KR102566903B1

KR102566903B1 - 기판 처리 장치

Info

Publication number: KR102566903B1
Application number: KR1020210099318A
Authority: KR
Inventors: 양바울; 강정현; 양수영; 이치영
Original assignee: 피에스케이 주식회사
Priority date: 2021-07-28
Filing date: 2021-07-28
Publication date: 2023-08-16
Anticipated expiration: 2041-07-28
Also published as: US20250006467A1; JP2024529459A; KR20230017610A; CN117730404A; WO2023008805A1; TW202310680A; TWI864419B

Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징, 상기 처리 공간이 밀폐되도록 상기 처리 공간의 상부를 덮는 윈도우 유닛, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛, 상기 처리 공간에 가스를 공급하는 노즐을 포함하는 가스 공급 유닛 및 상기 처리 공간의 외부에 배치되며, 상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 유닛을 포함하되, 상기 노즐은 내부 공간 및 상기 내부 공간 내의 상기 가스를 상기 처리 공간으로 공급하는 토출구가 형성된 몸체 및 상기 몸체의 상단에 삽입되는 삽입 부재를 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 장치{A SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.

플라즈마는 이온이나 라디칼, 그리고 전자 등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말한다. 플라즈마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성된다. 반도체 소자 제조 공정은 플라즈마를 사용하여 기판 상의 박막을 제거하는 애싱 또는 식각 공정을 포함한다. 애싱 또는 식각 공정은 플라즈마에 함유된 이온 및 라디칼 입자들이 기판 상의 막과 충돌 또는 반응함으로써 수행된다.

플라즈마를 생성하기 위해서는 공정 가스가 필수적으로 처리 공간 내로 주입되어야 한다. 공정 가스는 공정의 필요에 따라 서로 다른 종류의 복수의 가스로 제공된다. 이종의 공정 가스들이 처리 공간 내로 균일하게 혼합되어 공급되어야 기판 상에 형성된 막과 충돌성 또는 반응성이 향상된다. 다만, 이종의 공정 가스들은 처리 공간 내로 공급되는 과정에서 서로 균일하게 혼합되지 못하고 처리 공간으로 공급된다. 또한, 이종의 공정 가스들이 처리 공간 내에서 고른 영역으로 분포되지 못하고, 기판의 중심 영역에 집중적으로 공급된다. 이에, 기판의 중앙 영역은 가장자리 영역과 비교하여 상대적으로 과애싱 또는 과식각이 되는 문제가 발생한다. 이는 애싱 또는 식각 공정에 있어서 기판의 애싱률 또는 식각률에 영향을 미치는 요인으로 작용한다.

본 발명은 서로 다른 종류의 공정 가스들이 균일하게 혼합될 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 혼합된 공정 가스들이 기판을 처리하는 공간 내에서 균일하게 유동할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일 실시예에 의하면, 상기 삽입 부재는 상하로 관통하는 관통공이 형성된 저판과 상기 저판으로부터 위 방향으로 연장되는 측판을 가지고, 상기 삽입 부재는 내부에 상기 저판 및 상기 측판에 의해 둘러싸여지는 상부 혼합 공간을 가질 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 내부 공간 중 상기 삽입 부재의 아래 영역은 하부 혼합 공간으로 제공되고, 정면에서 바라볼 때, 상기 상부 혼합 공간의 폭과 상기 하부 혼합 공간의 폭은 동일하게 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 몸체에는 상기 토출구들이 형성된 토출 영역이 제공되고, 상기 토출 영역은 상기 몸체의 하단에 위치되며, 반구 형상을 가질 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 가스 공급 유닛은 일단이 상기 삽입 부재에 연결되어, 상기 가스를 상기 내부 공간으로 공급하는 가스 공급 라인을 더 포함하되, 상기 가스 공급 라인은 상기 내부 공간으로 제1가스를 공급하는 제1가스 공급 라인 및 상기 내부 공간으로 상기 제1가스와 상이한 제2가스를 공급하는 제2가스 공급 라인을 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 플라즈마 유닛은 내부 코일부, 상부에서 바라볼 때, 상기 내부 코일부를 둘러싸도록 제공되는 외부 코일부, 상기 내부 코일부 및 상기 외부 코일부에 전력을 인가하는 상부 전원 및 상기 내부 코일부 및 상기 외부 코일부의 상부에 배치되며, 상기 내부 코일부 및 상기 외부 코일부를 접지시키는 그라운드 플레이트를 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 내부 공간 중 상기 삽입 부재의 아래 영역은 하부 혼합 공간으로 제공되고, 상기 몸체의 내측벽은 상기 하부 혼합 공간을 제공하는 하부 내벽과 상기 삽입 부재가 삽입되는 공간을 제공하는 상부 내벽을 구비하되, 상기 상부 내벽은 상기 하부 내벽에 대해 단차지게 제공되고, 상기 상부 내벽에 의해 둘러싸여지는 공간의 폭은 상기 하부 내벽에 의해 둘러싸여지는 공간의 폭보다 넓게 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 삽입 부재가 상기 상부 내벽에 삽입된 상태에서, 상기 측판의 내측면과 상기 하부 내벽의 내측면이 동일한 면을 이루도록 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 삽입 부재는 상기 측판의 상단으로부터 상기 내부 공간으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 걸림판을 더 포함하고, 상기 걸림판의 하면은 상기 상부 내벽의 상단면 상에 위치되어 상기 몸체에 탈착 가능하게 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 노즐은 상기 윈도우 유닛에 형성된 개구를 관통하도록 상기 윈도우 유닛에 설치될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 삽입 부재의 높이는 15mm 이상일 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 삽입 부재의 하단으로부터 상기 몸체의 하단까지의 거리는 5mm 이상일 수 있다.

또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛, 상기 처리 공간에 제1가스 및 상기 제1가스와 상이한 제2가스를 포함하는 가스를 공급하는 가스 공급 유닛 및 상기 처리 공간에 공급되는 상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되, 상기 가스 공급 유닛은 상기 처리 공간에 상기 가스를 공급하는 노즐, 상기 노즐로 상기 제1가스를 공급하는 제1가스 공급 라인 및 상기 노즐로 상기 제2가스를 공급하는 제2가스 공급 라인을 포함하고, 상기 노즐은 내부 공간 및 상기 내부 공간 내의 상기 가스를 상기 처리 공간으로 공급하는 토출구가 형성된 몸체 및 상기 몸체의 상단에 삽입되는 삽입 부재를 포함하되, 상기 몸체에는 상기 토출구들이 형성된 토출 영역이 제공되고, 상기 토출 영역은 상기 몸체의 하단에 위치되며, 반구 형상을 가지고, 상기 삽입 부재는 상하로 관통하는 관통공이 형성된 저판과 상기 저판으로부터 위 방향으로 연장되는 측판을 가지고, 상기 삽입 부재는 내부에 상기 저판 및 상기 측판에 의해 둘러싸여지는 상부 혼합 공간을 가질 수 있다.

