KR101931324B1 - 셀프 플라즈마 챔버의 오염 억제 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공정 챔버에서 이루어지는 증착작업을 모니터링하기 위해 구비되는 셀프 플라즈마 챔버의 오염을 억제하도록 함으로써 측정의 신뢰도를 높이도록 하기 위한 기술로서, 셀프 플라즈마 챔버에서 발생되는 플라즈마의 양전하가 음전극에 충돌하여 스퍼터링 현상으로 인해 발생되는 음전극 물질이 방전챔버로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 하는 차폐수단이 마련되는 것을 특징으로 한다.

Description

셀프 플라즈마 챔버의 오염 억제 장치{Self plasma chamber contaminating delay apparatus}
본 발명은 반도체 생산을 위해 기판에 박막을 형성하기 위한 증착에 관련되는 기술로서, 특히 공정 챔버에서 이루어지는 증착작업을 모니터링하기 위해 구비되는 셀프 플라즈마 챔버의 오염을 억제하도록 함으로써 측정의 신뢰도를 높이도록 하기 위한 기술에 관한 것이다.
전기, 전자 부품의 소형화, 고집적화에 따라 반도체 웨이퍼 또는 액정 기판을 포함한 각종 기판 상층에 반도체, 금속, 산화물 등의 박막을 형성하고 부분적으로 그 박막을 식각하는 등의 공정을 반복적으로 수행하여 고집적 소자를 제조하는 기술이 활발하게 연구되고 있다.
이러한 박막을 형성하는 공정으로 물리적, 화학적 다양한 증착법이 사용되고 있는데, 스퍼터링증착법(sputtering), 펄스레이저증착법(PLD), 금속유기체증착법(MOD), 금속유기화학기상증착법(MOCVD), 화학기상증착법(CVD), 플라즈마-강화 화학기상증착법(PECVD), 원자층 증착법(ALD) 등과 같이 다양한 증착 방법들이 알려져 있다.
증착 공정에 사용되는 플라즈마 장치는 박막 증착을 위한 반응 공간을 형성하는 공정챔버(Process chamber)가 필수적으로 포함되어 있으며, 통상 공정챔버는 진공 상태를 유지하게 되고 내부에는 박막 증착을 위한 기판 및 타켓 물질이 위치하게 된다.
한편, 이러한 반도체 박막 증착 공정 중에 수율(yield)을 향상시키기 위해서는 공정 중에 발생하는 사고를 미리 방지하고, 장비의 오동작 등을 사전에 방지하기 위해 공정의 상태를 실시간으로 모니터링하여 이상 상태 발생시 고정을 중단시키는 등의 조치를 취하여 불량율을 낮춤으로써 공정을 최적화하는 것이 필요하다.
이를 위해 종래에는 공정 챔버와 별도로 공정 챔버의 배기관에 연결되는 셀프 플라즈마 챔버를 마련하고, 이에 센서부를 설치하여 플라즈마 공정의 상태를 모니터링하였다.
이런 경우 공정 챔버의 배기관에서 배출되는 탄소와 같은 비금속성 공정 물질과 텅스텐과 같은 금속성의 공정 물질들이 셀프 플라즈마 챔버의 내벽과 윈도우에 달라붙어 오염을 유발하곤 하였다. 또한, 이러한 오염 유발 물질은 셀프 플라즈마 챔버의 유전율을 변화시켜 플라즈마 방전이나 챔버의 특성에 영향을 초래하게 된다.
이러한 내부 오염에 의해 셀프 플라즈마 챔버에서의 플라즈마 방전이 영향을 받고, 셀프 플라즈마 챔버 윈도우의 투과율이 저하되기 때문에 셀프 플라즈마 챔버를 이용한 신호 측정이 어려웠다. 이에 따라 정확한 오염도 측정값을 얻는 것이 불가능하고 실제로는 정상 상태인 때에도 이상 상태인 것으로 잘못 판단하는 경우도 발생한다. 또한, 셀프 플라즈마 챔버가 급속도로 오염되므로 수명이 단축된다는 문제점도 있었다.
이러한 문제점을 해결하고자 제안된 종래기술로 대한민국 등록특허 제10-0905128호의 "셀프 플라즈마 챔버의 오염 방지장치 및 방법"이 있었다.
