KR102079595B1 - 멀티 회전식 플라즈마 발생장치 - Google Patents

멀티 회전식 플라즈마 발생장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102079595B1
KR102079595B1 KR1020180084283A KR20180084283A KR102079595B1 KR 102079595 B1 KR102079595 B1 KR 102079595B1 KR 1020180084283 A KR1020180084283 A KR 1020180084283A KR 20180084283 A KR20180084283 A KR 20180084283A KR 102079595 B1 KR102079595 B1 KR 102079595B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rotating
coil
module
plasma
chucking unit
Prior art date
Application number
KR1020180084283A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200009647A (ko
Inventor
김병철
Original Assignee
아이엔이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아이엔이 주식회사 filed Critical 아이엔이 주식회사
Priority to KR1020180084283A priority Critical patent/KR102079595B1/ko
Publication of KR20200009647A publication Critical patent/KR20200009647A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102079595B1 publication Critical patent/KR102079595B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H01J37/3211—Antennas, e.g. particular shapes of coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32568—Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H01J37/32724—Temperature

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

멀티 회전식 플라즈마 발생장치가 개시되어 있다. 본 발명은, 챔버, 회전하는 플라즈마 코일, 상기 챔버의 상부에 설치되어 상기 플라즈마 코일을 회전시키는 상부회전모듈, 상기 챔버 내부에 설치되고 플라즈마 피가공물이 위치하는 척킹유니트 및 상기 척킹유니트를 회전시키기 위한 하부캐소드 모듈을 포함하는 멀티 회전식 플라즈마 발생장치에 있어서,
상기 플라즈마 코일을 적어도 2개 이상 설치하고, 각각의 플라즈마 코일을 회전시키기 위한 회전모듈이 각각의 플라즈마 코일에 개별적으로 연결되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

멀티 회전식 플라즈마 발생장치{MULTI ROTATION TYPE PLASMA GENERATING APPARATUS}
본 발명은 플라즈마 발생장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 플라즈마의 밀도가 불균일하여도 상부와 하부 플라즈마 소스를 회전시킴으로써 웨이퍼 시디의 균일도를 확보할 수 있도록 한 멀티 회전식 플라즈마 발생장치에 관한 것이다.
초고집적(ULSI; Ultra-Large Scale Integrate) 회로소자들의 제조기술은 지난 20 여년 간 눈부신 발전을 거듭하였다. 이는 극한의 기술이 요구되는 공정기술들을 수행할 수 있는 반도체 제조설비들이 뒷받침되었기 때문에 가능한 것이었다.
이들 반도체 제조설비들 중 하나인 플라즈마 챔버는, 주로 사용되던 식각(etching) 공정 이외에도, 적층(deposition) 공정, 불순물이온 도핑(doping) 공정 등에서 사용되는 등 그 적용범위를 점점 넓혀가고 있다.
플라즈마 챔버는 그 내부의 반응공간 내에 플라즈마를 형성시키고, 이 플라즈마를 이용하여 식각, 적층 등의 공정들을 수행하기 위한 반도체 제조설비이다.
이와 같은 프라즈마 챔버는, 그 내부의 반응공간 내에 플라즈마를 형성시키기 위한 플라즈마 소스를 구비한다. 플라즈마 소스의 대표적인 예로서, 용량성 결합 플라즈마(CCP; Capacitively Coupled Plasma) 소스와 유도성 결합 플라즈마(ICP; Inductively Coupled Plasma) 소스가 있다.
CCP 방식은 일본의 TEL(Tokyo electron)사와 미국의 LRC( Lam Research )사 등이 주도하며, ICP 방식은 미국의 AMT(Applied Materials)사와 LRC사가 주도한다.
ICP 방식은, 낮은 압력에서 플라즈마를 발생시킬 수 있는 장점과 플라즈마의 밀도가 우수하여 미세 회로 대응성이 좋다. 반면에, 안테나의 구조적인 문제에서 비롯된 플라즈마의 균일성 저하가 단점이다.
