KR20210050244A - Method for removing particulates and plasma apparatus using the same - Google Patents

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Abstract

The present application relates to a particle removal method and a plasma apparatus using the same. A particle removal method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: performing, by a plasma apparatus, an etching or deposition process on a wafer placed on a lower electrode by generating plasma in a reaction chamber; when the etching or deposition process is completed, applying a voltage pulse to a particle removal member positioned to be spaced apart from the lower electrode by a set interval while gradually erasing an electromagnetic wave output applied to generate the plasma by the plasma apparatus; and removing particles trapped in a sheath region of the plasma by attracting the same in the direction of the particle removal member by using electrical attraction by the voltage pulse.

Description

미립자 제거 방법 및 이를 이용하는 플라즈마 장치 {Method for removing particulates and plasma apparatus using the same}Method for removing particulates and plasma apparatus using the same

본 출원은 플라즈마 내에서 발생하는 미립자를 제거하여, 웨이퍼(wafer)에 대한 오염을 방지할 수 있는 미립자 제거 방법 및 이를 이용하는 플라즈마 장치에 관한 것이다. The present application relates to a method for removing particulates capable of preventing contamination on a wafer by removing particulates generated in plasma, and a plasma apparatus using the same.

반도체 디바이스의 선폭이 작아지고 고집적화 될수록 오염에 의해 회로의 동작에 영향을 미치는 미립자의 임계 크기는 계속 작아진다. 특히 서브마이크론 이하의 작은 입자들은 외부 청정도의 유지, 용기(챔버)의 세정 등에 의한 방법으로는 제거할 수 없고, 대부분 공정이 진행되는 도중에 발생하였다가 공정이 끝남과 동시에 사라지는 특징이 있다.As the line width of the semiconductor device becomes smaller and more highly integrated, the critical size of particulate matter that affects the operation of the circuit by contamination continues to decrease. Particularly, small particles of submicron or less cannot be removed by means of maintaining external cleanliness or cleaning the container (chamber), and most of them occur during the process and disappear at the end of the process.

일반적으로 플라즈마 공정 중 발생하는 미립자 오염은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 그 중 하나는 용기 벽에 붙어 있던 이전 공정의 부산물 또는 각 종 파트(Parts)의 부식 또는 침식(Erosion)에 의해 용기 벽과 전극으로부터 떨어져 나오는 성분이고, 다른 하나는 플라즈마 내부에서 기상 성장하여 기판을 오염시키는 성분이다. 여기서, 전자의 경우 이질성(Heterogeneous)을 갖는 입자로써 수십 마이크론(Micron)이상의 판상 형태를 갖고, 후자의 경우인 동질성(Homogeneous)을 갖는 입자로써 서브 마이크론(Micron) 크기의 구형 형태를 갖고 있다는 것이 알려져 있다.In general, particulate contamination generated during the plasma process can be largely divided into two types. One of them is a by-product of the previous process attached to the container wall or a component that is separated from the container wall and the electrode due to corrosion or erosion of various parts, and the other is vapor-grown inside the plasma to form a substrate. It is a contaminating ingredient. Here, it is known that the former is a heterogeneous particle that has a plate shape of several tens of microns or more, and that the latter is a homogeneous particle that has a spherical shape of a sub-micron size. have.

상기 이질성을 갖는 입자들은 주로 용기 벽이나 전극 표면에서 박막의 형태로 자라다가 전하 축적에 의해 탈착되어 나오는 것으로써 이러한 성분은 주기적인 용기의 습식 세정(Wet cleaning) 또는 O2 플라즈마(Plasma)에 의한 건식 세정(Dry cleaning) 등의 방법을 통해 상당 부분 제거될 수 있다.The heterogeneous particles are mainly grown in the form of a thin film on the wall or electrode surface of the container, and then desorbed by charge accumulation.These components are used in periodic wet cleaning of the container or dry by O2 plasma. A significant portion can be removed through methods such as dry cleaning.

반면에 상기 동질성을 갖는 성분들은 기상 미립자로써 플라즈마 내에서 기상 성장하여 일정한 크기와 밀도 이상이 되면 기판의 오염 및 공정 자체에 영향을 주다가 공정이 끝남과 동시에 대부분 펌핑 포트 등으로 사라지게 되어 직접적인 관찰 및 제어가 힘들다.On the other hand, the homogeneous components are gaseous particulates, which grow in the gas phase in the plasma, and when they reach a certain size and density, they affect the contamination of the substrate and the process itself, but disappear into the pumping port at the end of the process. Is difficult.

그러므로 이러한 기상 미립자로 인한 기판 오염과 공정 영향이 공정 수행 중에만 발생되고 공정 종료 후에는 사라지므로 기존 세정 방식을 적용해서는 제거할 수 없을뿐더러 아무리 세정을 효과적으로 수행할지라도 이러한 기상 미립자로 인한 오염과 영향을 줄일 수 없다는 문제점이 있다.Therefore, substrate contamination and process effects due to these gaseous particulates occur only during the process and disappear after the end of the process, so it cannot be removed by applying the existing cleaning method. There is a problem that it cannot be reduced.

본 출원은, 플라즈마 공정 중 발생하는 미립자로 인한 웨이퍼의 오염을 방지할 수 있는 미립자 제거 방법 및 이를 이용하는 플라즈마 장치를 제공하고자 한다. An object of the present application is to provide a method for removing particulates that can prevent contamination of a wafer due to particulates generated during a plasma process, and a plasma apparatus using the same.

본 출원은, 링 형상의 미립자 제거부재를 이용하여 플라즈마 공정 중 발생하는 미립자를 제거할 수 있는 미립자 제거 방법 및 이를 이용하는 플라즈마 장치를 제공하고자 한다. The present application is to provide a particle removal method capable of removing particulates generated during a plasma process using a ring-shaped particulate removal member, and a plasma apparatus using the same.

본 발명의 일 실시예에 의한 플라즈마 장치의 미립자 제거 방법은, 플라즈마 장치가 반응실 내에 플라즈마를 생성하여, 하부 전극 상에 놓인 웨이퍼(wafer)에 대한 식각 또는 증착 공정을 수행하는 단계; 상기 식각 또는 증착 공정이 완료되면, 상기 플라즈마 장치가 상기 플라즈마 생성을 위해 인가한 전자파 출력을 점진적으로 소거하면서, 상기 하부 전극과 설정간격 이격하여 위치하는 미립자 제거부재에 전압펄스를 인가하는 단계; 및 상기 전압펄스에 의한 전기적 인력을 이용하여, 상기 플라즈마의 쉬스(sheath) 영역에 트랩(trap)된 미립자들을 상기 미립자 제거부재의 방향으로 유인하여 제거하는 단계를 포함할 수 있다. A method of removing particulates from a plasma device according to an embodiment of the present invention includes the steps of: generating plasma in a reaction chamber by the plasma device and performing an etching or deposition process on a wafer placed on a lower electrode; When the etching or deposition process is completed, applying a voltage pulse to a particulate removal member positioned at a predetermined distance from the lower electrode while gradually erasing the electromagnetic wave output applied to generate the plasma by the plasma device; And removing particulates trapped in the sheath region of the plasma by attracting and removing particulates in the direction of the particulate removal member by using an electric attraction caused by the voltage pulse.