또한, 본 발명은 기판을 처리하는 처리 공간에 복수의 가스를 공급하는 노즐 유닛을 제공한다. 노즐 유닛은 내부 공간 및 상기 내부 공간 내 상기 복수의 가스를 상기 처리 공간으로 공급하는 토출구가 형성된 몸체 및 상기 몸체의 상단에 삽입되는 삽입 부재를 포함하되, 상기 몸체에는 상기 토출구들이 형성된 토출 영역이 제공되고, 상기 토출 영역은 상기 몸체의 하단에 위치되며, 반구 형상을 가지고, 상기 삽입 부재는 상하로 관통하는 관통공이 형성된 저판과 상기 저판으로부터 위 방향으로 연장되는 측판을 가지고, 상기 삽입 부재는 내부에 상기 저판 및 상기 측판에 의해 둘러싸여지는 상부 혼합 공간을 가질 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 삽입 부재의 높이는 15mm 이상, 그리고 상기 삽입 부재의 하단으로부터 상기 몸체의 하단까지의 거리는 5mm 이상일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 서로 다른 종류의 공정 가스들이 균일하게 혼합될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 혼합된 공정 가스들이 기판을 처리하는 공간 내에서 균일하게 유동할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판에 대한 처리 균일성을 개선할 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 공정 챔버 중 플라즈마 처리 공정을 수행하는 공정 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 노즐 유닛의 사시도를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 노즐 유닛을 X-X 방향의 절단면을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4의 몸체를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 도 2의 삽입 부재의 절단 사시도를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 도 2의 노즐 유닛 내에서 공정 가스가 유동하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 도 2의 노즐 유닛에서 공정 가스가 토출되는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 9는 도 2의 처리 공간 내에서 공정 가스가 유동하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.

이하에서는 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 전방 단부 모듈(Equipment Front End Module, EFEM)(20) 및 처리 모듈(30)을 가진다. 전방 단부 모듈(20)과 처리 모듈(30)은 일 방향으로 배치된다.

전방 단부 모듈(20)은 로드 포트(Load port, 200) 및 이송 프레임(220)을 가진다. 로드 포트(200)는 제1방향(2)으로 전방 단부 모듈(20)의 전방에 배치된다. 로드 포트(200)는 복수 개의 지지부(202)를 가진다. 각각의 지지부(202)는 제2방향(4)으로 일렬로 배치되며, 공정에 제공될 기판(W) 및 공정 처리가 완료된 기판(W)이 수납된 캐리어(C)(예를 들어, 카세트, FOUP등)가 안착된다. 캐리어(C)에는 공정에 제공될 기판(W) 및 공정 처리가 완료된 기판(W)이 수납된다. 이송 프레임(220)은 로드 포트(200)와 처리 모듈(30) 사이에 배치된다. 이송 프레임(220)은 그 내부에 배치되고 로드 포트(200)와 처리 모듈(30)간에 기판(W)을 이송하는 제1이송 로봇(222)을 포함한다. 제1이송 로봇(222)은 제2방향(4)으로 구비된 이송 레일(224)을 따라 이동하여 캐리어(C)와 처리 모듈(30)간에 기판(W)을 이송한다.

처리 모듈(30)은 로드락 챔버(300), 트랜스퍼 챔버(400), 그리고 공정 챔버(500)를 포함한다.

로드락 챔버(300)는 이송 프레임(220)에 인접하게 배치된다. 일 예로, 로드락 챔버(300)는 트랜스퍼 챔버(400)와 전방 단부 모듈(20)사이에 배치될 수 있다. 로드락 챔버(300)는 공정에 제공될 기판(W)이 공정 챔버(500)로 이송되기 전, 또는 공정 처리가 완료된 기판(W)이 전방 단부 모듈(20)로 이송되기 전 대기하는 공간을 제공한다.

트랜스퍼 챔버(400)는 로드락 챔버(300)에 인접하게 배치된다. 트랜스퍼 챔버(400)는 상부에서 바라볼 때, 다각형의 몸체를 갖는다. 일 예로, 트랜스퍼 챔버(400)는 상부에서 바라볼 때, 오각형의 몸체를 갖을 수 있다. 몸체의 외측에는 로드락 챔버(300)와 복수 개의 공정 챔버(500)들이 몸체의 둘레를 따라 배치된다. 몸체의 각 측벽에는 기판(W)이 출입하는 통로(미도시)가 형성되며, 통로는 트랜스퍼 챔버(400)와 로드락 챔버(300) 또는 공정 챔버(500)들을 연결한다. 각 통로에는 통로를 개폐하여 내부를 밀폐시키는 도어(미도시)가 제공된다. 트랜스퍼 챔버(400)의 내부 공간에는 로드락 챔버(300)와 공정 챔버(500)들간에 기판(W)을 이송하는 제2이송 로봇(420)이 배치된다. 제2이송 로봇(420)은 로드락 챔버(300)에서 대기하는 미처리된 기판(W)을 공정 챔버(500)로 이송하거나, 공정 처리가 완료된 기판(W)을 로드락 챔버(300)로 이송한다. 그리고, 복수 개의 공정 챔버(500)에 기판(W)을 순차적으로 제공하기 위하여 공정 챔버(500)간에 기판(W)을 이송한다. 일 예로, 도 1과 같이, 트랜스퍼 챔버(400)가 오각형의 몸체를 가질 때, 전방 단부 모듈(20)과 인접한 측벽에는 로드락 챔버(300)가 각각 배치되며, 나머지 측벽에는 공정 챔버(500)들이 연속하여 배치된다. 트랜스퍼 챔버(400)의 형상은 이에 한정되지 않고, 요구되는 공정 모듈에 따라 다양한 형태로 변형되어 제공될 수 있다.

공정 챔버(500)는 트랜스퍼 챔버(400)의 둘레를 따라 배치된다. 공정 챔버(500)는 복수 개 제공될 수 있다. 각각의 공정 챔버(500)내에서는 기판(W)에 대한 공정 처리가 진행된다. 공정 챔버(500)는 제2이송 로봇(420)으로부터 기판(W)을 이송 받아 공정 처리를 하고, 공정 처리가 완료된 기판(W)을 제2이송로봇(420)으로 제공한다. 각각의 공정 챔버(500)에서 진행되는 공정 처리는 서로 상이할 수 있다. 이하에서는, 플라즈마 처리 공정을 수행하는 공정 챔버(500)에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 공정 챔버 중 플라즈마 처리 공정을 수행하는 공정 챔버를 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 2를 참조하면, 공정 챔버(500)는 플라즈마를 이용하여 기판(W) 상에 소정의 공정을 수행한다. 일 예로, 기판(W) 상의 박막을 식각 또는 애싱(Ashing)할 수 있다. 박막은 폴리 실리콘막, 산화막, 그리고 실리콘 질화막 등 다양한 종류의 막일 수 있다. 선택적으로, 박막은 자연 산화막이나 화학적으로 생성된 산화막일 수 있다.

공정 챔버(500)는 하우징(510), 윈도우 유닛(520), 지지 유닛(530), 가스 공급 유닛(540), 그리고 플라즈마 유닛(550)을 포함할 수 있다.

