KR20040052968A - 플라즈마 모니터를 갖는 대용량 플라즈마 장비들,해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비들 및 그들의사용방법들 - Google Patents

플라즈마 모니터를 갖는 대용량 플라즈마 장비들,해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비들 및 그들의사용방법들 Download PDF

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Abstract

플라즈마 모니터를 갖는 대용량 플라즈마 장비들, 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비들 및 그들의 사용방법들을 제공한다. 이 장비들은 각각이 플라즈마 공정 동안 공정 챔버 내 플라즈마의 생성을 균일되게 해주고 동시에 플라즈마 장비들의 배치환경을 간결하게 하는 방안들을 각각 제시해준다. 상기 장비들의 사용방법들은 플라즈마 공정 동안 공정 이상 유무를 체크할 수 있는 방안들을 각각 제공해준다. 이를 위해서, 상기 플라즈마 모니터를 갖는 대용량 플라즈마 장비들은 하부 전극이 배치된 적어도 하나의 공정 챔버, 상기 공정 챔버의 측부에 연결된 하나 이상의 플라즈마 모니터부들 및 그 모니터부들에 연결된 주파수 컨트롤러를 포함한다. 상기 주파수 컨트롤러에 하나 이상의 플리즈마 모니터부들과 동일 개수로 주파수 형성부들이 연결되고, 상기 공정 챔버의 상부에 위치되어서 주파수 형성부들과 동일 개수로 자기장 형성부들이 이어진다. 이때에, 상기 플라즈마 모니터를 갖는 대용량 플라즈마 장비들은 주파수 컨트롤러를 사용해서 플라즈마 모니터부들로부터 체크된 플라즈마의 광 이미지 세기들을 서로 비교하여 주파수 형성부들의 각각의 주파수를 조절한다. 또한, 상기 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비들은 공정 챔버 및 해석모듈과 함께 주 컴퓨터를 포함한다. 상기 해석모듈은 주 컴퓨터로부터 분리되어서 공정챔버와 광 케이블로 연결되고 동시에 주 컴퓨터와 전선으로 이어진다. 이를 통해서, 상기 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비들은 공정 챔버내 플라즈마 광을 해석 모듈을 통해서 전기적 신호로 바꾸어 주 컴퓨터 상에 이미지 파형들을 그릴수 있고 그 파형들을 사용해서 광 이미지 세기들을 구할 수 있다. 상기 광 이미지 세기들은 플라즈마 공정에 대한 공정 이력들이다.

Description

플라즈마 모니터를 갖는 대용량 플라즈마 장비들, 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비들 및 그들의 사용방법들{Voluminous Plasma Machines Having Large Plasma Monitor Part, Voluminous Plasma Machines Having Analysis Module And Methods of Using Thereof}
본 발명은 플라즈마 장비들 및 그들의 사용방법들에 관한 것으로서, 상세하게는 플라즈마 모니터를 갖는 대용량 플라즈마 장비들, 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비들 및 그들의 사용방법들에 관한 것이다.
일반적으로, 플라즈마 장비는 상부 및 하부 전극들이 배치된 공정 챔버, RF 발생기, 가스 유량 제어기(MFC) 및 진공 펌프 등과 같은 주변 기기들을 갖는다. 또한, 상기 플라즈마 장비는 시간에 따라 변하는 자기장을 사용해서 공정 챔버내 플라즈마를 형성하는 경우 공정 챔버내 상부 전극을 구비하지 않고 공정 챔버의 상부에 배치된 안테나(Antenna) 및 공정 챔버내 하부전극과 함께 상기 주변 기기들을 갖을 수도 있다. 상기 주변 기기들은 공정 챔버 주위에 장착되어서 공정 챔버 내 플라즈마 공정의 분위기를 조성해주는 것들이고, 상기 공정 챔버는 주변 기기들을 통해서 주입된 공정 가스 및 인가된 전원을 사용해서 상부 및 하부 전극들 사이 또는 안테나 및 하부 전극 사이에 플라즈마를 발생시키는 장소이다. 이때에, 상기 공정 챔버 내 플라즈마를 발생시키기 전, 기저판은 공정 챔버 내 하부 전극 상에 위치하도록 배치된다. 그리고, 상기 플라즈마 장비는 플라즈마를 사용해서 기저판에 플라즈마 공정을 실시한다. 상기 기저판은 반도체 실리콘 기판 그리고 LCD(Liquid Crystal Display) 또는 EL(Electro Luminescence) 기판을 지칭한다.
그러나, 상기 기저판은 반도체 시장의 욕구 및 디스 플레이 전자 제품들의 대형화에 발맞추어서 그 면적이 증가되어지고 있다. 더불어서, 상기 플라즈마 장비는 기저판의 면적 증가와 함께 그 장비 내 체적이 큰 공정 챔버가 하나 이상 구비되어져야만 한다. 따라서, 상기 체적이 큰 공정 챔버를 갖는 플라즈마 장비는 플라즈마 공정 동안 공정 챔버내 부위별로 플라즈마의 생성 밀도가 달라질 수 있는 높은 확률을 갖는다. 이를 방지하기 위해서, 상기 체적이 큰 공정 챔버를 갖는 플라즈마 장비의 운영자는 그의 직감 및 기존의 주변 기기들 그리고 공정 가스의 유량과 함께 고주파의 크기를 이용해서 공정 챔버 내 플라즈마 이온들의 불 균일한 생성 밀도를 수동적으로 줄일 수 있다. 이는 적절한 방법이 아니다.
또한, 상기 체적이 큰 공정 챔버를 갖는 플라즈마 장비는 플라즈마 공정 동안 공정 챔버내 공정 이력을 체크하기 위해서 CCD Array 및 ADC(Analog Digital Converter) 보드가 주 컴퓨터에 내장하도록 형성된다. 상기 체적이 큰 공정 챔버를 갖는 플라즈마 장비는 플라즈마 공정의 생산성을 높이기 위해서 하나 이상의 공정 챔버들을 구비한다. 이때에, 상기 CCD Array 및 ADC 보드는 주 컴퓨터를 통하여 하나 이상의 공정 챔버들과 광 케이블(Optical Cable)을 사용해서 연결된다. 따라서,상기 하나 이상의 공정 챔버들의 각각은 CCD Array 및 ADC 보드에 연결시키기 위해서 그 챔버의 체적이 증가되기 전보다 긴 광 케이블로 이어져야만 한다. 이는 체적이 큰 공정 챔버를 갖는 플라즈마 장비의 운영자가 그 장비를 유지 및 보수하기 위해서 광 케이블의 사용에 씌여지는 비용에 대해서 부담을 가지게 한다.
더불어서, 상기 체적이 큰 공정 챔버를 갖는 플라즈마 장비의 운영자는 공정 챔버 및 그 챔버의 주변 기기들 사이를 이어주는 연결선들에 대한 선택이 용이하지 못해서 플라즈마 장비의 유지에 불편함을 느낄 수 있다. 왜냐하면, 상기 체적이 큰 공정 챔버를 갖는 플라즈마 장비는 연결선으로 광 케이블을 사용해서 공정 챔버 및그 챔버 주위의 주변 기기들 사이를 이어주도록 형성되기 때문이다. 따라서, 상기 운영자는 상기 체적이 큰 공정 챔버를 갖는 플라즈마 장비를 유지하기 위해서 데이타의 손망실의 확률이 높은 광 케이블에 대한 부담을 갖는다.
마지막으로, 종래 기술의 플라즈마 장비는 플라즈마 공정 동안 공정 이상 유무를 체크할 수 있는 도구(Tool)가 세련되지 않아서 그 공정의 공정 이력에 대한 피드 백을 실시간으로 할 수 없다. 이는 플라즈마 공정 동안 기저판 개수의 손실을 극대화시켜서 플라즈마 장비의 시장 욕구에 대처할 수 없는 기회손실을 발생시킨다.
