KR20230033856A - Substrate support unit and substrate processing apparatus that prevent particle accumulation - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판 표면에 부산물 등의 파티클이 누적되는 것을 방지하는 부산물 누적 방지 모듈을 포함하는 기판 지지 유닛 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate support unit and a substrate processing apparatus including a byproduct accumulation prevention module preventing particles such as byproducts from accumulating on the surface of a substrate.
반도체 소자는 기판 상에 소정의 패턴을 형성함으로써 제작될 수 있다. 기판 상에 소정의 패턴을 형성할 때에는 증착 공정(depositing process), 사진 공정(lithography process), 식각 공정(etching process) 등 다수의 공정이 반도체 제작 공정에 사용되는 설비 내에서 연속적으로 수행될 수 있다.A semiconductor device can be manufactured by forming a predetermined pattern on a substrate. When forming a predetermined pattern on a substrate, a number of processes, such as a deposition process, a lithography process, and an etching process, can be continuously performed in equipment used in a semiconductor manufacturing process. .
반도체 소자의 제조 공정 중, 반도체 기판에 막을 형성하는 증착 공정과 막을 식각하는 식각 공정에서 플라즈마 처리 장비가 많이 사용되고 있다.Among manufacturing processes of semiconductor devices, plasma processing equipment is widely used in a deposition process of forming a film on a semiconductor substrate and an etching process of etching a film.
플라즈마 처리 장비를 이용한 플라즈마 처리 공정은 이온화된 공정 가스(플라즈마)에 의한 화학 반응과 표면 반응을 이용하여 고온에서 수행된다. 공정이 진행되는 동안 처리 공간에서는 플라즈마와 기판에 형성된 막(예: 산화막)이 반응하면서 발생하는 부산물 또는 플라즈마와 챔버 내부에 존재하는 다른 가스가 반응하여 형성된 고형 부산물을 포함하는 다양한 부산물이 발생하게 되는데, 이러한 부산물들이 기판 상에 형성된 식각 홈에 점차 누적되어 식각되어야 할 영역이 식각되지 못하는 식각 불량을 유발시키는 문제점이 있다.A plasma treatment process using a plasma treatment equipment is performed at a high temperature using a chemical reaction and a surface reaction by ionized process gas (plasma). During the process, various by-products are generated in the processing space, including solid by-products formed by reacting plasma and a film (eg, an oxide film) formed on the substrate or plasma and other gases present in the chamber. However, there is a problem in that such by-products gradually accumulate in etching grooves formed on the substrate, causing etching defects in which areas to be etched cannot be etched.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기판 상에 공정 부산물이 누적되는 것을 방지하는 기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is intended to provide a substrate support unit and a substrate processing apparatus including the same, which prevent process by-products from being accumulated on a substrate.
본 발명의 목적은 전술한 바에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있다.The object of the present invention is not limited to the above, and other objects and advantages of the present invention not mentioned can be understood by the following description.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판이 안착되는 스테이지; 상기 스테이지의 상면에 돌출 형성되어 상기 기판을 지지하는 핀 모듈; 및 상기 핀 모듈에 결합되고 상기 핀 모듈로 진동을 인가하여 상기 기판으로 진동을 전달함으로써 상기 기판 상에 공정 부산물이 누적되는 것을 방지하는 부산물 누적 방지 모듈을 포함하는 기판 지지 유닛이 제공될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the stage on which the substrate is seated; a pin module protruding from an upper surface of the stage to support the substrate; and a byproduct accumulation prevention module coupled to the pin module and applying vibration to the pin module to transfer the vibration to the substrate, thereby preventing process byproducts from accumulating on the substrate.
일 실시예에서, 상기 핀 모듈은 상기 스테이지의 중심 쪽으로부터 점차 멀어지면서 일정 간격마다 위치되는(상기 스테이지 상에 상기 스테이지 상의 중앙 영역으로부터 가장자리 쪽으로 서로 이격되도록 간격을 두고 배치되는) 복수의 핀 부재(고정된 지지 핀)를 포함하고, 복수의 상기 핀 부재 각각은 상기 부산물 누적 방지 모듈과 연결될 수 있다.In one embodiment, the pin module is a plurality of pin members (disposed on the stage at intervals so as to be spaced apart from each other from the central area on the stage toward the edge) positioned at regular intervals while gradually moving away from the center of the stage ( fixed support pins), and each of the plurality of pin members may be connected to the by-product accumulation prevention module.
상기 부산물 누적 방지 모듈은 복수의 상기 핀 부재에 소정 주기를 갖는 진동을 각각 가하는 복수의 진동자를 포함할 수 있다.The by-product accumulation prevention module may include a plurality of vibrators each applying vibration having a predetermined period to the plurality of pin members.
일 실시에에서, 상기 진동자는 압전 액츄에이터일 수 있다.In one embodiment, the vibrator may be a piezoelectric actuator.
일 실시예에서, 상기 각 진동자는 개별적으로 제어될 수 있다.In one embodiment, each of the vibrators may be individually controlled.
일 실시에에서, 상기 스테이지는 정전기력을 이용하여 상기 기판을 클램핑하는 정전 척(ESC)을 포함할 수 있다.In one embodiment, the stage may include an electrostatic chuck (ESC) that clamps the substrate using electrostatic force.