하우징(510)은 기판(W)이 처리되는 처리 공간(5101)과 상부 공간(5102)을 가질 수 있다. 하우징(510)은 금속 재질로 제공된다. 하우징(510)은 알루미늄을 포함하는 재질로 제공될 수 있다. 하우징(510)은 접지될 수 있다. 하우징(510)은 하부 바디(5120), 그리고 상부 바디(5140)를 포함할 수 있다.

하부 바디(5120)는 내부에 상면이 개방된 공간을 가질 수 있다. 일 예로, 하부 바디(5120)는 상부가 개방된 통 형상을 가질 수 있다. 하부 바디(5120)는 후술하는 윈도우 유닛(520)과 서로 조합되어 내부에 처리 공간(5101)을 가질 수 있다. 상부 바디(5140)는 내부에 하면이 개방된 공간을 가질 수 있다. 일 예로, 상부 바디(5120)는 하부가 개방된 통 형상을 가질 수 있다. 상부 바디(5140)는 후술하는 윈도우 유닛(520)과 서로 조합되어 상부 공간(5102)을 가질 수 있다.

윈도우 유닛(520)은 하부 바디(5120)의 상부에 배치될 수 있다. 윈도우 유닛(520)은 하부 바디(5120)의 개방된 상면을 덮을 수 있다. 윈도우 유닛(520)은 하부 바디(5120)와 서로 조합되어 처리 공간(5101)을 형성할 수 있다. 윈도우 유닛(520)은 상부 바디(5140)의 하부에 배치되어, 하부 바디(5140)의 개방된 하면을 덮을 수 있다. 윈도우 유닛(520)은 상부 바디(5140)와 서로 조합되어 상부 공간(5102)을 형성할 수 있다. 상부 공간(5102)은 처리 공간(5101)보다 상부에 배치될 수 있다. 윈도우 유닛(520)에는 개구가 형성될 수 있다. 일 예로, 윈도우 유닛(520)의 중앙에 개구가 형성될 수 있다. 윈도우 유닛(520)에 형성된 개구에는 후술하는 노즐 유닛(6000)이 설치될 수 있다. 윈도우 유닛(520)에 설치된 노즐 유닛(6000)은 탈착 가능하도록 제공될 수 있다.

처리 공간(5101)은 후술하는 지지 유닛(530)이 기판(W)을 지지하고, 기판(W)이 처리되는 공간으로 사용될 수 있다. 상부 공간(5102)은 후술하는 내부 코일부(5520), 외부 코일부(5540), 그리고 그라운드 플레이트(5580)가 배치되는 공간으로 사용될 수 있다. 윈도우 유닛(520)에는 후술하는 노즐 유닛(6000)이 제공될 수 있다. 일 예로, 윈도우 유닛(520)의 중앙에 노즐 유닛(6000)이 제공될 수 있다.

윈도우 유닛(520)은 판 형상으로 제공될 수 있다. 윈도우 유닛(520)은 처리 공간(5101)을 밀폐할 수 있다. 윈도우 유닛(520)은 유전체(dielectric substance) 창을 포함할 수 있다.

지지 유닛(530)은 처리 공간(5101)에서 기판(W)을 지지할 수 있다. 지지 유닛(530)은 기판(W)을 척킹(Chucking)할 수 있다. 지지 유닛(530)은 척(5310), 절연 링(5330), 포커스 링(5350), 커버 링(5370), 그리고 인터페이스 커버(5390)를 포함할 수 있다.

척(5310)은 기판(W)의 하면을 지지하는 안착면을 가질 수 있다. 척(5310)은 ESC일 수 잇다. 척(5310)에 놓이는 기판(W)은 웨이퍼(Wafer)일 수 있다. 척(5310)에는 전력이 인가될 수 있다. 예컨대, 척(5310)에는 하부 전원(5312)이 인가하는 고주파 전력이 전달될 수 있다. 또한, 하부 전원(5312)이 인가하는 고주파 전력에 대하여 정합을 수행할 수 있도록, 하부 전원(5312)과 척(5310) 사이에는 제1정합기(5314)가 설치될 수 있다.

절연 링(5330)은 상부에서 바라볼 때 척(5310)을 둘러싸도록 제공될 수 있다. 절연 링(5330)의 상면에는 포커스 링(5350)이 놓일 수 있다. 포커스 링(5350)의 상면은 내측 높이가 외측 높이보다 낮도록 단차질 수 있다. 포커스 링(5350)의 내측에는 척(5310)에 놓이는 기판(W)의 가장자리 영역 하면이 놓일 수 있다. 즉, 기판(W)의 중앙 영역은 척(5310)이 가지는 안착면에 놓이고, 기판(W)의 가장자리 영역은 포커스 링(5350)의 내측 상면에 놓일 수 있다.

커버 링(5370)은 척(5310)의 하부에 배치될 수 있다. 커버 링(5370)은 대체로 상부가 개방된 통 형상을 가질 수 있다. 커버 링(5370)은 척(5310)의 하부에 배치되어, 하부 공간을 형성할 수 있다. 하부 공간에는 지지 유닛(530)을 구동하는데 필요한 인터페이스 라인들이 제공될 수 있다. 이와 같은 인터페이스 라인들은 커버 링(5370)의 하부 공간과 서로 연통되는 공간을 가지는 인터페이스 커버(5390)를 통해 외부의 장치들과 서로 연결될 수 있다.

가스 공급 유닛(540)은 처리 공간(5101)으로 공정 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 유닛(540)이 처리 공간(5101)으로 공급하는 공정 가스는 CF₄, N₂, Ar, H₂, O_2, 그리고O* 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 가스 공급 유닛(540)이 처리 공간(5101)으로 공급하는 공정 가스의 종류는 공지된 공정 가스로 다양하게 변형될 수 있다.

가스 공급 유닛(540)은 가스 공급원(5420), 가스 공급 라인(5440), 공급 밸브(5460), 그리고 노즐 유닛(6000)을 포함할 수 있다.

가스 공급원(5420)은 공정 가스를 저장하거나, 후술하는 가스 공급 라인(5440)으로 공정 가스를 전달할 수 있다. 가스 공급원(5420)은 제1가스 공급원(5422)과 제2가스 공급원(5424)을 포함할 수 있다. 제1가스 공급원(5422)은 제1가스를 저장하거나, 후술하는 제1가스 라인(5442)으로 제1가스를 전달할 수 있다. 제2가스 공급원(5424)은 제2가스를 저장하거나, 후술하는 제2가스 공급 라인(5444)으로 제2가스를 전달할 수 있다. 제1가스와 제2가스는 서로 상이한 종류의 가스일 수 있다.

