KR100298452B1 - 프로세서챔버의상부전극과하부전극간의간격조절장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프로세서 챔버의 상부전극과 하부전극간의 간격 조절장치에 관한 것으로 챔버 웰 내의 상부전극과 하부전극간의 간격을 일정하게 조절하도록 하여 상기 챔버 내에서 웨이퍼가 원활하게 식각됨과 함께 상기 웨이퍼의 불량을 방지하도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 챔버 웰과, 상기 챔버 웰 내의 상부에 설치되는 상부전극과, 상기 챔버 웰내의 하부에 설치되어 웨이퍼가 얹혀지는 하부전극과, 상기 하부전극의 하부에 설치되어 하부전극을 상하로 이동시키는 실 벨로우즈를 구비한 프로세서 챔버에 있어서;
상기 상부전극과 하부전극간의 간격을 일정하게 유지시키는 간격보정수단은 챔버 웰의 일측에 설치되어 빛을 발생시켜 상기 빛을 상부전극으로 방출하는 광원과, 상기 광원과 대응되도록 상기 챔버 웰에 설치되어 상부전극과 부딪쳐 굴절되는 빛을 검출하는 라이트 디텍터와, 상기 라이트 디텍터에 연결되어 검출된 빛의 검출 위치에 따라 상부전극과 하부전극간의 간격을 산출하는 신호처리부와, 상기 신호처리부에 연결되어 상부전극과 하부전극간격의 전 설정된 값과 검출된 값사이의 차를 계산하는 보상회로부와, 상기 보상회로부에 연결되어 상기에서 검출된 차이 값만큼 실 벨로우즈를 왕복 이동시키는 제어신호가 발생되도록 하고, 상기 제어신호를 보상회로로 전달하는 메인 시스템부와, 상기 보상회로에 연결되어 상기 제어신호에 따라 작동되는 모터 콘트롤러부와, 상기 모터 콘트롤러부와 실 벨로우즈사이에 결합되어 상기 모터 콘트롤러부에서 발생되는 신호에 따라 실 벨로우즈를 왕복시키는 구동력을 발생시키는 구동부로 구성되는 것을 특징으로 하는 프로세서 챔버의 상부전극과 하부전극간의 간격보정장치가 제공되도록 한 것이다.
Description
본 발명은 프로세서 챔버에 관한 것으로써, 좀 더 구체적으로는 프로세서 챔버의 상부전극과 하부전극간의 간격 조절장치에 관한 것이다.
종래 프로세서 챔버(process chamber)는 도 1에서 도시한 바와 같이, 외각을형성하는 챔버 웰(chamber wall)(1)과, 상기 챔버 웰(1) 내의 상부에 설치되는 상부전극(2)과, 상기 챔버 웰(1) 내의 하부에 설치되어 웨이퍼(5)가 얹혀지는 하부전극(3)과, 상기 하부전극(3)의 하부에 설치되어 하부전극(3)을 상하로 이동시키는 실 벨로우즈(seal bellows)(4)로 구성되어 있다.
이러한 구조의 프로세서 챔버는 로봇 아암에 의해 웨이퍼(5)가 프로세서 챔버의 챔버 웰(1) 내로 이송되고, 상기 챔버 웰(1) 내로 이송된 웨이퍼(5)는 챔버 웰(1) 내의 하부에 설치된 하부전극(3)의 상면에 얹혀진다.
상기 하부전극(3)에 웨이퍼(5)가 얹혀진 상태에서 챔버 웰(1) 내의 상부에 설치된 상부전극(2)과 하부전극(3)간의 간격(s)은 세팅(setting)되어 있는 값에 따라 조절하게 되는데, 즉 하부전극(3)의 하부에 설치된 실 벨로우즈(4)가 작동되어 세팅된 값에 따라 상기 하부전극(3)을 이동시켜 상부전극(2)과 하부전극(3)간의 간격(s)을 조절하게 된다.