본 발명의 일 실시에에 따르면, 기판 처리 공간을 제공하는 공정 챔버; 상기 기판 처리 공간에 배치된 기판 지지 유닛; 및 상기 기판 처리 공간에 식각 공정을 수행하기 위하여 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생기를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다. 상기 기판 지지 유닛은, 기판이 안착되는 스테이지; 상기 스테이지 상면에서 돌출 형성되어 상기 기판을 지지하는 복수의 핀 부재를 포함하는 핀 모듈; 및 상기 각 핀 부재에 결합되고 상기 각 핀 부재로 진동을 인가하여 상기 기판으로 진동을 전달함으로써 상기 기판 상에 공정 부산물이 누적되는 것을 방지하는 부산물 누적 방지 모듈을 포함하고, 상기 각 핀 부재로 인가되는 진동은 각 핀 부재마다 독립적으로 제어될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a process chamber providing a substrate processing space; a substrate support unit disposed in the substrate processing space; and a plasma generator generating plasma to perform an etching process in the substrate processing space. The substrate support unit may include a stage on which a substrate is placed; a pin module protruding from an upper surface of the stage and including a plurality of pin members supporting the substrate; and a by-product accumulation prevention module coupled to each of the pin members and applying vibration to each of the pin members and transmitting the vibration to the substrate to prevent process by-products from accumulating on the substrate, applied to each of the pin members The resulting vibration can be independently controlled for each pin member.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판이 위에 놓이며 복수의 핀 홀이 상하 방향으로 관통된 스테이지; 상기 기판을 상기 스테이지 상에 로딩하거나 로딩된 상기 기판을 상기 스테이지로부터 언로딩하기 위하여 복수의 상기 핀 홀에 각각 상기 핀 홀을 따라 승강 가능하게 삽입된 복수의 리프트 핀; 복수의 상기 리프트 핀을 승강시키는 핀 구동 모듈; 및 로딩된 상기 기판에 대한 처리 공정을 수행하는 과정에서 공정 부산물이 상기 기판 상에 누적되는 것을 진동을 이용하여 방지하는 부산물 누적 방지 모듈을 포함하고, 상기 부산물 누적 방지 모듈은 복수의 상기 리프트 핀에 진동을 인가하도록 구성되며, 복수의 상기 리프트 핀은, 상기 부산물 누적 방지 모듈로부터의 진동을 상기 기판으로 전달, 상기 기판을 진동시켜 상기 공정 부산물을 상기 기판으로부터 제거하기 위하여, 상단이 상기 핀 구동 모듈에 의하여 상기 기판의 이면에 접촉되는 높이로 유지되는, 기판 지지 유닛이 제공될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a stage on which a substrate is placed and a plurality of pin holes penetrated in a vertical direction; a plurality of lift pins movably inserted into the plurality of pin holes along the pin holes to load the substrate onto the stage or unload the loaded substrate from the stage; a pin driving module that lifts the plurality of lift pins; and a by-product accumulation prevention module for preventing process by-products from accumulating on the substrate in the process of performing a treatment process on the loaded substrate using vibration, wherein the by-product accumulation prevention module is installed on the plurality of lift pins. The plurality of lift pins are configured to apply vibration, and the plurality of lift pins have upper ends of the pin driving module to transfer vibration from the by-product accumulation prevention module to the substrate and vibrate the substrate to remove the process by-product from the substrate. As a result, a substrate support unit maintained at a height in contact with the back surface of the substrate may be provided.
복수의 상기 리프트 핀을 포함하는 상기 기판 지지 유닛은, 상기 스테이지의 상면으로부터 각각 돌출되어 로딩된 상기 기판을 지지하는 복수의 핀 부재를 더 포함할 수 있다. 복수의 상기 리프트 핀은 상기 기판을 로딩하는 때에 상단이 복수의 상기 핀 부재의 상단에 비하여 낮은 높이로 하강되어 상기 기판을 복수의 상기 핀 부재로 전달할 수 있다. 로딩되어 복수의 상기 핀 부재에 의하여 지지된 상기 기판에 대한 처리 공정을 수행하는 과정에서, 상기 기판을 진동시키려는 때, 복수의 상기 리프트 핀은 상단이 상기 기판의 이면에 접촉되는 높이로 상승될 수 있다. 실시 조건 등에 따라서는, 복수의 상기 리프트 핀은 상기 기판의 로딩을 위하여 하강된 때 상단이 복수의 상기 핀 부재의 상단과 동일 높이로 유지되어 로딩된 상기 기판을 복수의 상기 핀 부재와 함께 지지하고 있을 수 있다. 또는, 실시 조건 등에 따라서는, 복수의 상기 핀 부재는 제외될 수 있다.The substrate support unit including the plurality of lift pins may further include a plurality of pin members respectively protruding from the upper surface of the stage to support the loaded substrate. When the substrate is loaded, upper ends of the plurality of lift pins are lowered to a lower height than upper ends of the plurality of pin members to transfer the substrate to the plurality of pin members. In the process of performing a treatment process on the substrate loaded and supported by the plurality of pin members, when the substrate is to be vibrated, the plurality of lift pins may be raised to a height at which their upper ends come into contact with the back surface of the substrate. there is. Depending on the implementation conditions, etc., when the plurality of lift pins are lowered for loading the substrate, the upper ends are maintained at the same height as the upper ends of the plurality of pin members to support the loaded substrate together with the plurality of pin members. There may be. Alternatively, depending on implementation conditions, a plurality of the pin members may be excluded.
본 발명의 실시예에 의하면, 기판을 지지하는 핀 모듈에 인가된 진동이 기판으로 전달되어 기판과 공정 부산물 간 접착력을 완화시키고 기판으로부터 공정 부산물을 비산시킬 수 있다. 이에 따라, 기판 처리 공간이 배기되는 때 기판에 안착되었던 공정 부산물까지 배기홀을 통해 용이하게 배출될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the vibration applied to the pin module supporting the substrate is transferred to the substrate to relieve the adhesive force between the substrate and process by-products and scatter the process by-products from the substrate. Accordingly, when the substrate processing space is exhausted, process by-products that have settled on the substrate can be easily discharged through the exhaust hole.
본 발명의 효과는 위에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 지지 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4의 핀 부재를 설명하기 위한 부분 확대도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
3 and 4 are views for explaining a substrate support unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a partially enlarged view for explaining the pin member of FIG. 4 .
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 쉽게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있고 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 실시예를 설명하는 데 있어서, 관련된 공지 기능이나 구성에 대한 구체적 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 구체적 설명을 생략하고, 유사 기능 및 작용을 하는 부분은 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용하기로 한다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted, and parts with similar functions and actions will be omitted. The same reference numerals will be used throughout the drawings.
명세서에서 사용되는 용어들 중 적어도 일부는 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이기에 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 그 용어에 대해서는 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 해석되어야 한다.Since at least some of the terms used in the specification are defined in consideration of functions in the present invention, they may vary according to user, operator intention, custom, and the like. Therefore, the term should be interpreted based on the contents throughout the specification.