종래의 셀프 플라즈마 챔버의 오염 방지장치는, 공정 챔버의 배기관과 연결되고 공정 챔버 내의 가스를 인입시켜 플라즈마 상태로 만드는 공간을 형성하는 셀프 플라즈마 챔버의 오염 방지 장치로서, 공정 챔버로부터 인입된 오염 유발 물질이 셀프 플라즈마 챔버의 윈도우로 향하는 직선 경로에서 벗어나도록 전자기장을 발생시키는 전자기장 발생부와, 셀프 플라즈마 챔버로부터의 광신호가 직선 경로를 통해 윈도우에 도달할 수 있도록 중앙에 관통공이 형성되어 발생된 전자기장에 의해 직선 경로에서 벗어난 오염 유발물질이 셀프 플라즈마 챔버의 윈도우까지 도달되는 것을 차단하기 위한 하나 이상의 차단벽을 포함한다.
즉, 도 1과 같이 셀프 플라즈마 챔버(40)와 연결되는 전자기장 발생부(120)가 형성되는데, 자성체(110)를 포함하게 되고 자기장을 발생시키게 된다.
오염유발물질은 자기장을 형성하는 전자기장 발생부(120)에 의해 로렌츠의 힘을 받게 되어 윈도우를 향하는 직선 경로에서 이탈하게 된다.
차단벽(130)은 윈도우 근처에 마련되는데 하나 이상의 차단벽들이 겹겹이 형성됨으로써 오염유발물질을 포집하여 윈도우에 대한 오염을 줄일 수 있도록 하고 있다.
공정 챔버로부터 인입된 오염 유발물질로 인한 셀프 플라즈마 챔버의 윈도우가 오염되는 것과 별개로 셀프 플라즈마 챔버에서 발생시키는 플라즈마로 인한 오염물질이 윈도우로 향하지 못하도록 할 필요성이 있다.
분광기를 이용한 분석을 위해 셀프 플라즈마 챔버 내부에서는 플라즈마를 형성시키게 되는데, 이때 어떠한 압력, 온도 조건에 따라 플라즈마의 양전하는 음전극이 되는 금속성 소재에 충돌하면서 스퍼터링 현상을 일으켜 음전극 물질이 윈도우로 향하여 오염을 유발하는 문제점이 있었다.
즉, 플라즈마내의 양전하가 음극 역할을 하는 커넥터에 충돌함으로써 발생되는 오염물질이 플라즈마 자체에 혼입되어 측정의 신뢰도를 떨어뜨리고 오염물질이 원도우까지 도달하여 윈도우를 오염시키게 된다.
대한민국 등록특허 제10-0905128호
따라서 본 발명에서는 셀프 플라즈마 챔버 내부에서 발생되는 플라즈마로 인해 유발되는 음(접지)전극 물질이 윈도우 방향으로 향하는 것을 방지할 수 있도록 하는 셀프 플라즈마 챔버의 오염 억제 장치를 제공하고자 한다.
제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 본 발명의 셀프 플라즈마 챔버의 오염 억제 장치는, 공정 챔버에서 발생되는 가스성분을 분석하기 위해 상기 공정 챔버의 배기관으로부터 분기된 분기관에 연결되는 셀프 플라즈마 챔버에 있어서, 상기 셀프 플라즈마 챔버에서 발생되는 플라즈마의 양전하가 접지전극에 충돌하여 스퍼터링 현상으로 인해 발생되는 접지전극 물질이 방전챔버로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 하는 차폐수단이 마련되되, 상기 차폐수단은 상기 접지전극에 인접하여 설치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 셀프 플라즈마 챔버는, 상기 분기관에 연결되되, 일단에 플랜지가 형성되어 상기 분기관에 접속되는 커넥터; 상기 커넥터의 타단에 연결되는 비금속성 재질의 상기 방전챔버; 상기 방전챔버의 끝단에 설치되는 윈도우; 상기 방전챔버의 내부에서 플라즈마가 발생되도록 하기 위한 플라즈마 발생모듈;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 차폐수단은, 상기 방전챔버가 결합되는 상기 커넥터의 단부에 인접하여 상기 방전챔버 내부로 돌출되는 형태로 설치되는 비금속성 재질의 차폐링인 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 차폐링은, 원형을 이루되, 상기 방전챔버와 동심축을 형성하는 관통구가 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 차폐링은, 하나로 이루어지거나 두 개 이상이 연이어 형성되는 것인 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 차폐링은 상기 관통구의 직경이 다른 복수개로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 차폐링은, 상기 관통구의 직경이 