KR101554306B1 - Apparatus for processing inductively coupled plasma - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유도 전계에 의해 플라즈마를 생성하여 기판을 플라즈마 처리하는 유도 결합 플라즈마 처리장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 유도 결합 플라즈마 처리장치는 챔버, 챔버 외부의 유전체 창 외측에 배치되는 안테나, 챔버의 상부에 배치되어 유전체 창과 안테나가 수용되는 수용 공간을 형성하는 리드 및 안테나의 임피던스 제어를 위해 수용 공간에 배치되는 가변 커패시터와 가변 커패시터에 구동력을 제공하도록 별도의 리드의 외부 공간에 배치되는 구동부를 갖는 가변 커패시터 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 가변 커패시터를 구동하는 구동부와 안테나를 별도의 공간에 배치하여 구동부에 노이즈가 발생되는 것을 저지함으로써 정상적인 가변 커패시터 유닛의 작동에 따라 플라즈마 균일도를 향상시킬 수 있다.The present invention relates to an inductively coupled plasma processing apparatus for plasma-processing a substrate by generating a plasma by an induction field. An inductively coupled plasma processing apparatus according to the present invention includes a chamber, an antenna disposed outside a dielectric window outside the chamber, a lead disposed at an upper portion of the chamber for forming a receiving space for receiving the dielectric window and the antenna, And a variable capacitor unit having a driver arranged in an outer space of a separate lead to provide a driving force to the variable capacitor. Accordingly, the driving unit for driving the variable capacitor and the antenna are disposed in a separate space to prevent noise from being generated in the driving unit, thereby improving the plasma uniformity according to the operation of the normal variable capacitor unit.

Description

유도 결합 플라즈마 처리장치{APPARATUS FOR PROCESSING INDUCTIVELY COUPLED PLASMA}[0001] APPARATUS FOR PROCESSING INDUCTIVELY COUPLED PLASMA [0002]

본 발명은 유도 결합 플라즈마 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유도 전계에 의해 플라즈마를 생성하여 기판을 플라즈마 처리하는 유도 결합 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.Field of the Invention [0002] The present invention relates to an inductively coupled plasma processing apparatus, and more particularly, to an inductively coupled plasma processing apparatus for generating a plasma by an induction field to perform plasma processing on a substrate.

유도 결합 플라즈마 처리장치는 반도체 및 디스플레이 제조 공정 상에서 식각을 위한 에칭 공정 또는 증착물을 증착하기 위한 증착 공정에 사용되는 제조 장치이다. 이러한 반도체 및 디스플레이 제조 공정 중 에칭 공정에 사용되는 유도 결합 플라즈마 처리장치는 반응성 이온 에칭 장치 또는 축전 결합형 플라즈마 에칭 장치에 비하여 금속에 대한 식각 효율이 상대적으로 뛰어난 장점이 있다.An inductively coupled plasma processing apparatus is a manufacturing apparatus used in an etching process for etching in a semiconductor and a display manufacturing process or a deposition process for depositing a deposition material. The inductively coupled plasma processing apparatus used in the etching process of the semiconductor and the display manufacturing process is advantageous in that the etching efficiency with respect to the metal is relatively higher than that of the reactive ion etching apparatus or the charge coupled plasma etching apparatus.

여기서, 유도 결합 플라즈마 처리장치는 반응성 이온 에칭 장치 또는 축전 결합형 플라즈마 에칭 장치에 비하여 금속에 대한 식각 효율이 상대적으로 뛰어난 장점이 있지만 대면적 기판에 대한 에칭에는 사용상의 어려움이 있다. 상세하게 대면적 기판의 에칭을 위해 사용되는 유도 결합 플라즈마 처리장치는 플라즈마의 불균일하기 때문에 이를 개선하기 위하여 가변 커패시터(VVC: Vacuum Variable Capacitor)가 적용되었다.Here, the inductively coupled plasma processing apparatus is advantageous in that the etching efficiency with respect to the metal is relatively higher than that with the reactive ion etching apparatus or the capacitively coupled plasma etching apparatus, but there is a difficulty in using the inductively coupled plasma processing apparatus for etching large area substrates. In detail, since the inductively coupled plasma processing apparatus used for etching a large area substrate has non-uniform plasma, a variable capacitor (VVC: Vacuum Variable Capacitor) has been applied to improve it.

