KR20220095497A - Unit for supporting substrate and method for manufacturing thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판 지지 유닛 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 기판이 놓이도록 구비되는 지지부 및 지지부를 둘러싸도록 구비되는 포커스 링을 포함하는 기판 지지 유닛 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate support unit and a method for manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a substrate support unit including a support portion provided to place a substrate and a focus ring provided to surround the support portion, and a method of manufacturing the same.
반도체 소자 등과 같은 집적회로 소자는 대체로 증착 챔버, 스퍼터링 챔버, 식각 챔버, 세정 챔버, 건조 챔버 등과 같은 다양한 공정 챔버들을 포함하는 기판 처리 장치를 사용하여 제조될 수 있다.An integrated circuit device such as a semiconductor device may be generally manufactured using a substrate processing apparatus including various process chambers such as a deposition chamber, a sputtering chamber, an etching chamber, a cleaning chamber, a drying chamber, and the like.
그리고 공정 챔버들을 구성하는 부품들은 다양한 공정들이 수행되는 동안에 손상될 수 있는데, 손상되는 부품들에 대한 예로서는 플라즈마 식각 공정이 수행되는 공정 챔버 내에 배치되어 공정 가스로부터 발생되는 플라즈마를 기판 상으로 집중시킬 수 있는 포커스 링 등을 들 수 있다.In addition, components constituting the process chambers may be damaged while various processes are performed. As an example of the damaged components, it is disposed in a process chamber in which a plasma etching process is performed to focus plasma generated from a process gas onto a substrate. and a focus ring.
이에, 언급한 포커스 링은 주기적인 교체가 필요하지만, 탄화실리콘 등과 같은 고가의 재질로 이루어지기 때문에 비용적인 측면에서 불리한 문제점이 있을 수 있다.Accordingly, although the aforementioned focus ring needs periodic replacement, since it is made of an expensive material such as silicon carbide, there may be a disadvantage in terms of cost.
본 발명의 일 과제는 비용적인 측면에서 상대적으로 유리한 포커스 링이 구비되는 기판 지지 유닛을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a substrate support unit having a focus ring, which is relatively advantageous in terms of cost.
본 발명의 다른 과제는 비용적인 측면에서 상대적으로 유리한 포커스 링이 구비되는 기판 지지 유닛의 제조 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a substrate support unit having a focus ring, which is relatively advantageous in terms of cost.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 기판이 놓이는 기판 지지 유닛은 상기 기판이 놓이는 안착부와, 상기 안착부로부터 연장되는 단부는 하방으로 단차지게 구비되는 지지부, 및 상기 지지부의 단부에서의 단차 부분과 면접하도록 구비되는 하부 링과, 상기 하부 링의 상부에 구비됨과 아울러 상기 지지부에 놓이는 기판을 둘러쌀 때 상기 기판의 측면과 마주하는 부분은 경사지게 구비되는 상부 링으로 이루어지는 포커스 링을 포함할 수 있고, 특히 상기 단차 부분에는 상기 지지부와 상기 하부 링의 결합시 에어 흡인을 위한 제1 흡인홀이 형성되고, 상기 하부 링에는 상기 하부 링과 상기 상부 링의 결합시 에어 흡인을 위한 제2 흡인홀이 형성되고, 상기 지지부와 상기 하부 링, 그리고 상기 하부 링과 상기 상부 링은 본딩 구조를 갖도록 결합될 수 있다.A substrate support unit on which a substrate is placed according to exemplary embodiments for achieving the object of the present invention includes a seating portion on which the substrate is placed, and an end extending from the seating portion is provided to be stepped downward, and the A lower ring provided to face the step portion at the end of the support portion, and an upper ring provided on the lower ring and facing the side surface of the substrate when enclosing the substrate placed on the support portion is inclined A focus ring may be included, and in particular, a first suction hole for sucking air when the support part and the lower ring are coupled is formed in the step portion, and the lower ring sucks air when the lower ring and the upper ring are coupled. A second suction hole is formed for the , and the support and the lower ring, and the lower ring and the upper ring may be coupled to have a bonding structure.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 지지부는 정전기력에 의해 상기 기판을 흡착하도록 구비되는 정전척일 수 있다.In example embodiments, the support part may be an electrostatic chuck provided to adsorb the substrate by an electrostatic force.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 하부 링은 실리콘으로 이루어지고, 상기 상부 링은 실리콘, 탄화실리콘 또는 이들의 혼합물로 이루어지고, 상기 본딩 구조는 열전달 실리콘 패드를 사용함에 의해 이루어질 수 있다.In example embodiments, the lower ring may be made of silicon, the upper ring may be made of silicon, silicon carbide, or a mixture thereof, and the bonding structure may be formed by using a heat transfer silicon pad.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 흡인홀은 120° 간격으로 3 군데에 형성될 수 있다.In example embodiments, the first suction holes may be formed at three locations at intervals of 120°.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 상부 링은 상기 하부 링과 마주하는 부분에 그루브가 형성되고, 상기 그루브 내에 본딩을 위한 본딩 물질이 그루브로부터 돌출되게 채워짐과 아울러 상기 상부 링과 상기 하부 링은 상기 제2 흡인홀에서의 에어 흡인을 통하여 상기 본딩 물질에 의해 결합되는 구조를 갖도록 구비될 수 있다.In exemplary embodiments, a groove is formed in a portion of the upper ring facing the lower ring, and a bonding material for bonding is filled in the groove to protrude from the groove, and the upper ring and the lower ring are It may be provided to have a structure coupled by the bonding material through the air suction in the second suction hole.