다른 복수개가 이격거리를 두고 연이어 형성되는 원바디타입 이거나, 상기 관통구의 직경이 다른 개별 차폐링들이 이격거리를 두고 장착되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 방전챔버는, 상기 커넥터와 연결되는 방전영역1; 상기 방전영역1로부터 연장되어 형성되되, 상기 방전영역1의 외경보다 작은 외경을 가지게 되는 메인 방전챔버;로 이루어지되, 상기 메인 방전챔버와 연결되는 방전영역1의 끝단에는 단차부가 형성되고, 상기 단차부에 금속링이 장착되고 상기 단차부가 상기 차폐수단으로 기능하게 되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 방전챔버는, 상기 커넥터와 연결되는 방전영역1; 상기 방전영역1로부터 연장되어 형성되되, 상기 방전영역1의 외경보다 작은 외경을 가지게 되는 메인 방전챔버;로 이루어지되, 상기 메인 방전챔버와 연결되는 방전영역1의 끝단에는 단차부가 형성되고, 금속편이 상기 방전영역1 내부에 설치되며, 상기 메인 방전챔버를 향하는 일면에는 배플 플레이트가 결합되고, 상기 배플 플레이트가 차폐수단으로 기능하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 플라즈마 발생모듈은, 상기 차폐링으로부터 상기 윈도우를 향하는 방향으로 이격되게 설치되는 전극과, RF 매칭코일을 포함하며, 상기 전극과 상기 RF 매칭코일은 연결되고, 상기 RF 발생부와 상기 커넥터가 접지전극을 공유하여 상기 커넥터가 접지전극 역할을 하게 되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 플라즈마 발생모듈은, 상기 메인 방전챔버측에 설치되는 전극과, 상기 단차부에 설치되는 금속링, RF 매칭코일을 포함하되, 상기 전극과 RF 매칭코일은 연결되고, 상기 RF 발생부와 상기 금속링도 접지전극을 공유하여 연결되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 플라즈마 발생모듈은, 상기 메인 방전챔버측에 설치되는 전극과, 상기 방전영역1 측에 마련되는 상기 금속편과, RF 매칭코일을 포함하되, 상기 전극과 상기 RF 매칭코일은 연결되고, 상기 RF 발생부와 상기 금속편도 접지전극을 공유하여 연결되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 전극와 상기 윈도우 사이 공간에 제2차폐수단이 설치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 전극과 상기 윈도우 사이 공간에 제2차폐수단이 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 셀프 플라즈마 챔버의 오염 억제 장치는 방전챔버에서 발생되는 플라즈마의 양전하가 접지전극 역할을 하는 곳에 부딪혀 발생되는 오염물질이 윈도우 방향으로 향하지 못하도록 함으로써 방전챔버 내부 및 윈도우의 오염을 방지함으로써 측정수명과 측정의 신뢰성을 높일 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 의한 셀프 플라즈마 챔버의 오염 방지장치에 대한 개념도.
도 2는 본 발명에 의한 셀프 플라즈마 챔버의 오염 억제 장치의 일 실시예에 대한 개념도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 셀프 플라즈마 챔버 오염 억제 장치의 구성도.
도 4는 제1실시예에 사용되는 차폐링의 변형 실시 예시도.
도 5는 제2실시예에 의한 셀프 플라즈마 챔버 오염 억제 장치의 구성도.
도 6은 제3실시예에 의한 셀프 플라즈마 챔버 오염 억제 장치의 구성도.
이하 본 발명에 따른 셀프 플라즈마 챔버의 오염 억제 장치에 대한 보다 상세한 설명을 하도록 하며, 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위해 첨부되는 실시예의 도면을 참조하는 것으로 한다. 제시되는 도면 및 바람직한 실시예에 대한 설명은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 하나의 실시 가능한 예를 보여주는 것인 바, 본 발명의 기술적 보호범위가 이에 한정되는 것이 아님을 지적해둔다.
