KR20160053307A - 자기장 센서 및 그 제조 방법, 그리고 그를 이용하는 기판 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자기장 센서 및 그 제조 방법, 그리고 그를 이용하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 센서는, 전도체로 형성된 제 1 층; 상기 제 1 층 위에 유전체로 형성된 제 2 층; 상기 제 2 층 위에 형성되며, 전도성 라인 및 상기 전도성 라인을 둘러싸는 유전체를 포함하고, 상기 전도성 라인은 상기 전도성 라인이 위치하는 평면에서 루프를 형성하되, 상기 루프는 일 부분에서 절단된, 제 3 층; 상기 제 3 층 위에 유전체로 형성된 제 4 층; 및 상기 제 4 층 위에 전도체로 형성된 제 5 층;을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 자기장 센서 및 그 제조 방법, 그리고 그를 이용하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
RF(Radio Frequency)를 이용하는 장비, 예컨대 RF 전력으로 플라즈마를 생성하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치는 장비의 성능을 평가하기 위해 RF에 의해 발생된 전자장을 계측하는 것이 필요하다. 특히, 코일과 같은 ICP(Inductively Coupled Plasma) 타입의 플라즈마 소스를 채용하는 기판 처리 장치는 기판 처리율이나 처리 균일도를 측정하기 위해 코일에 의해 챔버 내에 유도된 자기장의 세기를 계측한다.
일반적으로, 기판이 배치되어 그 안에서 처리가 이루어지는 챔버는 사이즈가 수십 cm에 이르며, 최근 들어 기판이 대면적화됨에 따라 챔버의 사이즈는 지속적으로 증가하고 있다. 따라서, 챔버 내 자기장의 세기를 계측하기 위해서는 여러 개의 자기장 센서들이 챔버 곳곳에 배치되어야 하나, 종래의 자기장 센서는 측정 정확도가 높지 않을 뿐만 아니라, 센서마다 측정 성능이 각기 달라 여러 개의 센서들을 이용하여 일 영역의 자기장을 측정하는 경우 각 센서마다 캘리브레이션이 요구되는 불편함이 있었다.
본 발명의 실시예는 다량의 센서들을 균일한 성능으로 제작할 수 있는 자기장 센서 및 그 제조 방법, 그리고 그를 이용하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 소형화가 가능하고 측정 정확도가 우수한 자기장 센서 및 그 제조 방법, 그리고 그를 이용하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 센서는, 전도체로 형성된 제 1 층; 상기 제 1 층 위에 유전체로 형성된 제 2 층; 상기 제 2 층 위에 형성되며, 전도성 라인 및 상기 전도성 라인을 둘러싸는 유전체를 포함하고, 상기 전도성 라인은 상기 전도성 라인이 위치하는 평면에서 루프를 형성하되, 상기 루프는 일 부분에서 절단된, 제 3 층; 상기 제 3 층 위에 유전체로 형성된 제 4 층; 및 상기 제 4 층 위에 전도체로 형성된 제 5 층;을 포함할 수 있다.
상기 자기장 센서는 상기 전도성 라인의 양 측면을 따라 수직으로 상기 제 1 내지 제 5 층을 관통하는 다수의 비아들을 더 포함할 수 있다.
상기 비아들은 상기 평면 상에서 상기 루프의 양 측면을 따라 기 결정된 간격마다 반복적으로 형성될 수 있다.
상기 전도성 라인은: 상기 일 부분이 절단된 루프 영역; 및 상기 루프 영역에서 연장되는 선형 영역을 포함할 수 있다.
상기 자기장 센서는 상기 루프 영역의 단부를 지나도록 수직으로 형성되되, 상기 제 1 및 제 5 층 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되는 제 1 단부 비아; 및 상기 선형 영역의 단부를 지나도록 수직으로 형성되되, 상기 제 1 및 제 5 층과 전기적으로 분리된 제 2 단부 비아;를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 및 제 5 층은 각각: 상기 제 2 단부 비아를 둘러싸는 보이드를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 및 제 5 층은 각각: 상기 보이드 내에 유전체를 더 포함할 수 있다.
상기 제 3 층은: 상기 제 2 층 위에 전도체 및 유전체로 형성되며, 유전체로 둘러싸인 하측 전도성 라인을 포함하고, 상기 하측 전도성 라인은 상기 하측 전도성 라인이 위치하는 평면에서 하측 루프를 형성하되, 상기 하측 루프는 일 부분에서 절단된, 제 1 서브 층; 상기 제 1 서브 층 위에 유전체로 형성된 제 2 서브 층; 및 상기 제 2 서브 층 위에 전도체 및 유전체로 형성되며, 유전체로 둘러싸인 상측 전도성 라인을 포함하고, 상기 상측 전도성 라인은 상기 상측 전도성 라인이 위치하는 평면에서 상측 루프를 형성하되, 상기 상측 루프는 일 부분에서 절단된, 제 3 서브 층;을 포함할 수 있다.
