KR20230103858A - Unit for supporting substrate and substrate processing apparatus - Google Patents
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Abstract
기판 지지 유닛이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 기판 지지 유닛은 기판을 지지하고, 상하방향으로 핀홀이 형성된 서셉터; 상기 서셉터 상에 기판을 로딩 및 언로딩하는 리프트 핀 유닛을 포함하되; 상기 리프트 핀 유닛은 상기 핀홀을 따라 승강하도록 제공되는 리프트 핀; 상기 핀홀과 상기 리프트 핀 사이에 제공되는 실링 부재를 포함하며, 상기 실링 부재는 상기 핀홀 내부에 고정되고, 내부에 상기 리프트 핀이 관통하는 관통공을 구비하는 실링 몸체; 상기 관통공 내부에 서로 이격되어 배치되는 상부 패킹과 하부 패킹; 및 상기 상부 패킹과 상기 하부 패킹 사이의 윤활 공간에 자동으로 채워지는 그리스를 포함할 수 있다.A substrate support unit is disclosed. A substrate support unit according to an embodiment of the present invention includes a susceptor supporting a substrate and having a pinhole formed in a vertical direction; A lift pin unit for loading and unloading a substrate on the susceptor; The lift pin unit may include a lift pin provided to move up and down along the pinhole; a sealing body including a sealing member provided between the pinhole and the lift pin, wherein the sealing member is fixed inside the pinhole and has a through hole through which the lift pin passes; an upper packing and a lower packing disposed spaced apart from each other inside the through hole; and a grease automatically filled in a lubrication space between the upper packing and the lower packing.
Description
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 진공(음압) 상태에서 기판을 처리하는 진공 처리 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a vacuum processing apparatus for processing a substrate in a vacuum (negative pressure) state.
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 장치에서는 기판의 로딩 및 언로딩을 위한 리프트 핀들이 기판 지지 유닛에 제공되며, 기판 지지 유닛의 핀홀에는 리프트 핀들의 승하강시 처리공간의 기밀을 유지하기 위한 실링부재가 요구된다. In a substrate processing apparatus using plasma, lift pins for loading and unloading a substrate are provided in a substrate support unit, and a pinhole of the substrate support unit requires a sealing member to keep the processing space airtight when the lift pins move up and down.
본 발명의 일 과제는, 핀 홀의 기밀 유지를 위한 실링 부재의 베큠 그리스 손실을 자동으로 보충할 수 있는 기판 지지 유닛 및 이를 갖는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다. One object of the present invention is to provide a substrate support unit capable of automatically replenishing vacuum grease loss of a sealing member for airtightness of a pin hole and a substrate processing apparatus having the same.
본 발명의 일 과제는 음압 환경에서 공정을 처리하는 챔버에 적합한 리프트 핀을 갖는 기판 지지 유닛 및 이를 갖는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다. One object of the present invention is to provide a substrate support unit having a lift pin suitable for a chamber processing a process in a negative pressure environment, and a substrate processing apparatus having the same.
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, 기판을 지지하고, 상하방향으로 핀홀이 형성된 서셉터; 상기 서셉터 상에 기판을 로딩 및 언로딩하는 리프트 핀 유닛을 포함하되; 상기 리프트 핀 유닛은 상기 핀홀을 따라 승강하도록 제공되는 리프트 핀; 상기 핀홀과 상기 리프트 핀 사이에 제공되는 실링 부재를 포함하며, 상기 실링 부재는 상기 핀홀 내부에 고정되고, 내부에 상기 리프트 핀이 관통하는 관통공을 구비하는 실링 몸체; 상기 관통공 내부에 서로 이격되어 배치되는 상부 패킹과 하부 패킹; 및 상기 상부 패킹과 상기 하부 패킹 사이의 윤활 공간에 자동으로 채워지는 그리스를 포함하는 기판 지지 유닛이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the susceptor supporting the substrate, the pinhole is formed in the vertical direction; A lift pin unit for loading and unloading a substrate on the susceptor; The lift pin unit may include a lift pin provided to move up and down along the pinhole; a sealing body including a sealing member provided between the pinhole and the lift pin, wherein the sealing member is fixed inside the pinhole and has a through hole through which the lift pin passes; an upper packing and a lower packing disposed spaced apart from each other inside the through hole; and grease automatically filled in a lubricating space between the upper packing and the lower packing.
