KR102493574B1 - Apparatus for treating substrate - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버의 측벽에 처리 공간 및 가스 공급 유닛을 연결하는 가스 공급로가 형성되고, 상기 가스 공급로의 상기 측벽의 내면에 인접한 끝단에는 복수의 통공이 형성된 쉴드가 제공된다.The present invention relates to a substrate processing apparatus. In the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention, a gas supply passage connecting a processing space and a gas supply unit is formed on a sidewall of a process chamber, and a plurality of through holes are provided at an end of the sidewall adjacent to an inner surface of the gas supply passage. A formed shield is provided.

Description

기판 처리 장치{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}Substrate processing device {APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라스마를 이용하여 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a substrate processing apparatus using plasma.

플라즈마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성되며, 이온이나 전자, 라디칼 등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말한다. 반도체 소자 제조 공정에서는 플라즈마를 사용하여 다양한 공정을 수행한다. 일 예로 식각 공정은 플라즈마에 함유된 이온 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다.Plasma is generated by a very high temperature or a strong electric field or RF Electromagnetic Fields, and refers to an ionized gas state composed of ions, electrons, or radicals. In a semiconductor device manufacturing process, various processes are performed using plasma. For example, an etching process is performed by colliding ion particles contained in plasma with a substrate.

도 1은 일반적인 일반적인 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이다. 도 2는 도 1의 일부를 확대한 사시도이다. 도 1 및 도 2를 참고하면, 마이크로파를 이용하여 플라스마를 생성하는 일반적인 기판 처리 장치는 마이크로파 인가 유닛(1), 안테나(2) 및 가스 공급 유닛(3)을 포함한다. 마이크로파 인가 유닛(1)은 안테나(2)로 마이크로파를 인가한다. 안테나(2)에 인가된 마이크로파는 가스 공급 유닛(3)으로부터 공급된 가스로부터 플라스마를 생성한다. 이 경우 가스는 가스 공급 유닛(3)으로부터 공정 챔버의 벽을 관통하여 형성된 가스 공급로(4)를 통해 공급된다. 1 is a cross-sectional view showing a typical general substrate processing apparatus. 2 is an enlarged perspective view of a part of FIG. 1 . Referring to FIGS. 1 and 2 , a general substrate processing apparatus generating plasma using microwaves includes a microwave application unit 1 , an antenna 2 , and a gas supply unit 3 . The microwave applying unit 1 applies microwaves to the antenna 2 . Microwaves applied to the antenna 2 generate plasma from gas supplied from the gas supply unit 3 . In this case, gas is supplied from the gas supply unit 3 through the gas supply passage 4 formed through the wall of the process chamber.

일반적으로 가스 공급로(4)를 통해 공정 챔버의 내부로 공급되는 가스는 가스 공급로의 내부(5) 및 공정 챔버의 벽의 내측 공간 간에 급격한 면적 차이로 인해 공정 챔버 내부의 가스 공급로의 가스 유출구(7)에 인접한 위치에서 급격히 유속이 감소하여 공정 챔버 내부의 가스 유출구(7)에 인접한 영역의 가스의 밀도가 공정 챔버 내부의 다른 영역에 비해 높게 형성된다. 또한, 공정 챔버 내부에 마이크로파를 인가하는 경우, 공정 챔버의 벽의 내측면의 가스 유출구(7)와 인접한 영역에서 마이크로파의 전계가 집중된다. 따라서, 상대적으로 가스의 밀도가 높은 공정 챔버의 내측면의 가스 유출구(7)에 인접한 영역에 플라스마 반응으로 인한 부산물이 증착되고, 이러한 부산물로 인해 이물질이 발생될 수 있는 문제점이 있다.In general, the gas supplied to the inside of the process chamber through the gas supply passage 4 is caused by a sharp area difference between the inside of the gas supply passage 5 and the inner space of the wall of the process chamber. The flow rate rapidly decreases at a location adjacent to the outlet 7, so that the density of gas in a region adjacent to the gas outlet 7 inside the process chamber is higher than that in other regions inside the process chamber. In addition, when microwaves are applied to the inside of the process chamber, the electric field of the microwaves is concentrated in a region adjacent to the gas outlet 7 on the inner surface of the wall of the process chamber. Therefore, there is a problem in that by-products due to the plasma reaction are deposited in a region adjacent to the gas outlet 7 on the inner surface of the process chamber where the gas density is relatively high, and foreign substances may be generated due to these by-products.

본 발명은 공정 챔버의 내측면에 부산물이 증착되는 것을 방지할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of preventing by-products from being deposited on the inner surface of a process chamber.

또한, 본 발명은 증착 부산물로 인한 이물질의 발생을 최소화할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of minimizing the generation of foreign substances due to deposition by-products.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited thereto, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시 예에 따르면, 기판을 처리하는 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 상기 처리 공간의 상부에 제공되는 유전판; 상기 유전판의 상부에 배치되는 안테나 판; 및 상기 안테나판에 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가 유닛;을 포함하되, 상기 공정 챔버의 측벽에는 상기 처리 공간 및 상기 가스 공급 유닛을 연결하는 가스 공급로가 형성되고, 상기 가스 공급로의 상기 측벽의 내면에 인접한 끝단에는 복수의 통공이 형성된 쉴드(Shield);가 제공된다.The present invention provides a substrate processing apparatus. According to one embodiment, a substrate processing apparatus for processing a substrate includes a process chamber having a processing space therein; a substrate support unit supporting a substrate within the process chamber; a gas supply unit supplying a process gas to the processing space; a dielectric plate provided above the processing space; an antenna plate disposed above the dielectric plate; and a microwave application unit for applying microwaves to the antenna plate, wherein a gas supply passage connecting the processing space and the gas supply unit is formed on a sidewall of the process chamber, and an inner surface of the sidewall of the gas supply passage is formed. At the end adjacent to the shield (Shield) formed with a plurality of through holes; is provided.