상기 본 발명의 다른 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 기판 지지 유닛의 제조 방법은 기판이 놓이는 안착부와, 상기 안착부로부터 연장되는 단부는 하방으로 단차짐과 아울러 상기 단차 부분에는 에어 흡인을 위한 제1 흡인홀이 구비되는 지지부를 마련하는 단계와, 상기 지지부의 단부에서의 단차 부분과 면접함과 아울러 에어 흡인을 위한 제2 흡인홀이 구비되는 하부링을 마련하는 단계와, 상기 하부 링과 면접함과 아울러 상기 하부 링과 면접하는 일부분에는 그루부가 형성되도록 구비되는 상부 링을 마련하는 단계와,, 상기 단차 부분 또는/및 상기 하부 링에 본딩 물질을 도포시킴과 아울러 상기 단차 부분 및 상기 하부 링을 면접시킨 후 상기 제1 흡인홀에서의 에어 흡인을 통하여 상기 지지부와 상기 하부 링을 결합시키는 단계, 및 상기 상부 링의 그루부에 본딩 물질이 돌출되게 채워지도록 함과 아울러 상기 하부 링 및 상기 상부 링을 면접시킨 후 상기 제1 흡인홀 및 상기 제2 흡인홀에서의 에어 흡인을 통하여 상기 하부 링가 상기 상부 링을 결합시키는 단계를 포함할 수 있다.In the method of manufacturing a substrate support unit according to exemplary embodiments for achieving the other object of the present invention, there is a seating portion on which a substrate is placed, and an end extending from the seating portion is stepped downward and the step portion has air A step of providing a support portion provided with a first suction hole for suction, and preparing a lower ring having a second suction hole for air suction while being in contact with a stepped portion at an end of the support portion; The step of providing an upper ring provided so that a groove is formed in a portion that is in contact with the lower ring as well as in contact with the lower ring, and applying a bonding material to the stepped portion and/or the lower ring and the stepped portion and coupling the support part and the lower ring through air suction in the first suction hole after the lower ring is interviewed, and filling the groove of the upper ring with a bonding material to protrude, and the lower part After the ring and the upper ring are interviewed, the lower ring is coupled to the upper ring through air suction in the first suction hole and the second suction hole.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 하부 링은 실리콘으로 이루어지고, 상기 상부 링은 실리콘, 탄화실리콘 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다.In example embodiments, the lower ring may be made of silicon, and the upper ring may be made of silicon, silicon carbide, or a mixture thereof.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 본딩 물질은 열전달 실리콘 패드일 수 있다.In example embodiments, the bonding material may be a heat transfer silicon pad.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 흡인홀은 120° 간격으로 3 군데에 형성되는 것일 수 있다.In exemplary embodiments, the first suction holes may be formed in three places at intervals of 120°.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기판 지지 유닛 및 이의 제조 방법은 포커스 링을 상부 링과 하부 링으로 구분하고, 상부 링 또는/및 하부 링을 비용적인 측면에서 상대적으로 저가인 재질을 선택하여 제조할 수 있기 때문에 장치적 측면에서의 제조 단가를 낮출 수 있는 이점을 기대할 수 있을 것이다.A substrate support unit and a method for manufacturing the same according to exemplary embodiments of the present invention divide the focus ring into an upper ring and a lower ring, and select a relatively inexpensive material for the upper ring and/or the lower ring in terms of cost. Since it can be manufactured, the advantage of lowering the manufacturing cost in terms of equipment can be expected.
이에, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기판 지지 유닛 및 이의 제조 방법은 장치적 측면에서의 제조 단가를 낮출 수 있음에 따라 반도체 소자 등과 같은 집적회로 소자를 제조하기 위한 제조 장치에 대한 가격 경쟁력을 확보할 수 있는 효과를 기대할 수 있을 것이다.Accordingly, the substrate support unit and the method for manufacturing the same according to the exemplary embodiments of the present invention can lower the manufacturing cost in terms of device, so that the price competitiveness of the manufacturing apparatus for manufacturing an integrated circuit device such as a semiconductor device. can be expected to secure the effect.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and may be variously expanded without departing from the spirit and scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기판 지지 유닛이 구비되는 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기판 지지 유닛이 구비되는 기판 처리 장치에서의 공정 챔버를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기판 지지 유닛을 설명하기 위한 개략적인 도면들이다.1 is a schematic diagram for explaining a substrate processing apparatus provided with a substrate support unit according to exemplary embodiments of the present invention.
2 is a schematic diagram illustrating a process chamber in a substrate processing apparatus provided with a substrate support unit according to exemplary embodiments of the present invention.
