KR102447267B1 - 오염입자의 실시간 복합 측정이 가능한 수직형 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

오염입자의 실시간 복합 측정이 가능한 수직형 플라즈마 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 처리 장치를 이용한 플라즈마 처리 공정 중 발생하는 오염입자를 측정하기 위한 것으로, 공정 챔버와, 상기 공정 챔버의 일측에 형성되며 코팅부품이 탑재되는 코팅부품 홀더와, 상기 코팅부품의 플라즈마 처리를 위해 플라즈마를 생성시키는 플라즈마 발생부를 포함하는 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 공정 챔버 하측부에 형성되며, 상기 코팅부품의 플라즈마 처리 공정 영역 하측부에 형성되는 배기부를 포함하며, 상기 공정 챔버 일측에 형성되며, 상기 공정 챔버 내부에 레이저광을 조사하여 광산란에 의한 오염입자를 측정하는 제1 오염입자 측정부와, 상기 공정 챔버 타측에 형성되며, 상기 공정 영역의 플라즈마 상태를 진단하는 플라즈마 진단부와, 상기 배기부에 형성되며, 상기 배기부를 통과하는 오염입자에 레이저광을 조사하여 광산란에 의한 오염입자를 실시간으로 측정하는 제2 오염입자 측정부를 포함하는 오염입자의 실시간 복합 측정이 가능한 수직형 플라즈마 처리 장치를 기술적 요지로 한다. 이에 의해 공정 챔버 내부 및 배기부에서의 오염입자의 측정이 가능하며, 공정 챔버 내부에서의 플라즈마 상태의 진단이 가능하여 오염입자에 대한 측정을 복합적이면서 실시간으로 수행할 수 있는 이점이 있다.

Description

오염입자의 실시간 복합 측정이 가능한 수직형 플라즈마 처리 장치{Vertical -plasma processing system for complex measuring of contamination particles}
본 발명은 플라즈마 처리 장치를 이용한 플라즈마 처리 공정 중 코팅부품에서 발생하는 오염입자를 측정하기 위한 것으로, 공정 챔버 내부 및 배기부에서의 오염입자 측정이 가능하며, 공정 챔버 내부에서의 플라즈마 상태 진단이 가능하여 오염입자에 대한 측정을 복합적이면서 실시간으로 수행할 수 있는 오염입자의 실시간 복합 측정이 가능한 수직형 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
최근 전기, 전자 부품의 소형화, 고집적화에 따라, 반도체 웨이퍼 또는 액정 기판 등을 포함한 각종 기판 상층에 반도체, 금속, 산화물 등의 박막을 증착하고, 에칭하는 등의 공정을 반복적으로 수행하여 고집적 소자를 제조하는 기술이 활발하게 연구되고 있다.
특히 고밀도, 고집적화가 요구되는 반도체 소자를 제조하기 위해서는 증착, 에칭 등의 공정을 반복적으로 수행하게 되는데, 이러한 증착 공정과 에칭 공정의 반복 구현을 용이하게 수행하기 위한 것으로, 플라즈마 처리 장치가 널리 이용되고 있다.
이러한 플라즈마 처리 장치를 이용한 증착 공정 또는 에칭 공정 수행 시 발생하는 반응 생성물 또는 에칭 부산물이 공정 챔버 내부에 부유하거나 공정 챔버 내측 벽면 또는 RF 윈도우 영역에 퇴적되어, 이후 공정에서 소자를 오염시키거나, RF 인가 효율을 저하시키게 된다.
또한, 이러한 플라즈마 처리 장치를 이루는 코팅부품은 열, 이온, 고부식성 화학 가스 등에 의한 물리, 화학적 부식 환경에 지속적으로 노출됨에 따라 코팅부품의 부식이 진행되고 이로 인해 공정 중 파티클이 발생되어 코팅부품의 성능 저하 및 공정 수율을 떨어뜨리는 요인으로 작용하고 있다.
상술한 공정 부산물로의 반응 생성물, 에칭 부산물 그리고 코팅부품의 부식에 따라 발생되는 파티클을 총칭하여 편의상 '오염입자'라고 하며, 고품질의 박막 또는 소자 형성, 플라즈마 처리 장치를 이루는 부품 관리를 위해서는 오염입자에 대한 정확한 측정이 필요하다.
