KR102437306B1 - 전력 급전 기구, 회전 베이스 장치 및 반도체 가공 장비 - Google Patents

전력 급전 기구, 회전 베이스 장치 및 반도체 가공 장비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전력 급전 기구, 회전 베이스 장치 및 반도체 가공 장비를 제공한다. 해당 전력 급전 기구는 전력원의 출력 전력을 회전 부재로 급전하는 것으로, 이는 전력원과 전기적으로 연결되는 도전성 고정체; 회전 부재와 전기적으로 연결되고, 회전 부재를 따라 동기적으로 회전하는 도전성 회전체; 각각 도전성 고정체와 도전성 회전체와 전기적으로 접촉되고, 도전성 회전체의 회전 이동에 영향을 주지 않는 도전성 연결 구조를 포함한다. 본 발명이 제공하는 전력 급전 기구는 전력 전송 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 기술에 존재하는 스파킹 위험을 방지할 수 있다.

Description

전력 급전 기구, 회전 베이스 장치 및 반도체 가공 장비
본 발명은 반도체 제조 기술 분야에 관한 것으로, 구체적으로는 전력 급전 기구, 회전 베이스 장치 및 반도체 가공 장비에 관한 것이다.
PVD(Physical Vapor Deposition, 물리 증착) 공정에서, 스퍼터링 전원이 출력하는 전력은 전극을 통해 공정 챔버로 커플링되어, 챔버 내의 공정 가스를 여기하여 플라즈마를 형성하고, 플라즈마에서 전자와 이온의 작용에 의해 박막 증착을 완성한다.
웨이퍼(wafer) 크기가 증가함에 따라, 제품의 수율을 향상시키기 위해, PVD 공정에서는 박막 증착의 균일성에 대한 요구가 점점 높아지고 있다. 베이스 회전 방식은 증착 박막의 균일성을 현저하게 높일 수 있고, 이는 현재로서 널리 사용되고 있다. 그러나, 플라즈마에서 전기를 띤 이온의 에너지를 향상시키고, 이온의 충격 작용을 높이기 위해, 통상적으로는 베이스로 RF를 급전하는 방식을 사용하여 구현하고 있으며, 베이스 회전 과정에서 우수하고 안정적인 RF 연결을 어떻게 유지할 것인지에 대해 매우 큰 도전이 필요하다.
종래의 기술에서, 통상적으로는 회전 가능한 베이스 지지체의 주변에 서로 네스팅(nest)되는 2개의 유도 코일이 둘러싸여져 있고, 유도 코일에 의해 발생한 자기장을 이용하여 자기장 커플링 방식을 통해 RF 에너지를 베이스 지지체로 커플링함으로써, 회전하고 있는 베이스로 RF 전력을 전송하게 된다. 그러나, 이는 실제 응용에 있어서는 불가피하게 아래의 문제들이 존재한다:
1. RF 전력이 유도 코일을 통해 유도 커플링 방식으로 전송될 경우, 누설 자속 문제가 존재하게 되어, 전력 전송 효율이 비교적 낮아 진다.
2. 베이스 지지체로 급전하는 RF 전력을 향상시키기 위해서는, 유도 코일의 전압을 증가해야 하며, 전압이 일정 임계치에 도달할 경우 스파킹 위험이 존재하게 된다.
본 발명은 적어도 종래의 기술에 존재하는 기술적 과제 중의 하나를 해결하기 위한 것으로, 전력 전송 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 기술에 존재하는 스파킹 위험을 방지할 수 있는 전력 급전 기구, 회전 베이스 장치 및 반도체 가공 장비를 제공하였다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 전력원의 출력 전력을 회전 부재로 급전하는 전력 급전 기구에 있어서,
상기 전력원과 전기적으로 연결되는 도전성 고정체;
상기 회전 부재와 전기적으로 연결되고, 상기 회전 부재를 따라 동기적으로 회전하는 도전성 회전체;
각각 상기 도전성 고정체와 상기 도전성 회전체와 전기적으로 접촉되고, 상기 도전성 회전체의 회전 이동에 영향을 주지 않는 도전성 연결 구조를 포함하는 전력 급전 기구를 제공한다.
선택 가능하게는, 상기 도전성 회전체와 상기 도전성 고정체는 서로 마주보며 이격되어 설치되고; 상기 도전성 연결 구조는 상기 도전성 회전체와 상기 도전성 고정체의 간격 내에 설치된다.
선택 가능하게는, 상기 간격의 수직 길이는 1mm 이상이다.
선택 가능하게는, 상기 도전성 회전체와 상기 도전성 고정체의 2개의 상대면은 서로 평행 또는 서로 네스팅된다.