가스 공급 라인(5440)은 가스 공급원(5420)으로부터 공정 가스를 전달받을 수 있다. 가스 공급 라인(5440)은 제1가스 공급 라인(5442)과 제2가스 공급 라인(5444)을 포함할 수 있다. 제1가스 공급 라인(5442)의 일단은 후술할 노즐 유닛(6000)에 연결되고, 제1가스 공급 라인(5442)의 타단은 제1가스 공급원(5422)에 연결될 수 있다. 제2가스 공급 라인(5444)의 일단은 노즐 유닛(6000)에 연결되고, 제2가스 공급 라인(5444)의 타단은 제2가스 공급원(5424)에 연결될 수 있다. 일 예로, 제1가스 공급 라인(5442)의 일단과 제2가스 공급 라인(5444)의 일단은 후술할 삽입 부재(6400)와 연결될 수 있다.

상술한 예와 달리, 가스 공급 라인(5440)은 제1가스 공급 라인(5442)과 제2가스 공급 라인(5444), 그리고 메인 가스 공급 라인(5446)을 포함할 수 있다. 메인 가스 공급 라인(5446)의 일단은 후술할 노즐 유닛(6000)과 연결된다. 일 예로, 메인 가스 공급 라인(5446)의 일단은 후술할 삽입 부재(6400)와 연결될 수 있다. 메인 공급 라인(5446)은 제1가스 공급 라인(5442)과 제2가스 공급 라인(5444)으로 분기될 수 있다. 제1가스 공급 라인(5442)은 제1가스 공급원(5422)에 연결되어, 제1가스 공급원(5422)으로부터 제1가스를 공급받을 수 있다. 제2가스 공급 라인(5444)은 제2가스 공급원(5424)에 연결되어, 제2가스 공급원(5424)으로부터 제2가스를 공급받을 수 있다.

가스 공급 라인(5440) 상에는 공급 밸브(5460)가 설치될 수 있다. 공급 밸브(5440)는 개폐 밸브일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 공급 밸브(5440)는 유량 조절 밸브로 제공될 수 있다. 공급 밸브(5460)는 제1공급 밸브(5462)와 제2공급 밸브(5464)를 포함할 수 있다. 제1공급 밸브(5462)는 제1가스 공급 라인(5442) 상에 설치될 수 있다. 제2공급 밸브(5464)는 제2가스 공급 라인(5444) 상에 설치될 수 있다.

상술한 예에서는 공급 밸브(5460)를 통해 처리 공간(5101)으로 공급되는 가스의 양을 조절하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로 가스 공급 라인(5440)에 질량 유량 제어기를 설치하여 가스 공급 라인(5440)을 통해 처리 공간(5101)으로 공급되는 공정 가스의 양을 제어할 수 있다.

상술한 예에서는 가스 공급원(5420), 가스 공급 라인(5440), 그리고 공급 밸브(5460)가 2개씩 제공되는 것으로 설명하였다. 다만, 이에 한정되지 않고, 요구되는 공정 가스의 종류에 따라 각각 3 이상의 자연수로 제공될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 공정 가스가 제1가스와 제2가스로 제공되고, 제1가스 공급 라인(5442)과 제2가스 공급 라인(5444)이 가스 공급 라인(5440) 상에서 분기되는 경우를 예로 들어 설명한다.

노즐 유닛(6000)은 처리 공간(5101)에 제1가스 및 제2가스를 공급한다. 노즐 유닛(6000)은 제1가스 공급 라인(5442)으로부터 공급받은 제1가스를 처리 공간(5101)에 공급할 수 있다. 노즐 유닛(6000)은 제2가스 공급 라인(5444)으로부터 공급받은 제2가스를 처리 공간(5101)에 공급할 수 있다. 노즐 유닛(6000)은 제1가스와 제2가스를 내부에서 혼합하여 처리 공간(5101)으로 공급할 수 있다. 노즐 유닛(6000)은 윈도우 유닛(520)의 중앙에 형성된 개구에 설치될 수 있다. 노즐 유닛(6000)은 윈도우 유닛(520) 상에서 탈착되게 제공될 수 있다.

도 3은 도 2의 노즐 유닛의 사시도를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 4는 도 3의 노즐 유닛을 X-X 방향의 절단면을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 5는 도 4의 몸체를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 6은 도 2의 삽입 부재의 절단 사시도를 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 노즐 유닛(6000)에 대해 자세히 설명한다. 도 3 내지 도 6을 참조하면, 노즐 유닛(6000)은 몸체(6200)와 삽입 부재(6400)를 포함할 수 있다.

몸체(6200)는 내부에 제1가스 및 제2가스가 유동하는 내부 공간(A)을 갖는다. 내부 공간(A)은 가스 공급 라인(5440)으로부터 공급된 제1가스 및 제2가스가 유동하는 공간으로 제공된다. 내부 공간(A)은 제1가스 및 제2가스가 서로 혼합되는 공간으로 제공된다. 내부 공간(A)에서 혼합된 제1가스 및 제2가스는 처리 공간(5101)으로 공급된다.

몸체(6200)의 하단에는 토출 영역(B)이 제공된다. 토출 영역(B)은 대체로 반구 형상으로 제공될 수 있다. 일 예로, 토출 영역(B)은 지면에 대해 아래 방향으로 굴곡진 반구 형상으로 제공될 수 있다. 토출 영역(B)에는 내부 공간(A)에서 유동하는 제1가스 및 제2가스를 처리 공간(5101)으로 공급하는 토출구(6240)가 형성된다. 토출구(6240)는 적어도 하나 이상으로 제공될 수 있다. 일 예로, 토출구(6240)는 복수 개로 제공될 수 있다. 토출구(6240)들의 직경은 1mm 이상으로 제공될 수 있다. 복수의 토출구(6240)는 몸체(6200)의 내측벽으로부터 몸체(6200)의 외측벽까지 관통할 수 있다. 복수의 토출구(6240)는 반구 형상으로 제공되는 토출 영역(B) 상에서 서로 이격되어 제공될 수 있다.

몸체(6200)의 중단은 몸체(6200)의 하단으로부터 위 방향을 향해 연장될 수 있다. 몸체(6200)의 중단은 대체로 내부에 공간을 가지는 원기둥의 형상으로 제공될 수 있다. 몸체(6200)의 중단은 내부에 내부 공간(A)을 가질 수 있다. 일 예로, 몸체(6200)의 중단의 외경은 25mm 이상으로 제공될 수 있다.

몸체(6200)의 상단은 몸체(6200)의 중심에서 멀어지는 방향을 향해 몸체(6200)의 중단으로부터 연장될 수 있다. 몸체(6200)의 상단은 대체로 원판 형상으로 제공될 수 있다.

몸체(6200)의 하단과 중단은 윈도우 유닛(520)에 형성된 개구를 관통할 수 있다. 몸체(6200)의 상단의 하면은 윈도우 유닛(520) 상에 위치될 수 있다. 이에, 몸체(6200)는 윈도우 유닛(520)에 탈착 가능하게 제공된다. 노즐 유닛(6000)은 윈도우 유닛(520)에 탈착 가능하게 제공된다.

몸체(6200)의 내측벽은 상부 내벽(6260)과 하부 내벽(6280)을 구비할 수 있다. 상부 내벽(6260)은 삽입 부재(6400)가 삽입되는 공간을 제공한다. 상부 내벽(6260)이 둘러싼 공간은 삽입 부재(6400)가 삽입되는 공간일 수 있다. 삽입 부재(6400)가 몸체(6200)의 상단에 삽입된 상태에서, 하부 내벽(6280)이 둘러싼 공간은 하부 혼합 공간(A2)으로 제공될 수 있다.