상기 제 1 및 제 5 층은 각각: 상기 루프의 타 부분으로부터 수직 방향에 위치하는 지점에 보이드를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 및 제 5 층은 각각: 상기 보이드 내에 유전체를 더 포함할 수 있다.
상기 루프의 타 부분은 상기 루프의 중심을 기준으로 상기 일 부분과 마주볼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 센서 제조 방법은, 전도체로 제 1 층을 형성하는 단계; 상기 제 1 층 위에 유전체로 제 2 층을 형성하는 단계; 상기 제 2 층 위에 전도성 라인 및 상기 전도성 라인을 둘러싸는 유전체를 포함하는 제 3 층을 형성하되, 상기 전도성 라인은 상기 전도성 라인이 위치하는 평면에서 루프를 형성하며, 상기 루프는 일 부분에서 절단된, 제 3 층 형성 단계; 상기 제 3 층 위에 유전체로 제 4 층을 형성하는 단계; 및 상기 제 4 층 위에 전도체로 제 5 층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 자기장 센서 제조 방법은 상기 전도성 라인의 양 측면을 따라 수직으로 상기 제 1 내지 제 5 층을 관통하는 다수의 비아들을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 비아들은 상기 평면 상에서 상기 루프의 양 측면을 따라 기 결정된 간격마다 반복적으로 형성될 수 있다.
상기 전도성 라인은: 상기 일 부분이 절단된 루프 영역; 및 상기 루프 영역에서 연장되는 선형 영역을 포함할 수 있다.
상기 비아들을 형성하는 단계는: 상기 루프 영역의 단부를 지나도록 수직으로 형성되되, 상기 제 1 및 제 5 층 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되는 제 1 단부 비아; 및 상기 선형 영역의 단부를 지나도록 수직으로 형성되되, 상기 제 1 및 제 5 층과 전기적으로 분리된 제 2 단부 비아;를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 층을 형성하는 단계는: 상기 제 2 단부 비아를 둘러싸는 보이드를 포함하는 상기 제 1 층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제 5 층을 형성하는 단계는: 상기 제 2 단부 비아를 둘러싸는 보이드를 포함하는 상기 제 5 층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 보이드를 포함하는 제 1 층을 형성하는 단계는: 상기 제 2 단부 비아를 둘러싸며 유전체로 채워진 보이드를 포함하는 상기 제 1 층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 보이드를 포함하는 제 5 층을 형성하는 단계는: 상기 제 2 단부 비아를 둘러싸며 유전체로 채워진 보이드를 포함하는 상기 제 5 층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제 3 층을 형성하는 단계는: 상기 제 2 층 위에 하측 전도성 라인 및 상기 하측 전도성 라인을 둘러싸는 유전체를 포함하는 제 1 서브 층을 형성하되, 상기 하측 전도성 라인은 상기 하측 전도성 라인이 위치하는 평면에서 하측 루프를 형성하며, 상기 하측 루프는 일 부분에서 절단된, 제 1 서브 층 형성 단계; 상기 제 1 서브 층 위에 유전체로 제 2 서브 층을 형성하는 단계; 및 상기 제 2 서브 층 위에 상측 전도성 라인 및 상기 상측 전도성 라인을 둘러싸는 유전체를 포함하는 제 3 서브 층을 형성하되, 상기 상측 전도성 라인은 상기 상측 전도성 라인이 위치하는 평면에서 상측 루프를 형성하며, 상기 상측 루프는 일 부분에서 절단된, 제 3 서브 층 형성 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제 1 층을 형성하는 단계는: 상기 루프의 타 부분으로부터 수직 하 방향에 위치하는 지점에 보이드를 포함하는 상기 제 1 층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제 5 층을 형성하는 단계는: 상기 루프의 타 부분으로부터 수직 상 방향에 위치하는 지점에 보이드를 더 포함하는 상기 제 5 층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 보이드를 포함하는 제 1 층을 형성하는 단계는: 상기 루프의 타 부분으로부터 수직 하 방향에 위치하는 지점에 유전체로 채워진 상기 보이드를 포함하는 상기 제 1 층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 보이드를 포함하는 제 5 층을 형성하는 단계는: 상기 루프의 타 부분으로부터 수직 상 방향에 위치하는 지점에 유전체로 채워진 상기 보이드를 포함하는 상기 제 5 층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 루프의 타 부분은 상기 루프의 중심을 기준으로 상기 일 부분과 마주볼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 기판이 배치되어 처리가 이루어지는 챔버; 상기 챔버에 설치되어 상기 챔버의 내부에 자기장을 유도하는 코일; 상기 챔버의 상부에 유전체로 형성되는 유전층; 및 상기 유전층 내에 제공되는 다수의 자기장 센서들을 포함하며, 각각의 자기장 센서는: 전도체로 형성된 제 1 층; 상기 제 1 층 위에 유전체로 형성된 제 2 층; 상기 제 2 층 위에 형성되며, 전도성 라인 및 상기 전도성 라인을 둘러싸는 유전체를 포함하고, 상기 전도성 라인은 상기 전도성 라인이 위치하는 평면에서 루프를 형성하되, 상기 루프는 일 부분에서 절단된, 제 3 층; 상기 제 3 층 위에 유전체로 형성된 제 4 층; 및 상기 제 4 층 위에 전도체로 형성된 제 5 층;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 다량의 자기장 센서들을 균일한 성능으로 제작할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 자기장 센서의 소형화가 가능하고 측정 정확도가 우수한 센서를 제작할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 센서의 예시적인 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 자기장 센서를 A-A'에서 바라본 예시적인 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 자기장 센서를 B-B'에서 바라본 예시적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기장 센서의 예시적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기장 센서의 제 1 층, 제 1 서브 층, 제 3 서브 층 및 제 5 층을 분해하여 전개한 예시적인 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 센서 제조 방법의 예시적인 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 3 층 형성 과정의 예시적인 흐름도이다.