도 2는 본 발명에 의한 셀프 플라즈마 챔버의 오염 억제 장치의 일 실시예에 대한 개념도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 셀프 플라즈마 챔버 오염 억제 장치의 구성도이며, 도 4는 제1실시예에 사용되는 차폐링의 변형 실시 예시도이며, 도 5는 제2실시예에 의한 셀프 플라즈마 챔버 오염 억제 장치의 구성도이고, 도 6은 제3실시예에 의한 셀프 플라즈마 챔버 오염 억제 장치의 구성도이다.
도시된 바와 같이 본 발명은 셀프 플라즈마 챔버에 관한 것으로서, 반도체 생산을 위한 공정 챔버에서 발생되는 가스성분을 분석하기 위한 목적으로 셀프 플라즈마 챔버가 구비된다.
셀프 플라즈마 챔버(100)는 공정챔버(10)의 배기관(11)에 연결되는데, 배기관(11)으로부터 분기되는 분기관(12)에 연결됨으로써 배기관(11)을 통해 배기되는 가스성분의 일부를 플라즈마 상태로 만들어 분광기를 이용하여 분석을 하게 된다.
셀프 플라즈마 챔버(100)에서 플라즈마를 발생시키게 되면 플라즈마의 양전하는 접지전극에 충돌하게 되며, 이때 온도나 압력이 맞을 때 스퍼터링 현상으로 인해 금속성분의 접지전극으로부터 접지전극 물질이 방출되고, 이러한 접지전극 물질이 방전챔버(120)로 유입되면 방전챔버(120) 내벽 및 윈도우(130)에 부착되어 오염을 일으키게 된다. 접지전극 물질이 윈도우(130)에 부착되면 투과율이 저하되어 분광기(140)에 의한 정확한 분석이 이루어질 수 없게 되는 문제점이 있으며, 방전챔버(120) 내벽에 오염물질이 부착되면 플라즈마 발생에 지장을 주게 되는 문제점도 생긴다.
이에 본 발명에서는 셀프 플라즈마 챔버(100)에서 발생되는 플라즈마로 인해 2차적으로 발생되는 오염물질로 인한 윈도우(130)나 방전챔버(120)의 오염을 방지하기 위한 차폐수단(150)이 마련되도록 한다.
보다 구체적으로 셀프 플라즈마 챔버(100)는 다음과 같은 기본적인 구성요소를 포함하게 된다.
커넥터(110)가 마련되며, 커넥터(110)는 공정 챔버(10)의 배기관(11)으로부터 분기되는 분기관(12)과 연결되는 것으로, 분기관(12)의 일단과 연결시키기 위한 플랜지(111)가 형성된다. 분기관(12)은 금속 파이프로 이루어지며, 커넥터(110) 역시 금속소재 파이프이며 그 일단에 플랜지(111)가 형성된다. 플랜지(111)를 통해 분기관(12)과 커넥터(110)는 밀폐되게 연결이 이루어진다.
커넥터(110)의 타단에 방전챔버(120)가 연결되는데, 방전챔버(120)는 비금속성 재질로 이루어진다. 대표적으로 세라믹, 사파이어, 유리 등의 소재로 제작된다. 방전챔버(120)와 커넥터(110)도 밀폐되게 연결된다.
방전챔버(120)의 끝단에 윈도우(130)가 마련되는데, 플라즈마 방출광이 통과될 수 있는 투명한 사파이어나 쿼츠(Quartz)로 이루어진다.
방전챔버(120) 내부에서 플라즈마가 발생되도록 하기 위한 플라즈마 발생모듈(160)이 마련된다. 플라즈마 발생모듈(160)은 전기 공급을 받아 일시적으로 플라즈마를 발생시키는 작용을 한다.
차폐수단(150)은 접지전극 역할을 하는 커넥터(110)와 인접하여 방전챔버(120) 내부에 돌출되는 형태로 설치될 수 있고, 또는 방전챔버(120)의 형상을 단차지게 함으로써 방전챔버의 구조적 특성으로 인해 차폐작용이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
차폐수단(150)으로 본 발명의 제1실시예에서는 도 3과 같이 방전챔버(120)가 결합되는 커넥터(110)의 단부에 인접하여 방전챔버(120)의 내부에 돌출되는 형태의 차폐링(151)이 형성되도록 한다. 특히, 차폐링(151)도 비금속성 재질로 이루어지는 것으로 한다.
