KR20030049067A - 플라즈마쳄버의 돔온도 드롭에 의한 폴리머 리프팅방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 쳄버에서 고주파 매치박스의 교체 시 돔온도의 드롭으로 인해 폴리머가 리프팅되는 것을 방지하는 플라즈마쳄버의 폴리머 리프팅방지장치에 관한 것이다.

본 발명은 고주파 매치박스를 교체 시 히팅램프의 전원을 차단하지 않도록 하여 세라믹 내부에 데포되어 있는 폴리머의 리프팅을 방지하기 위한 플라즈마쳄버의 폴리머 리프팅장치는, 고주파전력을 발생하는 고주파 파워소스와, 고주파매치박스를 통해 정합된 고주파전력에 의해 가스를 이온화시켜 플라즈마가 발생되도록 하여 공정을 진행하는 쳄버와, 상기 고주파 파워소스와 상기 쳄버 간의 임피던스 정합을 조절하는 고주파 매치박스와, 상기 고주파 매치박스와 쳄버간의 DC전원공급라인에 연결되어 상기 고주파 매치박스 교체 시 상기 쳄버 내의 인터커넥터보드로 피드백 되는 DC전원을 공급하도록 스위칭되는 스위치를 구비한다.

Description

플라즈마쳄버의 돔온도 드롭에 의한 폴리머 리프팅방지장치{equipment preventing lifting of polymer by dropped dome temperature for plasma chamber}

본 발명은 고밀도 플라즈마 화학기상증착 챔버의 폴리머 리프팅방지장치에 관한 것으로, 특히 플라즈마 쳄버에서 바이어스 매치박스의 교체 시 돔온도의 드롭으로 인해 폴리머가 리프팅되는 것을 방지하는 플라즈마쳄버의 폴리머 리프팅방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정에 이용되는 쳄버 내부의 전기적 임피던스는 쳄버 내부에 조성된 환경에 의해서 변경될 수 있는 요소를 갖고 있으며, 특히 고주파 파워소스가 가해지는 플라즈마 쳄버의 경우 변수적 요인이 크게 작용하게 된다. 예를 들면 증착재료로 사용되는 타킷이 있는 스퍼터링 공정을 행하는 경우 타킷이 부식됨에 따라 쳄버 내부의 임피던스도 변화하게 되고, 에칭이나 애싱공정 등에 있어서는 피처리 기판의 사이즈 및 필요 식각율에 대한 쳄버 내부의 가스, 온도 등의 요건에 따라 달라지게 된다. 플라즈마 쳄버시스템에서 가장 이상적인 고주파 정합은 고주파 파워소스의 내부 임피던스와 쳄버의 내부 임피던스가 동일하게 되는 상태이다. 따라서 고주파 파워소스와 쳄버의 전극 사이의 임피던스 정합을 시키기 위해 고주파 매치박스를 사용하여 전력의 이용도를 높일 수 있다. 이러한 고주파 매치박스를 사용하여 전력의 이용도를 높일 수 있도록 임피던스 정합하는 기술이 대한민국 공개특허공보 93-003272호에 개시되어 있다. 이와 같은 매치박스를 이용하여 임피던스 정합하는 장치가 도 1에 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 쳄버(10)는 고주파매치박스(60)를 통해 정합된 고주파전력에 의해 가스를 이온화시켜 플라즈마가 발생되도록 하여 공정을 진행한다. 이때 전력검출부(40)는 쳄버(10)로 공급되는 RF전력레벨을 검출하여 튜닝컨트롤러(50)로 인가한다. 튜닝컨트롤러(50)는 전력검출부(50)로부터 피드백된 검출신호에 의해 쳄버(10) 내부에서 소모되는 고주파 전력을 모니터링하고, 이 모니터링한 값을 미리 설정된 알고리즘에 따라 처리하여 고주파 전력을 일정하게 유지시키고, 고주파 파워소스(20)와 쳄버(10)간의 임피던스를 정합하도록 제어한다. 고주파 파워소스(20)는 상기 튜닝컨트롤러(50)의 제어를 받아 고주파전력을 발생한다. 고주파 매치박스(60)는 상기 고주파 파워소스(20)와 쳄버(10) 간의 임피던스 정합을 조절한다.

