KR100622859B1 - 플라즈마 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 내부에 상부 전극이 마련되는 상부 챔버; 내부에 하부 전극이 수용되며, 상부 챔버와 결합되어 내부에 진공을 형성하고 상기 하부 전극과 챔버 바닥과의 이격된 사방에 직립된 상태로 고정 설치하는 측판이 마련된 하부 챔버; 상기 하부 챔버 바닥면 중 하부 전극 하부에 적어도 하나 이상 마련되는 뷰포트(View Port);로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치를 제공한다.

플라즈마 처리장치, 상, 하부 챔버, 상, 하부 전극, 뷰포트, 촬상부

Description

플라즈마 처리장치{Plasma processing apparatus}

도 1은 종래의 플라즈마 처리장치를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 챔버를 도시한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 상, 하부챔버 112 : 뷰포트(View Port)

114, 116 : 상, 하부전극 124 : 측판

126 : 촬상부

본 발명은 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자 제조 공정에서의 미세 가공에서 널리 이용되고 있는 건식 식각 방법의 하나로써, 반응성 이온 에칭(RIE)법이 있다. 이러한 반응성 이온 에칭법은 플라즈마에 자계를 사용함에 따라 플라즈마를 고밀도화하여, 에칭 속도의 고속화, 미세 가공의 고정밀화를 도모하도록 한다.

종래의 플라즈마 처리장치는 도 1에 도시된 바와 같이 상, 하부챔버(10)의 측벽 하단에 상, 하부챔버(10)의 내부를 관찰할 수 있는 뷰포트(12)가 설치되며 내측 상부 영역에 상부전극(12)이 설치되고 이러한 상부전극(12)과 대향되는 하부 영역에 설치되되 상, 하부챔버(10) 바닥과 소정 거리 이격된 상태로 구비되며 최상부에 하부전극(16)이 마련된다. 여기서, 상술한 전극부는 최하부에 위치되는 베이스와, 이 베이스의 상부 영역에 적층되는 절연부재와, 이러한 절연부재의 상부 영역에 적층되는 냉각판과, 이 냉각판의 상부 영역에 적층되는 하부전극(16)으로 구성된다.

또한, 상술한 베이스의 사방 측면에 단차부가 형성되어 이러한 단차부에 상부가 절곡된 측판(24)의 절곡부가 사방에 설치된 상태로 각각 고정되며 상술한 측판(24)의 하부 영역이 상, 하부챔버(10) 바닥에 접촉된 상태로 위치시켜 접지 역할을 수행한다.

또한, 냉각판과 절연부재의 사이에 세로 방향으로 구비되는 한 쌍의 지지부(18)가 설치되며 상술한 지지부(18)는 상, 하부챔버(10) 내부에서 연장되게 형성되어 그 연장된 지지부(18)의 하단과 챔버(10)의 저면에 지지부(18)의 노출된 부분을 보호하는 벨로우즈(20)가 고정 설치된다.

그러나, 상술한 상, 하부챔버(10)의 측벽에 마련된 뷰포트(12)를 통해 상, 하부챔버(10)내 전극부(16)와 상, 하부챔버(10) 바닥과의 공간을 관찰하고자 할 때 측판(24)이 그 공간을 가로막아 측면에서 상, 하부챔버(10)의 내부 상황을 확인하기가 불가능하고, 챔버 바닥면 또한 챔버 내부의 확인이 불가능하여 챔버내에서 플라즈마의 영향으로 발생되는 아킹 현상 또는 지지부의 부식을 검사하거나, 설비의 이상 유무를 판별하기가 불가능한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 챔버 내부에서 발생되는 상황의 관찰이나 설비의 이상 유무를 육안 또는 센서부에 의해 체킹할 수 있도록 챔버 바닥에 마련된 뷰포트와 센서부에 의해 관찰할 수 있게 한 플라즈마 처리장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내부에 상부 전극이 마련되는 상부 챔버; 내부에 하부 전극이 수용되며, 상부 챔버와 결합되어 내부에 진공을 형성하고 상기 하부 전극과 챔버 바닥과의 이격된 사방에 직립된 상태로 고정 설치하는 측판이 마련된 하부 챔버; 상기 하부 챔버 바닥면 중 하부 전극 하부에 적어도 하나 이상 마련되는 뷰포트(View Port);로 이루어짐으로써, 챔버 내부에서 발생되는 상황을 시각적으로 확인할 수 있으므로 바람직하다.

또한 본 발명에서는 뷰포트 일측에 마련되어 상기 챔버 내부의 플라즈마 공정 과정을 촬상하는 촬상부를 더 포함됨으로써, 보다 정밀한 설비의 이상 유무 검사를 실시할 수 있으므로 바람직하다.

이하, 본 발명의 플라즈마 처리장치를 첨부도면을 참조하여 일실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 바림직한 실시예의 플라즈마 처리장치는 도 2에 도시된 바와 같이 내부에 상부 전극(114)이 마련되는 상부 챔버(110)와, 내부에 하부 전극(116)을 수용하며, 상부 챔버(110)와 결합되어 내부에 진공을 형성하고 상기 하부 전극(116)과 챔버 바닥과의 이격된 사방에 직립된 상태로 고정 설치하는 측판(124)이 마련된 하부 챔버(110)와, 상기 하부 챔버(110) 바닥면 중 하부 전극(116) 하부에 마련되는 뷰포트(View Port : 112)로 이루어진다.

상술한 하부 전극(116)은 최하부에 위치된 베이스와, 절연판과, 냉각판을 순차적으로 적층시켜, 하부전극(117)의 양측면과 상면 가장자리부에 체결되어 플라즈마로부터 전극부를 보호하는 다수개의 절연부재가 위치된다.