상부 내벽(6260)은 하부 내벽(6240)에 대해 단차지게 제공될 수 있다. 일 예로, 상부 내벽(6260)은 하부 내벽(6240)으로부터 멀어지는 방향에 대해 단차지게 제공될 수 있다. 상부 내벽(6260)에 의해 둘러싸여지는 공간의 폭(D2)은 하부 내벽(6280)에 의해 둘러싸여지는 공간의 폭(D1)보다 넓게 제공될 수 있다. 일 예로, 하부 내벽(6280)의 두께는 5mm 이상으로 제공될 수 있다.

삽입 부재(6400)는 몸체(6200)에 삽입된다. 삽입 부재(6400)는 몸체(6200)에 삽입됨으로써, 상부 내벽(6260)에 의해 둘러싸일 수 있다. 삽입 부재(6400)는 몸체(6200)의 상부 중앙에 형성된 삽입 공간에 삽입될 수 있다. 삽입 부재(6400)는 내부에 공간을 가질 수 있다. 삽입 부재(6400)의 내부에 제공된 공간은 후술할 상부 혼합 공간(A1)으로 제공될 수 있다. 삽입 부재(6400)의 상단에는 가스 공급 라인(5440)이 연결될 수 있다.

삽입 부재(6400)는 저판(6420), 측판(6440), 그리고 걸림판(6460)을 포함할 수 있다. 저판(6420)에는 저판(6420)을 상하로 관통하는 관통공(6425)이 형성된다. 관통공(6425)은 적어도 하나 이상으로 제공될 수 있다. 일 예로, 관통공(6425)은 복수 개로 제공될 수 있다. 측판(6440)은 저판(6420)으로부터 위 방향으로 연장된다. 삽입 부재(6400)는 저판(6420)과 측판(6440)에 의해 둘러싸여지는 상부 혼합 공간(A1)을 갖는다. 걸림판(6460)은 측판(6440)의 상단으로부터 상부 혼합 공간(A1)에 대해 멀어지는 방향으로 연장된다. 삽입 부재(6400)가 몸체(6200)에 삽입된 상태에서, 걸림판(6460)의 하면은 상부 내벽(6260)의 상단면 상에 위치될 수 있다. 이에, 삽입 부재(6400)는 몸체(6200) 상에서 탈착 가능하게 제공될 수 있다.

삽입 부재(6400)가 상부 내벽(6260)에 삽입된 상태에서, 삽입 부재(6400)의 측판(6440)의 내측면과 하부 내벽(6280)의 내측면은 서로 동일한 면을 이루도록 제공될 수 있다. 즉, 측판(6440)의 두께는 상부 내벽(6260)에 의해 둘러싸여지는 공간의 폭(D2)에서 하부 내벽(6280)에 의해 둘러싸여지는 공간의 폭(D1)을 뺀 값이 될 수 있다. 이에, 삽입 부재(6400)가 상부 내벽(6260)에 삽입된 상태에서, 정면에서 바라볼 때 상부 혼합 공간(A1)의 폭과 하부 혼합 공간(A2)의 폭이 동일하게 제공될 수 있다. 삽입 부재(6400)의 높이는 15mm 이상으로 제공될 수 있다. 삽입 부재(6400)의 하단으로부터 몸체(6200)의 하단까지의 거리는 5mm 이상으로 제공될 수 있다. 이는 삽입 부재(6400)가 형성하는 상부 혼합 공간(A1), 그리고 하부 혼합 공간(A2)에서 제1가스 및 제2가스가 충분히 혼합될 수 있는 공간을 확보하기 위함이다.

몸체(6200)의 하단 및 중단은 윈도우 유닛(520)에 형성된 개구에 삽입될 수 있다. 몸체(6200)의 상단의 하면은 윈도우 유닛(520) 상에 위치할 수 있다. 이에, 몸체(6200)는 윈도우 유닛(520)에 탈착 가능하게 제공될 수 있다.

몸체(6200)와 삽입 부재(6400)는 산화물 세라믹, 질화물 세라믹, 또는 스테인리스 강 등의 재질로 제공될 수 있다. 몸체(6200)와 삽입 부재(6400)는 이트리아계 화합물 또는 석영 등의 재질로 코팅될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 몸체(6200)와 삽입 부재(6400)는 비저항이 높고 내부식성이 좋은 박막으로 코팅될 수 있다. 몸체(6200)와 삽입 부재(6400)의 코팅 층은 물리적 기상 증착(Sputtering, Evaporating) 화학적 기상 증착(CVD), 스프레이, 또는 전기 도금(Electroplating) 등의 방식으로 형성될 수 있다.

도 7은 도 2의 노즐 유닛 내에서 공정 가스가 유동하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 8은 도 2의 노즐 유닛에서 공정 가스가 토출되는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 9는 도 2의 처리 공간 내에서 공정 가스가 유동하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 유닛은 삽입 부재(6400)에 의해 상부 혼합 공간(A1), 그리고 하부 혼합 공간(A2)으로 구획된다. 즉, 몸체(6200)의 내부 공간(A)이 삽입 부재(6400)에 의해 상부 혼합 공간(A1)과 하부 혼합 공간(A2)으로 구분될 수 있다. 이에, 가스 공급 라인(5440)으로부터 유입되는 제1가스 및 제2가스가 1차적으로 상부 혼합 공간(A1) 내에서 혼합된다. 상부 혼합 공간(A1)에서 선결적으로 혼합된 제1가스 및 제2가스가 삽입 부재(6400)의 저판(6420)에 형성된 관통공(6425)을 통해 하부 혼합 공간(A2)으로 이동한다. 상부 혼합 공간(A1) 내에서 1차적으로 혼합된 제1가스 및 제2가스는 하부 혼합 공간(A2) 내에서 재차 혼합된다. 이에, 서로 다른 질량을 가지는 제1가스와 제2가스가 처리 공간(5101) 상으로 공급되기 이전에, 제1가스와 제2가스가 서로 혼합될 공간을 선제적으로 확보할 수 있다.

특히, 공정 가스로서 무거운 질량의 가스가 처리 공간(5101)으로 공급되는 경우, 무거운 질량의 가스는 그 무게로 인해 처리 공간(5101) 상으로 바로 토출된다. 이에, 무거운 질량의 가스는 이보다 상대적으로 가벼운 질량의 가스와 혼합되지 않고 개별적으로 처리 공간(5101) 상에 공급된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 혼합 공간(A1)과 하부 혼합 공간(A2)에 서로 다른 가스, 일 예로 제1가스 및 제2가스가 혼합될 공간을 확보할 수 있다. 이에, 질량이 다른 서로 다른 가스들이 서로 혼합되지 않고 바로 처리 공간(5101)으로 공급되는 문제를 해결할 수 있다.