상기 통공은 상기 처리 공간에서 바라볼 때 단면의 최대 길이가 상기 처리 공간에 전달된 마이크로파의 파장의 50분의 1보다 작게 제공된다.When viewed from the processing space, the maximum length of the cross section of the through hole is smaller than 1/50 of the wavelength of the microwave transmitted to the processing space.

상기 가스 공급 홀은 상기 단면이 원형으로 제공된다.The gas supply hole has a circular cross section.

상기 통공은 마이크로파의 유입을 방지할 수 있는 크기로 제공된다.The through hole is provided in a size capable of preventing the inflow of microwaves.

상기 쉴드는 매쉬(MESH)형태로 제공될 수 있다.The shield may be provided in a mesh (MESH) form.

상기 쉴드의 매쉬에 제공된 통공에서 최대 거리는 상기 처리 공간에 전달된 마이크로파 파장의 50분의 1보다 작게 제공된다.The maximum distance from the through holes provided in the mesh of the shield is provided smaller than 1/50 of the microwave wavelength transmitted to the processing space.

상기 가스 공급로는 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하고, 상기 제 1 영역은 상기 제 2 영역보다 상기 쉴드에 인접한 영역이며, 상기 처리 공간에서 바라볼 때, 상기 제 1 영역의 단면은 상기 제 2 영역의 단면보다 넓게 제공된다.The gas supply passage includes a first region and a second region, the first region being closer to the shield than the second region, and a cross section of the first region when viewed from the processing space is the first region. It is provided wider than the cross section of 2 areas.

상기 제 2 영역은 상기 쉴드를 향해 갈수록 점진적으로 넓어지도록 제공된다.The second area is provided to gradually widen toward the shield.

상기 가스 공급로는 복수개로 제공되고, 상기 쉴드는 각각의 상기 가스 공급로에 대응되어 제공된다.A plurality of gas supply passages are provided, and the shield is provided to correspond to each of the gas supply passages.

상기 쉴드는 상기 공정 챔버와 동일한 재질로 제공된다.The shield is provided with the same material as the process chamber.

상기 공정 챔버의 내벽에 설치되는 라이너를 더 포함하되, 상기 라이너에는 상기 쉴드와 대향되도록 관통되는 관통홀이 형성된다.The process chamber may further include a liner installed on an inner wall of the process chamber, wherein a through hole is formed in the liner to face the shield.

본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버의 내측면에 부산물이 증착되는 것을 방지할 수 있다.The substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention can prevent by-products from being deposited on the inner surface of the process chamber.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 증착 부산물로 인한 이물질의 발생을 최소화할 수 있다.In addition, the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention can minimize the generation of foreign substances due to deposition by-products.

도 1은 일반적인 일반적인 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 일부를 확대한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3의 안테나의 저면을 나타낸 저면도이다.
도 5는 도 3의 기판 처리 장치의 쉴드에 인접한 부분을 확대한 부분 사시도이다.
도 6은 도 3의 쉴드의 다른 실시 예를 나타낸 정면도이다.1 is a cross-sectional view showing a typical general substrate processing apparatus.
2 is an enlarged perspective view of a part of FIG. 1 .
3 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a bottom view showing the bottom of the antenna of FIG. 3;
FIG. 5 is an enlarged partial perspective view of a portion adjacent to a shield of the substrate processing apparatus of FIG. 3 .
6 is a front view showing another embodiment of the shield of FIG. 3;

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following examples. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes of elements in the figures are exaggerated to emphasize clearer description.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(10)를 보여주는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 기판(W)에 대하여 플라즈마 공정 처리를 수행한다. 기판 처리 장치(10)는 공정 챔버(100), 기판 지지 유닛(200), 가스 공급 유닛(300), 마이크로파 인가 유닛(400), 안테나 판(500), 지파판(600), 유전판(700) 그리고 라이너(900)을 포함한다.Referring to FIG. 3 , the substrate processing apparatus 10 performs a plasma process on the substrate W. The substrate processing apparatus 10 includes a process chamber 100, a substrate support unit 200, a gas supply unit 300, a microwave application unit 400, an antenna plate 500, a slow wave plate 600, and a dielectric plate 700. ) and the liner 900.

공정 챔버(100)는 내부에 처리 공간(101)이 형성되며, 내부 공간(101)은 기판(W)처리 공정이 수행되는 공간으로 제공된다. 공정 챔버(100)는 바디(110)와 커버(120)를 포함한다. The process chamber 100 has a processing space 101 formed therein, and the inner space 101 is provided as a space in which a substrate W processing process is performed. The process chamber 100 includes a body 110 and a cover 120 .

바디(110)는 상면이 개방되며 내부에 공간이 형성된다. 바디(110)의 내벽에는 플랜지(920)가 삽입되는 홈(112)이 형성된다.The upper surface of the body 110 is open and a space is formed therein. A groove 112 into which the flange 920 is inserted is formed on the inner wall of the body 110 .