3 and 4 are schematic views for explaining a substrate support unit according to exemplary embodiments of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예를 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 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 "이루어진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야한다.Since the present invention may have various changes and may have various forms, embodiments will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each figure, like reference numerals have been used for like elements. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as "comprises" or "consisting of" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of addition or existence of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not
그리고 첨부한 도면들을 참조하여 예시적인 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.In addition, exemplary embodiments will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions of the same components are omitted.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기판 지지 유닛이 구비되는 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.1 is a schematic diagram for explaining a substrate processing apparatus provided with a substrate support unit according to exemplary embodiments of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 장치는 인덱스 모듈(10) 및 처리 모듈(20)을 구비할 수 있는 것으로써, 처리 모듈(20)은 로드락 모듈(30) 및 공정 모듈(40)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a substrate processing apparatus according to exemplary embodiments of the present invention may include an
인덱스 모듈(10)은 로드 포트(50) 및 이송 프레임(60)을 포함할 수 있는 것으로써, 로드 포트(50)는 복수의 기판들을 수용할 수 있는 카세트(70)가 놓일 수 있다.The
예를 들면, 카세트(70)는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod; FOUP)를 포함할 수 있는 것으로써, 인덱스 모듈(10)은 복수의 로드 포트들(50)을 포함할 수 있다.For example, the
인덱스 모듈(10)은 캐리어 보관 유닛(80)을 포함할 수 있는데, 다만 캐리어 보관 유닛(80)은 카세트(70)와 유사한 구조를 가질 수 있다.The
캐리어 보관 유닛(80)은 로드 포트(50)에 인접하여 배치될 수 있는 것으로써, 선택적으로는 캐리어 보관 유닛(80)의 위치는 기판 처리 장치의 구성에 따라 변화될 수 있다.The
이송 프레임(60)은 로드 포트(50)에 수용되는 카세트(70)와 로드 락 모듈(30) 사이에서 상기 기판을 이송할 수 있고, 그리고 이송 프레임(60)은 인덱스 레일(90) 및 인덱스 로봇(100)을 구비할 수 있다.The
이에, 인덱스 로봇(100)은 인덱스 레일(90)을 따라 이동할 수 있으며, 카세트(70) 및 로드락 모듈(30) 사이에서 기판을 이송할 수 있다.Accordingly, the
또한, 인덱스 로봇(100)은 인덱스 로봇 베이스(105), 몸체(110), 인덱스 로봇 암(115) 및 인덱스 핸드(120)를 포함할 수 있다.In addition, the
인덱스 로봇 베이스(105)는 인덱스 레일(90) 상에서 이동할 수 있을 것이고, 몸체(110)는 인덱스 로봇 베이스(105)에 결합될 수 있을 것이고, 그리고 인덱스 로봇 베이스(105)와 함께 이동할 있다.The
몸체(110)는 인덱스 로봇 베이스(105) 상에서 회전할 수 있을 것이고, 인덱스 로봇 암(115)은 몸체(110)에 결합될 수 있을 것이고, 몸체(110) 상에서 자유롭게 이동하거나 회전할 수 있을 것이다.The
인덱스 로봇(100)은 개별적으로 동작할 수 있는 복수의 인덱스 로봇 암들(115)을 포함할 수 있는데, 복수의 인덱스 로봇 암들(115) 중의 일부는 공정 모듈(40)로부터 카세트(70)로 기판을 이송할 수 있을 것이고, 복수의 인덱스 로봇 암들(115) 중의 다른 일부는 카세트(70)로부터 공정 모듈(40)로 기판을 이송할 수 있을 것이다.The