CCP 방식은 균일한 플라즈마를 발생하는 장점이 있지만, 전기장이 가공물에 직접 영향을 미쳐 미세 패턴에 손상을 줄 염려가 있다. 또한, ICP 방식에 비하여 플라즈마 밀도가 낮아 미세 패턴 형성에 불리하다. 또한, 대형 유리 기판에서 넓은 면적(7세대,8세대)에 높은 power를 인가함에 따라, 전극에 균일한 power전달이 어려울 뿐만 아니라, 높은 power에 따른 가공물 및 장치 손상이 발생한다.
플라즈마 불균일성으로 패턴 시디와 웨이퍼 가장자리에서의 패턴 시디도 불균일하게 형성되고, 이는 결국 소자의 신뢰성을 열화시키는 원인으로 작용한다.
1. 대한민국 등록특허 제10-1840294호 (2018.03.14) 2. 대한민국 등록특허 제10-1762230호 (2017.07.21) 3. 대한민국 등록특허 제10-1513255호 (2015.04.13)
본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 플라즈마 밀도가 불균일하여도 시디의 균일도를 확보할 수 있도록 한 멀티 회전식 플라즈마 발생장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 플라즈마 챔버 내에서의 플라즈마 밀도가 균일하게 분포될 수 있도록 한 멀티 회전식 플라즈마 발생장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 멀티 회전식 플라즈마 발생장치는, 챔버, 회전하는 플라즈마 코일, 상기 챔버의 상부에 설치되어 상기 플라즈마 코일을 회전시키는 상부회전모듈, 상기 챔버 내부에 설치되고 플라즈마 피가공물이 위치하는 척킹유니트 및 상기 척킹유니트를 회전시키기 위한 하부캐소드 모듈을 포함하는 멀티 회전식 플라즈마 발생장치에 있어서,
상기 플라즈마 코일을 적어도 2개 이상 설치하고, 각각의 플라즈마 코일을 회전시키기 위한 회전모듈이 각각의 플라즈마 코일에 개별적으로 연결되어 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 플라즈마 코일은 회전내부코일과 회전외부코일을 포함하고,
상기 상부회전모듈은, 상기 회전내부코일을 회전시키기 위하여, 상기 회전내부코일에 연결되는 내부회전모듈; 상기 내부회전모듈을 구동시키기 위한 내부코일 회전모터; 상기 회전외부코일을 회전시키기 위하여, 상기 회전내부코일에 연결되는 외부회전모듈; 및 상기 외부회전모듈을 구동시키기 위한 외부코일 회전모터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 회전내부코일의 일단에는 상기 내부회전모듈로부터 연장되는 내부 RF파워라인이 연결되고, 상기 회전내부코일의 타단에는 상기 내부회전모듈로부터 연장되는 내부 그라운드 라인이 연결되고,
상기 회전외부코일의 일단에는 상기 외부회전모듈로부터 연장되는 외부 RF파워라인이 연결되고, 상기 회전외부코일의 타단에는 상기 외부회전모듈로부터 연장되는 외부 그라운드 라인이 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 회전내부코일과 회전외부코일은 동일한 방향 또는 서로 다른 방향으로 회전할 수 있고, 각각의 회전수를 다르게 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 플라즈마 코일은 내부코일, 중간코일 및 외부코일을 포함하고,
상기 내부코일에는 제 1회전모듈이 연결되고, 상기 중간코일에는 제 2회전모듈이 연결되며, 상기 외부코일에는 제 3회전모듈이 연결되며,
상기 제 1, 2, 3 회전모듈의 회전방향은 동일하거나 반대방향일 수 있으며, 그에 따라 내부코일, 중간코일 및 외부코일의 회전방향도 동일하거나 반대방향일 수 있는 것을 특징으로 한다.