즉, 삽입 부재(6400)의 저판(6420) 및 측판(6440)에 의해 둘러싸인 상부 혼합 공간(A1) 내에서 공정 가스들의 와류가 형성되어, 1차적으로 서로 다른 질량을 가지는 이종의 공정 가스들이 혼합될 수 있다. 이어서, 몸체(6200)의 측벽들과 삽입 부재(6400)에 의해 형성된 하부 혼합 공간(A2) 내에서 공정 가스들의 와류가 형성되어, 1차적으로 서로 혼합된 공정 가스들이 2차적으로 재차 혼합될 수 있다. 이에, 무거운 질량의 가스가 노즐 유닛(6000) 내에서 상대적으로 질량이 가벼운 가스와 혼합되지 못하고 처리 공간(5101) 상으로 공급되는 문제를 해결할 수 있다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 토출 영역(6220)은 반구 형상으로 제공될 수 있다. 또한, 토출 영역(6220)에 토출구(6240)들이 제공될 수 있다. 상부 혼합 공간(A1)과 하부 혼합 공간(A2) 내에서 이종의 공정 가스들이 균일하게 혼합되고, 이러한 혼합된 공정 가스가 노즐 유닛(6000)의 하단에 제공된 토출 영역(6220)에 의해 균일하게 처리 공간(5101) 상으로 토출될 수 있다. 즉, 토출 영역(6220)이 반구 형상으로 제공되므로 도 8 및 도 9와 같이 처리 공간(5101)의 전 영역에 균일하게 혼합된 공정 가스를 공급할 수 있다.

또한, 삽입 부재(6400)가 몸체(6200)로부터 탈착 가능하게 제공됨으로써, 가스 공급 라인(5440)으로부터 공급되는 공정 가스로부터의 삽입 부재(6400)가 오염된 경우, 삽입 부재(6400)에 대한 유지 보수를 용이하게 수행할 수 있다. 또한, 노즐 유닛(6000)이 윈도우 유닛(520)으로부터 탈착 가능하게 제공됨으로써, 노즐 유닛(6000)에 대한 유지 보수를 용이하게 수행할 수 있다.

플라즈마 유닛(550)은 처리 공간(5101)으로 공급되는 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 일 예로, 플라즈마 유닛(550)은 처리 공간(5101)으로 공급되는 제1가스 및 제2가스로부터 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 플라즈마 유닛(550)은 처리 공간(5101)의 외부에 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 플라즈마 유닛(550)은 ICP 타입으로 구성될 수 있다. 플라즈마 유닛(550)은 내부 코일부(5520), 외부 코일부(5540), 전력 인가부(5560), 그라운드 플레이트(5580), 그리고 전력 라인(EL)을 포함할 수 있다.

내부 코일부(5520)와 외부 코일부(5540)는 상부 공간(5102)에 배치될 수 있다. 내부 코일부(5520)와 외부 코일부(5540)는 후술하는 전력 인가부(5560)로부터 고주파 전력을 전달받아 처리 공간(5101)으로 공급되는 제1가스 및 제2가스를 포함하는 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시킬 수 있다.

내부 코일부(5520)는 상부에서 바라볼 때, 처리 공간(5101)의 중앙 영역에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 내부 코일부(5520)는 링 형상으로 제공될 수 있다. 외부 코일부(5540)는 상부에서 바라볼 때, 처리 공간(5101)의 가장자리 영역에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 일 예로, 외부 코일부(5540)는 상부에서 바라볼 때, 내부 코일부(5520)를 둘러싸도록 제공될 수 있다. 외부 코일부(5540)는 링 형상으로 제공될 수 있다.

상술한 실시예에서는 내부 코일부(5520)와 외부 코일부(5540)가 상부 공간(5102)에 제공되는 것을 예로 들어 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 내부 코일부(5520)와 외부 코일부(5540)는 공정 챔버(500)의 측부에 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 내부 코일부(5520) 및 외부 코일부(5540) 중 어느 하나는 공정 챔버(500)의 상부에 배치되고, 다른 하나는 공정 챔버(500)의 측부에 배치될 수 있다. 내부 코일부(5520)와 외부 코일부(5540)가 공정 챔버(500) 내에서 플라즈마를 생성하는 한, 내부 코일부(5520)와 외부 코일부(5540)의 위치는 제한되지 않는다.

내부 코일부(5520)의 일단에는 후술하는 전력 라인(EL)이 연결되는 전력 단자가 형성될 수 있다. 내부 코일부(5520)의 타단에는 후술하는 접지 라인(GL)이 연결되는 접지 단자가 형성될 수 있다. 외부 코일부(5540)의 일단에는 전력 라인(EL)이 연결되는 전력 단자가 형성되고, 외부 코일부(5540)의 타단에는 접지 라인(GL)이 연결되는 접지 단자가 형성될 수 있다.

내부 코일부(5520)와 외부 코일부(5540)는 구리, 알루미늄, 텅스텐, 은, 금, 백금, 그리고 철 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속 소재로 제공될 수 있다. 내부 코일부(5520)와 외부 코일부(5540)의 표면은 은, 금, 그리고 백금 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속 소재로 코팅될 수 있다. 이러한 코팅 층은 비저항이 낮고, 열 전도율이 좋은 금속일 수 있다. 코팅 층은 20 마이크로미터 이상의 두께를 가질 수 있다. 코팅 층은 물리적 기상 증착(Sputtering, Evaporating) 또는 화학적 기상 증착(CVD), 스프레이, 전기 도금(Electroplating) 등의 방식으로 형성될 수 있다.

전력 인가부(5560)는 내부 코일부(5520)와 외부 코일부(5540)로 고주파 전력을 인가할 수 있다. 전력 인가부(5560)는 상부 전원(5562)과 제2정합기(5564)를 포함할 수 있다. 상부 전원(5562)은 고주파 전원일 수 있다. 제2정합기(5564)는 상부 전원(5562)이 내부 코일부(5520) 및 외부 코일부(5540)로 인가하는 고주파 전력에 대한 정합을 수행할 수 있다. 상부 전원(5562)이 발생시키는 고주파 전력을 전달하는 전력 라인(EL)의 일단은 내부 코일부(5520)에 연결된 전력 단자와 외부 코일부(5540)에 연결된 전력 단자와 연결될 수 있다.