또한, 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서, 어떤 구성 요소를 포함한다고 하는 때, 이것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 그리고, 어떤 부분이 다른 부분과 연결(또는, 결합)된다고 하는 때, 이것은, 직접적으로 연결(또는, 결합)되는 경우뿐만 아니라, 다른 부분을 사이에 두고 간접적으로 연결(또는, 결합)되는 경우도 포함한다.Also, in this specification, the singular form also includes the plural form unless otherwise specified in the phrase. In the specification, when it is said to include a certain component, this means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated. And, when a part is said to be connected (or combined) with another part, this is not only directly connected (or combined), but also indirectly connected (or combined) through another part. include
한편, 도면에서 구성 요소의 크기나 형상, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.On the other hand, in the drawing, the size or shape of the component, the thickness of the line, etc. may be expressed somewhat exaggerated for convenience of understanding.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해를 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해의 형상으로부터의 변화들, 예를 들면, 제작 방법 및/또는 허용 오차의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것이 아니라 형상에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.Embodiments of the invention are described with reference to schematic illustrations of idealized embodiments of the invention. Accordingly, variations from the shape of the illustration, eg, variations in manufacturing method and/or tolerances, are fully expected. Accordingly, embodiments of the present invention are not to be described as being limited to specific shapes of regions illustrated as diagrams, but to include variations in shape, and elements described in the figures are purely schematic and their shapes are elements. It is not intended to describe the exact shape of them, nor is it intended to limit the scope of the present invention.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.When an element or layer is referred to as being "on" or "on" another element or layer, it is not only directly on the other element or layer, but also when another layer or other element is intervening therebetween. All inclusive. On the other hand, when an element is referred to as “directly on” or “directly on”, it indicates that another element or layer is not intervened.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.The spatially relative terms "below", "beneath", "lower", "above", "upper", etc. It can be used to easily describe the correlation between elements or components and other elements or components. Spatially relative terms should be understood as encompassing different orientations of elements in use or operation in addition to the orientations shown in the figures. For example, when flipping elements shown in the figures, elements described as “below” or “beneath” other elements may be placed “above” the other elements. Thus, the exemplary term “below” may include directions of both below and above. Elements may also be oriented in other orientations, and thus spatially relative terms may be interpreted according to orientation.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.Although first, second, etc. are used to describe various elements, components and/or sections, it is needless to say that these elements, components and/or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component or section from another element, component or section. Accordingly, it goes without saying that the first element, first element, or first section referred to below may also be a second element, second element, or second section within the spirit of the present invention.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 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 of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components regardless of reference numerals are given the same reference numerals, Description will be omitted.