상기와 같이, 실 벨로우즈(4)의 작동에 의해 상부전극(2)과 하부전극(3)간의 간격(s)이 조절되면 상기 상부전극(2)과 하부전극(3)에서 발생되는 고주파에 의해 상부전극(2)과 하부전극(3) 사이에서 플라즈마가 형성되고, 상기 플라즈마는 웨이퍼(5)에 증착됨에 따라 상기 하부전극(3)의 상면에 얹혀진 웨이퍼(5)가 식각된다.
상기 식각이 완료된 웨이퍼(5)는 로봇 아암에 의해 프로세서 챔버의 챔버 웰(1)의 외부로 빠져나와 다음 공정을 위해 이송된다.
그러나, 이러한 종래 프로세서 챔버의 챔버 웰(1) 내에 설치된 상부전극(2)과 하부전극(3)에서 발생되는 고주파에 의해 웨이퍼(5)를 식각하게 되는데, 상기상부전극(2)의 사용시간 즉, 레이더 프로퀀시(RF : radio frequency)시간이 증가하게 됨에 따라 상부전극(2)의 두께(t)가 얇아지게 되므로 상기 상부전극(2)과 하부전극(3)간의 간격(s)이 틀려지게 된다.
그러므로, 상부전극(2)과 하부전극(3)간의 간격(s) 변화에 따라 웨이퍼(5)에 저압의 홀 및 비아 홀(via hole) 공정진행시 마이크로 로딩 이펙트(micro-loading effect)가 증가함에 따라 상기 웨이퍼(s)가 불완전하게 식각되므로 인해 사익 웨이퍼(5)의 불량이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 챔버 웰내의 상부전극과 하부전극간의 간격을 일정하게 조절하도록 하여 상기 챔버 내에서 웨이퍼가 원활하게 식각됨과 함께 상기 웨이퍼의 불량을 방지하도록 하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 챔버 웰과, 상기 챔버 웰 내의 상부에 설치되는 상부전극과, 상기 챔버 웰 내의 하부에 설치되어 웨이퍼가 얹혀지는 하부전극과, 상기 하부전극의 하부에 설치되어 하부전극을 상하로 이동시키는 실 벨로우즈를 구비한 프로세서 챔버에 있어서, 상기 상부전극과 하부전극간의 간격을 일정하게 유지시키는 간격보정수단은 챔버 웰의 일측에 설치되어 빛을 발생시켜 상기 빛을 상부전극으로 방출하는 광원과, 상기 광원과 대응되도록 상기 챔버 웰에 설치되어 상부전극과 부딪쳐 굴절되는 빛을 검출하는 라이트 디텍터와, 상기 라이트 디텍터에 연결되어 검출된 빛의 검출위치에 따라 상부전극과 하부전극간의 간격을 산출하는 신호처리부와, 상기 신호처리부에 연결되어 상부전극과 하부전극간격의 전 설정된 값과 검출된 값사이의 차를 계산하는 보상회로부와, 상기 보상회로부에 연결되어 상기에서 검출된 차이 값만큼 실 벨로우즈를 왕복 이동시키는 제어신호가 발생되도록 하고, 상기 제어신호를 보상회로로 전달하는 메인 시스템부와, 상기 보상회로에 연결되어 상기 제어신호에 따라 작동되는 모터 콘트롤러부와, 상기 모터 콘트롤러부와 실 벨로우즈사이에 결합되어 상기 모터 콘트롤러부에서 발생되는 신호에 따라 실 벨로우즈를 왕복시키는 구동력을 발생시키는 구동부로 구성되는 것을 특징으로 하는 프로세서 챔버의 상부전극과 하부전극간의 간격보정장치가 제공되도록 한 것이다.
도 1은 종래 프로세서 챔버의 구조를 나타낸 구조도.
도 2는 본 발명 프로세서 챔버의 구조를 나타낸 구조도.
도 3a와 도 3b는 본 발명 상부전극과 하부전극간의 간격에 따라 라이트디텍터에서 감지되는 광량을 나타낸 상태도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101 : 광원 102 : 라이트 디텍터
103 : 신호처리부 104 : 보상회로부
105 : 메인 시스템부 106 : 모터 콘트롤러부
107 : 모터구동부
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부도면 도 2내지 도 3b를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
프로세서 챔버는 종래의 구성에서 언급한 바 있으므로 중복되는 부분은 그 설명을 생략하고, 동일한 구조에 한해서는 종래와 동일한 부호를 부여키로 한다.
