KR20080048310A - Plasma apparatus for manufacturing semiconductor devices - Google Patents

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KR20080048310A
KR20080048310A KR1020060118552A KR20060118552A KR20080048310A KR 20080048310 A KR20080048310 A KR 20080048310A KR 1020060118552 A KR1020060118552 A KR 1020060118552A KR 20060118552 A KR20060118552 A KR 20060118552A KR 20080048310 A KR20080048310 A KR 20080048310A
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plasma
power supply
digital signal
supply unit
plasma chamber
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Application number
KR1020060118552A
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Inventor
금경수
홍형식
허노현
박진성
한재현
이용철
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삼성전자주식회사
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    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67288—Monitoring of warpage, curvature, damage, defects or the like

Abstract

A plasma apparatus for manufacturing a semiconductor device is provided to prevent the generation of an arc and to prevent damage of a wafer by using a digital signal processor. A power supply unit(110) supplies electric power to a plasma chamber(100). An electrical signal measurement unit(120) measures an electrical signal supplied to the plasma chamber and outputs a measured value. A control unit(130) receives the measured value outputted from the electrical signal measurement unit, compares the measured value with a predetermined range, and controls an operation of the power supply unit. The control unit includes an analog/digital converter(132) for converting the measured value to a digital signal, a digital signal processor(134) for comparing the digital signal with the predetermined range, and an interlock part(136) for controlling the operation of the power supply unit.

Description

반도체 소자 제조용 플라즈마 장치{Plasma apparatus for manufacturing semiconductor devices}Plasma apparatus for manufacturing semiconductor devices

도 1은 종래 기술에 의한 플라즈마 장치의 가동시간에 따른 인가된 전류변화를 도시하는 그래프이다.1 is a graph showing a change in applied current according to an operating time of a plasma apparatus according to the prior art.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 장치를 개략적으로 도시하는 블록도이다.2 is a block diagram schematically illustrating a plasma apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 장치의 가동시간에 따른 인가된 전류변화를 도시하는 그래프이다.3 is a graph showing the applied current change with the operating time of the plasma apparatus according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10: 플라즈마 장치 100: 플라즈마 챔버10: plasma apparatus 100: plasma chamber

102: 플라즈마 전극 104: 웨이퍼102 plasma electrode 104 wafer

106: 접지 110: 전원부106: ground 110: power supply

120: 전기신호 측정부 130: 제어부120: electric signal measuring unit 130: control unit

132: 아날로그/디지털 변환기 132: analog to digital converter

134: 디지털 시그널 프로세서(digital signal processor)134: digital signal processor

136: 인터록(interlock) 140: 사용자 인터페이스136: interlock 140: user interface

본 발명은 반도체 제조공정에 관한 것으로서, 반도체 소자 제조에 이용되는 플라즈마 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing process, and to a plasma apparatus used for manufacturing a semiconductor element.

현재, 반도체 제조공정에서 플라즈마 장치는 식각, 증착 및 세정공정에 사용된다. 그러나, 플라즈마의 사용은 이에 국한되지 않고, 여러 분야에의 응용이 가능하다. 그 예로서, 이온주입공정에 사용될 수 있다. 최근, 반도체 소자에 듀얼폴리게이트(dual poly gate)가 적용됨에 따라, 높은 도즈의 이온의 주입이 요구된다. 즉, 종래보다 높은 수준의 도즈, 예를 들어 1E17 (atoms/cm2)이상의 도즈를 요구하게 되어, 기존 이온주입장치로는 한계가 있다. 따라서, 플라즈마를 이용한 이온주입장치가 상기 요구를 충족할 수 있을 것이다.Currently, plasma devices in semiconductor manufacturing processes are used for etching, deposition and cleaning processes. However, the use of plasma is not limited to this, and its application is possible in various fields. As an example, it can be used in an ion implantation process. Recently, as a dual poly gate is applied to a semiconductor device, high dose implantation of ions is required. That is, a higher level of dose than the prior art, for example, 1E17 (atoms / cm 2 ) or more doses are required, and there is a limit to the existing ion implantation apparatus. Thus, an ion implantation apparatus using plasma may meet the above requirement.