도 8 및 도 9는 각각 본 발명의 실시예에 따른 자기장 센서를 이용하는 기판 처리 장치의 예시적인 단면도 및 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 자기장 센서를 A-A'에서 바라본 예시적인 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 자기장 센서를 B-B'에서 바라본 예시적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기장 센서의 예시적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기장 센서의 제 1 층, 제 1 서브 층, 제 3 서브 층 및 제 5 층을 분해하여 전개한 예시적인 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 센서 제조 방법의 예시적인 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 3 층 형성 과정의 예시적인 흐름도이다.
도 8 및 도 9는 각각 본 발명의 실시예에 따른 자기장 센서를 이용하는 기판 처리 장치의 예시적인 단면도 및 평면도이다.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 자기장 센서는 모듈화된 부품을 조립하여 제작되는 종래의 자기장 센서와 달리, 전도체층 및 유전체층을 번갈아가며 적층함으로써 만들어지는 PCB(Printed Circuit Board) 타입의 자기장 센서이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 센서(10)의 예시적인 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 자기장 센서(10)를 A-A'에서 바라본 예시적인 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 자기장 센서(10)는 전도체로 형성되는 제 1 층(110), 상기 제 1 층(110) 위에 유전체로 형성되는 제 2 층(120), 상기 제 2 층(120) 위에 형성되며 전도성 라인(31) 및 상기 전도성 라인(31)을 둘러싸는 유전체(32)를 포함하는 제 3 층(130), 상기 제 3 층(130) 위에 유전체로 형성되는 제 4 층(140), 상기 제 4 층(140) 위에 전도체로 형성되는 제 5 층(150)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제 3 층(130)에 구비되는 전도성 라인(31)은 상기 전도성 라인(31)이 위치하는 평면에서 루프(311)를 형성하되, 상기 루프(311)는 일 부분(101)에서 절단될 수 있다. 다시 말해, 상기 전도성 라인(31)은 완전히 닫힌 구조의 폐루프를 형성하는 것이 아니라, 일 부분이 개방되어 있는 불완전한 루프를 형성한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 자기장 센서(10)는 상기 전도성 라인(31)의 양 측면을 따라 수직으로 상기 제 1 내지 제 5 층(110 내지 150)을 관통하는 다수의 비아들(33)을 더 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 비아들(33)은 상기 전도성 라인(31)이 위치하는 평면 상에서 상기 루프(311)의 양 측면을 따라 기 결정된 간격마다 반복적으로 형성될 수 있다. 그리고, 도 2를 참조하면, 상기 자기장 센서(10)의 단면 상에서 상기 전도성 라인(31)은 상기 비아들(33) 사이에 위치함으로써, 상기 루프(311)는 그 길이에 걸쳐 상기 비아들(33)에 의해 둘러싸일 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 전도성 라인(31)은 일 부분(101)이 절단된 루프 영역(311), 및 상기 루프 영역(311)에서 연장되는 선형 영역(312)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 선형 영역(312)은 상기 루프 영역(311)의 절단된 부분(101)에서 기 결정된 길이만큼 연장될 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 자기장 센서(10)는 상기 전도성 라인(31)을 둘러싸는 비아들(33) 뿐만 아니라, 제 1 단부 비아(331) 및 제 2 단부 비아(332)를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 단부 비아(331)는 상기 루프 영역(311)의 단부(3111)를 지나도록 수직으로 형성되되, 상기 제 1 및 제 5 층(110, 150) 중 적어도 하나와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제 2 단부 비아(332)는 상기 선형 영역(312)의 단부(3121)를 지나도록 수직으로 형성되되, 상기 제 1 및 제 5 층(110, 150)과 전기적으로 분리될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 자기장 센서(100)를 B-B'에서 바라본 예시적인 단면도이다.