도 1에 도시한 바와 같이, 공정 중 발생된 오염입자는 챔버 하단 기판 장착부(heater, ESC 등) 아래에 형성되어 있는 진공 배기구(vacuum exhaust)를 통해 배출된다. 하지만, 구조적인 문제로 인해 오염입자 배출을 방해하여 챔버를 오염시키고, 정확한 오염입자 측정을 방해하게 된다.
기존의 오염입자를 측정하는 방식으로는 오염입자가 떨어진 웨이퍼(wafer)를 챔버 밖으로 꺼낸 뒤 웨이퍼 표면 분석기(wafer surface analyzer)를 이용하여 표면 분석을 하는 ex-situ 방식으로 진행하거나, 상기 배기부를 통해 오염입자를 레이저 회절 방법을 이용하여 측정하는 방식 등이 있다.
웨이퍼 표면 분석기에 의한 표면 분석의 경우 공정 중 발생하는 오염입자를 실시간으로 분석할 수 없으며, 웨이퍼의 추가적인 오염을 초래할 뿐만 아니라, 플라즈마 처리 장치의 작동을 중단시킨 후에 이루어지게 되므로 공정의 연속성을 저해하고, 전체적으로 공정 비용이 증가하는 단점이 있다.
또한, 배기부에서의 오염입자 측정의 경우 실시간으로 발생하는 오염입자를 측정할 수는 있지만, 단순히 오염입자의 발생량과 크기만을 측정할 수 있어 정확한 오염입자를 측정할 수 없을 뿐만 아니라 오염입자 자체를 시각화할 수 없어 그 측정에 한계가 있다.
따라서, 플라즈마 처리 공정을 수행함에 있어서, 고품질의 박막 또는 소자를 형성하고, 플라즈마 처리 장치를 이루는 코팅부품에 대한 유지, 보수, 수명 관리 등을 위해서는 코팅부품에서 발생하는 오염입자에 대한 정확한 측정 즉, 오염입자의 종류, 발생량, 크기, 발생 시점, 이동 경로 등과 같은 포괄적인 거동 측정이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기 필요에 의해 고안된 것으로서, 코팅부품에서 발생하는 오염입자를 공정 챔버 내부 및 배기부에서 측정이 가능하며, 공정 챔버 내부에서의 플라즈마 상태의 진단이 가능하여 오염입자에 대한 측정을 복합적이면서 실시간으로 수행할 수 있는 오염입자의 실시간 복합 측정이 가능한 수직형 플라즈마 처리 장치의 제공을 그 목적으로 한다.
상기 목적 달성을 위해 본 발명은, 공정 챔버와, 상기 공정 챔버의 일측에 형성되며 코팅부품이 탑재되는 코팅부품 홀더와, 상기 코팅부품의 플라즈마 처리를 위해 플라즈마를 생성시키는 플라즈마 발생부를 포함하는 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 코팅부품의 플라즈마 처리 공정 영역에 대해 수직 방향으로 상기 공정 챔버 하측부에 형성되는 배기부를 포함하며, 상기 공정 챔버 일측에 형성되며, 상기 공정 챔버 내부에 레이저광을 조사하여 광산란에 의한 오염입자를 측정하는 제1 오염입자 측정부와, 상기 공정 챔버 타측에 형성되며, 상기 공정 영역의 플라즈마 상태를 진단하는 플라즈마 진단부와, 상기 배기부에 형성되며, 상기 배기부를 통과하는 오염입자에 레이저광을 조사하여 광산란에 의한 오염입자를 실시간으로 측정하는 제2 오염입자 측정부를 포함하는 오염입자의 실시간 복합 측정이 가능한 수직형 플라즈마 처리 장치를 기술적 요지로 한다.