결론적으로, 상기 체적이 큰 공정 챔버를 갖는 플라즈마 장비는 그 장비의 시장 욕구에 대처하고 동시에 광 케이블의 사용을 최소화시키고 아울러서 공정 챔버 내 플라즈마의 생성 밀도를 균일되게 하는 제조 방안들이 적용되어지는 것이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 제 1 기술적 과제는 플라즈마 공정 동안 공정 챔버내 부위별로 플라즈마의 광 이미지 세기들을 구하는데 적합한 플라즈마 모니터부를 갖는 대용량 플라즈마 장비들을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 제 2 기술적 과제는 공정 챔버의 상부에 하나 이상의 자기장 형성부들 배치해서 플라즈마 공정 동안 공정 챔버 내 플라즈마의 생성 밀도를 균일되게 할 수 있는 플라즈마 모니터부를 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법들을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 제 3 기술적 과제는 해석모듈을 주 컴퓨터로부터 분리해서 공정 챔버 및 해석모듈 사이와 함께 해석모듈 및 주 컴퓨터 사이를 광 케이블 및 전선을 사용하여 각각 연결해서 유지비를 낮추고 동시에 전체적인 배치환경을 간결하게 하는데 적합한 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비들을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 제 4 기술적 과제는 해석모듈 및 주 컴퓨터를 사용해서 플라즈마의 광 이미지 세기들을 구해서 플라즈마 공정 동안 공정 챔버 내 기저판 상의 공정 이력을 체크할 수 있는 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법들을 제공하는데 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 플라즈마 모니터부를 갖는 대용량 플라즈마 장비를 보여주는 배치도.
도 2 는 도 1 의 절단선 Ⅰ- Ⅰ' 를 따라서 취한 플라즈마 장비의 공정 챔버 및 그 주변을 보여주는 단면도.
도 3 은 도 2 의 자기장 형성부들 중의 하나 및 그 형성부에서 생성되는 자기장을 보여주는 평면도.
도 4 는 도 1 의 광 모니터 부들 중 하나의 내부를 보여주는 단면도.
도 5 는 본 발명에 따른 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비를 보여주는 배치도.
도 6 내지 도 21 은 각각이 도 5 의 플라즈마 장비의 사용방법을 보여주는 그래프들.
상기 기술적 과제들을 구현하기 위해서, 본 발명은 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비, 플라즈마 모니터부를 갖는 대용량 플라즈마 장비 및 그들의 사용방법들을 제공한다.
상기 플라즈마 모니터부를 갖는 대용량 플라즈마 장비는 하부 전극이 배치된 적어도 하나의 공정 챔버를 포함한다. 상기 공정 챔버의 상부 및 공정 챔버의 측부에 하나 이상의 자기장 형성부들 및 그와 동일 개수의 플라즈마 모니터부들이 각각 배치된다. 상기 플라즈마 모니터부는 광 포획 윈도우 및 광 모니터부로 구성된다. 상기 플라즈마 모니터 부들에 주파수 컨트롤러가 연결되고, 상기 플라즈마 모니터부들과 동일 개수로 상기 주파수 컨트롤러에 주파수 형성부들이 연결된다. 이때에, 상기 주파수 형성부들은 각각이 상기 자기장 형성부들에 연결된다. 상기 주파수 형성부들, 상기 자기장 형성부들, 상기 주파수 콘트롤러 및 플라즈마 모니터부들은 전선(Electrical Wire)으로 이어지도록 배치된다. 그리고, 상기 광 포획 윈도우 및 광 모니터부는 광 케이블(Optical Cable)로 연결된다.
상기 플라즈마 모니터부를 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법은 공정 챔버의 하부전극 상에 기저판을 배치하는 것을 포함한다. 상기 공정 챔버내 공정 가스를 주입하고, 상기 플라즈마 모니터부를 갖는 대용량 플라즈마 장비에 전원을 인가시켜서 주파수들을 형성한다. 상기 주파수들을 사용해서 자기장 형성부들에 자기장들을 각각 형성하는데, 상기 자기장들은 공정 가스를 사용해서 공정 챔버내 플라즈마를 형성한다. 상기 플라즈마를 사용하여 공정 챔버내 기저판 상에 플라즈마 공정을 수행해서 플라즈마 광을 형성한다. 상기 공정 챔버 벽의 측부에 배치된 플라즈마 모니터부들을 통해서 플라즈마 광을 체크하여 공정 챔버내 부위별 광 이미지 세기들을 각각 도출한다. 상기 주파수 컨트롤러를 통해서 광 이미지 세기들을 가지고 상대 비교 데이타를 구한다. 상기 주파수 컨트롤러는 상대 비교 데이타를 사용해서 주파수 형성부들의 각각의 주파수를 컨트롤하여 공정 챔버내 플라즈마의 생성 밀도를 균일되게 해준다. 이때에, 상기 플라즈마 장비는 하부 전극이 배치된 적어도 하나의 공정 챔버, 상기 공정 챔버의 측부에 전기적으로 접속된 하나 이상의 플라즈마 모니터부들 및 그 모니터부들에 연결된 주파수 컨트롤러를 갖는다. 더불어서, 상기 플라즈마 장비는 주파수 컨트롤러에 접속되고 상기 하나 이상의 플리즈마 모니터부들과 동일 개수로 연결되는 주파수 형성부들을 갖는다. 그리고, 상기 플라즈마 장비는 공정 챔버의 상부에 위치되어서 상기 주파수 형성부들과 동일 개수로연결된 자기장 형성부들를 갖는다.
상기 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비는 하부 전극이 배치된 적어도 하나의 공정 챔버를 포함한다. 상기 공정 챔버는 해석모듈과 연결되고, 상기 해석 모듈은 주 컴퓨터와 이어진다. 이때에, 상기 주 컴퓨터 및 상기 해석 모듈은 전선으로 연결되고 동시에 상기 해석 모듈 및 공정 챔버는 그들 사이가 광 케이블로 연결된다. 그리고, 상기 해석모듈은 적어도 CCD Array 및 ADC(Analog Digital Converter) 보드로 구비된다.
상기 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법의 일 양태는 적어도 한 번에 걸쳐서 각 회마다 상기 하부 전극 상에 배치된 기저판 상에 플라즈마 공정을 수행해서 상기 공정 챔버 내 플라즈마 광을 형성하는 것을 포함한다. 상기 해석모듈을 사용해서 상기 플라즈마 광을 전기적 신호로 바꾸고, 상기 주 컴퓨터를 사용해서 상기 플라즈마 공정 동안 상기 전기적 신호를 체크하여 그 공정의 진행 시간을 동일 시간 간격들로 나누어 시간 간격별로 이미지 파형들을 생성한다. 상기 이미지 파형들의 각각은 하나의 시간 간격 내 X 축상에 주파수들을 순차적으로 배열하고 동시에 특정 주파수들을 갖는 분자들의 광 세기들을 Y 축상에 위치시킨 것이다. 상기 주 컴퓨터를 통해서 상기 이미지 파형들을 상기 주파수들에 대하여 적분한 면적들의 값을 사용하여 상기 플라즈마 공정의 상기 진행 시간의 상기 시간 간격별로 광 이미지 세기들을 구한다. 이때에, 상기 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비는 하부 전극이 배치된 적어도 하나의 공정 챔버, 상기 공정 챔버와 연결된 해석모듈 및 상기 해석 모듈과 연결되는 주 컴퓨터를 갖는다.