여기서, 상기 플라즈마 장치는 용량 결합형 플라즈마(CCP: Capacitively Coupled Plasma) 장치로서, 상기 하부 전극에 대향하여 위치하는 상부 전극을 더 포함하고, 상기 상부 전극 및 하부 전극 각각에 적어도 하나의 전자파 출력을 인가하는 것일 수 있다. Here, the plasma device is a capacitively coupled plasma (CCP) device, further comprising an upper electrode positioned opposite the lower electrode, and at least one electromagnetic wave output is applied to each of the upper electrode and the lower electrode. It can be.

이 경우, 상기 전압펄스를 인가하는 단계는 상기 하부 전극에 인가하는 전자파 출력을 소거시키는 단계; 상기 상부 전극에 인가하는 복수의 전자파 출력이 존재하는 경우, 출력이 큰 전자파부터 순차적으로 소거시키는 단계; 및 마지막으로 남은 상기 상부 전극의 전자파 출력을 0이 아닌 최소출력레벨로 낮춘 후, 상기 전자파 출력을 0으로 소거하면서 상기 미립자 제거부재에 전압펄스를 인가하는 단계를 포함할 수 있다. In this case, the applying of the voltage pulse may include canceling the electromagnetic wave output applied to the lower electrode; If there are a plurality of electromagnetic wave outputs applied to the upper electrode, sequentially erasing the electromagnetic wave having a large output; And finally lowering the remaining electromagnetic wave output of the upper electrode to a non-zero minimum output level, and then removing the electromagnetic wave output to zero and applying a voltage pulse to the particulate removal member.

또한, 상기 플라즈마 장치는 유도 결합형 플라즈마(ICP: Inductively Coupled Plasma) 장치로서, 상기 하부 전극으로 적어도 하나의 전자파 출력을 인가하는 것일 수 있다. In addition, the plasma device may be an inductively coupled plasma (ICP) device that applies at least one electromagnetic wave output to the lower electrode.

이 경우, 상기 전압펄스를 인가하는 단계는 상기 하부 전극에 인가하는 복수의 전자파 출력이 존재하는 경우, 출력이 큰 전자파부터 순차적으로 소거시키는 단계; 및 마지막으로 남은 상기 하부 전극의 전자파 출력을 0이 아닌 최소출력레벨로 낮춘 후, 상기 전자파 출력을 0으로 소거하면서 상기 미립자 제거부재에 전압펄스를 인가하는 단계를 포함할 수 있다. In this case, the applying of the voltage pulse may include sequentially erasing an electromagnetic wave having a larger output when there are a plurality of electromagnetic wave outputs applied to the lower electrode; And finally lowering the remaining electromagnetic wave output of the lower electrode to a non-zero minimum output level, and then removing the electromagnetic wave output to zero and applying a voltage pulse to the particulate removal member.

본 발명의 일 실시예에 의한 미립자 제거 방법은, 열경사력(Thermophoretic force)에 의해 상기 미립자가 상기 미립자 제거부재의 방향으로 이동하도록, 상기 미립자 제거부재를 냉각시키는 단계를 더 포함할 수 있다. The particulate removal method according to an embodiment of the present invention may further include cooling the particulate matter removal member so that the particulate matter moves in the direction of the particulate removal member by a thermophoretic force.

본 발명의 일 실시예에 의한 미립자 제거 방법은, 상기 플라즈마가 생성되어 있지 않으면, 상기 반응실의 내부 공기를 배출시키기 위한 진공 펌프를 동작시키는 동시에, 상기 미립자 제거부재에 기계적인 진동을 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다. In the method of removing particulates according to an embodiment of the present invention, when the plasma is not generated, operating a vacuum pump for discharging the air inside the reaction chamber and applying mechanical vibration to the particulate removal member. It may further include.

여기서 상기 미립자 제거부재는 링(Ring) 형상의 전도성 재질로 형성되고, 상기 하부 전극 보다 큰 직경을 가지며, 상기 하부전극 보다 높거나 같은 높이에 위치할 수 있다. Here, the particulate removal member is formed of a ring-shaped conductive material, has a larger diameter than the lower electrode, and may be positioned at a height higher or equal to the lower electrode.

본 발명의 일 실시예에 의한 플라즈마 장치는, 미립자 제거 기능을 포함하는 플라즈마 장치에 관한 것으로, 반응실; 상기 반응실 내에 에칭가스 또는 증착가스를 주입하는 가스주입부; 상기 반응실 내의 내부 공기를 외부로 배출시키는 진공펌프; 상기 반응실 내에 위치하며, 웨이퍼(wafer)가 놓여지는 하부 전극; 상기 하부 전극과 설정간격 이격하여 위치하는 미립자제거부재; 상기 에칭가스 또는 증착가스를 플라즈마 상태로 변환시키기 위한 전자파 출력을 인가하는 전원부; 상기 미립자 제거부재에 전압펄스를 인가하는 펄스인가부; 및 상기 웨이퍼에 대한 식각 또는 증착 공정이 완료되면, 상기 전자파 출력을 점진적으로 소거하면서, 상기 미립자 제거부재에 상기 전압펄스를 인가하도록 상기 전원부 및 펄스인가부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. A plasma apparatus according to an embodiment of the present invention relates to a plasma apparatus including a particulate removal function, comprising: a reaction chamber; A gas injection unit for injecting an etching gas or a deposition gas into the reaction chamber; A vacuum pump for discharging the air inside the reaction chamber to the outside; A lower electrode located in the reaction chamber and on which a wafer is placed; A particulate removal member positioned to be spaced apart from the lower electrode by a set distance; A power supply for applying an electromagnetic wave output for converting the etching gas or deposition gas into a plasma state; A pulse applying unit for applying a voltage pulse to the particulate removal member; And a control unit controlling the power supply unit and the pulse applying unit to apply the voltage pulse to the particle removing member while gradually erasing the electromagnetic wave output when the etching or deposition process for the wafer is completed.

덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.In addition, the solution to the above-described problem does not enumerate all the features of the present invention. Various features of the present invention and advantages and effects thereof may be understood in more detail with reference to the following specific embodiments.

본 발명의 일 실시예에 의한 미립자 제거 방법 및 이를 이용하는 플라즈마 장치는, 플라즈마 공정 중 발생하는 미립자를 제거할 수 있으므로 미립자로 인한 웨이퍼의 오염을 방지할 수 있다. In the method of removing particulates and a plasma apparatus using the same according to an embodiment of the present invention, since particulates generated during a plasma process can be removed, contamination of a wafer due to particulates can be prevented.

본 발명의 일 실시예에 의한 미립자 제거 방법 및 이를 이용하는 플라즈마 장치는, 플라즈마 공간 내에 발생하는 미립자를 신속하게 제거할 수 있으므로, 소자의 불량원인을 제거하는 것이 가능하다. The particulate removal method and the plasma apparatus using the same according to an embodiment of the present invention can quickly remove particulates generated in the plasma space, and thus, it is possible to eliminate the cause of defects in the device.

다만, 본 발명의 실시예들에 따른 미립자 제거 방법 및 이를 이용하는 플라즈마 장치가 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effect that can be achieved by the method for removing particulates and the plasma apparatus using the same according to the embodiments of the present invention is not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned are to which the present invention belongs from the following description. It will be clearly understood by those of ordinary skill in the art.