또한, 상기 제1 오염입자 측정부는, 상기 공정 영역에 레이저를 조사하는 레이저모듈과, 상기 레이저모듈 전방에 위치하며 레이저광을 조절하는 레이저조절부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 공정 챔버 일측에 형성된 윈도우를 통해 측정되며, 상기 제1 오염입자 측정부에서 측정된 오염입자의 광산란 이미지를 측정하는 이미지 센서가 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 레이저모듈의 대향되는 위치에 레이저광 덤프(dump)가 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 플라즈마 진단부는, 상기 공정 영역의 플라즈마를 진단하는 플라즈마 진단 프로브와, 상기 공정 챔버 외측부에 위치하며, 상기 플라즈마 진단 프로브를 유동시키는 유동형 프로브 조절부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유동형 프로브 조절부는, 물리적 조절에 의해 상기 플라즈마 진단 프로브의 위치를 조절하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 코팅부품 홀더는, 유동형 홀더 조절부에 의해 코팅부품의 위치를 조절하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유동형 홀더 조절부는, 물리적 조절에 의해 구현되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 공정 챔버는 둘레를 따라 복수개의 가스 유입부가 형성된 것이 바람직하며, 상기 가스 유입부는, 상기 공정 챔버 상측에 더 조밀하게 형성된 것이 바람직하다.
본 발명은 플라즈마 처리 장치를 이용한 플라즈마 처리 공정 중 발생하는 오염입자를 측정하기 위한 것으로, 공정 챔버 내부 및 배기부에서의 오염입자 측정이 가능하며, 공정 챔버 내부에서의 플라즈마 상태 진단이 가능하여 오염입자에 대한 측정을 복합적이면서 실시간으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
즉, 본 발명은 공정 챔버 내부 오염입자를 측정하는 제1 오염입자 측정부, 플라즈마 상태를 진단하는 플라즈마 진단부, 배기부를 통과하는 오염입자를 측정하는 제2 오염입자 측정부를 구현하여, 오염입자를 실시간으로 복합 측정할 수 있다.
이에 의해 오염입자에 대한 정확한 측정 즉, 오염입자의 종류, 발생량, 크기, 발생 시점, 이동 경로 등과 같은 포괄적인 거동을 실시간으로 측정이 가능하고, 플라즈마 처리 장치를 이루는 코팅부품에 대한 유지, 보수, 수명 관리에 대한 모니터링이 용이하여, 공정 재현성을 높이고, 고품질의 박막 또는 소자를 제공하게 된다.
도 1 - 기존의 플라즈마 처리 장치를 나타낸 모식도.
도 2 - 본 발명의 일실시예에 따른 정면 모식도(a) 및 평면 모식도.
도 3 - 본 발명의 일실시예에 따른 측단면 모식도(A-A').
도 4 - 본 발명의 일실시예에 따른 측단면 모식도(B-B').
도 5 - 본 발명의 일실시예에 따른 측단면 모식도(C-C').
도 6 - 본 발명의 일실시예에 따른 측단면 모식도(D-D').
도 7 - 본 발명의 일실시예에 따른 측단면 모식도(E-E').
본 발명은 실시간 오염입자를 측정하기 위한 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로서, 공정 챔버 내부 오염입자를 측정하는 제1 오염입자 측정부(200), 플라즈마 상태를 진단하는 플라즈마 진단부, 배기부를 통과하는 오염입자를 측정하는 제2 오염입자 측정부를 구현하여, 오염입자를 실시간으로 복합 측정하는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
이에 의해 오염입자에 대한 정확한 측정, 즉 오염입자의 종류, 발생량, 크기, 발생 시점, 이동 경로 등과 같은 포괄적인 거동을 실시간으로 측정이 가능하고, 플라즈마 처리 장치를 이루는 코팅부품에 대한 유지, 보수, 수명 관리에 대한 모니터링이 용이하여 공정 재현성을 높이고, 고품질의 박막 또는 소자를 제공하게 된다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다. 도 2 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 오염입자의 실시간 복합 측정이 가능한 수직형 플라즈마 처리 장치에 대한 모식도를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 오염입자의 실시간 복합 측정이 가능한 수직형 플라즈마 처리 장치는 공정 챔버(10)와, 상기 공정 챔버(10)의 일측에 형성되며 코팅부품(20)이 탑재되는 코팅부품 홀더(22)와, 상기 코팅부품(20)의 플라즈마 처리를 위해 플라즈마를 생성시키는 플라즈마 발생부를 포함하는 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 코팅부품(20)의 플라즈마 처리 공정 영역에 대해 수직 방향으로 상기 공정 챔버(10) 하측부에 형성되는 배기부(100)를 포함하며, 상기 공정 챔버(10) 일측에 형성되며, 상기 공정 챔버(10) 내부에 레이저광을 조사하여 광산란에 의한 오염입자를 측정하는 제1 오염입자 측정부(200)와, 상기 공정 챔버(10) 타측에 형성되며, 상기 공정 영역의 플라즈마 상태를 진단하는 플라즈마 진단부(400)와, 상기 배기부(100)에 형성되며, 상기 배기부(100)를 통과하는 오염입자에 레이저광을 조사하여 광산란에 의한 오염입자를 실시간으로 측정하는 제2 오염입자 측정부(500)로 크게 구성된다.