한편, 유도 결합 플라즈마 장치에 사용되는 가변 커패시터는 구동부에 연결되어 구동되며, 특히 가변 커패시터와 구동부는 RF 전원과 연결된 안테나를 수용하는 리드의 수용공간에 배치된다.Meanwhile, the variable capacitor used in the inductively coupled plasma apparatus is connected to and driven by the driving unit. In particular, the variable capacitor and the driving unit are disposed in the receiving space of the lead accommodating the antenna connected to the RF power source.

그런데 유도 결합 플라즈마 처리장치에 RF 전원의 인가될 때, 안테나의 RF 전류에 의해 구동부에 노이즈가 발생될 수 있음에 따라 가변 커패시터의 사용성이 저하되는 문제점이 있다.However, when the RF power is applied to the inductively coupled plasma processing apparatus, noise may be generated in the driving unit due to the RF current of the antenna, thereby deteriorating usability of the variable capacitor.

대한민국공개특허공보 제10-2010-0053253호; 유도 결합 플라즈마 안테나Korean Patent Publication No. 10-2010-0053253; Inductively coupled plasma antenna

본 발명의 목적은 가변 커패시터 및 이를 구동하는 구동부에서 발생될 수 있는 노이즈를 차단하기 위해 구조가 개선된 유도 결합 플라즈마 처리장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an inductively coupled plasma processing apparatus improved in structure to block noise that may be generated in a variable capacitor and a driving unit for driving the variable capacitor.

상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라 챔버와, 상기 챔버 외부의 유전체 창 외측에 배치되는 안테나와, 상기 챔버의 상부에 배치되어 상기 유전체 창과 상기 안테나가 수용되는 수용 공간을 형성하는 리드와, 상기 안테나의 임피던스 제어를 위해 상기 수용공간에 배치되는 가변 커패시터 및 상기 가변 커패시터에 구동력을 제공하도록 별도의 상기 리드의 외부 공간에 배치되는 구동부를 갖는 가변 커패시터 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리장치에 의해 이루어진다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma display apparatus comprising: a chamber according to the present invention; an antenna disposed outside the dielectric window outside the chamber; a lead disposed at an upper portion of the chamber to define a housing space, And a variable capacitor unit having a variable capacitor disposed in the accommodation space for impedance control of the antenna and a driving unit disposed in an outer space of the lead to provide a driving force to the variable capacitor, Processing apparatus.

여기서, 상기 리드는 상기 유전체 창이 배치되는 리드 프레임과, 상기 유전체 창에 대향 배치되며 상기 수용공간과 상기 외부공간으로 구획하는 상부 리드와, 상기 리드 프레임과 상기 상부 리드를 상호 연결하여 상기 수용공간을 형성하는 측부 리드를 포함할 수 있다.The lead includes a lead frame in which the dielectric window is disposed, an upper lead which is disposed to face the dielectric window and divides into the accommodating space and the outer space, and an upper lead which connects the lead frame and the upper lead, And may include side leads that form the side walls.

바람직하게 상기 가변 커패시터 유닛의 상기 가변 커패시터와 상기 구동부는 상기 상부 리드를 사이에 두고 각각 상기 수용공간과 상기 외부공간에 배치될 수 있다.Preferably, the variable capacitor of the variable capacitor unit and the driving unit may be disposed in the accommodating space and the outer space, respectively, with the upper lead interposed therebetween.

그리고, 상기 가변 커패시터 유닛은 상기 구동부의 작동을 감지하는 외부 엔코더와, 상기 가변 커패시터에 배치되어 상기 가변 커패시터의 열을 방열하는 냉각부를 더 포함할 수 있다.The variable capacitor unit may further include an external encoder for sensing operation of the driving unit, and a cooling unit disposed in the variable capacitor to dissipate heat of the variable capacitor.