하부캐소드 모듈은, 상기 척킹유니트를 회전시키기 위해서, 상기 척킹유니트와 결합되어 그 하부로 설치되는 척킹유니트 회전모듈; 상기 척킹유니트 회전모듈을 회전시키기 위하여, 상기 척킹유니트 회전모듈에 연결되는 제 1회전서보모터; 상기 척킹유니트 회전모듈의 내부에 회전가능하게 삽입되는 하부회전모듈; 및 상기 하부회전모듈을 회전시키기 위하여, 상기 하부회전모듈에 연결되는 제 2회전서보모터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 하부회전모듈은 상기 척킹유니트의 저면부에 인접한 상부에 온도조절부를 구비하고, 상기 온도조절부는 웨이퍼에 열을 가하기 위한 히팅장치와, 척킹유니트를 냉각시키기 위한 냉각장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 하부회전모듈의 상부면과 상기 척킹유니트의 저면부 사이의 이격된 부분에 액체금속부를 구비하고, 상기 액체금속부의 내부에는 액체금속이 충진되는 것을 특징으로 한다.
상기 액체금속은 갈륨합금이며, 바람직하게는 갈린스탄인 것을 특징으로 한다.
상기 척킹유니트 회전모듈과 하부회전모듈의 접하는 벽면에는 하나 이상의 베어링이 지지될 수 있고, 상기 하부회전모듈의 상부 측면과 상기 척킹유니트 회전모듈의 상부 내측면 사이에는 시일부재가 장착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 멀티 회전식 플라즈마 소스는, 상부와 하부로 구성하며 공정 중 상부와 하부가 독립적으로 회전할 수 있는 구조로서, 플라즈마의 밀도가 불균일하여도 상부와 하부 플라즈마 소스를 개별적으로 회전시킴으로써, 공정 웨이퍼 시디의 균일도를 확보할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 플라즈마 소스코일을 복수로 배치하고, 각각의 플라즈마 소스코일을 별도의 회전모듈을 통해서 각각 서로 다른 방향으로 회전시키거나 회전수를 달리 하여 회전시킴으로써, 플라즈마 챔버 내에서의 플라즈마 밀도를 균일하게 분포시킬 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 시디의 균일도 확보를 위해서, 플라즈마 챔버 내에서의 플라즈마 밀도가 균일하게 분포될 수 있도록 플라즈마 밀도를 정밀하게 제어할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 멀티 회전식 플라즈마 발생장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 멀티 회전식 플라즈마 발생장치의 상부회전모듈과 플라즈마 코일의 연결관계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 구조를 프라즈마 코일을 구체적으로 도시하여 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 멀티 회전식 플라즈마 발생장치에서 발생한 플라즈마의 강도를 도식적으로 표시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 멀티 회전식 플라즈마 발생장치에서 플라즈마 코일의 다른 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 멀티 회전식 플라즈마 발생장치에서 하부캐소드 모듈을 상세하게 도시한 단면도이다.
도 7은 도 6에서 주요부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 멀티 회전식 플라즈마 발생장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 멀티 회전식 플라즈마 발생장치의 상부회전모듈과 플라즈마 코일의 연결관계를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 3은 도 2의 구조를 프라즈마 코일을 구체적으로 도시하여 나타낸 개략도이다.
도 1을 참조하면, 챔버(10), 회전하는 플라즈마 코일(20), 상기 챔버(10)의 상부에 설치되어 상기 플라즈마 코일(20)을 회전시키는 상부회전모듈(100)이 마련된다. 챔버(10)에는 웨이퍼용 척킹유니트(30)가 마련된다. 플라즈마 가공되는 가공물로서 웨이퍼, 기판 등이 척킹유니트(30)에 놓여진다.
플라즈마를 활성화시키는데 적당한 아르곤(Ar) 등의 반응 가스가 챔버(10) 내에 공급될 수 있다. 챔버(10) 내로 유입된 반응 가스는 플라즈마 코일(20)에서 생성된 전자기장에 의하여 플라즈마 상태로 여기된다.
플라즈마 코일(20)은 ICP 방식에서는 챔버(10)의 외부에 설치되고, 도시되지 않은 CCP 방식에서는 챔버(10)의 내부에 설치될 수 있다. 전자기장이 생성되도록 플라즈마 코일(20)에는 고주파 RF 전원이 인가될 수 있다.
플라즈마 코일(20)은 챔버(10)의 상부에 마련될 수 있다.