그러나, 일반적으로 플라즈마를 사용하면, 아크(arc)가 발생하는 경우가 많다. 아크가 발생하면 플라즈마를 불안정하게 하며, 특히 균일한 이온의 주입이 요구되는 이온주입장치에서 플라즈마를 사용하는 경우에는 아크 발생은 불균일한 이온의 주입을 야기하고, 결과적으로 반도체 소자의 품질을 저하시키게 된다.However, in general, when plasma is used, an arc often occurs. Arc generation causes the plasma to become unstable, and in particular, when plasma is used in an ion implantation device requiring uniform ion implantation, arc generation causes non-uniform ion implantation, resulting in deterioration of the quality of the semiconductor device. do.

플라즈마 장치에서 아크 발생은 여러 가지 원인에 기인한다. 플라즈마가 발생하는 챔버 내부의 구조적 요인에 기하여 발생하기도 하며, 플라즈마 챔버 내로 주입되는 기체 내에 포함된 불순물에 의하거나, 챔버 내벽 또는 웨이퍼 상에 잔존하는 불순물, 예를 들어 파티클에 의하여도 발생한다. 아크는 웨이퍼 뿐만 아니라 플라즈마 챔버 내부에도 손상을 일으키므로, 아크 발생을 방지하는 것이 또한 매우 중요하다.Arc generation in plasma devices is due to a number of causes. It may be generated based on structural factors inside the chamber in which the plasma is generated, or may be generated by impurities contained in the gas injected into the plasma chamber, or by impurities, such as particles remaining on the chamber inner wall or the wafer. Since arcs cause damage not only to the wafer but also to the interior of the plasma chamber, it is also very important to prevent arcing.

도 1은 종래 기술에 의한 플라즈마 장치의 가동시간에 따른 인가된 전류변화를 도시하는 그래프이다. 도면에서 A영역은 균일한 플라즈마를 얻기 위하여 설정된 전류의 범위이다. 1 is a graph showing a change in applied current according to an operating time of a plasma apparatus according to the prior art. In the drawing, region A is a range of currents set to obtain a uniform plasma.

도 1을 참조하면, 전류 값은 A영역 내를 유지하다가 급작스럽게 B영역으로 저하되었다가 다시 A영역으로 회복되고, 이는 아크가 발생하였기 때문이다. 전류 값은 간헐적으로 저하 및 회복되며, 이는 플라즈마 장치 내에서 아크가 계속하여 발생하고 있음을 보여준다. 즉, 처음 아크가 발생한 후에, 플라즈마 방치 내의 아크 발생의 원인, 예를 들어, 챔버의 구조 또는 불순물 등을 을 제거하지 않으면 아크는 계속하여 발생하게 된다. 또한, 발생하는 아크 간의 시간간격은 매우 짧으므로, 최초의 아크가 발생하면, 이를 신속하게 감지하고 처리하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 1, while the current value is maintained in the area A, the current value is suddenly lowered to the area B and then restored to the area A because the arc has occurred. The current value drops and recovers intermittently, indicating that arcing continues to occur in the plasma apparatus. That is, after the first arc occurs, the arc continues to be generated unless the cause of arc generation in the plasma standing, for example, the structure or impurities of the chamber is removed. In addition, since the time interval between the generated arcs is very short, it is desirable to detect and process the first arc quickly.

플라즈마 장치의 아크를 감지하기 위하여, 광학방사측정장치(optical emission spectroscopy, OES) 또는 잔류가스분석기(residual gas analyzer, RGA)를 사용할 수 있다. 그러나, 이 장치들은 기기의 특성상 빠른 속도로 아크의 발생을 감지하지 못하므로 그 한계가 있으며, 특히 이온주입장치로서 플라즈마 장치를 사용하는 경우에는 적용되기 어렵다.In order to detect an arc of the plasma apparatus, an optical emission spectroscopy (OES) or a residual gas analyzer (RGA) may be used. However, these devices have a limitation because they do not detect the occurrence of arc at a high speed due to the characteristics of the device, and in particular, it is difficult to apply the plasma device as an ion implantation device.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 플라즈마를 인가할 때 발생하는 아크를 신속하게 감지하여 아크 발생을 방지할 수 있는 플라즈마 장치를 제 공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a plasma device that can quickly detect the arc generated when applying the plasma to prevent the generation of arc.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 장치는, 플라즈마 챔버, 상기 플라즈마 챔버에 전력을 공급하는 전원부, 상기 플라즈마 챔버에 공급되는 전기신호를 측정하여 측정값을 출력하는 전기신호측정부, 및 상기 전기신호측정부로부터 출력된 상기 측정값을 입력받아 설정된 허용범위와 비교하여 상기 전원부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.Plasma apparatus according to the present invention for achieving the above technical problem, a plasma chamber, a power supply for supplying power to the plasma chamber, an electrical signal measuring unit for measuring the electrical signal supplied to the plasma chamber and outputs a measured value, and And a controller configured to control the operation of the power supply unit by comparing the measured value output from the electrical signal measuring unit with a set allowable range.

