KR101335303B1 - Substrate processing apparatus - Google Patents

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KR101335303B1 KR1020120074504A KR20120074504A KR101335303B1 KR 101335303 B1 KR101335303 B1 KR 101335303B1 KR 1020120074504 A KR1020120074504 A KR 1020120074504A KR 20120074504 A KR20120074504 A KR 20120074504A KR 101335303 B1 KR101335303 B1 KR 101335303B1
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Abstract

본 발명에 따른 기판 처리 장치는, 챔버의 외부(대기 중)와 내부(진공 환경)에 안테나가 각각 구비되고, 챔버 외부의 안테나는 중앙부에 배치되고, 챔버 내부의 안테나는 챔버의 벽면 쪽에 근접하도록 배치됨으로써, 전체적으로 플라즈마 밀도를 균일하게 형성시킴과 아울러 플라즈마 밀도를 높여서 기판 처리 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.In the substrate processing apparatus according to the present invention, an antenna is provided at the outside (in the air) and inside (the vacuum environment) of the chamber, the antenna outside the chamber is disposed at the center, and the antenna inside the chamber is close to the wall side of the chamber. The arrangement provides an effect of uniformly forming the plasma density as a whole and increasing the plasma density to improve substrate processing efficiency.

Description

기판 처리 장치{Substrate processing apparatus}[0001] Substrate processing apparatus [

본 발명은 챔버 내에 플라즈마를 발생시켜 기판 표면 처리 공정을 수행하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus for generating a plasma in a chamber to perform a substrate surface treatment process.

대규모 집적회로(LSI; Large Scale Integrated Circuit)나 평판표시장치(FPD; Flat Panel Display)와 같은 전자 소자는 제조 과정에서 기판에 대한 진공처리 공정이 수행된다.Electronic devices such as a large scale integrated circuit (LSI) or a flat panel display (FPD) are subjected to a vacuum treatment process on a substrate during manufacturing.

이러한 진공처리 공정은 챔버 내에 가스를 도입하고, 고전압 방전에 의하여 플라즈마를 형성하여, 이의 가속력에 의하여 기판 표면 상의 물질을 물리적으로 스퍼터(sputter)시키는 방법과 플라즈마의 활성화종들에 의하여 화학적으로 기판 표면 상의 물질을 분해시키는 방법이다.This vacuuming process introduces a gas into the chamber, forms a plasma by high voltage discharge, and physically sputters the material on the substrate surface by its acceleration force and chemically activates the substrate surface by the activated species of the plasma. A method of decomposing the phase material.

플라즈마를 이용한 기판 처리 장치는 플라즈마를 발생시키는 방법에 따라서 용량결합형(Capacitively Coupled Plasma, CCP)과 유도결합형(Inductively Coupled Plasma, ICP)으로 구분된다.Substrate processing apparatus using plasma is classified into capacitively coupled plasma (CCP) and inductively coupled plasma (ICP) according to a method of generating plasma.

CCP방식은 서로 대향하는 평행평판 전극에 RF전력을 인가하여 양 전극사이에 수직으로 형성되는 RF전기장을 이용하여 플라즈마를 발생시키는 방식이고, ICP방식은 RF안테나에 의해 유도되는 유도전기장을 이용하여 원료물질을 플라즈마로 변화시키는 방식이다.The CCP method is a method of generating a plasma by using an RF electric field formed vertically between both electrodes by applying RF power to the parallel plate electrodes facing each other, and the ICP method is a raw material using an induction electric field induced by an RF antenna. This is how the material is transformed into plasma.

ICP 방식을 이용한 기판 처리 장치는, 통상 챔버의 내부 하측에 기판이 탑재되는 하부 전극이 구비되고, 챔버 또는 이 챔버에 결합되는 리드 프레임의 상부에 RF 전원이 인가되는 안테나가 구비되어, 챔버 내에 반응 가스를 공급하면서 플라즈마를 발생시켜 기판의 표면 처리 공정을 수행할 수 있도록 구성된다.A substrate processing apparatus using an ICP method is generally provided with a lower electrode on which a substrate is mounted below the inside of a chamber, and an antenna to which RF power is applied on the chamber or an upper part of a lead frame coupled to the chamber, and reacts in the chamber. It is configured to generate a plasma while supplying a gas to perform a surface treatment process of the substrate.

이러한 ICP 방식을 이용한 기판 처리 장치에서 안테나는, 플라즈마 생성 및 공정 성능에 중요한 영향을 미치게 되는데, 이 때문에 나선형 RF 안테나, 병렬형 RF안테나 등 다양한 종류의 안테나가 개발되고 있으며, 또한 플라즈마 밀도를 균일화하기 위해 안테나의 간격을 조절하거나 유전체판의 두께 및 형상을 변화시키는 방법 등도 연구되고 있다.In the substrate processing apparatus using the ICP method, the antenna has an important influence on plasma generation and process performance. Therefore, various kinds of antennas, such as a spiral RF antenna and a parallel RF antenna, have been developed, and uniformity of plasma density is also achieved. For this purpose, methods of adjusting the spacing of the antenna or changing the thickness and shape of the dielectric plate have been studied.

