KR20030002509A

KR20030002509A - Ｒｆ파워 인가 시스템 및 이를 포함하는 반도체 소자 제조장치

Info

Publication number: KR20030002509A
Application number: KR1020010038154A
Authority: KR
Inventors: 이재철
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2003-01-09

Abstract

매칭 박스를 덮는 전자파 차폐막을 포함하는 RF 파워 인가 시스템 및 이를 포함하는 반도체 소자 제조 장치에 관하여 개시한다. 본 발명에 따른 RF 파워 인가 시스템은 부하에 RF 파워를 공급하기 위하여 연결 케이블을 통하여 상기 부하에 연결되어 있는 RF 파워 발생기와, 상기 연결 케이블의 특성 임피던스와 상기 부하의 로드 임피던스를 매칭시키기 위하여 상기 부하와 상기 RF 파워 발생기 사이에서 상기 연결 케이블상에 설치되어 있는 임피던스 매칭 네트워크와, 내벽 및 외벽을 가지고, 상기 매칭 네트워크를 수용하는 매칭 박스와, 상기 매칭 박스의 내벽 및 외벽중 적어도 일부를 덮는 전자파 차폐막을 포함한다.

Description

ＲＦ 파워 인가 시스템 및 이를 포함하는 반도체 소자 제조 장치{RF power supply system and apparatus for manufacturing semiconductor device including the same}

본 발명은 RF 파워 인가 시스템 및 이를 포함하는 반도체 소자 제조 장치에관한 것으로, 특히 RF 임피던스 매칭 박스를 포함하는 RF 파워 인가 시스템 및 이를 포함하는 반도체 소자 제조 장치에 관한 것이다.

반도체 소자의 제조 공정은 실리콘 웨이퍼상에 반도체, 도체 또는 부도체로 이루어지는 다양한 막질을 형성하는 공정, 이를 패터닝 등과 같은 방법으로 가공하는 공정 등 다양한 공정으로 이루어진다. 그 중, 증착 공정 또는 식각 공정을 진행하는 데 있어서 플라즈마를 많이 이용하고 있다.

이와 같이 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장치는 RF 파워를 공급하는 RF 파워 발생기와 부하 사이에서 임피던스를 콘트롤하는 매칭 네트워크를 구비하고 있다. 매칭 네트워크는 일반적으로 코일과 커패시터로 구성되며, 자체 저항, 코일의 인덕턴스 및 커패시터의 커패시턴스로 구성되는 주파수 공조 시스템에 의하여 고주파 전원을 보호하고 공정중에 방전에 의한 전력 방출이 많이 이루어지도록 하는 역할을 한다. 그러나, 코일과 커패시터가 구동될 때 발생되는 임피던스의 변화로 인하여 유도 전파가 발생되고, 이와 같이 발생된 유도 전파는 노이즈(noise)로 되어 주변의 PCB(printed circuit board)에 흡입되고, 그 결과 전파 간섭을 일으켜 오동작을 발생시킴으로써 반도체 소자 제조 장치의 콘트롤을 방해한다.

매칭 네트워크에서 발생되는 유도 전파의 일부는 매칭 박스에 연결되어 있는 접지 라인으로 흡수되기도 하지만, 종래 기술에 따른 반도체 소자 제조 장치에서는 매칭 박스에 연결되어 있는 접지 라인이 반도체 소자 제조 장치 자체의 AC 파워의 접지를 이용하고 있으므로 노이즈를 완전히 배출하기에는 부족하다.

본 발명의 목적은 부하에 RF 파워를 공급할 때 발생되는 노이즈에 의하여 주변 PCB의 동작에 악영향을 미치지 않도록 노이즈를 효과적으로 흡수 및 차단할 수 있는 RF 파워 인가 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 플라즈마를 이용하는 반도체 소자의 제조 공정을 안정적으로 정밀하게 콘트롤할 수 있도록 하기 위하여 노이즈를 효과적으로 흡수 및 차단할 수 있는 RF 파워 인가 시스템을 포함하는 반도체 소자 제조 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 파워 인가 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

도 2a 및 도 2b는 각각 도 1의 매칭 박스의 일부를 확대한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: RF 파워 인가 시스템, 20: 부하, 30: 연결 케이블, 40: RF 파워 발생기, 50: 임피던스 매칭 네트워크, 60: 매칭 박스, 60a: 내벽, 60b: 외벽, 70: 전자파 차폐막, 82, 84: 노이즈 필터, 90: 접지 라인, 92: 어스 접지, 100: 진공 챔버, 110: 하부 전극, 120: 코일 형태의 전극, 200: 제1 RF 파워 인가 시스템, 300: 제2 RF 파워 인가 시스템.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 RF 파워 인가 시스템은 부하에 RF 파워를 공급하기 위하여 연결 케이블을 통하여 상기 부하에 연결되어 있는 RF 파워 발생기와, 상기 연결 케이블의 특성 임피던스(characteristic impedance)와 상기 부하의 로드 임피던스(load impedance)를 매칭시키기 위하여 상기 부하와 상기 RF 파워 발생기 사이에서 상기 연결 케이블상에 설치되어 있는 임피던스 매칭 네트워크와, 내벽 및 외벽을 가지고, 상기 매칭 네트워크를 수용하는 매칭 박스와, 상기 매칭 박스의 내벽 및 외벽중 적어도 일부를 덮는 전자파 차폐막을 포함한다.