바람직하게는, 상기 제어부는 상기 측정값을 디지털 신호로 변환하여 출력하는 아날로그/디지털 변환기, 상기 디지털 신호를 입력받아, 상기 설정된 허용범위와 비교하는 디지털 시그널 프로세서(digital signal processor, DSP), 상기 디지털 신호가 상기 허용범위를 벗어나는 경우, 상기 전원부의 동작을 제어하는 인터록부(interlock)를 포함할 수 있다. 상기 아날로그/디지털 변환기는 상기 측정값을 1kHz 내지 10MHz로 디지털 신호화하는 것이 바람직하다.Preferably, the control unit converts the measured value into a digital signal and outputs the analog / digital converter, the digital signal processor (DSP) for receiving the digital signal and comparing the set tolerance, and the digital When the signal is out of the allowable range, it may include an interlock for controlling the operation of the power supply. The analog-to-digital converter preferably digitalizes the measurement at 1 kHz to 10 MHz.

상기 전원부는 직류전원 또는 고주파 전원을 공급할 수 있다. 또한, 상기 전기신호측정부는 상기 전원부와 상기 플라즈마 챔버에 전류신호 또는 전압신호를 측정할 수 있다.The power supply unit may supply a DC power or a high frequency power. The electrical signal measuring unit may measure a current signal or a voltage signal to the power supply unit and the plasma chamber.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.The embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and the following examples can be modified in various other forms, and the scope of the present invention is It is not limited to an Example.

도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 장치(10)를 개략적으로 도시하는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 플라즈마 장치(10)는 플라즈마 챔버(100), 플라즈마 챔버(100)에 전력을 공급하는 전원부(110), 플라즈마 챔버(100)의 공급되는 전기신호를 측정하여 측정값을 출력하는 전기신호측정부(120), 및 전기신호측정부(120)로부터 출력된 상기 측정값을 입력받아 설정된 허용범위와 비교하여 전원부(110)의 동작을 제어하는 제어부(130)를 포함한다. 2 is a block diagram schematically showing a plasma apparatus 10 according to the present invention. Referring to FIG. 2, the plasma apparatus 10 measures a plasma chamber 100, a power supply unit 110 that supplies power to the plasma chamber 100, and an electrical signal supplied from the plasma chamber 100 to output a measured value. The electric signal measuring unit 120 and the control unit 130 for controlling the operation of the power supply unit 110 by receiving the measured value output from the electric signal measuring unit 120 and compared with the set allowable range.

플라즈마 챔버(100)는 그 내부에 전원부(110)로부터 전력을 공급받는 전극(102)을 포함하고 전극(102)에 대향하여 웨이퍼(104)가 탑재된다. 도2에 도시된 바와 같이, 전원부(110)와 전극(102) 사이에 접지(106)가 연결될 수도 있고, 이와는 달리 전원부(110)가 전극(102)과 직접 연결될 수도 있다.The plasma chamber 100 includes an electrode 102 that receives power from the power supply unit 110 therein, and the wafer 104 is mounted to face the electrode 102. As shown in FIG. 2, the ground 106 may be connected between the power supply 110 and the electrode 102, or alternatively, the power supply 110 may be directly connected to the electrode 102.

제어부(130)는 상기 측정값을 디지털 신호로 변환하여 출력하는 아날로그/디지털 변환기(132), 상기 디지털 신호를 입력받아, 상기 설정된 허용범위와 비교하는 디지털 시그널 프로세서(digital signal processor, DSP; 134), 및 상기 디지털 신호가 상기 허용범위를 벗어나는 경우, 전원부(110)의 동작을 제어하는 인터록부(interlock, 136)를 포함한다. 아날로그/디지털 변환기(132)는 상기 측정값을 1kHz 내지 10MHz로 디지털 신호화할 수 있다. 전원부(110)는 직류 바이어스 전원 또는 고주파 전원일 수 있다. 전기신호측정부(120)는 상기 전원부(110)와 상기 플라즈마 챔버(100)에 직렬로 연결되어 전류신호를 측정할 수 있다. The controller 130 converts the measured value into a digital signal and outputs the analog / digital converter 132, and receives the digital signal and compares the digital signal with the set allowable range. And an interlock unit 136 for controlling the operation of the power supply unit 110 when the digital signal is out of the allowable range. The analog-digital converter 132 may digitally signal the measured value from 1 kHz to 10 MHz. The power supply unit 110 may be a DC bias power source or a high frequency power source. The electrical signal measuring unit 120 may be connected in series to the power supply unit 110 and the plasma chamber 100 to measure a current signal.