선택 가능하게는, 상기 도전성 연결 구조는 제1 탄성 도전성 부재를 포함한다.
선택 가능하게는, 상기 제1 탄성 도전성 부재는 링체, 평면 나선체 또는 기둥형 나선체이다.
선택 가능하게는, 상기 제1 탄성 도전성 부재는 연질 합금을 포함한다.
선택 가능하게는, 상기 도전성 회전체와 상기 도전성 고정체의 2개의 상대면에서 적어도 하나의 상대면에는 안착홈이 설치되어 있고, 상기 제1 탄성 도전성 부재의 일부가 상기 안착홈에 설치된다.
선택 가능하게는, 상기 도전성 연결 구조는 제2 탄성 도전성 부재, 제3 탄성 도전성 부재와 스프링을 포함하며, 여기서,
상기 스프링의 양단은 각각 상기 도전성 고정체와 이의 상측의 상기 제2 탄성 도전성 부재와 연결되고;
상기 제3 탄성 도전성 부재는 상기 제2 탄성 도전성 부재 상에 설치되고, 상기 스프링의 탄력 작용에 의해 상기 도전성 회전체와 전기적 접촉을 유지하고;
상기 제2 탄성 도전성 부재의 경도는 제3 탄성 도전성 부재의 경도보다 낮다.
선택 가능하게는, 상기 도전성 회전체에는 오목부가 설치되어 있고, 상기 제2 탄성 도전성 부재의 적어도 일부가 상기 오목부에 위치된다.
선택 가능하게는, 상기 도전성 연결 구조는 상기 스프링과 연결되는 고정 베이스를 더 포함하며;
상기 고정 베이스에는 안착홈이 설치되어 있고, 상기 제2 탄성 도전성 부재가 상기 안착홈에 착탈 가능하게 고정된다.
선택 가능하게는, 상기 도전성 연결 구조는,
상기 도전성 고정체와 연결되며, 상기 도전성 회전체의 주변에 둘러싸인 링체인 제2 탄성 도전성 부재;
상기 도전성 회전체와 연결되고, 상기 링체의 내주면과 상기 도전성 회전체의 외주면 사이에 위치되어, 양자와 각각 전기적으로 접촉되는 제3 탄성 도전성 부재를 포함하며,
상기 제2 탄성 도전성 부재의 경도는 제3 탄성 도전성 부재의 경도보다 낮다.
선택 가능하게는, 상기 제2 탄성 도전성 부재는 흑연 또는 연질 합금을 포함한다.
선택 가능하게는, 상기 제3 탄성 도전성 부재는 링체, 평면 나선체 또는 기둥형 나선체이다.
선택 가능하게는, 상기 제3 탄성 도전성 부재는 연질 합금을 포함한다.
선택 가능하게는, 상기 전력 급전 기구는 도전성 액체 용기를 더 포함하며, 상기 도전성 고정체와 상기 도전성 회전체 각자의 일부가 상기 도전성 액체 용기의 도전성 용액에 침지되어, 상기 도전성 고정체와 상기 도전성 회전체가 상기 도전성 용액을 통해 전기가 흐르도록 한다.
선택 가능하게는, 상기 도전성 액체 용기는 상기 도전성 고정체 또는 상기 도전성 회전체와 연결된다.
선택 가능하게는, 상기 도전성 연결 구조는 도전성 액체 용기를 더 포함하며, 상기 도전성 고정체와 상기 도전성 회전체 각자의 일부가 상기 도전성 액체 용기의 도전성 액체에 침지되어, 상기 도전성 고정체와 상기 도전성 회전체가 상기 도전성 액체를 통해 전기가 흐르도록 한다.
선택 가능하게는, 상기 회전 부재는 베이스, 타겟 또는 코일을 포함한다.
다른 하나의 기술적 방안으로, 본 발명은 회전 가능한 베이스, 바이어스 전압 전력원 및 상기 바이어스 전압 전력원의 출력 전력을 상기 베이스로 급전하는 전력 급전 기구를 포함하는 회전 베이스 장치에 있어서, 상기 전력 급전 기구는 본 발명에서 제공하는 상기 전력 급전 기구를 사용하는 회전 베이스 장치를 더 제공한다.
선택 가능하게는,
수직으로 설치되며, 상단이 상기 베이스와 연결되고 하단이 상기 전력 급전 기구와 연결되는 회전축;
상기 회전축의 상단과 하단 사이에 위치하는 중간 위치와 연결되어, 상기 회전축의 회전을 구동하는 회전 구동 기구를 더 포함한다.