또한, 상기 윤활 공간으로 그리스를 충전하는 그리스 충전 부재를 더 포함할 수 있다.In addition, a grease filling member for filling grease into the lubrication space may be further included.
또한, 상기 그리스 충전 부재는 그리스가 저장되어 있는 저장탱크; 및 상기 저장 탱크에 저장된 그리스가 상기 윤활 공간으로 공급되도록 상기 서셉터와 상기 실링 몸체에 제공되는 그리스 충전 유로를 포함할 수 있다.In addition, the grease filling member includes a storage tank in which grease is stored; and a grease filling passage provided to the susceptor and the sealing body so that the grease stored in the storage tank is supplied to the lubrication space.
또한, 상기 그리스 충전 유로에서는 상기 저장 탱크의 그리스가 모세관 현상으로 이동될 수 있다.In addition, the grease in the storage tank may be moved by capillarity in the grease filling passage.
또한, 상기 저장 탱크는 그리스가 저장되어 있는 내부공간; 및 상기 내부공간을 가압하기 위한 가압부를 포함할 수 있다.In addition, the storage tank includes an inner space in which grease is stored; And it may include a pressing part for pressurizing the inner space.
또한, 상기 가압부는 상기 내부공간에서 이동 가능한 가압판; 상기 가압판을 탄성 지지하는 탄성체; 상기 탄성체를 가압하는 이동판을 포함할 수 있다.In addition, the pressing unit may include a pressing plate movable in the inner space; an elastic body that elastically supports the pressure plate; A moving plate for pressing the elastic body may be included.
또한, 상기 그리스 충전 부재는 그리스가 저장되어 있는 저장탱크; 및 상기 저장 탱크의 그리스를 펌핑하는 펌프; 상기 펌프와 연결되는 공급관; 상기 공급관이 연결되고, 상기 서셉터와 상기 실링 몸체에 제공되는 그리스 충전 유로를 포함할 수 있다.In addition, the grease filling member includes a storage tank in which grease is stored; and a pump pumping the grease in the storage tank. a supply pipe connected to the pump; A grease filling passage connected to the supply pipe and provided to the susceptor and the sealing body may be included.
본 발명의 다른 측면에 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, 정전기력으로 기판을 흡착하는 정전 전극이 내장된 유전체 플레이트와 상기 유전체 플레이트의 하부에 제공되고 내부에 냉매가 유통되는 유로가 형성된 전극 플레이트와 상기 전극 플레이트의 하부에 제공되며 절연체로 이루어지는 절연체 플레이트를 포함하는 서셉터; 상기 유전체 플레이트의 둘레에 제공되는 환형의 포커스 링; 상기 절연체 플레이트의 하부에 제공되며 접지되는 베이스 플레이트; 및 상기 베이스 플레이트의 내부 공간에 제공되는 리프트 핀 유닛을 포함하되; 상기 리프트 핀 유닛은 상기 핀홀을 따라 승강하도록 제공되는 리프트 핀; 상기 핀홀과 상기 리프트 핀 사이에 제공되는 실링 부재를 포함하며, 상기 실링 부재는 상기 핀홀 내부에 고정되고, 내부에 상기 리프트 핀이 관통하는 관통공을 구비하는 실링 몸체; 상기 관통공 내부에 서로 이격되어 배치되는 상부 패킹과 하부 패킹; 및 상기 상부 패킹과 상기 하부 패킹 사이의 윤활 공간에 채워지는 그리스를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a process chamber forming a process 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, wherein the substrate support unit includes a dielectric plate having an electrostatic electrode adsorbing the substrate by electrostatic force and a lower part of the dielectric plate, and a refrigerant is circulated therein. a susceptor including an electrode plate having a flow path formed thereon and an insulator plate provided under the electrode plate and made of an insulator; an annular focus ring provided around the dielectric plate; a base plate provided under the insulator plate and grounded; and a lift pin unit provided in an inner space of the base plate; The lift pin unit may include a lift pin provided to move up and down along the pinhole; a sealing body including a sealing member provided between the pinhole and the lift pin, wherein the sealing member is fixed inside the pinhole and has a through hole through which the lift pin passes; an upper packing and a lower packing disposed spaced apart from each other inside the through hole; and grease filled in a lubricating space between the upper packing and the lower packing.
