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KR100941073B1 - Top nozzle and substrate processing unit - Google Patents

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KR100941073B1
KR100941073B1 KR1020070138633A KR20070138633A KR100941073B1 KR 100941073 B1 KR100941073 B1 KR 100941073B1 KR 1020070138633 A KR1020070138633 A KR 1020070138633A KR 20070138633 A KR20070138633 A KR 20070138633A KR 100941073 B1 KR100941073 B1 KR 100941073B1
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gas
cleaning
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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치의 세정 가스를 공정 챔버 내부로 균일하게 공급하기 위한 탑 노즐에 관한 것이다. 탑 노즐은 세정 가스 유로를 통해 상부면에 유입된 세정 가스가 지나가는 통로로 원형 플레이트의 외주면으로부터 중심 방향으로 절개된 형상으로 형성되는 복수 개의 슬롯들을 구비한다. 이러한 탑 노즐은 세정 가스 유로로부터 공급되는 세정 가스가 원형 플레이트의 상부면과 슬롯들을 통해 공정 챔버의 중앙과 가장자리로 공급한다. 본 발명에 의하면, 세정 가스를 공정 챔버 내부에 균일하게 공급할 수 있으며, 이로 인하여 세정 효율을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a top nozzle for uniformly supplying a cleaning gas of a substrate processing apparatus into a process chamber. The top nozzle is a passage through which the cleaning gas introduced to the upper surface through the cleaning gas flow path includes a plurality of slots formed in a shape cut in the center direction from the outer circumferential surface of the circular plate. Such a top nozzle supplies cleaning gas supplied from the cleaning gas flow path to the center and the edge of the process chamber through the upper surface and the slots of the circular plate. According to the present invention, the cleaning gas can be uniformly supplied into the process chamber, whereby the cleaning efficiency can be improved.

기판 처리 장치, 탑 노즐, 슬롯, 세정 공정, 세정 가스, 공정 챔버 Substrate Processing Unit, Top Nozzle, Slot, Cleaning Process, Cleaning Gas, Process Chamber

Description

탑 노즐 및 기판 처리 장치{TOP NOZZLE AND SUBSTRATE TREATMENT APPARATUS}TOP NOZZLE AND SUBSTRATE TREATMENT APPARATUS}

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 기판 상으로 두 종류의 가스를 분사하는 탑 노즐(top nozzle) 및 이를 가지는 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a top nozzle for injecting two kinds of gases onto a substrate and a substrate processing apparatus having the same.

반도체 소자를 제조하기 위한 공정 중 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition : CVD) 공정은 가스의 화학적 반응에 의해 반도체 기판 상에 박막을 형성하는 공정이다. 이러한 화학 기상 증착 공정을 수행하는 장치들 중에 최근에는 높은 종횡비를 갖는 공간을 효과적으로 채울 수 있는 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착(High Density Plasma Chemical Vapor Deposition : HDP-CVD) 설비가 주로 사용되고 있다. The chemical vapor deposition (CVD) process of manufacturing a semiconductor device is a process of forming a thin film on a semiconductor substrate by a chemical reaction of a gas. Recently, high density plasma chemical vapor deposition (HDP-CVD) equipment, which can effectively fill a space having a high aspect ratio, is mainly used among apparatuses performing the chemical vapor deposition process.

HDP-CVD 설비는 증착 공정을 처리할 때 공정 챔버 내부로 공급되는 공정 가스가 웨이퍼 주위에 균일하게 분포한 상태일 때 반도체 기판 표면의 증착이 균일해져 우수한 막을 얻을 수 있게 된다. 또 식각 공정을 수행할 때도 공정 가스의 분포가 균일할 때 전체적으로 스퍼터링(sputtering)이 균일해지면서 소망하는 식각을 수행할 수 있게 된다. 또 식각 공정 후의 공정 챔버를 세정하는 세정 공정에서도 공정 가스의 분포가 균일할 때 세정 효율이 향상된다.In the HDP-CVD apparatus, when the process gas supplied into the process chamber is uniformly distributed around the wafer during the deposition process, the deposition of the surface of the semiconductor substrate is uniform, thereby obtaining an excellent film. In addition, even when performing the etching process, when the distribution of the process gas is uniform, the sputtering becomes uniform as a whole, and thus the desired etching can be performed. In the cleaning step of cleaning the process chamber after the etching step, the cleaning efficiency is improved when the distribution of the process gas is uniform.