커버(120)는 바디(110)의 상단에 놓이며, 바디(110)의 개방된 상면을 밀폐한다. 커버(120)는 상부 공간이 하부 공간보다 더 큰 반경을 갖도록 하단부 내측이 단차진다.The cover 120 is placed on top of the body 110 and seals the open upper surface of the body 110. The inside of the lower end of the cover 120 is stepped so that the upper space has a larger radius than the lower space.

공정 챔버(100)의 일 측벽에는 기판 유입구(미도시)가 형성될 수 있다. 기판 유입구(미도시)는 기판(W)이 공정 챔버(100) 내부로 출입할 수 있는 통로로 제공된다. 기판 유입구는 도어 등 개폐 부재에 의해 개폐된다.A substrate inlet (not shown) may be formed on one sidewall of the process chamber 100 . The substrate inlet (not shown) is provided as a passage through which the substrate W enters and exits the process chamber 100 . The substrate inlet is opened and closed by an opening and closing member such as a door.

공정 챔버(100)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성된다. 배기홀(102)은 배기 라인(131)과 연결된다. 배기 라인(131)을 통한 배기로, 공정 챔버(100)의 내부는 상압보다 낮은 압력으로 유지될 수 있다. 그리고, 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 공정 챔버(100) 내부에 머무르는 가스는 배기 라인(131)을 통해 외부로 배출될 수 있다.An exhaust hole 102 is formed on the bottom surface of the process chamber 100 . The exhaust hole 102 is connected to the exhaust line 131 . By exhausting through the exhaust line 131, the inside of the process chamber 100 may be maintained at a pressure lower than normal pressure. In addition, reaction by-products generated during the process and gas remaining in the process chamber 100 may be discharged to the outside through the exhaust line 131 .

기판 지지 유닛(200)은 처리 공간(101)의 내부에 위치하며, 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(200)은 지지 플레이트(210), 리프트 핀(미도시), 히터(220), 지지축(230)을 포함한다.The substrate support unit 200 is located inside the processing space 101 and supports the substrate W. The substrate support unit 200 includes a support plate 210 , a lift pin (not shown), a heater 220 , and a support shaft 230 .

지지 플레이트(210)는 소정의 두께를 가지며, 기판(W) 보다 큰 반경을 갖는 원판으로 제공된다. 지지 플레이트(210)의 상면에는 기판(W)이 놓이는 기판 제공홈이 형성될 수 있다. 실시 예에 의하면, 지지 플레이트(210)에는 기판(W)을 고정하는 구성이 제공되지 않으며, 기판(W)은 지지 플레이트(210)에 놓인 상태로 공정에 제공된다. 이와 달리, 지지 플레이트(210)는 정전기력을 이용하여 기판(W)을 고정시키는 정전 척으로 제공되거나, 기계적 클램핑 방식으로 기판(W)을 고정시키는 척으로 제공될 수 있다.The support plate 210 has a predetermined thickness and is provided as a disk having a larger radius than the substrate W. A substrate providing groove in which the substrate W is placed may be formed on the upper surface of the support plate 210 . According to the embodiment, the support plate 210 is not provided with a structure for fixing the substrate (W), and the substrate (W) is provided to the process while being placed on the support plate 210 . Alternatively, the support plate 210 may be provided as an electrostatic chuck for fixing the substrate W using electrostatic force or a chuck for fixing the substrate W using a mechanical clamping method.

리프트 핀은 복수 개 제공되며, 지지 플레이트(210)에 형성된 핀 홀(미도시)들 각각에 위치한다. 리프트 핀들은 핀 홀들을 따라 상하방향으로 이동하며, 기판(W)을 지지 플레이트(210)에 로딩하거나 지지 플레이트(210)에 놓인 기판(W)을 언로딩한다.A plurality of lift pins are provided and located in each of pin holes (not shown) formed in the support plate 210 . The lift pins move vertically along the pin holes, and load the substrate W onto the support plate 210 or unload the substrate W placed on the support plate 210 .

히터(220)는 지지 플레이트(210)의 내부에 제공된다. 히터(220)는 나선 형상의 코일로 제공되며, 균일한 간격으로 지지 플레이트(210) 내부에 매설될 수 있다. 히터(220)는 외부 전원(미도시)과 연결되며, 외부 전원에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 지지 플레이트(210)를 거쳐 기판(W)으로 전달되며, 기판(W)을 소정 온도로 가열한다.The heater 220 is provided inside the support plate 210 . The heater 220 is provided as a spiral coil and may be buried inside the support plate 210 at regular intervals. The heater 220 is connected to an external power source (not shown) and generates heat by resisting a current applied from the external power source. The generated heat is transferred to the substrate (W) via the support plate 210 and heats the substrate (W) to a predetermined temperature.

지지축(230)은 지지 플레이트(210)의 하부에 위치하며, 지지 플레이트(210)를 지지한다. 지지 플레이트(210)는 구동 부재(미도시)에 의해 상하 이동 가능하도록 제공될 수 있다.The support shaft 230 is located below the support plate 210 and supports the support plate 210 . The support plate 210 may be provided to be vertically movable by a driving member (not shown).

