KR20230101655A - Unit for supporting substrate and substrate processing apparatus - Google Patents

Unit for supporting substrate and substrate processing apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR20230101655A
KR20230101655A KR1020220052164A KR20220052164A KR20230101655A KR 20230101655 A KR20230101655 A KR 20230101655A KR 1020220052164 A KR1020220052164 A KR 1020220052164A KR 20220052164 A KR20220052164 A KR 20220052164A KR 20230101655 A KR20230101655 A KR 20230101655A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
susceptor
electrode plate
power
unit
Prior art date
Application number
KR1020220052164A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김인회
심재웅
김윤상
김동욱
손형규
Original Assignee
세메스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세메스 주식회사 filed Critical 세메스 주식회사
Publication of KR20230101655A publication Critical patent/KR20230101655A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H01L21/6833Details of electrostatic chucks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715Workpiece holder
    • H01J37/32724Temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

A substrate processing device is disclosed. The substrate processing device according to an embodiment of the present invention comprises: a processing chamber which forms a processing space; a gas supplying unit which supplies processing gas into the processing chamber; a plasma generating unit which generates plasma from the processing gas applied into the processing chamber; and a substrate supporting unit which is provided in the processing space and supports a substrate. The susceptor includes: an electrostatic chuck which fixes the substrate with electrostatic force, and an electrode plate which is provided in a lower part of the electrostatic chuck; and is rotated around a center axis of the substrate. The driving unit rotates the susceptor. The power load is connected to the electrode plate. The slip ring is provided on the power load, and delivers power to the power load from external high frequency power. The present invention can improve processing uniformity.

Description

기판 지지 유닛 그리고 기판 처리 장치{Unit for supporting substrate and substrate processing apparatus}Substrate support unit and substrate processing apparatus {Unit for supporting substrate and substrate processing apparatus}

본 발명은 기판지지대의 상부에 기판을 안착시키는 리프트 핀 유닛 및 이를 포함하는 기판 지지 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a lift pin unit for seating a substrate on top of a substrate support and a substrate support unit including the same.

일반적으로, 플라즈마는 이온이나 라디칼, 그리고 전자 등으로 이루어진 이온화 된 가스 상태를 말한다. 플라즈마는 매우 높은 온도, 강한 전계, 또는 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성된다. 반도체 소자 제조 공정은 플라즈마를 이용하여 웨이퍼 등의 기판 상에 형성된 박막을 제거하는 에칭 공정(Etching Process)을 포함할 수 있다. 에칭 공정은 플라즈마의 이온 및/또는 라디칼들이 기판 상의 박막과 충돌하거나, 박막과 반응하여 수행된다.In general, plasma refers to an ionized gaseous state composed of ions, radicals, and electrons. Plasma is generated by very high temperatures, strong electric fields, or RF Electromagnetic Fields. A semiconductor device manufacturing process may include an etching process of removing a thin film formed on a substrate such as a wafer using plasma. The etching process is performed when ions and/or radicals of the plasma collide with or react with the thin film on the substrate.

플라즈마를 이용한 기판 처리 장치는 공정 챔버 내부의 비대칭 구조로 인해 반응물에 대한 공정 균일성이 떨어진다. 즉, 공정 챔버는 일측에 기판이 반출입되는 개구가 제공되며, 공정 챔버의 처리 공간은 대체로 원통형상이고 개구가 형성된 영역도 포함하기 때문에 내부 공간이 비대칭 구조를 갖는다. In a substrate processing apparatus using plasma, process uniformity for a reactant is deteriorated due to an asymmetric structure inside a process chamber. That is, the process chamber is provided with an opening through which substrates are loaded and unloaded at one side, and since the process space of the process chamber is substantially cylindrical and includes an area where the opening is formed, the inner space has an asymmetrical structure.

이로 인해, 개구와 인접한 공정 챔의 내부 영역은 다른 영역에 비해 플라즈마 밀도가 불균형하게 형성되고, 이로 인해 공정 균일성이 저하된다. As a result, the inner region of the process chamber adjacent to the opening has an unbalanced plasma density compared to other regions, thereby degrading process uniformity.

본 발명의 일 과제는, 기판이 비대칭적으로 식각되는 식각 불균형이 발생되는 것을 개선할 수 있는 기판 지지 유닛 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a substrate support unit and a substrate processing apparatus capable of improving the occurrence of etching imbalance in which a substrate is etched asymmetrically.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited thereto, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일측면에 따르면, 처리 공간을 형성하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내부로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 상기 공정 챔버 내부에 도입된 상기 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 유닛; 상기 처리 공간에 제공되며 기판을 지지하는 기판 지지 유닛을 포함하고, 상기 기판 지지 유닛은, 기판을 정전기력으로 고정하는 정전척과, 상기 정전척 하부에 제공되는 전극 플레이트를 포함하는 그리고 기판의 중심축을 중심으로 회전 가능도록 제공되는 서셉터; 상기 서셉터를 회전시키는 구동 유닛; 및 상기 전극 플레이트와 접속되는 전력 로드; 및 상기 전력 로드 상에 제공되고 외부의 고주파 전원으로부터 상기 전력 로드로 전력을 전달하는 슬립링을 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a process chamber forming a processing space; a gas supply unit supplying a process gas into the process chamber; a plasma generating unit generating plasma from the process gas introduced into the process chamber; and a substrate support unit provided in the processing space and supporting a substrate, the substrate support unit including an electrostatic chuck for holding a substrate with electrostatic force, and an electrode plate provided under the electrostatic chuck and centered on a central axis of the substrate. A susceptor provided to be rotatable with; a drive unit rotating the susceptor; and a power rod connected to the electrode plate. and a slip ring provided on the power rod and transferring power from an external high-frequency power source to the power rod.

또한, 상기 구동 유닛은 구동원; 상기 구동원에 의해 회전되는 회전축; 및 상기 회전축의 회전력을 상기 전력 로드에 전달하는 기어부를 포함할 수 있다.In addition, the driving unit may include a driving source; a rotation shaft rotated by the driving source; And it may include a gear unit for transmitting the rotational force of the rotating shaft to the power rod.

또한, 상기 서셉터 하부에서 상기 서셉터를 지지하고 상기 처리 공간과는 구획된 내부 공간을 제공하며 접지되는 베이스 하우징을 더 포함하고, 상기 슬립링과 상기 기어부는 상기 베이스 하우징의 내부 공간에 위치될 수 있다.In addition, a base housing supporting the susceptor at the lower part of the susceptor, providing an inner space partitioned from the processing space, and being grounded, the slip ring and the gear unit may be located in the inner space of the base housing. can

또한, 상기 베이스 하우징은 상기 서셉터를 지지하는 상부 플레이트 및 상기 상부 플레이트가 상기 서셉터와 함께 회전되도록 제공되는 회전링을 포함할 수 있다.In addition, the base housing may include an upper plate supporting the susceptor and a rotation ring provided to rotate the upper plate together with the susceptor.

또한, 상기 전극 플레이트는 열전달 매체가 순환하는 제1순환 유로 및 냉매가 순환되는 제2순환 유로를 포함하고, 상기 전력 로드는 내부가 빈 중공 형태로 제공되며, 상기 제1순환 유로에 열전달 매체를 공급하는 열절단 매체 공급라인과 상기 제2순환 유로에 냉매를 공급하는 냉매 공급 라인은 상기 전력 로드의 내부 통로를 통해 상기 전극 플레이트에 연결될 수 있다.In addition, the electrode plate includes a first circulation passage in which a heat transfer medium circulates and a second circulation passage in which a refrigerant circulates, and the power rod is provided in a hollow shape, and a heat transfer medium is provided in the first circulation passage. A thermal cutting medium supply line for supplying and a refrigerant supply line for supplying refrigerant to the second circulation passage may be connected to the electrode plate through an inner passage of the power rod.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 정전기력으로 기판을 흡착하는 정전 전극이 내장된 유전체 플레이트와 상기 유전체 플레이트의 하부에 제공되고 내부에 냉매가 유통되는 유로가 형성된 전극 플레이트 그리고 상기 전극 플레이트의 하부에 제공되며 절연체로 이루어지는 절연체 플레이트를 포함하는 서셉터; 상기 서셉터 하부에서 상기 서셉터를 지지하고 상기 처리 공간과는 구획된 내부 공간을 제공하는 베이스 하우징; 상기 서셉터를 회전시키는 구동 유닛; 상기 전극 플레이트에 전력이 공급되도록 상기 전극 플레이트와 접속되는 전력 로드; 및 상기 전력 로드 상에 제공되고 외부의 고주파 전원으로부터 상기 전력 로드로 전력을 전달하기 위한 슬립링을 포함하는 기판 지지 유닛이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a dielectric plate provided with an electrostatic electrode for adsorbing a substrate by electrostatic force, an electrode plate provided under the dielectric plate and having a flow path through which a refrigerant flows therein, and a lower portion of the electrode plate, A susceptor including an insulator plate made of an insulator; a base housing supporting the susceptor below the susceptor and providing an internal space partitioned from the processing space; a drive unit rotating the susceptor; a power rod connected to the electrode plate so that power is supplied to the electrode plate; and a slip ring provided on the power rod and configured to transfer power from an external high-frequency power source to the power rod.

또한, 상기 구동 유닛은 구동원; 상기 구동원에 의해 회전되는 회전축; 및 상기 회전축의 회전력을 상기 전력 로드에 전달하는 기어부를 포함할 수 있다.In addition, the driving unit may include a driving source; a rotation shaft rotated by the driving source; And it may include a gear unit for transmitting the rotational force of the rotating shaft to the power rod.