또한, 상기 윤활 공간으로 그리스를 충전하는 그리스 충전 부재를 더 포함할 수 있다.In addition, a grease filling member for filling grease into the lubrication space may be further included.
또한, 상기 그리스 충전 부재는 그리스가 저장되어 있는 저장탱크; 및 상기 저장 탱크에 저장된 그리스가 상기 윤활 공간으로 공급되도록 상기 서셉터와 상기 실링 몸체에 제공되는 그리스 충전 유로를 포함할 수 있다.In addition, the grease filling member includes a storage tank in which grease is stored; and a grease filling passage provided to the susceptor and the sealing body so that the grease stored in the storage tank is supplied to the lubrication space.
또한, 상기 그리스 충전 유로에서는 상기 저장 탱크의 그리스가 모세관 현상으로 이동될 수 있다.In addition, the grease in the storage tank may be moved by capillarity in the grease filling passage.
또한, 상기 저장 탱크는 그리스가 저장되어 있는 내부공간; 및 상기 내부공간을 가압하기 위한 가압부를 포함할 수 있다.In addition, the storage tank includes an inner space in which grease is stored; And it may include a pressing part for pressurizing the inner space.
또한, 상기 가압부는 상기 내부공간에서 이동 가능한 가압판; 상기 가압판을 탄성 지지하는 탄성체; 상기 탄성체를 가압하는 이동판을 포함할 수 있다.In addition, the pressing unit may include a pressing plate movable in the inner space; an elastic body that elastically supports the pressure plate; A moving plate for pressing the elastic body may be included.
또한, 상기 그리스 충전 부재는 그리스가 저장되어 있는 저장탱크; 및 상기 저장 탱크의 그리스를 펌핑하는 펌프; 상기 펌프와 연결되는 공급관; 및 상기 공급관이 연결되고, 상기 서셉터와 상기 실링 몸체에 제공되는 그리스 충전 유로를 포함할 수 있다.In addition, the grease filling member includes a storage tank in which grease is stored; and a pump pumping the grease in the storage tank. a supply pipe connected to the pump; and a grease filling passage connected to the supply pipe and provided to the susceptor and the sealing body.
또한, 상기 기판 처리 장치는 극저온 플라즈마를 이용하여 기판을 처리할 수 있다.In addition, the substrate processing apparatus may process the substrate using cryogenic plasma.
본 발명에 의하면, 그리스를 기판 처리 장치의 작동 시간에 수반해 미량씩 공급할 수 있어, 핀홀을 통한 진공 리크를 방지할 수 있다.According to the present invention, grease can be supplied in small amounts according to the operation time of the substrate processing apparatus, and vacuum leak through the pinhole can be prevented.
본 발명에 의하면, 실링 부재의 베큠 그리스 손실을 자동으로 보충할 수 있다. According to the present invention, the vacuum grease loss of the sealing member can be automatically supplemented.
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.
도 3은 핀홀을 보여주는 도면이다.