전술한 바와 같이, 상기 제 1 단부 비아(331)는 상기 제 1 및 제 5 층(110, 150) 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되므로 그 구조가 상기 비아들(33)과 동일하나, 상기 제 2 단부 비아(332)는 상기 제 1 및 제 5 층(110, 150)과 전기적으로 분리되므로 상기 제 2 단부 비아(332)를 상기 제 1 및 제 5 층(110, 150)과 절연시키는 구조가 상기 자기장 센서(10)에 도입된다.
일 예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 단부 비아(332)는 상기 제 1 내지 제 5 층(110 내지 150)을 관통하여 수직으로 형성되나, 상기 제 1 및 제 5 층(110, 150)에 각각 상기 제 2 단부 비아(332)의 주위를 둘러싸는 보이드(void)가 형성됨으로써 상기 제 1 및 제 5 층(110, 150)의 나머지 영역과는 전기적으로 분리될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 보이드(void)는 비어 있을 수 있으나, 실시예에 따라 유전체로 채워질 수도 있다.
또한, 상기 자기장 센서(10)는 소정의 흑색 도료(black paint)(170)로 표면이 코팅될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기장 센서(10)의 예시적인 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기장 센서(10)의 제 1 층, 제 1 서브 층, 제 3 서브 층 및 제 5 층을 분해하여 전개한 예시적인 분해 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기장 센서(10)는 도 2에 도시된 자기장 센서(10)와 제 1 및 제 2 층 그리고 제 4 및 제 5 층(110, 120, 140, 150)의 구조는 동일하나, 제 3 층(130)의 구조가 상이하다.
구체적으로, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제 3 층(130)은 상기 제 2 층(120) 위에 하측 전도성 라인(31') 및 상기 하측 전도성 라인(31')을 둘러싸는 유전체(32)를 포함하는 제 1 서브 층(131), 상기 제 1 서브 층(131) 위에 유전체로 형성된 제 2 서브 층(132), 및 상기 제 2 서브 층(132) 위에 상측 전도성 라인(31'') 및 상기 상측 전도성 라인(31'')을 둘러싸는 유전체(32)를 포함하는 제 3 서브 층(133)을 포함할 수 있다.
즉, 이 실시예에 따르면, 상기 전도성 라인(31)은 소정 간격(즉, 상기 제 2 서브 층(132)의 두께)만큼 이격되어 상하로 마주보는 하측 전도성 라인(31')과 상측 전도성 라인(31'')으로 구성될 수 있으며, 상기 하측 및 상측 전도성 라인들(31', 31'') 사이에는 유전체가 채워질 수 있다.
상기 하측 전도성 라인(31')은 상기 하측 전도성 라인(31')이 위치하는 평면에서 하측 루프를 형성하되, 상기 하측 루프는 일 부분(101)에서 절단될 수 있다. 마찬가지로, 상기 상측 전도성 라인(31'') 역시 상기 상측 전도성 라인(31'')이 위치하는 평면에서 상측 루프를 형성하되, 상기 상측 루프는 일 부분(101)에서 절단될 수 있다. 상기 하측 루프와 상기 상측 루프는 그 모양과 크기가 동일하며, 상기 루프(311)와 동일한 평면 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제 1 및 제 5 층(110, 150)은 각각 상기 루프(311)의 타 부분(102)에 대응하는 지점에 보이드(34)를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 및 제 5 층(110, 150)은 루프(311)의 위 아래로 모든 영역이 전도체로 형성되는 대신, 상기 루프(311)의 타 부분(102)으로부터 수직 방향에 위치하는 지점에는 보이드(34)가 형성될 수도 있다. 상기 보이드(34)는 비어 있을 수 있으나, 실시예에 따라 유전체로 채워질 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 루프(311)의 타 부분(102)은 상기 루프(311)의 중심을 기준으로 상기 일 부분(101)과 서로 마주보는 위치일 수 있으나, 상기 보이드(34)가 형성되는 타 부분(102)은 이에 제한되지 않고 상기 루프(311) 상의 임의의 지점일 수도 있다.
이 실시예와 같이 상기 전도성 라인(31)을 위 아래로 둘러싸는 제 1 및 제 5 층(110, 150)에서, 상기 루프(311)의 타 부분(102)에 대응하는 지점에 상기 보이드(34)를 마련하면, 상기 전도성 라인(31)에 2차 노이즈 신호의 발생이 억제되어 상기 자기장 센서(10)의 측정 정확도가 보다 향상될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 센서 제조 방법(20)의 예시적인 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 자기장 센서 제조 방법(20)은, 전도체로 제 1 층(110)을 형성하는 단계(S210), 상기 제 1 층(110) 위에 유전체로 제 2 층(120)을 형성하는 단계(S220), 상기 제 2 층(120) 위에 전도성 라인(31) 및 상기 전도성 라인(31)을 둘러싸는 유전체(32)를 포함하는 제 3 층(130)을 형성하는 단계(S230), 상기 제 3 층(130) 위에 유전체로 제 4 층(140)을 형성하는 단계(S240), 및 상기 제 4 층(140) 위에 전도체로 제 5 층(150)을 형성하는 단계(S250)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전도성 라인(31)은 상기 전도성 라인(31)이 위치하는 평면에서 루프(311)를 형성하되, 상기 루프(311)는 일 부분(101)에서 절단될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 자기장 센서 제조 방법(20)은, 상기 전도성 라인(31)의 양 측면을 따라 수직으로 상기 제 1 내지 제 5 층(110 내지 150)을 관통하는 다수의 비아들(33)을 형성하는 단계(S260)를 더 포함할 수 있다.