상기 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법의 다른 양태는 하부 전극 상에 배치된 기저판 상에 플라즈마 공정을 수행해서 공정 챔버 내 플라즈마 광을 형성하는 것을 포함한다. 상기 해석모듈을 사용해서 플라즈마 광을 제 1 전기적 신호로 바꾼다. 상기 주 컴퓨터를 사용해서 플라즈마 공정 동안 제 1 전기적 신호를 체크하여 그 공정의 진행 시간을 동일 시간 간격들로 나누어 시간 간격별로 이미지 파형들을 생성한다. 상기 이미지 파형들의 각각은 하나의 시간 간격 내 X 축상에 주파수들을 순차적으로 배열하고 동시에 특정 주파수들을 갖는 분자들의 광 세기들을 Y 축상에 위치시킨 것이다. 상기 하부 전극 상에 배치된 적어도 하나의 다른 기저판에 플라즈마 공정을 수행해서 공정 챔버 내 다른 플라즈마 광을 형성하고, 상기 해석모듈을 사용해서 다른 플라즈마 광을 제 2 전기적 신호로 바꾼다. 상기 주 컴퓨터를 사용해서 제 2 전기적 신호를 체크하여 플라즈마 공정의 진행 시간을 이미지 파형들과 동일한 시간 간격들로 나누어 시간 간격별로 다른 이미지 파형들을 생성한다. 상기 다른 이미지 파형들의 각각은 하나의 시간 간격 내 X 축상에 주파수들을 순차적으로 배열하고 동시에 특정 주파수들을 갖는 분자들의 광 세기들을 Y 축상에 위치시킨 것이다. 다음으로, 상기 주 컴퓨터를 통해서 플라즈마 공정들 동안 동일 시간 간격들에 나타난 기저판의 이미지 파형들 및 적어도 하나의 다른 기저판의 다른 이미지 파형들을 비교하여 그 파형들의 상기 광 세기들의 차를 구한다. 이와 더불어서, 상기 주 컴퓨터를 통해서 광 세기들의 차를 사용하여 또 다른 이미지 파형들을 구한다. 계속해서, 상기 주 컴퓨터를 통해서 또 다른 이미지 파형들을 주파수들에 대해 적분한 면적들의 값을 사용하여 플라즈마 공정들 중 하나의 진행시간의 시간 간격별로 광 이미지 세기들을 구한다. 이때에, 상기 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비는 하부 전극이 배치된 적어도 하나의 공정 챔버, 공정 챔버와 연결된 해석모듈 및 해석 모듈과 연결되는 주 컴퓨터를 갖는다.
상기 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법의 또 다른 양태는 적어도 두 번에 걸쳐서 각 회마다 하부 전극 상에 배치된 기저판 상에 플라즈마 공정을 수행해서 공정 챔버내 제 1 및 제 2 플라즈마 광들을 각각 형성하는 것을 포함한다. 상기 해석모듈을 사용해서 제 1 및 제 2 플라즈마 광을 제 1 및 제 2 전기적 신호들로 바꾸고, 상기 주 컴퓨터를 사용해서 상기 플라즈마 공정 동안 제 1 및 제 2 전기적 신호들을 체크하여 식각 종료점을 찾는 이미지 파형들을 각각 생성한다. 상기 이미지 파형들의 각각은 X 축 상에 플라즈마 공정의 진행 시간을 위치시키고 동시에 Y 축상에 특정 주파수를 갖는 분자의 광 세기들을 위치시킨 것이다. 상기 주 컴퓨터를 통해서 플라즈마 공정의 진행 시간에 대하여 이미지 파형들을 차례로 미분해서 다른 이미지 파형들을 생성한다. 상기 다른 이미지 파형들은 X 축 상에 플라즈마 공정의 진행 시간을 위치시키고 동시에 Y 축 상에 미분값들을 위치시킨 것이다. 다음으로, 상기 주 컴퓨터를 통해서 플라즈마 공정의 진행 시간에 대해 다른 이미지 파형들을 차례로 적분해서 기저판들에 따른 광 이미지 세기들을 구한다. 이때에, 상기 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비는 하부 전극이 배치된 적어도 하나의 공정 챔버, 공정 챔버와 연결된 해석모듈 및 해석 모듈과 연결되는 주 컴퓨터를 갖는다.
본 발명의 실시예들은 첨부한 도면들을 참조해서 보다 상세하게 설명하기로한다.
도 1 은 본 발명에 따른 플라즈마 모니터부를 갖는 대용량 플라즈마 장비를 보여주는 배치도이다.
도 1 을 참조하면, 상기 플라즈마 모니터를 갖는 대용량 플라즈마 장비(10)는 공정 챔버(20)를 포함한다. 상기 공정 챔버(20)는 플라즈마 모니터를 갖는 대용량 플라즈마 장비(10)의 시장의 욕구에 맞는 큰 체적을 갖으며 그 장비(10)내 적어도 하나가 배치된다. 상기 공정 챔버(20)의 상부에 하나 이상의 자기장 형성부들(30, 34, 36, 38)이 배치되는데, 상기 자기장 형성부들(30, 34, 36, 38)은 공정 챔버(20)의 상부를 이차원적으로 덮도록 배열된다. 상기 공정 챔버(20) 벽의 측부에 자기장 형성부들(30, 34, 36, 38)과 동일 개 수의 플라즈마 모니터부들(55, 65, 75, 85)이 배치된다. 상기 플라즈마 모니터부들(55, 65, 75, 85) 중의 하나(55)는 광 포획 윈도우들(40, 42, 44, 46) 중의 선택된 하나(40) 및 광 모니터부들(50, 60, 70, 80) 중의 선택된 하나(50)로 구성된다. 상기 광 포획 윈도우들(40, 42, 44, 46)은 공정 챔버(20) 벽에 배치되고, 상기 광 포획 윈도우들(40, 42, 44, 46)은 각각이 광 케이블(B)들을 통해서 광 모니터부들(50, 60, 70, 80)과 연결된다. 이때에, 상기 광 포획 윈도우들(40, 42, 44, 46)은 공정 챔버(20)로부터 플라즈마 광(A)을 포획하는 역할을 하고, 상기 광 모니터부들(50, 60, 70, 80)은 플라즈마 광(A)을 사용해서 특정 주파수들을 갖는 분자들의 광 이미지 세기들을 생성하는 역할을 한다. 상기 광 포획 윈도우들(40, 42, 44, 46) 및 광 모니터부들(50, 60, 70, 80)은 광 케이블(B)을 사용하지 않고 서로 접촉되어서 공정 챔버(20) 벽에 배치될 수도 있다.
상기 플라즈마 모니터부들(55, 65, 75, 85)은 전선(Electrical Wire; C)을 통해서 주파수 컨트롤러(90)에 연결되고, 상기 주파수 컨트롤러(90)는 다른 전선(D)들을 통해서 플라즈마 모니터 부들(55, 65, 75, 85)과 동일 개수로 배치된 주파수 형성부들(100, 110, 120, 130)과 이어진다. 이때에, 상기 주파수 컨트롤러(90)는 플라즈마 모니터부들(55, 65, 75, 85)의 특정 주파수들을 갖는 분자들의 광 이미지 세기들에 대한 데이타를 받아서 그 데이타를 비교 분석한 후 주파수 형성부들(100, 110, 120, 130)로부터 발신되는 주파수들의 세기를 각각 조절한다. 상기 주파수는 바이어스(Bias) 및 알.에프(Radio Frequency) 주파수가 각각이 1,000 ~ 100,000 Watts 및 0.1 ~ 27.12 MHz 사이에서 선택되어진 것이다. 상기 주파수 컨트롤러(90)는 실시간으로 광 이미지 세기들을 비교 분석해서 주파수 형성부들(100, 110, 120, 130)로부터 발신된 주파수들의 세기를 실시간으로 각각 제어할 수 있다.
상기 주파수 형성부들(100, 110, 120, 130)은 또 다른 전선(E)들을 통해서 자기장 형성부들(30, 34, 36, 38)에 각각 연결된다. 이때에, 상기 자기장 형성부들(30, 34, 36, 38)은 각각이 주파수 형성부들(100, 110, 120, 130)을 통하여 주파수들을 받아서 공정 챔버(20)의 상부에 자기장들을 형성한다. 상기 자기장 형성부들(30, 34, 36, 38)의 자기장들은 공정 챔버(20)내 균일한 전기장을 유도한다.
이제, 상기 플라즈마 모니터를 갖는 대용량 플라즈마 장비(10)의 사용방법은도 1 의 배치도를 참조하여 플라즈마 모니터부(55) 및 자기장 형성부(30) 사이의 하나의 루트(Route)를 따라서 상세하게 설명하고 이를 바탕으로 전체를 설명하기로 한다.