또한, 상기 슬립링과 상기 기어부는 상기 베이스 하우징의 내부 공간에 위치될 수 있다.In addition, the slip ring and the gear unit may be located in an inner space of the base housing.

또한, 상기 베이스 하우징은 하우징 바디; 상기 하우징 바디의 상부에 제공되고, 상기 서셉터를 지지하는 상부 플레이트; 및 상기 상부 플레이트가 상기 서셉터와 함께 회전되도록 상기 상부 플레이트와 상기 하우징 바디 사이에 제공되는 회전링을 포함할 수 있다.In addition, the base housing includes a housing body; an upper plate provided on an upper portion of the housing body and supporting the susceptor; and a rotation ring provided between the upper plate and the housing body so that the upper plate rotates together with the susceptor.

또한, 상기 전극 플레이트는 열전달 매체가 순환하는 제1순환 유로 및 냉매가 순환되는 제2순환 유로를 포함하고, 상기 전력 로드는 내부가 빈 중공 형태로 제공되며, 상기 제1순환 유로에 열전달 매체를 공급하는 열절단 매체 공급라인과 상기 제2순환 유로에 냉매를 공급하는 냉매 공급 라인은 상기 전력 로드의 내부 통로를 통해 상기 전극 플레이트에 연결될 수 있다.In addition, the electrode plate includes a first circulation passage in which a heat transfer medium circulates and a second circulation passage in which a refrigerant circulates, and the power rod is provided in a hollow shape, and a heat transfer medium is provided in the first circulation passage. A thermal cutting medium supply line for supplying and a refrigerant supply line for supplying refrigerant to the second circulation passage may be connected to the electrode plate through an inner passage of the power rod.

본 발명에 의하면, 기판이 놓여지는 서셉터가 회전함으로써 공정 균일도를 향상시킬 수 있다. According to the present invention, process uniformity can be improved by rotating the susceptor on which the substrate is placed.

본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above. Effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 공정 모듈을 보여주는 단면도이다.
1 is a diagram schematically showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view showing the process module shown in Figure 1;

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.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 implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in describing preferred embodiments of the present invention in detail, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and actions.

어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.'Including' a certain component means that other components may be further included, rather than excluding other components unless otherwise stated. Specifically, terms such as "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features or It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In addition, shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer description.

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 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, the second element may also be termed a first element, without departing from the scope of the present invention.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that no other component exists in the middle. Other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "directly between" or "adjacent to" and "directly adjacent to", etc., should be interpreted similarly.

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 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present 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 unless explicitly defined in this application, they are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning. .

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The above detailed description is illustrative of the present invention. In addition, the foregoing is intended to illustrate and describe preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, changes or modifications are possible within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, within the scope equivalent to the written disclosure and / or within the scope of skill or knowledge in the art. The written embodiment describes the best state for implementing the technical idea of the present invention, and various changes required in the specific application field and use of the present invention are also possible. Therefore, the above detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed to cover other embodiments as well.

본 발명의 실시예에서는 플라즈마를 이용하여 기판을 식각하는 기판 처리 장치에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 챔버 내에 플라즈마를 공급하여 공정을 수행하는 다양한 종류의 장치에 적용 가능하다. In an embodiment of the present invention, a substrate processing apparatus for etching a substrate using plasma will be described. However, the present invention is not limited thereto and can be applied to various types of devices that perform a process by supplying plasma into a chamber.

도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 인덱스 모듈(10), 로딩 모듈(30), 그리고 공정 모듈(20)을 포함한다.Referring to FIG. 1 , a substrate processing apparatus 1 includes an index module 10 , a loading module 30 , and a process module 20 .

인덱스 모듈(10)은 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 버퍼 유닛(2000)을 포함할 수 있고, 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열될 수 있다. The index module 10 may include a load port 120, a transfer frame 140, and a buffer unit 2000, and the load port 120, the transfer frame 140, and the process module 20 sequentially can be arranged in a row.

이하, 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 로딩 모듈(30), 그리고 공정 모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하며, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 칭한다.Hereinafter, the direction in which the load port 120, the transfer frame 140, the loading module 30, and the process module 20 are arranged is referred to as a first direction 12, and when viewed from above, the first direction ( 12) is referred to as a second direction 14, and a direction perpendicular to the plane including the first direction 12 and the second direction 14 is referred to as a third direction 16.

로드 포트(120)에는 복수 개의 기판들(W)이 수납된 캐리어(18)가 안착된다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 캐리어(18)에는 기판의 가장자리를 지지하도록 제공된 슬롯(도시되지 않음)이 형성된다. 슬롯은 제3방향(16)을 복수 개가 제공되고, 기판은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 캐리어 내에 위치된다. 캐리어(18)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.A carrier 18 accommodating a plurality of substrates W is seated in the load port 120 . A plurality of load ports 120 are provided and they are arranged in a line along the second direction 14 . The carrier 18 is formed with slots (not shown) provided to support the edge of the substrate. A plurality of slots are provided in the third direction 16, and the substrates are placed in the carrier in a stacked state spaced apart from each other along the third direction 16. A front opening unified pod (FOUP) may be used as the carrier 18 .

이송 프레임(140)은 로드 포트(120)에 안착된 캐리어(18), 버퍼 유닛(2000), 그리고 로딩 모듈(30) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 프레임(140)에는 인덱스 레일(142)과 인덱스 로봇(144)이 제공된다. 인덱스 레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(144)은 인덱스 레일(142) 상에 설치되며, 인덱스 레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스 로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스 레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다.The transfer frame 140 transfers the substrate W between the carrier 18 seated in the load port 120 , the buffer unit 2000 , and the loading module 30 . An index rail 142 and an index robot 144 are provided on the transfer frame 140 . The length direction of the index rail 142 is parallel to the second direction 14 . The index robot 144 is installed on the index rail 142 and linearly moves in the second direction 14 along the index rail 142 . The index robot 144 has a base 144a, a body 144b, and an index arm 144c. The base 144a is installed to be movable along the index rail 142 . The body 144b is coupled to the base 144a. The body 144b is provided to be movable along the third direction 16 on the base 144a.

또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(144c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(144c)들 중 일부는 공정 모듈(20)에서 캐리어(18)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 다른 일부는 캐리어(18)에서 공정 모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스 로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the body 144b is provided to be rotatable on the base 144a. The index arm 144c is coupled to the body 144b and is provided to be movable forward and backward with respect to the body 144b. A plurality of index arms 144c are provided to be individually driven. The index arms 144c are stacked and spaced apart from each other along the third direction 16 . Some of the index arms 144c are used when transferring the substrate W from the process module 20 to the carrier 18, and some of the index arms 144c transfer the substrate W from the carrier 18 to the process module 20. can be used when This can prevent particles generated from the substrate W before processing from being attached to the substrate W after processing during the process of carrying in and unloading the substrate W by the index robot 144 .

버퍼 유닛(2000)은 기판(W)을 임시 보관한다. 버퍼 유닛(2000)은 기판(W) 상에 잔류되는 공정 부산물을 제거하는 공정을 수행한다. 버퍼 유닛(2000)은 공정 모듈(20)에서 처리된 기판(W)을 후처리하는 후처리 공정을 수행한다. 후처리 공정은 기판(W) 상에 퍼지 가스를 퍼지하는 공정일 수 있다. 버퍼 유닛(2000)은 복수 개로 제공된다. 각각의 버퍼 유닛(2000)은 이송 프레임(140)을 사이에 두고 서로 대향되게 위치된다. 버퍼 유닛(2000)은 제2방향(14)으로 배열된다. 이송 프레임(140)의 양측에 각각 위치된다. 선택적으로 버퍼 유닛(2000)은 단일하게 제공되며, 이송 프레임(140)의 일측에 위치될 수 있다. 로딩 모듈(30)은 이송 프레임(140)과 반송 유닛(240) 사이에 배치된다. 로딩 모듈(30)은 공정 모듈(20)로 반입되는 기판(W)에 대해 인덱스 모듈(10)의 상압 분위기를 공정 모듈(20)의 진공 분위기로 치환하거나, 인덱스 모듈(10)로 반출되는 기판(W)에 대해 공정 모듈(20)의 진공 분위기를 인덱스 모듈(10)의 상압 분위기로 치환한다. 로딩 모듈(30)은 반송 유닛(240)과 이송 프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 로딩 모듈(30)은 로드락 챔버(32) 및 언로드락 챔버(34)를 포함한다.The buffer unit 2000 temporarily stores the substrate W. The buffer unit 2000 performs a process of removing process by-products remaining on the substrate W. The buffer unit 2000 performs a post-processing process of post-processing the substrate W processed in the process module 20 . The post-processing process may be a process of purging a purge gas on the substrate W. A plurality of buffer units 2000 are provided. Each buffer unit 2000 is positioned to face each other with the transfer frame 140 interposed therebetween. The buffer units 2000 are arranged in the second direction 14 . They are located on both sides of the transfer frame 140, respectively. Optionally, the buffer unit 2000 is provided singly and may be located on one side of the transfer frame 140 . The loading module 30 is disposed between the transport frame 140 and the transport unit 240 . The loading module 30 replaces the normal pressure atmosphere of the index module 10 with the vacuum atmosphere of the process module 20 for the substrate W carried into the process module 20 or the substrate W carried into the index module 10. Regarding (W), the vacuum atmosphere of the process module 20 is replaced with the normal pressure atmosphere of the index module 10. The loading module 30 provides a space in which the substrate W stays between the transfer unit 240 and the transfer frame 140 before the substrate W is transported. The loading module 30 includes a load lock chamber 32 and an unload lock chamber 34 .

