KR102100402B1 - Bottom cathode module of plasma process apparatus - Google Patents

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Abstract

플라즈마 공정장비의 하부캐소드 모듈이 개시되어 있다. 본 발명은, 챔버, 회전하는 플라즈마 코일, 상기 챔버의 상부에 설치되어 상기 플라즈마 코일을 회전시키는 상부회전모듈을 포함하는 플라즈마 공정장비의 하부캐소드 모듈에 있어서,
상기 챔버 내부에 설치되고, 플라즈마 피가공물이 위치하는 척킹유니트; 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.A lower cathode module of plasma processing equipment is disclosed. In the present invention, the lower cathode module of the plasma processing equipment including a chamber, a rotating plasma coil, and an upper rotating module installed on the upper portion of the chamber to rotate the plasma coil,
A chucking unit installed inside the chamber and in which a plasma workpiece is located; In order to rotate the chucking unit, a chucking unit rotation module coupled to the chucking unit and installed under the chucking unit; A first rotating servo motor connected to the chucking unit rotating module to rotate the chucking unit rotating module; A lower rotation module rotatably inserted into the chucking unit rotation module; And a second rotating servo motor connected to the lower rotating module to rotate the lower rotating module.

Description

플라즈마 공정장비의 하부캐소드 모듈{BOTTOM CATHODE MODULE OF PLASMA PROCESS APPARATUS}Bottom cathode module of plasma processing equipment {BOTTOM CATHODE MODULE OF PLASMA PROCESS APPARATUS}

본 발명은 플라즈마 공정장비의 하부캐소드 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 플라즈마 공정 중 웨이퍼의 온도가 불균일하여도 시디 및 에칭 균일도를 가질 수 있도록 한 플라즈마 공정장비의 하부캐소드 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a lower cathode module of the plasma processing equipment, and more particularly, to a lower cathode module of the plasma processing equipment so that it has a CD and etching uniformity even when the wafer temperature is non-uniform during the plasma processing.

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.The manufacturing technology of Ultra-Large Scale Integrate (ULSI) circuit devices has made remarkable progress over the past 20 years. This was possible because semiconductor manufacturing facilities capable of performing process technologies requiring extreme technology were supported.

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.Plasma chamber, which is one of these semiconductor manufacturing facilities, is gradually expanding its application range, such as being used in a deposition process, an impurity ion doping process, etc., in addition to an etching process that is mainly used.

플라즈마 챔버는 그 내부의 반응공간 내에 플라즈마를 형성시키고, 이 플라즈마를 이용하여 식각, 적층 등의 공정들을 수행하기 위한 반도체 제조설비이다.The plasma chamber is a semiconductor manufacturing facility for forming plasma in a reaction space therein and performing processes such as etching and lamination using the plasma.

이와 같은 플라즈마 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. Such a plasma chamber is provided with a plasma source for forming plasma in the reaction space therein. Typical examples of plasma sources include capacitively coupled plasma (CCP) sources and inductively coupled plasma (ICP) sources.

CCP 방식은 일본의 TEL(Tokyo electron)사와 미국의 LRC( Lam Research )사 등이 주도하며, ICP 방식은 미국의 AMT(Applied Materials)사와 LRC사가 주도한다.The CCP method is led by TEL (Tokyo electron) in Japan and Lam Research (LRC) in the US, and the ICP method is led by Applied Materials (AMT) and LRC in the US.

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.The ICP method has the advantage of being able to generate plasma at low pressure and the density of the plasma is excellent, so that the microcircuit response is good. On the other hand, a decrease in the uniformity of plasma resulting from the structural problem of the antenna is a disadvantage.

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.The CCP method has the advantage of generating a uniform plasma, but there is a concern that the electric field directly affects the workpiece and damage the fine pattern. In addition, the plasma density is lower than that of the ICP method, which is disadvantageous for fine pattern formation. In addition, as a high power is applied to a large area (7th and 8th generations) in a large glass substrate, uniform power transmission to the electrode is difficult, and damage to a workpiece and device due to high power occurs.

플라즈마 불균일성으로 패턴 시디와 웨이퍼 가장자리에서의 패턴 시디도 불균일하게 형성되고, 이는 결국 소자의 신뢰성을 열화시키는 원인으로 작용한다.The pattern CD and the pattern CD at the edge of the wafer are also formed non-uniformly due to plasma non-uniformity, which in turn acts as a cause of deteriorating device reliability.