방전챔버(120)는 원형관이 사용될 수 있으므로 차폐링(151)은 원형의 고리 형상을 이루는 것일 수 있다. 차폐링은 비금속재질을 사용하도록 하는데, 세라믹, Quartz 등을 활용할 수 있을 것이다.
바람직하게 차폐링(151)은 원형을 이루되, 방전챔버(120)와 동심축을 이루는 관통구(151a)가 중앙에 형성되는 것으로 한다.
차폐링(151)은 하나만이 사용될 수도 있으며, 도 4와 같이 복수개의 차폐링(151)이 연이어 형성되는 형태가 될 수도 있다.
즉, 차폐링(151)은 두 개 이상이 연이어 형성되는 것일 수 있는데, 차폐링(151)들의 관통구(151a)의 직경은 다를 수 있다. 본 실시예의 경우 관통구(151a)의 직경이 다른 두 종류의 차폐링(151)이 복수개 사용되는 것으로 한다.
복수개의 차폐링(151)이 사용되는 경우 차폐링들이 하나로 일체로 이루어지는 원바디타입으로 이루어질 수 있으며, 관통구(151a)의 직경이 다른 차폐링(151)이 일정한 이격거리를 두고 연이어 순차적으로 형성될 수도 있다.
또는 관통구(151a)의 직경이 다른 개별 차폐링(151)들이 독립적으로 이격거리를 형성하면서 장착될 수 있다.
커넥터(110)에 인접하여 차폐수단(150)으로서 차폐링(151)이 설치되고, 플라즈마 발생모듈(160)이 구비되는데, 플라즈마 발생모듈(160)은 전극(161), RF 매칭코일(162), RF 발생부(160a)로 이루어질 수 있다. 그리고 차폐링(151)과 이격되어 윈도우(130)를 향한 방향으로 챔버 외부에 전극(161)이 설치된다.
커넥터(110)는 접지전극 작용하게 되며, RF 발생부(160a)도 접지되고 RF 매칭코일(162)과 전극(161)은 연결된다. 즉, RF 발생부(160a)와 커넥터(110)는 접지전극을 공유한다.
RF 발생부(160a)와 전극(161)이 RF 매칭코일(162)로 연결되고, 또한 RF 발생부(160a)와 커넥터(110)는 접지전극으로 연결되며, 전기공급에 의해 방전이 일어나 방전챔버(120) 내부에서 플라즈마가 발생하게 된다.
플라즈마가 발생되면 플라즈마의 양이온에 비해 음전위의 전극으로 작용하게 되는 금속성의 커넥터(110) 표면으로 향하여 충돌하게 되며, 압력 등의 조건이 맞을 때 스퍼터링 현상이 일어나면서 커넥터(110)로부터 오염물질들이 발생하게 되는 것이다.
커넥터(110)로부터 발생되는 오염물질은 비산하게 되는데, 차폐링(151)의 설치로 인해 방전챔버(120) 쪽으로 향하는 오염물질은 차폐링(151)에 의해 방전챔버(120) 내부로의 유입이 효과적으로 차단될 수 있다.
특히, 차폐링(151)이 복수개로 형성되는 경우에는 오염물질의 유입을 보다 효율적으로 차단할 수 있다는 장점이 있다. 첫번째 차폐링의 통과구를 오염물질이 통과하더라도 두번째 차폐링에 의해 더 이상의 유입이 차단될 수 있고, 통과구의 직경을 달리하는 차폐링을 사용하면 더욱 효과적인 차폐가 가능하게 된다.
다음으로 본 발명의 제2실시예에 대해 설명하도록 하며, 도 5는 제2실시예에 따른 셀프 플라즈마 챔버의 오염 억제 장치에 대한 개념도이다.
제2실시예에서는 방전챔버(120)가 방전영역1(120a)과 메인 방전챔버(120b)로 구성되는 차이점이 있다. 방전영역1(120a)은 메인 방전챔버(120b)에 비해 외경은 메인 방전챔버 보다 크게 형성된다.
방전영역1(120a)이 커넥터(110)와 연결되며, 방전영역1(120a)로부터 메인 방전챔버(120b)가 연장된다. 방전영역1(120a)로부터 연장되는 메인 방전챔버(120b)의 외경이 작기 때문에 방전영역1(120a)의 끝단에는 단차부(121)가 형성된다.
단차부(121)에 금속링(163)이 장착되며, 단차부(121)가 차폐수단(150)으로 기능하게 된다. 단차부(121)에 장착되는 금속링(163)은 커넥터와 같이 접지되어 있다.