도 4 및 도 5는 리프트 핀 유닛의 요부 확대도이다
도 6은 저장탱크를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 그리스 충전 부재의 다른 예를 보여주는 도면이다.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;
3 is a view showing a pinhole.
4 and 5 are enlarged views of main parts of the lift pin unit.
6 is a view for explaining a storage tank.
7 is a view showing another example of a grease filling member.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
공정 모듈(20)은 반송 유닛(240) 및 복수 개의 공정 챔버들을 포함할 수 있다. The
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
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
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
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), 가스 공급 유닛(1300), 플라즈마 소스(1400), 배기 배플(1500) 그리고 이미지 획득 부재(700)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the
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
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.The
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
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
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
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
기판 지지 유닛(1200)은 서셉터, 베이스 플레이트(1250) 그리고 리프트 핀 유닛(1900)을 포함할 수 있다. The
서셉터는 유전체 플레이트(1220), 전극 플레이트(1230) 그리고 절연체 플레이트(1270)를 포함하는 모듈 형태로 제공될 수 있다. The susceptor may be provided in a modular form including a
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
전극 플레이트(1230)는 금속판을 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 전극 플레이트(1230) 전체가 금속판으로 제공될 수 있다. 전극 플레이트(1230)는 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
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
베이스 플레이트(1250)는 기판 지지 유닛(1200)의 하단부에 위치할 수 있다. 베이스 플레이트(1250)는 챔버(1100)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치할 수 있다. 베이스 플레이트(1250)의 내부에는 공간(1255)이 형성될 수 있다. 베이스 플레이트(1250)가 형성하는 공간(1255)은 공간(1255)의 외부와 기류가 소통될 수 있다. 베이스 플레이트(1250)의 외부 반경은 전극 플레이트(1230)의 외부 반경과 동일한 길이로 제공될 수 있다. The
유전체 플레이트(1220)와 베이스 플레이트(1250)의 사이에는 절연체 플레이트(1270)가 위치할 수 있다. 절연체 플레이트(1270)는 베이스 플레이트(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 플레이트(1250)의 전기적 거리를 증가시키는 역할을 할 수 있다.An
도 3은 핀홀을 보여주는 도면이다. 3 is a view showing a pinhole.
도 3에서와 같이, 유전체 플레이트(1220)에는 핀 홀(1226)이 형성된다. 핀 홀(1226)은 유전체 플레이트(1220)의 상면에 형성된다. 그리고 핀 홀(1236)은 유전체 플레이트(1220)를 수직으로 관통할 수 있다. 도시하지 않았지만, 핀 홀(1226)은 유전체 플레이트(1220)의 상면으로부터, 전극 플레이트(1230),절연체 플레이트(1270)를 순차적으로 거쳐 베이스 플레이트의 하부 공간(1225)과 연통되도록 제공된다. As shown in FIG. 3 , a
핀 홀(1226)은 복수 개 형성될 수 있다. 핀 홀(1226)은 유전체 플레이트(1220)의 원주 방향으로 복수 개 배치될 수 있다. 예를 들어, 3개의 핀 홀(1226)은 유전체 플레이트(1220)의 원주 방향으로 120도 간격으로 떨어져 배치될 수 있다. 그 밖에도 4개의 핀 홀(1226)이 유전체 플레이트(1220)의 원주 방향으로 90도 간격으로 떨어져 배치되는 등 다양한 수의 핀 홀(1226)이 형성될 수 있다. A plurality of