그러나 종래에는 챔버 내부의 플라즈마를 균일하게 발생시키기 위하여 안테나의 간격을 조정하거나 유전체 플레이트의 두께 또는 구조를 변경하기 때문에 전체적으로 구조가 복잡해지고, 공정 성능을 개선하는 데는 한계가 있는 문제점이 있다.However, in the related art, the structure is complicated overall and the process performance is limited because the thickness of the dielectric plate or the thickness of the dielectric plate is changed to uniformly generate the plasma inside the chamber.

이상 설명한 배경기술의 내용은 이 건 출원의 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The contents of the background art described above are technical information that the inventor of the present application holds for the derivation of the present invention or acquired in the derivation process of the present invention and is a known technology disclosed to the general public prior to the filing of the present invention I can not.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 안테나를 챔버 외부와 내부에 병렬로 구성함으로써, 챔버 내의 플라즈마 밀도가 균일화되도록 하여 공정 성능의 향상을 도모할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by providing an antenna in parallel to the outside and inside the chamber, to provide a substrate processing apparatus that can improve the process performance by making the plasma density in the chamber uniform. There is a purpose.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는, 기판 표면 처리를 수행할 수 있는 챔버와; 상기 챔버의 외부에서 챔버에 설치된 윈도우를 사이에 두고 설치되는 제1안테나와; 상기 챔버의 내부에서 제1안테나 설치 영역 둘레 위치에 설치되는 제2안테나를 포함한 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus comprising: a chamber capable of performing substrate surface treatment; A first antenna installed outside the chamber with a window installed in the chamber therebetween; And a second antenna installed at a position around the first antenna installation area in the chamber.

상기 제1안테나는 상기 챔버의 상부에서 중앙부에 위치되고, 상기 제2안테나는 상기 챔버의 상부에서 제1안테나의 설치 부분을 중심으로 바깥쪽에 둘레에 위치되는 것이 바람직하다.Preferably, the first antenna is positioned at the center portion of the upper portion of the chamber, and the second antenna is positioned at the circumference of the outer portion with respect to the installation portion of the first antenna at the upper portion of the chamber.

상기 제2안테나는 상기 챔버 내부에 구비된 유전체층 내부에 구비되는 것이 바람직하다.The second antenna is preferably provided in the dielectric layer provided in the chamber.

상기 유전체층은 복수의 재질이 적층되어 구성되되, 상기 제2안테나를 싸고 있는 부분으로부터 챔버의 외측 방향으로 유전율이 점차 높아지는 순으로 적층되어 구성되는 것이 바람직하다. 이때 상기 유전체층은, 챔버의 내측으로부터 몰딩층, 세라믹층 순으로 구성될 수 있다.The dielectric layer may be formed by stacking a plurality of materials, and may be configured by stacking the dielectric material gradually increasing in the outward direction of the chamber from the portion surrounding the second antenna. In this case, the dielectric layer may be configured in the order of the molding layer, the ceramic layer from the inside of the chamber.

상기 제2안테나에 연결되는 RF 도입라인과 상기 제2안테나가 접지되는 접지 라인 중 적어도 어느 한쪽에는 커패시터가 설치되어 구성될 수 있다.A capacitor may be installed in at least one of an RF introduction line connected to the second antenna and a ground line to which the second antenna is grounded.

또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는, 챔버 본체와; 상기 챔버 본체의 상부에 결합되어 챔버를 구성하고, 상부 중앙에 홀 구조의 제1설치부를 갖는 리드 프레임과; 상기 리드 프레임의 제1설치부 안쪽에 배치된 제1안테나와; 상기 리드 프레임의 제1설치부에 구비되어 챔버의 안쪽과 제1안테나 사이를 구분하여 제1안테나가 챔버의 바깥쪽에 위치되도록 하는 윈도우와; 상기 리드 프레임의 내부에서 상기 제1설치부의 둘레 위치에 설치되는 제2안테나를 포함한 것을 특징으로 한다.Moreover, the substrate processing apparatus which concerns on this invention for realizing the said subject is a chamber main body; A lead frame coupled to an upper portion of the chamber body to form a chamber, and having a first installation portion having a hole structure at an upper center thereof; A first antenna disposed inside the first installation part of the lead frame; A window provided in the first installation part of the lead frame to distinguish between the inside of the chamber and the first antenna so that the first antenna is positioned outside the chamber; And a second antenna installed at a circumferential position of the first mounting part in the lead frame.

상기 리드 프레임은 상기 제2안테나가 설치될 수 있도록 상기 제1설치부의 바깥쪽 둘레에 홈 구조를 갖는 제2설치부가 구비되는 것이 바람직하다.The lead frame is preferably provided with a second mounting portion having a groove structure around the outer circumference of the first mounting portion so that the second antenna can be installed.

상기 리드 프레임에는, 제1설치부와 제2설치부를 구획하는 구획 부재가 설치되어 구성될 수 있다.The lead frame may include a partition member for partitioning the first mounting portion and the second mounting portion.

