KR100619581B1 - 플라즈마 공정챔버의 정전기제거장치 - Google Patents

Abstract

반도체 또는 액정디스플레이를 제조하는 공정에 적용되는 플라즈마 공정챔버에서 하부전극과 그 위에 위치한 기판에 대전되는 정전기를 제거하는 장치가 개시된다. 접지선을 개재하여 공정챔버내 하부전극과 접지면을 연결하거나 절단하기 위한 릴레이 스위치와, 반응가스 박스로부터 공정챔버에 공급되는 반응가스의 개폐에 대응하는 신호를 수신받아 릴레이 스위치를 제어하는 컨트롤러로 이루어지는 플라즈마 공정챔버의 정전기 제거장치가 제공된다.

Description

플라즈마 공정챔버의 정전기제거장치 {Apparatus for removing static electricity in plasma process chamber}

도 1은 본 발명에 의한 정전기제거장치를 개략적으로 도시한 도면

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 공정챔버, 2 : 기판,

3 : 하부전극, 4 : 접지선,

5 : 릴레이 스위치, 6 : 접지면,

7 : 타이머, 8 : 컨트롤러,

9 : 반응가스 박스, 10 : 반응가스 공급밸브

본 발명은 반도체 및 액정디스플레이장치를 제조하는 공정에 적용되는 플라즈마 챔버내 하부전극과 피가공재료인 기판에 대전되는 정전기를 제거하기 위한 장치에 관한 것이다.

반도체 및 액정디스플레이장치를 제조하는 공정 중에서, 예를 들어, 기판의 전극패드를 노출시키는 건식에칭공정을 살펴보면, 진공상태의 공정챔버내에 극소량 의 반응가스를 주입하고, 반응가스의 이온을 플라즈마화하여 활성미립자 상태로 만든 후, 기판에 고주파를 방사하여 에칭을 수행하는데, 습식에칭에 비해 미세회로패턴의 형성이 용이하기 때문에 현재 식각공정의 주류를 이루고 있다.

그러나, 이와 같은 플라즈마를 이용한 건식에칭에 있어서 플라즈마화된 반응가스의 이온에 의해 하부전극과 기판에 정전기가 대전되기 때문에, 에칭작업후 기판을 언로딩할 때 하부전극판에 달라붙어 언로딩되지 않으며, 기판내부의 미세라인이 연소된다는 문제가 발생한다. 기판이 하부전극에 달라붙은 상태에서 하부전극으로부터 강제로 기판을 떼어내려 할 경우에는 기판이 손상되며, 만일 이 과정에서 기판이 깨질 경우 공정챔버를 다시 사용하기 위해서는 전면적으로 보수해야만 한다. 특히 액정디스플레이장치를 제조하는 경우에는, 유리기판을 사용하기 때문에 정전기의 영향을 심하게 받을 뿐만 아니라, 깨지기가 매우 쉽다. 더욱이, 디스플레이의 대형화추세에 의하여, 사용되는 기판의 크기가 커짐에 따라 이 문제점이 더욱 심각하게 부각되고 있다.

정전기를 제거하기 위한 일반적인 방법으로, 이온발생기를 사용하여, 대전된 정전기의 극성과 반대극성인 이온을 발생시켜 정전기를 제거시키는 것이지만, 에칭공정에 사용되는 공정챔버는 가동중에 항상 진공상태를 유지해야 하기 때문에, 이 방법을 적용할 수 없다.

정전기를 제거하기 위한 다른 방법으로 대전된 정전기와 극성이 반대인 플라즈마를 공급하여 서로 중화시켜 정전기를 제거하는 것을 생각할 수 있으나, 공급되는 플라즈마의 조건을 조절하는 것이 매우 까다롭다는 문제점이 있다. 즉, 정전기 제거를 위해 공급되는 플라즈마의 양이 적으면 대전된 정전기가 완전히 제거되지 않으며, 반대로 양이 많으면 공급된 플라즈마와 같은 극성의 정전기가 새로이 대전된다. 더욱이, 정전기제거작업에 시간과 인력이 소요되어 에칭설비의 효율이 떨어진다.