상기 비아들(33)은 상기 전도성 라인(31)이 위치하는 평면 상에서 상기 루프(311)의 양 측면을 따라 기 결정된 간격마다 반복적으로 형성되어 상기 전도성 라인(31)을 양 옆에서 둘러쌀 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 및 제 5 층(110, 150)은 구리로 형성될 수 있나, 이에 제한되지는 않는다. 그리고, 상기 제 1 및 제 5 층(110, 150) 각각의 두께는 35 μm일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 2 및 제 4 층(120, 140)은 테플론 또는 PTFE(PolyTetraFluoroEthylene)일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 그리고, 상기 제 2 및 제 4 층(120, 140) 각각의 두께는 1.6 mm일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 3 층(130)에서 상기 전도성 라인(31)은 구리로 형성될 수 있으며, 상기 전도성 라인(31)을 둘러싸는 유전체는 폴리프로필렌일 수 있으나, 상기 전도성 라인(31)을 구성하는 재료 및 상기 유전체는 이에 제한되지 않는다. 그리고, 상기 제 3 층(130)의 두께는 0.2 mm일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
일 실시예에 따르면, 각각의 비아(33)는 단면의 직경이 0.4 mm일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
일 실시예에 따르면, 상기 비아들(33)이 형성된 뒤, 상기 자기장 센서(10)의 표면, 즉 상기 제 1 층(110)의 하면, 상기 제 5 층(150)의 상면, 및 상기 비아들(33)의 내측면은 전도체(예컨대, 금)으로 코팅될 수 있다. 코팅 두께는 30 μm일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
일 실시예에 따르면, 전도성 라인(31)은 상기 일 부분(101)이 절단된 루프 영역(311), 및 상기 루프 영역(311)에서 연장되는 선형 영역(312)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 비아들(33)을 형성하는 단계(S260)는, 상기 루프 영역(311)의 단부(3111)를 지나도록 수직으로 형성되되, 상기 제 1 및 제 5 층(110, 150) 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되는 제 1 단부 비아(331), 및 상기 선형 영역(312)의 단부(3121)를 지나도록 수직으로 형성되되, 상기 제 1 및 제 5 층(110, 150)과 전기적으로 분리된 제 2 단부 비아(332)를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제 2 단부 비아(332)를 상기 제 1 및 제 5 층(110, 150)과 전기적으로 분리시키기 위해, 상기 제 1 층(110)을 형성하는 단계(S210)는, 상기 제 2 단부 비아(332)를 둘러싸는 보이드(void)를 포함하는 상기 제 1 층(110)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 5 층(150)을 형성하는 단계(S250)는, 상기 제 2 단부 비아(332)를 둘러싸는 보이드(void)를 포함하는 상기 제 5 층(150)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 보이드(void)를 포함하는 제 1 층(110)을 형성하는 단계는, 상기 제 2 단부 비아(332)를 둘러싸며 유전체로 채워진 보이드(void)를 포함하는 제 1 층(110)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 보이드(void)를 포함하는 제 5 층(150)을 형성하는 단계는, 상기 제 2 단부 비아(332)를 둘러싸며 유전체로 채워진 보이드(void)를 포함하는 제 5 층(150)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 3 층 형성 과정의 예시적인 흐름도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 층(130)을 형성하는 단계(S230)는, 상기 제 2 층(120) 위에 하측 전도성 라인(31') 및 상기 하측 전도성 라인(31')을 둘러싸는 유전체(32)를 포함하는 제 1 서브 층(131)을 형성하는 단계(S231), 상기 제 1 서브 층(131) 위에 유전체로 제 2 서브 층(132)을 형성하는 단계(S232), 및 상기 제 2 서브 층(132) 위에 상측 전도성 라인(31'') 및 상기 상측 전도성 라인(31'')d을 둘러싸는 유전체(32)를 포함하는 제 3 서브 층(133)을 형성하는 단계(S233)를 포함할 수 있다.
상기 하측 전도성 라인(31')은 상기 하측 전도성 라인(31')이 위치하는 평면에서 하측 루프를 형성하며, 상기 하측 루프는 일 부분(101)에서 절단될 수 있다.
