KR20230092634A - Substrate processing apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명의 기판 처리 장치는, 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 지지 유닛의 온도가 공정 온도로 유지되도록 상기 지지 유닛으로 열을 전달하는 가열 부재; 상기 가열 부재와 함께 상기 지지 유닛이 공정 온도로 유지되도록 상기 지지 유닛으로 냉기를 전달하는 냉매가 경유하는 냉각 부재; 및 상기 냉매의 유체 흐름을 간섭하도록, 상기 냉각 부재의 내부를 가로질러 마련되는 와류 발생 부재를 포함한다.A substrate processing apparatus of the present invention includes a support unit for supporting a substrate; a heating member that transfers heat to the support unit so that the temperature of the support unit is maintained at a process temperature; a cooling member through which a refrigerant passing along with the heating member delivers cold air to the support unit so that the support unit is maintained at a process temperature; and a vortex generating member provided across the inside of the cooling member to interfere with the fluid flow of the refrigerant.
Description
본 발명은 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus for processing a substrate.
반도체 소자는 기판 상에 소정의 패턴을 형성함으로써 제조될 수 있다. 기판 상에 소정의 패턴을 형성할 때에는 증착 공정(depositing process), 사진 공정(lithography process), 식각 공정(etching process) 등 다수의 공정이 반도체 제조 공정에 사용되는 설비 내에서 연속적으로 수행될 수 있다.A semiconductor device can be manufactured by forming a predetermined pattern on a substrate. When forming a predetermined pattern on a substrate, a number of processes such as a deposition process, a lithography process, and an etching process may be continuously performed in equipment used in a semiconductor manufacturing process. .
최근 들어 플라즈마 공정(plasma process)을 이용하여 기판(예를 들어, 웨이퍼(wafer))을 식각하는 건식 식각 공정(dry etching process)이 반도체 소자를 제조하는 데에 많이 이용되고 있다. 식각 공정에서 온도 제어는 공정의 정밀도를 위해 미세하게 조절될 필요가 있고, 이를 위한 개선의 노력이 지속적으로 이루어지고 있다.Recently, a dry etching process in which a substrate (eg, a wafer) is etched using a plasma process is widely used in manufacturing semiconductor devices. Temperature control in the etching process needs to be finely adjusted for process precision, and efforts for improvement are continuously being made.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 냉기를 전달하는 냉매에 와류를 발생시켜 온도 제어가 빠르게 이루어질 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다. An object to be solved by the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of quickly controlling the temperature by generating eddy currents in a refrigerant that delivers cold air.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The tasks of the present invention are not limited to the tasks mentioned above, and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 장치의 일 면(aspect)은, 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 지지 유닛의 온도가 공정 온도로 유지되도록 상기 지지 유닛으로 열을 전달하는 가열 부재; 상기 가열 부재와 함께 상기 지지 유닛이 공정 온도로 유지되도록 상기 지지 유닛으로 냉기를 전달하는 냉매가 경유하는 냉각 부재; 및 상기 냉매의 유체 흐름을 간섭하도록, 상기 냉각 부재의 내부를 가로질러 마련되는 와류 발생 부재를 포함한다.One aspect (aspect) of the substrate processing apparatus of the present invention for achieving the above object is a support unit for supporting a substrate; a heating member that transfers heat to the support unit so that the temperature of the support unit is maintained at a process temperature; a cooling member through which a refrigerant passing along with the heating member delivers cold air to the support unit so that the support unit is maintained at a process temperature; and a vortex generating member provided across the inside of the cooling member to interfere with the fluid flow of the refrigerant.
상기 냉각 부재는 상기 냉매가 경유하는 냉각 라인을 포함하고, 상기 와류 발생 부재는, 상기 냉각 라인에서 상기 지지 유닛에 연결되는 말단부에 마련될 수 있다.The cooling member may include a cooling line through which the refrigerant passes, and the vortex generating member may be provided at an end portion of the cooling line connected to the support unit.
상기 와류 발생 부재는, 상기 냉각 라인의 내주면에서 상기 냉매의 이동 경로를 가로 질러 마련되는 하나 이상의 돌출부를 포함할 수 잇다.The vortex generating member may include one or more protrusions provided on an inner circumferential surface of the cooling line to cross a moving path of the refrigerant.