다시 도 2를 참조하면, 베이스 플레이트(1250)의 내부 공간(1255)에는 반송되는 웨이퍼(W)를 외부의 반송 부재로부터 유전체 플레이트(1220)으로 이동시키는 리프트 핀 유닛(1900)이 위치할 수 있다. 리프트 핀 유닛(1900)은 베이스 플레이트(1250)로부터 일정 간격 이격되어 위치할 수 있다. 베이스 플레이트(1250)는 금속 재질로 제공될 수 있다. 베이스 플레이트(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.Referring back to FIG. 2 , a lift pin unit 1900 for moving the wafer W from an external transport member to the
베이스 플레이트(1250)는 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)의 내부 공간(1255)을 통해 베이스 플레이트(1250) 내부로 연장될 수 있다.The
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
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
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
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
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
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
한편, 리프트 핀 유닛(900)은 상승 및 하강 움직임을 통해 유전체 플레이트(1220)에 기판(W)을 로딩하거나, 유전체 플레이트(1220)으로부터 기판(W)을 언로딩한다. Meanwhile, the lift pin unit 900 loads the substrate W on the
도 4 및 도 5는 리프트 핀 유닛의 요부 확대도이고, 도 6은 저장탱크를 설명하기 위한 도면이다. 4 and 5 are enlarged views of main parts of the lift pin unit, and FIG. 6 is a view for explaining the storage tank.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 리프트 핀 유닛(1900)은 리프트 핀(1910), 핀 홀더(1960), 지지부(1920), 구동부(1930) 그리고 실링 부재(1970)를 포함할 수 있다. 2 to 6 , a lift pin unit 1900 may include a
리프트 핀(1910)은 복수 개 제공되며, 핀 홀(1226)들 각각의 내부에 수용된다. 여기서, 리프트 핀(1910)의 직경은 핀홀(1226)의 직경보다 미세하게 작게 형성된다. 구체적으로, 리프트 핀(1910)의 직경은 리프트 핀(1910)과 핀홀(1226)이 동일한 중심축을 가지도록 배치되었을 때 리프트 핀(1910)이 핀홀(1226)의 내측벽에 접촉되지 않는 최소한의 직경으로 구비될 수 있다. A plurality of
한편, 리프트 핀(1910)은 핀 홀더에 결합된다. 리프트 핀(1910)들은 핀 홀(1226)들을 따라 상하방향으로 이동하며, 기판(W)을 로딩/언로딩한다. 일 예로, 리프트 핀(1910)은 상승하여 이송암(미도시)에 의해 서셉터 상방으로 이송된 기판을 지지한 후, 하강하여 기판을 서셉터으로 로딩한다. 다른 예로, 리프트 핀(1910)은 서셉터 상의 기판을 지지하여 상승함으로써 기판을 언로딩한 후, 기판이 이송암에 의해 이송되면 다시 하강한다.Meanwhile, the
지지부(1920) 또는 지지부재는 베이스 플레이트(1250)의 내부 공간(1255)에 위치하며, 리프트 핀(1910)들을 지지한다. 지지부(1920)는 구동부(1930) 또는 승강부재와 연결될 수 있다. The
구동부(1930)는 챔버(1100) 외부에 위치할 수 있다. 구동부(1930)로는 유압 또는 공압 실린더가 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 그리도 도면에는 하나의 구동부(1930)를 도시하였지만, 이와 달리 각각의 리프트 핀(1910)들을 승강시키는 복수의 구동부를 포함할 수도 있다The
지지판(1920)과 리프트 핀(1910)은 핀 홀더(1960)에 상호 연결될 수 있다. The
실링 부재(1970)는 핀홀(1226)과 리프트 핀(1910) 사이에 제공된다. 실링 부재(1970)는 실링 몸체(1972), 상부 패킹(1974), 하부 패킹(1976), 그리스(1978) 그리고 그리스 충전 부재(1980)를 포함할 수 있다. 핀 홀(1226)에는 PTFE 소재의 가이드 부시(1960)와 세라믹 소재의 인슐레이션 블록(1962)이 삽입되어 있다. A sealing
실링 몸체(1972)는 핀홀(1226) 내부에 제공된다. 실링 몸체(1972)는 내부에 리프트 핀(1910)이 관통하는 관통공(1973)을 갖는다. 상부 패킹(1974)과 하부 패킹(1976)은 관통공(1973) 내부에 소정 거리 이격되어 배치된다. 상부 패킹(1974)과 하부 패킹(1976)은 오링 형태로 제공될 수 있다. 상부 패킹(1974)과 하부 패킹(1976)는 윤활 공간이 제공되고, 유활 공간에는 그리스(1978)가 채워진다.The sealing