척킹유니트(30)는 챔버(10) 내에 마련될 수 있다. 척킹유니트(30)에 지지된 가공물이 플라즈마 처리되도록 척킹유니트(30)는 플라즈마 코일(20)에 대면될 수 있다. 일 실시예로서, 척킹유니트(30)에 전압이 인가되면 정전 척(ESC: electrostatic chuck)이 되며, 정전 척은 플라즈마 코일(20)과 함께 챔버(10) 수용 공간에 플라즈마 분위기를 생성하거나 가공물을 척킹유니트(30)에 정전기적으로 부착시킨다.
정전 척(ESC)는 캐패시터의 대전된 두 극판 사이에서 인력이 발생하는 이론에 근거하여 제작 상용화된 것으로서, 정전 척은 척위에 올려져 있는 웨이퍼를 잡고 있을 만큼 충분한 힘(force)를 발생시킬 수 있어야 한다. 즉, 웨이퍼 백사이드에서 5∼15 Torr의 압력으로 웨이퍼를 쿨링시키기 위해서 공급되는 헬륨(Helium)의 힘(force)보다 더 강해야 하는 것이다.
플라즈마 상태로 여기된 반응 가스가 가공물을 균일하게 타격하거나 가공물에 균일하게 흡착되려면, 균일한 플라즈마 또는 균일한 전자기장이 형성되어야 한다.
본 발명에 따른 멀티 회전식 플라즈마 발생장치는 플라즈마 코일(20)을 복수의 코일부로 형성하는 것을 큰 특징으로 하고 있습니다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 플라즈마 코일(20)은 회전내부코일(113)과 회전외부코일(123)을 포함할 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이 내부코일(151), 중간코일(152) 및 외부코일(153)을 포함할 수도 있다. 물론, 도시되지는 않았지만, 챔버 내의 플라즈마 균일도를 향상시킬 수 있다면, 다양한 형태의 코일 또는 복수의 코일이 설치될 수도 있는 것이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에서의 상부회전모듈은, 상기 회전내부코일(113)을 회전시키기 위하여, 상기 회전내부코일(113)에 연결되는 내부회전모듈(111)과, 상기 내부회전모듈(111)을 구동시키기 위한 내부코일 회전모터(110)를 구비한다.
또한, 상부회전모듈은 상기 회전외부코일(123)을 회전시키기 위하여, 상기 회전내부코일(123)에 연결되는 외부회전모듈(121)과, 상기 외부회전모듈(121)을 구동시키기 위한 외부코일 회전모터(120)를 구비한다.
상기 회전내부코일(113)의 일단에는 상기 내부회전모듈(111)로부터 연장되는 내부 RF파워라인(115)이 연결되고, 상기 회전내부코일(113)의 타단에는 상기 내부회전모듈(111)로부터 연장되는 내부 그라운드 라인(117)이 연결된다.
또한, 상기 회전외부코일(123)의 일단에는 상기 외부회전모듈(121)로부터 연장되는 외부 RF파워라인(125)이 연결되고, 상기 회전외부코일(123)의 타단에는 상기 외부회전모듈(121)로부터 연장되는 외부 그라운드 라인(127)이 연결된다.
상기 회전내부코일(113)과 회전외부코일(123)의 회전방향 및 회전수에 대하여 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
1. 회전내부코일(113)이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하고, 회전외부코일(123)이 반시계방향 또는 시계방향으로 회전할 수 있다.
이때, 상기 회전내부코일(113)의 회전수와 회전외부코일(123)의 회전수는 동일하거나 상이할 수 있다.
2. 회전내부코일(113)이 동일한 방향으로 회전할 수 있다.
이때, 상기 회전내부코일(113)의 회전수와 회전외부코일(123)의 회전수는 서로 상이하게 회전하는 것이 바람직하다.
상기 상부회전모듈(100)의 상부에는 RF매치(130)가 결합되어 있으며, 상기 RF매치(130)는 상부 플라즈마 코일이나 상부회전모듈(100)에 RF파워를 공급하는 역할을 한다.
도 4는 본 발명에 따른 멀티 회전식 플라즈마 발생장치에서 발생한 플라즈마의 강도를 도식적으로 표시한 도면이다.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 만약에 하나의 코일(예, 내부코일)만 제공된다고 하면, 상기 챔버에 제공되는 플라즈마의 강도(Intensity)는 중간부분이 높고 양측면이 그 보다 낮게 나타나서, 시디나 웨이퍼의 플라즈마 처리시 불균일한 플라즈마 처리가 될 수 있었다.