본 발명에 따른 플라즈마 발생장치는 플라즈마 발생부를 구비하며, 상기 공정 챔버(10) 내부에 플라즈마를 발생시키는 어떠한 장치도 무방하다. 본 발명의 일실시예로는 유도결합 플라즈마(ICP) 처리 장치를 중심으로 설명하고자 한다.
본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는, 공정 챔버(10)와, 상기 공정 챔버(10)의 일측에 형성되며 코팅부품(20)이 탑재되는 코팅부품 홀더(22)와, 상기 코팅부품(20)의 플라즈마 처리를 위해 플라즈마를 생성시키는 플라즈마 발생부를 포함하는 플라즈마 처리 장치로 기본적으로 구현되며, 공정 영역 하측부에 상기 코팅부품(20)의 플라즈마 처리 공정 영역에 대해 수직방향으로 형성된 배기부(100), 공정 챔버(10) 내부의 오염입자를 측정하는 제1 오염입자 측정부(200), 공정 영역의 플라즈마 상태를 진단하는 플라즈마 진단부(400), 상기 배기부(100)를 통과하는 오염입자를 측정하는 제2 오염입자 측정부(500)로 크게 구성되어, 오염입자에 대한 복합 측정을 실시간으로 수행하는 것이다.
본 발명에 따른 공정 챔버(10)는 상기 코팅부품(20)이 플라즈마 처리되도록 내부에 플라즈마 처리 공간을 제공하며 플라즈마 공정을 위해 진공을 유지할 수 있도록 밀폐되어 형성되며, 소정 온도로 가열되어 플라즈마 공정 온도로 설정되게 할 수도 있다.
본 발명에서의 코팅부품(20)은 반도체 웨이퍼 또는 액정 기판 등을 포함한 각종 기판으로 박막 증착 또는 에칭 대상, 또는 표면 처리하는 대상, 또는 오염입자 측정을 위한 반도체 또는 플라즈마 장치용 코팅부품, 디스플레이 장비 부품용 코팅 시편 등이 될 수 있다.
그리고 상기 공정 챔버(10) 하측부에 배기부(100)가 형성되는데, 상기 플라즈마에 의해 코팅부품(20)이 플라즈마 처리되는 공정 영역 수직으로 배기부(100)가 형성된 것을 특징으로 하며, 상기 배기부(100)는 가스를 외부로 배기시키는 것으로, 상기 공정 챔버(10) 내에 소정의 진공도를 유지시키기 위해 진공 펌프가 연결된다.
기존의 코팅부품 및 코팅부품 홀더의 하측에 배기부(100)가 형성되는 것이 아니라, 코팅부품 및 코팅부품 홀더의 간섭이 없는 위치 예컨대 코팅부품 및 웨이퍼 홀더 사이의 플라즈마 처리 공정 영역 하측부에 배기부(100)가 형성된 것이다. 이러한 구조를 본 발명에서는 수직형 플라즈마 처리 장치라고 한다.
이에 의해 코팅부품(20) 및 코팅부품 홀더(22)의 간섭없이 배기부(100)의 작동이 가능한 장점이 있으며, 이는 후술할 제2 오염입자 측정부(500)에 의해 보다 정밀한 오염입자의 측정이 가능하게 한다.
상기 공정 챔버(10) 내부 일측에는 안테나-코일(24) 보호 및 진공 환경 유지를 위한 세라믹 재질의 유전체윈도우(23)가 형성되며, 상기 유전체윈도우(23) 일측에는 ICP 안테나-코일(24)이 위치되게 된다. 상기 ICP 안테나-코일(24)은 나선형으로 감긴 평면 형상일 수 있다.