상기 리드 프레임의 상부에는 챔버의 외부에서 상기 제2안테나와 연결될 수 있도록 소켓부 및 이 소켓부에 결합되는 커넥터부가 구비될 수 있다.An upper portion of the lead frame may be provided with a socket portion and a connector portion coupled to the socket portion so as to be connected to the second antenna from the outside of the chamber.

상기 제2설치부에는 유전체층이 구비되고, 상기 유전체층 안에 제2안테나가 설치되는 것이 바람직하다.Preferably, the second mounting portion is provided with a dielectric layer, and a second antenna is provided in the dielectric layer.

상기 제1설치부와 제2설치부 사이에는 링형 구조로 배치되어 공정 가스가 분사되는 샤워헤드가 구비될 수 있다.A shower head may be provided between the first installation unit and the second installation unit in a ring structure to inject a process gas.

이때, 상기 샤워헤드는, 하측 방향의 분사구와 리드 프레임의 센터 방향인 수평 방향의 분사구를 갖도록 구성될 수 있다.In this case, the shower head may be configured to have a spray hole in a lower direction and a horizontal spray hole in a center direction of the lead frame.

이와는 달리, 상기 제1설치부의 센터로 공정 가스 도입부가 구성되고, 상기 리드 프레임에서 제1설치부 및 제2설치부의 하부 영역 전체에서 공정 가스를 분사할 수 있도록 샤워헤드가 구비되게 구성하는 것도 가능하다.Alternatively, the process gas inlet may be formed at the center of the first mounting unit, and the shower head may be provided to inject the process gas from the lead frame to the entire lower region of the first and second mounting units. Do.

상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.The main problem solving means of the present invention as described above, will be described in more detail and clearly through examples such as 'details for the implementation of the invention', or the accompanying 'drawings' to be described below, wherein In addition to the main problem solving means as described above, various problem solving means according to the present invention will be further presented and described.

상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.The main problem solving means of the present invention as described above, will be described in more detail and clearly through examples such as 'details for the implementation of the invention', or the accompanying 'drawings' to be described below, wherein In addition to the main problem solving means as described above, various problem solving means according to the present invention will be further presented and described.

본 발명에 따른 기판 처리 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.The substrate processing apparatus according to the present invention has the following effects.

본 발명은, 챔버의 외부(대기 중)와 내부(진공 환경)에 안테나가 각각 구비되고, 챔버 외부의 안테나는 중앙부에 위치되고, 챔버 내부의 안테나는 챔버의 벽면 쪽에 근접하도록 위치되기 때문에 챔버의 중앙부는 물론 챔버의 벽면 쪽에서도 파워를 극대화하여, 전체적으로 플라즈마 밀도를 균일하게 형성시킴과 아울러 플라즈마 밀도를 높여서 기판 처리 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.According to the present invention, an antenna is provided at the outside (in air) and inside (vacuum environment) of the chamber, the antenna outside the chamber is positioned at the center, and the antenna inside the chamber is located close to the wall side of the chamber. Maximizing the power in the central portion as well as the wall surface of the chamber to form a uniform plasma density as a whole, as well as to increase the plasma density has the effect of improving the substrate processing efficiency.

또한 본 발명은, 챔버의 내부와 외부에 설치된 두 안테나의 주파수 위상을 다르게 변화시킬 경우에, 기판 처리 수행 상황에 따라 적절한 조절이 가능하여 공정 수행의 효율성도 높일 수 있는 효과를 갖는다.In addition, the present invention, when the frequency phase of the two antennas installed inside and outside the chamber is changed differently, it is possible to appropriately adjust according to the substrate processing performance situation has the effect of increasing the efficiency of the process.

또한 본 발명은, 리드 프레임의 중앙부에 하나의 윈도우만 구성되기 때문에 챔버가 대형화되더라도 안테나 및 윈도우의 구성을 용이하게 설계하여 구현할 수 있는 효과를 갖는다.In addition, the present invention, because only one window is configured in the center of the lead frame has the effect that can easily design and implement the configuration of the antenna and the window even if the chamber is enlarged.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 안테나 배치 구조를 갖는 기판 처리 장치가 도시된 단면도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 안테나 배치 구조가 도시된 상세도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 안테나 배치 구조가 도시된 평면도,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 안테나 배치 구조가 도시된 상세도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 안테나 배치 구조를 갖는 기판 처리 장치가 도시된 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus having an antenna arrangement structure according to a first embodiment of the present invention;
2 is a detailed view showing the antenna arrangement structure according to the first embodiment of the present invention;
3 is a plan view showing an antenna arrangement structure according to a first embodiment of the present invention;
4 is a detailed view illustrating an antenna arrangement structure according to a second embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus having an antenna arrangement structure according to a third embodiment of the present invention.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 여러 실시예의 구성을 설명함에 있어서, 동일 유사한 구성 부분에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고 반복 설명은 생략한다.In describing the configurations of various embodiments of the present invention, like reference numerals refer to like parts, and repeated descriptions thereof will be omitted.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 안테나 배치 구조를 갖는 기판 처리 장치가 도시된 도면으로서, 도 2는 안테나 배치 구조가 도시된 리드 프레임의 단면도, 도 3은 안테나 배치 구조가 도시된 평면도이다.1 to 3 are diagrams illustrating a substrate processing apparatus having an antenna arrangement structure according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a lead frame showing the antenna arrangement structure, and FIG. 3 is an antenna arrangement structure. The top view shown.