상기 상측 전도성 라인(31'')은 상기 상측 전도성 라인(31'')이 위치하는 평면에서 상측 루프를 형성하며, 상기 상측 루프는 일 부분(101)에서 절단될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제 1 층(110)을 형성하는 단계(S210)는, 상기 루프(311)의 타 부분(102)으로부터 수직 하 방향에 위치하는 지점에 보이드(34)를 포함하는 제 1 층(110)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 5 층(150)을 형성하는 단계(S250)는, 상기 루프(311)의 타 부분(102)으로부터 수직 상 방향에 위치하는 지점에 보이드(34)를 포함하는 제 5 층(150)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 보이드(34)를 포함하는 제 1 층(110)을 형성하는 단계는, 상기 루프(311)의 타 부분(102)으로부터 수직 하 방향에 위치하는 지점에 유전체로 채워진 보이드(34)를 포함하는 제 1 층(110)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 보이드(34)를 포함하는 제 5 층(150)을 형성하는 단계는, 상기 루프(311)의 타 부분(102)으로부터 수직 상 방향에 위치하는 지점에 유전체로 채워진 보이드(34)를 포함하는 제 5 층(150)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 루프(311)의 타 부분(102)은 상기 루프(311)의 중심을 기준으로 상기 일 부분(101)과 마주보는 위치일 수 있으나, 상기 보이드(34)가 형성되는 타 부분(102)은 이에 제한되지 않고 루프 상의 임의의 지점일 수도 있다.
도 8 및 도 9는 각각 본 발명의 실시예에 따른 자기장 센서(10)를 이용하는 기판 처리 장치(100)의 예시적인 단면도 및 평면도이다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 자기장 센서(10)는 코일과 같은 ICP 타입의 플라즈마 소스를 이용하여 챔버 내에 플라즈마를 생성하는 기판 처리 장치(100)에 사용되어, 챔버 내에 유도된 자기장의 세기를 측정할 수 있다.
예를 들어, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 기판 처리 장치(100)는 기판(S)이 배치되어 처리가 이루어지는 챔버(1100), 상기 챔버(1100)에 설치되어 상기 챔버(1100)의 내부에 자기장을 유도하는 코일, 상기 챔버(1100)의 상부에 유전체로 형성되는 유전층(1300), 및 상기 유전층(1300) 내에 제공되는 다수의 자기장 센서들(10)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 코일은 챔버(1100)의 상부에 설치되어 상기 챔버(1100) 내에 자기장을 유도하는 상부 유도 코일(1210)일 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 코일은 챔버(1100)의 측부에 설치되어 상기 챔버(1100) 내에 자기장을 유도하는 측부 유도 코일(1220)일 수 있다. 실시예에 따라, 상기 기판 처리 장치(1000)는 상기 상부 유도 코일(1210)과 상기 측부 유도 코일(1220)을 모두 구비할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 전술한 자기장 센서(10)를 상기 챔버(1100)의 상부에 마련된 유전층(1300)에 다수 개 매립하고, 상기 자기장 센서(10)가 매립된 지점에 유도된 자기장의 세기를 계측함으로써 이를 기초로 상기 챔버(1100) 전역에 걸쳐 유도된 자기장의 세기 및 그 분포를 측정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 자기장 센서(10)로 자기장을 계측하기 위해, 상기 자기장 센서(10)의 전도성 라인(31)을 둘러싸는 제 1 및 제 5 층(110, 150)과 비아들(33)을 접지시켜 상기 전도성 라인(31)을 차폐시킬 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전도성 라인(31) 중 루프 영역(311)의 단부(3111)에 형성된 제 1 단부 비아(331)를 접지시키고, 선형 영역(312)의 단부(3121)에 형성된 제 2 단부 비아(332)는 오실로스코프와 같은 계측 장비의 입력단에 연결시킬 수 있다.
그 결과, 각각의 자기장 센서(10)는 상기 루프 영역(311)으로 둘러싸인 공간을 지나가는 자속에 의해 유도된 유도 전류를 상기 제 2 단부 비아(332)를 통해 계측 장비로 제공할 수 있다.
이상에서 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 위 실시예는 단지 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것으로 이에 한정되지 않는다. 통상의 기술자는 전술한 실시예에 다양한 변형이 가해질 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 해석을 통해서만 정해진다.