상기 돌출부는, 상기 냉각 라인의 내주면에 일단이 고정되고 타단이 상기 냉각 라인의 중심부를 향해 연장될 수 있다.The protruding part may have one end fixed to an inner circumferential surface of the cooling line and the other end extending toward the center of the cooling line.
상기 돌출부는, 판 형태를 이룰 수 있다.The protruding part may form a plate shape.
상기 돌출부는, 상기 냉각 라인의 길이 방향을 따라 제1 위치로부터 상기 제1 위치와 이격되는 제2 위치를 향해 점차 두께가 증가될 수 있다.The protrusion may gradually increase in thickness from a first position toward a second position spaced apart from the first position along the length direction of the cooling line.
상기 와류 발생 부재는, 상기 냉각 라인의 내측에 이중의 관으로 제공되며 상기 돌출부가 마련되는 관 부재를 더 포함할 수 있다.The vortex generating member may further include a tube member provided as a double tube inside the cooling line and provided with the protrusion.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. Details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 기판 처리 장치의 와류 발생 부재가 냉각 라인에 설치된 모습을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 기판 처리 장치의 와류 발생 부재가 냉각 라인에 설치된 모습을 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 기판 처리 장치의 와류 발생 부재가 냉각 라인에 설치된 모습을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 기판 처리 장치의 와류 발생 부재가 냉각 라인에 설치된 모습을 도시한 정면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 기판 처리 장치의 와류 발생 부재를 도시한 전개도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 기판 처리 장치의 와류 발생 부재가 냉각 라인과 분리된 모습을 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 기판 처리 장치의 와류 발생 부재가 냉각 라인에 설치된 모습을 도시한 정면도이다.1 is a diagram illustrating a substrate processing apparatus according to some embodiments of the present invention.
2 is a perspective view showing a state in which a vortex generating member of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention is installed in a cooling line.
3 is a front view showing a state in which a vortex generating member of a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention is installed in a cooling line.
4 is a perspective view showing a state in which a vortex generating member of a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention is installed in a cooling line.
5 is a front view illustrating a state in which a vortex generating member of a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention is installed in a cooling line.
6 is a development view showing a vortex generating member of a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
7 is a perspective view illustrating a state in which a vortex generating member of a substrate processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention is separated from a cooling line.