상기 유전체윈도우(23)에 대향되는 위치에 코팅부품(20) 및 코팅부품 홀더(22)가 위치하게 되며, RF 전원 공급부(25)에 의해 ICP 안테나-코일(24)에 RF 전류가 흐르면 자기장이 발생되고, 자기장의 변화에 의해 공정 챔버(10) 내부에는 전기장이 유도된다. 공정 챔버(10) 내부에 유도된 전기장에 의해 가속된 전자들의 충돌에 의해 반응가스가 이온화되어 플라즈마를 생성하게 된다.
상기 코팅부품(20) 및 코팅부품 홀더(22)는 공정 챔버(10)의 개폐가능한 게이트로 출입할 수 있도록 형성되며, 필요에 따라 코팅부품(20) 및 코팅부품 홀더(22)를 상기 공정 챔버(10)로부터 분리할 수 있는 구조로 형성된다.
그리고 상기 제1 오염입자 측정부(200)는 상기 공정 챔버(10) 일측에 형성되며, 상기 공정 챔버(10) 내부에 레이저광을 조사하여 광산란에 의한 오염입자를 측정하는 것이다.
상기 제1 오염입자 측정부(200)는 상기 공정 챔버(10)의 일측에 형성된 윈도우 또는 본 발명의 일실시예로 도시한 바와 같이 상기 공정 챔버(10) 일측에 돌출되게 구현된 소정의 챔버공간에 형성되는 것으로, 상기 챔버공간에 설치되어 상기 공정 영역에 레이저를 조사하는 레이저모듈(210), 상기 레이저모듈(210) 전방에 위치하며 레이저광을 조절하는 레이저조절부(220)로 구현된다.
상기 레이저모듈(210)에 의해 레이저를 발생시키며, 레이저조절부(220)는 레이저모듈(210)의 위치를 조절하거나, 레이저광을 확장하거나 초점을 맞추는 광학계 등으로 구현되어 상기 공정 챔버(10) 내로 레이저광이 입사되도록 하는 것이다.
이에 의해 상기 제1 오염입자 측정부(200)는 공정 챔버(10) 내부 또는 공정 영역에 레이저광을 조사하여 오염입자에 의해 산란되는 빛을 검출기로 검출하게 된다. 검출기에 도달하는 빛의 위치에 따라 오염입자의 크기를 알 수 있으며, 검출기에 도달하는 빛의 상대적인 세기의 차이에 따라 특정한 크기의 오염입자들의 전체 부피의 비를 알 수도 있다.
또한 본 발명은, 상기 공정 챔버(10) 일측에 형성된 윈도우를 통해 측정되며, 상기 제1 오염입자 측정부(200)에서 측정된 오염입자의 광산란 이미지를 측정하는 이미지 센서(300)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 이미지 센서(300)는 오염입자에 의한 광산란되는 이미지를 측정하여, 오염입자를 시각화하기 위한 것이다.
플라즈마 공정 중 nm ~ ㎛ 크기의 오염입자가 생성되게 되면 조사된 레이저광이 산란되고, 이러한 산란을 CMOS 또는 CCD 등의 이미지 센서(300)를 통해 이미지화시키면, 공정 중 오염입자의 생성 유무, 발생시점이나 오염입자의 움직임, 오염입자의 농도 등 오염입자의 거동을 실시간으로 측정할 수도 있다.
또한, 상기 레이저모듈(210)의 대향되는 위치에 레이저광 덤프(dump)(230)가 형성되어, 레이저광이 공정 챔버(10) 내부에서 반사되거나 산란되어 노이즈로 작용하는 것을 막아주는 역할을 하게 된다.
그리고, 상기 플라즈마 진단부(400)는 상기 공정 챔버(10) 타측에 형성되며, 상기 공정 영역의 플라즈마 상태를 진단하는 것이다.
상기 플라즈마 진단부(400)는 공정 영역의 플라즈마 상태를 진단하는 것으로, 예컨대 플라즈마의 전자 밀도, 전자 온도, 전자 에너지 분포 등의 물성을 측정하고자 하는 것이다.
상기 플라즈마 진단부(400)는, 상기 공정 영역의 플라즈마를 진단하는 플라즈마 진단 프로브(410)와, 상기 공정 챔버(10) 외측부에 위치하며, 상기 플라즈마 진단 프로브(410)를 유동시키는 유동형 프로브 조절부(420)를 포함하여 형성된다.