또한, 플라즈마 장치(10)는 제어부(130)에 상기 설정된 허용범위를 입력하는 사용자 인터페이스(140)를 더 포함할 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스(140)는 전기신호측정부(120)에서 검출된 전기신호와 제어부(130)의 제어신호를 출력하는 디스플레이 장치를 더 포함할 수 있다.In addition, the plasma apparatus 10 may further include a user interface 140 for inputting the set allowable range to the controller 130. In addition, the user interface 140 may further include a display device for outputting an electrical signal detected by the electrical signal measuring unit 120 and a control signal of the controller 130.

이하에서는, 플라즈마 장치(10)의 동작에 대하여 상세하게 설명하기로 한다. 먼저, 플라즈마 장치(10)를 가동하기 이전에, 원하는 플라즈마의 전류의 범위를 설정하여 디지털 시그널 프로세서(134)에 사용자 인터페이스(140) 등을 통하여 입력한다. 도시되지는 않았지만, 별도의 메모리가 가능한 요소를 디지털 시그널 프로세서(134)에 연결하여 상기 입력 값을 저장하는 데 사용할 수도 있다. 상기 전류 범위는 공정조건에 따라 달라질 수 있다. 특히, 이온주입장치로서 플라즈마 장치를 이용하는 경우에는 사용하는 가스의 종류, 순도 및 주입 양 등에 따라 전류의 범위가 변화될 수 있으며, 또한 이온을 주입하는 공정 전반에 걸쳐서 균일한 전류가 필수적이다.Hereinafter, the operation of the plasma apparatus 10 will be described in detail. First, before operating the plasma apparatus 10, a range of a current of a desired plasma is set and input to the digital signal processor 134 through the user interface 140 or the like. Although not shown, a separate memory capable element may be connected to the digital signal processor 134 and used to store the input value. The current range may vary depending on the process conditions. In particular, in the case of using the plasma apparatus as the ion implantation apparatus, the range of the current may vary depending on the type, purity, and injection amount of the gas used, and a uniform current is essential throughout the ion implantation process.

도 2의 플라즈마 장치(10) 내에 웨이퍼를 탑재한 후(또는 탑재 이전에 예비적인 단계로서도 가능하다), 전원부(110)에 의하여 플라즈마 전극(102)에 직류 전압 또는 고주파 전압을 인가한다. 이에 따라, 플라즈마 챔버(100) 내의 플라즈마 전극(102) 및 웨이퍼(104) 간의 전압은 일정하게 유지되면서 그 사이에 플라즈마가 발생한다.After mounting the wafer in the plasma apparatus 10 of FIG. 2 (or possibly as a preliminary step before mounting), a DC voltage or a high frequency voltage is applied to the plasma electrode 102 by the power supply 110. Accordingly, the voltage between the plasma electrode 102 and the wafer 104 in the plasma chamber 100 is kept constant while plasma is generated therebetween.

플라즈마 장치(10)에 전압을 인가하면, 플라즈마 챔버(100) 내의 플라즈마 전극(102) 및 웨이퍼(104) 간에 흐르는 전류는 전기신호측정부(120)에 의하여 측정 된다. 이러한 측정된 전류값은 아날로그 값일 수 있으며, 상기 측정된 전류값은 전기신호측정부(120)에 연결된 아날로그/디지털 변환기(132)로 전송된다. 아날로그/디지털 변환기(132)에서는 전송받은 상기 측정된 전류값을 디지털 신호화 한다. 디지털 신호화의 간격은 1kHz 내지 10MHz일 수 있다. 디지털 시그널 프로세서(134)는 디지털 신호로 변환된 전류 값을 전송받고, 상기 미리 입력된 전류값의 허용범위 내에 포함되는 지 여부를 비교 판단한다. 상기 측정된 전류값이 상기 전류값의 허용범위 내에 있는 경우에는, 상술한 플라즈마 발생을 계속 수행한다.When a voltage is applied to the plasma apparatus 10, the current flowing between the plasma electrode 102 and the wafer 104 in the plasma chamber 100 is measured by the electrical signal measuring unit 120. The measured current value may be an analog value, and the measured current value is transmitted to the analog / digital converter 132 connected to the electrical signal measuring unit 120. The analog / digital converter 132 digitalizes the measured current value received. The interval of digital signalization may be 1 kHz to 10 MHz. The digital signal processor 134 receives the current value converted into the digital signal, and compares and determines whether it is within the allowable range of the previously input current value. When the measured current value is within the allowable range of the current value, the above-described plasma generation is continued.