도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 플라즈마 장치를 나타내는 개략도이다.
도2는 플라즈마 내의 미립자에 인가되는 이온 유인력과 정전기력을 나타내는 개략도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 미립자 제거부재를 나타내는 개략도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 의한 용량 결합형 플라즈마 장치를 나타내는 개략도이다,
도5는 본 발명의 일 실시예에 의한 유도 결합형 플라즈마 장치를 나타내는 개략도이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 의한 플라즈마 장치의 미립자 제거방법을 나타내는 순서도이다.
1 is a schematic diagram showing a plasma device according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a schematic diagram showing an ion attraction force and an electrostatic force applied to fine particles in a plasma.
3 is a schematic diagram showing a particulate removal member according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram showing a capacitively coupled plasma device according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram showing an inductively coupled plasma device according to an embodiment of the present invention.
6 is a flow chart showing a method of removing particulates in a plasma device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. Hereinafter, exemplary embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but identical or similar elements are denoted by the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. The suffixes "module" and "unit" for constituent elements used in the following description are given or used interchangeably in consideration of only the ease of preparation of the specification, and do not have meanings or roles that are distinguished from each other by themselves.

또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, when it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the subject matter of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed in the present specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention It should be understood to include equivalents or substitutes.

도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 플라즈마 장치를 나타내는 개략도이다. 1 is a schematic diagram showing a plasma device according to an embodiment of the present invention.

도1을 참조하면, 플라즈마 장치는 반응실(11), 상부 전극(12), 하부전극(13) 및 미립자제거부재(14) 등을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the plasma apparatus may include a reaction chamber 11, an upper electrode 12, a lower electrode 13, a particle removing member 14, and the like.

이하 도1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 플라즈마 장치를 설명한다. Hereinafter, a plasma device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.

반응실(11)은 밀폐된 용기로, 내부에 플라즈마를 형성하여 웨이퍼(w)에 대한 증착이나 식각 공정 등을 수행할 수 있다. 진공상태의 반응실(11) 내에는 에칭가스나 증착가스 등이 유입될 수 있으며, 에칭가스, 증착가스 등에 전자파 출력을 인가하여 에칭가스, 증착가스를 플라즈마 상태로 변이시킬 수 있다. The reaction chamber 11 is a sealed container, and a plasma is formed therein to perform a deposition or etching process on the wafer w. Etching gas or deposition gas may be introduced into the reaction chamber 11 in a vacuum state, and an electromagnetic wave output may be applied to the etching gas or deposition gas to transform the etching gas and deposition gas into a plasma state.

상부전극(12)과 하부전극(13)은 전원부(미도시)에 의해 연결될 수 있으며, 양쪽 모두 전원부과 연결되거나 어느 한쪽은 접지와 연결될 수 있다. 전원부는 RF(Radio Frequency)나 마이크로(microwave)파 등의 전자파 출력을 각각의 상부전극(12) 또는 하부전극(13)에 인가할 수 있으며, 상부전극(12) 또는 하부전극(13)에 인가되는 전자파 출력에 의하여 반응실(11) 내에 플라즈마가 형성될 수 있다. 플라즈마 상태에서 여기된 이온 등은 웨이퍼의 표면을 물리적으로 충돌하거나, 화학적으로 반응하여 식각 또는 증착시킬 수 있다. The upper electrode 12 and the lower electrode 13 may be connected by a power supply unit (not shown), and both may be connected to the power supply unit or either side may be connected to the ground. The power supply unit may apply electromagnetic wave output such as RF (Radio Frequency) or microwave wave to each of the upper electrode 12 or the lower electrode 13, and applied to the upper electrode 12 or the lower electrode 13 Plasma may be formed in the reaction chamber 11 by the electromagnetic wave output. Ions excited in a plasma state may physically collide with the surface of the wafer, or may react chemically to be etched or deposited.

한편, 도2에 도시한 바와 같이, 플라즈마(p) 내에는 미립자(A)가 생성될 수 있으며, 미립자(A)는 이동도가 높은 전자의 표면누적에 의해 플로팅 전위(Floating potential)로 대전되므로, 음전하를 갖게 된다. 즉, 벌크(Bulk) 플라즈마(p)에서 발생한 미립자(A)들은, 표면이 음으로 대전되어 이온 유인력(Fi: Ion drag force)에 의해 이온의 운동 방향으로 움직일 수 있다. 다만, 플라즈마(P)와 쉬스(Sheath) 경계에 도달한 미립자들은 강한 전계에 의해 쉬스 내부로 진입하지 못하고, 도 2에 도시된 바와 같이 이온 유인력(Fi)과 정전기력(Fe: Electrostatic force)이 균형을 이루는 쉬스 경계에 주로 모이게 된다.On the other hand, as shown in FIG. 2, particles (A) may be generated in the plasma (p), and particles (A) are charged to a floating potential by the surface accumulation of electrons with high mobility. , It has a negative charge. That is, the fine particles A generated in the bulk plasma p are negatively charged on the surface and can move in the direction of movement of the ions by an ion drag force (F i). However, particles reaching the boundary between the plasma (P) and the sheath cannot enter the sheath by a strong electric field, and as shown in FIG. 2, the ion attraction force (F i ) and the electrostatic force (F e : Electrostatic force) It is mainly gathered at the sheath boundary that achieves this balance.

플라즈마(p)가 유지되는 동안에는 이온 유인력(Fi)과 정전기력(Fe)이 지배적인 힘으로 알려져 있고, 두 힘은 쉬스(Sheath) 근처에서 균형을 이루어 미립자(A)의 트랩(Trap)이 유지되지만, 외부 전계의 변화 등에 의해 플라즈마(p) 상태에 급격한 변화가 생기면 힘의 균형이 무너져 미립자(A)가 이동하게 된다.While plasma (p) is maintained, ion attraction force (F i ) and electrostatic force (F e ) are known as dominant forces, and the two forces are balanced near the sheath so that the trap of particulates (A) is It is maintained, but when a sudden change in the state of the plasma p occurs due to a change in an external electric field, the balance of the force is broken, and the fine particles A move.

특히, 전자파 출력의 인가가 중단된 직후에는, 이온 유인력(Fi)과 정전기력(Fe)이 사라지게 되어, 가스 점성력(Fn: Gas viscous force 또는 Neutral drag force)에 의해 트랩되어 있던 미립자의 대부분이 웨이퍼(w)가 위치한 아래 쪽으로 이동할 수 있다. 이때, 상당수의 미립자들은 웨이퍼(w) 표면으로 떨어져 웨이퍼(w)를 오염시킬 수 있다.In particular, immediately after the application of the electromagnetic wave output is stopped, the ion attraction force (F i ) and the electrostatic force (F e ) disappear, and most of the particulates trapped by the gas viscous force (F n: gas viscous force or neutral drag force) This wafer w can be moved downwards where it is located. At this time, a significant number of particulates may fall to the surface of the wafer w and contaminate the wafer w.

여기서, 웨이퍼(w)의 오염을 방지하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 플라즈마 장치는 미립자제거부재(13)를 더 포함할 수 있다. 즉, 하부전극(13)의 상단에 미립자제거부재(13)를 위치시켜, 플라즈마(p)로부터 떨어지는 미립자를 제거하도록 할 수 있다. 미립자는 음의 전하로 대전되므로 미립자제거부재(13)에 양의 전압펄스를 인가할 수 있으며, 이 경우 미립자는 전기적 인력에 의하여 미립자제거부재(13) 방향으로 끌려나올 수 있다. 즉, 미립자는 웨이퍼(w)의 측면 방향으로 이동하게 되므로 웨이퍼(w)로부터 멀어질 수 있으며, 실시예에 따라서는 미립자제거부재(13)의 표면에 부착될 수 있다. 이를 통해, 미립자가 웨이퍼(w) 표면으로 낙하하는 것을 방지할 수 있으며, 이후 펌프를 이용하여 반응실(110) 내부 공기와 함께 미립자를 외부로 배출시킬 수 있다. Here, in order to prevent contamination of the wafer w, the plasma apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a particulate removal member 13. That is, by placing the particulate removal member 13 on the upper end of the lower electrode 13, it is possible to remove particulates falling from the plasma p. Since the fine particles are charged with a negative charge, a positive voltage pulse can be applied to the fine particles removing member 13, and in this case, the fine particles can be pulled out in the direction of the fine particles removing member 13 by electric attraction. That is, since the particles move in the lateral direction of the wafer w, they may be moved away from the wafer w, and may be attached to the surface of the particle removing member 13 according to an exemplary embodiment. Through this, it is possible to prevent the particles from falling onto the surface of the wafer w, and then, by using a pump, the particles can be discharged to the outside together with the air inside the reaction chamber 110.