본 발명의 실시 예에서는 기판 지지 유닛으로 정전 척을 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 정전 척이 필수적으로 요구되지 않는 경우 지지 유닛은 기계적 클램핑에 의해 기판을 지지하거나, 진공에 의해 기판을 지지할 수 있다.In an embodiment of the present invention, an electrostatic chuck will be described as an example of a substrate support unit. However, the present invention is not limited thereto, and if the electrostatic chuck is not necessarily required, the support unit may support the substrate by mechanical clamping or by vacuum.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(100)는 챔버(housing; 110), 기판 지지 유닛(200), 플라즈마 생성 유닛(130), 샤워 헤드 유닛(shower head unit; 140), 가스 공급 유닛(160), 월 라이너(wall liner unit; 170), 배플 유닛(baffle unit; 180) 및 상부 모듈(190)을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1 , the
기판 처리 장치(100)는 진공 환경에서 식각 공정(예를 들어, 건식 식각 공정(dry etching process))을 이용하여 기판(W)(예를 들어, 웨이퍼(wafer))을 처리하는 시스템이다. 기판 처리 장치(100)은 예를 들어, 플라즈마 공정(plasma process)을 이용하여 기판(W)을 처리할 수 있다.The
챔버(110)는 플라즈마 공정이 수행되는 공간을 제공하는 것이다. 이러한 챔버(110)는 그 하부에 배기 홀(111)을 구비할 수 있다.The
배기 홀(111)은 펌프(112)가 장착된 배기 라인(113)과 연결될 수 있다. 이러한 배기 홀(111)은 배기 라인(113)을 통해 플라즈마 공정 과정에서 발생된 반응 부산물과 챔버(110)의 내부에 잔여하는 가스를 챔버(110)의 외부로 배출할 수 있다. 이 경우, 챔버(110)의 내부 공간은 소정의 압력으로 감압될 수 있다.The
챔버(110)는 그 측벽에 개구부(114)가 형성될 수 있다. 개구부(114)는 챔버(110)의 내부로 기판(W)이 출입하는 통로로서 기능할 수 있다. 이러한 개구부(114)는 도어 어셈블리(115)에 의해 개폐되도록 구성될 수 있다.The
도어 어셈블리(115)는 외측 도어(115a) 및 도어 구동기(115b)를 포함하여 구성될 수 있다. 외측 도어(115a)는 챔버(110)의 외벽에 제공되는 것이다. 이러한 외측 도어(115a)는 도어 구동기(115b)를 통해 상하 방향(즉, 제 3 방향(30))으로 이동될 수 있다. 도어 구동기(115b)는 모터, 유압 실린더, 공압 실린더 등을 이용하여 작동할 수 있다.The
기판 지지 유닛(200)은 챔버(110)의 내부 하측 영역에 설치되는 것이다. 이러한 기판 지지 유닛(200)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 지지할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 기판 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑(mechanical clamping), 진공(vacuum) 등과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지하는 것도 가능하다.The
기판 지지 유닛(200)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 지지하는 경우, 베이스 부재(base component; 210)와 척킹 부재(chucking component; 220)를 포함하는 정전 척(ESC; Electro-Static Chuck)으로 구현될 수 있다.When the
베이스 부재(210)는 척킹 부재를 지지하는 것이다. 베이스 부재(210)는 예를 들어, 알루미늄 성분을 소재로 하여 제작되어 알루미늄 베이스 플레이트(Al base plate)로 제공될 수 있다.The
척킹 부재(220)는 정전기력을 이용하여 그 상부에 안착되는 기판(W)을 지지하는 것이다. 이러한 척킹 부재(220)는 세라믹 성분을 소재로 하여 제작되어 세라믹 플레이트(ceramic plate) 또는 세라믹 퍽(ceramic puck)으로 제공될 수 있으며, 베이스 부재(210) 상에 고정되도록 베이스 부재(210)와 결합될 수 있다.The chucking
척킹 부재(220)는 구동 부재(미도시)를 이용하여 챔버(110)의 내부에서 상하 방향(즉, 제3 방향(30))으로 이동 가능하게 설치될 수도 있다. 척킹 부재(220)가 이와 같이 상하 방향으로 이동 가능하게 형성되는 경우, 기판(W)을 보다 균일한 플라즈마 분포를 나타내는 영역에 위치시키는 것이 가능해질 수 있다.The chucking
링 어셈블리(230)는 척킹 부재(220)의 테두리를 감싸도록 제공되는 것이다. 이러한 링 어셈블리(230)는 링 형상으로 제공되어, 기판(W)의 테두리 영역을 지지하도록 구성될 수 있다. 링 어셈블리(230)는 포커스 링(focusring; 232) 및 절연 링(234)을 포함하여 구성될 수 있다.The
포커스 링(232)은 절연 링(234)의 내측에 형성되며, 척킹 부재(220)를 감싸도록 제공된다. 이러한 포커스 링(232)은 실리콘 재질로 제공될 수 있으며, 플라즈마를 기판(W)으로 집중시킬 수 있다.The
절연 링(234)은 포커스 링(232)의 외측에 형성되며, 포커스 링(232)을 감싸도록 제공된다. 이러한 절연 링(234)은 쿼츠(quartz) 재질로 제공될 수 있다.The insulating
한편, 링 어셈블리(230)는 포커스 링(232)의 테두리에 밀착 형성되는 에지 링(edge ring)(미도시)을 더 포함할 수 있다. 에지 링은 플라즈마에 의해 척킹 부재(220)의 측면이 손상되는 것을 방지하기 위해 형성될 수 있다.Meanwhile, the
냉각 부재(240) 및 가열 부재(250)는 챔버(110)의 내부에서 식각 공정이 진행되고 있을 때에 기판(W)이 공정 온도를 유지할 수 있도록 제공되는 것이다. 냉각 부재(240)는 이를 위해 냉매가 흐르는 냉각 라인으로 제공될 수 있으며, 가열 부재(250)는 이를 위해 열선으로 제공될 수 있다.The cooling
냉각 부재(240) 및 가열 부재(250)는 기판(W)이 공정 온도를 유지할 수 있도록 하기 위해 정전 척(200)의 내부에 설치될 수 있다. 일례로, 냉각 부재(240)는 베이스 부재(210)의 내부에 설치될 수 있으며, 가열 부재(250)는 척킹 부재(220)의 내부에 설치될 수 있다.The cooling
한편, 냉각 부재(240)는 냉각 장치(chiller; 242)를 이용하여 냉매를 공급받을 수 있다. 냉각 장치(242)는 챔버(110)의 외부에 설치될 수 있다.Meanwhile, the cooling
플라즈마 생성 유닛(130)은 방전 공간에 잔류하는 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 것이다. 여기서, 방전 공간은 챔버(110)의 내부 공간 중에서 정전 척(200)의 상부에 위치하는 공간을 의미한다.The
플라즈마 생성 유닛(130)은 유도 결합형 플라즈마(ICP; Inductively Coupled Plasma) 소스를 이용하여 챔버(110) 내부의 방전 공간에 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 이 경우, 플라즈마 생성 유닛(130)은 상부 모듈(190)에 설치되는 안테나 유닛(antenna unit; 193)을 상부 전극으로 이용하고, 정전 척(200)을 하부 전극으로 이용할 수 있다.The
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 플라즈마 생성 유닛(130)은 용량 결합형 플라즈마(CCP; Capacitively Coupled Plasma) 소스를 이용하여 챔버(110) 내부의 방전 공간에 플라즈마를 발생시키는 것도 가능하다. 이 경우, 플라즈마 생성 유닛(130)은 도 2에 도시된 바와 같이 샤워 헤드 유닛(140)을 상부 전극으로 이용하고, 정전 척(200)을 하부 전극으로 이용할 수 있다. 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.However, the present embodiment is not limited thereto. The
다시 도 1을 참조하여 설명한다.It will be described with reference to FIG. 1 again.
플라즈마 생성 유닛(130)은 상부 전극, 하부 전극, 상부 전원(131) 및 하부 전원(133)을 포함하여 구성될 수 있다.The
상부 전원(131)은 상부 전극, 즉 안테나 유닛(193)에 전력을 인가하는 것이다. 이러한 상부 전원(131)은 플라즈마의 특성을 제어하도록 제공될 수 있다. 상부 전원(131)은 예를 들어, 이온 충격 에너지(ion bombardment energy)를 조절하도록 제공될 수 있다.The