로드락 챔버(32)는 인덱스 모듈(10)에서 공정 모듈(20)로 반송되는 기판(W)이 임시로 머무른다. 로드락 챔버(32)는 대기 상태에서 상압 분위기를 유지하며, 공정 모듈(20)에 대해 차단되는 반면, 인덱스 모듈(10)에 대해 개방된 상태를 유지한다. 로드락 챔버(32)에 기판(W)이 반입되면, 내부 공간을 인덱스 모듈(10)과 공정 모듈(20) 각각에 대해 밀폐한다. 이후 로드락 챔버(32)의 내부 공간을 상압 분위기에서 진공 분위기로 치환하고, 인덱스 모듈(10)에 대해 차단된 상태에서 공정 모듈(20)에 대해 개방된다.In the load lock chamber 32 , a substrate W transferred from the index module 10 to the process module 20 is temporarily stored. The load lock chamber 32 maintains an atmospheric pressure atmosphere in a standby state, and is blocked from the process module 20 while maintaining an open state from the index module 10 . When the substrate W is loaded into the load lock chamber 32 , the internal space is sealed for each of the index module 10 and the process module 20 . Thereafter, the internal space of the load lock chamber 32 is replaced from a normal pressure atmosphere to a vacuum atmosphere, and is opened to the process module 20 in a closed state to the index module 10 .

언로드락 챔버(34)는 공정 모듈(20)에서 인덱스 모듈(10)로 반송되는 기판(W)이 임시로 머무른다. 언로드락 챔버(34)는 대기 상태에서 진공 분위기를 유지하며, 인덱스 모듈(10)에 대해 차단되는 반면, 공정 모듈(20)에 대해 개방된 상태를 유지한다. 언로드락 챔버(34)에 기판(W)이 반입되면, 내부 공간을 인덱스 모듈(10)과 공정 모듈(20) 각각에 대해 밀폐한다. 이후 언로드락 챔버(34)의 내부 공간을 진공 분위기에서 상압 분위기로 치환하고, 공정 모듈(20)에 대해 차단된 상태에서 인덱스 모듈(10)에 대해 개방된다.In the unload lock chamber 34 , the substrate W transported from the process module 20 to the index module 10 temporarily stays. The unload lock chamber 34 maintains a vacuum atmosphere in the standby state, and is blocked from the index module 10 while maintaining an open state from the process module 20 . When the substrate W is loaded into the unload lock chamber 34, the internal space is sealed for each of the index module 10 and the process module 20. Thereafter, the inner space of the unload lock chamber 34 is replaced from a vacuum atmosphere to a normal pressure atmosphere, and is opened to the index module 10 while being blocked from the process module 20 .

공정 모듈(20)은 반송 유닛(240) 및 복수 개의 공정 챔버들을 포함할 수 있다. The process module 20 may include a transfer unit 240 and a plurality of process chambers.

반송 유닛(240)은 로드락 챔버(32), 언로드락 챔버(34), 그리고 복수 개의 공정 챔버들(260) 간에 기판(W)을 반송한다. 반송 유닛(240)은 반송 챔버(242) 및 반송 로봇(250)을 포함한다. 반송 챔버(242)는 육각형의 형상으로 제공될 수 있다. 선택적으로 반송 챔버(242)는 직사각 또는 오각의 형상으로 제공될 수 있다. 반송 챔버(242)의 둘레에는 로드락 챔버(32), 언로드락 챔버(34), 그리고 복수 개의 공정 챔버들(260)이 위치된다. 반송 챔버(242)의 내부에는 기판(W)을 반송하기 위한 반송 공간(244)에 제공된다.The transport unit 240 transports the substrate W between the load lock chamber 32 , the unload lock chamber 34 , and the plurality of process chambers 260 . The transfer unit 240 includes a transfer chamber 242 and a transfer robot 250 . The transfer chamber 242 may be provided in a hexagonal shape. Optionally, the transfer chamber 242 may be provided in a rectangular or pentagonal shape. Around the transfer chamber 242 , a load lock chamber 32 , an unload lock chamber 34 , and a plurality of process chambers 260 are positioned. A transport space 244 for transporting the substrate W is provided inside the transport chamber 242 .

반송 로봇(250)은 반송 공간(244)에서 기판(W)을 반송한다. 반송 로봇(250)은 반송 챔버(240)의 중앙부에 위치될 수 있다. 반송 로봇(250)은 수평, 수직 방향으로 이동할 수 있고, 수평면 상에서 전진, 후진 또는 회전이 가능한 복수 개의 핸드들(252)을 가질 수 있다. 각 핸드(252)는 독립 구동이 가능하며, 기판(W)은 핸드(252)에 수평 상태로 안착될 수 있다.The transport robot 250 transports the substrate W in the transport space 244 . The transfer robot 250 may be located in the center of the transfer chamber 240 . The transfer robot 250 may move in horizontal and vertical directions, and may have a plurality of hands 252 capable of moving forward, backward, or rotating on a horizontal plane. Each hand 252 can be driven independently, and the substrate W can be placed on the hand 252 in a horizontal state.

아래에서는 공정 챔버(260)에 제공된 플라즈마 처리 장치(1000)에 대해 설명한다. 플라즈마 처리 장치(1000)는 기판(W)을 식각 처리하는 장치로 설명한다. 그러나 본 실시 예의 플라즈마 처리 장치(1000)는 식각 처리 장치에 한정되지 않으며, 다양하게 적용 가능한다.Below, the plasma processing apparatus 1000 provided in the process chamber 260 will be described. The plasma processing apparatus 1000 will be described as an apparatus for etching the substrate W. However, the plasma processing apparatus 1000 of this embodiment is not limited to an etching processing apparatus and can be applied in various ways.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공정 모듈을 보여주는 단면도이다. 2 is a cross-sectional view showing a process module according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 플라즈마 처리 장치(1000)는 공정 챔버(1100), 기판 지지 유닛(1200), 플라즈마 발생 유닛(1300), 가스 공급 유닛(1400), 배플 유닛(1500) 그리고 제어기(미도시)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the plasma processing apparatus 1000 includes a process chamber 1100, a substrate support unit 1200, a plasma generating unit 1300, a gas supply unit 1400, a baffle unit 1500, and a controller (not shown). ) may be included.

도 2를 참조하면, 플라즈마 처리 장치(1000)는 플라즈마를 이용하여 웨이퍼(W)를 처리한다. 기판의 일 예로 반도체 웨이퍼(이하, 간단히 「웨이퍼(W)」라고 함)가 제공된다. Referring to FIG. 2 , the plasma processing apparatus 1000 processes a wafer W using plasma. As an example of the substrate, a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as "wafer W") is provided.

공정 챔버(1100)는 내부에 기판 처리 공정이 수행되는 처리 공간(1101)을 제공한다. 처리 공간(1101)은 대기압 보다 낮은 압력의 공정압으로 유지될 수 있으며, 밀폐된 공간으로 제공될 수 있다. 공정 챔버(1100)는 금속 재질로 제공될 수 있다. 일 예로, 공정 챔버(1100)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 공정 챔버(1100)의 표면은 양극 산화 처리될 수 있다. 공정 챔버(1100)는 전기적으로 접지될 수 있다. 공정 챔버(1100)의 바닥면에는 배기홀(1102)이 형성될 수 있다. 배기홀(1102)은 배기 라인(1151)과 연결될 수 있다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 챔버의 내부 공간에 머무르는 가스는 배기 라인(1151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 공정 챔버(1100)의 내부는 소정 압력으로 감압될 수 있다.The process chamber 1100 provides a processing space 1101 in which a substrate processing process is performed. The processing space 1101 may be maintained at a process pressure lower than atmospheric pressure, and may be provided as a closed space. The process chamber 1100 may be made of a metal material. For example, the process chamber 1100 may be made of aluminum. A surface of the process chamber 1100 may be anodized. The process chamber 1100 may be electrically grounded. An exhaust hole 1102 may be formed on a bottom surface of the process chamber 1100 . The exhaust hole 1102 may be connected to the exhaust line 1151 . Reaction by-products generated during the process and gas remaining in the inner space of the chamber may be discharged to the outside through the exhaust line 1151 . The inside of the process chamber 1100 may be reduced to a predetermined pressure by the exhausting process.

일 예에 의하면, 공정 챔버(1100) 내부에는 라이너(1130)가 제공될 수 있다. 라이너(1130)는 상면 및 하면이 개방된 원통 형상을 가질 수 있다. 라이너(1130)는 챔버(1100)의 내측면과 접촉하도록 제공될 수 있다. 라이너(1130)는 챔버(1100)의 내측벽을 보호하여 챔버(1100)의 내측벽이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판 처리 공정 중에 발생한 불순물이 챔버(1100)의 내측벽에 증착되는 것을 방지할 수 있다. 라이너(1130)는 공정 챔버(1100) 내부의 처리 공간에 노출되어 제1 세정 가스와 반응할 수 있으며, 이트리아(Y2O3) 재질을 포함할 수 있다.According to an example, a liner 1130 may be provided inside the process chamber 1100 . The liner 1130 may have a cylindrical shape with open top and bottom surfaces. The liner 1130 may be provided to contact the inner surface of the chamber 1100 . The liner 1130 may protect the inner wall of the chamber 1100 from being damaged by an arc discharge. In addition, impurities generated during the substrate processing process may be prevented from being deposited on the inner wall of the chamber 1100 . The liner 1130 may be exposed to the processing space inside the process chamber 1100 to react with the first cleaning gas, and may include a material of yttria (Y2O3).