8 is a front view illustrating a state in which a vortex generating member of a substrate processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention is installed in a cooling line.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms, only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to completely inform the person who has the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.When an element or layer is referred to as being "on" or "on" another element or layer, it is not only directly on the other element or layer, but also when another layer or other element is intervening therebetween. all inclusive On the other hand, when an element is referred to as “directly on” or “directly on”, it indicates that another element or layer is not intervened.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.Although first, second, etc. are used to describe various elements, components and/or sections, it is needless to say that these elements, components and/or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component or section from another element, component or section. Accordingly, it goes without saying that the first element, first element, or first section referred to below may also be a second element, second element, or second section within the spirit of the present invention.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" means that a stated component, step, operation, and/or element is present in the presence of one or more other components, steps, operations, and/or elements. or do not rule out additions.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a substrate processing apparatus according to some embodiments of the present invention.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(100)는 건식 식각 공정을 이용하여 기판(W)을 처리하는 장치로서, 하우징(110), 지지 유닛(120), 플라즈마 생성 유닛(130), 샤워 헤드 유닛(140), 제1 가스 공급 유닛(150), 제2 가스 공급 유닛(160), 라이너(liner; 170), 배플 유닛(baffle unit; 180) 및 상부 모듈(190)을 포함할 수 있다. 예시적으로 기판 처리 장치(100)는 플라즈마 공정(plasma process)을 이용하여 기판(W)을 처리할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a
하우징(110)은 플라즈마 공정이 수행되는 공간을 제공하는 것이다. 이러한 하우징(110)은 그 하부에 배기 홀(111)이 형성될 수 있다. 배기 홀(111)은 펌프(112)가 장착된 배기 라인(113)과 연결될 수 있다. 배기 홀(111)은 배기 라인(113)을 통해 플라즈마 공정 과정에서 발생된 반응 부산물과 하우징(110)의 내부에 잔여하는 가스를 하우징(110)의 외부로 배출할 수 있다. 이 경우, 하우징(110)의 내부 공간은 소정의 압력으로 감압될 수 있고, 진공이 형성될 수도 있다.The
하우징(110)의 측벽에는 개구부(114)가 형성될 수 있다. 개구부(114)는 하우징(110)의 내부로 기판(W)이 출입하는 통로를 이룰 수 있다. 개구부(114)는 도어 어셈블리(115)에 의해 개폐될 수 있다.An opening 114 may be formed in a sidewall of the
도어 어셈블리(115)는 외측 도어(115a) 및 도어 구동기(115b)를 포함할 수 있다. 외측 도어(115a)는 하우징(110)의 외벽에 제공될 수 있다. 외측 도어(115a)는 도어 구동기(115b)를 통해 상하 방향(제3 방향(30))으로 이동될 수 있다. 도어 구동기(115b)는 모터, 유압 실린더, 공압 실린더 등을 포함하여, 이에 의한 작동으로 구동될 수 있다.The
지지 유닛(120)은 하우징(110)의 내부 하측 영역에 설치될 수 있다. 지지 유닛(120)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 지지할 수 있으나 이외에 다양한 구성의 변경이 가능하다. 다른 예로 지지 유닛(120)은 기계적 클램핑(mechanical clamping), 진공(vacuum) 등과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수 있다.The