상부 전원(131)은 도 1에 단일 개 도시되어 있지만, 본 실시예에서 복수 개 구비되는 것도 가능하다. 상부 전원(131)이 복수 개 구비되는 경우, 기판 처리 장치(100)은 복수 개의 상부 전원과 전기적으로 연결되는 제1 매칭 네트워크(미도시)를 더 포함할 수 있다.Although a single
제1 매칭 네트워크는 각각의 상부 전원으로부터 입력되는 상이한 크기의 주파수 전력들을 매칭하여 안테나 유닛(193)에 인가할 수 있다.The first matching network may match frequency powers of different sizes input from each upper power source and apply the matching frequency powers to the
한편, 상부 전원(131)과 안테나 유닛(193)을 연결하는 제1 전송 선로(132) 상에는 임피던스 정합을 목적으로 제1 임피던스 정합 회로(미도시)가 마련될 수 있다.Meanwhile, a first impedance matching circuit (not shown) may be provided on the
제1 임피던스 정합 회로는 무손실 수동 회로로 작용하여 상부 전원(131)으로부터 안테나 유닛(193)으로 전기 에너지가 효과적으로(즉, 최대로) 전달되도록 할 수 있다.The first impedance matching circuit may act as a lossless passive circuit to effectively (ie, maximally) transfer electrical energy from the
하부 전원(133)은 하부 전극, 즉 정전 척(200)에 전력을 인가하는 것이다. 이러한 하부 전원(133)은 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스 역할을 하거나, 상부 전원(131)과 더불어 플라즈마의 특성을 제어하는 역할을 할 수 있다.The
하부 전원(133)은 도 1에 단일 개 도시되어 있지만, 상부 전원(131)과 마찬가지로 본 실시예에서 복수 개 구비되는 것도 가능하다. 하부 전원(133)이 복수 개 구비되는 경우, 복수 개의 하부 전원과 전기적으로 연결되는 제 2 매칭 네트워크(미도시)를 더 포함할 수 있다.Although a single
제2 매칭 네트워크는 각각의 하부 전원으로부터 입력되는 상이한 크기의 주파수 전력들을 매칭하여 정전 척(200)에 인가할 수 있다.The second matching network may match frequency powers of different magnitudes input from each lower power source and apply the matched frequency powers to the
한편, 하부 전원(133)과 정전 척(200)을 연결하는 제2 전송 선로(134) 상에는 임피던스 정합을 목적으로 제2 임피던스 정합 회로(미도시)가 마련될 수 있다.Meanwhile, a second impedance matching circuit (not shown) may be provided on the
제2 임피던스 정합 회로는 제1 임피던스 정합 회로와 마찬가지로 무손실 수동 회로로 작용하여 하부 전원(133)으로부터 정전 척(200)으로 전기 에너지가 효과적으로(즉, 최대로) 전달되도록 할 수 있다.Like the first impedance matching circuit, the second impedance matching circuit acts as a lossless passive circuit to effectively (ie, maximally) transfer electrical energy from the
샤워 헤드 유닛(140)은 정전 척(200)과 챔버(110)의 내부에서 상하로 대향되도록 설치될 수 있다. 이러한 샤워 헤드 유닛(140)은 챔버(110)의 내부로 가스를 분사하기 위해 복수 개의 가스 분사 홀(gas feeding hole; 141)을 구비할 수 있으며, 정전 척(200)보다 더 큰 직경을 가지도록 제공될 수 있다.The
한편, 샤워 헤드 유닛(140)은 실리콘 성분을 소재로 하여 제작될 수 있으며, 금속 성분을 소재로 하여 제작되는 것도 가능하다.Meanwhile, the
가스 공급 유닛(160)은 샤워 헤드 유닛(140)을 통해 챔버(110)의 내부로 공정 가스(가스)를 공급하는 것이다. 이러한 가스 공급 유닛(160)은 가스 공급원(161) 및 가스 공급 라인(162)을 포함할 수 있다.The
가스 공급원(161)은 기판(W)을 처리하는 데에 이용되는 에칭 가스(etching gas)를 공정 가스로 공급하는 것이다. 이러한 가스 공급원(161)은 에칭 가스로 불소(fluorine) 성분을 포함하는 가스(예를 들어, SF6, CF4 등의 가스)를 공급할 수 있다.The
가스 공급원(161)은 단일 개 구비되어 에칭 가스를 샤워 헤드 유닛(140)으로 공급할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 가스 공급원(161)은 복수 개 구비되어 공정 가스를 샤워 헤드 유닛(140)으로 공급하는 것도 가능하다.A single
가스 공급 라인(162)은 가스 공급원(161)과 샤워 헤드 유닛(140)을 연결하는 것이다. 가스 공급 라인(162)은 가스 공급원(161)을 통해 공급되는 공정 가스를 샤워 헤드 유닛(140)으로 이송하여, 에칭 가스가 챔버(110)의 내부로 유입될 수 있도록 한다.The
한편, 샤워 헤드 유닛(140)이 센터 영역(center zone), 미들 영역(middle zone), 에지 영역(edge zone) 등으로 분할되는 경우, 가스 공급 유닛(160)은 샤워 헤드 유닛(140)의 각 영역으로 공정 가스를 공급하기 위해 가스 분배기(미도시)와 가스 분배 라인(미도시)을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, when the
가스 분배기는 가스 공급원(161)으로부터 공급되는 공정 가스를 샤워 헤드 유닛(140)의 각 영역으로 분배하는 것이다. 이러한 가스 분배기는 가스 공급 라인(161)을 통해 가스 공급원(161)과 연결될 수 있다.The gas distributor distributes the process gas supplied from the
가스 분배 라인은 가스 분배기와 샤워 헤드 유닛(140)의 각 영역을 연결하는 것이다. 가스 분배 라인은 이를 통해 가스 분배기에 의해 분배된 공정 가스를 샤워 헤드 유닛(140)의 각 영역으로 이송할 수 있다.The gas distribution line connects the gas distributor and each area of the
한편, 가스 공급 유닛(160)은 증착 가스(deposition gas)를 공급하는 제2 가스 공급원(미도시)을 더 포함하는 것도 가능하다.Meanwhile, the
제2 가스 공급원은 기판(W) 패턴의 측면을 보호하여 이방성 에칭이 가능해지도록 샤워 헤드 유닛(140)으로 공급하는 것이다. 이러한 제2 가스 공급원은 C4F8, C2F4 등의 가스를 증착 가스로 공급할 수 있다.The second gas supply source is supplied to the
월 라이너 유닛(170)은 공정 가스가 여기되는 과정에서 발생되는 아크 방전, 기판 처리 공정 중에 발생되는 불순물 등으로부터 챔버(110)의 내측면을 보호하기 위한 것이다. 이러한 월 라이너 유닛(170)은 챔버(110)의 내부에 상부와 하부가 각각 개방된 원통 형상으로 제공될 수 있다.The
월 라이너 유닛(170)은 챔버(110)의 내측벽에 인접하도록 제공될 수 있다. 이러한 월 라이너 유닛(170)은 그 상부에 지지 링(171)을 구비할 수 있다. 지지 링(171)은 월 라이너 유닛(170)의 상부에서 외측 방향(즉, 제1 방향(10))으로 돌출 형성되며, 챔버(110)의 상단에 놓여 월 라이너 유닛(170)을 지지할 수 있다.The
배플 유닛(180)은 플라즈마의 공정 부산물, 미반응 가스 등을 배기하는 역할을 한다. 이러한 배플 유닛(180)은 챔버(110)의 내측벽과 정전 척(200) 사이에 설치될 수 있다. 배플 유닛(180)은 환형의 링 형상으로 제공될 수 있으며, 상하 방향(즉, 제3 방향(30))으로 관통되는 복수 개의 관통 홀을 구비할 수 있다. 배플 유닛(180)은 관통 홀의 개수 및 형상에 따라 공정 가스의 흐름을 제어할 수 있다.The