1. 대한민국 등록특허 제10-1840294호 (2018.03.14)1. Republic of Korea Registered Patent No. 10-1840294 (2018.03.14) 2. 대한민국 등록특허 제10-1762230호 (2017.07.21)2. Republic of Korea Registered Patent No. 10-1762230 (2017.07.21) 3. 대한민국 등록특허 제10-1513255호 (2015.04.13)3. Republic of Korea Registered Patent No. 10-1513255 (2015.04.13)

본 발명의 목적은 플라즈마공정 중에서 웨이퍼의 온도가 불균일하여도 웨이퍼 척킹 모듈과 웨이퍼 온도제어모듈을 각각 또는 함께 회전시킴으로써 시디 및 에칭 균일도를 갖도록 할 수 있는 플라즈마 공정장비의 하부캐소드 모듈을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a lower cathode module of plasma processing equipment that can have a CD and etching uniformity by rotating the wafer chucking module and the wafer temperature control module respectively or even when the wafer temperature is non-uniform in the plasma process. .

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플라즈마 공정장비의 하부캐소드 모듈은, 챔버, 회전하는 플라즈마 코일, 상기 챔버의 상부에 설치되어 상기 플라즈마 코일을 회전시키는 상부회전모듈을 포함하는 플라즈마 공정장비의 하부캐소드 모듈에 있어서,In order to achieve the above object, the lower cathode module of the plasma processing equipment according to the present invention includes a chamber, a rotating plasma coil, and an upper rotating module installed on the upper portion of the chamber to rotate the plasma coil. In the lower cathode module,

상기 챔버 내부에 설치되고, 플라즈마 피가공물이 위치하는 척킹유니트; 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.A chucking unit installed inside the chamber and in which a plasma workpiece is located; In order to rotate the chucking unit, a chucking unit rotation module coupled to the chucking unit and installed under the chucking unit; A first rotating servo motor connected to the chucking unit rotating module to rotate the chucking unit rotating module; A lower rotation module rotatably inserted into the chucking unit rotation module; And a second rotating servo motor connected to the lower rotating module to rotate the lower rotating module.

상기 제 1회전서보모터와 제 2회전서보모터는 각각 회전방향 또는 회전수를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The first rotation servo motor and the second rotation servo motor each include a control unit for controlling the rotation direction or the number of rotations.

상기 하부회전모듈은 상기 척킹유니트의 저면부에 인접한 상부에 온도조절부를 구비하고, The lower rotation module is provided with a temperature control unit in the upper portion adjacent to the bottom surface of the chucking unit,

상기 온도조절부는 웨이퍼에 열을 가하기 위한 히팅장치와, 척킹유니트를 냉각시키기 위한 냉각장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.The temperature control unit is characterized in that it comprises a heating device for applying heat to the wafer, and a cooling device for cooling the chucking unit.

상기 하부회전모듈의 상부면과 상기 척킹유니트의 저면부 사이의 이격된 부분에 액체금속부를 구비하고, 상기 액체금속부의 내부에는 액체금속이 충진되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that a liquid metal portion is provided in a spaced portion between the upper surface of the lower rotation module and the bottom portion of the chucking unit, and a liquid metal is filled in the liquid metal portion.

상기 액체금속은 갈륨합금이며, 바람직하게는 갈린스탄인 것을 특징으로 한다.The liquid metal is a gallium alloy, preferably characterized in that it is galinstan.

상기 척킹유니트 회전모듈과 하부회전모듈의 접하는 벽면에는 하나 이상의 베어링이 지지될 수 있고,One or more bearings may be supported on the wall surface of the chucking unit rotating module and the lower rotating module,

상기 하부회전모듈의 상부 측면과 상기 척킹유니트 회전모듈의 상부 내측면 사이에는 시일부재가 장착되는 것을 특징으로 한다.A sealing member is mounted between the upper side of the lower rotating module and the upper inner surface of the chucking unit rotating module.

상기 척킹유니트 회전모듈의 외주부에는 절연을 위한 인슐레이터가 추가로 설치되는 것을 특징으로 한다.The outer peripheral portion of the chucking unit rotating module is characterized in that an insulator for insulation is additionally installed.

본 발명에 따르면, 플라즈마공정장비에 있어서 웨이퍼 척킹모듈과 웨이퍼온도제어모듈을 별도로 분리하여 그들을 각각 회전시키거나, 어느 하나의 모듈만을 회전시키도록 제어함으로써, 웨이퍼의 온도가 불균일하여도 시디 및 에칭 균일도를 가질 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, in the plasma processing equipment, by separating the wafer chucking module and the wafer temperature control module separately and rotating them, or controlling to rotate only one module, CD and etching uniformity even when the wafer temperature is non-uniform. It is possible to obtain the effect of having.