이때, 미립자제거부재(13)는 도3에 도시한 바와 같이, 직경이 하부전극(13)보다 큰 링 형상의 전도성 재질로 형성될 수 있으며, 웨이퍼(w)가 위치하는 하부전극(13)의 상부에 하부전극(13)과 동일한 높이 또는 설정간격 이격된 높이에 위치할 수 있다. 여기서, 미립자제거부재(13)는 개구를 포함하는 링 형상으로 형성되므로, 웨이퍼(w)에 대한 식각이나 증착에 대한 영향을 최소화할 수 있다.At this time, the particulate removal member 13 may be formed of a ring-shaped conductive material having a diameter larger than that of the lower electrode 13, as shown in FIG. 3, and It may be positioned at the same height as the lower electrode 13 or at a height spaced apart from the lower electrode 13 on the upper side. Here, since the particulate removal member 13 is formed in a ring shape including an opening, it is possible to minimize an effect on etching or deposition on the wafer w.

한편, 플라즈마 장치는 용량 결합형 플라즈마(CCP: Capacitively Coupled Plasma) 장치와 유도결합형 플라즈마(ICP: Inductively Coupled Plasma) 장치로 구별할 수 있으며, 본 발명은 각각의 플라즈마 장치에 적용 가능하다. Meanwhile, the plasma device can be classified into a capacitively coupled plasma (CCP) device and an inductively coupled plasma (ICP) device, and the present invention is applicable to each plasma device.

이하 도4 및 도5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 용량 결합형 플라즈마 장치 및 유도결합형 플라즈마 장치를 각각 설명한다. Hereinafter, a capacitively coupled plasma device and an inductively coupled plasma device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5, respectively.

도4는 본 발명의 일 실시예에 의한 용량 결합형 플라즈마 장치를 나타내는 개략도이다. 용량 결합형 플라즈마 장치(100)는 건식 식각(Dry etch), CVD(Chemical Vapor Deposition) 등의 반도체 공정에서 주요하게 사용될 수 있다. 4 is a schematic diagram showing a capacitively coupled plasma device according to an embodiment of the present invention. The capacitively coupled plasma device 100 may be mainly used in semiconductor processes such as dry etching and chemical vapor deposition (CVD).

도4에 도시된 용량 결합형 플라즈마 장치(100)는 300mm(약 12인치)의 직경을 갖는 평판 전극형 플라즈마 장치일 수 있으며, 웨이퍼(w)가 놓이는 하부 전극(140)과 하부 전극(140)에 대응하는 상부전극(150)은 모두 스테인리스 재질로 SUS3404로 제작될 수 있다. 또한, 상부 전극(150)에는 실리콘 재질의 샤워헤드(shower head)를 포함하여 가스가 전극 면 전체에서 골고루 분사되도록 할 수 있다. 여기서, 상부 전극(150)과 하부전극(140)에는 각각 전원부(170)가 연결될 수 있으며, 전원부(170)는 상부 전극(150)과 하부전극(140)에 RF의 전자파 출력을 인가할 수 있다. The capacitively coupled plasma apparatus 100 shown in FIG. 4 may be a flat electrode type plasma apparatus having a diameter of 300 mm (about 12 inches), and the lower electrode 140 and the lower electrode 140 on which the wafer w is placed. All the upper electrodes 150 corresponding to are made of stainless steel and may be made of SUS3404. In addition, the upper electrode 150 may include a shower head made of silicon so that gas is evenly sprayed over the entire electrode surface. Here, a power supply unit 170 may be connected to the upper electrode 150 and the lower electrode 140, respectively, and the power supply unit 170 may apply an electromagnetic wave output of RF to the upper electrode 150 and the lower electrode 140. .

진공펌프(130)는 반응실(110) 내의 내부공기를 외부로 배출시켜, 반응실(110) 내부를 진공상태로 만들 수 있으며, 가스주입부(120)는 반응실(110) 내에 에칭가스 또는 증착가스를 상부 전극(150)의 샤워헤드를 통해 주입할 수 있다. 이후, 전원부(170)가 상부 전극(150) 및 하부전극(140)에 전자파 출력을 인가하여, 에칭가스 또는 증착가스를 플라즈마(p) 상태로 변환시킬 수 있다.The vacuum pump 130 discharges the internal air in the reaction chamber 110 to the outside, thereby making the inside of the reaction chamber 110 a vacuum state, and the gas injection unit 120 is an etching gas or The deposition gas may be injected through the showerhead of the upper electrode 150. Thereafter, the power supply unit 170 may apply an electromagnetic wave output to the upper electrode 150 and the lower electrode 140 to convert the etching gas or the deposition gas into a plasma (p) state.

이후, 반응실(110) 내에서는 웨이퍼(w)에 대한 식각이나 증착 공정 등이 수행될 수 있으며, 식각이나 증착 공정이 종료되면 전원부(170)는 전자파 출력의 인가를 중단하여 플라즈마(p)의 생성을 중단할 수 있다. 다만, 여기서 플라즈마(p)의 생성을 중단하면 플라즈마(p)의 쉬스 영역에 트랩된 미립자들이 아래쪽으로 이동하게 되므로, 웨이퍼(w)가 미립자에 의해 오염되는 등의 문제가 발생할 수 있다. Thereafter, in the reaction chamber 110, an etching or deposition process may be performed on the wafer w, and when the etching or deposition process is finished, the power supply 170 stops applying the electromagnetic wave output to generate the plasma p. You can stop spawning. However, if the generation of the plasma p is stopped, fine particles trapped in the sheath area of the plasma p move downward, and thus a problem such as contamination of the wafer w by the fine particles may occur.

따라서, 제어부(190)는 웨이퍼(w)에 대한 식각 또는 증착 공정이 완료되면 전자파 출력을 점진적으로 소거하면서 미립자 제거부재(160)에 전압펄스를 인가하도록, 전원부(170) 및 펄스인가부(180)를 제어할 수 있다. 이를 통하여, 플라즈마(p)에 의해 생성된 미립자가 웨이퍼(w) 상에 도달하기 전에 미립자 제거부재(160)를 이용하여 미립자들을 제거하는 것이 가능하다. 여기서 펄스 인가부(180)는 미립자 제거부재(160)에 미리 설정된 전압 펄스를 인가하는 기능을 수행할 수 있다. Accordingly, when the etching or deposition process for the wafer w is completed, the control unit 190 gradually erases the electromagnetic wave output and applies a voltage pulse to the particulate removal member 160. ) Can be controlled. Through this, it is possible to remove the particles by using the particle removal member 160 before the particles generated by the plasma p reach the wafer (w). Here, the pulse applying unit 180 may perform a function of applying a preset voltage pulse to the particulate removal member 160.