다른 하나의 기술적 방안으로, 본 발명은, 본 발명에서 제공하는 상기 회전 베이스 장치가 설치되는 반응 챔버를 포함하는 반도체 가공 장비를 더 제공한다.
본 발명이 제공하는 전력 급전 기구, 회전 베이스 장치 및 반도체 가공 장비의 기술적 방안에서, 도전성 연결 구조는 다음을 만족시킨다. 즉, 도전성 고정체와 도전성 회전체와 각각 전기적으로 접촉되고, 도전성 회전체의 회전 이동에 영향을 주지 않아, 회전하고 있는 회전 부재로의 전력 전송을 구현하게 된다. 더불어, 도전성 연결 구조는 도전성 고정체와 도전성 회전체와 각각 전기적으로 접촉되므로, 종래의 기술에서 유도 커플링 방식을 통해 전력을 전송하는 방식에 비해, 전력 전송 효율이 더 높고, 종래의 기술에 존재하는 스파킹 위험을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에서 제공하는 전력 급전 기구의 하나의 구조를 나타는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에서 제공하는 전력 급전 기구의 다른 하나의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에서 제공하는 전력 급전 기구의 또 다른 하나의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에서 제공하는 전력 급전 기구의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에서 제공하는 전력 급전 기구의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에서 제공하는 전력 급전 기구의 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에서 제공하는 반도체 가공 장비의 구조를 나타내는 도면이다.
본 기술 분야의 기술자가 본 발명의 기술적 방안을 더 정확하게 이해하도록 하기 위해, 이하에서 도면을 결합하여 본 발명에서 제공하는 전력 급전 기구, 회전 베이스 장치 및 반도체 가공 장비에 대해 자세히 설명하기로 한다.
본 발명에서 제공하는 전력 급전 기구는 전력원의 출력 전력을 회전 부재로 급전한다. 해당 회전 부재는 베이스, 타겟 또는 코일 등일 수 있다. 전력원은 통상적으로 어댑터와 전원이며, 여기서 어댑터는 공정 과정에서 회로에서의 가변 커패시터를 동적 제어를 통해 매칭하여, 부하 저항과 전원의 출력 저항이 서로 매칭되도록 함으로써, 전원의 출력 전력이 챔버 내의 플라즈마로 최대한으로 인가되도록 보장한다. 전원은 RF 전원, LF 전원, MF 전원 또는 직류 전원 등을 포함한다.
구체적으로, 전력 급전 기구는 도전성 고정체, 도전성 회전체와 도전성 연결 구조를 포함하며, 여기서 도전성 고정체는 전력원과 전기적으로 연결되고, 도전성 회전체는 회전 부재와 전기적으로 연결되며, 해당 회전 부재를 따라 동기적으로 회전하고, 도전성 연결 구조는 각각 도전성 고정체와 도전성 회전체와 전기적으로 접촉되고, 도전성 회전체의 회전 이동에 영향을 주지 않는다. 이로써, 전력원의 출력 전력을 회전하고 있는 회전 부재로 급전할 수 있다. 더불어, 도전성 연결 구조는 각각 도전성 고정체와 도전성 회전체와 전기적으로 접촉되므로, 종래의 기술에서 유도 커플링 방식을 통해 전력을 전송하는 방식에 비해, 전력 전송 효율이 더 높고, 종래의 기술에 존재하는 스파킹 위험을 방지할 수 있다.
이하에서 도전성 연결 구조의 구체적인 실시 방식에 대해 자세히 설명하기로 한다. 구체적으로, 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에서 제공하는 전력 급전 기구에서, 도전성 회전체(2)는 도전성 고정체(1)와 서로 마주보며 이격되어 설치된다. 도전성 연결 구조는 도전성 회전체(2)와 도전성 고정체(1) 사이의 간격 내에 설치되어, 도전성 회전체(2)와 도전성 고정체(1)에 전기가 흐르도록 하여, 전력 전송을 구현한다.
본 실시예에서, 도전성 회전체(2)가 제1 표면(21)을 포함하고, 도전성 고정체(1)가 제2 표면(11)을 포함하며, 해당 제1 표면(21)과 제2 표면(11)은 서로 마주보며 이격되어 설치되고, 바람직하게는 도전성 회전체(2)와 도전성 고정체(1) 사이의 간격의 수직 길이가 ≥1mm이며, 즉 제1 표면(21)과 제2 표면(11) 사이에 간격(D)이 설치되고, D가 ≥1mm이다. 이로써, 도전성 회전체(2)의 회전 이동이 영향을 받지 않도록 보장할 수 있다. 도전성 고정체(1)와 도전성 회전체(2)는 예를 들어 구리 등 도전 성능이 우수한 재료로 제조되는 것이 바람직하다.