그라운드 플레이트(5580)는 상부 공간(5102)에 제공될 수 있다. 그라운드 플레이트(5580)는 알루미늄, 구리, 그리고 철 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속 소재로 제공될 수 있다. 그라운드 플레이트(5580)의 두께는 3mm 이상을 가질 수 있다. 그라운드 플레이트(5580)는 내부 코일부(5520) 및 외부 코일부(5540)의 상부에 배치될 수 있다. 그라운드 플레이트(5580)는 내부 코일부(5520) 및 외부 코일부(5540)의 상부에 이격되어 배치될 수 있다. 일 예로, 그라운드 플레이트(5580)는 내부 코일부(5520) 및 외부 코일부(5540)와 50mm 이상의 간격으로 배치될 수 있다. 그라운드 플레이트(5580)는 접지될 수 있다. 그라운드 플레이트(5580)는 내부 코일부(5520) 및 외부 코일부(5540)를 접지시킬 수 있다. 그라운드 플레이트(5580)에는 후술하는 팬 유닛(570)이 상부 공간(5102)으로 공급하는 기류가 상부 공간(5102)에서 원활하게 순환될 수 있도록 개구가 형성될 수 있다. 예컨대, 상부에서 바라볼 때, 그라운드 플레이트(5580)의 중앙 영역에는 원 형상의 개구가 형성될 수 있다. 또한, 상부에서 바라볼 때, 그라운드 플레이트(5580)의 중앙 영역을 둘러싸는 영역에는 호(arc) 형상의 개구가 복수 개 형성될 수 있다. 그라운드 플레이트(5580)의 중앙 영역을 둘러싸는 영역에 형성된 호 형상의 개구는 상부에서 바라볼 때, 후술하는 제1팬(5720) 또는 제2팬(5740)과 중첩되는 위치에서 그라운드 프레이트(5580)에 형성될 수 있다.

접지 라인(GL)은 그라운드 플레이트(5580)와 내부 코일부(5520)를 서로 전기적으로 연결시킬 수 있다. 접지 라인(GL)은 그라운드 플레이트(5580)와 외부 코일부(5540)를 서로 전기적으로 연결시킬 수 있다. 접지 라인(GL)은 복수로 제공될 수 있다. 접지 라인(GL)은 복수로 제공되어, 접지 라인(GL)들 각각의 일단은 그라운드 플레이트(5580)와 연결되고, 각각의 타단은 접지 단자에 연결될 수 있다. 접지 라인(GL)들은 상부에서 바라볼 때, 그라운드 플레이트(5580)의 중심을 기준으로 원주 방향을 따라 같은 간격으로 배치될 수 있다. 일 예로, 접지 라인(GL)들은 상부에서 바라볼 때, 그라운드 플레이트(5580)의 중심을 기준으로 대칭으로 배치될 수 있다.

제어기(미도시)는 기판 처리 장치가 가지는 구성들을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어기는 지지 유닛(530), 가스 공급 유닛(540), 플라즈마 유닛(550), 가스 배기 유닛(560), 그리고 팬 유닛(570)을 제어할 수 있다. 제어기는 기판 처리 장치의 제어를 실행하는 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 프로세스 컨트롤러와, 오퍼레이터가 기판 처리 장치를 관리하기 위해서 커맨드 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 기판 처리 장치의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스와, 기판 처리 장치에서 실행되는 처리를 프로세스 컨트롤러의 제어로 실행하기 위한 제어 프로그램이나, 각종 데이터 및 처리 조건에 따라 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램, 즉 처리 레시피가 저장된 기억부를 구비할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스 및 기억부는 프로세스 컨트롤러에 접속되어 있을 수 있다. 처리 레시피는 기억 부 중 기억 매체에 기억되어 있을 수 있고, 기억 매체는, 하드 디스크, CD-ROM, DVD 등의 가반성 디스크, 또는 플래시 메모리 등의 반도체 메모리 일 수도 있다.

가스 배기 유닛(560)은 처리 공간(5101)으로 공급되는 공정 가스, 그리고 기판(W)을 처리하는 공정 중에 발생될 수 있는 공정 부산물(By-Product)을 하우징(510)의 바닥면에 형성된 배기 홀(5160)을 통해 처리 공간(5101)으로부터 배출할 수 있다. 가스 배기 유닛(560)은 감압 부재(5620), 감압 라인(5640), 감압 밸브(5660), 그리고 배기 배플(5680)을 포함할 수 있다.

감압 부재(5620)는 처리 공간(5101)에 감압을 제공할 수 있다. 감압 부재(5620)는 펌프일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 감압 부재(5620)는 처리 공간(5101)에 감압을 제공할 수 있는 공지된 장치로 다양하게 변형될 수 있다. 감압 부재(5620)가 제공하는 감압은 감압 라인(5640)을 통해 처리 공간(5101)으로 전달될 수 있다. 또한, 감압 라인(5640)에는 감압 밸브(5640)가 설치될 수 있다. 감압 밸브(5640)는 개폐 밸브일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 감압 밸브(5640)는 유량 조절 밸브로 제공될 수도 있다. 배기 배플(5680)은 상부에서 바라볼 때, 링 형상을 가질 수 있다. 배기 배플(5680)은 상부에서 바라볼 때, 지지 유닛(530)을 둘러싸도록 제공될 수 있다. 배기 배플(5680)에는 복수의 배기 홀들이 형성될 수 있다.

팬 유닛(570)은 상부 공간(5102)으로 기류를 공급할 수 있다. 팬 유닛(570)은 상부 공간(5102)으로 온도와 습도가 조절된 기류를 공급할 수 있다. 팬 유닛(570)은 상부 공간(5102)의 온도가 과도하게 높아지는 것을 방지할 수 있도록 하는 쿨러(Cooler)의 역할을 수행할 수 있다. 팬 유닛(570)은 제1팬(5720), 그리고 제2팬(5740)을 포함할 수 있다. 제1팬(5720)과 제2팬(5740)은 서로 상이한 위치에서 상부 공간(5102)으로 기류를 공급할 수 있다. 제1팬(5720)과 제2팬(5740)은 상부 공간(5102)으로 아래를 향하는 방향으로 기류를 공급할 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

200 : 로드 포트
300 : 로드락 챔버
400 : 트랜스퍼 챔버
500 : 공정 챔버
510: 하우징
520 : 윈도우 유닛
530: 지지 유닛
540 : 가스 공급 유닛
550 : 플라즈마 유닛
6000 : 노즐 유닛
6200 : 몸체
6400 : 삽입 부재