도 2 는 도 1 의 절단선 Ⅰ- Ⅰ' 를 따라서 취한 플라즈마 장비의 공정 챔버 및 그 주변을 보여주는 단면도이고, 도 3 은 도 2 의 자기장 형성부들 중의 하나 및 그 형성부에서 생성되는 자기장을 보여주는 평면도이다. 그리고, 도 4 는 도 1 의 광 모니터 부들 중 하나의 내부를 보여주는 단면도이다.
도 1 내지 도 4 를 참조하면, 플라즈마 공정이 수행되기 전, 상기 공정 챔버(20) 내 기저판(반도체 실리콘 기판, LCD 또는 유기 EL 기판; 26)을 배치하고 공정 가스를 투입시킨다. 상기 플라즈마 모니터를 갖는 대용량 플라즈마 장비(10)는 전원이 인가되어서 주파수를 생성하고, 상기 자기장 형성부(36)는 주파수를 사용해서 공정 챔버(20)의 상부에 도 2 와 같이 자기장(140)을 생성한다. 상기 자지장 형성부(36)는 안테나 형태를 갖는다.
상기 자기장 형성부들 중의 하나(36)를 도 3 의 절단선 Ⅱ-Ⅱ' 에 따라 절단하면, 상기 자기장 형성부(36) 및 절단선 Ⅱ-Ⅱ' 가 만나는 점(141)들에서 자기장(140)이 형성된다. 상기 자기장(140)은 코일의 중심을 지나서 지면과 평행한 수직선의 좌/ 우로 형성되어 지면에 대하여 코일의 중심 주위로 서로 다른 방향으로 향하도록 형성된다. 상기 주파수는 바이어스(Bias) 및 알.에프(Radio Frequency)가 각각이 1,000 ~ 100,000 Watts 및 0.1 ~ 27.12 MHz 사이의 값들에서 선택되어진 것이다. 상기 자기장 형성부(36)는 코일의 감긴 수가 증가할 수록 자기장이 공정 챔버(20)에 미치는 범위를 크게 한다. 다시 도 2 로 되돌아 오면, 상기 자기장 형성부(36)는 그의 자기장(140)을 사용해서 공정 챔버(20)내 하부 전극과 함께 소정 부위에 전기장을 유도시킨다. 상기 공정 챔버(20)내 유도된 전기장은 챔버(20) 내 공정 가스를 플라즈마(24)로 변화시킨다. 상기 플라즈마 모니터를 갖는 대용량 플라즈마 장비(10)는 플라즈마(24)를 사용해서 공정 챔버(20)내 기저판(26) 상에 플라즈마 공정을 수행하는 동안 플라즈마 광(A)을 생성시킨다. 상기 플라즈마 광(A)은 공정 챔버(20)의 측부의 광 포획 윈도우(42)를 통해서 포획되어 광 케이블(B)에 의해서 도 4 의 광 모니터부(60)에 보내어진다.
상기 광 모니터부(60) 및 광 포획 윈도우(42)를 사용해서 플라즈마 모니터부(65)를 구성할 수 있는데, 상기 광 모니터부(60)는 광 집속부(62) 및 이미지 해석부(66)를 갖는다. 상기 광 집속부(62)는 그 내부의 반사 거울들(142, 143) 및 프리즘(144)과 함께 CCD Array(146)를 사용해서 플라즈마 광(A)으로부터 특정 주파수들을 갖는 분자들의 광(145)을 추출한다. 그리고, 상기 특정 주파수들을 갖는 분자들의 광(145)은 이미지 해석부(66)와 연결된 내부 전선(64)에 집속되어진다. 상기 특정 주파수들을 갖는 분자들의 광(145)은 공정 챔버(20)내 플라즈마(24)로부터 CCD Array(146)가 관측 가능하고 동시에 식별력이 양호한 것이다. 상기 이미지 해석부(66)는 특정 주파수를 갖는 분자들의 광(166)을 사용해서 공정 챔버(20) 내 소정 부위의 광 이미지 세기(68)를 도출한다.
상기 이미지 해석부(66)는 광 이미지 세기(68)를 전선(C)을 사용해서 주파수 컨트롤러(90)에 보낸다. 상기 주파수 컨트롤러(90)는 광 이미지 세기(68)를 받아서공정 챔버(20)내 소정부위의 분위기를 간접적으로 체크하고 동시에 이를 통해서 다른 전선(D)을 사용하여 주파수 형성부(110)를 컨트롤한다. 이때에, 상기 주파수 컨트롤러(90)는 주파수 형성부(110)로부터 발신되는 주파수의 크기를 조절할 수 있다. 상기 주파수 형성부(110)는 주파수 컨트롤러(90)의 데이타를 바탕으로 이에 상응하는 주파수를 또 다른 전선(E)을 통해서 자기장 형성부(36)에 보내는데, 상기 주파수 형성부(110)는 주파수 컨트롤러(90)에 의해서 컨트롤된 주파수를 사용해서 자기장 형성부(36)의 자기장의 세기를 조절한다. 상기 자기장 형성부(36)는 조절된 자기장을 사용해서 공정 챔버(20)내 소정 부위에 생성된 플라즈마의 밀도를 컨트롤한다.
이를 통해서, 상기 플라즈마 모니터를 갖는 대용량 플라즈마 장비(10)는 플라즈마 모니터부(65) 및 자기장 형성부(36) 사이의 하나의 루트를 통한 피드 백(Feed Back) 관계를 다른 플라즈마 모니터부들(55, 75, 85) 및 다른 자기장 형성부들(30, 34, 38)에 동시에 적용할 수 있다. 상기 주파수 컨트롤러(90)는 플라즈마 모니터부(55)와 함께 다른 플라즈마 모니터부들(65, 75, 85)로부터 동시에 추출된 다른 특정 주파수들을 갖는 분자들의 광 이미지 세기들을 동시에 받아서 이를 비교 분석하여 상대 비교 데이타를 구한다. 또한, 상기 주파수 컨트롤러(90)는 상대 비교 데이타를 사용해서 공정 챔버(20)내 분위기를 전체적으로 체크한다. 이때에, 상기 공정 챔버(20)내 소정 부위의 광 이미지 세기가 다른 부위들에 비해서 상대적으로 낮거나 또는 높으면, 상기 주파수 컨트롤러(90)는 소정 부위의 자기장 형성부(36)와 연결된 주파수 형성부(110)의 주파수를 조절해서 공정 챔버(20)내 소정부위의 플라즈마의 밀도를 다른 부위들과 균일되게 유지시키는 역할을 한다.
도 5 는 본 발명에 따른 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비를 보여주는 배치도이고, 도 6 내지 도 21 은 각각이 도 5 의 플라즈마 장비의 사용방법을 보여주는 그래프들이다.
도 5 를 참조하면, 적어도 하나의 공정 챔버(149) 및 해석 모듈(161)과 함께 주 컴퓨터(167)를 사용해서 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비(170)를 구성한다. 상기 공정 챔버(149)는 그 챔버내 상부 및 하부 전극들(151, 157)이 구비되는 것이 바람직하다. 상기 공정 챔버(149)는 그 챔버의 상부에 안테나(147)가 배치되고 동시에 그 챔버내 상부 전극(151)을 갖지 않고 하부 전극(157)만이 구비될 수 있다.
상기 해석 모듈(161)은 적어도 CCD Array 및 ADC(Analog Digital Converter) 보드(163, 165)로 구비되는 것이 바람직하고, 상기 해석 모듈(161)은 주 컴퓨터(167)로부터 분리되어서 공정 챔버(149)와 광 케이블(G)로 연결되고 아울러서 주 컴퓨터(167)와 전선(H)으로 연결된다. 상기 전선(H)은 USB(Universal Serial Bus) 케이블일 수 있다.