도 1을 참조하면, 식각 공정 후 플라즈마를 이용하여 세정 공정을 처리하는 기판 처리 장치(2)는 공정 챔버(10), 정전척(20), 구동부(22), 배기부(30) 그리고 복수 개의 사이드 노즐(50)들 및 탑 노즐(40)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a substrate processing apparatus 2 that processes a cleaning process using plasma after an etching process may include a process chamber 10, an electrostatic chuck 20, a driving unit 22, an exhaust unit 30, and a plurality of process units. Side nozzles 50 and top nozzle 40.

공정 챔버(10)는 상부 및 하부 챔버(12, 14)를 포함한다. 상부 챔버(12)는 측면에 복수 개의 사이드 노즐(side nozzle)(50)들과, 상면에 탑 노즐(top nozzle)(40)이 장착된다. 사이드 노즐(50)들과, 탑 노즐(40)은 공정을 처리하기 위한 다양한 공정 가스(예를 들어, 반응 가스, 세정 가스 및 불활성 가스 등)를 공정 챔버(10)의 내부로 공급한다. 상부 챔버(12)의 상면에는 상부 전극(4)이 설치된다.Process chamber 10 includes upper and lower chambers 12, 14. The upper chamber 12 is equipped with a plurality of side nozzles 50 on the side and a top nozzle 40 on the upper surface. The side nozzles 50 and the top nozzle 40 supply various process gases (eg, reactive gas, cleaning gas and inert gas, etc.) into the process chamber 10 for processing the process. The upper electrode 4 is installed on the upper surface of the upper chamber 12.

하부 챔버(14)는 상부 챔버(12)의 하부에 배치된다. 하부 챔버(14)와 상부 챔버(12)는 서로 분리와 결합이 가능하도록 제작된다. 하부 챔버(14)의 일측에는 출입구(16)가 제공된다. 출입구(16)는 공정 진행시 기판(W)의 출입이 이루어진다. 또한, 하부 챔버(14)의 다른 일측에는 배출구(18)가 제공된다. 배출구(18)는 공정 진행시 사용되는 공정 가스가 배출되는 개구이다.The lower chamber 14 is disposed below the upper chamber 12. The lower chamber 14 and the upper chamber 12 are manufactured to be separated and combined with each other. One side of the lower chamber 14 is provided with an entrance 16. The entrance and exit 16 enters and exits the substrate W during the process. In addition, an outlet 18 is provided on the other side of the lower chamber 14. The discharge port 18 is an opening through which the process gas used during the process is discharged.

정전척(20)는 웨이퍼 기판(W)을 지지한다. 정전척(20)은 공정 챔버(10) 내에 형성된 플라즈마를 웨이퍼 기판(W)상으로 유도하는 하부 전극(미도시됨)이 배치된다. 구동부(22)는 공정시 웨이퍼 기판(W)의 높이를 조절하기 위해 정전척(20)을 상하로 이동시킨다.The electrostatic chuck 20 supports the wafer substrate W. As shown in FIG. The electrostatic chuck 20 has a lower electrode (not shown) for guiding a plasma formed in the process chamber 10 onto the wafer substrate W. The driver 22 moves the electrostatic chuck 20 up and down to adjust the height of the wafer substrate W during the process.

배기부(30)는 공정 챔버(10) 내부의 가스를 외부로 배출시킨다. 또한 배기부(30)는 공정 챔버(10) 내부 압력을 공정 압력으로 감압시킨다. 배기부(30)는 배 기 라인(36)과, 개폐 부재(32), 그리고 흡입 부재(34)를 포함한다. 배기 라인(36)은 배출구(18)와 연결된다. 개폐 부재(32)는 예를 들어, 게이트 밸브로 구비되어 배기 라인(36)상에 설치된다. 개폐 부재(32)는 배기 라인(36)의 가스 이동 통로를 개폐한다. 흡입 부재(34)는 예를 들어, 터보 펌프로 구비되어 개폐 부재(32)의 후단에서 배기 라인(36)상에 설치된다. 흡입 부재(34)는 공정 챔버(10) 내부의 가스를 강제로 흡입시킨다. 또한, 흡입 부재(34)는 공정 챔버(10) 내부의 가스를 강제 배출함으로써, 공정 챔버(10) 내부의 압력을 조절한다.The exhaust unit 30 discharges the gas inside the process chamber 10 to the outside. In addition, the exhaust unit 30 reduces the pressure inside the process chamber 10 to the process pressure. The exhaust unit 30 includes an exhaust line 36, an opening and closing member 32, and a suction member 34. Exhaust line 36 is connected to outlet 18. The opening / closing member 32 is provided, for example as a gate valve, on the exhaust line 36. The opening and closing member 32 opens and closes the gas movement passage of the exhaust line 36. The suction member 34 is provided with, for example, a turbo pump and is installed on the exhaust line 36 at the rear end of the opening / closing member 32. The suction member 34 forcibly sucks gas inside the process chamber 10. In addition, the suction member 34 controls the pressure inside the process chamber 10 by forcibly discharging the gas inside the process chamber 10.