로드락 모듈(30)은 이송 프레임(60) 및 이송 유닛(150) 사이에 배치될 수 있는데, 로드락 모듈(30)은 이송 유닛(150) 및 이송 프레임(60) 사이에서 이송되는 기판을 수용할 수 있는 공간을 제공할 수 있다.The
로드락 모듈(30)은 기판을 인덱스 모듈(10)로부터 공정 모듈(40) 내로 이송하는 동안에 인덱스 모듈(10) 내의 압력을 공정 모듈(40)과 실질적으로 동일하게 진공으로 유지할 수 있을 것이고, 또한 로드락 모듈(30)은 기판을 공정 모듈(40)로부터 인덱스 모듈(10)로 이송하는 동안에 공정 모듈(40) 내의 압력을 인덱스 모듈(10)과 실질적으로 동일하게 유지할 수 있을 것이다.The
로드락 모듈(30)은 로드락 챔버(130) 및 언로드락 챔버(135)를 포함할 수 있는데, 인덱스 모듈(10)로부터 공정 모듈(40) 내로 이송되는 기판은 로드락 챔버(130) 내에 일시적으로 수용될 수 있을 것이고, 공정 모듈(40)로부터 인덱스 모듈(10) 내로 이송되는 기판은 언로드락 챔버(135) 내에 일시적으로 수용될 수 있을 것이다.The
공정 모듈(40)은 이송 유닛(150) 및 복수의 공정 챔버들(180)을 포함할 수 있다.The
이송 유닛(150)은 로드락 챔버(130), 언로드락 챔버(135) 및 공정 챔버들(180) 사이에서 상기 기판을 이송할 수 있고, 이송 챔버(155) 및 이송 로봇(160)을 포함할 수 있다.The
이송 챔버(155) 주위에는 로드락 챔버(130), 언로드락 챔버(135) 및 상기 복수의 공정 챔버들(180)이 배치될 수 있고, 기판을 수용하는 이송 공간(165)을 제공할 수 있다.A
이송 로봇(160)은 이송 공간(165) 내에 배치될 수 있으며, 로드락 챔버(130), 언로드락 챔버(135) 및 공정 챔버들(180) 사이에서 기판을 이송할 수 있을 것이고, 기판을 이송하기 위해 이송 로봇 암(170) 및 이송 핸드(175)를 구비할 수 있는데, 선택적으로 이송 로봇(160)은 복수의 이송 로봇 암들(170) 및 복수의 이송 핸드들(175)을 포함할 수 있다.The
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 장치는 복수의 공정 챔버들(180)을 구비할 수 있고, 에에 한정되는 것은 아니지만 공정 챔버들(180)은 식각 챔버, 증착 챔버, 세정 챔버, 건조 챔버, 코팅 챔버, 현상 챔버, 노광 챔버 등을 포함할 수 있고, 공정 챔버들(180) 내에서는 증착 공정, 식각 공정, 세정 공정, 코팅 공정, 현상 공정 및/또는 노광 공정을 포함하는 원하는 공정들이 기판에 대하여 수행될 수 있다.The substrate processing apparatus according to the exemplary embodiments of the present invention may include a plurality of
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기판 지지 유닛이 구비되는 기판 처리 장치에서의 공정 챔버를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.2 is a schematic diagram illustrating a process chamber in a substrate processing apparatus provided with a substrate support unit according to exemplary embodiments of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 장치에서의 공정 챔버(180)는 플라즈마 식각 챔버 등으로 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 2 , a
이에, 언급한 공정 챔버(180)는 하우징(200), 기판 지지 유닛(이하, '지지 유닛'이라 한다.)(300), 가스 공급 유닛(400), 플라즈마 생성 유닛(500), 배기 유닛(600) 등을 포함할 수 있다.Accordingly, the
하우징(200)은 내부에 기판(W)에 대해 식각 공정과 같은 원하는 공정이 수행될 수 있는 공정 공간(205)을 제공할 수 있는 것으로서, 하우징(200)은 실질적으로 실린더의 형상을 가질 수 있으며, 알루미늄과 같은 금속으로 이루어질 수 있다.The
그리고 하우징(200)의 일측에는 기판(W)의 로딩 및 언로딩을 위한 개구가 제공될 수 있고, 이러한 개구는 도어(210)에 의해 열리거나 닫힐 수 있고, 하우징(200)의 저면에는 홀(220)이 제공될 수 있고, 하우징(200)의 홀(220)에는 진공 부재(도시되지 않음)에 연결될 수 있으며, 진공 부재에 의해 공정 공간(205)이 실질적으로 진공으로 유지될 수 있다.And an opening for loading and unloading the substrate W may be provided at one side of the
지지 유닛(300)은 하우징(200)의 공정 공간(205) 내에 배치될 수 있는 것으로써, 예를 들면 지지 유닛(300)은 기판(W) 상에 패턴들을 포함하는 원하는 구조를 형성하기 위해 수행되는 플라즈마 식각 공정 동안 기판(W)을 지지할 수 있다.The
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 공정 챔버(180)에 있어서, 지지 유닛(300)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 지지할 수 있는 정전척을 포함할 수 있고, 이와 달리 지지 유닛(300)은 클램핑과 같은 방식으로 기판(W)을 지지할 수 있다.In the