그리스 충전 부재(1980)는 윤활 공간으로 그리스를 충전하도록 제공된다. 그리스 충전 부재(1980)는 그리스가 저장되어 있는 저장탱크(1982)와 그리 충전 유로(1988)를 포함할 수 있다. 그리스 충전 유로(1988)는 저장 탱크(1982)에 저장된 그리스가 윤활 공간으로 공급되도록 서셉터와 실링 몸체(1972)에 제공된다. 그리스 충전 유로(1988)에서는 저장 탱크(1982)에 저장된 그리스가 모세관 현상으로 이동되어 윤활 공간으로 공급될 수 있다. 즉, 윤활 공간의 그리스는 리프트 핀(1910)의 업다운 동작시 리프트 핀(1910)의 표면에 묻은 상태로 진공 환경에 노출되면서 소모될 수 있다. 이때, 그리스의 소모로 윤활 공간의 압력이 낮아지면 모세관 현상에 의해 그리스 충전 유로(1988)에 있는 그리스가 윤활 공간으로 충전된다. A
저장 탱크(1982)의 내부에는 그리스가 저장되어 있으며, 저장 탱크(1982)의 내부공간(1983)을 가압하기 위한 가압부가 제공된다. 가압부는 내부공간(1983)에서 상하 방향으로 이동 가능한 가압판(1984)과 가압판(1984)을 탄력 지지하는 탄성체(1985) 그리고 탄성체(1985)를 가압하는 이동판(1986)을 포함할 수 있다. 이동판(1986)은 작업자의 조작에 의해 상하 이동될 수 있다. 작업자는 기판 처리 장치의 유지 보수시 내부공간(1983)을 충분히 가압할 수 있도록 이동판(1986)을 이동시킬 수 있다. Grease is stored inside the
도 7은 그리스 충전 부재의 다른 예를 보여주는 도면이다.7 is a view showing another example of a grease filling member.
도 7에서와 같이, 그리스 충전 부재(1980a)는 저장탱크(1992), 펌프(1990), 공급관((1994) 그리고 그리스 충전 유로(1988)를 포함할 수 있다. 저장탱크(1992)와 펌프(1990)는 기판 처리 장치의 외부에 제공될 수 있다. 저장 탱크(1992)에는 그리스가 저장되어 있고, 펌프(1990)는 저장탱크(1992)에 저장된 그리스를 펌핑한다. 펌프(1990)에 의해 펌핑된 그리스는 공급관(1994)을 통해 그리스 충전 유로(1988)로 공급될 수 있다. 펌프(1990)를 이용한 그리스 충전 방식은 기판 처리 장치의 외부에서 펌프(1990)를 구동시키는 것으로 그리스를 윤활공간으로 공급할 수 있다.7, the
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) apparatus shown in the embodiment, but also to other plasma processing apparatuses. 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
1900 : 리프트 핀 유닛1000: plasma processing device 1100: process chamber
1200: substrate support unit 1300: plasma generating unit
1400: gas supply unit 1500: baffle unit
1900: lift pin unit
Claims (15)
기판을 지지하고, 상하방향으로 핀홀이 형성된 서셉터;
상기 서셉터 상에 기판을 로딩 및 언로딩하는 리프트 핀 유닛을 포함하되;
상기 리프트 핀 유닛은
상기 핀홀을 따라 승강하도록 제공되는 리프트 핀;
상기 핀홀과 상기 리프트 핀 사이에 제공되는 실링 부재를 포함하며,
상기 실링 부재는
상기 핀홀 내부에 고정되고, 내부에 상기 리프트 핀이 관통하는 관통공을 구비하는 실링 몸체;
상기 관통공 내부에 서로 이격되어 배치되는 상부 패킹과 하부 패킹; 및
상기 상부 패킹과 상기 하부 패킹 사이의 윤활 공간에 자동으로 채워지는 그리스를 포함하는 기판 지지 유닛. In the substrate support unit for supporting the substrate,
a susceptor supporting a substrate and having pinholes formed in a vertical direction;
A lift pin unit for loading and unloading a substrate on the susceptor;
The lift pin unit
a lift pin provided to move up and down along the pinhole;
A sealing member provided between the pinhole and the lift pin,
The sealing member is
a sealing body fixed inside the pinhole and having a through hole through which the lift pin passes;
an upper packing and a lower packing disposed spaced apart from each other inside the through hole; and
A substrate support unit including grease automatically filled in the lubrication space between the upper packing and the lower packing.