도 2는 본 발명 프로세서 챔버의 구조를 나타낸 구조도이고, 도 3a와 도 3b는 본 발명 상부전극과 하부전극간의 간격에 따라 라이트디텍터에서 감지되는 광량을 나타낸 상태도로써, 본 발명은 챔버 웰(1)과, 상기 챔버 웰(1) 내의 상부에는 상부전극(2)이 설치되어 있으며, 상기 하부전극(3)의 하부에는 하부전극(3)을 상하로 이동시키는 실 벨로우즈(4)가 설치되어 있다.
상기 챔버 웰(1)에는 상부전극(2)의 두께가 얇아지더라도 상부전극(2) 과 하부전극(3)간의 간격이 일정하게 유지되도록 하는 간격보정수단이 구비된다.
상기 간격보정수단은 챔버 웰(1)에 빛(a)이 발생됨과 함께 상기 발생된 빛(a)을 상부전극(2)으로 보내는 광원(101)이 설치되어 있고, 상기 챔버 웰(1)에는 광원(101)에서 보내져 상부전극(2)과 부딪혀 굴절되는 빛(a)을 감지하는 라이트 디텍터(102)가 광원(101)과 마주보도록 설치되어 있으며, 상기 라이트 디텍터(102)에는 빛(a)을 검출하는 라이트 디텍터(102)에서 보내지는 신호에 따라 실 벨로우즈(4)를 왕복시키는 실 벨로우즈 왕복이동수단이 설치된다.
상기 실 벨로우즈 왕복이동수단은 각 전극사이의 간격을 검출하는 신호처리부(103)와, 전설정된 간격(s)과 검출된 간격(s')사이의 차이를 계산하는 보상회로부(104)와, 실 벨로우즈를 구동시키는 모터 콘트롤러부(106)와, 모터구동부(107)로 구성된다.
이 때, 상기 신호처리부(103)는 라이트 디텍터(102)에서 검출된 빛(a)의 검출위치에 따라 상부전극(2)과 하부전극(3)간의 간격(s')을 계산하고, 상기 보상회로부(104)는 상부전극(2)과 하부전극(2)사이의 전설정된 간격 (s)에서 검출된 간격(s')간의 차이값을 계산하며 상기 신호처리부(103)와 연결된다.
그리고, 상기 보상회로부(104)에는 보상회로부(104)에서 계산된 간격만큼 실 벨로우즈(4)를 왕복 이동시키도록 제어신호가 발생됨과 함께 상기 제어신호를 보상회로부로 전달하는 메인 시스템부(105)가 연결되며, 또한 상기 보상회로부에서 전달되는 제어신호에 따라 작동되는 모터 콘트롤러부(106)가 연결된다.
또, 상기 모터 콘트롤러부(106)에는 상기부에서 발생되는 신호에 따라 실 벨로우즈(4)를 왕복 이동시키도록 구동력을 발생시키는 모터구동부(107)가 결합된다.
이 때, 상기 라이트 디텍터(102)는 전설정된 빛의 랜딩위치를 기준으로 상부전극에서 굴절된 빛이 랜딩되는 위치를 감지할 수 있는 구조로 형성된다.
이와 같이 구성된 볼 발명의 작용은 다음과 같다.
먼저, 로봇 아암에 의해 웨이퍼(5)는 챔버 웰(1)내로 이송되어 상기 챔버 웰(1) 내의 하부에 설치된 하부전극(3)의 상면에 얹혀진다.
이 때, 상기 챔버 웰(1) 내의 상부에 설치된 상부전극과 하부전극간의 간격(s)은 상기 하부전극(30의 하부에 설치된 실 벨로우즈(4)의 작동에 따라 조절된다.
그리고, 상기 상부전극과 하부전극사이에서 발생되는 고주파에 의하여 상기 전극사이에 웨이퍼를 식각하는 플라즈마가 형성되고, 식각된 웨이퍼를 로버트 아암에 의하여 챔버외부로 이송시킨다.