본 실시예에서, 도전성 회전체(2)와 도전성 고정체(1)의 2개의 상대면(제1 표면(21)과 제2 표면(11))은 서로 평행 또는 서로 네스팅(nest)되며, 이로써 구조의 안정성이 향상될 수 있다. 본 실시예에서, 제1 표면(21)에 오목부(211)가 설치되고, 대응되게 제2 표면(11)에 돌출부(111)가 설치되며, 돌출부(111)가 오목부(211) 내에 위치되어, 도전성 회전체(2)와 도전성 고정체(1)가 서로 네스팅되는 구조를 형성한다. 물론, 실제 응용에서 제1 표면(21)에 돌출부가 설치되고, 대응되게 제2 표면(11)에 오목부가 설치될 수도 있다.
본 실시예에서, 도전성 연결 구조는 제1 탄성 도전성 부재(3)를 포함하며, 이는 탄성을 구비하므로, 제1 탄성 도전성 부재(3)는 도전성 회전체(2)가 회전하는 과정에서 도전성 회전체(2)와의 전기적 접촉을 끝까지 유지하게 되어, 전력의 정상적인 전송을 확보할 수 있고, 더불어 제1 탄성 도전성 부재(3)는 도전성 회전체의 회전 이동에 영향을 주지 않는다. 제1 탄성 도전성 부재(3)는 연질 재료, 예를 들어 알루미늄 합금, 스테인리스 강 합금 등의 연질 합금으로 제조될 수 있다.
설명해야 할 것은, 본 실시예에서 제1 탄성 도전성 부재(3)는 오목부(211)의 저면과 돌출부(111)의 윗면 사이에 위치하지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 실제 응용에서 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 탄성 도전성 부재(3)는 오목부(211)의 내주면과 돌출부(111)의 외주면 사이에 위치될 수도 있다.
더 설명해야 할 것은, 본 실시예에서, 도전성 회전체(2)와 도전성 고정체(1)는 오목부(211)와 돌출부(111)에 의해 서로 네스팅되는 구조를 형성하지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 실제 응용에서 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 표면(21`)과 제2 표면(11`)은 각각 평면일 수도 있고, 제1 탄성 도전성 부재(3)가 제1 표면(21`)과 제2 표면(11`) 사이에 설치된다.
본 실시예에서, 제1 탄성 도전성 부재(3)는 링체이다. 물론, 실제 응용에서 제1 탄성 도전성 부재(3)는 예를 들어 평면 나선체(소용돌이 형태의 나선체와 유사함) 또는 기둥형 나선체 등의 기타 임의의 구조일 수도 있다.
본 실시예에서, 제1 표면(21)에 안착홈(22)이 설치되어 있고, 제1 탄성 도전성 부재(3)의 일부가 안착홈(22)에 설치되어, 제1 탄성 도전성 부재(3)에 대한 안착을 구현한다. 쉽게 이해할 수 있는 것은, 제1 탄성 도전성 부재(3)가 안착홈(22)에 위치하는 것 외의 부분을 구비함으로써, 도전성 고정체(1)의 제2 표면(11)과 전기적으로 접촉될 수 있도록 보장한다. 물론, 실제 응용에서 제2 표면(11)에 안착홈을 설치할 수도 있고, 또는 대응되게 각각 제1 표면(21)과 제2 표면(11)에 안착홈을 설치할 수도 있다.
설명해야 할 것은, 본 실시예에서 제1 탄성 도전성 부재(3)는 1개이지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 실제 응용에서 링형의 제1 탄성 도전성 부재(3)는 다수 개로 서로 네스팅될 수도 있다. 물론, 기타 구조의 제1 탄성 도전성 부재(3)에 대해서는 기타 임의의 배열 방식을 사용할 수도 있다.
본 발명의 제2 실시예에서 제공하는 전력 급전 기구는 상술한 제1 실시예에서 제공하는 전력 급전 기구에 비해, 동일하게 도전성 고정체, 도전성 회전체와 도전성 연결 구조를 포함하고, 차이점은 도전성 연결 구조가 상이한 것이다. 이하에서는 본 실시예와 상술한 제1 실시예 사이의 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.
구체적으로, 도 4를 참조하면, 도전성 연결 구조는 스프링(7), 제2 탄성 도전성 부재(4)와 제3 탄성 도전성 부재(5)를 포함하며, 여기서 스프링(7)의 제1 단(도 4에서 스프링(7)의 하단)은 도전성 고정체(1)와 연결된다. 스프링(7)의 제2 단(도 4에서 스프링(7)의 상단)은 제2 탄성 도전성 부재(4)와 연결된다. 제3 탄성 도전성 부재(5)는 제2 탄성 도전성 부재(4) 상에 설치되며, 스프링(7)의 탄력 작용에 의해 도전성 회전체(2)와 전기적 접촉을 유지한다.