제2실시예에서의 플라즈마 발생모듈(160)은 전극(161), 금속링(163), RF 매칭기(162), RF 발생부(160a)를 포함하며, 전극(161)은 메인 방전챔버(120b) 외측면에 설치되어 전극으로 작용하며, 단차부(121)에 설치되는 금속링(163)이 접지전극으로 작용한다.
전극(161)과 RF 매칭코일(162)이 연결되고, RF 발생부(160a)와 금속링(163)도 접지전극으로 연결되어 방전에 의해 플라즈마를 발생시키게 된다.
메인 방전챔버(120b)와 방전영역1(120a) 사이 영역에서 플라즈마가 발생하게 되고, 플라즈마의 양전하는 접지전극으로 작용하는 금속링(163)에 충돌하여 스퍼터링 현상으로 인해 접지전극 물질을 방출하게 되지만, 금속링(163)은 단차부(121)에 장착되므로 금속링(163)에서 방출되는 오염물질은 커넥터(110)를 향하게 됨으로써 방전챔버(120) 내부로 유입되지 않게 되는 것이다.
즉, 본 제2실시예의 경우 차폐수단(150)은 방전챔버(120)의 구조적 특징인 단차부(121)를 형성함으로써 금속링(163)에서 방출되는 오염물질의 방출방향을 결정하여 줌으로써 방전챔버(120)의 오염을 방지하게 된다.
다음으로 본 발명의 제3실시예에 대해 설명하도록 하며, 도 6은 제3실시예에 대한 개념도이다.
제3실시예의 경우 방전챔버(120)는 방전영역1(120a)과 메인 방전챔버(120b)로 이루어지며, 방전영역1(120a)은 커넥터(110)의 일단과 연결되고, 방전영역1(120a)로부터 메인 방전챔버(120b)가 연장되고, 방전영역1(120a)의 외경은 메인 방전챔버(120b)의 외경보다 크게 형성되어 방전영역1(120a)의 끝단에는 단차부(121)가 형성된다.
그리고 제3실시예에서 차폐수단(150)으로 배플 플레이트(152)가 사용되는데, 배플 플레이트(152)는 방전영역1(120a) 내부에 설치되는 금속편(164)의 일면, 즉 메인 방전챔버(120b)를 향하는 면에 결합이 된다.
제3실시예에서는 배플 플레이트(152)가 차폐수단(150)으로 기능하게 된다.
그리고 플라즈마 발생모듈(160)은 전극(161), 금속편(164), RF 매칭코일(162), RF 발생부(160a)를 포함하며, 전극(161)은 메인 방전챔버(120b)측에 설치되고, 금속편(164)은 방전영역1(120a)의 중심부에 배치된다. 전극(161)과 RF 코일(162)은 연결되며, RF 발생부(160a)는 접지전극을 공유한다.
전기가 공급되면 플라즈마 발생모듈(160)에 의해 플라즈마가 생성되며, 접지전극으로 작용하는 금속편(164)에서 스퍼터링 현상으로 인해 오염물질이 방출된다.
이때 금속편(164)의 일면에 배플 플레이트(152)가 결합되기 때문에 배플 플레이트(152)가 설치된 반대면에서 오염물질이 방출되며, 그 방향상 오염물질은 방전챔버(120) 반대편으로 향하게 된다.
따라서 배플 플레이트(152)는 효과적인 차폐수단(150)으로 기능하게 되고, 방전챔버(120)로는 오염원이 유입되지 않아 오염을 억제하게 되는 것이다.
다음으로 본 발명의 제4실시예에 대해 설명하도록 한다.
본 발명의 제4실시예에서는 언급된 제1,2,3 실시예에 추가적으로 제2차폐수단(170)이 더 마련되도록 하는 것을 특징으로 한다. 즉, 제4실시예는 제1,2,3 실시예 각각에 제2차폐수단(170)이 더 결합되는 구성으로 이루어지는 것이다.
도 7은 제1실시예의 구성에 제2차폐수단이 장착되는 경우를 보여주는 예시도이며, 나머지 제2실시예 또는 제3실시예에서도 동일한 제2차폐수단이 적용될 수 있는 것이다.