또한, 상기 유도 결합 플라즈마 처리장치는 상기 냉각부로 냉각유체를 순환시키는 냉각순환부와, 상기 냉각부와 상기 냉각순환부를 상호 연결하여 상기 냉각순환부에 의해 순환되는 냉각유체의 유로를 형성하는 냉각배관을 더 포함할 수 있다.The inductively coupled plasma processing apparatus further includes a cooling circulation unit for circulating the cooling fluid to the cooling unit and a cooling pipe for connecting the cooling unit and the cooling circulation unit to form a flow path of the cooling fluid circulated by the cooling circulation unit. As shown in FIG.

더불어, 상기 유도 결합 플라즈마 처리장치는 상기 안테나에 연결되어 상기 안테나에서의 전류 값을 감지하는 변류기와, 상기 변류기에서 감지하는 전류값을 수신하여 처리하는 신호 처리부와, 상기 신호 처리부로부터 전달받은 데이터에 기초하여 상기 가변 커패시터 유닛의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.In addition, the inductively coupled plasma processing apparatus includes a current transformer connected to the antenna and sensing a current value at the antenna, a signal processing unit receiving and processing a current value detected by the current transformer, And a control unit for controlling operation of the variable capacitor unit based on the control signal.

한편, 바람직하게 상기 안테나는 RF 전원으로부터 복수 개로 분기되어 연장되고, 상기 변류기는 분기된 각각의 상기 안테나에 연결되어 각 영역의 상기 안테나에서의 전류 값의 변화를 감지할 수 있다.Preferably, the antenna extends from the RF power source to a plurality of branches, and the current transformer is connected to each of the branched antennas to sense a change in current value at the antenna in each region.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명에 따른 유도 결합 플라즈마 처리장치는 가변 커패시터를 구동하는 구동부와 안테나를 별도의 공간에 배치하여 안테나로 인가되는 RF 전류에 의해 구동부에 노이즈가 발생되는 것을 저지할 수 있고, 이에 따라 정상적인 가변 커패시터 유닛의 작동에 따라 플라즈마 균일도를 향상시킬 수 있는 작용효과가 있다.The inductively coupled plasma processing apparatus according to the present invention can arrange the driving unit for driving the variable capacitor and the antenna in a separate space to prevent noise from being generated in the driving unit by the RF current applied to the antenna, And the plasma uniformity can be improved according to the operation of the unit.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유도 결합 플라즈마 처리장치의 개략 단면도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유도 결합 플라즈마 처리장치의 주요부 구성도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유도 결합 플라즈마 처리장치의 상측 주요부의 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 가변 커패시터 유닛의 배면 사시도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유도 결합 플라즈마 처리장치의 구성도이다.
1 is a schematic cross-sectional view of an inductively coupled plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a block diagram of a main part of an inductively coupled plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention,
3 is a perspective view of an upper main part of the inductively coupled plasma processing apparatus according to the embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a rear perspective view of the variable capacitor unit shown in FIG. 3,
5 is a configuration diagram of an inductively coupled plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 유도 결합 플라즈마 처리장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하에서 설명되는 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
Hereinafter, an inductively coupled plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in various forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It is provided to fully inform the category.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유도 결합 플라즈마 처리장치의 개략 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유도 결합 플라즈마 처리장치의 주요부 구성도이다.FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an inductively coupled plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of essential parts of an inductively coupled plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 유도 결합 플라즈마 처리장치(1)는 챔버(10), 스테이지(20), 정전척(30), 리드(40), 유전체 창(50), 안테나(60) 및 가변 커패시터 유닛(70)을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 유도 결합 플라즈마 처리장치(1)는 냉각순환부(80; 도 5 참조), 냉각배관(90; 도 5 참조), RF 전원(100; 도 5 참조), 매칭박스(110; 도 5 참조), 변류기(120; 도 5 참조), 신호 처리부(130; 도 5 참조), 제어부(140; 도 5 참조) 및 입출력부(150; 도 5 참조)를 더 포함한다.1 and 2, an inductively coupled plasma processing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes a chamber 10, a stage 20, an electrostatic chuck 30, a lead 40, a dielectric window (50), an antenna (60), and a variable capacitor unit (70). 5), a cooling pipe 90 (see FIG. 5), an RF power source 100 (see FIG. 5), a matching pipe 5), a signal processing unit 130 (see FIG. 5), a control unit 140 (see FIG. 5), and an input / output unit 150 (see FIG. 5) .