지지 유닛(120)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 지지하는 경우, 베이스(121) 및 정전 척(ESC; Electro-Static Chuck)(122)을 포함할 수 있다.The
정전 척(122)은 정전기력을 이용하여 그 상부에 안착되는 기판(W)을 지지할 수 있다. 정전 척(122)은 세라믹 재질로 제공될 수 있으며, 베이스(121) 상에 고정되도록 베이스(121)와 결합될 수 있다. 정전 척(122)은 구동 부재(미도시)를 이용하여 하우징(110)의 내부에서 상하 방향(제3 방향(30))으로 이동될 수도 있다. The
링 어셈블리(123)는 정전 척(122)의 테두리를 감쌀 수 있다. 링 어셈블리(123)는 링 형상으로 제공되어, 기판(W)의 테두리 영역을 지지하도록 구성될 수 있다. 링 어셈블리(123)는 포커스 링(focus ring; 123a) 및 절연 링(123b)을 포함할 수 있다. 포커스 링(123a)은 절연 링(123b)의 내측에 형성되며, 정전 척(122)을 감싸도록 제공된다. 이러한 포커스 링(123a)은 실리콘 재질로 이루어질 수 있으며, 플라즈마를 기판(W)으로 집중시킬 수 있다. 절연 링(123b)은 포커스 링(123a)의 외측에 형성될 수 있으며, 포커스 링(123a)을 감쌀 수 있다. 절연 링(123b)은 쿼츠(quartz) 재질로 제공될 수 있다.The
한편, 링 어셈블리(123)는 포커스 링(123a)의 테두리에 밀착 형성되는 에지 링(edge ring)(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 에지 링은 플라즈마에 의해 정전 척(122)의 측면이 손상되는 것을 방지할 수 있다.Meanwhile, the
제1 가스 공급 유닛(150)은 링 어셈블리(123)의 상부나 정전 척(122)의 테두리 부분에 잔류하는 이물질을 제거하기 위해 가스를 공급할 수 있다. 제1 가스 공급 유닛(150)은 제1 가스 공급원(151) 및 제1 가스 공급 라인(152)을 포함할 수 있다.The first
제1 가스 공급원(151)은 이물질을 제거하기 위한 가스로 질소 가스(N2 gas)를 공급할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 가스 공급원(151)은 다른 가스나 세정제 등을 공급할 수도 있다.The first
제1 가스 공급 라인(152)은 정전 척(122)과 링 어셈블리(123) 사이에 구비될 수 있다. 제1 가스 공급 라인(152)은 예를 들어, 정전 척(122)과 포커스 링(123a) 사이로 연결될 수 있다. 그리고 제1 가스 공급 라인(152)은 포커스 링(123a)의 내부에 마련되어, 정전 척(122)과 포커스 링(123a) 사이로 연결되도록 절곡되거나 구부러질 수도 있다.The first
가열 부재(124) 및 냉각 부재(125)는, 하우징(110)의 내부에서 식각 공정이 진행되면, 기판(W)의 온도가 공정 온도로 유지되도록 할 수 있다. 가열 부재(124) 및 냉각 부재(125)는 지지 유닛(120)의 내부에 설치될 수 있다. 일례로, 가열 부재(124)는 정전 척(122)의 내부에 설치될 수 있으며, 냉각 부재(125)는 베이스(121)의 내부에 설치될 수 있다.The
가열 부재(124)는 지지 유닛(120)의 온도가 공정 온도로 유지되도록 지지 유닛(120)으로 열을 전달할 수 있다. 예를 들어 가열 부재(124)는 열선을 포함할 수 있다. 냉각 부재(125)는 지지 유닛(120)의 온도가 공정 온도로 유지되도록 지지 유닛(120)으로 냉기를 전달할 수 있다. 예시적으로 냉각 부재(125)는 냉매가 흐르는 냉각 라인(127)을 포함할 수 있다. 게다가 냉각 부재(125)에는 후술하겠으나 간략하게 와류 발생 부재(128)가 마련되어 냉매가 지지 유닛(120)으로 냉기를 빠르게 전달할 수 있다.The
냉각 부재(125)는 냉각 장치(126)(chiller)를 이용하여 냉매를 공급받을 수 있다. 냉각 장치(126)는 하우징(110)의 외부에 설치될 수 있다. 게다가 냉각 부재(125)는 배기 모듈(129)이 마련될 수 있다. 배기 모듈(129)은 냉매를 배출할 수 있는데, 유체의 흐름이 가속되도록 예시적으로 냉매를 강제 배출할 수 있고, 펌프 등의 구성이 마련될 수 있다.The cooling
플라즈마 생성 유닛(130)은 방전 공간에 잔류하는 가스로부터 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 방전 공간은 하우징(110)의 내부 공간 중에서 지지 유닛(120)의 상부에 위치하는 공간을 의미할 수 있다.The
플라즈마 생성 유닛(130)은 유도 결합형 플라즈마(ICP; Inductively Coupled Plasma) 소스를 이용하여 하우징(110) 내부의 방전 공간에 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 이 경우, 플라즈마 생성 유닛(130)은 상부 모듈(190)에 설치되는 안테나 유닛(193)(antenna unit)을 상부 전극으로 이용하고, 정전 척(122)을 하부 전극으로 이용할 수 있다. 예를 들어 플라즈마 생성 유닛(130)은 상부 전극, 하부 전극, 상부 전원(131) 및 하부 전원(133)을 포함하여 구성될 수 있다.The