반면에, 아크가 플라즈마 챔버(100) 내에 발생하게 되면 상술한 바와 같이 측정되는 전류값이 허용범위의 이하로 떨어지게 된다. 즉, 상기 측정된 전류값이 상기 전류값의 허용범위를 벗어나는 경우, 특히 상기 전류값의 허용범위의 이하로 떨어지는 경우에는 디지털 시그널 프로세서(134)는 인터록부(136)에 제어신호를 전송하고, 인터록부(136)는 전원부(110)에 차단신호를 전송하여 플라즈마의 발생을 차단한다. 이어서, 아크 발생의 원인, 예를 들어 파티클 등의 불순물들을 제거한 후에 다시 플라즈마 챔버(100)에 전력을 인가하는 단계부터 반복 수행하여, 아크의 발생을 완전히 방지한다.On the other hand, if the arc is generated in the plasma chamber 100, the current value measured as described above falls below the allowable range. That is, when the measured current value is out of the allowable range of the current value, especially when it falls below the allowable range of the current value, the digital signal processor 134 transmits a control signal to the interlock unit 136, The interlock unit 136 transmits a blocking signal to the power supply unit 110 to block the generation of plasma. Subsequently, the source of the arc, for example, particles and other impurities are removed and then repeatedly performed from the step of applying power to the plasma chamber 100 again, thereby completely preventing the generation of the arc.

본 발명에 따른 일실시예들은, 1kHz 내지 10MHz로 디지털 변환된 디지털 신호들을 빠른 속도로 처리할 수 있는 디지털 시그널 프로세서(134)를 사용하는 특징을 갖는다. 즉, 아크 발생을 신속하게 감지하고 플라즈마 챔버(100)에의 전력 차단을 신속하게 하는 것이 매우 중요하다.One embodiment according to the present invention is characterized by using a digital signal processor 134 capable of processing digital signals digitally converted from 1 kHz to 10 MHz at high speed. That is, it is very important to quickly detect the occurrence of arc and to quickly cut off the power to the plasma chamber 100.