공정 챔버(1100)의 상부에는 윈도우(1140)가 제공된다. 윈도우(1140)는 판 형상으로 제공된다. 윈도우(1140)는 공정 챔버(1100)의 개방된 상면을 덮어 처리 공간(1101)을 밀폐시킨다. 윈도우(1140)는 유전체(dielectric substance)를 포함할 수 있다.A window 1140 is provided above the process chamber 1100 . The window 1140 is provided in a plate shape. The window 1140 covers the open upper surface of the process chamber 1100 to seal the processing space 1101 . The window 1140 may include a dielectric substance.

공정 챔버(1100)의 내부에는 기판 지지 유닛(1200)이 제공된다. 일 실시 예에 있어서, 기판 지지 유닛(1200)은 챔버(1100) 내부에서 챔버(1100)의 바닥면으로부터 상부로 소정 거리 이격되어 위치할 수 있다. 기판 지지 유닛(1200)은 웨이퍼(W)를 지지할 수 있다. 기판 지지 유닛(1200)는 정전기력을 이용하여 웨이퍼(W)를 흡착하는 정전 전극(1223)을 포함하는 정전척(ESC)을 포함할 수 있다. 이와 달리, 기판 지지 유닛(1200)는 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 웨이퍼(W)를 지지할 수도 있다. 이하에서는 정전척(ESC)을 포함하는 기판 지지 유닛(1200)을 일 예로 설명한다.A substrate support unit 1200 is provided inside the process chamber 1100 . In one embodiment, the substrate support unit 1200 may be spaced apart from the bottom surface of the chamber 1100 upward by a predetermined distance inside the chamber 1100 . The substrate support unit 1200 may support a wafer (W). The substrate support unit 1200 may include an electrostatic chuck (ESC) including an electrostatic electrode 1223 adsorbing the wafer W using electrostatic force. Alternatively, the substrate support unit 1200 may support the wafer W in various ways such as mechanical clamping. Hereinafter, the substrate support unit 1200 including the electrostatic chuck (ESC) will be described as an example.

기판 지지 유닛(1200)은 서셉터, 베이스 하우징(1250), 전력 로드 그리고 구동 유닛을 포함할 수 있다. 서셉터는 유전체 플레이트(1220), 전극 플레이트(1230) 그리고 절연체 플레이트(1270)를 포함하는 모듈 형태로 제공될 수 있다. The substrate support unit 1200 may include a susceptor, a base housing 1250, a power rod, and a driving unit. The susceptor may be provided in a modular form including a dielectric plate 1220 , an electrode plate 1230 and an insulator plate 1270 .

유전체 플레이트(1220) 그리고 전극 플레이트(1230)는 정전척(ESC)를 이룰 수 있다. 유전체 플레이트(1220)는 웨이퍼(W)를 지지할 수 있다. 유전체 플레이트(1220)는 포커스 링(1240)에 의해 그 둘레가 감싸질 수 있다. 유전체 플레이트(1220)은 전극 플레이트(1230)의 상단에 위치할 수 있다. 유전체 플레이트(1220)는 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공될 수 있다. 유전체 플레이트(1220)의 상면에는 웨이퍼(W)가 놓일 수 있다. 유전체 플레이트(1220)의 상면은 웨이퍼(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 때문에, 웨이퍼(W)의 가장자리 영역은 유전체 플레이트(1220)의 외측에 위치할 수 있다. 웨이퍼(W)의 가장자리는 포커스 링(1240)의 상면에 놓일 수 있다.The dielectric plate 1220 and the electrode plate 1230 may form an electrostatic chuck (ESC). The dielectric plate 1220 may support the wafer (W). A circumference of the dielectric plate 1220 may be surrounded by the focus ring 1240 . The dielectric plate 1220 may be positioned on top of the electrode plate 1230 . The dielectric plate 1220 may be provided with a disk-shaped dielectric substance. A wafer W may be placed on the upper surface of the dielectric plate 1220 . An upper surface of the dielectric plate 1220 may have a radius smaller than that of the wafer W. Therefore, an edge region of the wafer W may be located outside the dielectric plate 1220 . An edge of the wafer W may be placed on an upper surface of the focus ring 1240 .

유전체 플레이트(1220)는 내부에 정전 전극(1223), 히터(1225) 그리고 제1 공급 유로(1221)를 포함할 수 있다. 제1 공급 유로(1221)는 유전체 플레이트(1220)의 상면으로부터 저면을 관통하여 형성될 수 있다. 제1 공급 유로(1221)는 서로 이격하여 복수 개 형성되며, 웨이퍼(W)의 저면으로 열전달 매체가 공급되는 통로로 제공될 수 있다.The dielectric plate 1220 may include an electrostatic electrode 1223 , a heater 1225 , and a first supply channel 1221 therein. The first supply passage 1221 may be formed from the top surface of the dielectric plate 1220 through the bottom surface of the dielectric plate 1220 . A plurality of first supply passages 1221 are formed spaced apart from each other, and may be provided as passages through which a heat transfer medium is supplied to the lower surface of the wafer (W).

정전 전극(1223)은 제1 전원(1223a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전원(1223a)은 직류 전원을 포함할 수 있다. 정전 전극(1223)과 제1 전원(1223a) 사이에는 스위치(1223b)가 설치될 수 있다. 정전 전극(1223)은 스위치(1223b)의 온/오프(ON/OFF) 동작에 의해 제1 전원(1223a)과 전기적으로 연결되거나, 연결이 해제될 수 있다. 스위치(1223b)가 온(ON)되면, 정전 전극(1223)에는 직류 전류가 인가될 수 있다. 정전 전극(1223)에 인가된 전류에 의해 정전 전극(1223)과 웨이퍼(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 웨이퍼(W)는 유전체 플레이트(1220)에 흡착될 수 있다.The electrostatic electrode 1223 may be electrically connected to the first power source 1223a. The first power supply 1223a may include DC power. A switch 1223b may be installed between the electrostatic electrode 1223 and the first power source 1223a. The electrostatic electrode 1223 may be electrically connected to or disconnected from the first power source 1223a by an ON/OFF operation of the switch 1223b. When the switch 1223b is turned on, DC current may be applied to the electrostatic electrode 1223 . An electrostatic force is applied between the electrostatic electrode 1223 and the wafer W by a current applied to the electrostatic electrode 1223 , and the wafer W may be adsorbed to the dielectric plate 1220 by the electrostatic force.

히터(1225)는 정전 전극(1223)의 하부에 위치할 수 있다. 히터(1225)는 제2 전원(1225a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 히터(1225)는 제2 전원(1225a)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킬 수 있다. 발생된 열은 유전체 플레이트(1220)을 통해 웨이퍼(W)으로 전달될 수 있다. 히터(1225)에서 발생된 열에 의해 웨이퍼(W)는 소정 온도로 유지될 수 있다. 히터(1225)는 나선 형상의 코일을 포함할 수 있다.The heater 1225 may be positioned under the electrostatic electrode 1223 . The heater 1225 may be electrically connected to the second power source 1225a. The heater 1225 may generate heat by resisting a current applied from the second power source 1225a. The generated heat may be transferred to the wafer W through the dielectric plate 1220 . The wafer W may be maintained at a predetermined temperature by heat generated by the heater 1225 . The heater 1225 may include a spiral coil.

전극 플레이트(1230)는 유전체 플레이트(1220)의 하부에 위치할 수 있다. 유전체 플레이트(1220)의 저면과 전극 플레이트(1230)의 상면은 접착제(1236)에 의해 접착될 수 있다. 전극 플레이트(1230)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 전극 플레이트(1230)의 상면은 중심 영역이 가장자리 영역보다 높게 위치되도록 단차질 수 있다. 전극 플레이트(1230)의 상면 중심 영역은 유전체 플레이트(1220)의 저면에 상응하는 면적을 가지며, 유전체 플레이트(1220)의 저면과 접착될 수 있다. 전극 플레이트(1230)는 내부에 제1 순환 유로(1231), 제2 순환 유로(1232) 그리고 제 2 공급 유로(1233)가 형성될 수 있다.The electrode plate 1230 may be positioned below the dielectric plate 1220 . A bottom surface of the dielectric plate 1220 and an upper surface of the electrode plate 1230 may be bonded by an adhesive 1236 . The electrode plate 1230 may be made of aluminum. The upper surface of the electrode plate 1230 may be stepped so that the center region is higher than the edge region. A central region of the top surface of the electrode plate 1230 has an area corresponding to the bottom surface of the dielectric plate 1220 and may be adhered to the bottom surface of the dielectric plate 1220 . A first circulation passage 1231 , a second circulation passage 1232 , and a second supply passage 1233 may be formed inside the electrode plate 1230 .

제1 순환 유로(1231)는 열전달 매체가 순환하는 통로로 제공될 수 있다. 제1 순환 유로(1231)는 전극 플레이트(1230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제1 순환 유로(1231)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제1 순환 유로(1231)들은 서로 연통될 수 있다. 제1 순환 유로(1231)들은 동일한 높이에 형성될 수 있다.The first circulation passage 1231 may be provided as a passage through which the heat transfer medium circulates. The first circulation passage 1231 may be formed in a spiral shape inside the electrode plate 1230 . Alternatively, in the first circulation passage 1231 , ring-shaped passages having different radii may have the same center. Each of the first circulation passages 1231 may communicate with each other. The first circulation channels 1231 may be formed at the same height.