챔버(10)는 챔버몸체(11), 플라즈마 처리공간(13), 게이트(17) 및 배기홀(19)을 포함한다. 챔버몸체(11)는 기판(S)의 플라즈마 처리를 위한 플라즈마 처리공간(13)을 형성한다. 게이트(17)는 챔버몸체(11) 내부의 플라즈마 처리공간(13)으로 인입, 그리고 플라즈마 처리가 끝난 기판(S)을 인출하기 위해 마련된다. 배기홀(19)은 챔버몸체(11)에 관통 형성되어 챔버몸체(11) 내부가 진공 펌핑되도록 형성된다.The chamber 10 includes a chamber body 11, a plasma processing space 13, a gate 17, and an exhaust hole 19. The chamber body 11 forms a plasma processing space 13 for plasma processing of the substrate S. The gate 17 is provided to enter the plasma processing space 13 inside the chamber body 11 and to draw out the substrate S after plasma processing. An exhaust hole 19 is formed through the chamber body 11 so that the inside of the chamber body 11 is vacuum pumped.

스테이지(20)는 챔버(10)의 내부, 즉 플라즈마 처리공간(13)에 배치된다. 여기서, 스테이지(20)에는 기판(S)(웨이퍼 또는 다양한 크기의 투명 기판)이 안착된다. 정전척(30)은 스테이지(20)와 기판(S) 사이에 배치되어 기판(S)을 척킹한다.The stage 20 is disposed inside the chamber 10, that is, in the plasma processing space 13. Here, a substrate S (a wafer or a transparent substrate of various sizes) is seated on the stage 20. The electrostatic chuck 30 is disposed between the stage 20 and the substrate S to chuck the substrate S.

다음으로 리드(40)는 챔버(10)의 상부에 배치되어 유전체 창(50)과 안테나(60)가 수용되는 수용 공간(47)을 형성한다. 리드(40)는 챔버(10)의 상부에 착탈 가능하게 배치된다. 즉, 리드(40)는 챔버(10) 내부의 클리닝 또는 리드 하부면의 클리닝을 위해 챔버(10)로부터 분리될 수 있다.The lid 40 is then placed on top of the chamber 10 to define a receiving space 47 in which the dielectric window 50 and the antenna 60 are received. The lead 40 is detachably disposed on the upper portion of the chamber 10. That is, the lid 40 can be separated from the chamber 10 for cleaning inside the chamber 10 or for cleaning the bottom surface of the lid.

리드(40)는 본 발명의 일 실시 예로서, 리드 프레임(41), 상부 리드(43), 측부 리드(45) 및 수용 공간(47)을 포함한다. 리드 프레임(41)은 유전체 창(50)이 배치되며 챔버(10) 상부를 밀폐한다. 상부 리드(43)는 유전체 창(50)에 대향 배치되며 수용 공간(47)과 외부 공간(E; 도 5 참조)으로 구획한다. 측부 리드(45)는 리드 프레임(41)과 상부 리드(43)를 상호 연결하여 안테나(60)가 수용되는 수용 공간(47)을 형성한다.The lead 40 includes a lead frame 41, an upper lead 43, a side lead 45, and a receiving space 47, as one embodiment of the present invention. The lead frame 41 is disposed with a dielectric window 50 and seals the top of the chamber 10. The upper lead 43 is opposed to the dielectric window 50 and is partitioned into a receiving space 47 and an outer space E (see FIG. 5). The side lead 45 interconnects the lead frame 41 and the upper lead 43 to form a receiving space 47 in which the antenna 60 is accommodated.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유도 결합 플라즈마 처리장치의 상측 주요부의 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 가변 커패시터 유닛의 배면 사시도이다.FIG. 3 is a perspective view of an upper main part of the inductively coupled plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a rear perspective view of the variable capacitor unit shown in FIG.

유전체 창(50)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 챔버(10)의 상부에 배치된다. 유전체 창(50)의 상부에는 RF 전원(100)으로부터 전원이 인가되는 안테나(60)가 설치된다.The dielectric window 50 is disposed on top of the chamber 10, as shown in Figs. An antenna 60 to which power is supplied from the RF power source 100 is installed on the dielectric window 50.