본 발명에 따른 기판 처리 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 챔버 본체(11)와, 이 챔버 본체(11)에 구비되어 기판(S)이 탑재되는 기판 탑재대(15) 및 하부 전극(17)과, 상기 챔버 본체(11)의 상부에 결합되는 리드 프레임(20)과, 이 리드 프레임(20)에 구비되는 윈도우(30) 및 유전체층(35)과, 상기 리드 프레임(20)의 바깥쪽 및 리드 프레임(20)의 내측에 각각 배치되는 복수의 안테나(41)(45) 및 RF 전원 인가부(50)와, 챔버 본체(11)와 리드 프레임(20)으로 이루어진 챔버(10)의 내부로 공정 가스를 공급하는 공정가스 공급부(60, 63)가 구성된다.As shown in FIG. 1, the substrate processing apparatus according to the present invention includes a chamber main body 11, a substrate mounting base 15, and a lower electrode provided on the chamber main body 11, on which the substrate S is mounted. 17, the lead frame 20 coupled to the upper portion of the chamber body 11, the window 30 and the dielectric layer 35 included in the lead frame 20, and the outside of the lead frame 20. Of the chamber 10 including the plurality of antennas 41 and 45 and the RF power supply unit 50 disposed on the side and the inside of the lead frame 20, and the chamber body 11 and the lead frame 20. The process gas supply parts 60 and 63 which supply process gas inside are comprised.

여기서, 챔버 본체(11), 기판 탑재대(15) 및 하부 전극(17)은 공지의 구성을 채택하여 구성할 수 있으므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하고, 본 발명의 주요 특징부인 리드 프레임(20) 및 이 리드 프레임(20)에 구비되는 안테나(41)(45) 배치 구조를 중심으로 상세히 설명한다.Here, the chamber body 11, the substrate mounting table 15 and the lower electrode 17 can be configured by adopting a known configuration, the detailed description thereof will be omitted, the lead frame 20 which is the main feature of the present invention ) And the arrangement structure of the antennas 41 and 45 provided in the lead frame 20 will be described in detail.

먼저, 상기 리드 프레임(20)은 상부가 개방된 챔버 본체(11)의 상부에 결합될 수 있도록 구성되는데, 이러한 리드 프레임(20)은 챔버(10)가 중간 부분에서 상부 챔버와 하부 챔버로 분할되어 구성된 경우에 상부 챔버일 수 있다. 상부 챔버도 이하 설명되는 리드 프레임(20) 구조를 이용하여 용이하게 실시할 수 있으므로, 리드 프레임(20) 구조를 중심으로 설명한다.First, the lead frame 20 is configured to be coupled to the upper portion of the upper chamber body 11 is open, this lead frame 20 is divided into the upper chamber and the lower chamber in the middle chamber 10 It may be an upper chamber when configured. Since the upper chamber can also be easily implemented using the structure of the lead frame 20 described below, the structure of the lead frame 20 will be described.

리드 프레임(20)은 기본적으로 두 그룹의 안테나 중 하나는 챔버(10)의 바깥쪽인 대기 중에 위치되도록 하고, 다른 하나는 챔버(10)의 안쪽인 진공 환경에 위치될 수 있도록 구성된다. 이하 두 그룹 중 챔버(10)의 바깥쪽에 위치되는 안테나는 제1안테나(41), 챔버(10)의 안쪽에 위치되는 안테나는 제2안테나(45)로 통일하여 설명한다.The lead frame 20 is basically configured such that one of the two groups of antennas can be located in the atmosphere outside of the chamber 10 and the other can be located in a vacuum environment inside of the chamber 10. Hereinafter, an antenna located outside the chamber 10 of the two groups will be described as a first antenna 41 and an antenna located inside the chamber 10 as a second antenna 45.

그리고, 제1안테나(41)는 상기 챔버(10)의 상부 중앙인 리드 프레임(20)의 중앙부에 위치되고, 제2안테나(45)는 리드 프레임(20)에서 제1안테나(41)의 설치 부분을 중심으로 바깥쪽 하부에 위치된다.The first antenna 41 is positioned at the center of the lead frame 20, which is the upper center of the chamber 10, and the second antenna 45 is installed at the lead frame 20 with the first antenna 41. It is located in the lower outer part about the part.

이와 같은 안테나 설치 구조를 실현하기 위한 리드 프레임(20)은, 전체적으로 사각 플레이트 구조로 형성될 수 있고, 평면으로 보았을 때 중앙부에 제1설치부(21)가 위치되고, 이 제1설치부(21)의 대략 수평 방향으로 바깥쪽에 제2설치부(25)가 위치되게 구성할 수 있다.The lead frame 20 for realizing such an antenna mounting structure may be formed in a rectangular plate structure as a whole, and the first mounting portion 21 is positioned at the center in a plan view, and the first mounting portion 21 is provided. ) May be configured such that the second installation portion 25 is positioned outside in the substantially horizontal direction.

