KR101235796B1

KR101235796B1 - 투시창 세정 장치, 투시창 세정 방법, 및 공정 모니터링 방법

Info

Publication number: KR101235796B1
Application number: KR1020100093538A
Authority: KR
Inventors: 성대진; 김정형; 유신재; 신용현
Original assignee: 한국표준과학연구원
Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2010-09-28
Publication date: 2013-02-21
Also published as: KR20120032101A

Abstract

본 발명은 투시창 세정 장치, 투시창 세정 방법, 및 공정 모니터링 방법을 제공한다. 이 투시창 세정 장치는 투시창을 포함하는 진공 용기, 진공 용기의 내부 또는 외부에 배치되어 진공 용기의 내부에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 수단, 투시창의 외부에 배치된 전극, 및 전극에 전력을 인가하는 전원을 포함한다. 플라즈마는 투시창을 충격하여 투시창의 내부 측면에 부착된 부산물을 제거한다.

Description

투시창 세정 장치, 투시창 세정 방법, 및 공정 모니터링 방법{OPTICAL WINDOW CLEANING APPARATUS, OPTICAL WINDOW CLEANING METHOD, AND PROCESS MONITORING METHOD}

본 발명은 투시창 세정 장치에 관한 것으로, 구체적으로, 투명 전극을 이용하여 투시창을 세정하는 장치에 관한 것이다.

진공 용기는 투시창을 포함한다. 광학 장치는 상기 투시창을 통하여 플라즈마 방출광을 이용하여 식각 종료점 검출, 세정 주기 확인, 진공 용기의 누출(leak) 감지 등을 수행할 수 있다. 상기 진공 용기는 공정을 진행함에 따라, 상기 진공 용기의 내부면에 공정부산물이 부착된다. 상기 공정부산물은 상기 광학 장치의 안정적인 동작에 걸림돌이 되었다. 특히, 상기 투시창에 부착된 공정 부산물은 상기 광학 장치의 신뢰성 저하는 물론 데이터의 일관성있는 해석을 저해해 왔다.

본 발명의 일 실시예에 따른 투시창 세정 장치는 투시창 내면에 부착되어 빛의 투과를 저해 내지는 왜곡시키는 공정 부산물을 이온 충격으로 제거할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 투시창 세정 장치는 투시창을 포함하는 진공 용기, 상기 진공 용기의 내부 또는 외부에 배치되어 상기 진공 용기의 내부에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 수단, 상기 투시창의 외부에 배치된 전극, 및 상기 전극에 전력을 인가하는 전원을 포함한다. 상기 플라즈마는 상기 투시창을 충격하여 상기 투시창의 내부 측면에 부착된 부산물을 제거한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 투시창 세정 방법은 진공 용기에 가스를 공급하고 배기하는 단계, 상기 진공 용기에 플라즈마를 생성하는 단계, 및 상기 진공 용기에 배치된 투시창의 외부 측면에 배치된 전극에 음의 전압을 인가하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공정 모니터링 방법은 진공 용기에 가스를 공급하여 공정을 진행하는 단계, 상기 진공 용기에 플라즈마를 생성하는 단계, 상기 플라즈마의 방출광을 투시창의 외부에 배치된 광학 장치에 제공하여 모니터링하는 단계, 및 상기 진공 용기에 배치된 상기 투시창의 외부 측면에 배치된 전극에 음의 전압을 인가하여 상기 투시창의 내부 측면을 세정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 투시창 세정 장치는 진공 용기의 투시창 내면에 성막되는 각종 공정 부산물을 진공 용기를 열지 않고 제거할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공정 모니터링 방법은 공정 부착물에 의한 광학 신호의 감소나 왜곡을 줄일 수 있다. 광학 장치의 신뢰성과 공정의 일관된 진단이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투시창 세정 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하는 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 투시창 세정 장치는 기존의 투시창에 부착되는 공정 부산물을 효율적으로 제거할 수 있다. 구체적으로, 상기 투시창의 외측면에 전극을 배치하고, 필요시에 상기 전극에 음의 전압을 인가한다. 이에 따라, 플라즈마가 생성된 상태에서, 양이온은 상기 투시창을 충격하여 부착된 공정 부산물을 제거할 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투시창 세정 장치를 설명하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 상기 투시창 세정 장치는 투시창(142)을 포함하는 진공 용기(110), 상기 진공 용기(110)의 내부 또는 외부에 배치되어 상기 진공 용기(110)의 내부에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 수단(126), 상기 투시창(142)의 외부에 배치된 전극(144), 및 상기 전극(144)에 전력을 인가하는 전원(146)을 포함한다. 상기 플라즈마는 상기 투시창(142)을 충격하여 상기 투시창(142)의 내부 측면에 부착된 공정 부산물을 제거한다.