상술한 뷰포트(112)의 외측면에 상, 하부챔버 내부의 플라즈마 공정 과정을 촬상하는 촬상부(126)가 마련된다. 여기서, 촬상부(126)에 촬상한 영상을 출력하는 출력부(도면에 미도시)가 더 마련될 수 있다.

상술한 뷰포트(112)는 퀄츠(Quartz) 재질로 형성된다.

한편, 상술한 뷰포트(112)에 센서를 설치하여 상술한 센서의 수광량에 따라 검사 결과를 판단하여 제어하는 제어부가 마련될 수 있다.

또한, 상술한 하부 전극(116)은 챔버(110) 바닥에서 소정 거리 이격된 상부 영역에 위치되며 베이스와, 절연판과, 냉각판을 각각 순차적으로 적층된 형상으로 상술한 하부전극(117)의 중심부 저면에 고주파 전원 공급봉(122)을 외부에서 연통되게 설치하고, 상술한 냉각판과 절연판의 접촉면에 설치되어 챔버(110)의 바닥에서 하부 영역으로 관통된 구멍에 돌출되게 위치된 지지부(118)가 다수개 설치된다.

한편, 상술한 하부 전극(116)의 최하부에 위치된 베이스의 사방 측면은 단차부가 형성되며 이러한 단차부에 "ㄱ"자 형상으로 절곡된 측판(124)의 상부가 사방에 걸린 상태로 각각 고정되어, 상술한 측판(124)을 하부 전극(116)의 최하부에 위치된 베이스와 챔버(110) 바닥과의 이격된 공간 사방에 고정하였을 때 밀폐된 공간이 형성된다.

상술한 측판(124)은 길이 방향으로 연장되는 판 형상으로 상부 영역은 절곡된다.

상술한 고주파 전원 공급봉(122)은 일단이 매칭 박스(Matching Box)에 연결되어 외부에서 인가 받은 고주파 전원(RF) 공급 라인과 전기적으로 연결될 수 있도록 하부전극(116)의 저면 중심부에 접촉되게 설치되고, 타단이 상술한 챔버(110)의 내부로 삽입되어 상술한 하부전극(116)과 연결되며 상술한 하부전극(116)에 고주파 전원을 전달한다.

상술한 지지부(118)는 양단의 직경이 중간부보다 큰 단차 형상으로 일단이 바닥면에 접촉되며 타단이 상술한 챔버(110)내부로 삽입된 상태로 상기 하부전극(116)과 결합되어 상술한 하부전극(116)을 지지한다. 한편, 상술한 지지부(118)는 냉각판과 절연판의 접촉면 양단 중앙부에 2개 또는 접촉면 각 모서리부에 4개가 각각 설치될 수 있으며, 상술한 절연판에서 연장된 상태로 챔버(110) 저면의 하부 영역인 바닥면에 접촉된 상태로 위치된다.

또한, 상술한 챔버(110)의 내부에서 외부까지 하방으로 연장된 지지부(118)는 챔버(110) 저면에서 지지부(118)의 하단까지 외부로 노출된 부분의 둘레를 감싸 는 벨로우즈(120)로 보호한다.

상술한 벨로우즈(120)는 연질의 재질로 형성되며 수축과 이완이 반복적으로 실시되어 외부로부터 지지부(118)를 보호하는 기능을 갖는다.

여기서, 상술한 뷰포트(112)의 개수와 형상은 한정되지 않고 다양한 변경 실시가 가능하다.

그러므로, 본 발명의 플라즈마 처리장치는 도 2에 도시된 바와 같이 플라즈마 공정 수행시 챔버(110)의 바닥에 적어도 한 개 이상 마련된 뷰포트(112)를 마련하여 작업자가 챔버(110)의 바닥면에 설치된 뷰포트(112)를 통해 챔버(110) 바닥과 전극부(116)의 이격된 공간을 육안으로 확인할 수 있으므로 플라즈마로부터 노출된 지지부(118)에 발생되는 아킹(Arcing) 현상이나 부식 등과 같은 내부 상황을 시각적으로 확인할 수 있다.

또한, 상술한 뷰포트(112)의 일측에 마련된 촬상부(126)에 의해 챔버(110) 내부의 플라즈마 공정 과정을 촬상하여 그 결과를 출력부(도면에 미도시)에 의해 출력할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 플라즈마 처리장치는 챔버의 바닥 소정 영역에 뷰포트를 설치하고, 이 뷰포트의 외면에 제어부에 의해 제어되는 센서부를 더 구비하여 작업자는 챔버 바닥에 마련된 뷰포트를 통해 플라즈마로부터 노출된 지지부의 부식 또는 플라즈마 집중으로 인해 발생되는 아킹 현상 등을 확인하거나, 센서부중 적외선 발신부에 의해 발신된 적외선 파장이 전극부에 굴절되어 수광된 수광량을 데이 터화시켜 제어부(128)에 의해 적외선 파장의 수광량 결과치로 설비의 이상 유무를 판단할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 내부에 상부 전극이 마련되는 상부 챔버;

   내부에 하부 전극이 수용되며, 상부 챔버와 결합되어 내부에 진공을 형성하고 상기 하부 전극과 챔버 바닥과의 이격된 사방에 직립된 상태로 고정 설치하는 측판이 마련된 하부 챔버;

   상기 하부 챔버 바닥면 중 하부 전극 하부에 적어도 하나 이상 마련되는 뷰포트(View Port);

   상기 뷰포트에 마련되어, 상기 챔버 내부의 수광량을 측정하는 센서;로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 뷰포트 일측에 마련되어 상기 챔버 내부의 플라즈마 공정 과정을 촬상하는 촬상부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 뷰포트는,

   퀄츠(Quartz) 재질로 마련되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.

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