상부 모듈(190)은 챔버(110)의 개방된 상부를 덮도록 설치되는 것이다. 이러한 상부 모듈(190)은 윈도우 부재(191), 안테나 부재(192) 및 안테나 유닛(193)을 포함할 수 있다.The
윈도우 부재(191)는 챔버(110)의 내부 공간을 밀폐시키기 위해 챔버(110)의 상부를 덮도록 형성되는 것이다. 이러한 윈도우 부재(191)는 판(예를 들어, 원판) 형상으로 제공될 수 있으며, 절연 물질(예를 들어, 알루미나(Al2O3))을 소재로 하여 형성될 수 있다.The window member 191 is formed to cover the top of the
윈도우 부재(191)는 유전체 창(dielectric window)을 포함하여 형성될 수 있다 윈도우 부재(191)는 제2 가스 공급 라인(162)이 삽입되기 위한 통공이 형성될 수 있으며, 챔버(110)의 내부에서 플라즈마 공정이 수행될 때 파티클(particle)의 발생을 억제하기 위해 그 표면에 코팅막이 형성될 수 있다.The window member 191 may include a dielectric window. The window member 191 may have a through hole through which the second
안테나 부재(192)는 윈도우 부재(191)의 상부에 설치되는 것으로서, 안테나 유닛(193)이 그 내부에 배치될 수 있도록 소정 크기의 공간이 제공될 수 있다.The
안테나 부재(192)는 하부가 개방된 원통 형상으로 형성될 수 있으며, 챔버(110)과 대응되는 직경을 가지도록 제공될 수 있다. 안테나 부재(192)는 윈도우 부재(191)에 탈착 가능하도록 제공될 수 있다.The
안테나 유닛(193)은 상부 전극으로 기능하는 것으로서, 폐루프를 형성하도록 제공되는 코일이 장착된 것이다. 이러한 안테나 유닛(193)은 상부 전원(131)으로부터 공급되는 전력을 기초로 챔버(110)의 내부에 자기장 및 전기장을 생성하여, 샤워 헤드 유닛(140)를 통해 챔버(110)의 내부로 유입된 가스를 플라즈마로 여기시키는 기능을 한다.The
안테나 유닛(193)은 평판 스파이럴(planar spiral) 형태의 코일을 장착할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 코일의 구조나 크기 등은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변경될 수 있다.The
도 3 및 도 4는 도 1 및 도 2의 기판 지지 유닛(200)을 설명하기 위한 확대도이고, 도 5는 도 3 및 도 4의 핀 부재(260)를 설명하기 위한 확대도이다.3 and 4 are enlarged views for explaining the
도 3 및 도 4를 참조하면, 기판 지지 유닛(200)은 기판이 안착되는 스테이지, 스테이지 상면에서 돌출 형성되어 기판(W)을 지지하는 핀 모듈, 그리고 핀 모듈에 결합되어 기판(W) 상에 공정 부산물이 누적되는 것을 방지하는 부산물 누적 방지 모듈(300)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4 , the
기판 지지 유닛(200)이 정전기력을 이용하여 기판(W)을 지지하는 경우, 스테이지는 척킹 부재(chucking component; 220)를 포함하는 정전 척(ESC; Electro-Static Chuck)으로 구현될 수 있다.When the
핀 모듈은 복수의 핀 부재(260)와 리프트 핀(270)을 포함할 수 있다. 각 핀 부재(260)는 부산물 누적 방지 모듈(300)과 연결된 상태로 제공될 수 있다.The pin module may include a plurality of
리프트 핀(270)은 기판(W)을 스테이지(220) 상에 로딩하거나 언로딩하기 위하여 척킹 부재(220)에 승강 가능하도록 설치될 수 있고, 모터에 의해 구동될 수 있다. 리프트 핀(270)은 스테이지(220)를 관통하여 형성된 핀 홀 내부에 삽입된 형태로 설치될 수 있고, 구동 수단과 핀 플레이트를 가진 핀 구동 모듈에 의해 구동될 수 있다. 리프트 핀(270)은 하단이 핀 플레이트 상에 연결될 수 있다. 구동 수단은 모터 등의 구동원을 포함할 수 있고, 핀 플레이트는 구동 수단에 의하여 승강될 수 있다.The lift pins 270 may be installed on the chucking
리프트 핀(270)은 일 예로 3개일 수 있다. 3개의 리프트 핀(270)은 스테이지의 중심에 삼각형 형상을 이루도록 배치될 수 있다. 기판(W)이 리프트 핀(270)에 안착되면, 리프트 핀(270)은 하강하고, 기판(W)은 핀 부재(260)에 의하여 지지될 수 있다.The number of lift pins 270 may be three, for example. The three
복수의 핀 부재(260)는 기판(W)을 지지할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 핀 부재(260)는 척킹 부재(220)의 중심으로부터 점차 멀어지면서 일정 간격마다 위치될 수 있다. 예를 들어, 핀 부재(260)는 리프트 핀(270)을 기준으로 스테이지 상에 일정한 각도를 이루도록 설치될 수 있다. 이에 따라, 핀 부재(260)는 기판(W)의 전체 영역을 균일하게 지지할 수 있다. 핀 부재(260)의 개수는 조절될 수 있다.The plurality of
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 지지 유닛(200)은 핀 모듈에 결합된 형태로 제공된 부산물 누적 방지 모듈(300)을 더 포함할 수 있다.The
도 5를 참조하면, 핀 부재(260)는 본체(262), 접촉 돌기(264)를 포함할 수 있고, 부산물 누적 방지 모듈(300)과 연결될 수 있다. 본체(262)는 상측이 개구되고, 내부 공간을 포함할 수 있다. 접촉 돌기(264)는 본체(262)의 내부 공간에 설치되고 본체(262)의 개구된 상측에 노출될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the
부산물 누적 방지 모듈(300)은 본체(262) 내부에 접촉 돌기(264)와 연결되어 제공될 수 있고, 본체 외부에 핀 부재(260)와 연결되어 제공될 수 있다. The by-product
부산물 누적 방지 모듈(300)은 공정 부산물이 기판 표면(특히, 식각 과정에서 기판 표면에 형성되는 식각 홈)에 누적되는 것을 방지하여 누적된 부산물로 인한 식각 불량 문제를 방지할 수 있다. 부산물 누적 방지 모듈(300)은 공정 부산물이 기판 표면에 누적되기 이전에 제거되도록 핀 부재(260)에 소정 주기를 갖는 진동을 가한다. 이를 위하여 부산물 누적 방지 모듈(300)은 각 핀 부재(260)에 진동을 가하기 위한 복수의 진동자(310)를 포함할 수 있다. 이때, 부산물 누적 방지 모듈(300)이 핀 부재(260)에 가하는 진동은 수직 방향의 진동일 수 있다.The byproduct
일 예로, 부산물 누적 방지 모듈(300)은 진동자(310)로서 압전 액츄에이터(piezoelectric actuator)를 포함할 수 있다. 압전 액츄에이터(310)는 전기적 에너지를 기계적인 에너지로 변환할 수 있으며, 기계적 에너지를 전기적인 에너지로도 변환할 수 있다. 진동자(310)로서 압전 액츄에이터를 적용하면 압전 액츄에이터에 인가하는 전기적 에너지를 제어함으로써 인가되는 진동의 주기와 진폭을 제어할 수 있다. 따라서 공정 별로 최적의 진동 주기 및 진폭을 확보할 수 있다.For example, the by-product
압전 액츄에이터(310)가 소정 주기로 핀 부재(260)에 진동을 인가하면, 핀 부재(260)에 가해진 진동이 기판(W)으로 전달됨으로써 기판(W)을 진동시킬 수 있다. 기판(W)으로 전달된 진동에 의하면, 기판 표면에 부산물이 부착되기 이전에 부산물이 기판 표면으로부터 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이미 기판 표면에 부착된 부산물에 대하여 기판과 부산물 간 접착력을 완화시킴으로써 기판으로부터 부산물을 비산시킬 수 있다. 이에 따라, 처리 공간 내 존재하는 공정 부산물들이 기판(W) 표면(식각 홈)에 누적되지 않고 처리 공간이 펌프(112)에 의하여 배기되는 때 배기홀(111)을 통해 배기될 수 있다.When the piezoelectric actuator 310 applies vibration to the