제2 순환 유로(1232)는 냉매가 순환하는 통로로 제공될 수 있다. 제2 순환 유로(1232)는 전극 플레이트(1230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제2 순환 유로(1232)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제2 순환 유로(1232)들은 서로 연통될 수 있다. 제2 순환 유로(1232)는 제1 순환 유로(1231)보다 큰 단면적을 가질 수 있다. 제2 순환 유로(1232)들은 동일한 높이에 형성될 수 있다. 제2 순환 유로(1232)는 제 1 순환 유로(1231)의 하부에 형성될 수 있다.The second circulation passage 1232 may serve as a passage through which the refrigerant circulates. The second circulation passage 1232 may be formed in a spiral shape inside the electrode plate 1230 . Alternatively, the second circulation passage 1232 may be arranged so that ring-shaped passages having different radii have the same center. Each of the second circulation passages 1232 may communicate with each other. The second circulation passage 1232 may have a larger cross-sectional area than the first circulation passage 1231 . The second circulation passages 1232 may be formed at the same height. The second circulation passage 1232 may be formed below the first circulation passage 1231 .

제2 공급 유로(1233)는 제1 순환 유로(1231)부터 상부로 연장되며, 전극 플레이트(1230)의 상면으로 제공될 수 있다. 제2 공급 유로(1243)는 제 1 공급 유로(1221)에 대응하는 개수로 제공되며, 제1 순환 유로(1231)와 제 1 공급 유로(1221)를 연결할 수 있다.The second supply passage 1233 extends upward from the first circulation passage 1231 and may be provided as an upper surface of the electrode plate 1230 . The second supply passage 1243 is provided in a number corresponding to the first supply passage 1221 , and may connect the first circulation passage 1231 and the first supply passage 1221 .

제1 순환 유로(1231)는 열전달 매체 공급 라인(1231b)을 통해 열전달 매체 저장부(1231a)와 연결될 수 있다. 열전달 매체 저장부(1231a)에는 열전달 매체가 저장될 수 있다. 열전달 매체는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 실시 예에 의하면, 열전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함할 수 있다. 헬륨 가스는 공급 라인(1231b)을 통해 제1 순환 유로(1231)에 공급되며, 제2 공급 유로(1233)와 제1 공급 유로(1221)를 순차적으로 거쳐 웨이퍼(W) 저면으로 공급될 수 있다. 헬륨 가스는 플라즈마에서 웨이퍼(W)으로 전달된 열이 유전체 플레이트(1220)로 전달되는 매개체 역할을 할 수 있다.The first circulation passage 1231 may be connected to the heat transfer medium storage unit 1231a through a heat transfer medium supply line 1231b. A heat transfer medium may be stored in the heat transfer medium storage unit 1231a. The heat transfer medium may contain an inert gas. According to an embodiment, the heat transfer medium may include helium (He) gas. The helium gas may be supplied to the first circulation passage 1231 through the supply line 1231b, and may be supplied to the bottom surface of the wafer W through the second supply passage 1233 and the first supply passage 1221 sequentially. . The helium gas may serve as a medium through which heat transferred from the plasma to the wafer W is transferred to the dielectric plate 1220 .

제2 순환 유로(1232)는 냉매 공급 라인(1232c)을 통해 냉매 저장부(1232a)와 연결될 수 있다. 냉매 저장부(1232a)에는 냉매가 저장될 수 있다. 냉매 저장부(1232a) 내에는 냉각기(1232b)가 제공될 수 있다. 냉각기(1232b)는 냉매를 소정 온도로 냉각시킬 수 있다. 이와 달리, 냉각기(1232b)는 냉매 공급 라인(1232c) 상에 설치될 수 있다. 냉매 공급 라인(1232c)을 통해 제2 순환 유로(1232)에 공급된 냉매는 제2 순환 유로(1232)를 따라 순환하며 전극 플레이트(1230)를 냉각할 수 있다. 전극 플레이트(1230)는 냉각되면서 유전체 플레이트(1220)과 웨이퍼(W)를 함께 냉각시켜 웨이퍼(W)를 소정 온도로 유지시킬 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 냉매는 0℃이하(저온)로 냉각되어 공급될 수 있다. 바람직한 실시 예에 있어서, 냉매는 -30℃ 이하(극저온)로 냉각될 수 있다. 실시 형태에 있어서, 냉매는 전극 플레이트(230)를 -30℃내지 -100℃ 보다 바람직하게는 -30℃내지 -60℃의 범위의 극저온으로 냉각한다.The second circulation passage 1232 may be connected to the refrigerant storage unit 1232a through a refrigerant supply line 1232c. Refrigerant may be stored in the refrigerant storage unit 1232a. A cooler 1232b may be provided in the refrigerant storage unit 1232a. The cooler 1232b may cool the refrigerant to a predetermined temperature. Alternatively, the cooler 1232b may be installed on the refrigerant supply line 1232c. The refrigerant supplied to the second circulation passage 1232 through the coolant supply line 1232c may circulate along the second circulation passage 1232 and cool the electrode plate 1230 . While the electrode plate 1230 is cooled, the dielectric plate 1220 and the wafer W may be cooled together to maintain the wafer W at a predetermined temperature. In one embodiment, the refrigerant may be supplied after being cooled to 0° C. or less (low temperature). In a preferred embodiment, the refrigerant may be cooled to -30°C or lower (cryogenic temperature). In an embodiment, the refrigerant cools the electrode plate 230 to a cryogenic temperature ranging from -30°C to -100°C, more preferably -30°C to -60°C.

전극 플레이트(1230)는 금속판을 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 전극 플레이트(1230) 전체가 금속판으로 제공될 수 있다. 전극 플레이트(1230)는 전력 로드(1280)와 슬립 링(1284)을 통해 제3 전원(1235a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 전원(1235a)은 고주파 전력을 발생시키는 고주파 전원으로 제공될 수 있다. 고주파 전원은 RF 전원을 포함할 수 있다. 전극 플레이트(1230)는 제3 전원(1235a)으로부터 고주파 전력을 인가받을 수 있다. 이로 인하여 전극 플레이트(1230)는 전극, 즉 하부 전극으로서 기능할 수 있다.The electrode plate 1230 may include a metal plate. According to an example, the entire electrode plate 1230 may be provided as a metal plate. The electrode plate 1230 may be electrically connected to the third power source 1235a through the power rod 1280 and the slip ring 1284 . The third power source 1235a may be provided as a high frequency power source that generates high frequency power. The high frequency power source may include an RF power source. The electrode plate 1230 may receive high frequency power from the third power source 1235a. Due to this, the electrode plate 1230 may function as an electrode, that is, a lower electrode.

전력 로드(1280)는 전도성 소재로 내부가 빈 통로를 갖는다. 전력 로드(1280)는 구동 유닛(1290)에 의해 회전된다. 구동 유닛(1290)은 챔버(1100) 외부에 제공되는 구동원인 모터(1292)와, 모터(1292)에 의해 회전되는 회전축(1294), 그리고 전력 로드(1280)에 회전축(1294)의 회전력을 전달하는 기어부(1296)를 포함할 수 있다. The power rod 1280 has an empty passage made of a conductive material. Power rod 1280 is rotated by drive unit 1290 . The drive unit 1290 transmits the rotational force of the rotation shaft 1294 to a motor 1292 as a driving source provided outside the chamber 1100, a rotation shaft 1294 rotated by the motor 1292, and a power rod 1280. It may include a gear portion 1296 to do.

전력 로드(1280)에는 슬립 링(1284)이 제공된다. 슬립 링(1284)은 외부의 고주파 전원으로부터 전력 로드(1280)로 전력을 전달할 수 있도록 전력 로드(1280)에 제공된다. 슬립 링(1284)의 일측에는 제3 전원(1235a)과 연결되는 제3 전원라인(1235c)이 접속된다. 슬립 링(1284)을 통해 제3 전원(1235a)로부터 전극 플레이트(1230)로 전력이 신뢰성 있게 전달할 수 있으면서도 전력 로드(1280)의 회전 동작도 가능하게 한다. 슬립 링(1284)은 높은 전기전도성을 갖는 재질인 수은을 포함할 수 있다. 여기서, 슬립 링(1284)에 사용되는 전기전도성 액체는 수은에 한정되는 것은 아니며 전기전도성을 갖는 다른 액체가 사용될 수 있다. The power load 1280 is provided with a slip ring 1284. The slip ring 1284 is provided to the power load 1280 to transfer power from an external high-frequency power supply to the power load 1280. A third power supply line 1235c connected to the third power supply 1235a is connected to one side of the slip ring 1284 . Power can be reliably transferred from the third power source 1235a to the electrode plate 1230 through the slip ring 1284, and rotation of the power rod 1280 is also possible. The slip ring 1284 may include mercury, which is a material having high electrical conductivity. Here, the electrically conductive liquid used for the slip ring 1284 is not limited to mercury, and other liquids having electrical conductivity may be used.

슬립 링(1284)은 내부 중공부에 수은이 충전된 고정단자와, 고정단자의 중공부에 일단이 내입되어 회전가능하게 결합되고 고정단자와는 수은에 의해 전기적으로 연결되는 회전단자를 포함한다. 고정단자는 제3 전원라인(1235c)이 접속되고, 회전단자는 전력 로드(1280)와 접속된다. 도시하지 않았지만, 슬립 링(1284)은 회전단자를 내입시키는 고정단자 입구측에는 베어링을 설치하여 회전단자의 마찰을 최소화하면서 회전이 이루어지도록 연결한다. 즉, 회전단자와 고정단자는 베어링에 의해서만 접촉되며, 내부는 액상인 수은에 의해 전기적으로 연결되어 전력 전달이 이루어지도록 하는 구조이며, 이에 대한 상세한 도면은 생략하기로 한다. The slip ring 1284 includes a fixed terminal filled with mercury in an internal hollow portion, and a rotary terminal having one end inserted into the hollow portion of the fixed terminal and rotatably coupled thereto and electrically connected to the fixed terminal by mercury. The fixed terminal is connected to the third power line 1235c, and the rotating terminal is connected to the power load 1280. Although not shown, the slip ring 1284 connects the rotation terminal while minimizing friction by installing a bearing on the inlet side of the fixed terminal into which the rotation terminal is inserted. That is, the rotating terminal and the fixed terminal are contacted only by bearings, and the inside is electrically connected by liquid mercury to transmit power, and detailed drawings thereof will be omitted.