상기 진공 용기(110)는 밀폐된 구조를 가질 수 있다. 상기 진공 용기(110)의 압력은 대기압 이하 또는 대기압 이상일 수 있다. 상기 진공 용기(110)는 가스 공급 라인(114) 및/또는 배기라인(118)을 포함할 수 있다. 상기 진공 용기(110)는 관통홀(111)을 포함하고, 상기 관통홀(111)에 상기 투시창(142)이 배치된다. 상기 투시창(142)은 플라즈마 발생 수단(126)에 의하여 발생한 플라즈마 방출광을 투과시킬 수 있다. 상기 플라즈마 방출광은 광학 장치(152)에 제공될 수 있다.

상기 진공 용기(110)는 가스 공급 라인(114) 및 배기 라인(118)을 포함할 수 있다. 상기 가스 공급 라인(114)은 상기 진공 용기(110)가 수행하는 공정에 필요한 가스를 공급할 수 있다. 상기 가스 공급 라인(114)은 밸브(116)를 통하여 가스 공급부(미도시)에 연결될 수 있다. 상기 배기라인(118)은 진공 펌프(미도시)에 연결될 수 있다.

상기 투시창(142)의 일면은 상기 진공 용기(110)의 내부에 배치되고, 상기 투시창(142)의 타면은 상기 진공 용기(110)의 외부에 배치된다. 상기 투시창(142)은 적외선, 자외선, 또는 가시 광선 중에서 적어도 하나를 투과시킬 수 있다.

상기 투시창(142)의 타면에 전극(144)이 배치될 수 있다. 상기 전극(144)은 전원(146)에 의하여 전력을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 상기 전극(144)에 음의 전압이 인가되는 경우, 상기 투시창(142)은 일면은 플라즈마에 의하여 충격될 수 있다. 이에 따라, 상기 투시창(142)의 일면에 부착된 공정 부산물은 제거될 수 있다. 상기 전극(144)은 투명전극이 바람직할 수 있다. 상기 투명 전극은 ITO(indium tin oxide)일 수 있다. 상기 투명 전극은 상기 투시창(142)의 타면에 증착 공정을 통하여 증착될 수 있다. 또는 상기 전극(144)은 투명 전극이 증착된 필름을 상기 투시창의 타면에 접착하여 생성될 수 있다.

상기 전원(146)은 DC 전원 또는 RF 전원일 수 있다. DC 전원의 경우에는, 음의 전압을 출력하는 DC 전원이 바람직할 수 있다.

플라즈마 발생 수단(126)은 상기 진공 용기(110)의 내부에 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 상기 플라즈마 발생 수단(126)은 상기 진공 용기(110)가 수행하는 공정이 진행하는 도중에 동작할 수 있다. 또는, 상기 플라즈마 발생 수단(126)은 상기 진공 용기가 수행하는 공정의 완료 후 세정 공정을 진행하는 동안 동작할 수 있다. 상기 플라즈마 발생 수단(126)에 의하여 플라즈마가 발생하는 동안, 상기 전극(144)에 전력이 공급될 수 있다. 상기 플라즈마 발생 수단(126)은 DC 전력, AC 전력, RF 전력, 또는 초고주파 전력 중에서 적어도 하나를 공급받을 수 있다. 예를 들어, 상기 플라즈마 발생 수단(126)은 상부 전극이고, 상기 상부 전극은 가스 분배 수단(112)을 겸할 수 있다. 예를 들어, 상기 플라즈마 발생 수단(126)은 DC 전원(124) 또는 RF 전원(122)으로부터 택일적으로 전력을 공급받을 수 있다.