이러한 기판 처리 장치(2)는 식각 공정 후, 공정 챔버(10) 내부(예를 들어, 공정 챔버 내측벽, 정전척 등)에 흡착된 반응 부산물(예를 들어, 폴리머 등)들을 제거하는 세정 공정을 처리할 때, 세정 가스가 공정 챔버(10) 내부에 균일하게 분포하도록 공급되어야 한다. 이를 위해 탑 노즐(40)은 도 2에 도시된 바와 같이, 세정 가스가 내부에 공정 가스 유로가 형성된 관(42)을 경유하여 탑 노즐(40)의 하단에 배치되는 원형 플레이트(44)의 상부면을 따라 흘러서 공정 챔버(10)로 공급된다.The substrate processing apparatus 2 is a cleaning process that removes reaction by-products (eg, a polymer, etc.) adsorbed inside the process chamber 10 (eg, inside the process chamber, an electrostatic chuck, etc.) after an etching process. In processing the cleaning gas, a cleaning gas must be supplied to distribute the process gas uniformly inside the process chamber 10. To this end, the top nozzle 40 has an upper portion of the circular plate 44 disposed at the bottom of the top nozzle 40 via the pipe 42 in which the cleaning gas is formed therein, as shown in FIG. 2. It flows along the surface and is supplied to the process chamber 10.

그러나 이러한 탑 노즐(40)은 공정 가스가 원형 플레이트(44)의 하단부에 구비되는 복수 개의 분사공들에 의해 공정 챔버(10) 내부로 균일하게 공급되지만, 세정 가스는 원형 플레이트(44)의 상부면을 따라 공급되기 때문에, 공정 챔버(10)의 중앙 부분에는 상대적으로 세정 가스의 밀도가 낮아진다. 따라서 세정 가스가 공정 챔버(10)의 내측벽으로 지나치게 공급되므로, 정전척(20)의 세정에 문제가 발생되고, 이로 인해 정전척(20)에 파티클이 잔존하게 된다. 그 결과, 정전척(20)에 안착 된 웨이퍼 기판(W)을 냉각시키기 위한 냉각 가스(예를 들어, 헬륨 가스)의 공급 경로(미도시됨)가 막히게 되어, 냉각 가스가 누출되는 현상이 발생되는 문제점이 있다.However, the top nozzle 40 is uniformly supplied into the process chamber 10 by a plurality of injection holes provided in the lower end of the circular plate 44, the cleaning gas is the upper portion of the circular plate 44 Since it is supplied along the surface, the density of the cleaning gas is relatively low in the central portion of the process chamber 10. Therefore, since the cleaning gas is excessively supplied to the inner wall of the process chamber 10, a problem occurs in the cleaning of the electrostatic chuck 20, which causes particles to remain in the electrostatic chuck 20. As a result, the supply path (not shown) of the cooling gas (for example, helium gas) for cooling the wafer substrate W seated on the electrostatic chuck 20 is blocked, and the phenomenon that the cooling gas leaks occurs. There is a problem.

본 발명은 세정 가스를 공정 챔버에 균일하게 공급하는 탑 노즐 및 이를 가지는 기판 처리 장치를 제공한다. The present invention provides a top nozzle for uniformly supplying cleaning gas to a process chamber and a substrate processing apparatus having the same.

본 발명은 세정 효율을 향상시키기 위한 탑 노즐 및 이를 가지는 기판 처리 장치를 제공한다.The present invention provides a top nozzle and a substrate processing apparatus having the same for improving cleaning efficiency.