제1설치부(21)는 리드 프레임(20)의 중앙부에 개방된 홀 구조로 형성된다. 이때 제1설치부(21)는 통상 챔버(10)가 육면체 구조로 형성됨에 따라 사각 홀 구조로 형성되는 것이 바람직하다.The first installation portion 21 is formed in a hole structure open to the center portion of the lead frame 20. At this time, the first installation portion 21 is preferably formed in a rectangular hole structure as the chamber 10 is formed in a hexahedral structure.

제1설치부(21)의 안쪽에는 수평 방향으로 제1안테나(41)가 배치되고, 제1안테나(41)의 하부에는 윈도우(30)가 구성되는데, 윈도우(30)는 세라믹 재질 등의 절연체(31)로 이루어지는 것이 바람직하다.The first antenna 41 is disposed in the horizontal direction inside the first installation part 21, and a window 30 is formed below the first antenna 41, and the window 30 is an insulator such as a ceramic material. It is preferable that it consists of (31).

윈도우(30)는 챔버(10)의 안쪽과 제1안테나(41) 사이를 구분하여 제1안테나(41)가 챔버(10)의 바깥쪽에 위치되도록 하여, 제1안테나(41)에 의해 챔버(10) 내에 유도 결합 플라즈마가 생성되도록 하는 역할을 한다.The window 30 distinguishes between the inside of the chamber 10 and the first antenna 41 so that the first antenna 41 is positioned outside the chamber 10, so that the chamber ( 10) serves to generate an inductively coupled plasma.

제2설치부(25)는 챔버(10)의 안쪽인 리드 프레임(20)의 밑면에 홈 구조로 형성된다. 이때 제2설치부(25)는 사각 홀 구조의 제1설치부(21) 둘레에 설치됨에 따라 사각 링 구조의 홈으로 형성되는 것이 바람직하다.The second installation part 25 is formed in a groove structure on the bottom surface of the lead frame 20 that is inside the chamber 10. At this time, the second mounting portion 25 is preferably formed around the first mounting portion 21 of the square hole structure is formed as a groove of the square ring structure.

제2설치부(25) 내에는 수평 방향으로 제2안테나(45)가 설치된다.The second antenna 45 is installed in the second installation portion 25 in the horizontal direction.

특히, 제2설치부(25) 내에는 제2안테나(45)가 매립된 상태로 고정될 수 있도록 유전체층(35)이 구비된다.In particular, the dielectric layer 35 is provided in the second installation part 25 to fix the second antenna 45 in a buried state.

이때, 유전체층(35)은 복수의 재질이 적층되어 구성될 수 있는데, 제2안테나(45)를 싸고 있는 부분으로부터 챔버(10)의 외측(또는 상측) 방향으로 유전율이 점차 높아지는 순으로 적층되어 구성되는 것이 바람직하다.In this case, the dielectric layer 35 may be formed by stacking a plurality of materials. The dielectric layer 35 is stacked in the order in which the dielectric constant gradually increases from the portion surrounding the second antenna 45 toward the outer (or upper) direction of the chamber 10. It is preferable to be.

즉, 유전체층(35)은, 챔버(10)의 내측으로부터 몰딩층(37), 세라믹층(39)으로 구성될 수 있고, 몰딩층(37) 하부는 절연층(36), 상기 세라믹층(39)의 하부는 PTFE층(38)이 구성될 수 있다. 여기서 몰딩층(37)은 실리콘(Si) 소재로 구성되는 것이 바람직하고, 절연층(36)은 세라믹 소재로 구성될 수 있고, 절연층(36)의 하부에 비전도성 물질로 된 커버막이 구비될 수 있다.That is, the dielectric layer 35 may be formed of the molding layer 37 and the ceramic layer 39 from the inside of the chamber 10, and the lower portion of the molding layer 37 may be the insulating layer 36 and the ceramic layer 39. The lower portion of) may be a PTFE layer 38 is configured. Here, the molding layer 37 may be made of a silicon (Si) material, the insulating layer 36 may be made of a ceramic material, and a cover film of a non-conductive material may be provided under the insulating layer 36. Can be.

이때, 각 소재의 유전율(유전상수)은 대략적으로 실리콘이 2 ~ 2.3, PTFE가 4 ~ 6, 세라믹이 9 ~ 9.4 정도이다.At this time, the dielectric constant (dielectric constant) of each material is approximately 2 to 2.3 of silicon, 4 to 6 of PTFE, and 9 to 9.4 of ceramic.