예시적인 실시예들에 있어서, 지지 유닛(300)이 정전척을 포함하는 경우 지지 유닛(300)은 지지부(305), 내부 전극(310), 히터(315), 베이스(320), 냉각 유로(325), 포커스 링(350) 등을 구비할 수 있다.In example embodiments, when the
지지부(305)은 후술하는 도 3에서와 같이 기판(W)이 놓이는 안착부, 그리고 안착부로부터 연장되는 단부가 하방으로 단차지는 구조를 갖도록 구비될 수 있다.The
그리고 지지부(305)는 정전기력을 제공할 수 있게 유전 물질로 구성될 수 있으며, 실질적으로 원판의 플레이트 형상을 가질 수 있다.In addition, the
지지부(305)는 기판(W)과 실질적으로 동일한 직경을 가질 수 있거나, 기판(W)보다 작은 직경을 가질 수 있고, 이러한 지지부(305)의 사이즈는 기판(W)의 사이즈에 따라 달라질 수 있다.The
내부 전극(310)은 지지부(305) 내에 배치될 수 있다. 내부 전극(310)에는 전원(도시되지 않음)으로부터 전력이 인가될 수 있으며, 이에 따라 기판(W)과 지지부(305) 사이에 정전기력이 발생될 수 있다.The
또한, 지지부(305) 내에는 기판(W)을 가열할 수 있는 히터(315)가 장착될 수 있는데, 히터(315)는 내부 전극(310) 아래에 배치될 수 있고, 예를 들면 나선형의 코일을 포함할 수 있다.In addition, a
베이스(320)는 지지부(305)와 결합될 수 있으며, 지지부(305)를 지지할 수 있고, 베이스(320)의 중앙부는 베이스(320)의 주변부보다 실질적으로 높을 수 있는데, 이 경우 베이스(320)의 중앙부는 지지부(305)의 사이즈와 실질적으로 동일한 사이즈를 가질 수 있고, 금속으로 이루어질 수 있다.The base 320 may be coupled to the
냉각 유로(325)는 베이스(320) 내에 설치될 수 있고, 그 내부에 냉각 유체가 순환할 수 있는 통로를 제공할 수 있는데, 예를 들면 실질적으로 나선형의 형상을 가질 수 있다.The
베이스(320)에는 외부의 고주파 전원(도시되지 않음)이 연결될 수 있는데, 고주파 전원은 베이스(320)에 소정의 전력을 인가할 수 있으며, 인가된 전력은 하우징(200)의 공정 공간(205) 내로 도입되는 공정 가스로부터 발생되는 플라즈마가 베이스(320)를 향해 이동할 수 있도록 안내할 수 있다.An external high-frequency power source (not shown) may be connected to the
베이스(320)의 주변부 상에는 적어도 하나의 포커스 링(350)이 배치될 수 있는 것으로써, 포커스 링(350)은 공정 가스로부터 발생되는 플라즈마를 기판(W) 상으로 집중시키도록 구비될 수 있다.At least one
가스 공급 유닛(400)은 지지 유닛(300)에 의해 지지되는 기판(W) 상으로 공정 가스를 공급할 수 있는 것으로써, 가스 저장조(405) 및 공급 라인(410)을 포함할 수 있다.The
공급 라인(410)은 가스 저장조(405)와 하우징(200)의 상부에 제공되는 가스 유입 포트(415)를 연결할 수 있고, 가스 저장조(405)에 저장되는 공정 가스는 공급 라인(410) 및 가스 유입 포트(415)을 통해 하우징(200)의 공정 공간(205) 내로 도입될 수 있다.The
플라즈마 생성 유닛(500)은 가스 공급 유닛(400)으로부터 하우징(200) 내로 도입되는 공정 가스를 플라즈마 상태로 전환시킬 수 있는 것으로써, 이러한 플라즈마 공급 유닛(500)의 플라즈마 소스로는 유도 결합형 플라즈마(ICP) 소스를 포함할 수 있다.The
플라즈마 공급 유닛(500)은 안테나(505) 및 외부 전원(510)을 포함할 수 있는데, 외부 전원(510)은 안테나(505)에 전력을 인가할 수 있다.The
이에, 공정 공간(205) 내에 방전 영역이 형성될 수 있으며, 방전 영역 내로 도입된 상기 공정 가스가 플라즈마 상태로 전환될 수 있다.Accordingly, a discharge region may be formed in the
배기 유닛(600)은 지지 유닛(300)에 인접하여 공정 공간(205) 내에 배치될 수 있는 것으로써, 배기 유닛(600)은 복수의 배기 홀들(605)을 포함할 수 있으며, 플라즈마가 공정 공간(205) 내에 전체적으로 실질적으로 균일하게 분포할 수 있도록 플라즈마를 배기시킬 수 있고, 예를 들면 배기 유닛(600)은 실질적으로 링의 형상을 가질 수 있다.The
포커스 링(350)은 지지부(305) 및 기판(W)을 둘러싸도록 배치될 수 있는 것으로써, 예를 들면 지지부(305)와 기판(W)은 포커스 링(350)의 중앙부 상에 위치할 수 있고, 상술한 구조를 가지는 포커스 링(350)에 의해 지지부(305)에 안착되는 기판(W)이 정위치를 유지할 수 있다.The
또한, 포커스 링(350)은 플라스마가 형성되는 공정 공간(205)의 중앙에 기판(W)이 위치할 수 있도록 공정 공간(205) 내에 전기장이 형성되는 영역을 확장시킬 수 있다.In addition, the
이하, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기판 지지 유닛에서의 지지부 및 포커스 링에 대한 구조에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, structures for the support part and the focus ring in the substrate support unit according to exemplary embodiments of the present invention will be described.