10: 자기장 센서
110: 제 1 층
120: 제 2 층
130: 제 3 층
140: 제 4 층
150: 제 5 층
31: 전도성 라인
311: 루프 영역
312: 선형 영역
33: 비아
331: 제 1 단부 비아
332: 제 2 단부 비아
void: 보이드
34: 보이드
1000: 기판 처리 장치
1100: 챔버
1210, 1220: 코일
1300: 유전층
110: 제 1 층
120: 제 2 층
130: 제 3 층
140: 제 4 층
150: 제 5 층
31: 전도성 라인
311: 루프 영역
312: 선형 영역
33: 비아
331: 제 1 단부 비아
332: 제 2 단부 비아
void: 보이드
34: 보이드
1000: 기판 처리 장치
1100: 챔버
1210, 1220: 코일
1300: 유전층
Claims (23)
- 전도체로 형성된 제 1 층;
상기 제 1 층 위에 유전체로 형성된 제 2 층;
상기 제 2 층 위에 형성되며, 전도성 라인 및 상기 전도성 라인을 둘러싸는 유전체를 포함하고, 상기 전도성 라인은 상기 전도성 라인이 위치하는 평면에서 루프를 형성하되, 상기 루프는 일 부분에서 절단된, 제 3 층;
상기 제 3 층 위에 유전체로 형성된 제 4 층; 및
상기 제 4 층 위에 전도체로 형성된 제 5 층;
을 포함하는 자기장 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 전도성 라인의 양 측면을 따라 수직으로 상기 제 1 내지 제 5 층을 관통하는 다수의 비아들을 더 포함하는 자기장 센서. - 제 2 항에 있어서,
상기 비아들은 상기 평면 상에서 상기 루프의 양 측면을 따라 기 결정된 간격마다 반복적으로 형성되는 자기장 센서. - 제 2 항에 있어서,
상기 전도성 라인은:
상기 일 부분이 절단된 루프 영역; 및
상기 루프 영역에서 연장되는 선형 영역을 포함하는 자기장 센서. - 제 4 항에 있어서,
상기 루프 영역의 단부를 지나도록 수직으로 형성되되, 상기 제 1 및 제 5 층 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되는 제 1 단부 비아; 및
상기 선형 영역의 단부를 지나도록 수직으로 형성되되, 상기 제 1 및 제 5 층과 전기적으로 분리된 제 2 단부 비아;
를 더 포함하는 자기장 센서. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 5 층은 각각:
상기 제 2 단부 비아를 둘러싸는 보이드를 더 포함하는 자기장 센서. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 5 층은 각각:
상기 보이드 내에 유전체를 더 포함하는 자기장 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 3 층은:
상기 제 2 층 위에 형성되며, 하측 전도성 라인 및 상기 하측 전도성 라인을 둘러싸는 유전체를 포함하고, 상기 하측 전도성 라인은 상기 하측 전도성 라인이 위치하는 평면에서 하측 루프를 형성하되, 상기 하측 루프는 일 부분에서 절단된, 제 1 서브 층;
상기 제 1 서브 층 위에 유전체로 형성된 제 2 서브 층; 및
상기 제 2 서브 층 위에 형성되며, 상측 전도성 라인 및 상기 상측 전도성 라인을 둘러싸는 유전체를 포함하고, 상기 상측 전도성 라인은 상기 상측 전도성 라인이 위치하는 평면에서 상측 루프를 형성하되, 상기 상측 루프는 일 부분에서 절단된, 제 3 서브 층;
을 포함하는 자기장 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 5 층은 각각:
상기 루프의 타 부분으로부터 수직 방향에 위치하는 지점에 보이드를 더 포함하는 자기장 센서. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 5 층은 각각:
상기 보이드 내에 유전체를 더 포함하는 자기장 센서. - 제 9 항에 있어서,
상기 루프의 타 부분은 상기 루프의 중심을 기준으로 상기 일 부분과 마주 보는 자기장 센서. - 전도체로 제 1 층을 형성하는 단계;
상기 제 1 층 위에 유전체로 제 2 층을 형성하는 단계;
상기 제 2 층 위에 전도성 라인 및 상기 전도성 라인을 둘러싸는 유전체를 포함하는 제 3 층을 형성하되, 상기 전도성 라인은 상기 전도성 라인이 위치하는 평면에서 루프를 형성하며, 상기 루프는 일 부분에서 절단된, 제 3 층 형성 단계;
상기 제 3 층 위에 유전체로 제 4 층을 형성하는 단계; 및
상기 제 4 층 위에 전도체로 제 5 층을 형성하는 단계;
를 포함하는 자기장 센서 제조 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 전도성 라인의 양 측면을 따라 수직으로 상기 제 1 내지 제 5 층을 관통하는 다수의 비아들을 형성하는 단계를 더 포함하는 자기장 센서 제조 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 비아들은 상기 평면 상에서 상기 루프의 양 측면을 따라 기 결정된 간격마다 반복적으로 형성되는 자기장 센서 제조 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 전도성 라인은:
상기 일 부분이 절단된 루프 영역; 및
상기 루프 영역에서 연장되는 선형 영역을 포함하는 자기장 센서 제조 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 비아들을 형성하는 단계는:
상기 루프 영역의 단부를 지나도록 수직으로 형성되되, 상기 제 1 및 제 5 층 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되는 제 1 단부 비아; 및
상기 선형 영역의 단부를 지나도록 수직으로 형성되되, 상기 제 1 및 제 5 층과 전기적으로 분리된 제 2 단부 비아;