그런데 쳄버(10)의 인터커넥터보드에서는 매치박스(60)로 24V의 DC전원을 공급하고 이 24V의 DC전원이 피드백되어 쳄버(10)내의 히팅램프로 공급하여 히팅램프를 온 시켜 돔(DOME)의 온도를 80℃로 유지되도록 하고 있다.

그러나 고주파 매치박스(60)에 이상이 발생되어 고주파 매치박스(6)를 분해할 경우 인터록을 걸어 공정 진행을 하지 못하게 하고 있다. 이때 단순히 인터록으로 런(RUN) 진행을 하지 말아야 하나 DTCU부분에 히팅이 되고 있는 히팅램프(도시하지 않음)의 전원을 차단하여 히팅램프가 오프된다. 이로 인해 돔의 온도는 30℃까지 드롭되어 세라믹 돔의 내부에 데포되어 있는 폴리머가 리프팅되어 파티클이 발생하는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 고주파 매치박스를 교체 시 히팅램프의 전원을 차단하지 않도록 하여 세라믹 내부에 데포되어 있는 폴리머의 리프팅을 방지할 수 있는 플라즈마 쳄버의 폴리머 리프팅방지장치를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 플라즈마 공정설비의 구성도

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 공정설비의 폴리머 리프팅방지장치의 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 체버 20: 고주파 파워소스

30: 스위치 40: 전력검출부

50: 튜닝콘트롤러60: 고주파 매치박스

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴리머의 리프팅을 방지하기 위한 플라즈마쳄버의 폴리머 리프팅장치는, 고주파전력을 발생하는 고주파 파워소스와, 고주파매치박스를 통해 정합된 고주파전력에 의해 가스를 이온화시켜 플라즈마가 발생되도록 하여 공정을 진행하는 쳄버와, 상기 고주파 파워소스와 상기 쳄버 간의 임피던스 정합을 조절하는 고주파 매치박스와, 상기 고주파 매치박스와 쳄버간의 DC전원공급라인에 연결되어 상기 고주파 매치박스 교체 시 상기 쳄버 내의 인터커넥터보드로 피드백 되는 DC전원을 공급하도록 스위칭되는 스위치를 구비함을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 공정설비의 폴리머 리프팅방지장치의 구성도이다.

고주파매치박스(60)를 통해 정합된 고주파전력에 의해 가스를 이온화시켜 플라즈마가 발생되도록 하여 공정을 진행하는 쳄버(10)와, 상기 쳄버(10)로 공급되는 RF전력레벨을 검출하는 전력검출부(40)와, 상기 전력검출부(50)로부터 피드백된 검출신호에 의해 쳄버(10) 내부에서 소모되는 고주파 전력을 모니터링하고, 이 모니터링한 값을 미리 설정된 알고리즘에 따라 처리하여 고주파 전력을 일정하게 유지시키고, 고주파 파워소스(20)와 쳄버(10)간의 임피던스를 정합하도록 제어하는 튜닝컨트롤러(50)와, 상기 튜닝컨트롤러(50)의 제어를 받아 고주파전력을 발생하는 고주파 파워소스(20)와, 상기 고주파 파워소스(20)와 쳄버(10) 간의 임피던스 정합을 조절하는 고주파 매치박스(60)와, 상기 고주파 매치박스(60)와 쳄버(10) 간의 24V의 DC전원공급라인에 연결되어 상기 고주파 매치박스(60) 교체 시 쳄버(10)내의 인터커넥터보드로 피드백 되는 24V의 DC전원을 공급하도록 스위칭되는 스위치(30)로 구성되어 있다.

상술한 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 상세히 설명한다.

쳄버(10)는 고주파매치박스(60)를 통해 정합된 고주파전력에 의해 가스를 이온화시켜 플라즈마가 발생되도록 하여 공정을 진행한다. 이때 전력검출부(40)는 쳄버(10)로 공급되는 RF전력레벨을 검출하여 튜닝컨트롤러(50)로 인가한다. 튜닝컨트롤러(50)는 전력검출부(50)로부터 피드백된 검출신호에 의해 쳄버(10) 내부에서 소모되는 고주파 전력을 모니터링하고, 이 모니터링한 값을 미리 설정된 알고리즘에 따라 처리하여 고주파 전력을 일정하게 유지시키고, 고주파 파워소스(20)와 쳄버(10)간의 임피던스를 정합하도록 제어한다. 고주파 파워소스(20)는 상기 튜닝컨트롤러(50)의 제어를 받아 고주파전력을 발생한다. 고주파 매치박스(60)는 상기 고주파 파워소스(20)와 쳄버(10) 간의 임피던스 정합을 조절한다.