예컨대, 상기 플라즈마 진단부(400)는 신호공급원으로부터 제공되는 주기적인 전기 신호를 프로브 팁에 인가하여 프로브 팁을 통해 흐르는 전류의 크기를 검출하고, 상기 검출된 전류를 전압으로 변환하여 출력한 후, 출력되는 전압을 입력받아 상기 프로브에 흐르는 전류의 각 주파수별 성분의 크기를 산출하여 플라즈마 상태를 진단하도록 하는 것이다.
상기 유동형 프로브 조절부(420)는, 물리적 조절, 예컨대 스크류 방식의 수직이동장치에 의해 상기 플라즈마 진단 프로브(410)의 위치 조절이 가능하도록 한 것으로, 상기 플라즈마 진단 프로브(410)를 유동시키는 것이다.
즉, 플라즈마 공정 진행 중에는 플라즈마 진단 프로브(410)를 공정 챔버(10) 또는 공정 영역으로부터 후퇴시키고, 플라즈마 진단 시에만 플라즈마 진단 프로브(410)를 공정 챔버(10) 또는 공정 영역으로 제공하기 위한 것이다.
이에 의해 플라즈마 공정 진행 중에 프로브 팁이 노출되면서 표면 오염이 발생하게 되는데, 이러한 불필요한 노출을 방지하여 프로브 팁의 표면 오염을 최소화하기 위해 플라즈마 진단 후에는 프로브를 격리 가능하도록 한 것이다. 또는 공정 챔부 내부의 위치에 따라 플라즈마 상태가 다르기 때문에 프로브의 위치를 변화시키면서 플라즈마 상태의 진단이 가능하여 더욱 정밀한 측정이 가능하게 된다.
그리고 상기 제2 오염입자 측정부(500)는 상기 배기부(100)에 형성되며, 상기 배기부(100)를 통과하는 오염입자에 레이저광을 조사하여 광산란에 의한 오염입자를 실시간으로 측정하고자 하는 것이다.
상기 제2 오염입자 측정부(500)는 레이저발생부와 포집부가 형성되며, 미-산란(Mie-scattering)을 이용하여, 오염입자의 크기, 발생량을 실시간으로 측정하게 된다.
상술한 바와 같이 상기 배기부(100)는 코팅부품(20) 및 코팅부품 홀더(22)의 간섭없이 플라즈마 처리 공정 영역 하측의 수직되는 위치에 형성되므로, 보다 정밀한 오염입자 측정이 가능하게 된다.
본 발명에 따른 코팅부품 홀더(22)는 유동형 홀더 조절부(600)에 유동되어 코팅부품(20)의 위치를 조절하는 것으로, 물리적 조절에 의해, 예컨대 스크류 방식의 수직이동장치 등에 의해 구현될 수 있다. 이는 공정 환경 다변화를 위한 것이다.
또한 상기 공정 챔버(10)는 둘레를 따라 복수개의 가스 유입부(710)가 형성될 수 있으며, 외부의 가스 주입부(720)와 연결되는 것으로, 공정 챔버(10) 내 공정용 가스(Ar, O2, CF4, NF3, C4F6 등)를 고르게 유입시키게 된다.
상기 가스 유입부(710)는, 상기 공정 챔버(10) 상측에 더 조밀하게 형성되어, 공정 영역 하측에 배기부(100)가 형성되었을 때 자칫 발생하게 되는 플라즈마의 밀도의 불균일성을 보완하기 위한 것으로 플라즈마 발생이 보다 균일하게 이루어지도록 한다.
구체적으로는 상기 가스 유입부(710)는 도 7에 도시한 바와 같이 상기 가스 주입부(720) 주변에서 가장 조밀하게 형성되고, 상기 가스 주입부(720)에서 멀어질수록 간격이 넓게 형성되어, 보다 균일한 플라즈마 발생을 도모하게 된다. 이는 본 발명에서 가스 주입부(720)는 상기 배기부(100)에 대향되는 곳에 위치하기 때문이다.