상부 전원(131)은 상부 전극, 즉 안테나 유닛(193)에 전력을 인가할 수 있다. 상부 전원(131)은 플라즈마의 특성을 제어하도록 제공될 수 있다. 상부 전원(131)은 예를 들어, 이온 충격 에너지(ion bombardment energy)를 조절할 수 있다.The
상부 전원(131)과 안테나 유닛(193)을 연결하는 제1 전송 선로(132) 상에는 임피던스 정합을 목적으로 제1 임피던스 정합 회로(미도시)가 마련될 수 있다. 제1 임피던스 정합 회로는 무손실 수동 회로로 작용하여 상부 전원(131)으로부터 안테나 유닛(193)으로 전기 에너지가 효과적으로(최대로) 전달되도록 할 수 있다.A first impedance matching circuit (not shown) may be provided on the
하부 전원(133)은 하부 전극, 즉 정전 척(122)에 전력을 인가할 수 있다. 하부 전원(133)은 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스 역할을 하거나, 상부 전원(131)과 더불어 플라즈마의 특성을 제어하는 역할을 할 수 있다.The
하부 전원(133)과 정전 척(122)을 연결하는 제2 전송 선로(134) 상에는 임피던스 정합을 목적으로 제2 임피던스 정합 회로(미도시)가 마련될 수 있다. 제2 임피던스 정합 회로는 제1 임피던스 정합 회로와 마찬가지로 무손실 수동 회로로 작용하여 하부 전원(133)으로부터 정전 척(122)으로 전기 에너지가 효과적으로(최대로) 전달되도록 할 수 있다.A second impedance matching circuit (not shown) may be provided on the
샤워 헤드 유닛(140)은 정전 척(122)과 하우징(110)의 내부에서 상하로 대향되도록 설치될 수 있다. 샤워 헤드 유닛(140)은 하우징(110)의 내부로 가스를 분사하기 위해 복수 개의 가스 분사 홀(141)이 형성될 수 있으며, 정전 척(122)보다 더 큰 직경을 가지도록 마련될 수 있다. 샤워 헤드 유닛(140)은 실리콘 재질로 제공되거나, 금속 재질로 제공될 수 있다.The
제2 가스 공급 유닛(160)은 샤워 헤드 유닛(140)을 통해 하우징(110)의 내부로 공정 가스를 공급할 수 있다. 제2 가스 공급 유닛(160)은 제2 가스 공급원(161) 및 제2 가스 공급 라인(162)을 포함할 수 있다.The second
제2 가스 공급원(161)은 기판(W)을 처리하는 데에 이용되는 에칭 가스(etching gas)를 공정 가스로 공급할 수 있다. 제2 가스 공급원(161)은 에칭 가스로 불소(fluorine) 성분을 포함하는 가스(예를 들어, SF6, CF4 등의 가스)를 공급할 수 있다.The second
제2 가스 공급원(161)은 단일 개 구비되어 에칭 가스를 샤워 헤드 유닛(140)로 공급할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 가스 공급원(161)은 복수 개 구비되어 공정 가스를 샤워 헤드 유닛(140)으로 공급하는 것도 가능하다.A single second
제2 가스 공급 라인(162)은 제2 가스 공급원(161)과 샤워 헤드 유닛(140)을 연결할 수 있다. 제2 가스 공급 라인(162)은 제2 가스 공급원(161)을 통해 공급되는 공정 가스를 샤워 헤드 유닛(140)으로 이송하여, 에칭 가스가 하우징(110)의 내부로 유입될 수 있도록 한다.The second
한편, 제2 가스 공급 유닛(160)은 증착 가스(deposition gas)를 공급하는 제2 가스 공급원(미도시)을 더 포함하는 것도 가능하다. 제2 가스 공급원은 기판(W) 패턴의 측면을 보호하여 이방성 에칭이 가능해지도록 샤워 헤드 유닛(140)으로 공급할 수 있다. 제2 가스 공급원은 C4F8, C2F4 등의 가스를 증착 가스로 공급할 수 있다.Meanwhile, the second
라이너(170)(월 라이너(wall-liner)일 수 있음)는 공정 가스가 여기되는 과정에서 발생되는 아크 방전, 기판 처리 공정 중에 발생되는 불순물 등으로부터 하우징(110)의 내측면을 보호할 수 있다. 라이너(170)는 하우징(110)의 내부에 상부와 하부가 각각 개방된 원통 형상으로 제공될 수 있다.The liner 170 (which may be a wall-liner) may protect the inner surface of the
라이너(170)는 하우징(110)의 내측벽에 인접하도록 제공될 수 있다. 라이너(170)의 상부에는 지지 링(171)이 구비될 수 있다. 지지 링(171)은 라이너(170)의 상부에서 외측 방향(제1 방향(10))으로 돌출될 수 있고, 하우징(110)의 상단에 놓여 라이너(170)를 지지할 수 있다.The
배플 유닛(180)은 플라즈마의 공정 부산물, 미반응 가스 등을 배기하는 역할을 할 수 있다. 배플 유닛(180)은 하우징(110)의 내측벽과 지지 유닛(120) 사이에 설치될 수 있다. 예를 들어 배플 유닛(180)은 환형의 링 형상으로 제공될 수 있으며, 상하 방향(제3 방향(30))으로 관통되는 복수 개의 관통 홀을 구비할 수 있다. 배플 유닛(180)은 관통 홀의 개수 및 형상에 따라 공정 가스의 흐름을 제어할 수 있다.The
상부 모듈(190)은 하우징(110)의 개방된 상부를 덮을 수 있다. 상부 모듈(190)은 윈도우 부재(191), 안테나 부재(192) 및 안테나 유닛(193)을 포함할 수 있다.The