이를 통해서, 상기 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비(170)는 그 장비내 큰 체적을 갖는 공정 챔버(149)가 적어도 하나 구비되어지는 경우 광 케이블(G)의 사용에 대한 유지 비용을 감소시키고 아울러서 배치환경을 간결하게 해준다.
다음으로, 상기 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법을 설명하기로 한다.
도 5 내지 도 8 및 도 15 내지 도 17 을 참조하면, 플라즈마 공정이 수행되기 전, 상기 공정 챔버(149) 내 기저판(반도체 실리콘 기판, LCD 또는 유기 EL 기판; 155)을 배치하고 공정 가스를 투입시킨다. 상기 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비(170)는 그 장비내 전원이 인가되어서 상부 및 하부 전극들(151, 157) 사이에 전기장을 형성한다. 이때에, 상기 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비(170)는 전기장을 사용해서 공정 챔버(149)내 공정 가스를 플라즈마(153)로 바꾸고 동시에 상부 및 하부 전극들(151, 157) 사이에 플라즈마 광(F)을 생성시켜서 플라즈마 공정을 수행한다.
상기 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비(170)는 플라즈마 공정 동안 플라즈마 광(F)을 공정 챔버(149) 벽의 광 포획부(159)로부터 포획하여 광 케이블(G)을 사용해서 해석 모듈(161)로 보낸다. 상기 해석 모듈(161)은 적어도 CCD Array 및 ADC 보드(163, 165)로 이루어진다. 상기 해석 모듈(161)은 CCD Array(163)를 통해서 플라즈마 광(F)으로부터 식별 가능하고 동시에 특정 주파수를 갖는 분자들의 광만을 추출한다. 그리고, 상기 해석 모듈(161)은 ADC 보드(165)를 통해서 특정 주파수를 갖는 분자들의 광을 전기적 신호로 바꾼다.
상기 해석 모듈(161)은 전기적 신호를 전선(H)을 사용해서 주 컴퓨터(167)에 보내는데, 상기 주 컴퓨터(167)는 그 모니터(169) 상에 전기적 신호를 사용해서 플라즈마 공정의 진행시간을 동일 시간 간격으로 나누어 도 6 내지 도 8 의 그래프들을 생성한다. 상기 그래프들은 각각이 동일 주파수들에서 이미지 파형들(173, 176, 179)을 나타낸 것들인데, 상기 이미지 파형들(173, 176, 179)은 각각이 동일 시간간격들 t, t+1, t+2 에서 CCD Array 를 통하여 식별 가능한 주파수들을 X 축상에 순차적으로 배열하고 동시에 특정 주파수들을 갖는 분자들의 광 세기(= 강도)들을 Y 축상에 위치시킨 것들이다.
계속해서, 상기 주 컴퓨터(167)는 이미지 파형들(173, 176, 179)을 시간 간격별로 동일 주파수들에 대하여 적분해서 면적들을 구하는데, 상기 면적들은 각각이 플라즈마 공정의 진행시간의 시간 간격별로 나타낸 고유 값(Eigen Index)들이다. 이후로, 상기 고유 값들은 각각이 광 이미지 세기들로 지칭하기로 한다.
상기 광 이미지 세기들은 도 15 의 그래프 상에 그려진다. 이때에, 도 15 는 플라즈마 공정 동안 시간 간격별로 공정 챔버(149) 내 기저판(155)의 상태 및 그 챔버(149)내 분위기를 나타내주는 그래프이다. 또한, 상기 주 컴퓨터(167)는 플라즈마 공정의 진행시간을 도 15 보다 길게하여 도 16 과 같은 그래프를 얻어서 하나의 기저판(155)에 대한 플라즈마 공정의 공정 이력을 시간 간격별로 모니터할 수 있다.
계속해서, 상기 주 컴퓨터(167)는 도 16 의 광 이미지 세기들을 플라즈마 공정의 진행 시간에 대해서 플라즈마 공정이 시작된 후부터 일정 시간이 경과시까지 적분을 하면 기저판(155) 하나에 대한 값을 구할 수 있다. 이때에, 상기 기저판(155) 하나에 대한 값은 플라즈마 공정의 전체에 걸쳐서 그 기저판(155) 관련 공정 챔버(149)내 분위기를 표현해 주는 고유값이다. 이를 바탕으로, 상기 주 컴퓨터(167)는 두 개 이상의 기저판들에 대한 도 17 과 같은 다른 광 이미지 세기들을 구해서 플라즈마 공정의 개략적인 공정 이력들을 체크할 수 있다. 이를 통해서, 상기 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비(170)의 운영자는 도 17 의 다른 광 이미지 세기들에 대한 평균값 및 그 평균값의 아래 및 위로 상/ 하한치들을 설정해서 플라즈마 공정 동안 각각의 기저판에 대한 공정 이상의 유무를 용이하게 체크할 수 있다.
도 5 내지 도 17 을 참조하면, 상기 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비(170)는 공정 챔버(149)내 투입된 하나의 기저판(반도체 실리콘 기판, LCD 또는 유기 EL 기판; 155)에 대해서 플라즈마 공정을 수행한다. 그리고, 상기 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비(170)는 플라즈마 공정 동안 플라즈마 광(F)을 공정 챔버(149) 벽의 광 포획부(159)로부터 포획하여 광 케이블(G)을 사용해서 해석 모듈(161)로 보낸다. 상기 해석 모듈(161)은 CCD Array(163)를 통해서 플라즈마 광(F)으로부터 식별 가능하고 동시에 특정 주파수를 갖는 분자들의 광만을 추출한다. 상기 해석 모듈(161)은 ADC 보드(165)를 통해서 특정 주파수를 갖는 분자들의 광을 제 1 전기적 신호로 바꾼다. 상기 주 컴퓨터(167)는 제 1 전기적 신호를 사용해서 플라즈마 공정의 진행 시간을 동일 시간 간격들 t, t+1, t+2 로 나누어 시간 간격별로 이미지 파형들(173, 176, 179)을 갖는 그래프들을 생성시킬 수 있다. 그리고, 상기 주 컴퓨터(167)는 상기 이미지 파형들(173, 176, 179)을 갖는 그래프들을 그 컴퓨터내 저장시킨다. 이후로, 상기 이미지 파형들(173, 176, 179)은 주 컴퓨터의 연산에서 기준 데이타로 사용되어진다.
계속해서, 상기 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비(170)는 공정 챔버(149)내 투입된 다른 기저판에 대해서 플라즈마 공정을 수행한다. 그리고, 상기 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비(170)는 플라즈마 공정 동안 다른 플라즈마 광을 공정 챔버(149) 벽의 광 포획부(159)로부터 포획하여 광 케이블(G)을 사용해서 해석 모듈(161)로 보낸다. 상기 해석 모듈(161)은 CCD Array(163)를 통해서 다른 플라즈마 광으로부터 식별 가능하고 동시에 특정 주파수를 갖는 분자들의 광만을 추출한다. 상기 해석 모듈(161)은 ADC 보드(165)를 통해서 특정 주파수를 갖는 분자들의 광을 제 2 전기적 신호로 바꾼다. 상기 주 컴퓨터(167)는 제 2 전기적 신호를 사용해서 플라즈마 공정 동안 그 공정의 진행 시간을 하나의 기저판에 대해서 실시한 것과 동일한 시간 간격들 t, t+1, t+2 로 나누어 시간 간격별로 다른 이미지 파형들(183, 186, 189)을 갖는 그래프들을 생성시킬수 있다. 이때에, 상기 이미지 파형(173) 및 다른 이미지 파형(183)은 각각이 동일 주파수들을 바탕으로 동일 시간 간격 t 에서 구한 특정 주파수들을 갖는 분자들의 광 세기(= 강도)들이다. 또한, 상기 이미지 파형(176) 및 다른 이미지 파형(186)은 동일 시간 간격 t+1 에서 구한 특정 주파수들을 갖는 분자들의 광 세기(= 강도)들이고, 상기 이지미 파형(179) 및 다른 이미지 파형(189)은 동일 시간 간격 t+2 에서 구한 특정 주파수들을 갖는 분자들의 광 세기(= 강도)들이다.