그러나, 본 발명에서와 같이, 복수의 코일을 형성하고, 그 각각의 코일들을 다른 방향으로 회전시키거나, 동일한 방향으로 회전시키면서 회전수를 달리 제공함으로써, 챔버 내의 플라즈마 균일도를 크게 향상시킬 수 있는 것이다.
본 발명의 구조에서 나타날 수 있는 플라즈마 강도는 도 4의 (a)와 (b)가 합쳐저서 (c)와 같은 균일한 강도를 얻을 수 있는 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 코일(20)은 내부코일(151), 중간코일(152) 및 외부코일(153)을 포함할 수도 있다. 상기 내부코일(151)에는 제 1회전모듈(141)이 연결되고, 상기 중간코일(152)에는 제 2회전모듈(142)가 연결되며, 상기 외부코일(153)에는 제 3회전모듈(143)이 연결된다.
이때, 상기 제 1, 2, 3 회전모듈의 회전방향은 동일하거나 반대방향일 수 있으며, 그에 따라 내부코일, 중간코일 및 외부코일의 회전방향도 동일하거나 반대방향일 수 있는 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 멀티 회전식 플라즈마 발생장치에서 하부캐소드 모듈을 상세하게 도시한 단면도이고, 도 7은 도 6에서 주요부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하여 하부캐소드 모듈을 설명하면, 상기 척킹유니트(30)을 회전시키기 위해서, 상기 척킹유니트(30)와 결합되어 그 하부로 척킹유니트 회전모듈(31)이 설치되고, 상기 척킹유니트 회전모듈(31)의 소정위치에는 제 1회전서보모터(33)와 연결되어 있다. 상기 제 1회전서보모터(33)는 상기 척킹유니트 회전모듈(31)을 회전시킬 수 있는 것이다. 따라서, 상기 척킹유니트 회전모듈(31)은 상기 제 1회전서보모터(33)의 제어에 의해서 회전방향 또는 회전수를 다양하게 조절하면서 회전될 수 있는 것이며, 최종적으로 척킹유니트(30)을 회전시킬 수 있는 것이다. 상기 제 1회전서보모터(33)는 1∼5,000rpm의 범위 내에서 제어부를 통해서 회전될 수 있다.
상기 척킹유니트 회전모듈(31)의 외주부에는 절연을 위한 인슐레이터(61)가 장착된다.
상기 척킹유니트 회전모듈(31)의 내부에는 하부회전모듈(40)이 회전가능하게 삽입되어 있다. 상기 척킹유니트 회전모듈(31)과 하부회전모듈(40)의 접하는 벽면에는 하나 이상의 베어링(65)이 지지될 수 있다.
상기 하부회전모듈(40)은 그 하단에서 제 2회전서보모터(45)와 연결되어 있는데, 상기 제 2회전서보모터(45)는 상기 하부회전모듈(40)을 회전시킬 수 있는 것이다.
상기 하부회전모듈(40)는 그 상부, 즉 상기 척킹유니트(30)의 저면부에 인접한 곳에 온도조절부(41)를 구비하고, 그 상부로부터 하부까지 내부를 관통하여 RF파워라인(43)이 설치되어 있다.
상기 온도조절부(41)에는 웨이퍼에 열을 가하기 위한 히팅장치와, 척킹유니트(30)을 냉각시키기 위한 냉각장치(chiller)가 구비된다. 상기 온도조절부를 통하여 웨이퍼의 온도를 제어함으로써, 균일한 밀도의 플라즈마 처리가 될 수 있도록 하는 것이다.
또한, 산화공정(Oxide process)일 경우에, 상기 RF 파워라인(43)은 바이어스 파워(bias power) 500kHz∼100MHz)를 제공하고, 최적 주파수는 3.2Mhz/60Mhz로 한다.
폴리 에칭공정(Poly Etch process)일 경우에는, 상기 RF 파워라인(43)은 바이어스 파워(bias power) 10MHz∼27MHz)를 제공하고, 최적 주파수는 13.56Mhz로 한다.