윈도우 부재(191)는 하우징(110)의 내부 공간을 밀폐시키기 위해 하우징(110)의 상부를 덮을 수 있다. 윈도우 부재(191)는 판(예를 들어, 원판) 형상으로 제공될 수 있으며, 절연 물질(예를 들어, 알루미나(Al2O3))을 소재로 하여 형성될 수 있다.The
윈도우 부재(191)는 유전체 창(dielectric window)을 포함할 수 있다 윈도우 부재(191)는 제2 가스 공급 라인(162)이 삽입되기 위한 통공이 형성될 수 있으며, 하우징(110)의 내부에서 플라즈마 공정이 수행될 때 파티클(particle)의 발생을 억제하기 위해 그 표면에 코팅막이 형성될 수 있다.The
안테나 부재(192)는 윈도우 부재(191)의 상부에 설치될 수 있고, 안테나 유닛(193)이 그 내부에 배치될 수 있도록 소정 크기의 공간이 제공될 수 있다. 예를 들어 안테나 부재(192)는 하부가 개방된 원통 형상으로 형성될 수 있으며, 하우징(110)과 대응되는 직경을 가질 수 있다. 안테나 부재(192)는 윈도우 부재(191)에 탈착 가능하도록 제공될 수 있다.The
안테나 유닛(193)은 상부 전극으로서, 폐루프를 이루는 코일(평판 스파이럴(planar spiral) 형태일 수 있음)이 포함될 수 있다. 안테나 유닛(193)은 상부 전원(131)으로부터 공급되는 전력을 기초로 하우징(110)의 내부에 자기장 및 전기장을 생성하여, 샤워 헤드 유닛(140)를 통해 하우징(110)의 내부로 유입된 가스를 플라즈마로 여기시킬 수 있다.The
이하에서는 도면을 참조하여 와류 발생 부재에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, the vortex generating member will be described with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 기판 처리 장치의 와류 발생 부재가 냉각 라인에 설치된 모습을 도시한 사시도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 기판 처리 장치의 와류 발생 부재가 냉각 라인에 설치된 모습을 도시한 정면도이다. 여기서 도 2 및 도 3에 개시되는 실시예는 와류 발생 부재(128)의 두께에 차이가 있고, 유체의 흐름을 간섭하는 기능은 서로 동일하거나 유사할 수 있다. 이에 따라 도 2와 도 3을 함께 설명하도록 한다.2 is a perspective view showing a state in which a vortex generating member of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention is installed in a cooling line. And Figure 3 is a front view showing a state in which the vortex generating member of the substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present invention is installed in the cooling line. Here, in the embodiments disclosed in FIGS. 2 and 3, the thickness of the
도 2 및 도 3을 참조하면, 와류 발생 부재(128)는, 냉매의 유체 흐름을 간섭하여 냉매의 유체 흐름에 와류가 발생되도록, 냉각 부재(125)의 내부를 가로질러 마련될 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3 , the
냉각 부재(125)는 앞서 언급되는 바와 같이 냉매가 경유하는 냉각 라인(127)을 포함할 수 있고, 예시적으로 와류 발생 부재(128)는, 냉각 라인(127)에서 지지 유닛(120)에 연결되는 말단부에 마련될 수 있다. 냉각 라인(127)의 말단부는 지지 유닛(120)과 연결되는 냉각 라인(127)의 출구일 수 있다.As mentioned above, the cooling
와류 발생 부재(128)는, 냉각 라인(127)의 내주면에서 냉매의 이동 경로를 가로 질러 마련되는 하나 이상의 돌출부를 포함할 수 있다.The
도 2를 참조하면 돌출부로 이루어지는 와류 발생 부재(128)는, 냉각 라인(127)의 내주면에 일단이 고정되고 타단이 냉각 라인(127)의 중심부를 향해 연장되는 판 형태를 이룰 수 있다. Referring to FIG. 2 , the
도 3을 참조하면 와류 발생 부재(128)는, 도 2의 실시예와 유사하게 냉각 라인(127)의 내주면에 일단(고정단)이 고정되고 타단(자유단일 수 있음)이 냉각 라인(127)의 중심부를 향해 연장되는 돌출 구조를 가질 수 있다. Referring to FIG. 3, the
다만 와류 발생 부재(128)는 다양한 변형예가 가능하여, 돌출부가 냉각 라인(127)의 길이 방향을 따라 제1 위치(냉각 라인(127)의 길이 방향에서 후방일 있음)로부터 제2 위치(냉각 라인(127)의 길이 방향에서 후방으로서, 출구에 인접한 위치일 수 있음)를 향해 점차 두께가 증가될 수 있다. 이에 따라 유체는 와류 발생 부재(128)의 면을을 따라 이동되면서 흐름에 변화가 발생될 수 있다.However, the
게다가 와류 발생 부재(128)는 유체의 흐름에 와류가 더욱 용이하게 발생되거나 회오리 형태가 더욱 큰 형태로 발생될 수 있게, 돌출부의 제1 위치와 제2 위치가 냉각 라인(127)의 길이 방향을 따라 가상의 직선 방향으로 마련되지 않고, 제1 위치에 대비하여 제2 위치가 좌우 어느 한 방향으로 꺾이는 구조를 가질 수 있다.In addition, the