한편, 리드 프레임(20)은 제2설치부(25)의 상부를 관통하여 제2안테나(45)에 RF 전원을 공급하는 회로가 연결되는바, 리드 프레임의 상부에는 소켓 구조물(55)이 설치되고, 이 소켓 구조물(55)에 RF 도입라인(51)과 연결된 커넥터부(57)가 결합될 수 있도록 구성될 수 있다. 이와 같은 제2안테나(45)의 회로 연결 구조는 리드 프레임(20)의 상부에서 커넥팅 구조로 연결됨에 따라 점검 및 수리가 용이하고, 또한 전원 인가시에 발생할 수 있는 RF 노이즈를 현저히 줄일 수 있게 된다.On the other hand, the lead frame 20 is connected to a circuit for supplying RF power to the second antenna 45 through the upper portion of the second mounting portion 25, the socket structure 55 is installed on the top of the lead frame The connector structure 57 connected to the RF introduction line 51 may be coupled to the socket structure 55. Since the circuit connection structure of the second antenna 45 is connected to the connecting structure on the upper part of the lead frame 20, it is easy to check and repair, and also significantly reduce the RF noise that may occur when power is applied. .

한편, 상기 제1설치부(21)와 제2설치부(25) 사이에는 사각 링 구조로 배치되어 공정 가스가 분사되는 샤워헤드(61)가 구비될 수 있다.On the other hand, between the first mounting portion 21 and the second mounting portion 25 may be provided with a shower head 61 is disposed in a rectangular ring structure injecting the process gas.

이때, 샤워헤드(61)는 하측 방향(수직 방향)의 분사구와 챔버(10)의 센터 방향(수평 방향) 분사구를 모두 갖도록 구성될 수 있다. 물론, 하측 방향의 분사구만 갖도록 구성하는 것도 가능하다.At this time, the shower head 61 may be configured to have both the injection port in the downward direction (vertical direction) and the center direction (horizontal direction) injection port of the chamber 10. Of course, it is also possible to comprise so that only the injection port of the downward direction.

도 2에서 참조 번호 60은 공정 가스 공급 라인을 나타내고, 63은 리드 프레임(20)에서 제1설치부(21)와 제2설치부(25) 사이에 형성되어 공정 가스 공급 라인에서 공급된 가스를 샤워헤드(61)에 공급하는 공급홀을 나타낸다.In FIG. 2, reference numeral 60 denotes a process gas supply line, and 63 denotes a process gas supply line formed between the first installation unit 21 and the second installation unit 25 in the lead frame 20 to supply the gas supplied from the process gas supply line. The supply hole supplied to the shower head 61 is shown.

도 2에서 참조 번호 24는 리드 프레임(20)의 외곽 쪽에 형성되어 가열 유체가 통과하는 유로를 나타낸다.In FIG. 2, reference numeral 24 denotes a flow path formed at an outer side of the lead frame 20 to allow a heating fluid to pass therethrough.

도 3은 제1안테나(41)와 제2안테나(45)의 배치 구조를 보여주는 평면도로서, 제1안테나(41)는 제1설치부(21)를 통해 외부로 노출되고, 제2안테나(45)는 리드 프레임(20)의 내측에 구비된 구성을 확인할 수 있다.3 is a plan view showing the arrangement structure of the first antenna 41 and the second antenna 45, the first antenna 41 is exposed to the outside through the first mounting portion 21, the second antenna 45 ) Can confirm the configuration provided inside the lead frame 20.

또한, 제1안테나(41) 및 제2안테나(45)는 복수개의 안테나가 조합되어 전체적으로 코일형 구조로 배치되어 구성될 수 있는데, 도면에 예시된 실시예에서는 제1안테나(41)는 2개의 안테나로 구성되고, 제2안테나(45)는 분기된 구조를 갖는 4개의 안테나가 반시계방향으로 규칙적으로 배치된 구성을 보여준다.In addition, the first antenna 41 and the second antenna 45 may be configured by combining a plurality of antennas and being arranged in a coiled structure as a whole. In the embodiment illustrated in the drawing, the first antenna 41 has two An antenna, and the second antenna 45 shows a configuration in which four antennas having a branched structure are regularly arranged in the counterclockwise direction.

이와 같은 안테나 조합 구조 외에도 실시 조건에 따라 다양한 형상과 조합으로 배치하여 구성할 수 있음은 물론이다.In addition to the antenna combination structure as described above, it can be configured to be arranged in various shapes and combinations according to the implementation conditions.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 안테나 배치 구조를 갖는 기판 처리 장치는, 안테나가 대기 중과 진공 상태에서 병렬로 존재하면서 기판 처리 공정을 수행하기 때문에 챔버(10)의 벽면 및 코너 부위까지 파워를 극대화하여 전체적으로 균일한 플라즈마 형성에 기여할 수 있게 된다.Substrate processing apparatus having an antenna arrangement structure according to the present invention as described above, because the antenna is present in parallel in the air and in a vacuum to perform the substrate processing process to maximize the power to the wall and corners of the chamber 10 It is possible to contribute to the overall uniform plasma formation.

또한, 제1안테나(41)와 제2안테나(45)의 설치 위치 차이에 따라 두 안테나간의 위상 변화를 제어할 경우에, 기판 처리 수행 상황에 따라 적절한 조절이 가능하여 공정 수행의 효율성을 높일 수도 있게 된다.In addition, when controlling the phase change between the two antennas according to the difference in the installation position of the first antenna (41) and the second antenna (45), it is possible to appropriately adjust according to the situation of the substrate processing to increase the efficiency of the process. Will be.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 안테나 배치 구조가 도시된 상세도이다.4 is a detailed view illustrating an antenna arrangement structure according to a second embodiment of the present invention.