상기 이미지 파형들(173, 176, 179) 및 다른 이미지 파형들(183, 186, 189)을 구한 후, 상기 주 컴퓨터(167)는 동일 시간 간격에서 구한 파형들(173, 176, 179, 183, 186, 189)에 대한 광 세기들의 차를 구하고 동시에 그 차를 사용해서 또 다른 이미지 파형들(193, 196, 199)을 구한다. 이를 위해서, 상기 주 컴퓨터(167)는 이미지 파형(173) 및 다른 이미지 파형(183)의 광 세기들을 동일 시각의 동일주파수에서 비교하고 그 세기들의 차들을 구하면 또 다른 이미지 파형(193)을 생성시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 주 컴퓨터(167)는 이미지 파형(173)의 주파수 f1 주위 및 다른 이미지 파형(183)의 주파수 f4 주위 상의 서로 다른 광 세기들의 차를 구해서 또 다른 이미지 파형의 주 파수 f7 주위 상에 그 차에 해당하는 광 세기들을 나타낸다. 이를 반복해서, 상기 주 컴퓨터(167)는 이미지 파형(176) 및 다른 이미지 파형(186)의 주파수들 f2 및 f5 주위 상의 서로 다른 광 세기들의 차를 구해서 또 다른 이미지 파형(196)의 주파수 f8 주위 상에 그 차에 해당하는 광 세기들을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 주 컴퓨터(167)는 이미지 파형(179) 및 다른 이미지 파형(189)의 주파수들 f3 및 f6 주위 상의 서로 다른 광 세기들의 차를 구해서 또 다른 이미지 파형(199)의 주파수 f9 주위 상에 그 차에 해당하는 광 세기들을 나타낼 수 있다. 이때에, 상기 또 다른 이미지 파형들 중 하나(193)는 단순하게 이미지 파형(173) 및 다른 이미지 파형(183)의 광 세기들의 차들을 구해서 표현하는 방법에 한정되지 않고 다양한 수학적 연산들을 사용해서 표현되어질 수 있다.
상기 이미지 파형들(173, 176, 179) 및 다른 이미지 파형들(183, 186, 189)을 통해서 또 다른 이미지 파형들(193, 196, 199)을 구한 후, 상기 주 컴퓨터(167)는 또 다른 이미지 파형들(193, 196, 199)을 시간 간격별로 동일 주파수들에 대하여 적분해서 면적들의 값을 다시 구하는데, 상기 면적들의 값은 각각이 시간 간격별로 나타낸 광 이미지 세기들이다.
상기 광 이미지 세기들은 도 15 의 그래프 상에 그려질 수 있다. 이때에, 상기 광 이미지 세기들은 플라즈마 공정 동안 시간 간격별로 공정 챔버(149)내 기저판(155)의 상태 및 그 챔버(149)내 분위기를 표현해주는 고유값들이다. 또한, 상기 주 컴퓨터(167)는 플라즈마 공정 시간을 도 15 보다 길게하여 도 16 과 같은 그래프를 얻어서 하나의 기저판에 대한 플라즈마 공정의 공정 이력을 시간 간격별로 모니터할 수 있다.
계속해서, 상기 주 컴퓨터(167)는 도 16 의 광 이미지 세기들을 플라즈마 공정의 진행 시간에 대해서 적분해서 다른 광 이미지 세기를 구할 수 있다. 상기 다른 광 이미지 세기는 두 개의 기저판(155)에 대한 공정 챔버(149) 내 분위기를 상대적으로 표현해 주는 고유값이다. 또한, 상기 주 컴퓨터(167)는 세 개 이상의 기저판들에 대하여 도 17 과 같은 다른 광 이미지 세기들을 구해서 플라즈마 공정의 공정 이력들을 상대적으로 체크할 수 있다. 이를 통해서, 상기 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비(170)의 운영자는 도 17 의 다른 광 이미지 세기들에 대한 평균값 및 그 평균값의 아래 및 위로 상/ 하한치들을 설정해서 플라즈마 공정 동안 각각의 기저판에 대한 공정 이상의 유무를 용이하게 체크할 수 있다.
도 5 및 도 18 내지 도 21 을 참조하면, 상기 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비(170)는 공정 챔버(149)내 두 번에 걸쳐 각 회마다 하나의 기저판(반도체 실리콘 기판, LCD 또는 유기 EL 기판; 155)에 대해서 플라즈마 공정을 수행한다. 그리고, 상기 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비(170)는 플라즈마 공정들 동안 제 1 및 제 2 플라즈마 광(F)들을 공정 챔버(149) 벽의 광 포획부(159)로부터 포획하여 광 케이블(G)을 사용해서 차례로 해석 모듈(161)로 보낸다. 상기 해석 모듈(161)은 CCD Array(163)를 통해서 제 1 및 제 2 플라즈마 광(F)들로부터 식별 가능하고 동시에 특정 주파수를 갖는 분자들의 광들을 각각 추출한다. 상기 해석 모듈(161)은 ADC 보드(165)를 통해서 특정 주파수를 갖는 분자들의 광들을 제 1 및 제 2 전기적 신호들로 각각 바꾼다. 상기 주 컴퓨터(167)는 제 1 및 제 2 전기적 신호들을 사용해서 플라즈마 공정 동안 식각 종료점을 찾는 이미지 파형들(200, 202)을 갖는 그래프들을 각각 생성시킬 수 있다. 이때에, 상기 이미지 파형들(200, 202)은 각각이 플라즈마 공정 동안 X 축 상에 플라즈마 공정의 진행 시간을 위치시키고 동시에 Y 축상에 특정 주파수를 갖는 분자의 광 세기들을 위치시킨 것들이다.
상기 이미지 파형들(200, 202)을 구한 후, 상기 주 컴퓨터(167)는 이미지 파형들(200, 202)의 각각을 플라즈마 공정의 진행시간에 대해 미분해서 다른 이미지 파형들(206, 208)을 구한다. 상기 다른 이미지 파형들(206, 208)은 X 축 상의 플라즈마 공정의 진행시간 동안 Y 축 상의 미분값들을 통해서 면적 차이를 보인다. 계속해서, 상기 주 컴퓨터(167)는 다른 이미지 파형들(206, 208)을 플라즈마 공정의 진행시간에 대하여 적분해서 도 20 의 그래프 상에 고유 값들(300, 303)인 광 이미지 세기들을 그릴 수 있다. 상기 광 이미지 세기들은 플라즈마 공정 동안 공정 챔버(149)내 분위기를 체크할 수 있는 플라즈마 공정의 공정 이력들이다.
또한, 상기 주 컴퓨터(167)는 세개 이상의 기저판들에 대해 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비(170)를 통하여 플라즈마 공정을 진행해서 기저판의 개수에 따른 광 이미지 세기들을 도 20 의 그래프 상에 생성시킬 수 있다. 이를 통해서, 상기 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비(170)의 운영자는 광 이미지 세기들에 대한 평균값 및 그 평균값의 아래 및 위로 상/ 하한치들을 설정해서 플라즈마공정 동안 각각의 기저판에 대한 공정 이상 값들(306)의 유무를 용이하게 체크할 수 있다.