상기 전자파 차폐막은 상기 매칭 박스의 외벽 또는 내벽, 또는 이들 모두를 완전히 덮는다.

상기 전자파 차폐막은 도금막, 코팅막 도는 증착막으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 전자파 차폐막은 전도성 금속 또는 전도성 폴리머를 함유할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 RF 파워 인가 시스템은 상기 연결 케이블을 통한 RF 파워 공급시 발생되는 노이즈를 제거하기 위하여 상기 연결 케이블상에 장착되어 있는 노이즈 필터를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 RF 파워 인가 시스템은 상기 매칭 박스로부터 어스 접지(earth ground)까지 연결되어 있는 접지 라인을 더 포함할 수 있다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 반도체 소자 제조 장치는 플라즈마를 이용하여 웨이퍼를 가공하기 위한 진공 챔버와, 상기 진공 챔버 내에 전압을 인가하기 위한 적어도 하나의 전극과, 연결 케이블을 통하여 상기 전극에 RF 파워를 공급하기 위한 적어도 하나의 RF 파워 발생기와, 상기 전극에 바이어스 전압을 인가하기 위하여 상기 RF 파워 발생기와 상기 전극 사이에서 상기 연결 케이블상에 설치되어 있는 임피던스 매칭 네트워크와, 내벽 및 외벽을 가지고, 상기 매칭 네트워크를 수용하는 매칭 박스와, 상기 매칭 박스의 내벽 및 외벽중 적어도 일부를 덮는 전자파 차폐막을 포함한다.

상기 진공 챔버는 플라즈마 식각 챔버 또는 플라즈마 증착 챔버를 구성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 전극은 상기 진공 챔버 내에서 웨이퍼를 지지할 수 있도록 설치된 하부 전극을 구성할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 전극은 상기 진공 챔버의 외벽에 동심적으로 권선된 코일의 형태를 가질 수 있다.

본 발명에 따른 RF 파워 인가 시스템에서는 매칭 박스 내에서 발생되는 유도전파로 인한 노이즈가 전자파 차폐막으로 흡수되거나 전자파 차폐막에 의해 외부로의 방출이 차단된다. 그 결과, 주변의 PCB에 전파 간섭 또는 오동작과 같은 악영향을 미칠 염려가 없다. 또한, 본 발명에 따른 반도체 소자 제조 장치에서는 공정 진행시 노이즈에 의한 주변 PCB의 오동작을 효과적으로 방지할 수 있으므로 반도체 소자 제조 공정을 안정적으로 콘트롤할 수 있다.

다음에, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, RF 파워 인가 시스템(10)은 부하(20)에 RF 파워를 공급하기 위하여 연결 케이블(30)을 통하여 상기 부하(20)에 연결되어 있는 RF 파워 발생기(40)를 포함한다. 상기 부하(20)와 RF 파워 발생기(40) 사이에는 임피던스 매칭 네트워크(50)를 수용하는 매칭 박스(60)가 설치되어 있다. 상기 임피던스 매칭 네트워크(50)는 상기 연결 케이블의 특성 임피던스(characteristic impedance)와 상기 부하의 로드 임피던스(load impedance)를 매칭시키기 위하여 설치된 것으로, 상기 부하(20), 예를 들면 전극에 바이어스 전압을 인가하는 역할을 한다.

도 2a 및 도 2b는 각각 상기 매칭 박스(60)의 일부(II)를 확대한 단면도이다. 상기 매칭 박스(60)는 내벽(60a) 및 외벽(60b)을 가지고 있다. 상기 임피던스 매칭 네트워크(50)로부터 발생되는 노이즈를 흡수 및 차단하기 위하여, 상기 매칭 박스(60)의 내벽(60a) 또는 외벽(60b)에는 전자파 차폐막(70)이 덮여 있다. 도 2a는 상기 매칭 박스(60)의 외벽(60b)만 상기 전자파 차폐막(70)으로 완전히 덮은 경우를 도시한 것이고, 도 2b는 상기 매칭 박스(60)의 내벽(60a) 및 외벽(60b)을 모두 상기 전자파 차폐막(70)으로 완전히 덮은 경우를 도시한 것이다.