도 3 및 도 4는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기판 지지 유닛을 설명하기 위한 개략적인 도면들이다.3 and 4 are schematic views for explaining a substrate support unit according to exemplary embodiments of the present invention.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기판 지지 유닛(이하, 지지 유닛이라 한다.)(300)에서의 지지부(305)는 기판이 놓이는 장소를 제공하는 것으로써, 지지부(305)는 기판이 놓일 때 정전기력에 의해 기판을 흡착하도록 구비되는 정전척일 수 있다.3 and 4 , the
그리고 지지부(305)는 지지부(305)의 둘레를 포커스 링(350)이 둘러싸는 구조를 갖도록 구비될 수 있기 때문에 기판이 놓이는 안착부와 함께 안착부로부터 연장되는 단부가 하방으로 단차지는 구조를 갖도록 구비될 수 있다.In addition, since the
포커스 링(350)은 언급한 바와 같이 지지부(305)의 단부를 둘러싸도록 구비되는 것으로써, 지지부(305)의 단부에서의 단차 부분을 둘러싸도록 구비될 수 있다.As mentioned above, the
포커스 링(350)은 하부 링(351)과 상부 링(353)으로 이루어질 수 있는데, 하부 링(351)은 지지부(305)의 단차 부분과 면접하도록 구비될 수 있고, 상부 링(353)은 하부 링(351)과 면접하도록 구비될 수 있다.The
그리고 상부 링(353)은 언급한 바와 같이 지지부(305)에 안착되는 기판이 지지부(305)의 정위치에 유지될 수 있게 지지부(305)에 안착되는 기판의 측면과 마주하는 부분은 경사지는 구조를 갖도록 구비될 수 있는 것으로써, 상부 링(353)의 경사 구조는 지지부(305)에 안착되는 기판이 안착부 쪽으로 흘러내릴 수 있도록 구비될 수 있은 것이다.And the
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기판 지지 유닛(300)에서의 하부 링(351)은 실리콘으로 이루어질 수 있고, 상부 링(353)은 실리콘, 탄화실리콘, 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다.The
그리고 하부 링(351)은 지지부(305)에서의 단차 부분에 결합되는 구조를 갖도록 구비될 수 있고, 상부 링(353)은 하부 링(351)에 결합되는 구조를 갖도록 구비될 수 있는데, 특히 단차 부분과 하부 링(351) 그리고 하부 링(351)과 상부 링(353)의 결합은 본딩 구조를 갖도록 결합될 수 있고, 본딩 구조는 열전달 실리콘 패드(355, 357)를 사용함에 의해 이루어질 수 있다.And the
언급한 본딩 구조의 결합시 열전달 실리콘 패드(355, 357)를 사용하는 것은 공정 수행시 하부 링(351)과 상부 링(353) 사이에서의 열전달을 원활하게 하기 위함이다.The use of the heat
또한, 지지부(305)의 단차 부분과 하부 링(351)의 결합시 결합력을 높일 수 있도록 지지부(305)의 단차 부분에는 에어 흡인이 가능한 제1 흡인홀(361)이 형성될 수 있고, 하부 링(351)과 상부 링(353)의 결합시 결합력을 높일 수 있도록 하부 링(351)에도 에어 흡인 가능한 제2 흡인홀(363)이 형성될 수 있고, 제1 흡인홀(361) 및 제2 흡인홀(363)은 에어의 흡인에 지장을 끼치지 않을 경우 형성되는 위치에 한정되지 않을 것이고, 다만 제2 흡인홀(363)은 후술하는 그루브(359) 사이에 위치하도록 형성될 수 있다.In addition, a
그리고 제1 흡인홀(361) 경우에는 지지부(305)가 원형의 구조를 가질 경우 약 120° 간격으로 3 군데에 형성될 수 있는데, 일정 간격을 유지할 경우 그 개수에는 한정되지 않을 것이다.And in the case of the
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 지지 유닛(300)의 포커스 링(350)에서의 상부 링(353)에는 하부 링(351)과 마주하는 부분에 그루브(359)가 형성될 수 있는데, 그루브(359) 내에는 본딩을 위한 본딩 물질인 열전달 실리콘 패드(357)이 그루브(359)로부터 돌출되게 채워질 수 있고, 예를 들면 그루브(359)로부터 약 0.03 내지 0.05m가 돌출되게 채워질 수 있다.In the
또한, 포커스 링(350)이 원형 구조물일 수 있기 때문에 그루브(359)는 상부 링(353)을 따라 링 구조를 갖도록 구비될 수 있다.In addition, since the
이에, 제2 흡인홀(363)에서의 에어 흡인을 통하여 그루브(359)에서의 본딩 물질인 열전달 실리콘 패드(357)가 하부 링(351)의 표면 쪽으로 도포됨에 의해 상부 링(353)과 하부 링(351)이 결합되는 구조를 갖도록 구비될 수 있을 것이다.Accordingly, the heat
이와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기판 지지 유닛(300)은 포커스 링(350)을 상부 링(353)과 하부 링(351)으로 구분하고, 상부 링(353) 또는/및 하부 링(351)을 비용적인 측면에서 상대적으로 저가인 재질을 선택하여 제조할 수 있다.As such, in the
이하, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기판 지지 유닛의 제조 방법인 지지부 및 포커스 링의 결합 방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of coupling a support part and a focus ring, which is a method of manufacturing a substrate support unit according to exemplary embodiments of the present invention, will be described.