따라서, 진공상태하에서 하부전극과 기판에 대전된 정전기를 완전히 제거할 뿐만 아니라, 정전기제거에 소요되는 시간이나 인력을 최소화하면서, 자동적으로 원활하게 작동되는 정전기제거수단이 요구된다.

본 발명의 목적은 반도체 및 액정디스플레이장치를 제조하는 공정 중에서 건식에칭공정에 사용되는 플라즈마 공정챔버의 하부전극과 피가공재료인 기판에 대전되는 정전기를 용이하게 제거할 수 있는 정전기제거장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 에칭공정 종료후에 자동적으로 정전기를 제거함으로써, 정전기를 제거하는데 소요되는 시간과 인력을 최소화할 수 있는 정전기제거장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 따르면, 반도체 및 액정디스플레이장치를 제조하는 공정에서 건식 에칭공정에 적용되는 플라즈마 공정챔버내 정전기를 제거하기 위해서 접지선을 개재하여 공정챔버내 하부전극과 접지면을 연결하거나 절단하기 위한 릴레이 스위치와, 반응가스 박스로부터 공정챔버에 공급되는 반응가스의 개폐에 대응한 신호를 수신받아 릴레이 스위치를 제어하는 컨트롤러로 이루어지는 플라즈마 공정챔버의 정전기 제거장치가 제공된다.

일예로, 신호는 반응가스 박스에 설치된 반응가스 공급밸브의 개폐신호가 이용될 수 있는데, 컨트롤러는 반응가스 공급밸브의 온신호 또는 오프신호를 수신받아 각각 하부전극과 접지면을 절단하거나 연결한다.

바람직하게 컨트롤러는 반응가스 공급밸브로부터의 신호를 수신받아 릴레이 스위치를 제어하기까지의 시간을 지연시키는 타이머를 구비한다.

이하, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 기술적 특성에 대해 보다 상세하게 설명한다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 공정챔버(1)는 반응가스 박스(9)로부터 반응가스를 공급받는다. 반응가스가 공급되는 반응가스 박스(9)의 개폐는 반응가스 공급밸브(10)에 의해 이루어진다. 또한, 공정챔버(1)내에는 피가공물, 예를 들어, 반도체 기판(2)이 하부전극(3) 위에 놓인다.

본 발명에 따르면, 하부전극(3)은 접지선(4)을 통해 릴레이 스위치(5)를 개재하여 접지면(6)에 연결되어 그라운드된다. 릴레이 스위치(5)는 컨트롤러(8)에 연결되어 컨트롤러의 제어를 받아 온/오프된다. 또한, 컨트롤러(8)에는 타이머(7)이 설치되어, 릴레이 스위치(5)가 온/오프되는 시간을 조정하며, 반응가스 공급밸브(10)로부터 밸브 개폐신호를 수신한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 정전기 제거장치의 동작에 대해 설명한다. 설명의 편의상 에칭공정을 예로 들어 설명한다.

먼저 공정챔버(1)내의 하부전극93) 위에 반도체 기판(2)을 로딩하고 반응가 스 공급밸브(10)을 오픈하면, 반응가스 박스(9)로부터 반응가스가 공정챔버91)로 공급된다. 이때, 반응가스 공급밸브(10)로부터 밸브개폐신호, 예를 들어, 온(ON)신호가 컨트롤러(8)에 전송된다.

컨트롤부의 컨트롤러(8)의 신호에 따라 식각공정 종료시 접지선(4)을 연결시키고, 식각작업 개시때 접지선(4)을 끊는 기능을 담당한다.

온신호가 컨트롤러(8)에 전송되면 컨트롤러(8)는 릴레이 스위치(5)를 제어하여 하부전극(3)과 접지면(6)을 연결하는 접지선(4)를 절단한다.