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.In addition, according to the present invention, in order to secure the uniformity of the CD, there is an advantage that the plasma density can be precisely controlled so that the plasma density in the plasma chamber can be uniformly distributed.

또한, 본 발명에 따르면, 플라즈마 공정의 균일성을 우수하게 하고, 공정 챔버의 구성을 단순화할 수 있으며, 사이드 펌핑(side pumping) 효과를 제거할 수 있고, 슬리 도어(slit door) 효과도 제거할 수 있다.In addition, according to the present invention, the uniformity of the plasma process is improved, the configuration of the process chamber can be simplified, the side pumping effect can be eliminated, and the slit door effect can also be eliminated. Can be.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 공정장비를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에서 하부캐소드 모듈을 상세하게 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1에서 주요부분을 확대하여 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view schematically showing a plasma processing equipment according to the present invention.
2 is a cross-sectional view showing in detail the lower cathode module in FIG. 1.
3 is an enlarged cross-sectional view of a main part in FIG. 1.

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.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the size or shape of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms specifically defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 공정장비를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1에서 하부캐소드 모듈을 상세하게 도시한 단면도이며, 도 3은 도 1에서 주요부분을 확대하여 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view schematically showing a plasma processing equipment according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing in detail the lower cathode module in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing an enlarged main part in FIG. 1. .

도 1을 참조하면, 챔버(10), 회전하는 플라즈마 코일(20), 상기 챔버(10)의 상부에 설치되어 상기 플라즈마 코일(20)을 회전시키는 상부회전모듈(1)이 마련된다. 챔버(10)에는 웨이퍼용 척킹유니트(30)가 마련된다. 플라즈마 가공되는 가공물로서 웨이퍼, 기판 등이 척킹유니트(30)에 놓여진다.Referring to FIG. 1, a chamber 10, a rotating plasma coil 20, and an upper rotating module 1 installed on an upper portion of the chamber 10 to rotate the plasma coil 20 are provided. The chamber 10 is provided with a chucking unit 30 for wafers. As a workpiece to be plasma-processed, a wafer, a substrate, and the like are placed on the chucking unit 30.

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.A reaction gas such as argon (Ar) suitable for activating the plasma may be supplied into the chamber 10. The reaction gas introduced into the chamber 10 is excited in a plasma state by an electromagnetic field generated by the plasma coil 20.

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.The plasma coil 20 may be installed outside the chamber 10 in the ICP method, and may be installed inside the chamber 10 in the CCP method (not shown). A high frequency RF power may be applied to the plasma coil 20 to generate an electromagnetic field.

플라즈마 코일(20)은 챔버(10)의 상부에 마련될 수 있다. The plasma coil 20 may be provided on the upper portion of the chamber 10.

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.The chucking unit 30 may be provided in the chamber 10. The chucking unit 30 may face the plasma coil 20 so that the workpiece supported by the chucking unit 30 is plasma treated. As an embodiment, when a voltage is applied to the chucking unit 30, it becomes an electrostatic chuck (ESC), and the electrostatic chuck together with the plasma coil 20 creates a plasma atmosphere in the receiving space of the chamber 10 or a workpiece. The chucking unit 30 is electrostatically attached.

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.The electrostatic chuck (ESC) is manufactured and commercialized based on the theory that the attraction occurs between two charged plates of a capacitor, and the electrostatic chuck must be able to generate sufficient force to hold the wafer placed on the chuck. do. That is, it must be stronger than the force of helium supplied to cool the wafer at a pressure of 5 to 15 Torr on the wafer backside.

플라즈마 상태로 여기된 반응 가스가 가공물을 균일하게 타격하거나 가공물에 균일하게 흡착되려면, 균일한 플라즈마 또는 균일한 전자기장이 형성되어야 한다.In order for the reaction gas excited in the plasma state to hit the workpiece uniformly or to be adsorbed uniformly on the workpiece, a uniform plasma or a uniform electromagnetic field must be formed.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 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.1 to 3, in order to rotate the chucking unit 30, the chucking unit 30 is coupled to the chucking unit 30, a chucking unit rotation module 31 is installed under the chucking unit 30, and the chucking unit rotation module 31 is rotated. ) Is connected to the first rotary servo motor 33 at a predetermined position. The first rotating servo motor 33 is capable of rotating the chucking unit rotating module 31. Therefore, the chucking unit rotation module 31 can be rotated while variously adjusting the rotation direction or the number of rotations under the control of the first rotation servo motor 33, and finally rotate the chucking unit 30. It is possible. The first rotary servo motor 33 may be rotated through a control unit within a range of 1 to 5,000 rpm.