한편, 상기와 같이 플라즈마가 형성되는 상부전극(2)의 하부면에는 광원(101)에 의하여 빛이 방사되고, 상기 상부전극에 의하여 굴절된 빛은 상기 라이트 디텍터(102)에 의하여 검출된다.
이에 따라, 상기 라이트 디텍터(102)에서 감지된 빛의 검출위치에 따라, 이에 연결된 신호처리부(103)에서 라이트 디텍터(102)에서 감지된 빛(a)의 랜딩 위치를 확인하여 상부전극(2)과 하부전극(3)간의 간격(s')을 검출한다.
그리고, 상기와 같이 검출된 간격(s)은 상기 신호처리부(103)와 연결된 보상회로부(104)에서 정해진 상부전극(2)과 하부전극(3)간의 간격(s)과 상기상부전극(2)과 하부전극(3)간의 간격(s')간의 차이를 계산한다.
이와 같이 계산된 차이 값은 보상회로부(104)와 연결된 메인 시스템부(105)에서 실 벨로우즈(4)를 이동시키도록 제어신호가 발생되고, 상기 제어신호는 다시 보상회로부(104)로 보내지게 된다.
상기 제어신호가 상기 보상회로부(104)와 연결된 모터콘트롤러부(106)로 전달되고 이에 따라 모터 콘트롤러부(106)와 연결되고 실 벨로우즈(4)와 결합된 모터구동부(107)가 상기 모터 콘트롤러부(106)에서 발생되는 신호에 따라 구동되므로 상기 실 벨로우즈(4)가 정해진 간격(s)과 검출된 간격(s')간의 차이만큼 하부전극(3)을 이동시켜 상기 상부전극(2)과 하부전극(3)간의 간격(s)은 일정하게 유지되고, 상기 웨이퍼(5)가 균일하게 식각된다.
이상에서와 같이, 본 발명은 챔버 웰에 서로 마주보도록 빛을 발생시키는 광원과 상기 광원에서 발생되어 상부전극에 부딪혀 굴절된 빛의 랜딩위치를 검출하는 라이트 디텍터를 설치함으로써, 레디오 프리퀀스 시간이 증가하여 상부전극의 두께가 얇아지더라도 상기 상부전극과 하부전극간의 간격은 일정하게 유지될 뿐아니라 웨이퍼가 원활하게 식각되고, 웨이퍼 불량이 방지되는 효과가 있다.
Claims (1)
- 챔버 웰과, 상기 챔버 웰 내의 상부에 설치되는 상부전극과, 상기 챔버 웰내의 하부에 설치되어 웨이퍼가 얹혀지는 하부전극과, 상기 하부전극의 하부에 설치되어 하부전극을 상하로 이동시키는 실 벨로우즈를 구비한 프로세서 챔버에 있어서,상기 상부전극과 하부전극간의 간격을 일정하게 유지시키는 간격보정수단은 챔버 웰의 일측에 설치되어 빛을 발생시켜 상기 빛을 상부전극으로 방출하는 광원과,상기 광원과 대응되도록 상기 챔버 웰에 설치되어 상부전극과 부딪쳐 굴절되는 빛을 검출하는 라이트 디텍터와,상기 라이트 디텍터에 연결되어 검출된 빛의 검출위치에 따라 상부전극과 하부전극간의 간격을 산출하는 신호처리부와,상기 신호처리부에 연결되어 상부전극과 하부전극간격의 전 설정된 값과 검출된 값사이의 차를 계산하는 보상회로부와,상기 보상회로부에 연결되어 상기에서 검출된 차이 값만큼 실 벨로우즈를 왕복 이동시키는 제어신호가 발생되도록 하고, 상기 제어신호를 보상회로로 전달하는 메인 시스템부와,상기 보상회로에 연결되어 상기 제어신호에 따라 작동되는 모터 콘트롤러부와,상기 모터 콘트롤러부와 실 벨로우즈사이에 결합되어 상기 모터 콘트롤러부에서 발생되는 신호에 따라 실 벨로우즈를 왕복시키는 구동력을 발생시키는 구동부로 구성되는 것을 특징으로 하는 프로세서 챔버의 상부전극과 하부전극간의 간격조절장치.
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