이와 같이 본 발명은 실시간 오염입자를 측정하기 위한 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로서, 공정 챔버 내부 오염입자를 측정하는 제1 오염입자 측정부, 플라즈마 상태를 진단하는 플라즈마 진단부, 배기부를 통과하는 오염입자를 측정하는 제2 오염입자 측정부를 구현하여, 오염입자를 실시간으로 복합 측정하는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
이에 의해 오염입자에 대한 정확한 측정 즉, 오염입자의 종류, 발생량, 크기, 발생 시점, 이동 경로 등과 같은 포괄적인 거동의 실시간 측정이 가능하고, 플라즈마 처리 장치를 이루는 코팅부품에 대한 유지, 보수, 수명 관리에 대한 모니터링이 용이하여 공정 재현성을 높이고, 고품질의 박막 또는 소자를 제공하게 된다.
10 : 공정 챔버 20 : 코팅부품
22 : 코팅부품 홀더 23 : 유전체윈도우
24 : 안테나-코일 25 : RF 전원 공급부
100 : 배기부 200 : 제1 오염입자 측정부
210 : 레이저모듈 220 : 레이저조절부
230 : 레이저광 덤프 300 : 이미지 센서
400 : 플라즈마 진단부 410 : 플라즈마 진단 프로브
420 : 유동형 프로브 조절부 500 : 제2 오염입자 측정부
600 : 유동형 홀더 조절부 710 : 가스 유입부
720 : 가스 주입부

Claims (10)

  1. 공정 챔버와, 상기 공정 챔버의 일측에 형성되며 코팅부품이 탑재되는 코팅부품 홀더와, 상기 코팅부품의 플라즈마 처리를 위해 플라즈마를 생성시키는 플라즈마 발생부를 포함하는 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 코팅부품의 플라즈마 처리 공정 영역에 대해 수직 방향으로 상기 공정 챔버 하측부에 형성되어, 상기 코팅부품 및 상기 코팅부품 홀더의 간섭이 없는 배기부를 포함하며,
    상기 공정 챔버 일측에 형성되고, 상기 공정 챔버 내부에 레이저광을 조사하여 광산란에 의한 오염입자를 측정하는 제1 오염입자 측정부;
    상기 공정 챔버 타측에 형성되고, 상기 공정 영역의 플라즈마 상태를 진단하는 플라즈마 진단부;
    상기 배기부에 형성되며, 상기 배기부를 통과하는 오염입자에 레이저광을 조사하여 광산란에 의한 오염입자를 실시간으로 측정하는 제2 오염입자 측정부;를 포함하며,
    상기 제1 오염입자 측정부는,
    상기 공정 영역에 레이저를 조사하는 레이저모듈;
    상기 레이저모듈 전방에 위치하며 레이저광을 조절하는 레이저조절부;를 포함하고,
    상기 공정 챔버 일측에 형성된 윈도우를 통해 측정되며, 상기 제1 오염입자 측정부에서 측정된 오염입자의 광산란 이미지를 측정하는 이미지 센서가 더 구비되고,
    상기 공정 챔버는, 둘레를 따라 복수개의 가스 유입부가 형성되며,
    상기 가스 유입부는, 상기 배기부가 형성된 상기 공정 챔버 하측보다 가스가 주입되는 가스 주입부가 형성된 상기 공정 챔버 상측에 더 조밀하게 형성된 것을 특징으로 하는 오염입자의 실시간 복합 측정이 가능한 수직형 플라즈마 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 레이저모듈의 대향되는 위치에 레이저광 덤프(dump)가 형성된 것을 특징으로 하는 오염입자의 실시간 복합 측정이 가능한 수직형 플라즈마 처리 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 플라즈마 진단부는,
    상기 공정 영역의 플라즈마를 진단하는 플라즈마 진단 프로브;
    상기 공정 챔버 외측부에 위치하며, 상기 플라즈마 진단 프로브를 유동시키는 유동형 프로브 조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오염입자의 실시간 복합 측정이 가능한 수직형 플라즈마 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 유동형 프로브 조절부는,
    물리적 조절에 의해 상기 플라즈마 진단 프로브의 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 오염입자의 실시간 복합 측정이 가능한 수직형 플라즈마 처리 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 코팅부품 홀더는,
    유동형 홀더 조절부에 의해 코팅부품의 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 오염입자의 실시간 복합 측정이 가능한 수직형 플라즈마 처리 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 유동형 홀더 조절부는,
    물리적 조절에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 오염입자의 실시간 복합 측정이 가능한 수직형 플라즈마 처리 장치.
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