상기 척킹유니트 회전모듈(31)의 외주부에는 절연을 위한 인슐레이터(61)가 장착된다.An insulator 61 for insulation is mounted on an outer circumference of the chucking unit rotating module 31.

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.The lower rotation module 40 is rotatably inserted into the chucking unit rotation module 31. One or more bearings 65 may be supported on a wall surface of the chucking unit rotating module 31 and the lower rotating module 40.

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.The lower rotation module 40 is connected to the second rotation servo motor 45 at its lower end, and the second rotation servo motor 45 is capable of rotating the lower rotation module 40.

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. The lower rotation module 40 is provided with a temperature control portion 41 in its upper portion, that is, adjacent to the bottom surface of the chucking unit 30, and penetrates the interior from the upper portion to the lower portion, thereby allowing the RF power line 43 to Installed.

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.The temperature control unit 41 is provided with a heating device for applying heat to the wafer and a cooling device for cooling the chucking unit 30. By controlling the temperature of the wafer through the temperature control unit, a plasma treatment with a uniform density can be achieved.

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.In addition, in the case of an oxidation process, the RF power line 43 provides a bias power of 500 kHz to 100 MHz, and an optimal frequency is 3.2 Mhz / 60 Mhz.

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.In the case of a poly etch process, the RF power line 43 provides a bias power of 10 MHz to 27 MHz, and an optimal frequency is 13.56 MHz.

또한, 상기 제 1회전서보모터(33)와 제 2회전서보모터(45)에는 각각 회전방향과 회전수를 제어하기 위한 제어부(미도시)가 별도로 제공될 수 있다.In addition, a control unit (not shown) for controlling a rotation direction and a rotation speed may be separately provided to the first rotation servo motor 33 and the second rotation servo motor 45, respectively.

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.3, the upper surface of the lower rotation module 40 and the bottom surface of the chucking unit 30 are spaced apart from each other, and the upper side of the lower rotation module 40 and the chucking unit rotation A sealing member 63 is mounted between the upper inner surfaces of the module 31. In addition, the upper surface of the lower rotation module 40 and the bottom surface of the chucking unit 30 are separated from each other by a liquid metal part 70, and a liquid metal is inside the liquid metal part 70. It is filled.

상기 시일부재(63)을 통해서 상기 액체금속부(70) 내부에 액체금속이 충진될 수 있으며, 외부로 누출되지 않을 수 있는 것이다.Liquid metal may be filled in the liquid metal part 70 through the seal member 63 and may not leak to the outside.

상기 액체금속은 예를들어, 갈륨합금일 수 있으며, 상온(8∼25℃)에서는 액체상태인 것이다. 보다 바람직하게는, 상기 액체금속은 갈린스탄 합금(어는점 -19℃)일 수 있다.The liquid metal may be, for example, a gallium alloy, and is in a liquid state at room temperature (8-25 ° C). More preferably, the liquid metal may be a galinstan alloy (freezing point -19 ° C).

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.The liquid metal minimizes friction when the chucking unit 30 and the lower rotation module 40 rotate, and the chucking unit 30 from the temperature control unit 41 located above the lower rotation module 40. It serves to maximize the heat transfer efficiency of the furnace.

또한, 척킹유니트 파워입력부(50)가 추가로 설치되어서, 상기 척킹유니트(30)에 고전력을 제공하고 웨이퍼 백사이드 헬륨 가스를 주입하는 기능을 한다.In addition, the chucking unit power input unit 50 is additionally installed, thereby providing high power to the chucking unit 30 and injecting wafer backside helium gas.

이하, 본 발명에 따른 플라즈마 공정장비의 하부캐소드 모듈의 동작에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the lower cathode module of the plasma processing equipment according to the present invention will be described in detail.

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.The chucking unit rotation module 31 connected to the chucking unit 30 and the lower rotation module 40 having a temperature control unit 41 on the upper side may be fixed, clockwise or counterclockwise, respectively, It is also possible to control the number of revolutions.

예를 들면, 상기 척킹유니트 회전모듈(31)이 반시계방향으로 회전하고, 하부회전모듈(40)이 시계방향으로 회전할 수 있고, 이때 각각의 회전수를 조절할 수 있다.For example, the chucking unit rotation module 31 rotates counterclockwise, and the lower rotation module 40 can rotate clockwise, and at this time, each rotation number can be adjusted.