예를 들면, 상기 전자파 차폐막(70)은 도금막, 코팅막 도는 증착막으로 이루어질 수 있다. 또한 예를 들면, 상기 전자파 차폐막(70)은 전도성 금속 또는 전도성 폴리머를 함유하는 도료를 코팅함으로써 얻어질 수 있다. 이와 같이, 상기 매칭 박스(60)를 상기 전자파 차폐막(70)으로 덮음으로써 상기 매칭 박스(60) 내에서 발생되는 유도 전파로 인한 노이즈가 상기 전자파 차폐막(70)으로 흡수되거나 상기 전자파 차폐막(70)에 의해 외부로의 방출이 차단된다. 따라서, 주변의 PCB에 전파 간섭 또는 오동작과 같은 악영향을 미칠 염려가 없다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 연결 케이블(30)상에서 상기 RF 파워 발생기(40)와 상기 매칭 박스(60) 사이, 및 상기 매칭 박스(60)와 상기 부하(20) 사이에 각각 노이즈 필터(82, 84)가 설치된다. 상기 노이즈 필터(82, 84)는 상기 연결 케이블(30)을 통한 RF 파워 공급시 발생되는 노이즈를 제거하기 위하여 설치한 것이다.

또한, 상기 매칭 박스(60)에는 어스 접지(earth ground)(92)에 연결되어 있는 접지 라인(90)이 연결되어 있다. 상기 매칭 박스(60)에 상기 어스 접지(92)를 연결시킴으로써 AC 파워의 접지를 이용하는 경우보다 접지 역할을 더욱 강화시킬 수 있으며, 따라서 노이즈의 이동 통로가 확장되어 상기 어스 접지(92) 이외의 경로를 통한 노이즈의 방출이 억제될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치의 구성을 나타낸 도면이다. 도 3에서는 반도체 소자 제조 장치의 일 예로서 플라즈마 식각 장치를 예로 들어 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 소자 제조 장치는 플라즈마를 이용하여 웨이퍼에 대하여 가공 공정, 예를 들면 식각 공정을 행하기 위한 진공 챔버(100), 즉 플라즈마 식각 챔버를 구비하고 있다. 상기 진공 챔버(100) 내부에는 상기 진공 챔버(100) 내에 전압을 인가하기 위한 하부 전극(110)이 설치되어 있다. 상기 하부 전극(110)은 상기 진공 챔버(100) 내에서 웨이퍼를 지지하는 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 진공 챔버(100)의 외벽에는 코일 형태의 전극(120)이 동심적으로 권선되어 있다. 상기 코일 형태의 전극(120)은 상기 하부 전극(110)으로부터 공급되는 전극의 극성과 다른 극성을 가지는 전압을 공급할 수 있다.

상기 하부 전극(110)에는 제1 RF 파워 인가 시스템(200)이 연결되어 있고, 상기 코일 형태의 전극(120)에는 제2 RF 파워 인가 시스템(300)이 연결되어 있다. 상기 제1 및 제2 RF 파워 인가 시스템(200, 300)에 있어서, 각각 RF 파워 발생기(240, 340), 연결 케이블(230, 330), 노이즈 필터(282, 284, 382, 384), 임피던스 매칭 네트워크(250, 350), 매칭 박스(260, 360), 접지 라인(290, 390) 및 어스 접지(292, 392)의 구체적인 구성에 대하여는 도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 상기 RF 파워 인가 시스템(10)에 대하여 설명한 바와 같으므로, 여기서는 상세한 설명은 생략한다. 도 3에 도시하지는 않았으나, 상기 매칭 박스(260, 360)로부터 발생되는 노이즈를 흡수하고 외부로의 방출을 억제하기 위하여 상기 매칭박스(260, 360)의 내벽 또는 외벽, 또는 이들 모두를 각각 전자파 차폐막으로 덮는 구성도 도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한 바와 같다.