가스 공급 유닛(300)은 처리 공간(101) 내부로 공정 가스를 공급한다. 가스 공급로(105)는 처리 공간(101) 및 가스 공급 유닛(300)을 연결한다. 따라서, 가스 공급 유닛(300)은 공정 챔버(100)의 측벽에 형성된 가스 공급로(105)를 통해 공정 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급로(105)는 복수개로 제공될 수 있다.The gas supply unit 300 supplies process gas into the processing space 101 . The gas supply passage 105 connects the processing space 101 and the gas supply unit 300 . Accordingly, the gas supply unit 300 may supply process gas into the process chamber 100 through the gas supply passage 105 formed on the sidewall of the process chamber 100 . A plurality of gas supply passages 105 may be provided.

마이크로파 인가 유닛(400)은 안테나 판(500)으로 마이크로파를 인가한다. 마이크로파 인가 유닛(400)은 마이크로파 발생기(410), 제1도파관(420), 제2도파관(430), 위상 변환기(440), 그리고 매칭 네트워크(450)를 포함한다.The microwave application unit 400 applies microwaves to the antenna plate 500 . The microwave application unit 400 includes a microwave generator 410, a first waveguide 420, a second waveguide 430, a phase converter 440, and a matching network 450.

마이크로파 발생기(410)는 마이크로파를 발생시킨다. The microwave generator 410 generates microwaves.

제1도파관(420)은 마이크로파 발생기(410)와 연결되며, 내부에 통로가 형성된다. 마이크로파 발생기(410)에서 발생된 마이크로파는 제1도파관(420)을 따라 위상 변환기(440) 측으로 전달된다.The first waveguide 420 is connected to the microwave generator 410, and a passage is formed therein. The microwaves generated by the microwave generator 410 are transferred to the phase converter 440 along the first waveguide 420 .

제2도파관(430)은 외부 도체(432) 및 내부 도체(434)를 포함한다. The second waveguide 430 includes an outer conductor 432 and an inner conductor 434 .

외부 도체(432)는 제 1 도파관(420)의 끝단에서 수직한 방향으로 아래로 연장되며, 내부에 통로가 형성된다. 외부 도체(432)의 상단은 제 1 도파관(420)의 하단에 연결되고, 외부 도체(432)의 하단은 커버(120)의 상단에 연결된다.The external conductor 432 extends downward from the end of the first waveguide 420 in a vertical direction, and a passage is formed therein. The upper end of the external conductor 432 is connected to the lower end of the first waveguide 420 , and the lower end of the external conductor 432 is connected to the upper end of the cover 120 .

내부 도체(434)는 외부 도체(432) 내에 위치한다. 내부 도체(434)는 원기둥 형상의 로드(rod)로 제공되며, 그 길이방향이 상하방향과 나란하게 배치된다. 내부 도체(434)의 상단은 위상 변환기(440)의 하단부에 삽입 고정된다. 내부 도체(434)는 아래 방향으로 연장되어 그 하단이 공정 챔버(100)의 내부에 위치한다. 내부 도체(434)의 하단은 안테나 판(500)의 중심에 고정 결합된다. 내부 도체(434)는 안테나 판(500)의 상면에 수직하게 배치된다. 내부 도체(434)는 구리 재질의 로드에 제1도금막과 제2도금막이 순차적으로 코팅되어 제공될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제1도금막은 니켈(Ni) 재질이고, 제2도금막은 금(Au) 재질로 제공될 수 있다. 마이크로파는 주로 제1도금막을 통해 안테나 판(500)으로 전파된다.Inner conductor 434 is positioned within outer conductor 432 . The inner conductor 434 is provided as a cylindrical rod, and its longitudinal direction is parallel to the vertical direction. The upper end of the inner conductor 434 is inserted into and fixed to the lower end of the phase shifter 440 . The inner conductor 434 extends downward and its lower end is located inside the process chamber 100 . The lower end of the inner conductor 434 is fixedly coupled to the center of the antenna plate 500. The inner conductor 434 is disposed perpendicular to the top surface of the antenna plate 500. The inner conductor 434 may be provided by sequentially coating a first plating film and a second plating film on a rod made of copper. According to an embodiment, the first plating layer may be made of nickel (Ni), and the second plating layer may be made of gold (Au). Microwaves propagate to the antenna plate 500 mainly through the first plating film.

위상 변환기(440)에서 위상이 변환된 마이크로파는 제2도파관(430)를 따라 안테나 판(500) 측으로 전달된다.The phase-converted microwaves in the phase converter 440 are transferred to the antenna plate 500 along the second waveguide 430 .

위상 변환기(440)는 제1도파관(420)과 제2도파관(430)이 접속되는 지점에 제공되며, 마이크로파의 위상을 변화시킨다. 위상 변환기(440)는 아래가 뾰족한 콘 형상으로 제공될 수 있다. 위상 변환기(440)는 제1도파관(420)으로부터 전달된 마이크로파를 모드가 변환된 상태로 제2도파관(430)에 전파한다. 위상 변환기(440)는 마이크로파를 TE 모드에서 TEM 모드로 변환시킬 수 있다.The phase shifter 440 is provided at a point where the first waveguide 420 and the second waveguide 430 are connected, and changes the phase of the microwave. The phase shifter 440 may be provided in a cone shape with a pointed bottom. The phase converter 440 propagates the microwave transmitted from the first waveguide 420 to the second waveguide 430 in a mode-converted state. The phase shifter 440 may convert microwaves from a TE mode to a TEM mode.