먼저 기판이 놓이는 안착부와, 안착부로부터 연장되는 단부는 하방으로 단차짐과 아울러 단차 부분에는 에어 흡인을 위한 제1 흡인홀(361)이 구비되는 구조를 갖는 지지부(305)를 마련한다.First, a
그리고 지지부(305)의 단부에서의 단차 부분과 면접함과 아울러 에어 흡인을 위한 제2 흡인홀(363)이 구비되는 구조를 갖는 하부 링(351), 하부 링(351)과 면접함과 아울러 하부 링(351)과 면접하는 일부분에는 그루부(359)가 형성되도록 구비되는 구조를 갖는 상부 링(353) 각각을 마련한다.And the
이어서, 단차 부분 또는/및 하부 링(351)에 본딩 물질인 열전달 실리콘 패드(355)를 도포시킨 다음 단차 부분 및 하부 링(351)을 면접시킨 후 제1 흡인홀(361)에서의 에어 흡인을 통하여 지지부(305)와 하부 링(351)을 결합시킨다.Then, after applying the heat
계속해서, 상부 링(353)의 그루브(359)에 본딩 물질인 열전달 실리콘 패드(357)를 돌출되게 채워지도록 한 다음 하부 링(351) 및 상부 링(353)을 면접시킨 후 제2 흡인홀(363)에서의 에어 흡인을 통하여 하부 링(351)과 상부 링(353)은 결합시키는데, 제2 흡인홀(363)에서의 에어 흡인은 제1 흡인홀(361)을 통해서 이루어질 수 있다.Subsequently, the heat
이와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기판 지지 유닛의 제조 방법은 포커스 링(350)을 상부 링(353)과 하부 링(351)으로 구분하고, 상부 링(353) 또는/및 하부 링(351)을 비용적인 측면에서 상대적으로 저가인 재질을 선택하고, 열전달 실리콘 패드(355, 357)를 사용하는 간단한 본딩 결합을 수행함에 의해서도 용이하게 수득할 수 있다.As described above, in the method of manufacturing a substrate support unit according to exemplary embodiments of the present invention, the
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기판 지지 유닛 및 이의 제조 방법은 반도체 소자 등과 같은 집적회로 소자의 제조에서의 식각 공정 등에 적용할 수 있는 것으로써, 예를 들면 식각 공정을 통하여 수득할 수 있는 디램, 낸드, 시스템 반도체, 이미지 센서 등의 제조에 보다 용이하게 적용할 수 있을 것이다.The substrate support unit and the method for manufacturing the same according to exemplary embodiments of the present invention can be applied to an etching process in manufacturing an integrated circuit device such as a semiconductor device, etc., and can be obtained through, for example, an etching process. It will be more easily applied to the manufacture of DRAM, NAND, system semiconductor, image sensor, and the like.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following claims. You will understand that you can.
10: 인덱스 모듈 20: 처리 모듈
30: 로드락 모듈 40: 공정 모듈
50: 로드 포트 60: 이송 프레임
70: 카세트 80: 캐리어 보관 유닛
90: 인덱스 레일 100: 인덱스 로봇
105: 인덱스 로봇 베이스 110: 몸체
115: 인덱스 로봇 암 120: 인덱스 핸드
130: 로드락 챔버 135: 언로드락 챔버
150: 이송 유닛 155: 이송 챔버
160: 이송 로봇 165: 이송 공간
170: 이송 로봇 암 175: 이송 핸드
180: 공정 챔버 200: 하우징
205: 공정 공간 210: 도어
220: 홀 300: 지지 유닛
305: 지지부 310: 내부 전극
315: 히터 320: 베이스
325: 냉각 유로 350: 포커스 링
351 : 하부 링 353 : 상부 링
355, 357 : 실리콘 패드 359 : 그루브
361 : 제1 흡인홀 363 : 제2 흡인홀
400: 가스 공급 유닛 405: 가스 저장조
410: 공급 라인 415: 가스 유입 포트
500: 플라즈마 생성 유닛 505: 안테나
510: 외부 전원 600: 배기 유닛
605: 배기 홀10: index module 20: processing module
30: load lock module 40: process module
50: load port 60: transport frame
70: cassette 80: carrier storage unit
90: index rail 100: index robot
105: index robot base 110: body
115: index robot arm 120: index hand
130: load lock chamber 135: unload lock chamber
150: transfer unit 155: transfer chamber
160: transfer robot 165: transfer space
170: transfer robot arm 175: transfer hand
180: process chamber 200: housing
205: process space 210: door
220: hole 300: support unit
305: support 310: internal electrode
315: heater 320: base
325: cooling flow path 350: focus ring
351: lower ring 353: upper ring
355, 357: silicone pad 359: groove
361: first suction hole 363: second suction hole
400: gas supply unit 405: gas storage tank
410: supply line 415: gas inlet port
500: plasma generating unit 505: antenna
510: external power 600: exhaust unit
605: exhaust hole
Claims (9)
상기 기판이 놓이는 안착부와, 상기 안착부로부터 연장되는 단부는 하방으로 단차지게 구비되는 지지부; 및
상기 지지부의 단부에서의 단차 부분과 면접하도록 구비되는 하부 링과, 상기 하부 링의 상부에 구비됨과 아울러 상기 지지부에 놓이는 기판을 둘러쌀 때 상기 기판의 측면과 마주하는 부분은 경사지게 구비되는 상부 링으로 이루어지는 포커스 링을 포함하되,
상기 단차 부분에는 상기 지지부와 상기 하부 링의 결합시 에어 흡인을 위한 제1 흡인홀이 형성되고, 상기 하부 링에는 상기 하부 링과 상기 상부 링의 결합시 에어 흡인을 위한 제2 흡인홀이 형성되고, 상기 지지부와 상기 하부 링, 그리고 상기 하부 링과 상기 상부 링은 본딩 구조를 갖도록 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 지지 유닛.A substrate support unit on which a substrate is placed, comprising:
a support part having a seating part on which the substrate is placed, and an end extending from the seating part being provided to be stepped downward; and
A lower ring provided to face the step portion at the end of the support, and an upper ring provided on the lower ring and facing the side of the substrate when surrounding the substrate placed on the support is inclined. A focus ring comprising:
A first suction hole for sucking air is formed in the step portion when the support part and the lower ring are coupled, and a second suction hole for sucking air when the lower ring and the upper ring are coupled to the lower ring is formed in the lower ring. , the support part and the lower ring, and the lower ring and the upper ring are coupled to have a bonding structure.