디지털 시그널 프로세서(134)는 명칭 그대로 디지탈 신호를 처리하기 위해 만든 중앙처리장치(central processing unit, CPU)로서 빠른 속도의 아날로그 신호를 디지털적으로 처리하기 위해서 만들어진 마이크로 프로세서이다. 일반적으로 통칭되는 마이크로 프로세서가 디지탈 신호만을 처리할수 있는것에 비해, 디지털 시그널 프로세서(134)는 아날로그 신호를 고속으로 처리할 수 있도록 여러 가지 장치가 있으며, 예를 들어 내부에 곱셉기, 부동소숫점 연산기를 하드웨어적 설계로 포함할 수 있다. 또한, 아날로그 신호도 직접 처리할 수 있도록 아날로그 입출력 포트를 칩속에 내장할 수도 있다. 따라서, 고속의 아날로그 신호 처리가 가능함을 강조하기 위하여, 비록 마이크로 프로세서의 일종이기는 하나 디지털 신호만을 처리할 수 있는 통상적인 마이크로프로세서와 구별하여 디지털 시그널 프로세서라 부른다. 디지털 시그널 프로세서(134)의 사용방법이나 프로그래밍 방법도 마이크로 프로세서와 거의 같으나, 프로그램에 의해 하나하나의 명령이 패치되면서 해석되고 움직인다는 점에서 명령 해석과정이 없이 하드웨어가 직접 동작되는 주문형 반도체(Application Specific integrated Circuits, ASIC)와는 차이가 있다. 디지털 시그널 프로세서(134)의 가장 큰 특징은 실시간으로 매우 빠른 연산을 수행할 수 있다는 것이다. 특히 매우 많은 정수 및 부동소수점 수치의 연산이 필요한 디지털 신호처리의 경우에 많이 사용된다. 하나의 클록에 하나 이상의 명령의 실행이 가능하고, 명령을 고속으로 처리하기 위하여 RISC 설계 및 하바드 구조를 사용하고 있다. 또한 명령처리 효율을 높이기 위해 내부에 레지스터를 많이 가지고 있으며, 대부분의 연산이 상기 레지스터를 중심으로 수행되는 구조의 특징을 가진다. 또한, 내부에 2단계 메모리 구조를 가지고 있어 처리속도를 더 빠르게 할 수 있다. The digital signal processor 134 is a central processing unit (CPU) made to process digital signals as its name, and is a microprocessor made to digitally process a high speed analog signal. In contrast to a general microprocessor capable of processing digital signals only, the digital signal processor 134 has various devices to process analog signals at high speed. It can be included as a hardware design. In addition, analog input / output ports can be embedded in the chip to directly process analog signals. Therefore, in order to emphasize that high-speed analog signal processing is possible, a digital signal processor is distinguished from a conventional microprocessor which is a kind of microprocessor but can process only a digital signal. The use or programming method of the digital signal processor 134 is almost the same as that of a microprocessor, but the hardware is operated directly without an instruction interpretation process in that a single instruction is interpreted and moved by a program. integrated circuits (ASIC). The biggest feature of the digital signal processor 134 is that it can perform a very fast operation in real time. It is especially used in the case of digital signal processing which requires the calculation of very many integer and floating point numbers. One or more instructions can be executed on one clock, and RISC design and Harvard architecture are used to process the instructions at high speed. In addition, in order to increase the instruction processing efficiency, there are many registers therein, and most of the operations are performed around the registers. It also has a two-stage memory structure inside, which makes processing speed faster.

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 장치(10)의 가동시간에 따른 인가된 전류변화를 도시하는 그래프이다. 도면에서 A영역은 균일한 플라즈마를 얻기 위하여 설정된 전류의 범위이다.3 is a graph showing the applied current change with the operating time of the plasma apparatus 10 according to the present invention. In the drawing, region A is a range of currents set to obtain a uniform plasma.

플라즈마 챔버(100)에 전압을 인가하고 일정시간이 후에 측정된 전류 값이 급격히 B영역내로 저하되었다(C로 표시됨). 이는 플라즈마 챔버(100, 도2 참조) 내에 최초의 아크 발생과 관련이 있다. 이에 따라, 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 장치(10)는 즉시 플라즈마 챔버(100) 내의 전력 공급을 차단하였다. 이어서 플라즈마 장치내의 아크 발생원인, 예를 들어 불순물을 제거한 후(D로 표시된 부분), 다시 플라즈마 장치(10)를 시동하였다. 도 1의 종래 기술과는 달리, 이어지는 플라즈마 장치(10)의 작동에서는 측정된 전류값의 급격한 저하가 측정되지 않았고, 이는 아크가 발생하지 않았음을 의미한다. 따라서, 본 발명에 따른 플라즈마 장치(10)는 아크 발생을 효과적으로 방지할 수 있으며, 따라서 이온주입장치로서 이용될 수 있다.After a certain time after the voltage was applied to the plasma chamber 100, the measured current value rapidly dropped into the region B (indicated by C). This is related to the first arc generation in the plasma chamber 100 (see FIG. 2). Accordingly, the plasma apparatus 10 according to the embodiment of the present invention immediately cuts off the power supply in the plasma chamber 100. Subsequently, the source of arc generation in the plasma apparatus, for example, after removing impurities (part denoted by D), the plasma apparatus 10 was started again. Unlike the prior art of FIG. 1, in the subsequent operation of the plasma apparatus 10, a sharp drop in the measured current value was not measured, which means that no arc occurred. Therefore, the plasma apparatus 10 according to the present invention can effectively prevent arc generation, and thus can be used as an ion implantation apparatus.