구체적으로, 제어부(190)는 전원부(170)를 제어하여 하부전극(140)에 인가하는 전자파 출력을 먼저 소거시킬 수 있으며, 상부전극(150)에 인가 중인 전자파 출력이 복수개 존재하는 경우에는 출력이 큰 전자파부터 순차적으로 소거시킬 수 있다. 이후, 가장 작은 출력의 전자파 출력이 남은 경우, 먼저 해당 전자파 출력을 0이 아닌 최소출력레벨로 낮출 수 있으며, 해당 전자파 출력을 0으로 소거하면서 미립자 제거부재에 전압펄스를 인가할 수 있다. 즉, 제어부(190)는 미립자제거부재(160)에 전압펄스를 인가하기 전에 미리 전자파 출력을 충분히 낮출 수 있으며, 최종적으로 전자파 출력을 완전히 소거할 때 전압펄스를 인가하여 미립자 제거를 수행할 수 있다. Specifically, the control unit 190 may first cancel the electromagnetic wave output applied to the lower electrode 140 by controlling the power supply unit 170, and when there are a plurality of electromagnetic wave outputs applied to the upper electrode 150, the output is The large electromagnetic waves can be erased sequentially. Thereafter, when the electromagnetic wave output of the smallest output remains, first, the electromagnetic wave output may be lowered to a minimum output level other than zero, and a voltage pulse may be applied to the particulate removal member while erasing the corresponding electromagnetic wave output to zero. That is, the control unit 190 may sufficiently lower the electromagnetic wave output before applying the voltage pulse to the particulate removal member 160, and may apply the voltage pulse when finally completely erasing the electromagnetic wave output to perform particulate removal. .

추가적으로, 실시예에 따라서는 제어부(190)가 미립자 제거부재(160)를 냉각하여, 미립자가 미립자제거부재(160)의 방향으로 이동하도록 유도하는 것도 가능하다. 즉, 미립자와의 사이에 열경사력(Thermophoretic force)이 작용하도록, 미립자 제거부재(160)의 내부에 냉각매체 등을 흘려 냉각시킬 수 있다. 이 경우 미립자는 전기적 인력 이외에 열경사력을 받을 수 있으며, 이에 의해 미립자를 미립자 제거 부재(160)의 방향으로 유인할수 있다. Additionally, depending on the embodiment, it is possible for the control unit 190 to cool the particulate matter removal member 160 to induce the particulate matter to move in the direction of the particulate removal member 160. That is, it is possible to cool by flowing a cooling medium or the like inside the particulate removal member 160 so that a thermophoretic force acts between the particulates. In this case, the fine particles may receive thermal gradient force in addition to the electrical attraction, thereby attracting the fine particles in the direction of the fine particle removal member 160.

한편, 반응실(110) 내에서 웨이퍼(w)가 반출되어 플라즈마(p)가 생성되지 않는 등의 경우에는, 플라즈마 장치(100)가 미립자 제거부재(160)에 기계적인 진동을 인가할 수 있다. 이 경우, 미립자 제거부재(160)의 표면에 부착된 미립자들이 떨어질 수 있으므로, 동시에 반응실(110) 내부의 진공 펌프(130)를 동작시켜 미립자를 반응실(110) 외부로 배출시킬 수 있다. 즉, 미립자가 웨이퍼(w) 표면으로 떨어져 오염시키기 전에, 미리 미립자 제거부재(160)의 표면에서 제거하여 반응실(110) 외부로 배출할 수 있다. On the other hand, in the case where the wafer w is carried out of the reaction chamber 110 and the plasma p is not generated, the plasma device 100 may apply mechanical vibration to the particulate removal member 160. . In this case, since the particulates attached to the surface of the particulate removal member 160 may fall off, the vacuum pump 130 inside the reaction chamber 110 may be operated to discharge the particulates to the outside of the reaction chamber 110 at the same time. That is, before the particulates fall to the surface of the wafer w to be contaminated, they may be removed from the surface of the particulate removal member 160 in advance and discharged to the outside of the reaction chamber 110.

도5는 본 발명의 일 실시예에 의한 유도 결합형 플라즈마 장치를 나타내는 개략도이다. 5 is a schematic diagram showing an inductively coupled plasma device according to an embodiment of the present invention.

유도 결합형 플라즈마 장치(200)는 반응실(210) 상부에 유도 코일을 설치하고, 유도 코일에서 발생하는 유도 자기장을 이용하여 플라즈마를 생성할 수 있다. 즉, 유도 코일에 의해 발생된 유도 자기장은 반응실(210) 내부로 침투할 수 있으며, 이에 따라 에칭가스 또는 증착가스에 전기장이 유도되어 플라즈마(p)가 방전될 수 있다. The inductively coupled plasma apparatus 200 may install an induction coil above the reaction chamber 210 and generate plasma using an induction magnetic field generated from the induction coil. That is, the induced magnetic field generated by the induction coil may penetrate into the reaction chamber 210, and accordingly, the electric field may be induced in the etching gas or the deposition gas, thereby discharging the plasma p.

유도 결합형 플라즈마 장치(200)는 방전 중 반응실(210)의 벽 등으로 손실되는 전자와 이온의 양이 적어 상대적으로 저압, 고밀도의 방전이 가능하며, 이러한 저압 공정이 갖는 장점들 때문에 최근에는 그 응용 범위가 계속 늘어나고 있는 추세이다. 다만, 유도 결합 플라즈마 장치(200)에서 발생된 플라즈마(p)는 이온의 에너지가 매우 약하기 때문에 이방성 식각 프로파일을 얻기 위해, 웨이퍼(w)가 놓인 하부 전극(240)에 별도의 전자파 출력을 인가해 줌으로써 이온이 웨이퍼(w)로 충분한 에너지를 갖고 가속하도록 할 수 있다. 주로 SiO2나 Si3N4와 같은 유전체 막질의 식각에 사용되는 용량 결합형 플라즈마 장치(100)와 달리, 유도 결합형 플라즈마 장치(200)는 가스 분해도가 높고 저압 공정인 특성을 이용하여 주로 Si나 Al 등의 메탈의 화학적 식각 메커니즘의 지배를 받는 공정에 사용될 수 있다. The inductively coupled plasma device 200 is capable of relatively low-pressure and high-density discharge because the amount of electrons and ions lost to the wall of the reaction chamber 210 during discharge is small, and due to the advantages of such a low-pressure process, recently Its application range is increasing continuously. However, since the plasma (p) generated in the inductively coupled plasma device 200 has very weak ion energy, a separate electromagnetic wave output is applied to the lower electrode 240 on which the wafer (w) is placed in order to obtain an anisotropic etching profile. By giving, the ions can be accelerated to the wafer w with sufficient energy. Unlike the capacitive-coupled plasma device 100, which is mainly used for etching dielectric films such as SiO 2 or Si 3 N 4 , the inductively-coupled plasma device 200 has a high gas decomposition and is a low-pressure process. It can be used in a process that is governed by the chemical etching mechanism of metals such as Al.