안테나(60)는 챔버(10) 외부의 유전체 창(50) 외측에 배치된다. 안테나(60)는 9개의 분할된 영역(A1 ~ A9)에 연결된다. 여기서, 각각의 영역(A1 ~ A9)에 연결된 안테나(60)는 4개의 하위 안테나(60), 즉 제1안테나(61; 도 5 참조), 제2안테나(62; 도 5 참조), 제3안테나(63; 도 5 참조) 및 제4안테나(64; 도 5 참조)로 분기된다. 각각의 하위 안테나(60)인 제1 내지 제4안테나(61, 62, 63, 64)는 해당 영역에서 동일한 방향으로 권취되어 있다. 본 발명의 실시 예에서 안테나(60)는 9개의 분할된 영역(A1 ~ A9)에 연결된 것으로 설명되나, 이는 제한적이지 않고 변경 실시될 수 있음을 밝혀둔다.The antenna 60 is disposed outside the dielectric window 50 outside the chamber 10. The antenna 60 is connected to nine divided areas A1 to A9. Here, the antenna 60 connected to each of the areas A1 to A9 includes four sub antennas 60, i.e., a first antenna 61 (see FIG. 5), a second antenna 62 (see FIG. 5) To the antenna 63 (see FIG. 5) and to the fourth antenna 64 (see FIG. 5). The first to fourth antennas 61, 62, 63 and 64, which are the lower antennas 60, are wound in the same direction in the corresponding region. It is noted that in the embodiment of the present invention, the antenna 60 is described as being connected to nine divided areas A1 to A9, but this is not restrictive and can be changed.

가변 커패시터 유닛(70)은 가변 커패시터(71) 및 구동부(73)를 포함한다. 또한, 가변 커패시터 유닛(70)은 외부 엔코더(75), 절연 플랜지(77) 및 냉각부(79)를 더 포함한다. 가변 커패시터 유닛(70)은 안테나(60)의 개수에 대응되어 복수 개로 배치된다. 가변 커패시터 유닛(70)은 플라즈마 균일도를 유지하기 위한 임피던스 제어를 위해 동작한다. 상세하게, 복수 개의 가변 커패시터(71)는 임피던스 제어를 위해 각각 대응된 구동부(73)로부터 제공된 구동력에 의해 개별적으로 제어된다.The variable capacitor unit (70) includes a variable capacitor (71) and a driving unit (73). The variable capacitor unit 70 further includes an external encoder 75, an insulation flange 77, and a cooling unit 79. The plurality of variable capacitor units 70 are arranged corresponding to the number of the antennas 60. The variable capacitor unit 70 operates for impedance control to maintain plasma uniformity. Specifically, the plurality of variable capacitors 71 are individually controlled by a driving force provided from a corresponding driving section 73 for impedance control.

가변 커패시터(71)와 구동부(73)는 상부 리드(43)를 사이에 두고 배치된다. 즉, 가변 커패시터(71)는 안테나(60)를 수용하는 리드(40)의 수용 공간(47)에 함께 수용되고, 구동부(73)는 상부 리드(43)에 구획되어 리드(40)의 외부 공간(E)에서 가변 커패시터(71)에 연결된다. 이렇게 구동부(73)는 안테나(60)의 수용 공간(47)과 구획된 별도의 외부 공간(E)에 배치됨으로써 RF 전원(100)의 RF 인가에 따른 안테나(60)로부터의 RF 전류에 의해 노이즈가 발생되는 것이 저지될 수 있다. 구동부(73)는 본 발명의 일 실시 예로서 스텝 모터로 마련되나, 설계 변경에 따라 서보 모터 등과 같은 다양한 공지된 모터가 사용될 수 있다. 여기서, 구동부(73)는 PID(Proportional-plus-Integrate-plus-Derivative) 제어기를 이용하여 제어한다. PID 제어기는 구동부(73)의 제어장치에 일체로 구비될 수 있으므로 별도로 도시 하지 않았다.The variable capacitor 71 and the driving unit 73 are disposed with the upper lead 43 interposed therebetween. That is, the variable capacitor 71 is accommodated in the accommodating space 47 of the lead 40 that receives the antenna 60, and the drive unit 73 is partitioned by the upper lead 43, (E) to a variable capacitor (71). The driving unit 73 is disposed in a separate external space E partitioned from the receiving space 47 of the antenna 60 so that noise is generated by the RF current from the antenna 60 due to RF application of the RF power source 100, Can be prevented from being generated. The driving unit 73 is provided as a step motor as an embodiment of the present invention, but various known motors such as a servo motor may be used according to a design change. Here, the driving unit 73 is controlled using a PID (Proportional-plus-Integrate-plus-Derivative) controller. The PID controller may be integrally provided in the control unit of the driving unit 73, and thus is not shown separately.