를 형성하는 단계를 더 포함하는 자기장 센서 제조 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 제 1 층을 형성하는 단계는:
상기 제 2 단부 비아를 둘러싸는 보이드를 포함하는 상기 제 1 층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 제 5 층을 형성하는 단계는:
상기 제 2 단부 비아를 둘러싸는 보이드를 포함하는 상기 제 5 층을 형성하는 단계를 포함하는 자기장 센서 제조 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 보이드를 포함하는 제 1 층을 형성하는 단계는:
상기 제 2 단부 비아를 둘러싸며 유전체로 채워진 보이드를 포함하는 상기 제 1 층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 보이드를 포함하는 제 5 층을 형성하는 단계는:
상기 제 2 단부 비아를 둘러싸며 유전체로 채워진 보이드를 포함하는 상기 제 5 층을 형성하는 단계를 포함하는 자기장 센서 제조 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 3 층을 형성하는 단계는:
상기 제 2 층 위에 하측 전도성 라인 및 상기 하측 전도성 라인을 둘러싸는 유전체를 포함하는 제 1 서브 층을 형성하되, 상기 하측 전도성 라인은 상기 하측 전도성 라인이 위치하는 평면에서 하측 루프를 형성하며, 상기 하측 루프는 일 부분에서 절단된, 제 1 서브 층 형성 단계;
상기 제 1 서브 층 위에 유전체로 제 2 서브 층을 형성하는 단계; 및
상기 제 2 서브 층 위에 상측 전도성 라인 및 상기 상측 전도성 라인을 둘러싸는 유전체를 포함하는 제 3 서브 층을 형성하되, 상기 상측 전도성 라인은 상기 상측 전도성 라인이 위치하는 평면에서 상측 루프를 형성하며, 상기 상측 루프는 일 부분에서 절단된, 제 3 서브 층 형성 단계;
를 포함하는 자기장 센서 제조 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 층을 형성하는 단계는:
상기 루프의 타 부분으로부터 수직 하 방향에 위치하는 지점에 보이드를 포함하는 상기 제 1 층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 제 5 층을 형성하는 단계는:
상기 루프의 타 부분으로부터 수직 상 방향에 위치하는 지점에 보이드를 더 포함하는 상기 제 5 층을 형성하는 단계를 포함하는 자기장 센서 제조 방법. - 제 19 항에 있어서,
상기 보이드를 포함하는 제 1 층을 형성하는 단계는:
상기 루프의 타 부분으로부터 수직 하 방향에 위치하는 지점에 유전체로 채워진 상기 보이드를 포함하는 상기 제 1 층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 보이드를 포함하는 제 5 층을 형성하는 단계는:
상기 루프의 타 부분으로부터 수직 상 방향에 위치하는 지점에 유전체로 채워진 상기 보이드를 포함하는 상기 제 5 층을 형성하는 단계를 포함하는 자기장 센서 제조 방법. - 제 19 항에 있어서,
상기 루프의 타 부분은 상기 루프의 중심을 기준으로 상기 일 부분과 마주보는 자기장 센서 제조 방법. - 기판이 배치되어 처리가 이루어지는 챔버;
상기 챔버에 설치되어 상기 챔버의 내부에 자기장을 유도하는 코일;
상기 챔버의 상부에 유전체로 형성되는 유전층; 및
상기 유전층 내에 제공되는 다수의 자기장 센서들을 포함하며, 각각의 자기장 센서는:
전도체로 형성된 제 1 층;
상기 제 1 층 위에 유전체로 형성된 제 2 층;
상기 제 2 층 위에 형성되며, 전도성 라인 및 상기 전도성 라인을 둘러싸는 유전체를 포함하고, 상기 전도성 라인은 상기 전도성 라인이 위치하는 평면에서 루프를 형성하되, 상기 루프는 일 부분에서 절단된, 제 3 층;
상기 제 3 층 위에 유전체로 형성된 제 4 층; 및
상기 제 4 층 위에 전도체로 형성된 제 5 층;
을 포함하는 기판 처리 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020140151207A KR102262106B1 (ko) | 2014-11-03 | 2014-11-03 | 자기장 센서 및 그 제조 방법, 그리고 그를 이용하는 기판 처리 장치 |
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| KR1020140151207A KR102262106B1 (ko) | 2014-11-03 | 2014-11-03 | 자기장 센서 및 그 제조 방법, 그리고 그를 이용하는 기판 처리 장치 |
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|---|---|---|---|---|
| US20070114992A1 (en) | 2005-11-23 | 2007-05-24 | Honeywell International Inc. | Closed-loop magnetic sensor system |
| JP2009085620A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-23 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 電流センサ |
| KR20100006482A (ko) * | 2008-07-09 | 2010-01-19 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 자화 방지용 마그네트론 부 이송 장치 및 이를 갖는마그네트론 스퍼터링 설비 |
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2014
- 2014-11-03 KR KR1020140151207A patent/KR102262106B1/ko active IP Right Grant
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