구체적으로, 진공펌프(230)는 반응실(210) 내의 내부공기를 외부로 배출시켜, 반응실(210) 내부를 진공상태로 만들 수 있으며, 가스주입부(220)는 반응실(210) 내에 에칭가스 또는 증착가스를 주입할 수 있다. 이후, 유도코일전원부(s)가 유도코일에 전원을 공급하여 유도코일 내에 유도자기장을 형성하고, 전원부(270)가 하부 전극(240)에 전자파 출력을 인가하여, 반응실(210) 내부에 플라즈마(p)를 생성할 수 있다.Specifically, the vacuum pump 230 discharges the internal air in the reaction chamber 210 to the outside, thereby making the inside of the reaction chamber 210 a vacuum state, and the gas injection unit 220 is in the reaction chamber 210 Etching gas or deposition gas can be injected. Thereafter, the induction coil power supply unit (s) supplies power to the induction coil to form an induction magnetic field in the induction coil, and the power supply unit 270 applies electromagnetic wave output to the lower electrode 240 to generate plasma inside the reaction chamber 210. (p) can be created.

플라즈마(p)가 생성되면, 반응실(210) 내에는 웨이퍼(w)에 대한 식각이나 증착 공정 등이 수행될 수 있으며, 식각이나 증착 등이 공정이 완료되면, 제어부(290)가 미립자 제거를 위한 동작을 수행할 수 있다. 즉, 제어부(290)는 전자파 출력을 점진적으로 소거하면서, 미립자 제거부재(260)에 전압펄스를 인가하도록 전원부(270) 및 펄스인가부(280)를 제어할 수 있다. 이를 통하여, 플라즈마(p)에 의해 생성된 미립자가 웨이퍼(w) 상에 도달하기 전에 미립자 제거부재(260)를 이용하여 미립자들을 제거하는 것이 가능하다. When the plasma p is generated, an etching or deposition process may be performed on the wafer w in the reaction chamber 210, and when the etching or deposition process is completed, the control unit 290 removes the fine particles. You can perform an operation for it. That is, the control unit 290 may control the power supply unit 270 and the pulse applying unit 280 to apply a voltage pulse to the particulate removal member 260 while gradually erasing the electromagnetic wave output. Through this, it is possible to remove the fine particles by using the fine particles removing member 260 before the fine particles generated by the plasma (p) reaches the wafer (w).

구체적으로, 제어부(290)는 하부전극(240)에 인가 중인 전자파 출력이 복수개 존재하는 경우에는 출력이 큰 전자파부터 순차적으로 소거시킬 수 있다. 이후, 가장 작은 출력의 전자파 출력이 남은 경우, 먼저 해당 전자파 출력을 0이 아닌 최소출력레벨로 낮출 수 있으며, 해당 전자파 출력을 0으로 소거하면서 미립자 제거부재에 전압펄스를 인가할 수 있다. 즉, 제어부(290)는 미립자제거부재(260)에 전압펄스를 인가하기 전에 미리 전자파 출력을 충분히 낮출 수 있으며, 최종적으로 전자파 출력을 완전히 소거할 때 전압펄스를 인가하여 미립자 제거를 수행할 수 있다. Specifically, when a plurality of electromagnetic wave outputs being applied to the lower electrode 240 are present, the control unit 290 may sequentially erase the electromagnetic wave having a large output. Thereafter, when the electromagnetic wave output of the smallest output remains, first, the electromagnetic wave output may be lowered to a minimum output level other than zero, and a voltage pulse may be applied to the particulate removal member while erasing the corresponding electromagnetic wave output to zero. That is, the control unit 290 may sufficiently lower the electromagnetic wave output before applying the voltage pulse to the particulate removal member 260, and may apply the voltage pulse when finally completely erasing the electromagnetic wave output to perform particulate removal. .

추가적으로, 실시예에 따라서는 제어부(290)가 미립자 제거부재(260)를 냉각하여, 미립자가 미립자제거부재(260)의 방향으로 이동하도록 유도할 수 있다. 또한, 반응실(210) 내에서 웨이퍼(w)가 반출되어 플라즈마(p)가 생성되지 않는 등의 경우에는, 플라즈마 장치(200)가 미립자 제거부재(260)에 기계적인 진동을 인가하는 동시에 반응실(210) 내부의 진공 펌프(230)를 동작시켜 미립자를 반응실(210) 외부로 배출시킬 수 있다.Additionally, depending on the embodiment, the control unit 290 may cool the particulate matter removal member 260 to induce the particulate matter to move in the direction of the particulate matter removal member 260. In addition, in the case where the wafer (w) is carried out in the reaction chamber (210) and the plasma (p) is not generated, the plasma device 200 applies mechanical vibration to the particulate removal member 260 and reacts at the same time. By operating the vacuum pump 230 inside the chamber 210, particulates may be discharged to the outside of the reaction chamber 210.

도6은 본 발명의 일 실시예에 의한 플라즈마 장치의 미립자 제거 방법을 나타내는 순서도이다. 6 is a flow chart showing a method of removing particulates in a plasma device according to an embodiment of the present invention.

도6을 참조하면, 플라즈마 장치는 반응실 내에 플라즈마를 생성하여, 하부 전극 상에 놓인 웨이퍼(wafer)에 대한 식각 또는 증착 공정을 수행할 수 있다(S110). 즉, 반응실 내에 에칭가스, 증착가스 등을 주입한 후, 전자파 출력을 인가하여 플라즈마를 생성할 수 있으며, 플라즈마에 포함된 이온 등에 의한 물리적, 화학적 반응에 의하여 식각 또는 증착 등의 공정을 수행할 수 있다. Referring to FIG. 6, the plasma apparatus may generate plasma in a reaction chamber to perform an etching or deposition process on a wafer placed on the lower electrode (S110). That is, after injecting an etching gas or a deposition gas into the reaction chamber, a plasma can be generated by applying an electromagnetic wave output, and processes such as etching or deposition can be performed by a physical or chemical reaction by ions contained in the plasma. I can.

여기서, 플라즈마 장치가 용량 결합형 플라즈마(CCP: Capacitively Coupled Plasma) 장치인 경우에는, 하부 전극에 대향하여 위치하는 상부 전극을 더 포함할 수 있으며, 상부 전극 및 하부 전극 각각에 적어도 하나의 전자파 출력을 인가하여, 식각 또는 증착 등의 공정을 수행할 수 있다. Here, when the plasma device is a capacitively coupled plasma (CCP) device, it may further include an upper electrode positioned opposite the lower electrode, and at least one electromagnetic wave output is provided to each of the upper electrode and the lower electrode. By applying it, a process such as etching or deposition may be performed.

또한, 플라즈마 장치가 유도 결합형 플라즈마(ICP: Inductively Coupled Plasma) 장치인 경우에는, 반응실 상부에 유도 코일을 더 포함할 수 있으며, 하부 전극에 적어도 하나의 전자파 출력을 인가하여, 식각 또는 증착 등의 공정을 수행할 수 있다. In addition, when the plasma device is an inductively coupled plasma (ICP) device, an induction coil may be further included in the upper part of the reaction chamber, and at least one electromagnetic wave output is applied to the lower electrode, such as etching or deposition. The process of can be carried out.

식각 또는 증착 공정이 완료되면, 플라즈마 장치가 플라즈마 생성을 위해 인가한 전자파 출력을 점진적으로 소거하면서, 하부 전극과 설정간격 이격하여 위치하는 미립자 제거부재에 전압펄스를 인가할 수 있다(S120). 즉, 전압펄스를 인가하기 전에 미리 전자파 출력을 충분히 낮출 수 있으며, 최종적으로 전자파 출력을 완전히 소거할 때 전압펄스를 인가하여 미립자 제거를 수행할 수 있다. When the etching or deposition process is completed, a voltage pulse may be applied to the particulate removal member positioned at a predetermined distance from the lower electrode while gradually erasing the electromagnetic wave output applied to generate the plasma (S120). That is, before applying the voltage pulse, the electromagnetic wave output may be sufficiently lowered in advance, and when the electromagnetic wave output is finally completely erased, the voltage pulse may be applied to remove particulates.