매칭 네트워크(450)는 제1도파관(420)에 제공된다. 매칭 네트워크(450)는 제1도파관(420)을 통해 전파되는 마이크로파를 소정 주파수로 매칭시킨다.A matching network 450 is provided in the first waveguide 420 . The matching network 450 matches the microwave propagating through the first waveguide 420 to a predetermined frequency.

도 4는 안테나 판(500)의 저면을 나타내는 도면이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 안테나 판(500)은 플레이트 형상으로 제공된다. 일 예로, 안테나 판(500)은 두께가 얇은 원판으로 제공될 수 있다. 안테나 판(500)은 유전판(700)의 상부에 배치된다. 안테나 판(500)은 지지 플레이트(210)에 대향되도록 배치된다. 안테나 판(500)에는 복수의 슬롯(501)들이 형성된다. 슬롯(501)들은 '×'자 형상으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 슬롯들의 형상 및 배치는 다양하게 변경될 수 있다. 슬롯(501)들은 복수개가 서로 조합되어 복수개의 링 형상으로 배치된다. 이하, 슬롯(501)들이 형성된 안테나 판(500) 의 영역을 제1영역(A1, A2, A3)이라 하고, 슬롯(501)들이 형성되지 않은 안테나 판(500)의 영역을 제2영역(B1, B2, B3)이라 한다. 제1영역(A1, A2, A3)과 제2영역(B1, B2, B3)은 각각 링 형상을 가진다. 제1영역(A1, A2, A3)은 복수개 제공되며, 서로 상이한 반경을 갖는다. 제1영역(A1, A2, A3)들은 동일한 중심을 가지며, 안테나 판(500)의 반경 방향으로 서로 이격되어 배치 된다. 제2영역(B1, B2, B3)은 복수개 제공되며, 서로 상이한 반경을 갖는다. 제2영역(B1, B2, B3)들은 동일한 중심을 가지며, 안테나 판(500)의 반경 방향으로 서로 이격되어 배치된다. 제1영역(A1, A2, A3)은 인접한 제2영역(B1, B2, B3)들 사이에 각각 위치한다. 안테나 판(500)의 중심부에는 홀(502)이 형성된다. 내부 도체(434)는 그 하단이 홀(502)를 관통하여 안테나 판(500)과 결합된다. 마이크로파는 슬롯(501)들을 투과하여 유전판(700)으로 전달된다.4 is a view showing the bottom surface of the antenna plate 500. As shown in FIG. Referring to FIGS. 3 and 4 , the antenna plate 500 is provided in a plate shape. For example, the antenna plate 500 may be provided as a circular plate having a thin thickness. The antenna plate 500 is disposed on top of the dielectric plate 700. The antenna plate 500 is disposed to face the support plate 210 . A plurality of slots 501 are formed in the antenna plate 500 . The slots 501 may be provided in a 'x' shape. Alternatively, the shape and arrangement of the slots may be variously changed. A plurality of slots 501 are combined with each other and arranged in a plurality of ring shapes. Hereinafter, regions of the antenna plate 500 in which slots 501 are formed are referred to as first regions A1, A2, and A3, and regions of the antenna plate 500 in which slots 501 are not formed are referred to as second regions B1. , B2, B3). Each of the first regions A1, A2, and A3 and the second regions B1, B2, and B3 has a ring shape. A plurality of first areas A1, A2, and A3 are provided and have different radii. The first areas A1, A2, and A3 have the same center and are spaced apart from each other in the radial direction of the antenna plate 500. A plurality of second regions B1, B2, and B3 are provided and have different radii. The second areas B1 , B2 , and B3 have the same center and are spaced apart from each other in the radial direction of the antenna plate 500 . The first areas A1, A2, and A3 are respectively positioned between adjacent second areas B1, B2, and B3. A hole 502 is formed in the center of the antenna plate 500 . The lower end of the inner conductor 434 passes through the hole 502 and is coupled to the antenna plate 500. Microwaves pass through the slots 501 and are transmitted to the dielectric plate 700 .

다시 도 3을 참조하면, 지파판(600)은 안테나 판(500)의 상부에 위치하며, 소정 두께를 갖는 원판으로 제공된다. 지파판(600)은 커버(120)의 내측에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 지파판(600)은 알루미나, 석영 등의 유전체로 제공된다. 내부 도체(434)를 통해 수직 방향으로 전파된 마이크로파는 지파판(600)의 반경 방향으로 전파된다. 지파판(600)에 전파된 마이크로파는 파장이 압축되며, 공진된다.Referring back to FIG. 3 , the slow wave plate 600 is located above the antenna plate 500 and is provided as a disk having a predetermined thickness. The slow wave plate 600 may have a radius corresponding to the inside of the cover 120 . The slow wave plate 600 is provided with a dielectric such as alumina or quartz. Microwaves propagated in a vertical direction through the inner conductor 434 propagate in a radial direction of the slow wave plate 600 . Wavelengths of microwaves propagated to the slow wave plate 600 are compressed and resonated.