제2차폐수단(170)은 윈도우(130)로 향하는 오염물질이 포집될 수 있도록 기능하게 되는데, Quartz 또는 세라믹 등의 내부식성 소재가 선택 사용될 수 있다. 윈도우(130)를 향하여 이동되는 오염물질이 제2차폐수단(170)에 의해 보다 원활히 포집되도록 하기 위해 오염물질의 이동경로를 변경시켜줄 필요가 있으며, 이를 위해 오염물질이 윈도우를 향하는 직선경로를 벗어나 굽어지도록 하기 위한 전자기장 발생부(180)가 제2차폐수단(170)의 앞쪽에 마련되도록 한다.
전자기장 발생부(180)는 자성체를 포함하게 되며, 전자기장을 발생시켜서 오염물질의 이동경로를 변경시키는 작용을 하고, 이에 따라 제2차폐수단(170)에서 오염물질은 걸리게 됨으로써 오염물질이 윈도우로 향하는 확률을 현격히 떨어뜨려 윈도우(130)의 오염을 억제하게 된다.
본 발명은 셀프 플라즈마 챔버 내부의 오염을 방지하기 위한 수단으로 사용되기에 적합하다.
10 : 공정 챔버 11 : 배기관
12 : 분기관
100 : 셀프 플라즈마 챔버
110 : 커넥터 111 : 플랜지
120 : 방전챔버
120a: 방전영역1 120b: 메인 방전챔버
121 : 단차부
130 : 윈도우 140 : 분광기
150 : 차폐수단
151 : 차폐링 151a: 관통구
152 : 배플 플레이트
160 : 플라즈마 발생모듈 160a: RF 발생부
161 : 전극 162 : RF 매칭코일
163 : 금속링 164 : 금속편
170 : 제2차폐수단 180 : 전자기장 발생부

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  7. 공정 챔버에서 발생되는 가스성분을 분석하기 위해 상기 공정 챔버의 배기관으로부터 분기된 분기관에 연결되는 셀프 플라즈마 챔버에 있어서,
    상기 셀프 플라즈마 챔버에서 발생되는 플라즈마의 양전하가 접지전극에 충돌하여 스퍼터링 현상으로 인해 발생되는 접지전극 물질이 방전챔버로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 하는 차폐수단이 마련되되, 상기 차폐수단은 상기 접지전극에 인접하여 설치되고,
    상기 셀프 플라즈마 챔버는,
    상기 분기관에 연결되되, 일단에 플랜지가 형성되어 상기 분기관에 접속되는 커넥터;
    상기 커넥터의 타단에 연결되는 비금속성 재질의 상기 방전챔버;
    상기 방전챔버의 끝단에 설치되는 윈도우; 및
    상기 방전챔버의 내부에서 플라즈마가 발생되도록 하기 위한 플라즈마 발생모듈;를 포함하여 이루어지며,
    상기 차폐수단은,
    상기 방전챔버가 결합되는 상기 커넥터의 단부에 인접하여 상기 방전챔버 내부로 돌출되는 형태로 설치되는 비금속성 재질의 차폐링이고,
    상기 차폐링은,
    원형을 이루되, 상기 방전챔버와 동심축을 형성하는 관통구가 형성되어 있으며,
    상기 차폐링은 하나로 이루어지거나 두 개 이상이 연이어 형성되되, 상기 관통구의 직경이 다른 복수개로 이루어지고,
    상기 차폐링은,
    상기 관통구의 직경이 다른 복수개가 이격거리를 두고 연이어 형성되는 원바디타입 이거나, 상기 관통구의 직경이 다른 개별 차폐링들이 이격거리를 두고 장착되는 것을 특징으로 하는 셀프 플라즈마 챔버의 오염 억제 장치.