상기한 실시예에서는 상기 진공 챔버(100)가 플라즈마 식각 챔버를 구성하는 경우에 대하여 설명하였으나, 본 발명에 따른 반도체 소자 제조 장치의 특징적인 구성은 플라즈마 증착 장치에도 마찬가지로 적용될 수 있다. 이 경우에는 상기 진공 챔버(100)는 플라즈마 증착 챔버를 구성하게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 RF 파워 인가 시스템은 내벽 또는 외벽중 적어도 일부가 전자파 차폐막으로 덮인 매칭 박스를 구비한다. 따라서, 매칭 박스 내에서 발생되는 유도 전파로 인한 노이즈가 전자파 차폐막으로 흡수되거나 전자파 차폐막에 의해 외부로의 방출이 차단되고, 그 결과 주변의 PCB에 전파 간섭 또는 오동작과 같은 악영향을 미칠 염려가 없다. 또한, RF 파워가 공급되는 연결 케이블상에는 노이즈 필터를 설치함으로써 연결 케이블을 통한 RF 파워 공급시 발생되는 노이즈를 제거할 수 있으며, 매칭 박스에 어스 접지를 연결시켜 접지 역할을 강화함으로써 노이즈의 이동 통로를 확장시켜 어스 접지 이외의 경로를 통한 노이즈의 방출을 억제할 수 있다. 이와 같은 구성을 가지는 RF 파워 인가 시스템을 갖춘 반도체 소자 제조 장치에서는 공정 진행시 노이즈에 의한 주변 PCB의 오동작을 효과적으로 방지할 수 있으므로 반도체 소자 제조 공정을 안정적으로 콘트롤할 수 있으며, 반도체 소자 제조 장치 자체의 안정성 및 공정 제어의 정밀도를 향상시킴으로써 생산 능력을 향상시킬 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.

Claims

부하에 RF 파워를 공급하기 위하여 연결 케이블을 통하여 상기 부하에 연결되어 있는 RF 파워 발생기와,

상기 연결 케이블의 특성 임피던스(characteristic impedance)와 상기 부하의 로드 임피던스(load impedance)를 매칭시키기 위하여 상기 부하와 상기 RF 파워 발생기 사이에서 상기 연결 케이블상에 설치되어 있는 임피던스 매칭 네트워크와,

내벽 및 외벽을 가지고, 상기 매칭 네트워크를 수용하는 매칭 박스와,

상기 매칭 박스의 내벽 및 외벽중 적어도 일부를 덮는 전자파 차폐막을 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 파워 인가 시스템.
제1항에 있어서, 상기 전자파 차폐막은 상기 매칭 박스의 외벽을 완전히 덮는 것을 특징으로 하는 RF 파워 인가 시스템.
제1항에 있어서, 상기 전자파 차폐막은 상기 매칭 박스의 내벽 및 외벽을 완전히 덮는 것을 특징으로 하는 RF 차워 인가 시스템.
제1항에 있어서, 상기 전자파 차폐막은 도금막, 코팅막 도는 증착막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 RF 파워 인가 시스템.
제1항에 있어서, 상기 전자파 차폐막은 전도성 금속 또는 전도성 폴리머를 함유하는 것을 특징으로 하는 RF 파워 인가 시스템.
제1항에 있어서, 상기 연결 케이블을 통한 RF 파워 공급시 발생되는 노이즈를 제거하기 위하여 상기 연결 케이블상에 장착되어 있는 노이즈 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 파워 인가 시스템.
제1항에 있어서,

상기 매칭 박스로부터 어스 접지(earth ground)까지 연결되어 있는 접지 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 파워 인가 시스템.
플라즈마를 이용하여 웨이퍼를 가공하기 위한 진공 챔버와,

상기 진공 챔버 내에 전압을 인가하기 위한 적어도 하나의 전극과,

연결 케이블을 통하여 상기 전극에 RF 파워를 공급하기 위한 적어도 하나의 RF 파워 발생기와,

상기 전극에 바이어스 전압을 인가하기 위하여 상기 RF 파워 발생기와 상기 전극 사이에서 상기 연결 케이블상에 설치되어 있는 임피던스 매칭 네트워크와,

내벽 및 외벽을 가지고, 상기 매칭 네트워크를 수용하는 매칭 박스와,

상기 매칭 박스의 내벽 및 외벽중 적어도 일부를 덮는 전자파 차폐막을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
제8항에 있어서, 상기 진공 챔버는 플라즈마 식각 챔버인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
제8항에 있어서, 상기 진공 챔버는 플라즈마 증착 챔버인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
제8항에 있어서, 상기 전극은 상기 진공 챔버 내에서 웨이퍼를 지지할 수 있도록 설치된 하부 전극인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
제8항에 있어서, 상기 전극은 상기 진공 챔버의 외벽에 동심적으로 권선된 코일의 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
제8항에 있어서, 상기 전자파 차폐막은 상기 매칭 박스의 외벽을 완전히 덮는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
제8항에 있어서, 상기 전자파 차폐막은 상기 매칭 박스의 내벽 및 외벽을 완전히 덮는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
제8항에 있어서, 상기 전자파 차폐막은 도금막, 코팅막 도는 증착막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
제8항에 있어서, 상기 전자파 차폐막은 전도성 금속 또는 전도성 폴리머를 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
제8항에 있어서, 상기 연결 케이블을 통한 RF 파워 공급시 발생되는 노이즈를 제거하기 위하여 상기 연결 케이블상에 장착되어 있는 적어도 하나의 노이즈 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
제8항에 있어서,

상기 매칭 박스로부터 어스 접지(earth ground)까지 연결되어 있는 접지 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.