상술한 실시예는 예시적인 것으로 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 실시예에서는 측정된 전류의 변화에 따라 플라즈마 챔버(100)에 인가되는 전력을 차단하였으나, 전압의 변화를 측정하여 플라즈마 챔버(100)에 인가되는 전력을 차단할 수도 있다. 또한, 상기 실시예에서는 측정된 전류가 허용범위를 벗어나는 경우 전력 공급을 차단하였으나, 전력 공급을 차단하지 않고 적절하게 조절하여 측정된 전류가 허용범위 내에 포함되도록 수행될 수도 있다.The above embodiments are illustrative and the present invention is not necessarily limited thereto. For example, in the above embodiment, the power applied to the plasma chamber 100 is cut off according to the measured change in current, but the power applied to the plasma chamber 100 may be cut off by measuring the change in voltage. In addition, in the above embodiment, when the measured current is out of the allowable range, the power supply is cut off, but it may be performed so that the measured current is included in the allowable range without appropriately adjusting the power supply.

이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope not departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.

본 발명에 따른 플라즈마 장치는, 플라즈마 장치에 인가되는 전기적 신호를 측정하여 플라즈마 챔버내의 아크발생을 신속하게 감지하고 디지털 시그널 프로세서(digital signal processor, DSP)를 사용하여 플라즈마 장치의 작동을 중단 또는 제어함으로써 아크발생을 작동 초기에 방지할 수 있고, 이에 따라 웨이퍼의 손상을 방지하고 균일하고 안정적인 플라즈마 처리를 할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 플라즈마 장치는 균일하고 안정적인 플라즈마를 요구하는 이온주입장치로서 응용될 수 있다.Plasma device according to the present invention, by measuring the electrical signal applied to the plasma device to quickly detect the occurrence of arc in the plasma chamber and by using a digital signal processor (DSP) to stop or control the operation of the plasma device Arc generation can be prevented early in the operation, thereby preventing wafer damage and allowing a uniform and stable plasma treatment. In addition, the plasma apparatus according to the present invention can be applied as an ion implantation apparatus requiring a uniform and stable plasma.

Claims (7)

플라즈마 챔버;A plasma chamber; 상기 플라즈마 챔버에 전력을 공급하는 전원부;A power supply unit supplying power to the plasma chamber; 상기 플라즈마 챔버에 공급되는 전기신호를 측정하여 측정값을 출력하는 전기신호측정부: 및An electric signal measuring unit measuring an electric signal supplied to the plasma chamber and outputting a measurement value; and 상기 전기신호측정부로부터 출력된 상기 측정값을 입력받아 설정된 허용범위와 비교하여 상기 전원부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.And a controller configured to control the operation of the power supply unit by receiving the measured value outputted from the electrical signal measuring unit and comparing with the set allowable range. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,The method of claim 1, wherein the control unit, 상기 측정값을 디지털 신호로 변환하여 출력하는 아날로그/디지털 변환기;An analog / digital converter converting the measured value into a digital signal and outputting the converted digital signal; 상기 디지털 신호를 입력받아, 상기 설정된 허용범위와 비교하는 디지털 시그널 프로세서(digital signal processor, DSP); 및 A digital signal processor (DSP) for receiving the digital signal and comparing the digital signal with the set allowable range; And 상기 디지털 신호가 상기 허용범위를 벗어나는 경우, 상기 전원부의 동작을 제어하는 인터록부(interlock)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.And an interlock unit controlling an operation of the power supply unit when the digital signal is out of the allowable range. 제2항에 있어서, 상기 아날로그/디지털 변환기는 상기 측정값을 1kHz 내지 10MHz로 디지털 신호화하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.3. The plasma apparatus of claim 2, wherein the analog-to-digital converter digitally signals the measurement from 1 kHz to 10 MHz. 제1항에 있어서, 상기 제어부에 상기 설정된 허용범위를 입력하는 사용자 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.The plasma apparatus of claim 1, further comprising a user interface for inputting the set allowable range to the controller. 제1항에 있어서, 상기 전원부는 직류전원 또는 고주파 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.The plasma apparatus of claim 1, wherein the power supply unit supplies a direct current power source or a high frequency power source. 제1항에 있어서, 상기 전기신호측정부는 상기 전원부와 상기 플라즈마 챔버에 전류신호를 측정하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치. The plasma apparatus of claim 1, wherein the electrical signal measuring unit measures a current signal to the power supply unit and the plasma chamber. 제1항에 있어서, 상기 전기신호측정부는 상기 전원부와 상기 플라즈마 챔버에 전압신호를 측정하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치. The plasma apparatus of claim 1, wherein the electrical signal measuring unit measures a voltage signal at the power supply unit and the plasma chamber.
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