또한, 제2 탄성 도전성 부재(4)의 경도는 제3 탄성 도전성 부재(5)의 경도보다 낮다. 실제 사용 과정에서, 도전성 회전체(2)는 제3 탄성 도전성 부재(5)를 함께 회전시키며, 이로써 제3 탄성 도전성 부재(5)와 제2 탄성 도전성 부재(4) 사이에 상대적 이동이 발생하게 된다. 제2 탄성 도전성 부재(4)의 경도가 제3 탄성 도전성 부재(5)의 경도보다 낮으므로, 재질이 더 유연한 제2 탄성 도전성 부재(4)가 제3 탄성 도전성 부재(5)에 의해 더 쉽게 마모가 되어, 제3 탄성 도전성 부재(5)의 소모가 감소하게 되어 제3 탄성 도전성 부재(5)의 수명이 길어지게 된다.
더불어, 제2 탄성 도전성 부재(4)가 마모에 의해 얇게 변하지만, 스프링(7)의 탄력 작용에 의해, 제3 탄성 도전성 부재(5)와 도전성 회전체(2)는 여전히 우수한 전기적 접촉을 유지할 수 있어, 전력의 안정적인 전송을 보장한다.
실제 응용에서, 제2 탄성 도전성 부재(4)의 경도가 제3 탄성 도전성 부재(4)의 경도보다 낮은 것을 만족시키는 전제 하에, 제2 탄성 도전성 부재(4)는 예를 들어 흑연 또는 연질 합금 등의 연질 재료로 제조될 수 있다. 제3 탄성 도전성 부재(5)는 예를 들어 연질 합금 등의 연질 재료로 제조될 수 있다. 여기서, 흑연이 작동 과정에서 생성하는 흑연 분말은 제3 탄성 도전성 부재(5)에 대해 윤활 작용을 하게 될 수도 있어, 제3 탄성 도전성 부재(5)의 소모를 추가로 감소시킬 수 있다.
상술한 제1 실시예에서의 제1 탄성 도전성 부재(3)와 유사하게, 제3 탄성 도전성 부재(5)는 링체, 평면 나선체 또는 기둥형 나선체 등을 포함할 수 있다.
선택 가능하게는, 상술한 스프링(7)은 기둥형 코일 스프링 등 탄성체일 수 있다.
본 실시예에서, 도전성 회전체(2)에는 오목부(23)가 설치되어 있고, 제2 탄성 도전성 부재(4)의 적어도 일부가 오목부(23)에 위치되어, 도전성 회전체(2)와 제2 탄성 도전성 부재(4)가 서로 네스팅될 수 있어, 구조 안정성이 향상되었다.
선택 가능하게는, 도전성 연결 구조는 스프링(7)과 연결되는 고정 베이스(6)를 더 포함하며, 고정 베이스(6)에는 안착홈이 설치되어 있고, 제2 탄성 도전성 부재(4)가 안착홈에 착탈 가능하게 고정된다. 이로써, 제2 탄성 도전성 부재(4)가 어느 정도 마모가 되면, 고정 베이스(6)를 가압함으로써 제2 탄성 도전성 부재(4)와 도전성 회전체(2)가 분리되도록 하고, 다음으로 제2 탄성 도전성 부재(4)를 안착홈으로부터 취출하여, 새로운 제2 탄성 도전성 부재(4)로 교체할 수 있으며, 이는 제3 탄성 도전성 부재(5)를 교체하는 것보다 더 쉬워 작업 효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에서 제공하는 전력 급전 기구는 상술한 제2 실시예에서 제공하는 전력 급전 기구에 비해, 도전성 연결 구조의 구조가 상이한 것 외에 동일하게 도전성 고정체, 도전성 회전체와 도전성 연결 구조를 포함한다. 이하에서는 본 실시예와 상술한 제2 실시예 사이의 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.
구체적으로, 도 5를 참조하면, 도전성 연결 구조는 제2 탄성 도전성 부재(4`)와 제3 탄성 도전성 부재(5`)를 포함하며, 여기서, 제2 탄성 도전성 부재(4`)는 도전성 고정체(1)와 연결되고, 도전성 회전체(2)의 주변에 둘러싸인 링체이다. 제3 탄성 도전성 부재(5`)는 도전성 회전 부재(2)와 연결되고, 링체의 내주면과 도전성 회전체(2)의 외주면 사이에 위치되어, 양자와 각각 전기적으로 접촉된다. 또한, 제2 탄성 도전성 부재(4`)의 경도는 제3 탄성 도전성 부재(5`)의 경도보다 낮다.