본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 상기 장치는 공정 챔버, 상기 공정 챔버 내에 배치되며 기판을 지지하는 척, 그리고 상기 공정 챔버 내의 상부에 배치되며 상기 공정 챔버로 공정 가스 및 세정 가스를 공급하는 탑 노즐을 포함한다. 상기 탑 노즐은 내부에 공정 가스 유로를 갖는 관 형상의 제 1 몸체, 내부에 세정 가스 유로를 갖는 관 형상의 제 2 몸체, 상기 제 1 몸체로부터 아래 방향으로 연장되며 상기 제 1 몸체 및 상기 제 2 몸체보다 큰 직경의 플레이트 형상을 가지며 상기 공정 가스 유로와 연결되는 내부 공간을 가지고 그 하면에 상기 내부 공간으로 유입된 공정 가스를 아래 방향으로 분사하는 다수의 분사공들을 구비하는 제 3 몸체를 가진다. 상기 제 3 몸체는 상기 플레이트의 외주면으로부터 중심 방향으로 절개된 형상으로 형성되는 복수 개의 슬롯들을 구비한다.The present invention provides a substrate processing apparatus. The apparatus includes a process chamber, a chuck disposed within the process chamber and supporting a substrate, and a top nozzle disposed on top of the process chamber and supplying a process gas and a cleaning gas to the process chamber. The top nozzle has a tubular first body having a process gas flow path therein, a tubular second body having a cleaning gas flow path therein, extending downward from the first body, and the first body and the second body. It has a third body having a plate shape of a larger diameter than the body and having an inner space connected to the process gas flow path and having a plurality of injection holes for spraying the process gas introduced into the inner space downward. The third body has a plurality of slots formed in a shape cut in the center direction from the outer peripheral surface of the plate.

상기 슬롯들은 상기 제 3 몸체의 가장자리로부터 중심 방향으로 균일하게 배치되는 방사형으로 구비될 수 있다.The slots may be radially disposed to be uniformly disposed in the center direction from the edge of the third body.

상기 제 2 몸체는 상기 제 1 몸체를 감싸도록 배치될 수 있다.The second body may be disposed to surround the first body.

또한, 본 발명은 탑 노즐을 제공한다. 상기 탑 노즐은 제 1 몸체, 상기 제 1 몸체를 감싸도록 배치되는 제 2 몸체, 상기 제 1 몸체로부터 아래 방향으로 연장되며 상기 제 2 몸체로부터는 이격되게 배치되며 상기 제 2 몸체보다 상부에서 바라볼 때 큰 면적을 가지는 제 3 몸체를 포함한다. 상기 제 3 몸체의 외주변에는 제 3 몸체의 안쪽으로 절개된 복수의 슬롯이 형성된다.The present invention also provides a top nozzle. The top nozzle includes a first body, a second body disposed to surround the first body, extending downward from the first body and spaced apart from the second body, and viewed from above the second body. When it includes a third body having a large area. The outer periphery of the third body is formed with a plurality of slots cut inwardly of the third body.

상술한 바와 같이, 본 발명의 기판 처리 장치에 구비되는 탑 노즐은 원형 플레이트의 외주면으로부터 중심 방향으로 절개된 형상으로 형성되어, 세정 가스를 공급하는 복수 개의 슬롯들을 구비함으로써, 세정 가스를 원형 플레이트의 상부면과 슬롯들을 통해 공정 챔버의 가장자리 부분과 중앙 부분에 균일하게 공급할 수 있다.
그러므로 탑 노즐은 세정 가스를 공정 챔버의 내측벽과 정전척으로 원할하게 공급하여, 세정 공정 시, 파티클 발생 방지 및 정전척의 냉각 가스 누출을 방지함으로써, 본 발명의 탑 노즐을 구비하는 기판 처리 장치는 세정 효율을 향상시킬 수 있다.
As described above, the top nozzle provided in the substrate processing apparatus of the present invention is formed in a shape cut in the center direction from the outer circumferential surface of the circular plate, and includes a plurality of slots for supplying the cleaning gas, thereby providing the cleaning gas to the circular plate. The upper surface and the slots can be uniformly supplied to the edge portion and the center portion of the process chamber.
Therefore, the top nozzle smoothly supplies the cleaning gas to the inner wall of the process chamber and the electrostatic chuck, thereby preventing the occurrence of particles and the leakage of the cooling gas of the electrostatic chuck during the cleaning process, thereby providing a substrate processing apparatus having the top nozzle of the present invention. The cleaning efficiency can be improved.

본 발명의 실시예는 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 과장되어진 것이다.The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be interpreted as being limited by the embodiments described below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the components in the drawings, etc. have been exaggerated to emphasize a more clear description.

이하 첨부된 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 6.