포커스 링(1240)은 유전체 플레이트(1220)의 가장자리 영역에 배치될 수 있다. 포커스 링(1240)은 링 형상을 가지며, 유전체 플레이트(1220)의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 포커스 링(1240)의 상면은 외측부(1240a)가 내측부(1240b)보다 높도록 단차질 수 있다. 포커스 링(1240)의 상면 내측부(1240b)는 유전체 플레이트(1220)의 상면과 동일 높이에 위치될 수 있다. 포커스 링(1240)의 상면 내측부(1240b)는 유전체 플레이트(1220)의 외측에 위치된 웨이퍼(W)의 가장자리 영역을 지지할 수 있다. 포커스 링(1240)의 외측부(1240a)는 웨이퍼(W)의 가장자리 영역을 둘러싸도록 제공될 수 있다. 포커스 링(1240)은 웨이퍼(W)의 전체 영역에서 플라즈마의 밀도가 균일하게 분포하도록 전자기장을 제어할 수 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 전체 영역에 걸쳐 플라즈마가 균일하게 형성되어 웨이퍼(W)의 각 영역이 균일하게 식각될 수 있다.The focus ring 1240 may be disposed on an edge area of the dielectric plate 1220 . The focus ring 1240 has a ring shape and may be disposed along the circumference of the dielectric plate 1220 . An upper surface of the focus ring 1240 may be stepped so that the outer portion 1240a is higher than the inner portion 1240b. An inner portion 1240b of the top surface of the focus ring 1240 may be positioned at the same height as the top surface of the dielectric plate 1220 . The inner portion 1240b of the upper surface of the focus ring 1240 may support an edge area of the wafer W positioned outside the dielectric plate 1220 . The outer portion 1240a of the focus ring 1240 may be provided to surround an edge area of the wafer W. The focus ring 1240 may control the electromagnetic field so that the plasma density is uniformly distributed over the entire area of the wafer W. As a result, plasma is uniformly formed over the entire area of the wafer (W) so that each area of the wafer (W) can be uniformly etched.

베이스 하우징(1250)은 기판 지지 유닛(1200)의 하단부에 위치할 수 있다. 베이스 하우징(1250)은 내부에 공간(1255)이 형성될 수 있다. 베이스 하우징(1250)이 형성하는 공간(1255)은 공간(1255)의 외부와 기류가 소통될 수 있다. 베이스 하우징(1250)의 외부 반경은 전극 플레이트(1230)의 외부 반경과 동일한 길이로 제공될 수 있다. 베에스 하우징(1250)은 하우징 바디(1252)와 상부 플레이트(1254) 그리고 회전링(1256)을 포함할 수 있다. 상부 플레이트(1254)는 하우징 바디(1252)의 상부에 제공되고, 서셉터를 지지한다. 회전링(1256)은 상부 플레이트(1254)가 서셉터와 함께 회전되도록 상부 플레이트(1254)와 하우징 바디(1252) 사이에 제공될 수 있다. The base housing 1250 may be located at a lower end of the substrate support unit 1200 . A space 1255 may be formed inside the base housing 1250 . An air current may communicate with the outside of the space 1255 formed by the base housing 1250 . The outer radius of the base housing 1250 may be provided with the same length as the outer radius of the electrode plate 1230 . The base housing 1250 may include a housing body 1252, an upper plate 1254, and a rotating ring 1256. An upper plate 1254 is provided on top of the housing body 1252 and supports the susceptor. The rotation ring 1256 may be provided between the upper plate 1254 and the housing body 1252 so that the upper plate 1254 rotates together with the susceptor.

유전체 플레이트(1220)와 베이스 하우징(1250)의 사이에는 절연체 플레이트(1270)가 위치할 수 있다. 절연체 플레이트(1270)는 베이스 하우징(1250)의 상면을 덮을 수 있다. 절연체 플레이트(1270)는 전극 플레이트(1230)에 상응하는 단면적으로 제공될 수 있다. 절연체 플레이트(1270)는 절연체를 포함할 수 있다. 절연체 플레이트(1270)는 전극 플레이트(1230)와 베이스 하우징(1250)의 전기적 거리를 증가시키는 역할을 할 수 있다.An insulator plate 1270 may be positioned between the dielectric plate 1220 and the base housing 1250 . The insulator plate 1270 may cover the upper surface of the base housing 1250 . The insulator plate 1270 may have a cross-sectional area corresponding to that of the electrode plate 1230 . The insulator plate 1270 may include an insulator. The insulator plate 1270 may serve to increase an electrical distance between the electrode plate 1230 and the base housing 1250 .

베이스 하우징(1250)의 내부 공간(1255)에는 전력 로드가 위치된다. 베이스 하우징(1250)의 내부 공간(1255)은 공기가 제공될 수 있다. 공기는 절연체보다 유전율이 낮으므로 기판 지지 유닛(1200) 내부의 전자기장을 감소시키는 역할을 할 수 있다.A power load is positioned in the inner space 1255 of the base housing 1250 . Air may be supplied to the inner space 1255 of the base housing 1250 . Since air has a lower dielectric constant than an insulator, it may serve to reduce an electromagnetic field inside the substrate support unit 1200 .

베이스 하우징(1250)는 다수의 연결 부재(1253)를 가질 수 있다. 연결 부재(1253)는 베이스 플레이트(1250)의 외측면과 챔버(1100)의 내측벽을 연결할 수 있다. 연결 부재(1253)는 베이스 플레이트(1250)의 외측면에 일정한 간격으로 복수 개 제공될 수 있다. 연결 부재(1253)는 기판 지지 유닛(1200)를 챔버(1100) 내부에서 지지할 수 있다. 또한, 연결 부재(1253)는 챔버(1100)의 내측벽과 연결됨으로써 베이스 플레이트(1250)가 전기적으로 접지되도록 할 수 있다. 제1 전원(1223a)과 연결되는 제1 전원 라인(1223c), 제2 전원(1225a)과 연결되는 제2 전원라인(1225c), 제3 전원(1235a)과 연결되는 제3 전원라인(1235c), 열전달 매체 저장부(1231a)와 연결된 열전달 매체 공급라인(1231b), 냉매 저장부(1232a)와 연결된 냉매 공급 라인(1232c) 등은 연결 부재(1253)를 통해 전력 로드의 내부 통로를 통해 서셉터에 연결된다. The base housing 1250 may have a plurality of connecting members 1253 . The connecting member 1253 may connect an outer surface of the base plate 1250 and an inner wall of the chamber 1100 . A plurality of connecting members 1253 may be provided on the outer surface of the base plate 1250 at regular intervals. The connection member 1253 may support the substrate support unit 1200 inside the chamber 1100 . Also, the connection member 1253 may be connected to the inner wall of the chamber 1100 so that the base plate 1250 is electrically grounded. A first power line 1223c connected to the first power supply 1223a, a second power line 1225c connected to the second power supply 1225a, and a third power line 1235c connected to the third power supply 1235a , The heat transfer medium supply line 1231b connected to the heat transfer medium storage unit 1231a, the refrigerant supply line 1232c connected to the refrigerant storage unit 1232a, etc. connected to

플라즈마 발생 유닛(1300)은 챔버(1100) 내 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킬 수 있다. 상기 플라즈마 발생 유닛(1300)은 유도 결합형 플라즈마 타입의 플라즈마 소스를 사용할 수 있다. ICP 타입의 플라즈마 소스가 사용되는 경우, 챔버(1100)의 상부에 제공되는 안테나(1330) 및 챔버(1100)에 제공되는 하부 전극으로써 전극 플레이트(1230)가 포함될 수 있다. 안테나(1330) 및 전극 플레이트(1230)는 처리 공간(1101)을 사이에 두고 서로 평행하게 상하로 배치될 수 있다. 전극 플레이트(1230)뿐만 아니라 안테나(330)도 RF 전원(1310)에 의해 RF 신호를 인가받아 플라즈마를 생성하기 위한 에너지를 공급받을 수 있다. 양 전극 간의 공간에는 전기장이 형성되고, 이 공간에 공급되는 공정 가스는 플라즈마 상태로 여기될 수 있다. 이 플라즈마를 이용하여 기판 처리 공정이 수행된다. 안테나(1330) 및 전극 플레이트(1230)에 인가되는 RF 신호는 제어기(미도시)에 의해 제어될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 안테나(1330) 위에는 도파관(1320)이 배치될 수 상기 도파관(1320)은 RF 전원(1310)으로부터 제공된 RF 신호를 상기 안테나(1330)로 전달한다. 도파관(1320)은 도파관 내부로 인입 가능한 전도체를 가질 수 있다. 플라즈마 발생 유닛(1300)에 의해 발생된 플라즈마는 극저온(-30℃이하)로 냉각된 웨이퍼(W)를 처리한다. 이와 같이 극저온 환경에서 웨이퍼(W)를 플라즈마 처리하는 것을 극저온 플라즈마 공정이라 한다.The plasma generating unit 1300 may excite the process gas in the chamber 1100 to a plasma state. The plasma generating unit 1300 may use an inductively coupled plasma type plasma source. When an ICP type plasma source is used, an antenna 1330 provided on the top of the chamber 1100 and an electrode plate 1230 as a lower electrode provided on the chamber 1100 may be included. The antenna 1330 and the electrode plate 1230 may be vertically arranged parallel to each other with the processing space 1101 interposed therebetween. The antenna 330 as well as the electrode plate 1230 may receive an RF signal from the RF power supply 1310 to receive energy for generating plasma. An electric field is formed in a space between both electrodes, and a process gas supplied to the space may be excited into a plasma state. A substrate treatment process is performed using this plasma. An RF signal applied to the antenna 1330 and the electrode plate 1230 may be controlled by a controller (not shown). According to an embodiment of the present invention, a waveguide 1320 may be disposed on the antenna 1330. The waveguide 1320 transfers the RF signal provided from the RF power source 1310 to the antenna 1330. The waveguide 1320 may have a conductor retractable into the waveguide. The plasma generated by the plasma generating unit 1300 processes the wafer W cooled to an extremely low temperature (-30°C or lower). Plasma processing of the wafer W in a cryogenic environment is referred to as a cryogenic plasma process.