상기 지지부는 정전기력에 의해 상기 기판을 흡착하도록 구비되는 정전척인 것을 특징으로 하는 기판 지지 유닛.According to claim 1,
The support unit is an electrostatic chuck provided to adsorb the substrate by an electrostatic force.
상기 하부 링은 실리콘으로 이루어지고, 상기 상부 링은 실리콘, 탄화실리콘 또는 이들의 혼합물로 이루어지고, 상기 본딩 구조는 열전달 실리콘 패드를 사용함에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 지지 유닛.According to claim 1,
wherein the lower ring is made of silicon, the upper ring is made of silicon, silicon carbide or a mixture thereof, and the bonding structure is made by using a heat transfer silicon pad.
상기 제1 흡인홀은 120° 간격으로 3 군데에 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 지지 유닛.According to claim 1,
The first suction hole is a substrate support unit, characterized in that formed in three places at intervals of 120 °.
상기 상부 링은 상기 하부 링과 마주하는 부분에 그루브가 형성되고, 상기 그루브 내에 본딩을 위한 본딩 물질이 그루브로부터 돌출되게 채워짐과 아울러 상기 상부 링과 상기 하부 링은 상기 제2 흡인홀에서의 에어 흡인을 통하여 상기 본딩 물질에 의해 결합되는 구조를 갖도록 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 지지 유닛.According to claim 1,
In the upper ring, a groove is formed in a portion facing the lower ring, and a bonding material for bonding is filled in the groove to protrude from the groove, and the upper ring and the lower ring suck air in the second suction hole. A substrate support unit, characterized in that it is provided to have a structure coupled by the bonding material through the.
상기 기판이 놓이는 안착부와, 상기 안착부로부터 연장되는 단부는 하방으로 단차짐과 아울러 상기 단차 부분에는 에어 흡인을 위한 제1 흡인홀이 구비되는 지지부를 마련하는 단계;
상기 지지부의 단부에서의 단차 부분과 면접함과 아울러 에어 흡인을 위한 제2 흡인홀이 구비되는 하부링을 마련하는 단계;
상기 하부 링과 면접함과 아울러 상기 하부 링과 면접하는 일부분에는 그루부가 형성되도록 구비되는 상부 링을 마련하는 단계;
상기 단차 부분 또는/및 상기 하부 링에 본딩 물질을 도포시킴과 아울러 상기 단차 부분 및 상기 하부 링을 면접시킨 후 상기 제1 흡인홀에서의 에어 흡인을 통하여 상기 지지부와 상기 하부 링을 결합시키는 단계; 및
상기 상부 링의 그루부에 본딩 물질이 돌출되게 채워지도록 함과 아울러 상기 하부 링 및 상기 상부 링을 면접시킨 후 상기 제1 흡인홀 및 상기 제2 흡인홀에서의 에어 흡인을 통하여 상기 하부 링가 상기 상부 링을 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 유닛의 제조 방법.A method of manufacturing a substrate support unit on which a substrate is placed, comprising:
providing a support part having a seating part on which the substrate is placed, and an end extending from the seating part being stepped downward and having a first suction hole for air suction in the stepped part;
providing a lower ring having a second suction hole for air suction while being in contact with the stepped portion at the end of the support;
providing an upper ring having a groove formed in a portion of the lower ring and the lower ring to face the lower ring;
applying a bonding material to the stepped portion and/or the lower ring and, after interviewing the stepped portion and the lower ring, coupling the support portion and the lower ring through air suction in the first suction hole; and
A bonding material is filled in the groove of the upper ring to protrude, and after the lower ring and the upper ring are surfaced, the lower ring is the upper part through air suction in the first and second suction holes. A method of manufacturing a substrate support unit comprising the step of engaging the ring.
상기 하부 링은 실리콘으로 이루어지고, 상기 상부 링은 실리콘, 탄화실리콘 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 지지 유닛의 제조 방법.7. The method of claim 6,
The lower ring is made of silicon, and the upper ring is made of silicon, silicon carbide, or a mixture thereof.
상기 본딩 물질은 열전달 실리콘 패드인 것을 특징으로 하는 기판 지지 유닛의 제조 방법.7. The method of claim 6,
The method of claim 1, wherein the bonding material is a heat transfer silicon pad.
상기 제1 흡인홀은 120° 간격으로 3 군데에 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 지지 유닛의 제조 방법.7. The method of claim 6,
The method of manufacturing a substrate support unit, characterized in that the first suction holes are formed in three places at intervals of 120 °.
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