제3 탄성 도전성 부재(5`)는 도전성 회전체(2)를 따라 동기적으로 회전한다. 해당 과정에서, 제3 탄성 도전성 부재(5`)와 제2 탄성 도전성 부재(4`) 사이에는 상대적 이동이 발생하게 된다. 제2 탄성 도전성 부재(4`)의 경도가 제3 탄성 도전성 부재(5`)의 경도보다 낮으므로, 재질이 더 유연한 제2 탄성 도전성 부재(4`)가 제3 탄성 도전성 부재(5`)에 의해 더 쉽게 마모가 되어, 제3 탄성 도전성 부재(5`)의 소모가 감소하게 되어 제3 탄성 도전성 부재(5`)의 수명이 길어지게 된다.
본 발명의 제4 실시예에서 제공하는 전력 급전 기구는 상술한 각각의 실시예에서 제공하는 전력 급전 기구를 기초로 개선한 것이다.
구체적으로, 도 6을 참조하면, 도전성 연결 구조는 도전성 액체 용기(8)를 더 포함하며, 도전성 용기(8)에는 도전성 액체(9)가 수용되고, 도전성 고정체(1)와 도전성 회전체(2) 각자의 일부가 도전성 액체 용기(8)의 도전성 용액(9)에 침지되어, 도전성 고정체(1)와 도전성 회전체(2)가 도전성 액체를 통해 전기가 흐르도록 한다. 도전성 액체가 우수한 도전 성능을 구비하므로, 장기간의 사용 과정에서 침전과 응집이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 안정적인 도전 성능을 유지할 수 있다. 도전성 액체는 수은, 도전성 탄소계 용매, 도전성 이온 용액 또는 기타 임의의 도전 가능 액체일 수 있다.
실제 응용에서 도전성 액체 용기(8)는 도전성 고정체(1)와 연결될 수 있으며, 이 때 도전성 액체 용기(8)는 회전하고 있는 도전성 회전체(2)에 대해 이동하지 않고 고정되거나, 또는 도전성 액체 용기(8)는 도전성 회전체(2)와 연결될 수도 있으며, 이 때 도전성 액체 용기(8)는 도전성 회전체(2)를 따라 동기적으로 회전한다.
본 실시예에서, 도전성 액체 용기(8)는 상술한 제1 내지 제3 실시예에서의 도전성 연결 구조와 결합되어 사용된다. 제1 실시예를 예로 하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 표면(21)과 제2 표면(11) 사이에 제1 탄성 도전성 부재(3)가 설치됨과 더불어, 상술한 도전성 액체 용기(8)가 설치될 수 있으며, 이로써 제1 표면(21)과 제2 표면(11) 사이에 도전성 용액이 충진되도록 한다.
그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 실제 응용에서 도전성 연결 구조는 단지 도전성 액체 용기(8)일 수도 있으며, 즉 도전성 액체 용기(8)를 단독으로 사용하여 도전성 고정체(1)와 도전성 회전체(2)에 전기가 흐르도록 한다. 예를 들면, 제1 실시예에서의 제1 탄성 도전성 부재(3)를 도전성 액체 용기(8)로 교체한다. 선택 가능하게는, 도전성 액체(9)가 도전성 고정체(1)와 도전성 회전체(2) 사이의 간격을 충진하도록 도전성 고정체(1)와 도전성 회전체(2)는 상술한 제1 실시예에서 사용하는 서로 네스팅되는 구조를 사용함으로써, 도전성 액체(9)가 도전성 고정체(1)와 도전성 회전체(2) 사이에 균일하게 분포되도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 상술한 각각의 실시예에서 제공하는 전력 급전 기구에 있어서, 도전성 연결 구조는 각각 도전성 고정체와 도전성 회전체와 전기적으로 접촉되고, 도전성 회전체의 회전 이동에 영향을 주지 않아, 회전하고 있는 회전 부재로의 전력 전송을 구현하게 된다. 더불어, 도전성 연결 구조는 각각 도전성 고정체와 도전성 회전체와 전기적으로 접촉되므로, 종래의 기술에서 유도 커플링 방식을 통해 전력을 전송하는 방식에 비해, 전력 전송 효율이 더 높고, 종래의 기술에 존재하는 스파킹 위험을 방지할 수 있다.