도 3 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 탑 노즐의 구성을 도시한 사시도, 그리고 도 5는 도 4에 도시된 탑 노즐의 상세한 구성을 도시한 단면도이다.3 and 6 are views showing the configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a perspective view showing the configuration of the top nozzle shown in Figure 3, and Figure 5 is shown in Figure 4 It is sectional drawing which shows the detailed structure of a top nozzle.

먼저 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(100)는 예를 들어, 식각 공정 후 플라즈마를 이용하여 세정 공정을 처리하는 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착(HDP-CVD) 설비로, 공정 챔버(110) 내부로 균일하게 세정 가스를 공급하기 위한 탑 노즐(140)을 구비한다.First, referring to FIG. 3, the substrate processing apparatus 100 is, for example, a high-density plasma chemical vapor deposition (HDP-CVD) apparatus that processes a cleaning process using plasma after an etching process, and then into the process chamber 110. A top nozzle 140 for uniformly supplying cleaning gas is provided.

그리고 기판 처리 장치(100)는 공정 챔버(110), 척(120), 구동부(122), 배기부(30) 그리고 가스 공급 부재(140, 150)를 포함한다. 예컨대, 가스 공급 부재(140, 150)는 복수 개의 사이드 노즐(150)들과 하나의 탑 노즐(140)을 포함한다.The substrate processing apparatus 100 may include a process chamber 110, a chuck 120, a driver 122, an exhaust unit 30, and gas supply members 140 and 150. For example, the gas supply members 140 and 150 include a plurality of side nozzles 150 and one top nozzle 140.

공정 챔버(110)는 상부 및 하부 챔버(112, 114)를 포함한다. 상부 챔버(112)는 측면에 복수 개의 사이드 노즐(150)들과, 상면에 탑 노즐(140)이 장착된다. 사이드 노즐(150)들과 탑 노즐(140)은 공정을 처리하기 위한 다양한 공정 가스와 세정 가스 등을 공정 챔버(110)의 내부로 공급한다.Process chamber 110 includes upper and lower chambers 112, 114. The upper chamber 112 is equipped with a plurality of side nozzles 150 on the side and a top nozzle 140 on the upper surface. The side nozzles 150 and the top nozzle 140 supply various process gases, cleaning gases, and the like to process the process into the process chamber 110.

또 상부 챔버(112)의 상면에는 상부 전극(102)이 설치된다. 상부 전극(102)은 코일 형상으로 상부 챔버(112) 상면 외측에서 상부 챔버(112)를 감싸도록 배치된다. 하부 챔버(114)는 상부 챔버(112)의 하부에 배치되고, 상부 챔버(112)와 서로 분리와 결합이 가능하도록 제작된다. 하부 챔버(114)의 일측에는 출입구(116)가 제공되어, 공정 진행시 웨이퍼 기판(W)의 출입이 이루어진다. 또한 하부 챔버(114)의 다른 일측에는 배출구(118)가 제공된다. 배출구(118)는 공정 진행시 사용되는 공정 가스 및 세정 가스가 배출되는 개구이다.In addition, an upper electrode 102 is provided on the upper surface of the upper chamber 112. The upper electrode 102 is disposed to surround the upper chamber 112 outside the upper surface of the upper chamber 112 in a coil shape. The lower chamber 114 is disposed below the upper chamber 112 and is manufactured to be separated from and coupled with the upper chamber 112. An entrance 116 is provided at one side of the lower chamber 114 to allow the wafer substrate W to enter and exit the process. In addition, the other side of the lower chamber 114 is provided with an outlet 118. The outlet 118 is an opening through which process gas and cleaning gas used in the process proceed.

척(120)은 웨이퍼 기판(W)을 지지한다. 척(120)으로는 정전척이 사용될 수 있다. 정전척(120)의 내부에는 공정 챔버(110) 내에 형성된 플라즈마를 웨이퍼 기판(W)상으로 유도하는 하부 전극(미도시됨)이 배치된다. 구동부(122)는 공정시 웨이퍼 기판(W)의 높이를 조절하기 위해 정전척(120)을 상하로 이동시킨다.The chuck 120 supports the wafer substrate W. As shown in FIG. An electrostatic chuck may be used as the chuck 120. Inside the electrostatic chuck 120, a lower electrode (not shown) for guiding a plasma formed in the process chamber 110 onto the wafer substrate W is disposed. The driver 122 moves the electrostatic chuck 120 up and down to adjust the height of the wafer substrate W during the process.