다음으로, 상기 주 컴퓨터(167)는 도 20 의 광 이미지 세기들을 가지고 회귀식을 사용하여 도 21 의 다른 광 이미지 세기들의 트랜드(309)를 구할 수 있다. 상기 회귀식은 광 이미지 세기들 중의 하나의 값 및 그 하나의 값의 좌 우 인접한 광 이미지 세기들의 평균값에 대한 차를 구하고 동시에 그 차의 제곱 값과 함께 이를 반복한 다른 제곱값들의 합을 일컫는다. 상기 다른 광 이미지 세기들은 각각이 플라즈마 공정 동안 여러번에 걸쳐서 각 회의 기저판에 대한 공정 챔버(149) 내 공정 이력을 나타내는 고유 값들이다. 상기 다른 광 이미지 세기들은 플라즈마 공정 동안 발생할 수 있는 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비(170)의 공정 챔버(149)내 노후 과정을 무시하고 이와 더불어서 나타날 수 있는 공정 이상을 체크할 수 있게 해준다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 플라즈마 모니터부를 갖는 대용량 플라즈마 장비를 통해서 공정 챔버 내 플라즈마의 생성에 대한 균일도를 향상시키고 동시에 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비를 통해서 광 케이블의 유지비 감소 및 배치 환경을 간결하게 해줄 수 있는 방안들을 제시한다. 또한, 본 발명은 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비를 통해서 플라즈마 공정 동안 공정 이상을 체크할 수 있는 방안들을 제공한다. 따라서, 상기 플라즈마 모니터부 또는 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비는 그 장비의 운영자의 사용 만족도를 증가시키고 아울러서그 장비의 시장의 욕구를 충분히 충족시켜서 판매를 촉진시킬 수 있게 해준다.

Claims (35)

  1. 하부 전극이 배치된 적어도 하나의 공정 챔버;
    상기 공정 챔버의 상부 및 상기 공정 챔버의 측부에 하나 이상의 자기장 형성부들 및 그와 동일 개수의 플라즈마 모니터부들을 각각 배치하되, 상기 플라즈마 모니터부는 광 포획 윈도우 및 광 모니터부로 구성되고,
    상기 플라즈마 모니터 부들에 연결된 주파수 컨트롤러; 및
    상기 주파수 컨트롤러에 상기 플라즈마 모니터부들과 동일 개수로 연결되는 주파수 형성부들을 포함하되,
    상기 주파수 형성부들은 각각이 상기 자기장 형성부들에 연결되고, 상기 주파수 형성부들, 상기 자기장 형성부들, 상기 주파수 콘트롤러 및 플라즈마 모니터부들은 전선(Electrical Wire)으로 이어지고 동시에 상기 광 포획 윈도우 및 광 모니터부는 광 케이블(Optical Cable)로 연결되는 것이 특징인 플라즈마 모니터부를 갖는 대용량 플라즈마 장비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 모니터부는 광 집속부 및 이미지 해석부를 포함하되,
    상기 광 집속부는 적어도 하나의 반사거울 및 프리즘과 함께 CCD Array 로 구성되어서 상기 광 포획 윈도우와 광 케이블로 연결되고, 상기 이미지 해석부는 상기 광 집속부 및 상기 주파수 컨트롤러에 전선으로 연결되는 것이 특징인 플라즈마 모니터부를 갖는 대용량 플라즈마 장비.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기장 형성부들은 안테나(Antenna)인 것을 포함하는 것이 특징인 플라즈마 모니터부를 갖는 대용량 플라즈마 장비.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 형성부들의 주파수는 바이어스(Bias) 및 알. 에프(Radio Frequency)가 각각이 1,000~1,000,000 와트(Watts) 및 0.1~27.12 메가 헤르쯔(MHz) 사이의 값들을 포함하는 것이 특징인 플라즈마 모니터부를 갖는 대용량 플라즈마 장비.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전선은 USB(Universal Serial Bus) 케이블인 것이 특징인 플라즈마 모니터부를 갖는 대용량 플라즈마 장비.
  6. 하부 전극이 배치된 적어도 하나의 공정 챔버, 상기 공정 챔버의 측부에 전기적으로 접속된 하나 이상의 플라즈마 모니터부들 및 그 모니터부들에 연결된 주파수 컨트롤러, 상기 주파수 컨트롤러에 접속되고 상기 하나 이상의 플리즈마 모니터부들과 동일 개수로 연결되는 주파수 형성부들, 상기 공정 챔버의 상부에 위치되어서 상기 주파수 형성부들과 동일 개수로 연결된 자기장 형성부들를 갖는 플라즈마 모니터부를 갖는 대용량 플라즈마 장비에 있어서,
    상기 공정 챔버의 하부전극 상에 기저판을 배치하고,
    상기 공정 챔버내 공정 가스를 주입하고,
    상기 플라즈마 모니터부를 갖는 대용량 플라즈마 장비에 전원을 인가시켜서 주파수들을 형성하고,
    상기 주파수들을 사용해서 상기 자기장 형성부들에 자기장들을 각각 형성하되, 상기 자기장들은 상기 공정 가스를 사용해서 상기 공정 챔버내 플라즈마를 형성하고,
    상기 플라즈마를 사용하여 상기 공정 챔버내 기저판 상에 플라즈마 공정을 수행해서 플라즈마 광을 형성하고,
    상기 공정 챔버 벽의 상기 측부에 배치된 상기 플라즈마 모니터부들을 통해서 상기 플라즈마 광을 체크하여 상기 공정 챔버내 부위별 광 이미지 세기들을 각각 도출하고,
    상기 주파수 컨트롤러를 통해서 상기 광 이미지 세기들을 가지고 상대 비교 데이타를 구하는 것을 포함하되,
    상기 주파수 컨트롤러는 상기 상대 비교 데이타를 사용해서 상기 주파수 형성부들의 각각의 상기 주파수를 컨트롤해서 상기 공정 챔버내 상기 플라즈마의 생성 밀도를 균일되게 하는 것이 특징인 플라즈마 모니터부를 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 기저판은 반도체 실리콘 기판을 사용하는 것을 포함하는 것이 특징인 플라즈마 모니터부를 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 기저판은 LCD 기판을 사용하는 것을 포함하는 것이 특징인 플라즈마 모니터부를 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 기저판은 유기 EL 기판을 사용하는 것을 포함하는 것이 특징인 플라즈마 모니터부를 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 주파수 형성부들의 주파수는 바이어스(Bias) 및 알. 에프(Radio Frequency)가 각각이 1,000~1,000,000 와트(Watts) 및 0.1~27.12 메가 헤르쯔(MHz) 사이의 값들 사용하는 것을 포함하는 것이 특징인 플라즈마 모니터부를 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법.
  11. 하부 전극이 배치된 적어도 하나의 공정 챔버;
    상기 공정 챔버와 연결된 해석모듈;
    상기 해석 모듈과 연결되는 주 컴퓨터를 포함하되,
    상기 주 컴퓨터 및 상기 해석 모듈은 전선으로 이어지고 동시에 상기 해석 모듈 및 공정 챔버는 그들 사이가 광 케이블로 연결되며, 상기 해석모듈은 적어도 CCD Array 및 ADC(Analog Digital Converter) 보드로 구비되는 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 공정 챔버는 그 챔버내 상부 전극을 포함하는 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 공정 챔버의 상부에 배치된 안테나를 더 포함하는 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 전선은 USB(Universal Serial Bus) 케이블인 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비.
  15. 하부 전극이 배치된 적어도 하나의 공정 챔버, 상기 공정 챔버와 연결된 해석모듈 및 상기 해석 모듈과 연결되는 주 컴퓨터를 구비한 해석모듈을 갖는 대용량플라즈마 장비에 있어서,
    적어도 한 번에 걸쳐서 각 회마다 상기 하부 전극 상에 배치된 기저판 상에 플라즈마 공정을 수행해서 상기 공정 챔버 내 플라즈마 광을 형성하고,
    상기 해석모듈을 사용해서 상기 플라즈마 광을 전기적 신호로 바꾸고,
    상기 주 컴퓨터를 사용해서 상기 플라즈마 공정 동안 상기 전기적 신호를 체크하여 그 공정의 진행 시간을 동일 시간 간격들로 나누어 시간 간격별로 이미지 파형들을 생성하되, 상기 이미지 파형들의 각각은 하나의 시간 간격 내 X 축상에 주파수들을 순차적으로 배열하고 동시에 특정 주파수들을 갖는 분자들의 광 세기들을 Y 축상에 위치시킨 것이고,
    상기 주 컴퓨터를 통해서 상기 이미지 파형들을 상기 주파수들에 대하여 적분한 면적들의 값을 사용하여 상기 플라즈마 공정의 상기 진행 시간의 상기 시간 간격별로 광 이미지 세기들을 구하는 것을 포함하는 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 주 컴퓨터를 통해서 상기 광 이미지 세기들을 상기 플라즈마 공정의 상기 진행 시간에 대해 다시 적분하여 다른 광 이미지 세기를 구하는 것을 더 포함하되,
    상기 다른 광 이미지 세기는 상기 플라즈마 공정 동안 상기 적어도 한번에걸쳐서 각 회의 기저판에 대한 공정 챔버 내 공정 이력을 나타내는 고유 값인 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 기저판은 반도체 실리콘 기판을 사용하는 것을 포함하는 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 기저판은 LCD 기판을 사용하는 것을 포함하는 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 기저판은 유기 EL 기판을 사용하는 것을 포함하는 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 공정 챔버는 그 챔버내 상부 전극을 갖도록 배치하는 것을 포함하는 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 공정 챔버의 상부에 배치된 안테나를 갖도록 배치하는 것을 더 포함하는 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비.