광학 장치(152)는 분광기 또는 파장 선택 필터를 포함할 수 있다. 또한, 상기 광학 장치(152)는 수광 소자를 포함할 수 있다. 플라즈마 방출광은 상기 투시창(142) 및/또는 상기 전극을 통과하여 상기 광학 장치(152)에 제공될 수 있다. 상기 광학 장치(152)는 상기 플라즈마 방출광을 분석하여 공정 모니터링을 제공할 수 있다. 상기 광학 장치(152)는 종료점 검출, 세정 주기 검출, 리크 검출 등을 수행할 수 있다. 또한, 상기 광학 장치(152)는 렌즈 시스템을 이용하여 실시간으로 위치에 따른 방출광 세기 분포를 검출할 수 있다.

상기 광학 장치(152)는 상기 투시창(142)의 내부면 공정오염물을 제거한 후, 초기화될 수 있다. 이에 따라, 상기 광학 장치(152)는 안정적이고 신뢰성 있는 공정 모니터링을 제공할 수 있다.

상기 진공 용기(110)는 가스를 분배하는 가스 분배수단(112)을 포함할 수 있다. 상기 가스 분배 수단(112)은 상기 가스 공급 라인(114)에 연결되고 복수의 홀들(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 가스 분배 수단(112)은 상기 플라즈마 발생 수단(126)과 일체화될 수 있다.

기판 홀더(132)는 기판(134)을 장착하는 수단일 수 있다. 상기 기판 홀더(132)는 가열 수단 및/또는 냉각 수단을 포함할 수 있다. 상기 기판 홀더(132)는 DC 바이어스를 얻기 위하여 RF 전원에 연결될 수 있다.

기판(134)은 상기 기판 홀더(132) 상에 장착될 수 있다. 상기 기판(134)은 반도체 기판, 유리 기판일 수 있다. 상기 진공 용기(110)는 상기 기판(134)에 증착 공정, 식각 공정, 이온 주입 공정, 및 표면 처리 공정 중에서 적어도 하나를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 부산물 세정 장치는 진공 용기의 내부 및 상기 투시창의 내부면에 증착되는 공정 부산물을 상기 진공 용기를 열지 않고 제거할 수 있다. 이에 따라, 광학 장치는 안정적이고 신뢰성 있는 공정 모니터링을 제공할 수 있다.

도 2는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하는 도면이다. 도 1에서 설명한 것과 중복되는 설명은 생략한다.

도 2를 참조하면, 플라즈마 발생 수단(126)은 배기라인(118)의 내부(축전결합 플라즈마) 또는 외부(유도결합 플라즈마)에 배치될 수 있다. 투시창(142)은 상기 플라즈마 발생 수단(126)의 주위에 배치될 수 있다. 상기 플라즈마 발생 수단(126)에 의하여 발생한 플라즈마 방출광은 상기 투시창(142)을 통하여 광학 장치(152)에 제공될 수 있다. 상기 플라즈마가 생성되는 동안, 전극(144)에 전력이 인가되어 상기 투시창(142)의 내부 측면에 부착된 공정 부산물은 제거될 수 있다. 상기 플라즈마 발생 수단(126)은 플라즈마 방출광를 생성하기 위하여 사용된다.