배기부(130)는 공정 챔버(110) 내부의 가스를 외부로 배출시키거나, 공정 챔버(110) 내부의 압력을 공정 압력으로 감압시킨다. 배기부(130)는 배기 라인(136)과, 개폐 부재(132), 그리고 흡입 부재(134)를 포함한다. 배기 라인(136)은 배출 구(118)와 연결된다. 개폐 부재(132)는 예를 들어, 게이트 밸브로 구비되어 배기 라인(136)상에 설치된다. 개폐 부재(132)는 배기 라인(136)의 가스 이동 통로를 개폐한다. 흡입 부재(134)는 예를 들어, 터보 펌프로 구비되어 개폐 부재(132)의 후단에서 배기 라인(136)상에 설치된다. 흡입 부재(134)는 공정 챔버(110) 내부의 가스를 강제로 흡입시킨다. 또한, 흡입 부재(134)는 공정 챔버(110) 내부의 가스를 강제 배출함으로써, 공정 챔버(110) 내부의 압력을 조절한다.The exhaust unit 130 discharges the gas inside the process chamber 110 to the outside, or reduces the pressure inside the process chamber 110 to the process pressure. The exhaust unit 130 includes an exhaust line 136, an opening and closing member 132, and a suction member 134. Exhaust line 136 is connected to outlet 118. The opening / closing member 132 is provided as, for example, a gate valve and installed on the exhaust line 136. The opening and closing member 132 opens and closes a gas movement passage of the exhaust line 136. The suction member 134 is provided with, for example, a turbo pump and installed on the exhaust line 136 at the rear end of the opening / closing member 132. The suction member 134 forcibly sucks gas inside the process chamber 110. In addition, the suction member 134 controls the pressure inside the process chamber 110 by forcibly discharging the gas inside the process chamber 110.

이러한 기판 처리 장치(100)는 식각 공정 후, 공정 챔버(110) 내부(예를 들어, 공정 챔버 내측벽, 정전척 등)에 흡착된 반응 부산물(예를 들어, 폴리머 등)들을 제거하기 위하여 세정 공정을 처리한다. 이 때, 기판 처리 장치(100)는 세정 가스가 공정 챔버(110) 내부에 균일하게 분포되도록 공급한다.After the etching process, the substrate processing apparatus 100 is cleaned to remove reaction by-products (eg, polymer, etc.) adsorbed inside the process chamber 110 (eg, process chamber inner wall, electrostatic chuck, etc.). Process the process. At this time, the substrate processing apparatus 100 supplies the cleaning gas to be uniformly distributed in the process chamber 110.

이를 위해 탑 노즐(140)은 도 4에 도시된 바와 같이, 세정 가스가 탑 노즐(140)의 관(142)의 외주면 및 원형 플레이트(144)의 상부면을 따라 흘러서 공정 챔버(110)의 가장자리 부분으로 공급하고, 동시에 원형 플레이트(144)에 구비되는 복수 개의 슬롯(146)들을 통해 공정 챔버(110)의 중앙 부분으로 공급하여 공정 챔버(110) 내부에 균일하게 분포되도록 한다. 여기서 관(142)은 내부에 공정 가스를 공급하는 공정 가스 유로가 형성되어 있다.To this end, the top nozzle 140 has a cleaning gas flowing along the outer circumferential surface of the tube 142 of the top nozzle 140 and the upper surface of the circular plate 144, as shown in FIG. 4, and thus the edge of the process chamber 110. At the same time, it is supplied to the portion, and at the same time through the plurality of slots 146 provided in the circular plate 144 to the central portion of the process chamber 110 to be uniformly distributed in the process chamber 110. Here, the pipe 142 is formed with a process gas flow path for supplying a process gas therein.

구체적으로 도 5를 참조하면, 탑 노즐(140)은 내부에 공정 가스 유로(143)를 갖는 관 형상의 제 1 몸체(142)와, 공정 챔버(110)로 세정 가스를 공급하기 위한 세정 가스 유로를 갖는 관 형상의 제 2 몸체(148) 및, 제 1 몸체(142)의 하단에 원형 플레이트 형상으로 형성되고, 공정 가스 유로(143)와 연결되어 공정 가스가 분사되는 복수 개의 분사공(141)들과, 세정 가스 유로를 통해 상부면에 유입된 세정 가스가 지나가는 통로로 원형 플레이트의 외주면으로부터 중심 방향으로 절개된 형상으로 형성되는 복수 개의 슬롯(146)들을 구비하는 제 3 몸체(144)를 포함한다.Specifically, referring to FIG. 5, the top nozzle 140 has a tubular first body 142 having a process gas flow passage 143 therein and a cleaning gas flow passage for supplying a cleaning gas to the process chamber 110. The tubular second body 148 and the plurality of injection holes 141 formed in a circular plate shape at the lower end of the first body 142 and connected to the process gas flow path 143 are injected with the process gas And a third body 144 having a plurality of slots 146 formed in a shape cut in a center direction from an outer circumferential surface of the circular plate as a passage through which the cleaning gas introduced to the upper surface through the cleaning gas flow path passes. do.