  22. 하부 전극이 배치된 적어도 하나의 공정 챔버, 상기 공정 챔버와 연결된 해석모듈 및 상기 해석 모듈과 연결되는 주 컴퓨터를 구비한 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비에 있어서,
    상기 하부 전극 상에 배치된 기저판 상에 플라즈마 공정을 수행해서 상기 공정 챔버 내 플라즈마 광을 형성하고,
    상기 해석모듈을 사용해서 상기 플라즈마 광을 제 1 전기적 신호로 바꾸고,
    상기 주 컴퓨터를 사용해서 상기 플라즈마 공정 동안 상기 제 1 전기적 신호를 체크하여 그 공정의 진행 시간을 동일 시간 간격들로 나누어 시간 간격별로 이미지 파형들을 생성하되, 상기 이미지 파형들의 각각은 하나의 시간 간격 내 X 축상에 주파수들을 순차적으로 배열하고 동시에 특정 주파수들을 갖는 분자들의 광 세기들을 Y 축상에 위치시킨 것이고,
    다음으로, 상기 하부 전극 상에 배치된 적어도 하나의 다른 기저판에 상기 플라즈마 공정을 수행해서 상기 공정 챔버 내 다른 플라즈마 광을 형성하고,
    상기 해석모듈을 사용해서 상기 다른 플라즈마 광을 제 2 전기적 신호로 바꾸고,
    상기 주 컴퓨터를 사용해서 상기 제 2 전기적 신호를 체크하여 그 공정의 진행 시간을 상기 이미지 파형들과 동일한 시간 간격들로 나누어 시간 간격별로 다른이미지 파형들을 계속해서 생성하되, 상기 다른 이미지 파형들의 각각은 하나의 시간 간격 내 X 축상에 주파수들을 순차적으로 배열하고 동시에 특정 주파수들을 갖는 분자들의 광 세기들을 Y 축상에 위치시킨 것이고,
    계속해서, 상기 주 컴퓨터를 통해서 상기 플라즈마 공정들 동안 동일 시간 간격들에 나타난 상기 기저판의 상기 이미지 파형들 및 상기 적어도 하나의 다른 기저판의 상기 다른 이미지 파형들을 비교하여 그 파형들의 상기 광 세기들의 차를 구하고 동시에 그 차를 사용하여 또 다른 이미지 파형들을 구하고,
    상기 주 컴퓨터를 통해서 상기 또 다른 이미지 파형들을 상기 주파수들에 대해 적분한 면적들의 값을 사용하여 상기 플라즈마 공정들 중 하나의 상기 진행 시간의 상기 시간 간격별로 광 이미지 세기들을 구하는 것을 포함하는 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 주 컴퓨터를 통해서 상기 광 이미지 세기들을 상기 플라즈마 공정들 중 하나의 진행 시간에 대해 적분하여 다른 광 이미지 세기를 구하는 것을 더 포함하되,
    상기 다른 광 이미지 세기는 상기 플라즈마 공정들 동안 상기 기저판에 대한 상기 적어도 하나의 다른 기저판의 공정 이력을 상대적으로 나타내는 고유 값인 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 기저판 및 상기 적어도 하나의 다른 기저판은 반도체 실리콘 기판을 사용하는 것을 포함하는 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 기저판 및 상기 적어도 하나의 다른 기저판은 LCD 기판을 사용하는 것을 포함하는 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법.
  26. 제 22 항에 있어서,
    상기 기저판 및 상기 적어도 하나의 다른 기저판은 유기 EL 기판을 사용하는 것을 포함하는 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법.
  27. 제 22 항에 있어서,
    상기 공정 챔버는 그 챔버내 상부 전극을 갖도록 배치하는 것을 포함하는 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비.
  28. 제 22 항에 있어서,
    상기 공정 챔버의 상부에 배치된 안테나를 갖도록 배치하는 것을 더 포함하는 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비.
  29. 하부 전극이 배치된 적어도 하나의 공정 챔버, 상기 공정 챔버와 연결된 해석모듈 및 상기 해석 모듈과 연결되는 주 컴퓨터를 구비한 해석 모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비에 있어서,
    적어도 두 번에 걸쳐서 각 회마다 상기 하부 전극 상에 배치된 기저판 상에 플라즈마 공정을 수행해서 상기 공정 챔버내 제 1 및 제 2 플라즈마 광들을 각각 형성하고,
    상기 해석모듈을 사용해서 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 광을 제 1 및 제 2 전기적 신호들로 바꾸고,
    상기 주 컴퓨터를 사용해서 상기 플라즈마 공정 동안 상기 제 1 및 제 2 전기적 신호들을 체크하여 식각 종료점을 찾는 이미지 파형들을 각각 생성하되, 상기 이미지 파형들의 각각은 X 축 상에 상기 플라즈마 공정의 진행 시간을 위치시키고 동시에 Y 축상에 특정 주파수를 갖는 분자의 광 세기들을 위치시킨 것이고,
    상기 주 컴퓨터를 통해서 상기 플라즈마 공정의 진행 시간에 대하여 상기 이미지 파형들을 차례로 미분해서 다른 이미지 파형들을 생성하되, 상기 다른 이미지 파형들은 X 축 상에 상기 플라즈마 공정의 상기 진행 시간을 위치시키고 동시에 Y 축 상에 미분값들을 위치시킨 것이고,
    다음으로, 상기 주 컴퓨터를 통해서 상기 플라즈마 공정의 진행 시간에 대해 상기 다른 이미지 파형들을 차례로 적분해서 기저판들에 따른 광 이미지 세기들을 구하는 것을 포함하는 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 주 컴퓨터를 통해서 상기 광 이미지 세기들을 가지고 회귀식을 사용하여 다른 광 이미지 세기들을 구하는 것을 더 포함하되,
    상기 회귀식은 상기 광 이미지 세기들 중의 하나의 값 및 그 하나의 값의 좌 우 인접한 상기 광 이미지 세기들의 평균값에 대한 차를 구하고 동시에 그 차의 제곱 값과 함께 이를 반복한 다른 제곱값들의 합을 일컬으며, 상기 다른 광 이미지 세기들은 각각이 상기 플라즈마 공정 동안 상기 적어도 두 번에 걸쳐서 각 회의 기저판에 대한 공정 챔버 내 공정 이력을 나타내는 고유 값들인 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 기저판은 반도체 실리콘 기판을 사용하는 것을 포함하는 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법.
  32. 제 29 항에 있어서,
    상기 기저판은 LCD 기판을 사용하는 것을 포함하는 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법.
  33. 제 29 항에 있어서,
    상기 기저판은 유기 EL 기판을 사용하는 것을 포함하는 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비의 사용방법.
  34. 제 29 항에 있어서,
    상기 공정 챔버는 그 챔버내 상부 전극을 갖도록 배치하는 것을 포함하는 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비.
  35. 제 29 항에 있어서,
    상기 공정 챔버의 상부에 배치된 안테나를 갖도록 배치하는 것을 더 포함하는 것이 특징인 해석모듈을 갖는 대용량 플라즈마 장비.
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