Claims

기판을 처리하는 장치에 있어서,
기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징;
상기 처리 공간이 밀폐되도록 상기 처리 공간의 상부를 덮는 윈도우 유닛;
상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛;
상기 처리 공간에 가스를 공급하는 노즐을 포함하는 가스 공급 유닛; 및
상기 처리 공간의 외부에 배치되며, 상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 유닛을 포함하되,
상기 노즐은,
내부 공간 및 상기 내부 공간 내의 상기 가스를 상기 처리 공간으로 공급하는 토출구가 형성된 몸체; 및
상기 몸체의 상단에 삽입되는 삽입 부재를 포함하며,
상기 몸체에는 상기 토출구들이 형성된 토출 영역이 제공되고,
상기 토출 영역은,
상기 몸체의 하단에 위치되며, 반구 형상을 가지는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 삽입 부재는,
상하로 관통하는 관통공이 형성된 저판과 상기 저판으로부터 위 방향으로 연장되는 측판을 가지고,
상기 삽입 부재는 내부에 상기 저판 및 상기 측판에 의해 둘러싸여지는 상부 혼합 공간을 가지는 기판 처리 장치.
제2항에 있어서,
상기 내부 공간 중 상기 삽입 부재의 아래 영역은 하부 혼합 공간으로 제공되고,
정면에서 바라볼 때, 상기 상부 혼합 공간의 폭과 상기 하부 혼합 공간의 폭은 동일하게 제공되는 기판 처리 장치.
삭제
제3항에 있어서,
상기 가스 공급 유닛은,
일단이 상기 삽입 부재에 연결되어, 상기 가스를 상기 내부 공간으로 공급하는 가스 공급 라인을 더 포함하되,
상기 가스 공급 라인은,
상기 내부 공간으로 제1가스를 공급하는 제1가스 공급 라인; 및
상기 내부 공간으로 상기 제1가스와 상이한 제2가스를 공급하는 제2가스 공급 라인을 포함하는 기판 처리 장치.
제5항에 있어서,
상기 플라즈마 유닛은,
내부 코일부;
상부에서 바라볼 때, 상기 내부 코일부를 둘러싸도록 제공되는 외부 코일부;
상기 내부 코일부 및 상기 외부 코일부에 전력을 인가하는 상부 전원; 및
상기 내부 코일부 및 상기 외부 코일부의 상부에 배치되며, 상기 내부 코일부 및 상기 외부 코일부를 접지시키는 그라운드 플레이트를 포함하는 기판 처리 장치.
제2항에 있어서,
상기 내부 공간 중 상기 삽입 부재의 아래 영역은 하부 혼합 공간으로 제공되고,
상기 몸체의 내측벽은 상기 하부 혼합 공간을 제공하는 하부 내벽과 상기 삽입 부재가 삽입되는 공간을 제공하는 상부 내벽을 구비하되,
상기 상부 내벽은 상기 하부 내벽에 대해 단차지게 제공되고, 상기 상부 내벽에 의해 둘러싸여지는 공간의 폭은 상기 하부 내벽에 의해 둘러싸여지는 공간의 폭보다 넓게 제공되는 기판 처리 장치.
제7항에 있어서,
상기 삽입 부재가 상기 상부 내벽에 삽입된 상태에서, 상기 삽입 부재의 내측면과 상기 하부 내벽의 내측면이 동일한 면을 이루도록 제공되는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 삽입 부재는,
상기 몸체의 상단에 탈착 가능하도록 제공되는 기판 처리 장치.
제2항에 있어서,
상기 노즐은,
상기 윈도우 유닛에 형성된 개구를 관통하도록 상기 윈도우 유닛에 설치되고,
상기 삽입 부재는,
상기 측판의 상단으로부터 상기 내부 공간으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 걸림판을 더 포함하고,
상기 걸림판의 하면은 상기 윈도우 유닛의 상부면 상에 위치되는 기판 처리 장치.
제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 삽입 부재의 높이는 15mm 이상인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 삽입 부재의 하단으로부터 상기 몸체의 하단까지의 거리는 5mm 이상인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
기판을 처리하는 장치에 있어서,
기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징;
상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛;
상기 처리 공간에 제1가스 및 상기 제1가스와 상이한 제2가스를 포함하는 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및
상기 처리 공간에 공급되는 상기 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되,
상기 가스 공급 유닛은,
상기 처리 공간에 상기 가스를 공급하는 노즐;
상기 노즐로 상기 제1가스를 공급하는 제1가스 공급 라인; 및
상기 노즐로 상기 제2가스를 공급하는 제2가스 공급 라인을 포함하고,
상기 노즐은,
내부 공간 및 상기 내부 공간 내의 상기 가스를 상기 처리 공간으로 공급하는 토출구가 형성된 몸체; 및
상기 몸체의 상단에 삽입되는 삽입 부재를 포함하되,
상기 몸체에는 상기 토출구들이 형성된 토출 영역이 제공되고,
상기 토출 영역은 상기 몸체의 하단에 위치되며, 반구 형상을 가지고,
상기 삽입 부재는,
상하로 관통하는 관통공이 형성된 저판과 상기 저판으로부터 위 방향으로 연장되는 측판을 가지고,
상기 삽입 부재는 내부에 상기 저판 및 상기 측판에 의해 둘러싸여지는 상부 혼합 공간을 가지는 기판 처리 장치.
제13항에 있어서,
상기 내부 공간 중 상기 삽입 부재의 아래 영역은 하부 혼합 공간으로 제공되고,
상기 몸체의 내측벽은 상기 하부 혼합 공간을 제공하는 하부 내벽과 상기 삽입 부재가 삽입되는 공간을 제공하는 상부 내벽을 구비하되,
상기 상부 내벽은 상기 하부 내벽에 대해 단차지게 제공되고, 상기 상부 내벽에 의해 둘러싸여지는 공간의 폭은 상기 하부 내벽에 의해 둘러싸여지는 공간의 폭보다 넓게 제공되는 기판 처리 장치.
제14항에 있어서,
상기 삽입 부재가 상기 상부 내벽에 삽입된 상태에서, 상기 삽입 부재의 내측면과 상기 하부 내벽의 내측면이 동일한 면을 이루도록 제공되는 기판 처리 장치.
기판을 처리하는 처리 공간에 복수의 가스를 공급하는 노즐 유닛에 있어서,
내부 공간 및 상기 내부 공간 내 상기 복수의 가스를 상기 처리 공간으로 공급하는 토출구가 형성된 몸체; 및
상기 몸체의 상단에 삽입되는 삽입 부재를 포함하되,
상기 몸체에는 상기 토출구들이 형성된 토출 영역이 제공되고,
상기 토출 영역은 상기 몸체의 하단에 위치되며, 반구 형상을 가지고,
상기 삽입 부재는,
상하로 관통하는 관통공이 형성된 저판과 상기 저판으로부터 위 방향으로 연장되는 측판을 가지고,
상기 삽입 부재는 내부에 상기 저판 및 상기 측판에 의해 둘러싸여지는 상부 혼합 공간을 가지는 노즐 유닛.
제16항에 있어서,
상기 내부 공간 중 상기 삽입 부재의 아래 영역은 하부 혼합 공간으로 제공되고,
상기 몸체의 내측벽은 상기 하부 혼합 공간을 제공하는 하부 내벽과 상기 삽입 부재가 삽입되는 공간을 제공하는 상부 내벽을 구비하되,
상기 상부 내벽은 상기 하부 내벽에 대해 단차지게 제공되고, 상기 상부 내벽에 의해 둘러싸여지는 공간의 폭은 상기 하부 내벽에 의해 둘러싸여지는 공간의 폭보다 넓게 제공되는 노즐 유닛.
제17항에 있어서,
상기 삽입 부재가 상기 상부 내벽에 삽입된 상태에서, 상기 삽입 부재의 내측면과 상기 하부 내벽의 내측면이 동일한 면을 이루도록 제공되는 노즐 유닛.
제16항에 있어서,
상기 삽입 부재는,
상기 몸체의 상단에 탈착 가능하도록 제공되는 노즐 유닛.
제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 삽입 부재의 높이는 15mm 이상, 그리고 상기 삽입 부재의 하단으로부터 상기 몸체의 하단까지의 거리는 5mm 이상인 것을 특징으로 하는 노즐 유닛.