그리고 와류 발생 부재(128)는 도 2 및 도 3을 참조하는 바와 같이, 냉각 라인(127)의 내주면을 따라 하나 이상(도 3 참조, 4개를 예시함) 마련되고, 삼각형의 형태를 이루는 것을 예시하였다. 그러나 이외에 다양한 변형예가 가능하다.And, as shown in FIGS. 2 and 3, one or more
이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 본 실시예의 변형예를 설명하도록 하며, 동일한 기능을 하는 동일한 구성의 중복되는 설명은 생략하도록 한다.Hereinafter, a modified example of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5, and duplicate descriptions of the same components performing the same function will be omitted.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 기판 처리 장치의 와류 발생 부재가 냉각 라인에 설치된 모습을 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 제3 실시예에 기판 처리 장치의 와류 발생 부재가 냉각 라인에 설치된 모습을 도시한 정면도이고, 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 기판 처리 장치의 와류 발생 부재를 도시한 전개도이다. 도 4 내지 도 6을 참조하여, 도 2 및 도 3을 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.4 is a perspective view showing a state in which a vortex generating member of a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention is installed in a cooling line, and FIG. 5 is a cooling vortex generating member of a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention 6 is a development view showing a vortex generating member of a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention. With reference to FIGS. 4 to 6 , differences from those described with reference to FIGS. 2 and 3 will be mainly described.
와류 발생 부재(128)는 앞서 설명되는 실시예와 달리 사각형의 판 형태를 이룰 수 있고, 평판이 아닌 곡판으로 이루어질 수 있다. 더불어 와류 발생 부재(128)는 앞서 설명되는 실시예와 동일하거나 유사하게 제1 위치와 제2 위치가 동일 선상에 마련되지 않고 좌우측 방향으로 꺾이는 구조를 가질 수도 있다.Unlike the above-described embodiment, the
한편 앞서 설명되는 실시예에서는 돌출부로 이루어지는 와류 발생 부재(128)가 냉각 라인(127)의 내주면에 연결되는 것을 예시하였다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 이중 관 구조에 의해 탈착이 이루어지는 구조를 가질 수도 있다. 이에 대하여 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하도록 한다.Meanwhile, in the above-described embodiment, it was exemplified that the
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 기판 처리 장치의 와류 발생 부재가 냉각 라인과 분리된 모습을 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명의 제4 실시예에 기판 처리 장치의 와류 발생 부재가 냉각 라인에 설치된 모습을 도시한 정면도이다. 도 7 및 도 8을 참조하여, 도 2 내지 도 6을 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.7 is a perspective view showing a state in which the vortex generating member of the substrate processing apparatus is separated from the cooling line according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 8 is the vortex generating member of the substrate processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. It is a front view showing the state installed in the cooling line. With reference to FIGS. 7 and 8 , differences from those described with reference to FIGS. 2 to 6 will be mainly described.