제 2 몸체(148)는 공정 챔버(110) 내벽에 흡착되는 반응 부산물을 제거하기 위해 세정 가스를 제 3 몸체(144)의 상부면으로 공급한다. 제 2 몸체(148)은 제 1 몸체(142)를 감싸도록 상부 챔버(112)의 상부면 중앙에 설치된다.The second body 148 supplies a cleaning gas to the upper surface of the third body 144 to remove reaction byproducts adsorbed on the inner wall of the process chamber 110. The second body 148 is installed at the center of the upper surface of the upper chamber 112 to surround the first body 142.

그리고 제 3 몸체(144)에 형성된 분사공(141)들은 제 3 몸체(144) 중앙에서부터 일정한 간격과 방향으로 배치되어 균일한 형상을 제공하고, 슬롯(146)들은 세정 가스와 공정 가스가 혼합되지 않도록 가스 유로가 분사공(141)들과 상호 독립적으로 형성된다. 또 슬롯(146)들은 제 3 몸체(144)의 가장자리로부터 중심 방향으로 균일하게 배치되는 방사형으로 구비될 수 있다. 또 슬롯(146)들은 웨이퍼 기판(W)의 크기에 따라 적정량 예를 들어, 슬롯의 개수, 크기 및, 위치 등이 결정될 수 있다.The injection holes 141 formed in the third body 144 are disposed at regular intervals and directions from the center of the third body 144 to provide a uniform shape, and the slots 146 are not mixed with the cleaning gas and the process gas. The gas flow paths are formed independently of the injection holes 141 to prevent the gas flow paths. In addition, the slots 146 may be provided radially arranged uniformly in the center direction from the edge of the third body (144). In addition, the slots 146 may be determined in an appropriate amount depending on the size of the wafer substrate W, for example, the number, size and location of the slots.

기판 처리 장치(100)는 증착 또는 식각 공정이 진행됨에 따라 발생되는 반응 부산물이 공정 챔버(110)의 내벽에 흡착된다. 이러한 반응 부산물은 공정 챔버(110) 내벽에 흡착된 후 공정 진행시 웨이퍼 기판(W) 상으로 떨어져나가 웨이퍼 기판(W)을 오염시킨다. 따라서, 탑 노즐(140)은 도 5 및 도 6의 화살표로 나타낸 바와 같이, 세정 가스가 제 2 몸체(148)를 통해 제 3 몸체(144)의 상부면을 따라 공정 챔버(110)의 가장자리 부분으로 공급하는 동시에, 제 3 몸체(144)의 슬롯(146)들을 통해 공정 챔버(110)의 중앙 부분으로 공급한다.In the substrate processing apparatus 100, reaction by-products generated as the deposition or etching process proceeds are adsorbed on the inner wall of the process chamber 110. The reaction by-products are adsorbed on the inner wall of the process chamber 110 and then fall onto the wafer substrate W to contaminate the wafer substrate W during the process. Accordingly, the top nozzle 140 has an edge portion of the process chamber 110 along the top surface of the third body 144 through the second body 148, as indicated by the arrows in FIGS. 5 and 6. At the same time it is supplied to the central portion of the process chamber 110 through the slots (146) of the third body (144).

따라서 본 발명의 탑 노즐(140)은 세정 가스를 공정 챔버(110) 내부로 균일 하게 공급한다.Therefore, the top nozzle 140 of the present invention uniformly supplies the cleaning gas into the process chamber 110.

이상에서, 본 발명에 따른 탑 노즐 및 이를 구비하는 기판 처리 장치의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.In the above, the configuration and operation of the top nozzle and the substrate processing apparatus having the same according to the present invention are illustrated according to the detailed description and the drawings, which are merely described by way of example and are within the scope of the technical idea of the present invention. Many variations and modifications are possible.