이러한 PID 제어기는 비례-적분-미분 제어를 하는 자동 제어기이다. PID 제어는 목표 값에 인접하게 구동부(73)의 동작을 제어할 수 있고, 외란(disturbance)에 대하여 기민하게 반응하여 적극적으로 신속히 목표 값이 되도록 구동부(73)를 제어한다.This PID controller is an automatic controller that performs proportional-integral-derivative control. The PID control can control the operation of the driving unit 73 adjacent to the target value and actively reacts to the disturbance to actively and quickly control the driving unit 73 to the target value.

외부 엔코더(75)는 가변 커패시터(71)의 회전 각도를 감지하도록 마련된다. 외부 엔코더(75)는 원형판(75a) 및 원형판(75a)의 원주 방향을 따라 7.2도 마다 형성된 총 50개의 감지홀(75b)을 포함한다. 또한, 외부 엔코더(75)는 원형판(75a)의 외부 상부와 하부에 각각 발광부와 수광부가 위치하도록 된 감지센서(75c)를 포함한다. 그리고, 가변 커패시터(71)에는 Z-스캔 센서(미도시)가 함께 배치된다.The external encoder 75 is provided to sense the rotation angle of the variable capacitor 71. The external encoder 75 includes a total of 50 detection holes 75b formed at 7.2 degrees along the circumferential direction of the circular plate 75a and the circular plate 75a. The external encoder 75 includes a detection sensor 75c positioned above and below the circular plate 75a such that the light emitting portion and the light receiving portion are positioned, respectively. A Z-scan sensor (not shown) is disposed in the variable capacitor 71 together.

절연 플랜지(77)는 외부 엔코더(75)를 거쳐서 연장된다. 냉각부(79)는 가변 커패시터(71)의 단부에 배치되어 가변 커패시터(71)의 열을 방열한다. 냉각부(79)는 이하에서 상세히 설명할 냉각순환부(80) 및 냉각배관(90)에 연결된다.The insulating flange 77 extends through an external encoder 75. [ The cooling section 79 is disposed at the end of the variable capacitor 71 to dissipate the heat of the variable capacitor 71. The cooling section 79 is connected to the cooling circulation section 80 and the cooling piping 90, which will be described in detail below.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유도 결합 플라즈마 처리장치의 구성도이다.5 is a configuration diagram of an inductively coupled plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

냉각순환부(80)는 가변 커패시터 유닛(70)의 냉각부(79)로 냉각유체를 순환시킨다. 냉각순환부(80)는 냉각유체를 저장하는 저장부와 함께 냉각유체를 순환시키도록 순환펌프로 구성될 수 있다. 그리고, 냉각배관(90)은 냉각부(79)와 냉각순환부(80)를 상호 연결하여 냉각순환부(80)에 의해 순환되는 냉각유체의 유로를 형성한다. 냉각배관(90)은 상부 리드(43)를 관통하여 리드(40) 내부의 수용 공간(47)에 배치된 냉각부(79)와 연결된다.The cooling circulation unit (80) circulates the cooling fluid to the cooling unit (79) of the variable capacitor unit (70). The cooling circulation portion 80 may be configured as a circulation pump to circulate the cooling fluid together with the storage portion for storing the cooling fluid. The cooling pipe 90 connects the cooling unit 79 and the cooling circulation unit 80 to form a flow path of the cooling fluid circulated by the cooling circulation unit 80. The cooling piping 90 is connected to the cooling portion 79 disposed in the receiving space 47 inside the lead 40 through the upper lead 43.

