KR20010028856A

KR20010028856A - 무선주파수용 매칭 장치

Info

Publication number: KR20010028856A
Application number: KR1019990041354A
Authority: KR
Inventors: 허상학
Original assignee: 김영환; 현대반도체 주식회사
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 1999-09-27
Publication date: 2001-04-06
Also published as: KR100308129B1

Abstract

본 발명은 반도체 제조 공정 중 애셔 공정에 이용되는 RF 매칭 장치에 관한 것으로, 진공 가변 저항과 가변 저항을 포함하는 RF 매칭장치에 있어서, 일정 거리를 두고 동일 방향으로 상기 장치의 내벽을 따라 부착된 제 1 공기 공급 라인과, 상기 제 1 공기 공급 라인에 연결되고 상기 장치의 외벽에 연결되어 외부로부터 주입되는 공기가 흐르는 제 2 공기 공급 라인과, 상기 제 2 공기 공급 라인에 연결되어 내부로 흐르는 공기의 유량을 조절하는 레귤레이터를 포함하여 이루어진다.

Description

무선주파수용 매칭 장치{APPARATUS FOR RADIO FREQUENCY MATCHING}

본 발명은 감광막 제거용 애셔(ASHER) 장치에 관한 것으로, 온도를 제어하는 공기 공급 라인을 구비한 RF 매칭 장치에 관한 것이다.

일반적으로 바리콘(varicon)은 탄소계 가변 저항기의 일칭으로 피막 저항을 사용하는 것과 체저항을 사용하는 것이 있다.

이들은 통전로를 고리 모양으로 하여 그 위를 블레이드가 회전함으로써 저항값을 바꿀 수 있게 되어 있다.

이하 첨부도면을 참조하여 종래기술의 RF 매칭 장치에 대해 설명하기로 한다.

도 1 은 종래기술의 RF 매칭 장치의 구성 블록도이다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 종래기술의 RF 매칭 장치는 공정 장비 몸체에 스크류(Screw)를 이용하여 고정되며, 매칭 장치와 챔버(chamber) 사이에 챔버의 온도를 제어하는 할로겐 램프(도시 생략)가 부착되어 있다.

그리고 내부에 24V 구동 모터로 구동되는 진공 가변 저항(13)과 가변 저항 (12)이 각각 1개씩 구성된다.

여기서 상기 진공 가변 저항(13)과 가변 저항(12)은 동축케이블에 의해 서로 연결되어 있고 상기 진공 가변 저항(13)은 진공 바리콘을 이용하며, 가변 저항(13)는 대기 바리콘을 이용한다.

그리고 상기 가변 저항(12)은 블레이드(blade), 즉 가변저항 내부의 각각의 날개로 구성되므로써 캐패시터의 기능을 한다.

그리고 상기 가변 저항(12)은 상기 챔버와 병렬로 구성되어 저항이 최대로 될 때, 전압이 최대로 인가되게 된다.

또한 진공 가변 저항(13)은 코일(리액턴스)로 연결되어 챔버로 이어진다.

상기 코일 내부에는 냉각수가 흐르며, 상기 매칭 장치에는 냉각팬(도시 생략)이 장착되어 있다.

이하 종래기술의 RF 매칭 장치의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저 공정 진행을 위해 RF(Radio Frequency) 신호를 인가하면 RF 매칭 보드에서 장치 내부의 가변 저항(12)과 진공 가변 저항(13)의 가변저항으로 매칭 포인트(matching point)를 잡을 수 있게 제어하게 된다.

여기서 상기 가변 저항(12)과 진공 가변 저항(13)이 최대에서 최소로 이동하여 저항이 최소가 되는 지점에서 매칭 포인트를 잡게 된다.

이 때 상기 가변 저항(12)은 챔버와 병렬로 연결되어 있어 저항이 최대가 될 때, 전압이 최대로 인가되게 되므로 챔버에도 동일한 전압이 인가되어 플라즈마 (plasma)를 형성하게 된다.

이어 플라즈마가 형성되면 저항이 최소가 되어야 함으로 가변 저항(12)은 저항이 감소하는 방향으로 움직이며 RF 매칭을 하게 된다.

이와 같이 가변 저항(12)은 연속적으로 이동하게 되는데 내부 온도에 따라서 가변 저항(12) 구동축 베어링(bearing) 및 가변 저항 블레이드에 영향을 준다.