역으로, 상기 척킹유니트 회전모듈(31)이 시계방향으로 회전하고, 하부회전모듈(40)이 반시계방향으로 회전할 수 있고, 이때도 각각의 회전수를 조절할 수 있다.Conversely, the chucking unit rotating module 31 rotates clockwise, the lower rotating module 40 can rotate counterclockwise, and at this time, each rotational speed can be adjusted.

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. Meanwhile, the chucking unit rotation module 31 is fixed, and the lower rotation module 40 may rotate clockwise or counterclockwise. Conversely, the chucking unit rotating module 31 rotates clockwise or counterclockwise, and the lower rotating module 40 may be fixed.

그리고, 상기 척킹유니트 회전모듈(31)과 하부회전모듈(40)이 동일한 방향으로 회전하면서, 각각의 회전수를 달리하여 회전할 수도 있는 것이다.In addition, the chucking unit rotation module 31 and the lower rotation module 40 may rotate in different directions while rotating each other.

이러한 제어를 통해서, 공정조건을 최적화할 수 있고, 공정의 균일도를 우수하게 할 수 있는 것이다.Through such control, the process conditions can be optimized, and the process uniformity can be improved.

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.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

1: 상부회전모듈 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: 액체금속부1: Upper rotation module 10: Chamber
20: plasma coil 30: chucking unit
31: chucking unit rotating module 33: first rotating servo motor
40: lower rotation module 41: temperature control unit
43: RF power line 45: 2nd servo motor
50: chucking unit power input 61: insulator
63: seal member 65: bearing
70: liquid metal part

Claims (7)

챔버, 회전하는 플라즈마 코일, 상기 챔버의 상부에 설치되어 상기 플라즈마 코일을 회전시키는 상부회전모듈을 포함하는 플라즈마 공정장비의 하부캐소드 모듈에 있어서,
상기 챔버 내부에 설치되고, 플라즈마 피가공물이 위치하는 척킹유니트;
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 플라즈마 공정장비의 하부캐소드 모듈.In the lower cathode module of the plasma processing equipment including a chamber, a rotating plasma coil, an upper rotating module installed on the upper portion of the chamber to rotate the plasma coil,
A chucking unit installed inside the chamber and in which a plasma workpiece is located;
In order to rotate the chucking unit, a chucking unit rotation module coupled to the chucking unit and installed under the chucking unit;
A first rotating servo motor connected to the chucking unit rotating module to rotate the chucking unit rotating module;
A lower rotation module rotatably inserted into the chucking unit rotation module; And
In order to rotate the lower rotation module, a second rotation servo motor connected to the lower rotation module; includes,
The lower rotation module is provided with a temperature control unit in the upper portion adjacent to the bottom surface of the chucking unit,
A lower cathode module of the plasma processing equipment, characterized in that a liquid metal portion is provided in a spaced portion between the upper surface of the lower rotation module and the bottom portion of the chucking unit, and a liquid metal is filled in the liquid metal portion. 제 1항에 있어서,
상기 제 1회전서보모터와 제 2회전서보모터는 각각 회전방향 또는 회전수를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정장비의 하부캐소드 모듈.According to claim 1,
The first rotary servo motor and the second rotary servo motor each include a control unit for controlling the rotation direction or the number of revolutions, the lower cathode module of the plasma processing equipment. 제 1항에 있어서,
상기 온도조절부는 웨이퍼에 열을 가하기 위한 히팅장치와, 척킹유니트를 냉각시키기 위한 냉각장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정장비의 하부캐소드 모듈.According to claim 1,
The temperature control unit comprises a heating device for applying heat to the wafer, and a cooling device for cooling the chucking unit, the lower cathode module of the plasma processing equipment. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 액체금속은 갈륨합금이며, 갈린스탄인 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정장비의 하부캐소드 모듈.According to claim 1,
The liquid metal is a gallium alloy, the lower cathode module of the plasma processing equipment, characterized in that galinstan. 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 플라즈마 공정장비의 하부캐소드 모듈.According to claim 1,
One or more bearings may be supported on the wall surface of the chucking unit rotating module and the lower rotating module,
A lower cathode module of the plasma processing equipment, characterized in that a sealing member is mounted between the upper side of the lower rotating module and the upper inner surface of the chucking unit rotating module. 제 1항에 있어서,
상기 척킹유니트 회전모듈의 외주부에는 절연을 위한 인슐레이터가 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정장비의 하부캐소드 모듈.
According to claim 1,
A lower cathode module of the plasma processing equipment, characterized in that an insulator for insulation is additionally installed on an outer circumference of the chucking unit rotating module.
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