상기 윤활 공간으로 그리스를 충전하는 그리스 충전 부재를 더 포함하는 기판 지지 유닛. According to claim 1,
The substrate support unit further includes a grease filling member filling grease into the lubrication space.
상기 그리스 충전 부재는
그리스가 저장되어 있는 저장탱크; 및
상기 저장 탱크에 저장된 그리스가 상기 윤활 공간으로 공급되도록 상기 서셉터와 상기 실링 몸체에 제공되는 그리스 충전 유로를 포함하는 기판 지지 유닛. According to claim 2,
The grease filling member
A storage tank in which grease is stored; and
and a grease filling passage provided on the susceptor and the sealing body to supply grease stored in the storage tank to the lubrication space.
상기 그리스 충전 유로에서는
상기 저장 탱크의 그리스가 모세관 현상으로 이동되는 기판 지지 유닛. According to claim 3,
In the grease filling passage,
A substrate support unit in which the grease in the storage tank is moved by capillarity.
상기 저장 탱크는
그리스가 저장되어 있는 내부공간; 및
상기 내부공간을 가압하기 위한 가압부를 포함하는 기판 지지 유닛. According to claim 3,
the storage tank
an inner space where grease is stored; and
A substrate support unit including a pressing part for pressurizing the inner space.
상기 가압부는
상기 내부공간에서 이동 가능한 가압판;
상기 가압판을 탄성 지지하는 탄성체;
상기 탄성체를 가압하는 이동판을 포함하는 기판 지지 유닛. According to claim 5,
The pressing part
a pressure plate movable in the inner space;
an elastic body that elastically supports the pressure plate;
A substrate support unit comprising a moving plate for pressing the elastic body.
상기 그리스 충전 부재는
그리스가 저장되어 있는 저장탱크; 및
상기 저장 탱크의 그리스를 펌핑하는 펌프;
상기 펌프와 연결되는 공급관;
상기 공급관이 연결되고, 상기 서셉터와 상기 실링 몸체에 제공되는 그리스 충전 유로를 포함하는 기판 지지 유닛. According to claim 2,
The grease filling member
A storage tank in which grease is stored; and
a pump pumping the grease in the storage tank;
a supply pipe connected to the pump;
A substrate support unit comprising a grease filling passage connected to the supply pipe and provided to the susceptor and the sealing body.