가스 공급 유닛(1400)은 챔버(1100) 내부에 공정 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 유닛(1400)은 가스 공급 노즐(1410), 가스 공급 라인(1420), 그리고 가스 저장부(1430)를 포함할 수 있다. The gas supply unit 1400 may supply process gas into the chamber 1100 . The gas supply unit 1400 may include a gas supply nozzle 1410 , a gas supply line 1420 , and a gas storage unit 1430 .

가스 공급 노즐(1410)은 챔버(1100)의 상면인 윈도우(1140)의 중앙부에 설치될 수 있다. 가스 공급 노즐(1410)의 저면에는 분사구가 형성될 수 있다. 분사구는 챔버(1100) 내부로 공정 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 라인(1420)은 가스 공급 노즐(1410)과 가스 저장부(1430)를 연결할 수 있다. 가스 공급 라인(1420)은 가스 저장부(1430)에 저장된 공정 가스를 가스 공급 노즐(1410)에 공급할 수 있다. 가스 공급 라인(1420)에는 밸브(1421)가 설치될 수 있다. 밸브(1421)는 가스 공급 라인(1420)을 개폐하며, 가스 공급 라인(1420)을 통해 공급되는 공정 가스의 유량을 조절할 수 있다.The gas supply nozzle 1410 may be installed in the central portion of the window 1140, which is an upper surface of the chamber 1100. An injection hole may be formed on a lower surface of the gas supply nozzle 1410 . The injection hole may supply process gas into the chamber 1100 . The gas supply line 1420 may connect the gas supply nozzle 1410 and the gas storage unit 1430 . The gas supply line 1420 may supply process gas stored in the gas storage unit 1430 to the gas supply nozzle 1410 . A valve 1421 may be installed in the gas supply line 1420 . The valve 1421 opens and closes the gas supply line 1420 and can adjust the flow rate of process gas supplied through the gas supply line 1420 .

가스 공급 유닛(1400)이 공급하는 공정 가스는 CF4(메탄), H2(수소), HBr(브롬화수소), NF3(삼불화질소), CH2F2(디플루오로메탄), O2(산소), F2(불소), HF(불화 수소) 중 어느 하나 이상 또는 이들의 조합일 수 있다. 한편, 제시된 공정 가스는 일 실시예에 불구하고 필요에 따라 달리 선택될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 공정 가스는 플라즈마 상태로 여기되어 기판을 에칭한다.Process gases supplied by the gas supply unit 1400 include CF 4 (methane), H 2 (hydrogen), HBr (hydrogen bromide), NF 3 (nitrogen trifluoride), CH 2 F 2 (difluoromethane), O 2 (oxygen), F 2 (fluorine), HF (hydrogen fluoride) may be any one or more or a combination thereof. On the other hand, the presented process gas may be selected differently as needed, despite an embodiment. A process gas according to an embodiment of the present invention is excited into a plasma state to etch a substrate.

배플 유닛(1500)은 챔버(1100)의 내측벽과 기판 지지 유닛(1200)의 사이에 위치될 수 있다. 배플(1510)은 링 형상으로 제공될 수 있다. 배플(1510)에는 복수의 관통홀(1511)들이 형성될 수 있다. 공정 챔버(1100) 내에 제공된 공정 가스는 배플(1510)의 관통홀(1511)들을 통과하여 배기홀(1102)로 배기될 수 있다. 배플(1510)의 형상 및 관통홀(1511)들의 형상에 따라 공정 가스의 흐름이 제어될 수 있다.The baffle unit 1500 may be positioned between the inner wall of the chamber 1100 and the substrate support unit 1200 . The baffle 1510 may be provided in a ring shape. A plurality of through holes 1511 may be formed in the baffle 1510 . The process gas provided in the process chamber 1100 may pass through the through holes 1511 of the baffle 1510 and be exhausted through the exhaust hole 1102 . The flow of process gas may be controlled according to the shape of the baffle 1510 and the through holes 1511 .

제어기(미도시)는 기판 처리 장치(1000)의 전체 동작을 제어할 수 있다. 제어기(미도시)는 CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다. CPU는 이들의 기억 영역에 저장된 각종 레시피에 따라, 후술되는 에칭 처리 등의 원하는 처리를 실행한다. 레시피에는 프로세스 조건에 대한 장치의 제어 정보인 프로세스 시간, 프로세스 압력, 고주파 전력이나 전압, 각종 가스 유량, 챔버 내 온도(상부 전극의 온도, 챔버의 측벽 온도, 정전 척 온도 등), 냉각기(1232b)의 온도 등이 입력되어 있다. 한편, 이들 프로그램이나 처리 조건을 나타내는 레시피는, 하드 디스크나 반도체 메모리에 기억되어도 좋다. 또한, 레시피는 CD-ROM, DVD 등의 가반성(可搬性)의 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 수용된 상태로 기억 영역의 소정 위치에 세트하도록 해도 좋다.A controller (not shown) may control the entire operation of the substrate processing apparatus 1000 . The controller (not shown) may include a Central Processing Unit (CPU), Read Only Memory (ROM), and Random Access Memory (RAM). The CPU executes desired processing, such as an etching processing described later, according to various recipes stored in these storage areas. The recipe includes process time, process pressure, high frequency power or voltage, various gas flow rates, temperature in the chamber (temperature of the upper electrode, temperature of the side wall of the chamber, temperature of the electrostatic chuck, etc.), cooler 1232b, which is control information of the device for process conditions. temperature, etc. are entered. On the other hand, recipes indicating these programs and processing conditions may be stored in a hard disk or semiconductor memory. In addition, the recipe may be set in a predetermined position in the storage area while being accommodated in a storage medium readable by a portable computer such as a CD-ROM or DVD.

본 발명에 따른 기판 지지 유닛은, 실시 예로 도시한 유도 결합형 플라즈마(ICP: Inductively Coupled Plasma) 장치뿐만이 아니라, 그 외의 플라즈마 처리 장치에 적용할 수 있다. 그 외의 플라즈마 처리 장치로는, 용량 결합형 플라즈마(CCP: Capacitively Coupled Plasma), 레이디얼 라인 슬롯 안테나를 이용한 플라즈마 처리 장치, 헬리콘파 여기형 플라즈마(HWP: Helicon Wave Plasma) 장치, 전자 사이클로트론 공명 플라즈마(ECR: Electron Cyclotron Resonance Plasma) 장치 등이 있다.The substrate support unit according to the present invention can be applied not only to the Inductively Coupled Plasma (ICP) device shown in the embodiment, but also to other plasma processing devices. Other plasma processing devices include capacitively coupled plasma (CCP: Capacitively Coupled Plasma), plasma processing device using a radial line slot antenna, Helicon Wave Excitation Plasma (HWP: Helicon Wave Plasma) device, electron cyclotron resonance   plasma ( ECR: Electron Cyclotron Resonance Plasma) devices and the like.

또한, 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 의해 처리되는 기판은 웨이퍼에 한정되지 않고, 예컨대, 플랫 패널 디스플레이(Flat Panel Display)용의 대형 기판, EL 소자 또는 태양 전지용의 기판이어도 좋다.In addition, the substrate processed by the substrate processing apparatus according to the present invention is not limited to a wafer, and may be, for example, a large substrate for a flat panel display, a substrate for an EL element or a solar cell.

일 실시 예로 식각 공정을 설명하였으나, 증착 공정을 수행하는 기판 처리 장치에도 적용될 수 있다.Although the etching process has been described as an example, it may also be applied to a substrate processing apparatus that performs a deposition process.

본 명세서에서 설명한 실시예에서 그 구성요소나 구성단계가 모두 필수적인 것은 아니므로, 본 발명은 그 구성요소나 구성단계의 일부를 선택적으로 포함할 수 있다. 또한, 구성단계들은 반드시 설명된 순서로 수행되어야만 하는 것은 아니므로, 나중에 설명된 단계가 먼저 설명된 단계에 앞서 수행되는 것도 가능하다.Since not all of the components or steps are essential in the embodiments described in this specification, the present invention may selectively include some of the components or steps. Also, the construction steps do not necessarily have to be performed in the order described, so it is possible for later described steps to be performed prior to earlier described steps.

나아가, 상술한 실시예들은 반드시 독립적으로만 수행되어야 하는 것은 아니며, 개별적으로 또는 서로 조합되어 이용될 수 있다.Furthermore, the above-described embodiments are not necessarily performed independently, and may be used individually or in combination with each other.