상기 플라즈마 발생 수단(126)은 축전 결합 플라즈마 또는 유도 결합 플라즈마를 형성할 수 있다. 축전 결합 플라즈마의 경우, 상기 플라즈마 발생 수단은 전극을 포함할 수 있다. 또한, 유도 결합 플라즈마의 경우, 상기 플라즈마 발생 수단은 안테나 또는 코일을 포함할 수 있다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 투시창 세정 방법은 진공 용기(110)에 가스를 공급하고 배기하는 단계, 상기 진공 용기(110)에 플라즈마를 생성하는 단계, 및 상기 진공 용기(110)에 배치된 투시창(142)의 외부 측면에 배치된 전극(144)에 음의 전압을 인가하는 단계를 포함한다. 상기 전극(142)은 투명 전극이다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공정 모니터링 방법은 진공 용기(110)에 가스를 공급하여 공정을 진행하는 단계, 상기 진공 용기(110)에 플라즈마를 생성하는 단계, 상기 플라즈마의 방출광을 투시창(142)의 외부에 배치된 광학 장치(152)에 제공하여 모니터링하는 단계, 및 상기 진공 용기(110)에 배치된 상기 투시창(142)의 외부 측면에 배치된 전극(144)에 음의 전압을 인가하여 상기 투시창의 내부 측면을 세정하는 단계를 포함한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

142: 투시창
110: 진공 용기
126: 플라즈마 발생 수단
144: 전극
146: 전원

Claims

투시창을 포함하는 진공 용기;
상기 진공 용기의 내부 또는 외부에 배치되어 상기 진공 용기의 내부에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 수단;
상기 투시창의 외부에 배치된 전극;
상기 투시창 및 상기 전극을 통과한 상기 플라즈마의 방출광을 수광하는 광학부; 및
상기 플라즈마가 발생되는 동안 상기 전극에 음의 전압을 인가하는 전원을 포함하고,
상기 전극은 투명전극이고,
상기 플라즈마는 상기 진공용기 내에서 공정 진행 또는 공정 모니터링을 위하여 생성되고,
상기 플라즈마에 의한 방출광은 상기 광학부에서 분석되어 공정 모니터링을 수행하고,
상기 플라즈마는 상기 전극에 의하여 상기 투시창을 충격하여 상기 투시창의 내부 측면에 부착된 부산물을 제거하는 것을 특징으로 하는 공정 모니터링 장치.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 진공 용기는 배기라인을 포함하고,
상기 투시창은 배기라인에 배치되는 것을 특징으로 하는 공정 모니터링 장치.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 진공 용기는 가스를 분배하는 가스 분배수단을 더 포함하고,
상기 가스 분배 수단은 플라즈마 발생 수단과 일체화된 것을 특징으로 하는 공정 모니터링 장치.
제1 항에 있어서,
상기 플라즈마 발생 수단은 DC 전력, AC 전력, RF 전력, 또는 초고주파 전력 중에서 적어도 하나를 공급받는 것을 특징으로 하는 공정 모니터링 장치.
제1 항에 있어서,
상기 진공 용기는
기판 홀더; 및
상기 기판 홀더 상에 장착되는 기판을 포함하고,
상기 진공 용기는 증착 공정, 식각 공정, 이온 주입 공정, 및 표면 처리 공정 중에서 적어도 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 공정 모니터링 장치.
진공 용기에 가스를 공급하고 배기하는 단계;
상기 진공용기 내에서 공정 진행 또는 공정 모니터링을 위한 상기 진공 용기 내에 플라즈마를 생성하는 단계;
상기 플라즈마를 생성되는 동안 상기 진공 용기에 배치된 투시창의 외부 측면에 배치된 투명 전극에 음의 전압을 인가하여 상기 플라즈마는 상기 투명 전극에 의하여 상기 투시창을 충격하여 상기 투시창의 내부 측면에 부착된 부산물을 제거하는 단계; 및
상기 투시창 및 상기 투명 전극을 통과한 상기 플라즈마의 방출광을 분석하여 공정 모니터링을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 모니터링 방법.
제8 항에 있어서,
상기 진공 용기는 배기라인을 포함하고,
상기 투시창은 배기라인에 배치되는 것을 특징으로 하는 공정 모니터링 방법.
삭제