다른 하나의 기술적 방안으로, 도 7을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에서 제공하는 회전 베이스 장치는 회전 가능한 베이스(101), 타겟(102), 상부 RF 전원(103), 바이어스 전압 전력원과 전력 급전 기구(105)를 포함하며, 여기서, 베이스(101)는 반응 챔버(100)에 설치되고, 이가 바로 상술한 실시예에서의 회전 부재이다. 타겟(102)은 베이스(101)의 상측에 설치되어 상부 RF 전원(103)과 전기적으로 연결된다. 바이어스 전압 전력원은 어댑터(106)와 전원(107)을 포함하며, 여기서 어댑터(106)는 공정 과정에서 회로에서의 가변 커패시터를 동적 제어를 통해 매칭하여, 부하 저항과 전원(107)의 출력 저항이 서로 매칭되도록 함으로써, 전원(107)의 출력 전력이 챔버 내의 플라즈마로 최대한으로 인가되도록 보장한다. 전원(107)은 RF 전원, LF 전원, MF 전원 또는 직류 전원 등을 포함한다.
전력 급전 기구(105)는 바이어스 전압 전력원의 출력 전력을 베이스(101)로 급전하기 위한 것으로, 해당 전력 급전 기구(105)는 본 발명의 상술한 각각의 실시예에서 제공하는 전력 급전 기구를 사용한다.
본 실시예에서, 회전 베이스 장치는 회전축(104)과 회전 구동 기구(108)를 더 포함하며, 여기서, 회전축(104)은 수직으로 설치되고, 회전축(104)의 상단은 베이스(101)와 연결되고, 회전축(104)의 하단은 전력 급전 기구(105)와 연결되며, 여기서 회전축(104)은 상술한 도전성 회전체로 사용되어 베이스(101)와 전기적으로 연결되고, 회전축(104)의 하부는 상술한 도전성 고정체와 서로 마주보며 이격되어 설치된다. 상술한 도전성 연결 구조는 회전축(104)과 도전성 고정체 사이의 간격 내에 설치되어, 회전축(104)과 도전성 고정체에 전기가 흐르도록 하여 전력 전송을 구현한다. 회전 구동 기구(108)는 회전축(104)의 상단과 하단 사이에 위치하는 중간 위치와 연결되어 회전축(104)의 회전을 구동한다.
상술한 회전 구동 기구(108)는 모터와 전동 기구를 포함하며, 모터는 전동 구조를 통해 회전축(104)과 연결된다. 전동 기구는 예를 들어 벨트 전동 기구, 기어 전동 기구 등이다. 설명해야 할 것은, 회전 구동 기구(108)는 회전축(104) 및 그의 상부의 베이스(101)의 중량을 지지한다.
본 발명의 실시예에서 제공하는 회전 베이스 장치는 본 발명의 상술한 각각의 실시예에서 제공하는 전력 급전 기구를 사용함으로써, 전력 전송 효율이 향상될 뿐만 아니라, 종래의 기술에 존재하는 스파킹 위험을 방지할 수 있다.
다른 하나의 기술적 방안으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 본 발명의 상술한 각각의 실시예에서 제공하는 회전 베이스 장치가 설치되는 반응 챔버(100)를 포함하는 반도체 가공 장비를 더 제공한다.
본 발명의 실시예에서 제공하는 반도체 가공 장비는 본 발명의 실시예에서 제공하는 상술한 회전 베이스 장치를 사용함으로써, 전력 전송 효율이 향상될 뿐만 아니라, 종래의 기술에 존재하는 스파킹 위험을 방지할 수 있다.
이해할 수 있는 것은, 이상의 실시 방식은 단지 본 발명의 원리를 설명하기 위해 사용한 예시적인 실시 방식으로, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 분야의 통상적인 기술자는 본 발명의 사상과 실질을 벗어나지 않는 상황에서 각 종의 변형과 개선을 할 수 있으며, 이러한 변형과 개선도 본 발명의 보호 범위로 간주된다.