여기서, 플라즈마 장치가 용량 결합형 플라즈마 장치인 경우에는, 먼저 하부 전극에 인가하는 전자파 출력을 소거시킬 수 있으며, 이후 상부 전극에 인가하는 전자파 출력을 소거시킬 수 있다. 이때, 상부 전극에 인가하는 전자파 출력이 복수개이면 출력이 큰 전자파부터 순차적으로 소거시킬 수 있으며, 마지막으로 남은 상부 전극의 전자파 출력은 0이 아닌 최소출력레벨로 낮출 수 있다. 이후, 상기 전자파 출력을 0으로 소거하면서 동시에 미립자 제거부재에 전압펄스를 인가할 수 있다.Here, in the case where the plasma device is a capacitively coupled plasma device, the electromagnetic wave output applied to the lower electrode may be first canceled, and then the electromagnetic wave output applied to the upper electrode may be canceled. In this case, if there are a plurality of electromagnetic wave outputs applied to the upper electrode, the electromagnetic wave having a larger output may be sequentially erased, and the electromagnetic wave output of the last remaining upper electrode may be lowered to a minimum output level other than zero. Thereafter, while erasing the electromagnetic wave output to zero, a voltage pulse may be applied to the particulate removal member at the same time.

한편, 플라즈마 장치가 유도 결합형 플라즈마 장치인 경우에는, 하부 전극에 가해지는 전자파 출력을 낮춘 후, 미립자 제거부재에 전압 펄스를 가하면서, 하부 전극에 대한 전자파 출력을 0으로 소거할 수 있다. 여기서, 하부 전극에 인가하는 복수의 전자파 출력이 존재하는 경우, 출력이 큰 전자파부터 순차적으로 소거시키고, 마지막으로 남은 상기 하부 전극의 전자파 출력을 0이 아닌 최소출력레벨로 낮춘 후, 상기 전자파 출력을 0으로 소거하면서 미립자 제거부재에 전압펄스를 인가할 수 있다.On the other hand, when the plasma device is an inductively coupled plasma device, after lowering the electromagnetic wave output applied to the lower electrode, a voltage pulse is applied to the particulate removal member, and the electromagnetic wave output to the lower electrode may be eliminated to zero. Here, when there are a plurality of electromagnetic wave outputs applied to the lower electrode, the electromagnetic wave having a larger output is sequentially erased, and finally, the electromagnetic wave output of the lower electrode remaining is lowered to a minimum output level other than 0, and the electromagnetic wave output is reduced. A voltage pulse can be applied to the particulate removal member while erasing with zero.

추가적으로, 플라즈마 장치는 미립자가 열경사력(Thermophoretic force)에 의해 미립자 제거부재의 방향으로 이동하도록, 미립자 제거부재를 냉각시킬 수 있다(S130). 즉, 미립자와 미립자 제거부재 사이에 열경사력(Thermophoretic force)이 작용하도록, 미립자 제거부재의 내부에 냉각매체 등을 흘려 냉각시킬 수 있다. 이 경우 미립자는 전기적 인력 이외에 열경사력을 받을 수 있으며, 이에 의해 미립자 제거 부재의 방향으로 이동하도록 유인할 수 있다. 실시예에 따라서는, 미립자 제거부재를 냉각시키는 단계(S130)를 전압펄스를 인가하는 단계(S120) 이전에 수행하거나, 동시에 수행하는 것도 가능하다. Additionally, the plasma apparatus may cool the particulate removal member so that the particulates move in the direction of the particulate removal member by a thermophoretic force (S130). That is, it is possible to cool by flowing a cooling medium or the like inside the particulate removal member so that a thermophoretic force acts between the particulate matter and the particulate removal member. In this case, the fine particles may be subjected to thermal gradient force in addition to the electric attraction, and thereby may be attracted to move in the direction of the fine particle removing member. Depending on the embodiment, the step of cooling the particulate removal member (S130) may be performed before the step of applying the voltage pulse (S120), or may be performed at the same time.

또한, 플라즈마장치는 플라즈마가 생성되어 있지 않으면, 진공 펌프를 동작시키는 동시에, 미립자 제거부재에 기계적인 진동을 인가할 수 있다(S140). 즉, 반응실 내에서 웨이퍼가 반출되어 플라즈마가 생성되지 않는 등의 경우에는, 플라즈마 장치가 미립자 제거부재에 기계적인 진동을 인가할 수 있다. 이 경우, 미립자 제거부재의 표면에 부착된 미립자들이 떨어질 수 있으므로, 동시에 반응실 내부의 진공 펌프를 동작시켜 미립자를 반응실 외부로 배출시킬 수 있다. 이를 통해, 미립자가 웨이퍼 표면으로 떨어져 오염시키기 전에, 미리 미립자 제거부재의 표면에서 제거하여 반응실 외부로 배출시킬 수 있다. In addition, when plasma is not generated, the plasma device may operate the vacuum pump and apply mechanical vibration to the particulate removal member (S140). That is, in the case where the wafer is carried out of the reaction chamber and plasma is not generated, the plasma device can apply mechanical vibration to the particulate removal member. In this case, since the particulates adhering to the surface of the particulate removal member may fall off, the vacuum pump inside the reaction chamber may be operated at the same time to discharge the particulates to the outside of the reaction chamber. Through this, before the particulates fall to the wafer surface to be contaminated, they can be removed from the surface of the particulate removal member and discharged to the outside of the reaction chamber.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수개 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 애플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는 기록매체 내지 저장매체도 들 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The present invention described above can be implemented as a computer-readable code on a medium on which a program is recorded. The computer-readable medium may be one that continuously stores a program executable by a computer, or temporarily stores a program for execution or download. In addition, the medium may be a variety of recording means or storage means in a form in which a single piece of hardware or several pieces of hardware are combined. The medium is not limited to a medium directly connected to a computer system, but may be distributed on a network. Examples of media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, And there may be ones configured to store program instructions, including ROM, RAM, and flash memory. In addition, examples of other media include an app store that distributes applications, a site that supplies or distributes various software, and a recording medium or a storage medium managed by a server. Therefore, the detailed description above should not be construed as restrictive in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, that components according to the present invention can be substituted, modified, and changed within the scope of the technical spirit of the present invention.