이는 상기 가변 저항 블레이드 사이의 공기 유전율에 영향을 주어 블레이드에 이물이 있게될 경우 절연파괴 현상으로 블레이드에 아킹이 발생된다.

또한 RF 매칭 장치가 장비 몸체의 챔버에 장착되어 있어 공정 진행시 플라즈마 방전 및 램프 온(ON)시 매칭 장치로 열전달이 이루어져, 매칭 장치의 내부 온도는 더욱 상승하고 매칭 불안정의 원인으로 작용한다.

그러나 상기와 같은 종래기술의 RF 매처 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 공정 장비 몸체에 매칭 장치가 고정되어 있기때문에 플라즈마 및 램프에 의한 열이 매칭 장치로 전달되어 가변 저항 블레이드 사이의 절연파괴를 유발하여 블레이드에 아킹이 발생한다.

둘째, 대기바리콘 회전시 베어링 그리스(grease;윤활유)의 경화로 구동모터에 로드(load)를 주게 되어 모터동작의 오류를 발생시킨다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 특히 공기 공급 라인을 내벽에 부착하여 내부의 온도를 제어하는데 적당한 RF 매칭 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 종래기술의 RF 매칭 장치의 구성 블록도

도 2 는 본 발명에 따른 RF 매칭 장치의 구성 블록도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

21 : 내벽 22 : 가변 저항

23 : 진공 가변 저항 24 : 제 1 공기 공급 라인

25 : 제 2 공기 공급 라인 26 : 레귤레이터

27 : 밸브 28 : 코일

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 RF 매칭장치는 진공 가변 저항과 가변 저항을 포함하는 RF 매칭 장치에 있어서, 일정 거리를 두고 동일 방향으로 상기 장치의 내벽을 따라 부착된 제 1 공기 공급 라인과, 상기 제 1 공기 공급 라인에 연결되고 상기 장치의 외벽에 연결되어 외부로부터 주입되는 공기가 흐르는 제 2 공기 공급 라인과, 상기 제 2 공기 공급 라인에 연결되어 내부로 흐르는 공기의 유량을 조절하는 레귤레이터를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서 상기 제 1 공기 공급 라인은 상기 장치 내부의 온도를 제어하도록 일정 직경을 갖는 다수개의 홀(hole)이 구성되어 있다.

그리고 상기 레귤레이터의 하측에 선택적으로 공기의 유량을 조절하는 밸브를 더 포함한다.

이하 본 발명에 따른 RF 매칭 장치에 대해 첨부도면을 참조하여 설명하기로 한다

도 2 는 본 발명에 따른 RF 매칭 장치의 구성 블록도이다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 진공 가변 저항(23)과 가변 저항(22)을 포함하는 RF 매칭장치에 있어서, 일정 거리를 두고 동일 방향으로 상기 장치(21)의 내벽을 따라 부착된 제 1 공기 공급 라인(24)과, 상기 제 1 공기 공급 라인(24)에 연결되고 상기 장치(21)의 외벽에 연결되어 외부로부터 주입되는 공기가 흐르는 제 2 공기 공급 라인(25)과, 상기 제 2 공기 공급 라인(25)에 연결되어 내부로 흐르는 공기의 유량을 조절하는 레귤레이터(26)를 포함하여 구성된다.

여기서 상기 제 1 공기 공급 라인(24)은 상기 장치(21) 내부의 온도를 제어하도록 일정 직경을 갖는 다수개의 홀(hole)이 구성되어 있다.

또한 장치(21) 몸체는 정육면체 형태로 이루어져 있고, 내벽(21)은 스크류(도시 생략)를 이용하여 공정 장치 몸체(도시 생략)에 고정되어 있다.

그리고 상기 진공 가변 저항(23)과 가변 저항(22)은 동축케이블(29)에 의해 상호 연결되어 있다.

그리고 상기 제 1 공기 공급 라인(24)은 장치 내벽(21)에 공기가 흐를수 있도록 두 줄로 구성되고, 상기 제 1 공기 공급 라인들(24)은 일정한 간격으로 홀이 구성되어 공기가 내부로 흘러 나올수 있게 된다.

이러한 홀들을 통해 내부로 공기가 흐르게되므로써 내부의 온도를 냉각시키게 된다.