유전판(700)은 처리 공간(101)의 상부에 제공된다. 예를 들면, 유전판(700)은 안테나 판(500)의 하부에 위치하며, 소정 두께를 갖는 원판으로 제공된다. 유전판(700)은 알루미나, 석영 등의 유전체로 제공된다. 유전판(700)의 저면은 내측으로 만입된 오목면으로 제공된다. 유전판(700)은 저면이 커버(120)의 하단과 동일 높이에 위치할 수 있다. 유전판(700)의 측부는 상단이 하단보다 큰 반경을 갖도록 단차진다. 유전판(700)의 상단은 커버(120)의 단차진 하단부에 놓인다. 유전판(700)의 하단은 커버(120)의 하단부보다 작은 반경을 가지며, 커버(120)의 하단부와 소정 간격을 유지한다. 마이크로파는 유전판(700)을 거쳐 공정 챔버(100) 내부로 방사된다. 방사된 마이크로파의 전계에 의하여 공정 챔버(100) 내에 공급된 공정 가스는 플라스마 상태로 여기된다. 실시 예에 의하면, 지파판(600), 안테나 판(500) 그리고 유전판(700)은 서로 밀착될 수 있다.A dielectric plate 700 is provided on top of the processing space 101 . For example, the dielectric plate 700 is located under the antenna plate 500 and is provided as a disk having a predetermined thickness. The dielectric plate 700 is provided with a dielectric such as alumina or quartz. The bottom surface of the dielectric plate 700 is provided as a concave surface recessed inward. The bottom of the dielectric plate 700 may be positioned at the same height as the lower end of the cover 120 . The side of the dielectric plate 700 is stepped so that the upper end has a larger radius than the lower end. An upper end of the dielectric plate 700 is placed on a stepped lower end of the cover 120 . The lower end of the dielectric plate 700 has a smaller radius than the lower end of the cover 120 and maintains a predetermined distance from the lower end of the cover 120 . Microwaves are radiated into the process chamber 100 through the dielectric plate 700 . The process gas supplied into the process chamber 100 is excited into a plasma state by the electric field of the radiated microwaves. According to an embodiment, the slow wave plate 600, the antenna plate 500, and the dielectric plate 700 may be in close contact with each other.

라이너(900)는 공정 챔버(100)의 내벽에 설치된다. 라이너(900)는 공정 챔버(100)의 내벽이 플라즈마로 인해 손상되는 것을 방지한다. 라이너(900)에는 쉴드(1000)와 대향되도록 관통되는 관통홀(912)이 형성된다. The liner 900 is installed on the inner wall of the process chamber 100 . The liner 900 prevents the inner wall of the process chamber 100 from being damaged by plasma. A through hole 912 is formed in the liner 900 to face the shield 1000 .

일 실시 예에 따르면, 라이너(900)는 바디(910) 및 플랜지(920)를 포함한다.According to one embodiment, the liner 900 includes a body 910 and a flange 920.

바디(910)는 공정 챔버(100)의 내벽과 대향되는 링 형상을 가진다. 바디(910)에는 쉴드(1000)들과 대향되도록 관통된 복수개의 관통홀(912)이 형성된다. 가스 공급로(105)로부터 분사된 공정 가스는 관통홀(912)을 통해 공정 챔버(100) 내부로 유입된다. The body 910 has a ring shape facing the inner wall of the process chamber 100 . A plurality of through holes 912 are formed in the body 910 to face the shields 1000 . The process gas injected from the gas supply passage 105 is introduced into the process chamber 100 through the through hole 912 .

플랜지(920)는 바디(910)의 외벽으로부터 공정 챔버(100)의 벽 내부까지 연장되도록 제공된다. 플랜지(920)는 바디(910)의 둘레를 감싸는 링 형상으로 제공된다. 플랜지(920)는 라이너(900)의 상단에 제공될 수 있다. The flange 920 is provided to extend from the outer wall of the body 910 to the inside of the wall of the process chamber 100 . The flange 920 is provided in a ring shape surrounding the circumference of the body 910 . A flange 920 may be provided on top of the liner 900 .

도 5는 도 3의 기판 처리 장치(10)의 쉴드(1000)에 인접한 부분을 확대한 부분 사시도이다. 도 5를 참조하면, 가스 공급로(105)의 공정 챔버(100)의 측벽의 내면에 인접한 끝단에는 쉴드(SHIELD, 1000)가 제공된다. 가스 공급로(105)가 복수개로 제공되는 경우, 쉴드(1000)는 각각의 상기 가스 공급로에 대응되어 제공된다. 쉴드(1000)는 공정 챔버(100)와 동일한 재질로 제공될 수 있다. 예를 들면, 가스 공급로(105)가 형성된 바디(110)와 동일한 재질로 제공될 수 있다. FIG. 5 is an enlarged partial perspective view of a portion adjacent to the shield 1000 of the substrate processing apparatus 10 of FIG. 3 . Referring to FIG. 5 , a shield 1000 is provided at an end adjacent to an inner surface of a side wall of the process chamber 100 of the gas supply passage 105 . When a plurality of gas supply passages 105 are provided, the shield 1000 is provided to correspond to each of the gas supply passages. The shield 1000 may be provided with the same material as the process chamber 100 . For example, the same material as the body 110 in which the gas supply passage 105 is formed may be provided.