이때 쳄버(10)의 인터커넥터보드에서는 매치박스(60)로 24V의 DC전원을 공급하고 이 24V의 DC전원이 피드백되어 쳄버(10)내의 히팅램프로 공급하여 히팅램프를 온 시켜 돔(DOME)의 온도를 80℃로 유지되도록 하고 있다.

그런데 고주파 매치박스(60)에 이상이 없이 정상적인 경우 작업자는 스위치(30)를 조작하여 스위치(30)의 공통단자(c)와 단자(a)가 연결되도록 한다. 상기 스위치(30)의 공통단자(c)와 단자(a)가 연결되도록 하면 24V의 DC전원이 피드백되어 쳄버(10)내의 인터커넥터보드로 공급된다. 이로 인해 쳄버(10)의 히팅램프로 24V의 DC 전원이 공급되어 히팅램프를 온 시켜 돔(DOME)의 온도를 80℃로 유지되도록 하고 있다.

그러나 고주파 매치박스(60)에 이상이 발생되어 고주파 매치박스(60)를 교체할 경우 인터록을 걸어 공정 진행을 하지 못하게 하고 작업자는 스위치(30)를 조작하여 스위치(30)의 공통단자(c)와 단자(b)가 연결되도록 한다. 상기 스위치(30)의 공통단자(c)와 단자(b)가 연결되도록 하면 24V의 DC전원이 고주파 매치박스(60)를 거치지 않고 피드백되어 쳄버(10)내의 인터커넥터보드로 공급된다. 이로 인해 쳄버(10)의 히팅램프로 24V의 DC 전원이 공급되면 히팅램프를 온 시켜 돔(DOME)의 온도를 80℃로 유지되도록 하고 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 체버(10)내의 인터커넥터보드와 고주파 매치박스(60) 사이의 전원공급 라인에 스위치를 설치하여 고주파 매치박스(60)의 이상으로 교체할 경우에도 인터록을 걸어 공정 진행을 하지 못하게 하고 스위치(30)를 조작하여 24V의 DC전원이 고주파 매치박스(60)를 거치지 않고 피드백되도록 하여 쳄버(10)내의 인터커넥터보드로 공급하므로, 돔의 히팅램프가 오프되지 않게 되어 돔의 온도를 항상 80℃로 유지시켜 세라믹 돔 내부에 데포되어 있는 폴리머의 리프팅을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한 세라믹 돔 내부에 데포되어 있는 폴리머의 리프팅을 방지하여 생산성을 향상시킬 수 있고, 파티클 발생을 최소화하여 반도체 기판의 불량발생을 줄일 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 구체적인 실시 예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims (3)

1. 플라즈마쳄버의 돔온도 드롭에 의한 폴리머 리프팅방지장치에 있어서,

   고주파전력을 발생하는 고주파 파워소스와,

   고주파매치박스를 통해 정합된 고주파전력에 의해 가스를 이온화시켜 플라즈마가 발생되도록 하여 공정을 진행하는 쳄버와,

   상기 고주파 파워소스와 상기 쳄버 간의 임피던스 정합을 조절하는 고주파 매치박스와,

   상기 고주파 매치박스와 쳄버간의 DC전원공급라인에 연결되어 상기 고주파 매치박스 교체 시 상기 쳄버 내의 인터커넥터보드로 피드백 되는 DC전원을 공급하도록 스위칭되는 스위치를 구비함을 특징으로 하는 플라즈마쳄버의 돔온도 드롭에 의한 폴리머 리프팅방지장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 쳄버 내의 인터커넥터보드로 피드백 되는 DC전원은 상기 쳄버 내부의 돔온도를 설정된 온도로 유지시키기 위한 히팅램프를 온시킴을 특징으로 하는 플라즈마쳄버의 돔온도 드롭에 의한 폴리머 리프팅방지장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 스위치는 상기 고주파 매치박스에 이상이 없이 정상적인 경우 공통단자(c)와 단자(a)가 연결되도록 하고, 상기 고주파 매치박스에 이상이 발생되어 고주파 매치박스를 교체할 경우 공통단자(c)와 단자(b)가 연결되도록 함을 특징으로 하는 플라즈마쳄버의 돔온도 드롭에 의한 폴리머 리프팅방지장치.