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,
정전기력으로 기판을 흡착하는 정전 전극이 내장된 유전체 플레이트와 상기 유전체 플레이트의 하부에 제공되고 내부에 냉매가 유통되는 유로가 형성된 전극 플레이트와 상기 전극 플레이트의 하부에 제공되며 절연체로 이루어지는 절연체 플레이트를 포함하는 서셉터;
상기 유전체 플레이트의 둘레에 제공되는 환형의 포커스 링;
상기 절연체 플레이트의 하부에 제공되며 접지되는 베이스 플레이트; 및
상기 베이스 플레이트의 내부 공간에 제공되는 리프트 핀 유닛을 포함하되;
상기 리프트 핀 유닛은
상기 핀홀을 따라 승강하도록 제공되는 리프트 핀;
상기 핀홀과 상기 리프트 핀 사이에 제공되는 실링 부재를 포함하며,
상기 실링 부재는
상기 핀홀 내부에 고정되고, 내부에 상기 리프트 핀이 관통하는 관통공을 구비하는 실링 몸체;
상기 관통공 내부에 서로 이격되어 배치되는 상부 패킹과 하부 패킹; 및
상기 상부 패킹과 상기 하부 패킹 사이의 윤활 공간에 채워지는 그리스를 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 dielectric plate having 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 refrigerant flows therein, and an insulator plate provided under the electrode plate and made of an insulator. susceptor;
an annular focus ring provided around the dielectric plate;
a base plate provided under the insulator plate and grounded; and
Including a lift pin unit provided in the inner space of the base plate;
The lift pin unit
a lift pin provided to move up and down along the pinhole;
A sealing member provided between the pinhole and the lift pin,
The sealing member is
a sealing body fixed inside the pinhole and having a through hole through which the lift pin passes;
an upper packing and a lower packing disposed spaced apart from each other inside the through hole; and
A substrate processing apparatus comprising grease filled in a lubricating space between the upper packing and the lower packing.
상기 윤활 공간으로 그리스를 충전하는 그리스 충전 부재를 더 포함하는 기판 처리 장치. According to claim 8,
The substrate processing apparatus further comprises a grease filling member for filling grease into the lubrication space.
상기 그리스 충전 부재는
그리스가 저장되어 있는 저장탱크; 및
상기 저장 탱크에 저장된 그리스가 상기 윤활 공간으로 공급되도록 상기 서셉터와 상기 실링 몸체에 제공되는 그리스 충전 유로를 포함하는 기판 처리 장치. According to claim 9,
The grease filling member
A storage tank in which grease is stored; and
and a grease filling passage provided on the susceptor and the sealing body so that the grease stored in the storage tank is supplied to the lubrication space.
상기 그리스 충전 유로에서는
상기 저장 탱크의 그리스가 모세관 현상으로 이동되는 기판 처리 장치. According to claim 10,
In the grease filling passage,
A substrate processing apparatus in which the grease in the storage tank is moved by capillarity.
상기 저장 탱크는
그리스가 저장되어 있는 내부공간; 및
상기 내부공간을 가압하기 위한 가압부를 포함하는 기판 처리 장치. According to claim 10,
the storage tank
an inner space where grease is stored; and
A substrate processing apparatus including a pressing unit for pressurizing the inner space.
상기 가압부는
상기 내부공간에서 이동 가능한 가압판;
상기 가압판을 탄성 지지하는 탄성체;
상기 탄성체를 가압하는 이동판을 포함하는 기판 처리 장치. According to claim 12,
The pressing part
a pressure plate movable in the inner space;
an elastic body that elastically supports the pressure plate;
A substrate processing apparatus including a moving plate for pressing the elastic body.
상기 그리스 충전 부재는
그리스가 저장되어 있는 저장탱크; 및
상기 저장 탱크의 그리스를 펌핑하는 펌프;
상기 펌프와 연결되는 공급관; 및
상기 공급관이 연결되고, 상기 서셉터와 상기 실링 몸체에 제공되는 그리스 충전 유로를 포함하는 기판 처리 장치. According to claim 9,
The grease filling member
A storage tank in which grease is stored; and
a pump pumping the grease in the storage tank;
a supply pipe connected to the pump; and
and a grease filling passage connected to the supply pipe and provided to the susceptor and the sealing body.
상기 기판 처리 장치는 극저온 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 것인 기판 처리 장치.
According to claim 8,
The substrate processing apparatus is to process the substrate using a cryogenic plasma.
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KR1020220052153A KR20230103858A (en) | 2021-12-29 | 2022-04-27 | Unit for supporting substrate and substrate processing apparatus |
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