가스 공급로(105)는 제 1 영역(105a) 및 제 2 영역(105b)을 포함한다. 제 1 영역(105a)은 제 2 영역(105b)보다 쉴드(1000)에 더 인접한 영역이다. 처리 공간(101)에서 바라볼 때, 제 1 영역(105a)의 단면은 제 2 영역(105b)의 단면보다 넓게 제공된다. 따라서, 도 1의 종래의 기판 처리 장치와 달리, 처리 공간(101)으로 공급되는 가스의 유속이 급속히 느려짐으로써, 가스의 밀도가 상대적으로 높아지는 영역은 쉴드(1000)를 기준으로 공정 챔버(100)의 측벽 내측에 위치하게 된다. The gas supply passage 105 includes a first region 105a and a second region 105b. The first region 105a is a region closer to the shield 1000 than the second region 105b. When viewed from the processing space 101, the cross section of the first region 105a is wider than that of the second region 105b. Therefore, unlike the conventional substrate processing apparatus of FIG. 1 , since the flow rate of the gas supplied to the processing space 101 is rapidly slowed, the area where the density of the gas is relatively high is the process chamber 100 with respect to the shield 1000 located on the inside of the side wall of the

제 1 영역(105a)은 쉴드(1000)를 향해 갈수록 점진적으로 넓어지도록 제공된다. 따라서, 제 1 영역(105a)을 지나는 가스의 유속이 급속히 느려지는 현상을 완화시킨다.The first area 105a is provided to gradually widen toward the shield 1000 . Accordingly, a phenomenon in which the flow rate of the gas passing through the first region 105a is rapidly slowed is alleviated.

쉴드(1000)에는 복수의 통공(1100)이 형성된다. 통공(1100)은 마이크로파가 가스 공급로(105) 내로 유입되는 것을 방지할 수 있는 크기로 제공된다. 예를 들면, 통공(1100)은 처리 공간(101)에서 바라볼 때 단면의 최대 길이가 처리 공간(101)에 전달된 마이크로파의 파장의 50분의 1보다 작게 제공된다. 마이크로파는 마이크로파의 파장의 50분의 1보다 작게 제공된 공간은 통과할 수 없다. 따라서, 제 1 영역(105a) 내로 마이크로파가 유입되지 못하므로 제 1 영역(105a)에서는 마이크로파에 의해 플라스마가 발생되지 못한다. 통공(1100)은 처리 공간(101)에서 바라볼 때의 단면이 원형으로 제공될 수 있다. 이 경우, 통공(1100)의 직경은 처리 공간(101)에 전달된 마이크로파의 파장의 50분의 1보다 작게 제공된다.A plurality of through holes 1100 are formed in the shield 1000 . The through hole 1100 is provided in a size capable of preventing microwaves from entering the gas supply passage 105 . For example, the through hole 1100 is provided so that the maximum length of the cross section when viewed from the processing space 101 is less than 1/50 of the wavelength of the microwave transmitted to the processing space 101 . Microwaves cannot pass through a space provided with less than 1/50 of the wavelength of microwaves. Therefore, since microwaves cannot flow into the first region 105a, plasma cannot be generated by the microwaves in the first region 105a. The through hole 1100 may have a circular cross section when viewed from the processing space 101 . In this case, the diameter of the through hole 1100 is less than 1/50 of the wavelength of the microwave transmitted to the processing space 101 .

이와 달리, 쉴드(1000)는 가스 공급로(105) 내부로 마이크로파의 유입을 방지할 수 있는 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 도 6은 도 3의 쉴드의 다른 실시 예를 나타낸 정면도이다. 도 6을 참고하면, 쉴드(1000)는 복수개의 통공(1100)이 형성된 메쉬(MESH) 형태로 제공될 수 있다. 이 경우, 쉴드(1000)의 메쉬 형상으로 제공된 통공(1100)에서 최대 거리(l)는 처리 공간(101)에 전달된 마이크로파의 파장의 50분의 1보다 작게 제공된다.Alternatively, the shield 1000 may be provided in various shapes capable of preventing microwaves from entering the gas supply passage 105 . For example, FIG. 6 is a front view showing another embodiment of the shield of FIG. 3 . Referring to FIG. 6 , the shield 1000 may be provided in a mesh (MESH) form in which a plurality of through holes 1100 are formed. In this case, the maximum distance l from the through hole 1100 provided in the mesh shape of the shield 1000 is less than 1/50 of the wavelength of the microwave transmitted to the processing space 101 .

상술한 바와 같이, 본 발명의 기판 처리 장치는 비교적 공급되는 가스의 밀도가 높은 제 1 영역(105a)에 마이크로파가 유입되지 못하게 함으로서 공정 챔버 내에서의 불필요한 증착을 최소화할 수 있다. 따라서, 기판 처리 시 이물질의 발생을 최소화 할 수 있다. 또한, 제 1 영역(105a)을 점진적으로 넓어지도록 제공함으로써, 가스가 제 1 영역(105a)으로부터 쉴드(1000) 통해 처리 공간(101)으로 유입될 경우, 가스의 유속의 급속한 저하를 완화시킬 수 있다.As described above, the substrate processing apparatus of the present invention prevents microwaves from being introduced into the first region 105a having a relatively high gas density, thereby minimizing unnecessary deposition in the process chamber. Therefore, it is possible to minimize the occurrence of foreign substances during substrate processing. In addition, by providing the first region 105a to gradually widen, when gas flows into the processing space 101 from the first region 105a through the shield 1000, a rapid decrease in the gas flow rate can be alleviated. there is.