도 1은 종래기술의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구성을 도시한 도면;1 illustrates a configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the prior art;

도 2는 도 1에 도시된 탑 노즐의 구성을 도시한 사시도;FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the top nozzle shown in FIG. 1; FIG.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구성을 도시한 도면;3 is a diagram showing the configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 4는 도 3에 도시된 탑 노즐의 구성을 도시한 사시도;4 is a perspective view showing the configuration of the top nozzle shown in FIG. 3;

도 5는 도 4에 도시된 탑 노즐의 상세한 구성을 도시한 단면도; 그리고FIG. 5 is a sectional view showing a detailed configuration of the top nozzle shown in FIG. 4; FIG. And

도 6은 도 4에 도시된 기판 처리 장치의 세정 가스의 흐름을 나타내는 도면이다.FIG. 6 is a view showing a flow of cleaning gas of the substrate processing apparatus shown in FIG. 4.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 기판 처리 장치 110 : 공정 챔버100 substrate processing apparatus 110 process chamber

120 : 정전척 130 : 배기부120: electrostatic chuck 130: exhaust

140 : 탑 노즐 141 : 분사공140: top nozzle 141: injection hole

142 : 제 1 몸체 143 : 공정 가스 유로142: first body 143: process gas flow path

144 : 제 3 몸체 146 : 슬롯144: third body 146: slot

148 : 제 2 몸체148: second body

Claims (4)

공정 챔버와;A process chamber; 상기 공정 챔버 내에 배치되며, 기판을 지지하는 척과;A chuck disposed in said process chamber, said chuck supporting a substrate; 상기 공정 챔버 내의 상부에 배치되며, 상기 공정 챔버로 공정 가스 및 세정 가스를 공급하는 탑 노즐을 포함하고;A top nozzle disposed above the process chamber and supplying a process gas and a cleaning gas to the process chamber; 상기 탑 노즐은;The top nozzle; 내부에 공정 가스 유로를 갖는 관 형상의 제 1 몸체와;A tubular first body having a process gas flow passage therein; 내부에 세정 가스 유로를 갖는 관 형상의 제 2 몸체 및;A tubular second body having a cleaning gas flow path therein; 상기 제 1 몸체로부터 아래 방향으로 연장되며 상기 제 1 몸체 및 상기 제 2 몸체보다 큰 직경의 플레이트 형상을 가지는, 그리고 상기 공정 가스 유로와 연결되는 내부 공간을 가지고, 하면에 상기 내부 공간으로 유입된 공정 가스를 아래 방향으로 분사하는 다수의 분사공들을 구비하는 제 3 몸체를 포함하되;A process which extends downwardly from the first body and has a plate shape having a diameter larger than that of the first body and the second body, and has an inner space connected to the process gas flow path, and is introduced into the inner space on a lower surface thereof; A third body having a plurality of injection holes for injecting gas downward; 상기 제 3 몸체는 상기 플레이트의 외주면으로부터 중심 방향으로 절개된 형상으로 형성되는 복수 개의 슬롯들을 구비하여, 상기 제 2 몸체로부터 공급되는 세정 가스를 상기 제 3 몸체의 상부면을 따라 상기 공정 챔버의 가장자리 부분으로 공급하고, 상기 슬롯들을 통해 상기 공정 챔버의 중앙 부분으로 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The third body has a plurality of slots formed in a shape cut in the center direction from the outer peripheral surface of the plate, the cleaning gas supplied from the second body along the upper surface of the third body of the edge of the process chamber And to a central portion of the process chamber through the slots. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 슬롯들은 상기 제 3 몸체의 가장자리로부터 중심 방향으로 균일하게 배치되는 방사형으로 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The slots are substrate processing apparatus, characterized in that provided in the radially arranged uniformly in the center direction from the edge of the third body. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 제 2 몸체는 상기 제 1 몸체를 감싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.And the second body is arranged to surround the first body. 탑 노즐에 있어서,In the top nozzle, 제 1 몸체와;A first body; 상기 제 1 몸체를 감싸도록 배치되는 제 2 몸체와;A second body disposed to surround the first body; 상기 제 1 몸체로부터 아래 방향으로 연장되는, 그리고 상기 제 2 몸체로부터는 이격되게 배치되며 상기 제 2 몸체보다 상부에서 바라볼 때 큰 면적을 가지는 제 3 몸체를 포함하되, A third body extending downward from the first body and spaced apart from the second body and having a larger area when viewed from above than the second body, 상기 제 3 몸체의 외주변에는 상기 제 3 몸체의 안쪽으로 절개된 복수의 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 탑 노즐.A top nozzle, characterized in that the outer periphery of the third body is formed with a plurality of slots cut inwardly of the third body.
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