10: 플라즈마 장치 11: 반응실
12: 상부전극 13: 하부전극
14: 미립자 제거부재 100: 용량 결합형 플라즈마 장치
200: 유도 결합형 플라즈마 장치 110, 210: 반응실
120, 220: 가스주입부 130, 230: 진공펌프
140, 240: 하부전극 150: 상부전극
160, 260: 미립자 제거부재 170, 270: 전원부
180, 280: 펄스인가부 190, 290: 제어부
10: plasma device 11: reaction chamber
12: upper electrode 13: lower electrode
14: particulate removal member 100: capacity-coupled plasma device
200: inductively coupled plasma device 110, 210: reaction chamber
120, 220: gas injection unit 130, 230: vacuum pump
140, 240: lower electrode 150: upper electrode
160, 260: particulate removal member 170, 270: power supply unit
180, 280: pulse applying unit 190, 290: control unit

Claims (9)

플라즈마 장치의 미립자 제거방법에 있어서,
플라즈마 장치가 반응실 내에 플라즈마를 생성하여, 하부 전극 상에 놓인 웨이퍼(wafer)에 대한 식각 또는 증착 공정을 수행하는 단계;
상기 식각 또는 증착 공정이 완료되면, 상기 플라즈마 장치가 상기 플라즈마 생성을 위해 인가한 전자파 출력을 점진적으로 소거하면서, 상기 하부 전극과 설정간격 이격하여 위치하는 미립자 제거부재에 전압펄스를 인가하는 단계; 및
상기 전압펄스에 의한 전기적 인력을 이용하여, 상기 플라즈마의 쉬스(sheath) 영역에 트랩(trap)된 미립자들을 상기 미립자 제거부재의 방향으로 유인하여 제거하는 단계를 포함하는 미립자 제거 방법.
In the method for removing particulates in a plasma device,
Generating plasma in the reaction chamber by a plasma device and performing an etching or deposition process on a wafer placed on the lower electrode;
When the etching or deposition process is completed, applying a voltage pulse to a particulate removal member positioned at a predetermined distance from the lower electrode while gradually erasing the electromagnetic wave output applied to generate the plasma by the plasma device; And
And removing particulates trapped in the sheath region of the plasma by attracting and removing particulates in the direction of the particulate removal member using an electric attraction caused by the voltage pulse.
제1항에 있어서,
상기 플라즈마 장치는 용량 결합형 플라즈마(CCP: Capacitively Coupled Plasma) 장치로서, 상기 하부 전극에 대향하여 위치하는 상부 전극을 더 포함하고, 상기 상부 전극 및 하부 전극 각각에 적어도 하나의 전자파 출력을 인가하는 것을 특징으로 하는 미립자 제거 방법.
The method of claim 1,
The plasma device is a capacitively coupled plasma (CCP) device, further comprising an upper electrode positioned opposite the lower electrode, and applying at least one electromagnetic wave output to each of the upper electrode and the lower electrode. A method for removing particulates, characterized in that.
제2항에 있어서, 상기 전압펄스를 인가하는 단계는
상기 하부 전극에 인가하는 전자파 출력을 소거시키는 단계;
상기 상부 전극에 인가하는 복수의 전자파 출력이 존재하는 경우, 출력이 큰 전자파부터 순차적으로 소거시키는 단계; 및
마지막으로 남은 상기 상부 전극의 전자파 출력을 0이 아닌 최소출력레벨로 낮춘 후, 상기 전자파 출력을 0으로 소거하면서 상기 미립자 제거부재에 전압펄스를 인가하는 단계를 포함하는 미립자 제거 방법.
The method of claim 2, wherein applying the voltage pulse
Canceling the electromagnetic wave output applied to the lower electrode;
If there are a plurality of electromagnetic wave outputs applied to the upper electrode, sequentially erasing the electromagnetic wave having a large output; And
And finally lowering the remaining electromagnetic wave output of the upper electrode to a non-zero minimum output level, and applying a voltage pulse to the particulate removal member while erasing the electromagnetic wave output to zero.
제1항에 있어서,
상기 플라즈마 장치는 유도 결합형 플라즈마(ICP: Inductively Coupled Plasma) 장치로서, 상기 하부 전극으로 적어도 하나의 전자파 출력을 인가하는 것을 특징으로 하는 미립자 제거 방법.
The method of claim 1,
The plasma device is an inductively coupled plasma (ICP) device, wherein at least one electromagnetic wave output is applied to the lower electrode.
제4항에 있어서, 상기 전압펄스를 인가하는 단계는
상기 하부 전극에 인가하는 복수의 전자파 출력이 존재하는 경우, 출력이 큰 전자파부터 순차적으로 소거시키는 단계; 및
마지막으로 남은 상기 하부 전극의 전자파 출력을 0이 아닌 최소출력레벨로 낮춘 후, 상기 전자파 출력을 0으로 소거하면서 상기 미립자 제거부재에 전압펄스를 인가하는 단계를 포함하는 미립자 제거 방법.
The method of claim 4, wherein applying the voltage pulse
If there are a plurality of electromagnetic wave outputs applied to the lower electrode, sequentially erasing the electromagnetic wave having a large output; And
And finally lowering the remaining electromagnetic wave output of the lower electrode to a non-zero minimum output level, and then applying a voltage pulse to the particulate removing member while erasing the electromagnetic wave output to zero.
제1항에 있어서,
열경사력(Thermophoretic force)에 의해 상기 미립자가 상기 미립자 제거부재의 방향으로 이동하도록, 상기 미립자 제거부재를 냉각시키는 단계를 더 포함하는 미립자 제거 방법.
The method of claim 1,
And cooling the particulate matter removal member so that the particulate matter moves in the direction of the particulate matter removal member by a thermophoretic force.
제1항에 있어서,
상기 플라즈마가 생성되어 있지 않으면, 상기 반응실의 내부 공기를 배출시키기 위한 진공 펌프를 동작시키는 동시에, 상기 미립자 제거부재에 기계적인 진동을 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미립자 제거 방법.
The method of claim 1,
If the plasma is not generated, the step of applying a mechanical vibration to the particulate removal member while operating a vacuum pump for discharging the internal air of the reaction chamber, further comprising the step of applying a particulate removal method.
제1항에 있어서, 상기 미립자 제거부재는
링(Ring) 형상의 전도성 재질로 형성되고, 상기 하부 전극 보다 큰 직경을 가지며, 상기 하부전극 보다 높거나 같은 높이에 위치하는 것을 특징으로 하는 미립자 제거 방법.
The method of claim 1, wherein the particulate removal member
A method for removing particulate matter, characterized in that it is formed of a ring-shaped conductive material, has a diameter larger than that of the lower electrode, and is located at the same height or higher than that of the lower electrode.
미립자 제거 기능을 포함하는 플라즈마 장치에 있어서,
반응실;
상기 반응실 내에 에칭가스 또는 증착가스를 주입하는 가스주입부;
상기 반응실 내의 내부 공기를 외부로 배출시키는 진공펌프;
상기 반응실 내에 위치하며, 웨이퍼(wafer)가 놓여지는 하부 전극;
상기 하부 전극과 설정간격 이격하여 위치하는 미립자제거부재;
상기 에칭가스 또는 증착가스를 플라즈마 상태로 변환시키기 위한 전자파 출력을 인가하는 전원부;
상기 미립자 제거부재에 전압펄스를 인가하는 펄스인가부; 및
상기 웨이퍼에 대한 식각 또는 증착 공정이 완료되면, 상기 전자파 출력을 점진적으로 소거하면서, 상기 미립자 제거부재에 상기 전압펄스를 인가하도록 상기 전원부 및 펄스인가부를 제어하는 제어부를 포함하는 플라즈마 장치.
In the plasma apparatus comprising a particulate removal function,
Reaction chamber;
A gas injection unit for injecting an etching gas or a deposition gas into the reaction chamber;
A vacuum pump for discharging the air inside the reaction chamber to the outside;
A lower electrode located in the reaction chamber and on which a wafer is placed;
A particulate removal member positioned to be spaced apart from the lower electrode by a set distance;
A power supply for applying an electromagnetic wave output for converting the etching gas or deposition gas into a plasma state;
A pulse applying unit for applying a voltage pulse to the particulate removal member; And
And a control unit for controlling the power supply unit and the pulse applying unit to apply the voltage pulse to the particle removing member while gradually erasing the electromagnetic wave output when the etching or deposition process for the wafer is completed.
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