도 4에 예시된 제2실시예의 안테나 배치 구조는, 안테나의 배치 구조에 있어서는 전술한 제1실시예의 구성과 유사하나, 구획 부재(71)가 제1설치부(21)의 윈도우(30)와 이 윈도우(30)에서 양쪽의 리드 프레임(20) 상부까지 연결되어 제1설치부(21)와 제2설치부(25)를 구획하도록 구성된다.The antenna arrangement structure of the second embodiment illustrated in FIG. 4 is similar to that of the first embodiment in the arrangement structure of the antenna, but the partition member 71 is formed with the window 30 of the first mounting portion 21. The window 30 is connected to both upper portions of the lead frames 20 so as to partition the first mounting portion 21 and the second mounting portion 25.

즉, 전술한 제1실시예에서는 리드 프레임(20) 자체적으로 제1설치부(21)와 제2설치부(25)를 구획했던 구성과 달리, 구획 부재(71)를 통해 제1설치부(21)와 제2설치부(25)가 분할되는 구성으로 이루어지는 것이다.That is, in the above-described first embodiment, unlike the configuration in which the lead frame 20 itself partitions the first mounting portion 21 and the second mounting portion 25, the first mounting portion ( 21 and the second installation part 25 are divided.

구획 부재(71)는 절연성 있는 부재로 구성되는 것이 바람직하며, 일례로 PTFE 소재로 형성될 수 있다.Partition member 71 is preferably composed of an insulating member, for example, may be formed of a PTFE material.

이러한 구획 부재(71)는, 가운데 부분에 홈 구조로 함몰되어 제1설치부(21)를 형성하고, 제1설치부(21)의 둘레쪽에 리드 프레임(20)과 함께 제2설치부(25)를 구성한다.Such a partition member 71 is recessed in a center portion to form a first mounting portion 21, and a second mounting portion 25 together with a lead frame 20 around the first mounting portion 21. ).

이와 같이 구획 부재(71)와 리드 프레임(20)을 갖는 제2실시예에서도, 제1안테나(41), 제2안테나(45), 유전체층(35)의 구조는 제1실시예와 동일하게 실시할 수 있으므로 반복 설명은 생략한다.As described above, also in the second embodiment having the partition member 71 and the lead frame 20, the structures of the first antenna 41, the second antenna 45, and the dielectric layer 35 are implemented in the same manner as in the first embodiment. Repeated description is omitted since it can be.

다만, 샤워헤드(61`)는 제1설치부(21)와 제2설치부(25) 하부 영역 전체를 통해 분사할 수 있도록 구성될 수 있다. 이때 샤워헤드(61`)는 세라믹 등 절연체로 구성되는 것이 바람직하다. However, the shower head 61 ′ may be configured to spray through the entire lower region of the first installation unit 21 and the second installation unit 25. At this time, the shower head 61` is preferably composed of an insulator such as ceramic.

그리고 샤워헤드(61`)에 공정 가스를 공급하는 공급 라인(63`)은 상기 구획 부재(71)의 센터를 관통하도록 구성할 수 있다.In addition, the supply line 63 ′ for supplying the process gas to the shower head 61 ′ may be configured to penetrate the center of the partition member 71.

도 4에서 참조 번호 75는 구획 부재(71)와 리드 프레임(20) 사이에 구비된 밀봉 부재이고, 참조 번호 80은 리드 프레임(20)의 상부에 구획 부재(71)를 고정하기 위한 고정 프레임을 나타낸다.In FIG. 4, reference numeral 75 denotes a sealing member provided between the partition member 71 and the lead frame 20, and reference numeral 80 denotes a fixing frame for fixing the partition member 71 on the upper part of the lead frame 20. Indicates.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 안테나 배치 구조를 갖는 기판 처리 장치가 도시된 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus having an antenna arrangement structure according to a third embodiment of the present invention.

본 발명의 제3실시예는 커패시터(81)(82)가 설치된 구성을 제외하고는 전술한 제1실시예의 구성과 동일 유사하게 구성된다.The third embodiment of the present invention is configured similarly to the configuration of the above-described first embodiment except for the configuration in which the capacitors 81 and 82 are provided.

즉, 본 발명의 제3실시예는 RF 전원 인가부(50)에서 안테나(45)로 연결되는 RF 도입라인(51)의 중간부에 커패시터(81)가 설치된다. 또한 상기 안테나(45)의 접지 라인(46)에도 커패시터(82)가 설치되어 구성된다.That is, in the third embodiment of the present invention, the capacitor 81 is installed in the middle of the RF introduction line 51 connected from the RF power supply unit 50 to the antenna 45. In addition, the capacitor 82 is also installed in the ground line 46 of the antenna 45 is configured.

이때 커패시터(81)(82)는 용량 조절이 가능한 용량 가변형 커패시터(V.V.C; Vacuum Variable Capacitor)가 사용되는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the capacitors 81 and 82 use a variable capacitance capacitor (V.V.C; vacuum variable capacitor).