Claims (22)

  1. 전력원의 출력 전력을 회전 부재로 급전하는 전력 급전 기구에 있어서,
    상기 전력원과 전기적으로 연결되는 도전성 고정체;
    상기 회전 부재와 전기적으로 연결되고, 상기 회전 부재를 따라 동기적으로 회전하는 도전성 회전체;
    각각 상기 도전성 고정체와 상기 도전성 회전체와 전기적으로 접촉되고, 상기 도전성 회전체의 회전 이동에 영향을 주지 않는 도전성 연결 구조를 포함하고,
    상기 도전성 회전체와 상기 도전성 고정체는 서로 마주보며 이격되는 상대면을 각각 구비하고,
    상기 도전성 연결 구조는 상기 도전성 회전체와 상기 도전성 고정체의 2개의 상대면의 간격 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 전력 급전 기구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 간격의 수직 길이는 1mm 이상인 것을 특징으로 하는 전력 급전 기구.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 회전체와 상기 도전성 고정체의 2개의 상대면은 서로 평행 또는 서로 네스팅(nest)되는 것을 특징으로 하는 전력 급전 기구.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 연결 구조는 제1 탄성 도전성 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 급전 기구.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 탄성 도전성 부재는 링체, 평면 나선체 또는 기둥형 나선체인 것을 특징으로 하는 전력 급전 기구.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 탄성 도전성 부재는 연질 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 급전 기구.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 도전성 회전체와 상기 도전성 고정체의 2개의 상대면에서 적어도 하나의 상대면에는 안착홈이 설치되어 있고, 상기 제1 탄성 도전성 부재의 일부가 상기 안착홈에 설치되는 것을 특징으로 하는 전력 급전 기구.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 연결 구조는 제2 탄성 도전성 부재, 제3 탄성 도전성 부재와 스프링을 포함하며, 여기서,
    상기 스프링의 양단은 각각 상기 도전성 고정체와 이의 상측의 상기 제2 탄성 도전성 부재와 연결되고;
    상기 제3 탄성 도전성 부재는 상기 제2 탄성 도전성 부재 상에 설치되며, 상기 스프링의 탄력 작용에 의해 상기 도전성 회전체와 전기적 접촉을 유지하고;
    상기 제2 탄성 도전성 부재의 경도는 제3 탄성 도전성 부재의 경도보다 낮은 것을 특징으로 하는 전력 급전 기구.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 도전성 회전체에는 오목부가 설치되어 있고, 상기 제2 탄성 도전성 부재의 적어도 일부가 상기 오목부에 위치되는 것을 특징으로 하는 전력 급전 기구.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 도전성 연결 구조는 상기 스프링과 연결되는 고정 베이스를 더 포함하며;
    상기 고정 베이스에는 안착홈이 설치되어 있고, 상기 제2 탄성 도전성 부재가 상기 안착홈에 착탈 가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 전력 급전 기구.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 연결 구조는,
    상기 도전성 고정체와 연결되며, 상기 도전성 회전체의 주변에 둘러싸인 링체인 제2 탄성 도전성 부재;
    상기 도전성 회전체와 연결되고, 상기 링체의 내주면과 상기 도전성 회전체의 외주면 사이에 위치되어, 양자와 각각 전기적으로 접촉되는 제3 탄성 도전성 부재를 포함하며,
    상기 제2 탄성 도전성 부재의 경도는 제3 탄성 도전성 부재의 경도보다 낮은 것을 특징으로 하는 전력 급전 기구.
  12. 제 8 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 탄성 도전성 부재는 흑연 또는 연질 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 급전 기구.
  13. 제 8 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제3 탄성 도전성 부재는 링체, 평면 나선체 또는 기둥형 나선체인 것을 특징으로 하는 전력 급전 기구.
  14. 제 8 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제3 탄성 도전성 부재는 연질 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 급전 기구.
  15. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 급전 기구는 도전성 액체 용기를 더 포함하며, 상기 도전성 고정체와 상기 도전성 회전체 각자의 일부가 상기 도전성 액체 용기의 도전성 용액에 침지되어, 상기 도전성 고정체와 상기 도전성 회전체가 상기 도전성 용액을 통해 전기가 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 전력 급전 기구.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 도전성 액체 용기는 상기 도전성 고정체 또는 상기 도전성 회전체와 연결되는 것을 특징으로 하는 전력 급전 기구.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 연결 구조는 도전성 액체 용기를 더 포함하며, 상기 도전성 고정체와 상기 도전성 회전체 각자의 일부가 상기 도전성 액체 용기의 도전성 용액에 침지되어, 상기 도전성 고정체와 상기 도전성 회전체가 상기 도전성 액체를 통해 전기가 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 전력 급전 기구.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 부재는 베이스, 타겟 또는 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 급전 기구.
  19. 회전 가능한 베이스; 바이어스 전압 전력원;과 상기 바이어스 전압 전력원의 출력 전력을 상기 베이스로 급전하는 전력 급전 기구를 포함하는 회전 베이스 장치에 있어서,
    상기 전력 급전 기구는 제 1 항 내지 제 11 항, 제 17 항 및 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 전력 급전 기구를 사용하는 것을 특징으로 하는 회전 베이스 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    수직으로 설치되며, 상단이 상기 베이스와 연결되고 하단이 상기 전력 급전 기구와 연결되는 회전축;
    상기 회전축의 상단과 하단 사이에 위치하는 중간 위치와 연결되어, 상기 회전축의 회전을 구동하는 회전 구동 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 베이스 장치.
  21. 제 19 항에 따른 회전 베이스 장치가 설치되는 반응 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 가공 장비.
  22. 삭제
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