또한, 상기 제 1회전서보모터(33)와 제 2회전서보모터(45)에는 각각 회전방향과 회전수를 제어하기 위한 제어부(미도시)가 별도로 제공될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하부회전모듈(40)의 상부면과 상기 척킹유니트(30)의 저면부는 상호간에 이격되어 배치되며, 상기 하부회전모듈(40)의 상부 측면과 상기 척킹유니트 회전모듈(31)의 상부 내측면 사이에는 시일부재(63)가 장착되어 있다. 그리고, 상기 하부회전모듈(40)의 상부면과 상기 척킹유니트(30)의 저면부는 상호간에 이격된 부분을 액체금속부(70)로 하고, 상기 액체금속부(70)의 내부에는 액체금속이 충진되어 있다.
상기 시일부재(63)을 통해서 상기 액체금속부(70) 내부에 액체금속이 충진될 수 있으며, 외부로 누출되지 않을 수 있는 것이다.
상기 액체금속은 예를들어, 갈륨합금일 수 있으며, 상온(8∼25℃)에서는 액체상태인 것이다. 보다 바람직하게는, 상기 액체금속은 갈린스탄 합금(어는점 -19℃)일 수 있다.
상기 액체금속은 상기 척킹유니트(30)과 하부회전모듈(40)의 회전시에 마찰을 최소화시키고, 상기 하부회전모듈(40)의 상부에 위치한 온도조절부(41)로부터 상기 척킹유니트(30)로의 열전달 효율성을 극대화시키는 역할을 한다.
또한, 척킹유니트 파워입력부(50)가 추가로 설치되어서, 상기 척킹유니트(30)에 고전력을 제공하고 웨이퍼 백사이드 헬륨 가스를 주입하는 기능을 한다.
이하, 본 발명에 따른 플라즈마 공정장비의 하부캐소드 모듈의 동작에 대하여 상세히 설명한다.
상기 척킹유니트(30)와 연결된 척킹유니트 회전모듈(31)과, 온도조절부(41)를 상부에 구비하는 하부회전모듈(40)을 각각 고정, 시계방향 회전 또는 반시계방향 회전될 수 있으며, 그 회전수를 제어할 수도 있는 것이다.
예를 들면, 상기 척킹유니트 회전모듈(31)이 반시계방향으로 회전하고, 하부회전모듈(40)이 시계방향으로 회전할 수 있고, 이때 각각의 회전수를 조절할 수 있다.
역으로, 상기 척킹유니트 회전모듈(31)이 시계방향으로 회전하고, 하부회전모듈(40)이 반시계방향으로 회전할 수 있고, 이때도 각각의 회전수를 조절할 수 있다.
한편, 상기 척킹유니트 회전모듈(31)이 고정되고, 하부회전모듈(40)이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있다. 반대로, 상기 척킹유니트 회전모듈(31)이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하고, 하부회전모듈(40)이 고정될 수도 있다.
그리고, 상기 척킹유니트 회전모듈(31)과 하부회전모듈(40)이 동일한 방향으로 회전하면서, 각각의 회전수를 달리하여 회전할 수도 있는 것이다.