상기와 같이 RF 도입라인(51) 또는 접지 라인(46)에 구비된 커패시터(81)(82)는 안테나(45)에 RF 파워를 인가할 때 임피던스 매칭이 최적화되도록 조절함으로써 기판 처리에 요구되는 플라즈마를 적절하게 생성할 수 있게 된다.As described above, the capacitors 81 and 82 provided in the RF introduction line 51 or the ground line 46 are adjusted to optimize impedance matching when RF power is applied to the antenna 45 so that the plasma required for substrate processing may be adjusted. Can be properly generated.

이외의 구성 부분은 앞서 설명한 여러 실시예와 동일하므로, 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복 설명은 생략한다.Since the other components are the same as in the above-described various embodiments, the same reference numerals are given, and the repeated description is omitted.

상기한 바와 같은 본 발명은 플라즈마를 이용한 기판처리장치에 모두 적용 가능하다. 예를 들면, 건식 식각 장치(Dye etcher), 화학기상 증착장치(Chemical Vapor Deposition) 등에 적용하여 이용할 수 있다.The present invention as described above can be applied to both substrate processing apparatus using a plasma. For example, it may be applied to a dry etching apparatus, a chemical vapor deposition apparatus, or the like.

상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the technical ideas described in the embodiments of the present invention can be performed independently of each other, and can be implemented in combination with each other. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications, and variations will be apparent to those skilled in the art. It is possible. Accordingly, the technical scope of the present invention should be determined by the appended claims.

Claims (7)

상부의 중앙 부분에 윈도우가 설치된 챔버와;
상기 챔버의 내부 하측에 상기 윈도우와 대향하도록 구비되고 기판이 탑재되는 기판 탑재대와;
상기 챔버의 상측 외부의 중앙 부분에서 상기 챔버 내부와의 사이에 상기 윈도우를 두고 설치된 제1안테나와;
상기 챔버의 내부 상측에서 중앙 부분의 주변인 가장자리 부분에 위치하도록 상기 제1안테나의 설치 영역의 둘레 위치에 설치되며 상기 기판 탑재대까지의 거리가 상기 제1안테나보다 더 가깝도록 상기 제1안테나에 비하여 하측으로 배치된 제2안테나를 포함하고,
상기 제2안테나는 상기 챔버 내부에 구비된 유전체층 내부에 구비되며,
상기 유전체층은 복수의 재질이 적층된 구성을 갖되, 상기 제2안테나를 싸고 있는 부분으로부터 상기 챔버의 외측 방향으로 유전율이 점차적으로 높아지는 순으로 적층된 기판 처리 장치.A chamber provided with a window in a central portion of the upper portion;
A substrate mounting table provided to face the window in the lower side of the chamber and having a substrate mounted thereon;
A first antenna provided with the window between the inside of the chamber and a central portion of the upper outside of the chamber;
It is installed at the circumferential position of the installation area of the first antenna so as to be located at the edge portion that is the periphery of the center portion from the upper inside of the chamber and compared to the first antenna so that the distance to the substrate mount is closer than the first antenna Including a second antenna disposed below,
The second antenna is provided in the dielectric layer provided in the chamber,
The dielectric layer has a structure in which a plurality of materials are stacked, and the dielectric material of the dielectric layer is laminated in such a manner that the dielectric constant gradually increases from the portion surrounding the second antenna toward the outside of the chamber. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제1안테나와 제2안테나에 연결된 RF 도입라인을 더 포함하는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
The substrate processing apparatus further comprises an RF introduction line connected to the first antenna and the second antenna. 청구항 1에 있어서,
상기 제2안테나에 연결되는 RF 도입라인과 상기 제2안테나가 접지되는 접지 라인 중 적어도 어느 한쪽에는 커패시터가 설치된 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
And at least one of an RF lead line connected to the second antenna and a ground line to which the second antenna is grounded. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 챔버는, 챔버 본체와; 상기 챔버 본체 상부에 결합되며 중앙 부분에 홀 구조의 제1설치부가 마련된 리드 프레임으로 구성되고,
상기 제1안테나는 상기 제1설치부의 안쪽에 위치되며,
상기 윈도우는 상기 제1설치부에 상기 챔버의 내부와 상기 제1안테나 사이를 구분하도록 구비되어 상기 제1안테나를 상기 챔버의 외부에 위치시키고,
상기 제2안테나는 상기 리드 프레임의 하부에서 상기 제1설치부의 둘레 위치에 위치된 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
The chamber includes a chamber body; It is coupled to the chamber body and consists of a lead frame provided with a first mounting portion of the hole structure in the center portion,
The first antenna is located inside the first installation portion,
The window is provided to distinguish between the inside of the chamber and the first antenna in the first installation portion to position the first antenna to the outside of the chamber,
And the second antenna is positioned at a circumferential position of the first mounting portion below the lead frame. 청구항 6에 있어서,
상기 리드 프레임의 하부에는 상기 제2안테나가 위치되는 홈 구조의 제2설치부가 마련된 기판 처리 장치.The method of claim 6,
And a second mounting portion having a groove structure in which the second antenna is positioned below the lead frame.
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