RF 전원(100)은 안테나(60)에 연결된다. 매칭박스(110)는 RF 전원(100)으로부터 인가되는 임피던스를 공정에 필요한 임피던스로 매칭하기 위해서 배치된다. 매칭박스(110)는 임피던스 자동 정합장치로도 불린다. 즉, 매칭박스(110)는 반도체 전 공정, 예를 들어 본 발명의 실시 예와 같은 에칭 공정 장비에 사용된다.The RF power supply 100 is connected to the antenna 60. The matching box 110 is arranged to match the impedance applied from the RF power source 100 to the impedance required for the process. The matching box 110 is also referred to as an impedance automatic matching device. That is, the matching box 110 is used in pre-semiconductor processing, for example, etching process equipment such as the embodiment of the present invention.

변류기(120; Current Transducer)는 각각의 안테나(60)에 연결된다. 변류기(120)는 안테나(60)에서의 전류 변화를 감지한다. 각각의 변류기(120)로부터 감지되는 전류 값을 전달받은 신호 처리부(130)가 네트워크 상에 연결된다. 신호 처리부(130)는 각각의 변류기(120)로부터 전류 값을 수신하여 아날로그 또는 디지털 신호로 변환한다. 제어부(140)는 신호 처리부(130)에서 변환된 신호를 수신한다. 이때 신호 처리부(130)에서 제어부(140)로 전송되는 신호에는 해당 안테나(60)에 대한 식별을 위한 식별자가 포함될 수 있다. 그리고, 전류 값을 수신한 제어부(140)는 전류 값 변화의 이상 유무를 판단한다.A current transducer (120) is connected to each antenna (60). The current transformer 120 senses a current change in the antenna 60. The signal processor 130 receiving the current value sensed from each of the current transformers 120 is connected to the network. The signal processing unit 130 receives current values from the respective current transformers 120 and converts them into analog or digital signals. The control unit 140 receives the converted signal from the signal processing unit 130. In this case, the signal transmitted from the signal processor 130 to the controller 140 may include an identifier for identifying the corresponding antenna 60. Then, the controller 140 receiving the current value determines whether there is a change in the current value.

입출력부(150)는 제어부(140)에서 판단된 전류 값 이상을 외부로 출력하고, 필요한 경우 장치의 구동과 관련된 다양한 조작 명령을 입력하기 위해 마련된다. 입출력부(150)는 외부로 이상 경보를 알리기 위한 경보 기능을 포함할 수 있고, 또는 이상 유무를 별도로 표시하는 디스플레이 장치일 수 있다. 그리고, 입출력부(150)는 터치패드 및 키보드 등 다양한 입력수단이 사용될 수 있다.
The input / output unit 150 is provided for outputting an abnormality of the current value determined by the control unit 140 to the outside, and for inputting various operation commands related to driving of the apparatus, if necessary. The input / output unit 150 may include an alarm function for informing an abnormality alarm to the outside, or may be a display device for separately displaying the abnormality. The input / output unit 150 may use various input means such as a touch pad and a keyboard.

이에, 가변 커패시터를 구동하는 구동부와 안테나를 별도의 공간에 배치하여 안테나로 인가되는 RF 전류에 의해 구동부에 노이즈가 발생되는 것을 저지할 수 있고, 이에 따라 정상적인 가변 커패시터 유닛의 작동에 따라 플라즈마 균일도를 향상시킬 수 있다.
Accordingly, the driving unit for driving the variable capacitor and the antenna are disposed in a separate space to prevent noise from being generated in the driving unit due to the RF current applied to the antenna. Thus, according to the normal operation of the variable capacitor unit, the plasma uniformity Can be improved.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, . Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

10: 챔버 40: 리드
41: 리드 프레임 43: 상부 리드
45: 측부 리드 47: 수용공간
60: 안테나 70: 가변 커패시터 유닛
71: 가변 커패시터 73: 구동부
79: 냉각부 80: 냉각순환부
90: 냉각배관 120: 변류기
130: 신호 처리부 140: 제어부
10: chamber 40: lead
41: lead frame 43: upper lead
45: side lead 47: accommodation space
60: antenna 70: variable capacitor unit
71: variable capacitor 73:
79: cooling section 80: cooling circulation section
90: Cooling piping 120: Current transformer
130: signal processor 140:

