastening hole to which the second fastening bolt is fastened is formed on the upper surface of the support rib,
A baffle having a first through hole and a second through hole through which the second bolt to be fastened to the first fastening hole is inserted into the upper ring and the scratch preventing hole. 제 25 항에 있어서,
상기 상부 링에 형성된 제1관통구에 위치한 상기 제1체결볼트가 플라즈마 환경에 노출되는 것을 방지하기 위한 세라믹 재질의 캡을 더 포함하는 배플. The method of claim 25,
A baffle further comprising a ceramic material cap for preventing the first fastening bolt located in the first through hole formed in the upper ring from being exposed to a plasma environment.
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