한편, 부산물 누적 방지 모듈(300)은 의도하지 않은 방향으로의 진동을 억제하기 위한 가이드부(320)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 부산물 누적 방지 모듈(300)이 핀 모듈으로 인가하려는 진동은 수직 방향으로 가해지는 진동일 수 있다. 핀 모듈에 수평 방향의 진동이 가해질 경우 기판(W)으로 가해지는 충격량이 증가될 수 있다. 또한, 핀 부재(260)를 통해 기판(W)으로 전달되는 진동이 수평 방향의 진동일 경우, 핀 부재(260)에 지지된 기판(W)의 위치가 틀어질 가능성이 존재하고, 핀 부재(260)로부터 추락하는 문제가 발생할 수도 있다. 따라서, 진동자(310)가 발생시키는 진동에 대하여, 수직 방향을 제외한 다른 방향의 진동을 억제하고 수직 방향의 진동만을 핀 부재(260)로 인가할 수 있도록 진동자(310)를 가이드하기 위한 가이드부(320)가 구비되는 것이 바람직하다. 일 예로, 가이드부(320)는 유연 기구 매커니즘을 기반으로 제작될 수 있다. 구체적으로, 진동자(310)의 외측면에 밀착되어 진동자(310)에 의하여 발생하는 수평 방향의 진동을 저감 또는 감쇄시키는 방진 요소를 포함할 수 있다.Meanwhile, the byproduct
또한, 부산물 누적 방지 모듈(300)은 공정 부산물뿐만 아니라, 기판 상에 부착될 수 있는 다양한 파티클들이 기판 표면에 누적되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the byproduct
이하, 본 발명의 실시예에 의한 기판 처리 장치의 부산물 누적 방지 작용을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an action of preventing the accumulation of by-products of the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
플라즈마 처리 공정이 수행되기 전, 기판(W)이 엔드 이펙터(End effector) 등의 이송 로봇에 의하여 파지된 채로 처리 공간으로 반입되고, 도 4에 도시된 바와 같이 상승 상태의 리프트 핀(270)으로 로딩된다. 리프트 핀(270)에 로딩된 기판(W)은 리프트 핀(270)의 단부(상단)에 접촉된 상태로 리프트 핀(270)이 하강함에 따라 하강된다. 하강된 기판(W)은 핀 부재(260)에 접촉되고, 기판 지지 유닛(200)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 흡착한다. 이후 기판(W)에 대한 공정 처리가 시작되고 기판(W)에 대한 공정이 수행되는 동안 기판 지지 유닛(200)의 정전기력은 유지된다.Before the plasma treatment process is performed, the substrate W is carried into the processing space while being held by a transfer robot such as an end effector, and is lifted by
플라즈마 공정 중에는 플라즈마와 기판 상에 형성된 막(예: 산화막)이 반응하거나 플라즈마와 챔버(110) 내부에 존재하는 또다른 가스가 반응하여 고형 부산물을 포함하는 다양한 부산물이 발생될 수 있다. 발생된 부산물은 기판 상의 식각 영역에 누적되어 식각량에 영향을 미쳐 식각 불량을 유발할 수 있다. 특히, 기판 상에 형성된 회로의 선폭이 좁을수록 이와 같은 문제는 더욱 빈번히 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 지지 유닛(200)은 플라즈마 공정이 수행되는 동안 부산물 누적 방지 모듈(300)으로부터 인가되는 진동이 복수의 핀 부재(260)를 통하여 기판(W)으로 전달됨으로써 기판(W) 주위의 공정 부산물을 비산시켜 공정 부산물이 기판 표면에 누적되는 것을 방지할 수 있다.During the plasma process, various by-products including solid by-products may be generated by a reaction between plasma and a film (eg, an oxide film) formed on the substrate or a reaction between plasma and another gas present in the
구체적으로, 진동자(310, 압전 액츄에이터)를 포함하는 부산물 누적 방지 모듈(300)가 핀 모듈에 대하여 수직 방향의 진동을 인가하고, 핀 부재(260)를 통해 기판(W)으로 전달된 진동에 의하여 플라즈마 식각 과정에서 발생하는 부산물들이 기판(W) 표면에 누적되는 것이 방지될 수 있다. 이때, 핀 부재(260)로 인가되는 진동의 주기와 진폭은 압전 액츄에이터에 의하여 제어될 수 있다. 기판(W)으로 전달된 수직 방향의 진동은, 기판(W)과 부산물 간 접착력을 약화시킬 수 있다. 또한, 진동에 의하여 부산물이 기판 표면에 안착되는 즉시 진동에 의하여 기판(W)으로부터 비산되도록 할 수 있다. 따라서, 플라즈마 공정에 의하여 발생하는 공정 부산물들은 공정이 완료된 후 기판(W) 표면에 남지 않고 챔버(110)의 배기 과정에서 배기홀(111)을 통해 모두 배출될 수 있다. 이와 같이, 부산물 누적 방지 모듈(300)에 의하여 공정 부산물들이 기판(W)에 누적되는 것이 방지됨에 따라, 누적 부산물에 의하여 발생하던 식각 불량 역시 방지될 수 있다.Specifically, the by-product
한편, 부산물 누적 방지 모듈(300)은 기판(W)에 대한 진동을 영역별로 인가할 수 있다. 예를 들어, 부산물 누적 방지 모듈(300)은 척킹 부재(220)의 중심으로부터 점차 멀어지면서 일정 간격마다 위치하는 각 핀 부재(260)마다 연결된 복수의 진동자를 개별 제어할 수 있도록 제공될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 부산물 누적 방지 모듈(300)은 기판의 복수 영역에 대하여 영역 별로 상이한 주기 또는 상이한 진폭의 진동을 인가할 수 있다. 또는, 기판(W)의 일부 영역에 대해서만 진동을 인가할 수도 있다. 이를 위해, 부산물 누적 방지 모듈(300)은 각 진동자를 개별 제어하기 위한 제어 유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the byproduct
한편, 부산물 누적 방지 모듈(300)는 복수의 리프트 핀(270)에 결합되어 리프트 핀(270)에 진동을 가하도록 구성될 수도 있다. 복수의 리프트 핀(270)은 부산물 누적 방지 모듈(300)로부터의 진동을 기판(W)으로 전달함으로써 기판(W)을 진동시켜 공정 부산물을 기판(W)으로부터 제거하기 위하여, 리프트 핀(270)은 스테이지(220)에 대한 기판의 로딩, 언로딩 시뿐만 아니라, 처리 공정 중에도 기판(W)과 접촉된 상태를 유지할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 리프트 핀(270)은 핀 구동 모듈에 의하여 기판의 이면에 리프트 핀(270)의 단부가 접촉되는 높이로 유지될 수 있다. 즉, 리프트 핀(270)의 상단부는 기판(W)을 지지하는 복수의 핀 부재(260)의 상단부와 동일 높이로 유지되어 기판(W)을 핀 부재들(260)과 함께 지지할 수 있다.Meanwhile, the byproduct
리프트 핀(270)은 스테이지(220)에 기판(W)을 로딩하기 위하여 핀 부재(260)의 상단에 비하여 낮은 높이로 하강되었다가 기판(W)에 대한 진동을 전달하려는 시점에 기판(W)의 이면에 접촉되는 높이로 상승될 수 있다. 또는, 스테이지(220)에 기판(W)을 로딩하기 위하여 하강된 리프트 핀(270)의 높이가 기판(W)의 이면에 접촉되는 높이로 유지될 수 있다.The lift pins 270 are lowered to a height lower than the upper end of the
부산물 누적 방지 모듈(300)이 리프트 핀(270)에 결합되어 제공되는 경우, 실시 조건 등에 따라서는 기판(W)을 지지하기 위한 복수의 핀 부재(260)는 생략될 수 있다. 예를 들어, 기판(W)은 스테이지(220)에 접촉되어 지지될 수 있다.When the by-product
또는, 부산물 누적 방지 모듈(300)은 기판(W)을 지지하는 복수의 지지 핀을 별도로 구비하는 형태로 제공될 수도 있다.Alternatively, the byproduct
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 an example of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.