W: 기판 G: 갭(Gap)
10; 기판 처리 장치 100: 공정 챔버
200: 기판 지지 유닛 300: 가스 공급 유닛
400: 마이크로파 인가 유닛 500: 안테나 판
600: 지파판 700: 유전판
900: 라이너 1000: 쉴드
1100: 통공W: Substrate G: Gap
10; Substrate processing device 100: process chamber
200: substrate support unit 300: gas supply unit
400: microwave application unit 500: antenna plate
600: tribe plate 700: genetic plate
900: liner 1000: shield
1100: through hole

Claims (11)

기판을 처리하는 장치에 있어서,
내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버;
상기 공정 챔버 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛;
상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛;
상기 처리 공간의 상부에 제공되는 유전판;
상기 유전판의 상부에 배치되는 안테나 판; 및
상기 안테나판에 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가 유닛;을 포함하되,
상기 공정 챔버의 측벽에는 상기 처리 공간 및 상기 가스 공급 유닛을 연결하는 가스 공급로가 형성되고,
상기 가스 공급로의 상기 측벽의 내면에 인접한 끝단에는 복수의 통공이 형성된 쉴드(Shield);가 제공되고,
상기 통공은 상기 처리 공간에서 바라볼 때 단면의 최대 길이가 상기 처리 공간에 전달된 마이크로파의 파장의 50분의 1보다 작게 제공되는 기판 처리 장치.In the device for processing the substrate,
a processing chamber having a processing space therein;
a substrate support unit supporting a substrate within the process chamber;
a gas supply unit supplying a process gas to the processing space;
a dielectric plate provided above the processing space;
an antenna plate disposed above the dielectric plate; and
A microwave application unit for applying microwaves to the antenna plate; includes,
A gas supply passage connecting the processing space and the gas supply unit is formed on a sidewall of the process chamber;
A shield having a plurality of through holes is provided at an end adjacent to an inner surface of the side wall of the gas supply passage,
The substrate processing apparatus of claim 1 , wherein a maximum length of a cross section of the through hole when viewed from the processing space is less than 1/50 of a wavelength of a microwave transmitted to the processing space. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 가스 공급로는 상기 단면이 원형으로 제공되는 기판 처리 장치.According to claim 1,
The substrate processing apparatus wherein the gas supply path is provided with a circular cross section. 제 1 항에 있어서,
상기 통공은 마이크로파의 유입을 방지할 수 있는 크기로 제공되는 기판 처리 장치.According to claim 1,
The through hole is provided with a size capable of preventing the inflow of microwaves. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버;
상기 공정 챔버 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛;
상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛;
상기 처리 공간의 상부에 제공되는 유전판;
상기 유전판의 상부에 배치되는 안테나 판; 및
상기 안테나판에 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가 유닛;을 포함하되,
상기 공정 챔버의 측벽에는 상기 처리 공간 및 상기 가스 공급 유닛을 연결하는 가스 공급로가 형성되고,
상기 가스 공급로의 상기 측벽의 내면에 인접한 끝단에는 복수의 통공이 형성된 쉴드(Shield);가 제공되고,
상기 쉴드는 매쉬(MESH)형태로 제공되며,
상기 쉴드의 매쉬에 제공된 통공에서 최대 거리는 상기 처리 공간에 전달된 마이크로파 파장의 50분의 1보다 작게 제공되는 기판 처리 장치.In the device for processing the substrate,
a processing chamber having a processing space therein;
a substrate support unit supporting a substrate within the process chamber;
a gas supply unit supplying a process gas to the processing space;
a dielectric plate provided above the processing space;
an antenna plate disposed above the dielectric plate; and
A microwave application unit for applying microwaves to the antenna plate; includes,
A gas supply passage connecting the processing space and the gas supply unit is formed on a sidewall of the process chamber;
A shield having a plurality of through holes is provided at an end adjacent to an inner surface of the side wall of the gas supply passage,
The shield is provided in the form of a mesh (MESH),
A maximum distance from the through holes provided in the mesh of the shield is less than 1/50 of a microwave wavelength transmitted to the processing space. 삭제delete 제 1 항, 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 가스 공급로는 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하고,
상기 제 1 영역은 상기 제 2 영역보다 상기 쉴드에 인접한 영역이며,
상기 처리 공간에서 바라볼 때, 상기 제 1 영역의 단면은 상기 제 2 영역의 단면보다 넓게 제공되는 기판 처리 장치.The method of any one of claims 1 and 3 to 5,
The gas supply passage includes a first region and a second region,
The first area is an area closer to the shield than the second area,
When viewed from the processing space, a cross section of the first region is wider than a cross section of the second region. 제 7 항에 있어서,
상기 제 2 영역은 상기 쉴드를 향해 갈수록 점진적으로 넓어지도록 제공되는 기판 처리 장치.According to claim 7,
The second area is provided to gradually widen toward the shield. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 가스 공급로는 복수개로 제공되고, 상기 쉴드는 각각의 상기 가스 공급로에 대응되어 제공되는 기판 처리 장치.The method of any one of claims 1 and 3 to 5,
A plurality of gas supply passages are provided, and the shield is provided to correspond to each of the gas supply passages. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 쉴드는 상기 공정 챔버와 동일한 재질로 제공되는 기판 처리 장치.The method of any one of claims 1 and 3 to 5,
The shield is a substrate processing apparatus provided with the same material as the process chamber. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 공정 챔버의 내벽에 설치되는 라이너를 더 포함하되,
상기 라이너에는 상기 쉴드와 대향되도록 관통되는 관통홀이 형성되는 기판 처리 장치.
The method of any one of claims 1 and 3 to 5,
Further comprising a liner installed on the inner wall of the process chamber,
A substrate processing apparatus in which a through hole is formed in the liner to face the shield.
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