이러한 제어를 통해서, 공정조건을 최적화할 수 있고, 공정의 균일도를 우수하게 할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 챔버
20: 플라즈마 코일 30: 척킹유니트
31: 척킹유니트 회전모듈 33: 제 1회전서보모터
40: 하부회전모듈 41: 온도조절부
43: RF파워라인 45: 제 2회전서보모터
50: 척킹유니트 파워 입력부 61: 인슐레이터
63: 시일부재 65: 베어링
70: 액체금속부 100: 상부회전모듈
110: 내부코일 회전모터 111: 내부회전모듈
113: 회전내부코일 115: 내부 RF파워라인
117: 내부 그라운드 라인 120: 외부코일 회전모터
121: 외부회전모듈 123: 회전외부코일
125: 외부 RF파워라인 127: 외부 그라운드 라인
130: RF 매치

Claims (10)

  1. 챔버, 회전하는 플라즈마 코일, 상기 챔버의 상부에 설치되어 상기 플라즈마 코일을 회전시키는 상부회전모듈, 상기 챔버 내부에 설치되고 플라즈마 피가공물이 위치하는 척킹유니트 및 상기 척킹유니트를 회전시키기 위한 하부캐소드 모듈을 포함하는 멀티 회전식 플라즈마 발생장치에 있어서,
    상기 플라즈마 코일을 적어도 2개 이상 설치하고, 각각의 플라즈마 코일을 회전시키기 위한 회전모듈이 각각의 플라즈마 코일에 개별적으로 연결되어 설치되고,
    상기 하부캐소드 모듈은,
    상기 척킹유니트를 회전시키기 위해서, 상기 척킹유니트와 결합되어 그 하부로 설치되는 척킹유니트 회전모듈;
    상기 척킹유니트 회전모듈을 회전시키기 위하여, 상기 척킹유니트 회전모듈에 연결되는 제 1회전서보모터;
    상기 척킹유니트 회전모듈의 내부에 회전가능하게 삽입되는 하부회전모듈; 및
    상기 하부회전모듈을 회전시키기 위하여, 상기 하부회전모듈에 연결되는 제 2회전서보모터;를 포함하며,
    상기 하부회전모듈은 상기 척킹유니트의 저면부에 인접한 상부에 온도조절부를 구비하고,
    상기 하부회전모듈의 상부면과 상기 척킹유니트의 저면부 사이의 이격된 부분에 액체금속부를 구비하고, 상기 액체금속부의 내부에는 액체금속이 충진되는 것을 특징으로 하는 멀티 회전식 플라즈마 발생장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 플라즈마 코일은 회전내부코일과 회전외부코일을 포함하고,
    상기 상부회전모듈은,
    상기 회전내부코일을 회전시키기 위하여, 상기 회전내부코일에 연결되는 내부회전모듈;
    상기 내부회전모듈을 구동시키기 위한 내부코일 회전모터;
    상기 회전외부코일을 회전시키기 위하여, 상기 회전내부코일에 연결되는 외부회전모듈; 및
    상기 외부회전모듈을 구동시키기 위한 외부코일 회전모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 회전식 플라즈마 발생장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 회전내부코일의 일단에는 상기 내부회전모듈로부터 연장되는 내부 RF파워라인이 연결되고, 상기 회전내부코일의 타단에는 상기 내부회전모듈로부터 연장되는 내부 그라운드 라인이 연결되고,
    상기 회전외부코일의 일단에는 상기 외부회전모듈로부터 연장되는 외부 RF파워라인이 연결되고, 상기 회전외부코일의 타단에는 상기 외부회전모듈로부터 연장되는 외부 그라운드 라인이 연결되는 것을 특징으로 하는 멀티 회전식 플라즈마 발생장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 회전내부코일과 회전외부코일은 동일한 방향 또는 서로 다른 방향으로 회전할 수 있고, 각각의 회전수를 다르게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 멀티 회전식 플라즈마 발생장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 플라즈마 코일은 내부코일, 중간코일 및 외부코일을 포함하고,
    상기 내부코일에는 제 1회전모듈이 연결되고, 상기 중간코일에는 제 2회전모듈이 연결되며, 상기 외부코일에는 제 3회전모듈이 연결되며,
    상기 제 1, 2, 3 회전모듈의 회전방향은 동일하거나 반대방향일 수 있으며, 그에 따라 내부코일, 중간코일 및 외부코일의 회전방향도 동일하거나 반대방향일 수 있는 것을 특징으로 하는 멀티 회전식 플라즈마 발생장치.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 온도조절부는 웨이퍼에 열을 가하기 위한 히팅장치와, 척킹유니트를 냉각시키기 위한 냉각장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 회전식 플라즈마 발생장치.
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 액체금속은 갈륨합금이며, 갈린스탄인 것을 특징으로 하는 멀티 회전식 플라즈마 발생장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 척킹유니트 회전모듈과 하부회전모듈의 접하는 벽면에는 하나 이상의 베어링이 지지될 수 있고,
    상기 하부회전모듈의 상부 측면과 상기 척킹유니트 회전모듈의 상부 내측면 사이에는 시일부재가 장착되는 것을 특징으로 하는 멀티 회전식 플라즈마 발생장치.