1000 : 플라즈마 처리 장치 1100 : 공정 챔버
1200 : 기판 지지 유닛 1300 : 플라즈마 발생 유닛
1400 : 가스 공급 유닛 1500 : 배플 유닛
1280 : 전력 로드 1290 : 구동 유닛
1000: plasma processing device 1100: process chamber
1200: substrate support unit 1300: plasma generating unit
1400: gas supply unit 1500: baffle unit
1280: power load 1290: drive unit

Claims (10)

처리 공간을 형성하는 공정 챔버;
상기 공정 챔버 내부로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛;
상기 공정 챔버 내부에 도입된 상기 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 유닛;
상기 처리 공간에 제공되며 기판을 지지하는 기판 지지 유닛을 포함하고,
상기 기판 지지 유닛은,
기판을 정전기력으로 고정하는 정전척과, 상기 정전척 하부에 제공되는 전극 플레이트를 포함하는 그리고 기판의 중심축을 중심으로 회전 가능도록 제공되는 서셉터;
상기 서셉터를 회전시키는 구동 유닛; 및
상기 전극 플레이트와 접속되는 전력 로드; 및
상기 전력 로드 상에 제공되고 외부의 고주파 전원으로부터 상기 전력 로드로 전력을 전달하는 슬립링을 포함하는 기판 처리 장치.
a process chamber forming a processing space;
a gas supply unit supplying a process gas into the process chamber;
a plasma generating unit generating plasma from the process gas introduced into the process chamber;
a substrate support unit provided in the processing space and supporting a substrate;
The substrate support unit,
a susceptor including an electrostatic chuck for fixing a substrate with electrostatic force and an electrode plate provided below the electrostatic chuck and provided to be rotatable around a central axis of the substrate;
a drive unit rotating the susceptor; and
a power load connected to the electrode plate; and
and a slip ring provided on the power rod and transferring power from an external high-frequency power source to the power rod.
제 1 항에 있어서,
상기 구동 유닛은
구동원;
상기 구동원에 의해 회전되는 회전축; 및
상기 회전축의 회전력을 상기 전력 로드에 전달하는 기어부를 포함하는 기판 처리 장치.
According to claim 1,
the drive unit
driving source;
a rotation shaft rotated by the driving source; and
A substrate processing apparatus comprising a gear unit for transmitting rotational force of the rotating shaft to the power rod.
제 2 항에 있어서,
상기 서셉터 하부에서 상기 서셉터를 지지하고 상기 처리 공간과는 구획된 내부 공간을 제공하며 접지되는 베이스 하우징을 더 포함하고,
상기 슬립링과 상기 기어부는 상기 베이스 하우징의 내부 공간에 위치되는 기판 처리 장치.
According to claim 2,
Further comprising a base housing that supports the susceptor under the susceptor, provides an internal space partitioned from the processing space, and is grounded,
The slip ring and the gear unit are located in the inner space of the base housing.
제 3 항에 있어서,
상기 베이스 하우징은
상기 서셉터를 지지하는 상부 플레이트 및 상기 상부 플레이트가 상기 서셉터와 함께 회전되도록 제공되는 회전링을 포함하는 기판 처리 장치.
According to claim 3,
the base housing
A substrate processing apparatus comprising an upper plate supporting the susceptor and a rotation ring provided so that the upper plate rotates together with the susceptor.
제 2 항에 있어서,
상기 전극 플레이트는 열전달 매체가 순환하는 제1순환 유로 및 냉매가 순환되는 제2순환 유로를 포함하고,
상기 전력 로드는
내부가 빈 중공 형태로 제공되며,
상기 제1순환 유로에 열전달 매체를 공급하는 열절단 매체 공급라인과 상기 제2순환 유로에 냉매를 공급하는 냉매 공급 라인은 상기 전력 로드의 내부 통로를 통해 상기 전극 플레이트에 연결되는 기판 처리 장치.
According to claim 2,
The electrode plate includes a first circulation passage through which a heat transfer medium circulates and a second circulation passage through which a refrigerant circulates,
The power load is
It is provided in a hollow shape with an empty inside,
A thermal cutting medium supply line for supplying a heat transfer medium to the first circulation passage and a refrigerant supply line for supplying a refrigerant to the second circulation passage are connected to the electrode plate through an inner passage of the power rod.
정전기력으로 기판을 흡착하는 정전 전극이 내장된 유전체 플레이트와 상기 유전체 플레이트의 하부에 제공되고 내부에 냉매가 유통되는 유로가 형성된 전극 플레이트 그리고 상기 전극 플레이트의 하부에 제공되며 절연체로 이루어지는 절연체 플레이트를 포함하는 서셉터;
상기 서셉터 하부에서 상기 서셉터를 지지하고, 내부 공간을 제공하는 베이스 하우징;
상기 서셉터를 회전시키는 구동 유닛;
상기 전극 플레이트에 전력이 공급되도록 상기 전극 플레이트와 접속되는 전력 로드; 및
상기 전력 로드 상에 제공되고 외부의 고주파 전원으로부터 상기 전력 로드로 전력을 전달하기 위한 슬립링을 포함하는 기판 지지 유닛.
A dielectric plate having an electrostatic electrode adsorbing the substrate with electrostatic force, an electrode plate provided under the dielectric plate and having a flow path through which a refrigerant flows therein, and an insulator plate provided under the electrode plate and made of an insulator. susceptor;
a base housing supporting the susceptor under the susceptor and providing an internal space;
a drive unit rotating the susceptor;
a power rod connected to the electrode plate so that power is supplied to the electrode plate; and
and a slip ring provided on the power rod and configured to transfer power from an external high-frequency power source to the power rod.
제 6 항에 있어서,
상기 구동 유닛은
구동원;
상기 구동원에 의해 회전되는 회전축; 및
상기 회전축의 회전력을 상기 전력 로드에 전달하는 기어부를 포함하는 기판 지지 유닛.
According to claim 6,
the drive unit
driving source;
a rotation shaft rotated by the driving source; and
A substrate support unit comprising a gear part for transmitting the rotational force of the rotating shaft to the power rod.
제 7 항에 있어서,
상기 슬립링과 상기 기어부는 상기 베이스 하우징의 내부 공간에 위치되는 기판 지지 유닛.
According to claim 7,
The slip ring and the gear portion are located in the inner space of the base housing substrate support unit.
제 6 항에 있어서,
상기 베이스 하우징은
하우징 바디;
상기 하우징 바디의 상부에 제공되고, 상기 서셉터를 지지하는 상부 플레이트; 및
상기 상부 플레이트가 상기 서셉터와 함께 회전되도록 상기 상부 플레이트와 상기 하우징 바디 사이에 제공되는 회전링을 포함하는 기판 지지 유닛.
According to claim 6,
the base housing
housing body;
an upper plate provided on an upper portion of the housing body and supporting the susceptor; and
A substrate support unit comprising a rotation ring provided between the upper plate and the housing body so that the upper plate rotates together with the susceptor.
제 6 항에 있어서,
상기 전극 플레이트는 열전달 매체가 순환하는 제1순환 유로 및 냉매가 순환되는 제2순환 유로를 포함하고,
상기 전력 로드는
내부가 빈 중공 형태로 제공되며,
상기 제1순환 유로에 열전달 매체를 공급하는 열절단 매체 공급라인과 상기 제2순환 유로에 냉매를 공급하는 냉매 공급 라인은 상기 전력 로드의 내부 통로를 통해 상기 전극 플레이트에 연결되는 기판 지지 유닛.
According to claim 6,
The electrode plate includes a first circulation passage through which a heat transfer medium circulates and a second circulation passage through which a refrigerant circulates,
The power load is
It is provided in a hollow shape with an empty inside,
A heat cutting medium supply line for supplying a heat transfer medium to the first circulation passage and a refrigerant supply line for supplying a refrigerant to the second circulation passage are connected to the electrode plate through an inner passage of the power rod.
KR1020220052164A 2021-12-28 2022-04-27 Unit for supporting substrate and substrate processing apparatus KR20230101655A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210190037 2021-12-28
KR20210190037 2021-12-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230101655A true KR20230101655A (en) 2023-07-06

Family

ID=87185493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220052164A KR20230101655A (en) 2021-12-28 2022-04-27 Unit for supporting substrate and substrate processing apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230101655A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101334758B1 (en) Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device
KR102607844B1 (en) Apparatus for treating substrate and unit for supporting substrate
KR20230101655A (en) Unit for supporting substrate and substrate processing apparatus
TWI808675B (en) Plasma treatment device and plasma treatment method
US12062525B2 (en) Support unit, and apparatus for treating substrate with the same
KR20230101672A (en) An apparatus for treating substrate
US20230215706A1 (en) Lift pin unit and unit for supporting substrate and substrate treating apparatus
KR20230103889A (en) Apparatus for treating substrate and method for cleaning chamber
KR20230103859A (en) Lift pin unit and Unit for supporting substrate and substrate processing apparatus
KR20230103858A (en) Unit for supporting substrate and substrate processing apparatus
KR20230101715A (en) Apparatus for treating substrate
US20240021418A1 (en) Apparatus for treating substrate
JP7499836B2 (en) Substrate Processing Equipment
KR20240105682A (en) Substrate treating apparatus and basic material for plasma treating apparatus
US20240297023A1 (en) Upper electrode unit and substrate processing apparatus including the same
WO2024180642A1 (en) Plasma processing device and method for manufacturing sample stand of plasma processing device
KR20230064021A (en) Apparatus for treating substrate
US20240379332A1 (en) Apparatus for processing substrate
US20240071783A1 (en) Apparatus for treating substrate
KR20220065415A (en) Focus ring and apparatus for treating substrate
JP2006245563A (en) Vacuum processing device
KR20230064019A (en) Transfer robot and apparatus for treating substrate with the robot
KR20230100832A (en) Apparatus and Method for treating substrate
KR20230099615A (en) Gas supplying unit and apparatus for treating substrate with the unit
KR20230172119A (en) Chamber insulating parts and apparatus for treating the substrate having the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination