KR20080044487A

KR20080044487A - 플라즈마 장치

Info

Publication number: KR20080044487A
Application number: KR1020060113405A
Authority: KR
Inventors: 이영건
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-11-16
Filing date: 2006-11-16
Publication date: 2008-05-21

Abstract

본 발명은 국부적인 방전을 방지할 수 있는 플라즈마 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 플라즈마 장치에 의하면 챔버 내의 공간을 한정하는 측벽; 상기 측벽과 틈을 형성하면서 상기 챔버 내에 위치하는 배플 플레이트; 상기 틈을 메우면서 상기 측벽 상에 코팅되는 산화이트륨(Y₂O₃) 라이너(liner);를 포함한다.

이에 따라 국부적인 방전을 방지하여 파티클 발생을 억제할 수 있다.

국부적, 방전, 플라즈마, 산화이트륨, 라이너

Description

플라즈마 장치{Plasma apparatus}

도 1은 통상의 플라즈마 장치(100)를 도시한 구성도이다.

도 2는 배플 플레이트를 도시한 사시도이다.

도 3은 도 2의 B 부분의 확대 사시도이다.

도 4는 배플 플레이트가 챔버 측벽에 고정된 부분을 도시한 단면도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 장치의 일부를 도시한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 제1 부재 120 : 고정나사

140 : 측벽 200 : 산화이트륨 라이너

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 국부적으로 발생하는 방전을 방지하는 플라즈마 장치에 관한 것이다.

통상적으로, 플라즈마는 고도로 전리되어 (+)이온과 (-)전자가 동일한 밀도로 존재하여 전기적으로 균형을 이루어 중성이 되어 있는 상태를 말하며, 방전관 등을 예로 들 수 있다. 반도체 또는 TFT LCD 집적회로의 제조를 위해서는, 실리콘 기판상에 형성된 소자들을 금속층에 의해 배선하기 위한 공정(metalization)이 필요하며, 소자들을 금속층에 전기적으로 접속시키기 위해 금속층 하부의 절연층에 콘택트 홀을 형성하는 과정이 필수적이다. 콘택트 홀을 형성하기 위해서는 플라즈마를 이용하여 산화막과 같은 절연층을 건식 에칭(dryetching)하는 것이 일반적이다.

도 1은 통상의 플라즈마 장치(100)를 도시한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 소정의 공간을 갖는 챔버(101)내에, 웨이퍼 등의 대상물이 그 위에 놓일 수 있는 하부 전극(102)이 설치되며, 하부 전극(102)의 위에는 하부 전극(102)과 대향되게 상부 전극(103)이 설치된다. 상부 전극(103)에는 다수의 처리 가스 유입구(104)가 형성되며, 이 유입구(104)를 통해 유입된 처리 가스(예컨대, C4F8, C3F8 , C5F8, CF4, CHF3, CH2F2, CO, Ar, O2, N2 및/또는 H2)가 상부 및 하부 전극 사이에 인가되는 RF전압에 의해 플라즈마화 되어(즉, 라디칼, 이온, 전자 등) 웨이퍼에 대한 처리를 수행하게 된다. 이 때, 플라즈마화되는 처리가스에는 부산물 등이 발생되고, 이러한 부산물들과 배기 가스를 배출하기 위한 배출 시스템(105)이 챔버(101)의 하부에 설치된다. 배출 시스템(105)으로는 TMP(Turbo Molecular Pump)와 같은 소정의 배기 펌프를 사용할 수 있다. 또한, 배플 플레이트(10)가 하부 전극을 둘러싸고 처리 챔버의 내측벽에 결합되어 챔버(101)의 플라즈마 발생 공간(110)[즉, 상부 전극(103)과 하부 전극(102) 사이에 형성된 공간]을 한정하고, 플라즈마 발생 공간(110) 내에 발생된 플라즈마의 누 설을 방지한다. 배플 플레이트(10)에는 플라즈마의 누설은 방지하면서 각종 부산물이나 배기 가스를 배출시키기 위한 크기를 갖는 다수의 개구 또는 슬롯이 형성되어 있다.

도 2는 배플 플레이트를 도시한 사시도이다.

도 2를 참조하면, 배플 플레이트(10)는 도우넛 형상의 플레이트로서 그 중앙에 원형개구를 가지며 이 중앙 개구 부근(내주 부근)으로부터 외주를 향해 반경 방향으로 직선으로 연장되는 다수의 기다란 슬롯(11)이 원주방향으로 배열되어 있다. 따라서, 이 배플 플레이트(10)의 슬롯(11)을 통해 플라즈마 처리시 발생되는 배기 가스나 부산물(공정중에 형성된 이물질, 전자, 이온, 라디칼 등)이 챔버의 하부로 빠져나가고, 배출 시스템에 의해 챔버의 외부로 배출된다.

도 3은 도 2의 B 부분의 확대 사시도로서, 도 2의 슬롯(11)이 상세히 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 배플 플레이트(10) 내에, 일정한 폭을 갖는 슬롯(11)들이 반경방향으로 직선으로 연장되어 있다. 슬롯(11)의 폭은 플라즈마가 슬롯(11)을 통하여 누출되는 것을 방지하기 위하여 통상적으로 약 1mm의 크기를 갖는다. 따라서, 배플 플레이트(10)의 내주 부근의 슬롯(11)의 일단부간의 간격과 플레이트의 외주 부근의 슬롯(11)의 타단부간의 간격이 동일하지 않다.

도 4를 참조하면, 챔버 내의 공간을 한정하는 측벽(14)과 틈을 형성하면서 상기 챔버 내에 위치하는 배플 플레이트(10)가 위치한다. 배플 플레이트(10)는 상기 챔버의 리드(Lid, 17)에 고정나사(12)에 의해 부착된다. 고정나사(12)는 방전 방지를 위해 세라믹 캡(13)으로 덮여진다. 한편 측벽(14)은 알루미늄 재질이며 표면은 알루미늄 아노다이징 처리된 막(15)으로 덮여진다. 배플 플레이트(10)와 측벽(14) 사이에는 미세한 틈(A)이 발생할 수 있는데 특히 챔버 내에 플라즈마가 발생하는 경우 상기 미세한 틈(A)에서 국부적인 방전이 발생하여 아킹(arcing)이 일어난다. 이러한 국부적인 방전은 측벽(14)에 손상을 유발하여 파티클이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 배플 플레이트와 챔버 사이에 발생하는 국부적인 방전을 방지하는 플라즈마 장치를 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예인 플라즈마 장치는 챔버 내의 공간을 한정하는 측벽; 상기 측벽과 틈을 형성하면서 상기 챔버 내에 위치하는 제1부재; 상기 틈을 메우면서 상기 측벽 상에 코팅되는 산화이트륨(Y₂O₃) 라이너(liner);를 포함할 수 있다.

상기 제1부재는 알루미늄의 재질로 형성되는 배플 플레이트일 수 있다.

상기 측벽은 알루미늄 아노다이징(anodizing) 처리될 수 있다.

상기 배플 플레이트는 고정 나사로 상기 챔버에 고정될 수 있으며, 상기 고정 나사는 상기 측벽에 코팅된 상기 산화이트륨 라이너가 연장되어 코팅될 수 있다.

상기 산화이트륨은 페인팅, 스크린 프린팅 또는 실크스크린 프린팅의 방법으로 분말형태로 도포되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 산화이트륨은 플라즈마 증착으로 형성될 수 있다.

이하, 첨부된 도면 및 표를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하여 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐서 막, 영역, 또는 기판등과 같은 하나의 구성요소가 또 다른 구성요소 "상에" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 다른 구성요소에 직접 접촉하거나 중간에 개재되는 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다.

또한, "하부의(lower)" 또는 "바닥(bottom)" 및 "상부의(upper)" 또는 "정상(top)"과 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 하부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 상부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "하부의"라 는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여, "하부의" 및 "상부의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 유사하게, 도면들의 하나에서 소자가 뒤집어 진다면, 다른 요소들의 "아래의(below or beneath)"라고 묘사되어 있는 요소들은 상기 다른 요소들의 "위의(above)" 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "아래의"라는 용어는, 위 및 아래의 방향 모두를 포함할 수 있다.

상기 플라즈마 장치는 플라즈마를 이용한 박막증착 또는 박막식각의 용도로 사용될 수 있다. 도 5를 참조하면, 챔버 내의 공간을 한정하는 측벽(140)과 틈을 형성하면서 상기 챔버 내에 위치하는 제1 부재(110)가 위치한다. 상기 틈을 메우면서 상기 측벽 상에 코팅되는 산화이트륨(Y₂O₃) 라이너(liner, 200)가 형성된다.

상기 제1 부재(110)는 알루미늄 재질로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1 부재(110)는 배플(baffle) 플레이트일 수 있다. 제1 부재(110)는 상기 챔버의 리드(Lid, 170)에 고정나사(120)에 의해 부착될 수 있다. 한편 측벽(140)은 알루미늄 재질일 수 있으며 표면은 알루미늄 아노다이징 처리된 막(15)으로 덮여질 수 있다. 상기 배플 플레이트(110) 상에 노출되어 있는 상기 고정 나사(120)는 상기 측벽에 코팅된 상기 산화이트륨 라이너(200)가 연장되어 코팅될 수 있다. 상기 산화이트륨 라이너(200)는 페인팅, 스크린 프린팅 또는 실크스크린 프린팅의 방법으로 분말형태로 도포되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 산화이트륨 라이너(200)는 플라즈마 증착 으로 형성될 수도 있다. 한편, 산화이트륨 라이너(200)는 도 5에서 도시된 것과는 달리 챔버의 측벽(140)과 제1부재(110)의 틈을 메우는 정도의 얇은 두께로 형성될 수 있다. 이러한 산화이트륨 라이너(200)는 국부방전을 방지하는 역할을 수행한다.

발명의 특정 실시예들에 대한 이상의 설명은 예시 및 설명을 목적으로 제공되었다. 따라서, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기 실시예들을 조합하여 실시하는 등 여러 가지 많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다.

본 발명에 의한 플라즈마 장치에 의하면 국부적인 방전을 방지하여 파티클 발생을 억제할 수 있다.

Claims

챔버 내의 공간을 한정하는 측벽;

상기 측벽과 틈을 형성하면서 상기 챔버 내에 위치하는 제1부재;

상기 틈을 메우면서 상기 측벽 상에 코팅되는 산화이트륨(Y₂O₃) 라이너(liner);를 포함하는 플라즈마 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1부재는 알루미늄의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.
제1항에 있어서, 상기 측벽은 알루미늄 아노다이징(anodizing) 처리된 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1부재는 배플(baffle) 플레이트인 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.
제4항에 있어서, 상기 배플 플레이트는 알루미늄의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.
제4항에 있어서, 상기 배플 플레이트는 고정 나사로 상기 챔버에 고정되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.
제6항에 있어서, 상기 배플 플레이트 상에 노출되어 있는 상기 고정 나사는 상기 측벽에 코팅된 상기 산화이트륨 라이너가 연장되어 코팅되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.
제1항에 있어서, 상기 산화이트륨 라이너는 페인팅, 스크린 프린팅 또는 실크스크린 프린팅의 방법으로 분말형태로 도포되어 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.
제1항에 있어서, 상기 산화이트륨 라이너는 플라즈마 증착으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.
제1항에 있어서, 상기 플라즈마 장치는 플라즈마를 이용한 박막증착 또는 박막식각의 용도로 사용되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.