  8. 공정 챔버에서 발생되는 가스성분을 분석하기 위해 상기 공정 챔버의 배기관으로부터 분기된 분기관에 연결되는 셀프 플라즈마 챔버에 있어서,
    상기 셀프 플라즈마 챔버에서 발생되는 플라즈마의 양전하가 접지전극에 충돌하여 스퍼터링 현상으로 인해 발생되는 접지전극 물질이 방전챔버로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 하는 차폐수단이 마련되되, 상기 차폐수단은 상기 접지전극에 인접하여 설치되고,
    상기 셀프 플라즈마 챔버는,
    상기 분기관에 연결되되, 일단에 플랜지가 형성되어 상기 분기관에 접속되는 커넥터;
    상기 커넥터의 타단에 연결되는 비금속성 재질의 상기 방전챔버;
    상기 방전챔버의 끝단에 설치되는 윈도우; 및
    상기 방전챔버의 내부에서 플라즈마가 발생되도록 하기 위한 플라즈마 발생모듈;를 포함하여 이루어지며,
    상기 방전챔버는,
    상기 커넥터와 연결되는 방전영역1;
    상기 방전영역1로부터 연장되어 형성되되, 상기 방전영역1의 외경보다 작은 외경을 가지게 되는 메인 방전챔버;로 이루어지되, 상기 메인 방전챔버와 연결되는 방전영역1의 끝단에는 단차부가 형성되고,
    상기 단차부에 금속링이 장착되고 상기 단차부가 상기 차폐수단으로 기능하게 되는 것을 특징으로 하는 셀프 플라즈마 챔버의 오염 억제 장치.
  9. 공정 챔버에서 발생되는 가스성분을 분석하기 위해 상기 공정 챔버의 배기관으로부터 분기된 분기관에 연결되는 셀프 플라즈마 챔버에 있어서,
    상기 셀프 플라즈마 챔버에서 발생되는 플라즈마의 양전하가 접지전극에 충돌하여 스퍼터링 현상으로 인해 발생되는 접지전극 물질이 방전챔버로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 하는 차폐수단이 마련되되, 상기 차폐수단은 상기 접지전극에 인접하여 설치되고,
    상기 셀프 플라즈마 챔버는,
    상기 분기관에 연결되되, 일단에 플랜지가 형성되어 상기 분기관에 접속되는 커넥터;
    상기 커넥터의 타단에 연결되는 비금속성 재질의 상기 방전챔버;
    상기 방전챔버의 끝단에 설치되는 윈도우; 및
    상기 방전챔버의 내부에서 플라즈마가 발생되도록 하기 위한 플라즈마 발생모듈;를 포함하여 이루어지며,
    상기 방전챔버는,
    상기 커넥터와 연결되는 방전영역1;
    상기 방전영역1로부터 연장되어 형성되되, 상기 방전영역1의 외경보다 작은 외경을 가지게 되는 메인 방전챔버;로 이루어지되, 상기 메인 방전챔버와 연결되는 방전영역1의 끝단에는 단차부가 형성되고,
    금속편이 상기 방전영역1 내부에 설치되며, 상기 메인 방전챔버를 향하는 일면에는 배플 플레이트가 결합되고, 상기 배플 플레이트가 차폐수단으로 기능하는 것을 특징으로 하는 셀프 플라즈마 챔버의 오염 억제 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생모듈은,
    상기 차폐링으로부터 상기 윈도우를 향하는 방향으로 이격되게 설치되는 전극과, RF 매칭코일 및 RF발생부를 포함하며, 상기 전극과 상기 RF 매칭코일은 연결되고, 상기 RF 발생부와 상기 커넥터가 접지전극을 공유하여 상기 커넥터가 접지전극 역할을 하게 되는 것을 특징으로 하는 셀프 플라즈마 챔버의 오염 억제 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생모듈은,
    상기 메인 방전챔버측에 설치되는 전극과, 상기 단차부에 설치되는 금속링, RF 매칭코일 및 RF발생부를 포함하되, 상기 전극과 RF 매칭코일은 연결되고, 상기 RF 발생부와 상기 금속링도 접지전극을 공유하여 연결되는 것을 특징으로 하는 셀프 플라즈마 챔버의 오염 억제 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생모듈은,
    상기 메인 방전챔버측에 설치되는 전극과, 상기 방전영역1 측에 마련되는 상기 금속편과, RF 매칭코일 및 RF발생부를 포함하되, 상기 전극과 상기 RF 매칭코일은 연결되고, 상기 RF 발생부와 상기 금속편도 접지전극을 공유하여 연결되는 것을 특징으로 하는 셀프 플라즈마 챔버의 오염 억제 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 전극과 상기 윈도우 사이 공간에 제2차폐수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 셀프 플라즈마 챔버의 오염 억제 장치.
  14. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 전극과 상기 윈도우 사이 공간에 제2차폐수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 셀프 플라즈마 챔버의 오염 억제 장치.




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