200: 기판 지지 유닛
260: 핀 부재
270: 리프트 핀
300: 부산물 누적 방지 모듈
310: 진동자(압전 액츄에이터)
320: 가이드부200: substrate support unit
260: pin member
270: lift pin
300: by-product accumulation prevention module
310: vibrator (piezoelectric actuator)
320: guide unit
Claims (10)
상기 스테이지 상면에서 돌출 형성되어 상기 기판을 지지하는 핀 모듈; 및
상기 핀 모듈에 결합되고 상기 핀 모듈로 진동을 인가하여 상기 기판으로 진동을 전달함으로써 상기 기판 상에 공정 부산물이 누적되는 것을 방지하는 부산물 누적 방지 모듈을 포함하는 기판 지지 유닛.
a stage on which a substrate is placed;
a pin module protruding from an upper surface of the stage to support the substrate; and
A substrate support unit including a by-product accumulation prevention module coupled to the pin module and preventing process by-products from accumulating on the substrate by applying vibration to the pin module and transferring the vibration to the substrate.
상기 핀 모듈은 상기 스테이지의 중심으로부터 점차 멀어지면서 일정 간격마다 위치되는 복수의 핀 부재를 포함하고, 각 핀 부재는 상기 부산물 누적 방지 모듈과 연결되는 기판 지지 유닛.
According to claim 1,
The pin module includes a plurality of pin members positioned at regular intervals gradually away from the center of the stage, and each pin member is connected to the byproduct accumulation prevention module.
상기 부산물 누적 방지 모듈은
상기 각 핀 부재에 소정 주기를 갖는 진동을 가하는 복수의 진동자를 포함하는 기판 지지 유닛.
According to claim 2,
The by-product accumulation prevention module
A substrate support unit comprising a plurality of vibrators for applying vibrations having a predetermined period to each of the pin members.
상기 진동자는 압전 액츄에이터인 기판 지지 유닛.
According to claim 3,
The substrate support unit of claim 1 , wherein the vibrator is a piezoelectric actuator.
상기 각 진동자는 개별 제어되는 기판 지지 유닛.
According to claim 3,
A substrate support unit in which each of the vibrators is individually controlled.
상기 스테이지는 정전기력을 이용하여 상기 기판을 클램핑하는 기판 지지 유닛.
According to claim 1,
wherein the stage clamps the substrate using electrostatic force.
상기 기판 처리 공간에 배치된 기판 지지 유닛; 및
상기 기판 처리 공간에 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생기를 포함하고,
상기 기판 지지 유닛은,
기판이 안착되는 스테이지;
상기 스테이지 상면에서 돌출 형성되어 상기 기판을 지지하는 복수의 핀 부재를 포함하는 핀 모듈; 및
상기 각 핀 부재에 결합되고 상기 각 핀 부재로 진동을 인가하여 상기 기판으로 진동을 전달함으로써 상기 기판 상에 공정 부산물이 누적되는 것을 방지하는 부산물 누적 방지 모듈을 포함하고,
상기 각 핀 부재로 인가되는 진동은 각 핀 부재마다 독립적으로 제어되는 기판 처리 장치.
a process chamber providing a substrate processing space;
a substrate support unit disposed in the substrate processing space; and
A plasma generator for generating plasma in the substrate processing space;
The substrate support unit,
a stage on which a substrate is placed;
a pin module protruding from an upper surface of the stage and including a plurality of pin members supporting the substrate; and
A by-product accumulation prevention module coupled to each pin member and preventing process by-products from accumulating on the substrate by applying vibration to each pin member and transmitting the vibration to the substrate,
The substrate processing apparatus wherein the vibration applied to each pin member is independently controlled for each pin member.
상기 부산물 누적 방지 모듈은 상기 각 핀 부재에 소정의 주기로 수직 방향의 진동을 가하는 복수의 진동자를 포함하는 기판 처리 장치.
According to claim 7,
The by-product accumulation prevention module includes a plurality of vibrators for applying vibration in a vertical direction to each pin member at a predetermined period.
상기 진동자는 압전 액츄에이터인 기판 처리 장치.
According to claim 8,
The substrate processing apparatus of claim 1, wherein the vibrator is a piezoelectric actuator.
상기 부산물 누적 방지 모듈은 상기 리프트 핀들에 진동을 인가하며,
상기 리프트 핀들은, 상기 부산물 누적 방지 모듈로부터의 진동을 안착된 상기 기판으로 전달하기 위하여, 상단이 상기 핀 구동 모듈에 의하여 상기 기판의 이면에 접촉되는 높이로 유지되는,
기판 지지 유닛.a stage on which a substrate is seated and through which pin holes pass in a vertical direction; lift pins respectively movably provided along the pin holes for loading or unloading the substrate on the stage; a pin driving module for moving the lift pins up and down; And a by-product accumulation prevention module for preventing process by-products from accumulating on the seated substrate using vibration,
The by-product accumulation prevention module applies vibration to the lift pins,
The lift pins, in order to transfer the vibration from the by-product accumulation prevention module to the board on which they are seated, the upper end is maintained at a height in contact with the back surface of the board by the pin driving module.
Substrate support unit.
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KR1020210116777A KR20230033856A (en) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | Substrate support unit and substrate processing apparatus that prevent particle accumulation |
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