와류 발생 부재(128)는 앞서 설명되는 제3 실시예의 와류 발생 부재(128)와 동일하거나 유사하게 사각형의 곡판 형태로 이루어지는 돌출부(128A)를 포함할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며 제1 실시예의 와류 발생 부재(128)와 동일하거나 유사하게 삼삭형의 판 또는 삼각형의 곡판 형태로 이루어지는 돌출부(128A)를 포함할 수도 있다. The
한편 앞서 설명되는 실시예와 달리, 본 실시예의 와류 발생 부재(128)는 관 부재(부호 도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 관 부재는 냉각 라인(127)의 내측에 이중의 관으로 제공될 수 있고, 돌출부(128A)가 설치될 수 있다.Meanwhile, unlike the previously described embodiment, the
이에 따라 와류 발생 부재(128)는 냉각 라인(127)에 탈착되는 형태로 구비될 수 있어, 교체 등이 용이하고 기존의 장비에 설치 또한 가능하다. Accordingly, the
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the above and accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You will understand that there is Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting.
100: 기판 처리 장치
110: 하우징
120: 지지 유닛
125: 냉각 부재
126: 냉각 장치
127: 냉각 라인
128: 와류 발생 부재
130: 플라즈마 생성 유닛
140: 샤워 헤드 유닛100: substrate processing device 110: housing
120: support unit 125: cooling member
126
128: vortex generating member 130: plasma generating unit
140: shower head unit
Claims (7)
상기 지지 유닛의 온도가 공정 온도로 유지되도록 상기 지지 유닛으로 열을 전달하는 가열 부재;
상기 가열 부재와 함께 상기 지지 유닛이 공정 온도로 유지되도록 상기 지지 유닛으로 냉기를 전달하는 냉매가 경유하는 냉각 부재; 및
상기 냉매의 유체 흐름을 간섭하도록, 상기 냉각 부재의 내부를 가로질러 마련되는 와류 발생 부재를 포함하는, 기판 처리 장치.a support unit supporting the substrate;
a heating member that transfers heat to the support unit so that the temperature of the support unit is maintained at a process temperature;
a cooling member through which a refrigerant passing along with the heating member delivers cold air to the support unit so that the support unit is maintained at a process temperature; and
and a vortex generating member provided across the inside of the cooling member so as to interfere with the fluid flow of the coolant.
상기 냉각 부재는 상기 냉매가 경유하는 냉각 라인을 포함하고,
상기 와류 발생 부재는, 상기 냉각 라인에서 상기 지지 유닛에 연결되는 말단부에 마련되는, 기판 처리 장치.According to claim 1,
The cooling member includes a cooling line through which the refrigerant passes,
The substrate processing apparatus, wherein the vortex generating member is provided at a distal end connected to the support unit in the cooling line.
상기 와류 발생 부재는, 상기 냉각 라인의 내주면에서 상기 냉매의 이동 경로를 가로 질러 마련되는 하나 이상의 돌출부를 포함하는, 기판 처리 장치.According to claim 1,
The vortex generating member includes one or more protrusions provided across a moving path of the coolant on an inner circumferential surface of the cooling line.
상기 돌출부는, 상기 냉각 라인의 내주면에 일단이 고정되고 타단이 상기 냉각 라인의 중심부를 향해 연장되는, 기판 처리 장치.According to claim 3,
The protruding part has one end fixed to the inner circumferential surface of the cooling line and the other end extending toward the center of the cooling line.
상기 돌출부는, 판 형태를 이루는, 기판 처리 장치.According to claim 4,
The protruding portion forms a plate shape, a substrate processing apparatus.
상기 돌출부는, 상기 냉각 라인의 길이 방향을 따라 제1 위치로부터 상기 제1 위치와 이격되는 제2 위치를 향해 점차 두께가 증가되는, 기판 처리 장치.According to claim 4,
The protruding portion gradually increases in thickness from a first position toward a second position spaced apart from the first position along the longitudinal direction of the cooling line.
상기 와류 발생 부재는, 상기 냉각 라인의 내측에 이중의 관으로 제공되며 상기 돌출부가 마련되는 관 부재를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
According to claim 3,
The vortex generating member further includes a tube member provided as a double tube inside the cooling line and provided with the protruding portion.
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