KR1020180084283A 2018-07-19 2018-07-19 멀티 회전식 플라즈마 발생장치 KR102079595B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180084283A KR102079595B1 (ko) 2018-07-19 2018-07-19 멀티 회전식 플라즈마 발생장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180084283A KR102079595B1 (ko) 2018-07-19 2018-07-19 멀티 회전식 플라즈마 발생장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200009647A KR20200009647A (ko) 2020-01-30
KR102079595B1 true KR102079595B1 (ko) 2020-04-07

Family

ID=69321647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180084283A KR102079595B1 (ko) 2018-07-19 2018-07-19 멀티 회전식 플라즈마 발생장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102079595B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11538660B2 (en) 2020-11-03 2022-12-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Plasma processing apparatus and method of fabricating semiconductor device using same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101840295B1 (ko) * 2016-11-23 2018-03-20 (주)얼라이드 테크 파인더즈 제1 안테나 및 제2 안테나를 포함하는 플라즈마 장치

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10135315A (ja) * 1996-10-29 1998-05-22 Tokyo Electron Ltd 試料載置台の温度制御装置及び検査装置
KR100943090B1 (ko) * 2007-12-07 2010-02-18 주식회사 시스넥스 대면적 화학기상증착기용 유도가열장치
KR101358373B1 (ko) * 2012-07-23 2014-02-13 한미반도체 주식회사 반도체 제조용 척테이블장치 및 이를 갖춘 반도체 제조장치
KR101513255B1 (ko) 2013-11-18 2015-04-17 (주)얼라이드 테크 파인더즈 플라즈마 장치
KR102446732B1 (ko) * 2015-09-02 2022-09-26 주성엔지니어링(주) 기판 처리장치 및 그 작동방법
KR101762230B1 (ko) 2015-09-09 2017-08-03 (주)얼라이드 테크 파인더즈 Rf 전원부를 갖는 플라즈마 장치
KR101840294B1 (ko) 2016-11-24 2018-03-20 (주)얼라이드 테크 파인더즈 Ccp 플라즈마 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101840295B1 (ko) * 2016-11-23 2018-03-20 (주)얼라이드 테크 파인더즈 제1 안테나 및 제2 안테나를 포함하는 플라즈마 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11538660B2 (en) 2020-11-03 2022-12-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Plasma processing apparatus and method of fabricating semiconductor device using same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200009647A (ko) 2020-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI814763B (zh) 蝕刻設備及方法
JP6449674B2 (ja) プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
KR100619112B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
JP5759718B2 (ja) プラズマ処理装置
KR100663351B1 (ko) 플라즈마 처리장치
TWI522013B (zh) Plasma processing device and plasma processing method
KR101658304B1 (ko) 기판 처리 장치
TWI598461B (zh) 基板處理裝置及成膜方法
TW201923948A (zh) 具有電浮電源供應的基板支撐件
KR102575644B1 (ko) 플라즈마 처리 장치, 정전 흡착 방법 및 정전 흡착 프로그램
US20170018407A1 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
US5431769A (en) Method and system for plasma treatment
US20060081559A1 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
KR102079595B1 (ko) 멀티 회전식 플라즈마 발생장치
KR102100402B1 (ko) 플라즈마 공정장비의 하부캐소드 모듈
KR101840295B1 (ko) 제1 안테나 및 제2 안테나를 포함하는 플라즈마 장치
JP2006278652A (ja) 基板処理装置
TWI774132B (zh) 用於加工基材的設備
KR102427971B1 (ko) 플라즈마 처리 방법
JP4287579B2 (ja) プラズマ処理装置及び方法
JP7111380B2 (ja) スパッタ装置及びこれを用いた成膜方法
KR101327487B1 (ko) 플라즈마 처리장치
US20230197414A1 (en) Substrate treating apparatus and method thereof
JP4780202B2 (ja) プラズマ処理装置
KR100902619B1 (ko) 기판 처리장치 및 그 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right