이와 같이, 공정챔버(1)내 하부전극(3)과 그라운드의 연결이 절단된 상태에서 반응가스가 공정챔버(1)에 공급되고 고주파가 인가되면, 반응된 공급가스는 이온화하여 반도체 기판(2)에 에칭을 수행하여 미세패턴을 형성한다. 이때, 상기한 바와 같이, 반응가스의 활성이온이 하부전극(3)과 반도체 기판(2)에 정전기가 대전된 상태가 된다.

한편, 에칭이 종료되어 반응가스 공급밸브(10)이 닫히면 반응가스 공급밸브(10)로부터 오프(OFF)신호가 컨트롤러(8)에 전송되고, 이 신호를 수신받은 컨트롤러(8)는 릴레이 스위치(5)를 제어하여 접지선(4)를 통해 공정챔버(1)내 하부전극(3)과 하부전극(3)의 표면에 놓인 반도체 기판(2)으로부터 대전된 정전기가 접지면(6)을 통해 방전된다.

이때, 에칭이 종료되자마자 릴레이 스위치가(5)가 연결되어 접지될 경우에는 반도체 기판(2)과 하부전극(3)에 대전된 정전기가 급속히 방전을 일으켜 반도체 기판(2)과 하부전극(3)에 손상을 가할 수도 있다. 따라서, 오프신호가 수신된 후, 컨 트롤(8)에 설치된 타이머(7)에 의해 소정시간, 예를 들어, 2초를 경과한 후에 릴레이 스위치(5)를 제어한다.

상기한 바와 같이, 에칭이 종료된 후, 반도체 기판(2)과 하부전극(3)에 대전된 정전기가 모두 제거되면, 에칭완료된 반도체 기판(2)을 언로딩한다.

이어, 에칭이 진행될 새로운 반도체 기판(2)을 하부전극(3)에 로딩하고, 에칭을 위해 반응가스를 공급하면, 상기한 바와 같이, 반응가스 박스(9)로부터 온신호를 수신한 컨트롤러는 릴레이 스위치(5)와 접지면의 접속을 절단한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 정전기제거장치는 에칭공정시, 기판과 하부전극에서 발생하는 정전기를 접지면에 접지시키는 방법으로 완전히 제거하기 때문에, 에칭공정 종료후 하부전극으로부터 기판을 손상없이 용이하게 언로딩시킬 수 있고, 기판내부의 미세라인의 연소도 방지할 수 있다.

또한 컨트롤부가 에칭공정 종료후 자동적으로 접지선을 연결하여, 정전기제거작업을 수행하게 하기 때문에 정전기제거에 시간과 인력이 소요되지 않는다. 아울러 기판의 파손에 의한 설비고장을 방지할 수 있어서, 설비의 효율이 높아지고, 유지보수측면에서도 유리하다.

Claims (4)

1. 반도체 및 액정디스플레이장치를 제조하는 공정에서 건식 에칭공정에 적용되는 플라즈마 공정챔버내 정전기를 제거하는 장치에 있어서,

   접지선을 개재하여 상기 공정챔버내 하부전극과 접지면을 연결하거나 절단하는 릴레이 스위치와;

   반응가스 박스로부터 상기 공정챔버에 반응가스를 공급하기 위한 반응가스 공급밸브의 개폐에 따라 상기 릴레이 스위치를 제어하는 컨트롤러로 이루어지는 플라즈마 공정챔버의 정전기 제거장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 반응가스 공급밸브가 오픈되면 상기 반응가스 공급밸브로부터 온신호를 수신받아 상기 릴레이 스위치를 통해 상기 하부 전극과 상기 접지면을 절단하고, 상기 반응가스 공급밸브가 닫히면 상기 반응가스 공급밸브로부터 오프신호를 수신받아 상기 하부 전극과 상기 접지면을 연결하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정챔버의 정전기 제거장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 오프신호를 수신받아 상기 릴레이 스위치를 제어하기 까지의 시간을 지연시키는 타이머를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정챔버의 정전기 제거장치.

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