Claims (7)

챔버와;
상기 챔버 외부의 유전체 창 외측에 배치되는 안테나와;
상기 챔버의 상부에 배치되어, 상기 유전체 창과 상기 안테나가 수용되는 수용 공간을 형성하는 리드와;
상기 안테나의 임피던스 제어를 위해 상기 수용 공간에 배치되는 가변 커패시터 및 상기 가변 커패시터에 구동력을 제공하도록 별도의 상기 리드의 외부 공간에 배치되는 구동부를 갖는 가변 커패시터 유닛과;
상기 안테나에 연결되어, 상기 안테나에서의 전류 값을 감지하는 변류기와;
상기 변류기에서 감지하는 전류값을 수신하여 처리하는 신호 처리부와;
상기 신호 처리부로부터 전달받은 데이터에 기초하여, 상기 가변 커패시터 유닛의 작동을 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 안테나는 RF 전원으로부터 복수 개로 분기되어 연장되고,
상기 변류기는 분기된 각각의 상기 안테나에 연결되어 각 영역의 상기 안테나에서의 전류 값의 변화를 감지하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리장치.
A chamber;
An antenna disposed outside the dielectric window outside the chamber;
A lead disposed at an upper portion of the chamber and defining a receiving space for receiving the dielectric window and the antenna;
A variable capacitor unit having a variable capacitor disposed in the accommodation space for impedance control of the antenna and a driving unit disposed in an outer space of the lead to provide a driving force to the variable capacitor;
A current transformer connected to the antenna for sensing a current value at the antenna;
A signal processing unit for receiving and processing a current value sensed by the current transformer;
And a control unit for controlling operation of the variable capacitor unit based on data received from the signal processing unit,
Wherein the antenna is branched and extended from a plurality of RF power sources,
Wherein the current transformer is connected to each of the branched antennas and detects a change in current value in the antenna in each region.
제1항에 있어서,
상기 리드는,
상기 유전체 창이 배치되는 리드 프레임과;
상기 유전체 창에 대향 배치되며, 상기 수용공간과 상기 외부공간으로 구획하는 상부 리드와;
상기 리드 프레임과 상기 상부 리드를 상호 연결하여, 상기 수용공간을 형성하는 측부 리드를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리장치.
The method according to claim 1,
The lead includes:
A lead frame on which the dielectric window is disposed;
An upper lead disposed to face the dielectric window, the upper lead being divided into the receiving space and the outer space;
And a side lead which interconnects the lead frame and the upper lead to form the accommodation space.
제2항에 있어서,
상기 가변 커패시터 유닛의 상기 가변 커패시터와 상기 구동부는 상기 상부 리드를 사이에 두고 각각 상기 수용공간과 상기 외부공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the variable capacitor of the variable capacitor unit and the driving unit are disposed in the accommodating space and the outer space with the upper lead interposed therebetween.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 가변 커패시터 유닛은,
상기 구동부의 작동을 감지하는 외부 엔코더와;
상기 가변 커패시터에 배치되어, 상기 가변 커패시터의 열을 방열하는 냉각부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리장치.
The method according to claim 2 or 3,
The variable capacitor unit includes:
An external encoder for detecting an operation of the driving unit;
Further comprising a cooling unit disposed in the variable capacitor for dissipating heat of the variable capacitor.
제4항에 있어서,
상기 유도 결합 플라즈마 처리장치는,
상기 냉각부로 냉각유체를 순환시키는 냉각순환부와;
상기 냉각부와 상기 냉각순환부를 상호 연결하여, 상기 냉각순환부에 의해 순환되는 냉각유체의 유로를 형성하는 냉각배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리장치.
5. The method of claim 4,
The inductively coupled plasma processing apparatus includes:
A cooling circulation unit for circulating the cooling fluid to the cooling unit;
Further comprising a cooling pipe connecting the cooling unit and the cooling circulation unit to form a flow path of the cooling fluid circulated by the cooling circulation unit.
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