이 때 외부에서 상기 제 2 공기 공급 라인(25)으로 주입되는 공기의 유량을 조절할 수 있도록 레귤레이터(27)와 밸브(28)를 장착한다.

여기서 상기 벨브(28)는 선택적으로 공기의 유입을 차단시키는 기능을 하고, 상기 레귤레이터(27)는 제 2 공기 공급 라인(25)으로 흐르는 공기의 유량을 조절한다.

상기의 레귤레이터(27)에서 선택적으로 유량이 조절된 공기는 제 2 공기 공급 라인(25)을 통해 제 1 공기 공급 라인(24)으로 흐른다.

이하 본 발명의 RF 매칭 장치의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저 무선주파수(RF;Radio Frequency) 신호를 인가하면 RF 매칭 보드에서 내부의 가변 저항(22)과 진공 가변 저항(23)의 가변저항으로 매칭 포인트를 잡을 수 있게 제어하게 된다.

여기서 상기 가변 저항(22)과 진공 가변 저항(23)이 최대에서 최소로 이동하여 저항이 최소가 되는 지점에서 매칭 포인트를 잡게 된다.

이 때 상기 가변 저항(22)은 챔버와 병렬로 연결되어 있어 상기 가변 저항 (22)의 저항이 최대가 될 때, 전압이 최대로 인가되게 되므로 공정 챔버에도 동일한 전압이 인가되어 플라즈마(plasma)를 형성하게 된다.

이어 플라즈마가 형성되면 저항이 최소가 되어야 함으로 가변 저항(22)은 저항이 감소하는 방향으로 움직이며 RF 매칭을 하게 된다.

상기의 공정 조건에 의해 램프 온도가 상승하고 플라즈마가 생성되면 챔버 내부 온도는 200℃ 이상 상승하게 된다.

상기 챔버에서 200㎜ 정도 이격된 위치의 장치 몸체에 장착된 매칭 장치에는 챔버의 온도가 전달된다.

이러한 온도 전달로 인해 매칭 장치(21)의 내부 온도는 상승하게 되고, 매칭 포인트를 잡는 동안 코일(28)에서 열이 발생한다.

이 때 상기 매칭 장치(21)의 내벽에 구성된 제 1 공기 공급 라인(24)에서 공기가 공급되어 내부의 온도 상승을 억제한다.

그리고 상기 내부의 온도 조절이 필요한 경우 상기 제 2 공기 공급 라인(25)에 연결된 레귤레이터(27)를 조절하여 공기의 유량을 증감시킨다.

한편 상기 가변 저항(22)내의 블레이드(22a)에 이물이 있게될 경우 제 1 공기 공급 라인(24)에 형성된 다수의 홀을 통해 공기가 가변 저항(22) 내부로 흐르게 된다.

이러한 공기는 상기 가변 저항 블레이드(22a) 사이의 이물을 제거하여 블레이드(22a)의 절연파괴를 방지한다.

이 때 챔버의 공정 온도 및 매칭 동작을 하면서 발생되는 열을 이용하여 가변 저항 블레이드(22a) 사이의 유전율을 감소시키게 된다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 RF 매칭 장치는 내부에 공기 공급 라인을 통해 공기를 흐르게 함으로써 챔버 공정진행 온도로 인한 장치 내부의 온도 상승을 방지할 수 있다.

또한 내부에 흐르는 공기의 유량을 증가시키어 가변 저항의 블레이드위에 묻어있는 이물을 제거할 수 있는 효과가 있다.

그리고 상기 내부를 공기를 이용하여 냉각시키므로써 대기바리콘의 아킹을 방지하여 장치의 내구성을 개선시킬 수 있다.

Claims

진공 가변 저항과 가변 저항을 포함하는 RF 매칭 장치에 있어서,

일정 거리를 두고 동일 방향으로 상기 장치의 내벽을 따라 부착된 제 1 공기 공급 라인,

상기 제 1 공기 공급 라인에 연결되고 상기 장치의 외벽에 연결되어 외부로부터 주입되는 공기가 흐르는 제 2 공기 공급 라인,

상기 제 2 공기 공급 라인에 연결되어 공기의 유량을 조절하는 레귤레이터를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 RF 매칭 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 공기 공급 라인은 다수개의 홀(hole)을 구비하는 것을 특징으로 하는 RF 매칭 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 레귤레이터의 하측에 선택적으로 공기를 차단하는 밸브를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 RF 매칭 장치.